化学污染的处理

化学污染的处理

一、污水处理厂

人们已经认识到，只有切断了污水的来源才能真正保证我们水体的洁净。那么如何让我们每天排出的那么多脏水不给水体“添麻烦”呢？建造城市污水处理厂就是最主要的措施。

首先，我们要看看把城市污水处理厂应该放在哪里。城市污水处理厂一般不宜放在人口密集的中心城区，因为其占地面积往往很大，而且由于它接受的全部是污水，难免会产生难闻的气味，所以放在边缘地区会让它对城市居民的影响小一点，最好放在当地夏季主导风向的下方。

选好了地方，我们就要看看它要多大的地盘了。每天需要处理的污水量越大，一般来说它占地就要大一些。而处理方法和净化程度也是重要的影响因素，如果你所要用的处理方法不同，在相同处理量的情况下面，也会有一定的差别。净化程度越高，则污水厂占地面积也就越大。

最主要的是让我们来了解一下污水在处理厂中是怎样被净化的。一般来说，污水一般通过三种主要的方法（物理方法，生物方法和化学方法）获得净化，这与水体的自我净化过程是十分相似的。下面给大家一一描述。

物理方法主要可以用两个字来概括：“分离”。当污水刚进入污水处理厂时，第一道关卡就是一种叫格栅的机器。它像是由一排排“钉耙”组成的，随着机器的转动将水中很大的垃圾比如塑料代、菜皮、鞋子等等耙上来，将它们和水分离。接下来又是一个分离的过程，这个过程停靠重力的作用，使水中较大的颗粒特特别是沙子沉淀下来，它的名字叫做沉砂池。物理方法中还有一对兄弟，它们的名字只有一字之差——初沉池和二沉池。顾名思义，它们两“兄弟”都是采用沉淀的方法来使水中的固体和水分开的，而且两“兄弟”的位置也不一样。“老大”——初沉池是放在沉砂池的后面，生物处理池的前面，其主要是将水中的有机物去除一部分；而“老二”——二沉池主要是将生物处理池中产生的活性污泥和水进行分离，而出了二沉池的水质就已经较原来的污水干净了许多。在污水处理厂里还有一种物理的方法，但它的处理对象不是污水，而是污泥。因为污水中的污染物其实并不是凭空消失了，而是大部分“跑”到污泥当中了，所以彻底的污染净化就一定要包括对污泥的处理。未经处理的污泥很稀，不能将它们直接外运，否则不仪运输费用很高，而且也很难进行综合利用。通过物理方法对污泥进行浓缩和脱水是减少污泥体积的最有效方法，经过这样的处理后污泥就干得多了，然后就可以作为堆肥或生产沼气的原料实现“变废为宝”了。

虽然说，物理方法是污水处理的重要技术，但许多污水处理厂的真正核心却是生物处理方法。生物处理法是利用微生物（主要是细菌）来“吃掉”污水中的污染物。由此可见微生物“胃口”的好坏直接影响到了污水处理的效果，由此也产生了许多种处理工艺。许多微生物在处理污水时需要呼吸大量氧气，因此为了让它们能够高效工作，我们就必须向处理池中充入氧气或空气，专业术语就叫曝气。但为了曝气，我们还要付出很大的代价，一来，我们要购买曝气没备，例如鼓风机等；二来，我们还要在其运行时支付鼓风机运行电费，这些都价格不菲。因此，如何在满足微生物需要的前提下提高曝气设备的工作效率，最大限度地降低能耗就是环境工程师需要研究和解决的重要问题。

在城市污水处理厂中，化学方法主要是用于出水消毒，通常的做法是向水中加入一种化学药剂——氯，通过它来有效杀灭出水中的病原微生物，以保证人类健康。氯是一种价格便宜，效果不错的消毒剂。

污水处理厂是一个十分复杂的系统，还有很多奥秘并非一两句话就能说清楚的，这里只是一个很简单的介绍。当然，现有的污水处理厂并非尽善尽美，还有很多问题需要解决和改进，而这和环境工程学科的发展是密切相关的，也是每位环境工程师的工作力向。

二、废水回用

如前所述，我国的水危机问题十分突出。除人均拥有水量很少、水资源空问分布极不平衡外，水质型缺水也已成为我国的水资源危机重要问题。废水回用是解决我国水危机、控制环境污染的有效手段，真可谓一举两得。

但要彻底理解废水回用的概念及其重要意义，还得需要我们辩证思考、深化认识废水问题的二重性，那就是废水既是一种灾害，同时又是一种资源。因此，我们学会从废水中“挖宝”，即回收利用废水中有用物质以及水资源本身。这也是目前广为倡导的循环经济理念的基本要求。

其实，废水回用在我们身边随处可见。就拿日常生活中排出的洗涤废水来说吧，如果你将它用于冲洗厕所，那就是对废水进行了一次再用，如果你进一步将粪便污水用于浇花、种菜，那就说明你对废水进行了二次综合利用。工业生产中又何尝不是如此呢？火力发电厂、石油化工厂等企业都需要用大量的水来冷却机组、设备，但这些冷却水并不是使用一次后就排放到环境中，而是循环利用许多次，这不仅可以减轻列水环境的污染和缓解水资源的紧张问题，还可以减少水处理的费用和处理过程中的动力消耗，可谓“一箭双雕”。从根本上，各种污水处理厂和污水灌溉系统也是废水叫用的重要工程措施，而宇航员在太空中喝的只能是再生水！

既然废水回用已经有了这么多现成的例子，那为什么还要研究和探索这个问题呢？这主要是基于以下两点考虑：其一，目前我国的废水回用率总体上还不高；其二，废水回用的安全性问题还未引起足够重视。

世界上一些国家十分重视废水回用，如以色列城市废水回用率高达95%，美国缺水的西部地区的城市污水处理厂都被称为城市废水再生厂，其出水的回用率很高。“处理”和“再用”虽仅两字之差，但却反映出人们对废水问题认识上的本质性差异。调查结果表明，发达国家工业用水的重复利用率已经达到了75%～85%，而中国平均只有30%～40%，城市污水的回用率就更低。由此可见，我国到在废水回用上还大有潜力可挖。

在我们进行废水再用时，一定要科学评价废水回用的安全性并采取相应的对策。例如，废水再用于工业生产时，应该评价会不会使工业产品，质量下降和引起生产设备的损坏，废水回用于农业灌溉时应该评价会不会污染我们的农产品等等。所以，我们在实施废水回用时一定要谨慎行事，必须满足“三无一准”的基本要求：①对人体健康应无不良影响；②对环境质量、自然生态应无不良影响；③再用于工业生产时，对产品质量应无不良影响；④水质应符合各类使用规定的水质标准。

这样看来，采用什么样的废水回用技术，应该根据水量、水质和它的用途来确定，不能一概而论，否则不仅可能会浪费很多资金，还可能使再生水根本无“用武之地”。下面，让我们来看两个例子：

（1）农业灌溉

废水再用于农业灌溉，就需要看它的含盐量、毒性、氮、重碳酸盐、pH值等方面的指标能否达到要求。未经处理的原污水一般是不允许以任何形式用于灌溉的。否则，粪便聚集在农田里，可能直接影响农民的健康，还会滋生蚊蝇，传播病原体。此外，虽然附着于蔬菜表面的细菌、原生动物和蠕虫等经过阳光照射会很快死亡，但位于蔬菜叶子内部、茎的开裂处或潮湿的下层土壤中的病原体可以残留较长时间（如伤寒杆菌在潮湿的下层士中可存活数月）。过去，许多阁家和地区在进行污水灌溉方面都曾有过惨痛的教训。

（2）城市方面的再利用

我们把城市方面的再用分为有限制再用和无限制再用两种。

有限制的再用，通常是指把经过处理的废水用于消防、公园、花园、高尔夫球场的灌溉与冲洗厕所等。虽然这类再用在化学指标方面的要求比饮用水要低得多，但它要求必须不含有病原体或其他细菌。因为有管道误接或偶然用于饮用的危险，所以这类再用对废水的处理和消毒的要求还是较为严格的。这样，一个城市需要有两套供水系统才能实现废水的有限制的再用。这就需要从经济学的角度，通过“投入－效益”的分析来决定。一般来说，对于已建好供水系统的地区，建立双给水系统是有可能会造成资金浪费的。

无限制的再用，是指经深度处理的再生水赢接用于生活上的消耗。这种形式的再用，现在仍很少采用。因为它要求再生水水质符合饮用水水质标准，对处理的技术要求很高，所需要的处理成本就更不用说了。

随着国家对水危机问题的日益重视和公众环保意识的逐渐提高，近年来我国废水回用事业获得了快速发展。其中，中水工程建设就是一个很好的例子。那么什么是中水呢？从字面上看，中水就是介于上水与下水之间的水。我们知道，在城市里通常将自来水称为给水或上水，而将污水称为排水或下水。这样说来，中水起到了承“上”启“下”的作用，从本质上讲它实际上已经成了“废水回用”的代名词，即：中水就是经过了处理后又回过来重新利用的那部分污水或废水，上水、中水、下水在居民楼或居住小区甚至整个城市里构成了一个人工水资源循环利用系统。广义地理解，城市污水处理厂也算是典型的中水工程。20世纪80年代末以来，我国在缺水的华北地区率先开展中水工程建设，并快速发展到全国其他地区。自北京市颁布“中水设施建设管理试行办法”以来，目前北京市每天回用再生水超过30万立方米，再生水回用率达15%，再生水管线达到126千米。预计到2008年之前，北京市再生水回用能力达到82.5万吨/天。除废水回用外，城市雨水的深化利用潜力也很大。美国加州建设了十分庞大、完善的“水银行”，可以将丰水季节的雨水和地面水通过地表渗水层灌入地下，蓄积在地下水库中，供旱季抽取使用。日本、德国城市中大力发展屋顶及居住区地面的雨水收集系统，供城市杂用水及绿地灌溉之用。

由此看来，废水回用还大有文章可做，我们应该密切关注它的发展，并从身边的小事做起——倡导节约用水、开展一水多用、深化废水回用、重视再生水安全使用，为解决我们共同面对的水资源危机作一点贡献。

三、碧水工程

面对一条条乌黑发臭的河流、剧毒无比的“藻华”湖泊，我们该怎样运用聪明智慧和不懈的努力来使它们重现“鱼翔浅底，百舸争流”美景呢？！请实施碧水工程吧！广义地说，碧水工程包括的内容很多，如污水处理、废水回用等都可以算在其中。但这里要给大家介绍的是污染水体环境治理与生态恢复工程。如下以上海市苏州河综合治理为例简要地介绍碧水工程在我国的实施情况。

苏州河（又名吴淞江），全民125千米，上海境内长53.1千米，其中市区段长23.8千米，是联系太湖与黄浦江的丰要水道之一。苏州河具有泄洪排涝、航行运输、工业用水、农田灌溉、水产养殖、调节小气候、休闲娱乐、景观改善等多种功能，沿岸城市居民约300万人。

从20世纪20年代苏州河开始受到污染，随同上海的开埠和经济的不断发展，沿岸居民和各种工厂、作坊、码头、仓库、商业市口迅速密集，并不断向两岸腹地扩展，她在孕肓上海经济发展的同时，也接纳了两岸的污水，积淀了大量的污染底泥，水体污染逐渐加剧。黑臭的苏州河水和两岸杂乱简陋的建筑不仅严重制约了沿河的经济发展，恶化了市民的居住环境，同时也损害了上海这个国际性大都市的形象，整治苏州河是上海市1000多万人民的迫切愿望。

苏州河治理工作自20世纪80年代以来陆续展开。其主要治理措施包括“截污治污；综合调水；水清岸绿；生态恢复”等几个方面。

截污治污：造成苏州河黑臭的最主要原因是其长期、超量地接纳各种污染物。因此，治理苏州河的首要任务是截除其沿岸各种外来污染源，包括生活污水、工业废水、城市垃圾等等。近10年来，上海市通过实施苏州河水系污水外排工程，将每天几百万吨的各种污水输送到长江口或东海沿岸的几个特大型污水处理厂进行净化。除此之外，还通过拆除环卫码头（包括垃圾码头和倒粪站）、打捞水葫芦、收集过往船只的生活垃圾、疏浚重污染底泥等措旋减少外源和内源污染。截污治污工程极大地降低了苏州河的污染负荷，为快速消除黑臭提供的根本保障。

综合调水：古人云：“连则通，通则畅，畅则活，活则清”，古人义云：“流水不腐”。综合调水就是让苏州河干流乃至整个水系活起来。苏州河位于东海之滨，是一条感潮河流，受潮水顶脱作用，中下游污水在河道中长期游荡徘徊，是造成河水黑臭难以消除的原因之一。实施苏州河综合调水工程的目的在于利用水利工程设施综合调度水资源，改变苏州河的水动力条件（将潮汐往复流改为单向流），强化苏州河水体向外置换和自我净化能力，改善水质和促进水体良性生态循环。综合调水措施实施以来发挥了显著的工程效益，使得苏州河市区段基本消除了黑臭，苏州河与黄浦江交错带的色差也基本消失。作为苏州河干流调水工程重点建设内容之一，吴淞路桥闸建成以后，将在河口形成一道人造瀑布，不仅新增了一处水体景观，而且向水体中输送火量的氧气，加快了污染物的净化。

水清岸绿：在截污治污、综合调水工作的基础上，水清岸绿是苏州河综合整治二期工程的主要实施内容，其目的在于：进一步提高苏州河水质（从消除黑臭到逐步实现水质清澈）；改善水体及沿岸城区的整体面貌和景观质量，恢复河流的景观娱乐等功能。据悉，苏州河沿岸正在规划建设一批大型绿地和生态公园。例如，已经建成并向市民开放的梦清园工程在苏州河综合整治中起到了重要的示范作用。梦清同位于苏州河中心城区段南岸，与中远两弯城隔岸相望，占与地近10公顷，是上海最大的一个活水公园。在公园西南侧苏州河水从取水口源源不断地输送到国内，首先经过折水涧，在这里河水中许多悬浮污染物通过沉淀作用得以去除，同时折水涧通过水流跌落形成了多处小型景观瀑布，提高了河水氧气含量。然后，通过水生植物（芦苇、伊乐藻、苦草等）、水生动物（螺蛳及河蚌等）、微生物及曝气增氧等多种技术措施进一步净化河水中的污染物。最后，清澈的河水经水泵提升后由一个高架的空中水渠分流到园内各处，作为各个水景小品“蝴蝶泉”的补水和花草树木的浇灌用水，最终回流到苏州河。梦清园工程的建设和运行充分体现了“水养绿，绿净水”的生态治水理念，生动地同市民演示了水体生态净化的过程。除此之外，梦清园工程还将目前国际大城市普遍采用的大型雨水调蓄池第一次引入上海，该调蓄池设置在梦清园大型绿地下面，有效容积达2.5万立方米，建成以后可以把大量雨水（特别是含有较多污染物的初期暴雨径流）蓄积池中，一方面可以减轻苏州河的防汛压力，另一方面可以达到雨水沉淀净化作用。另外，梦清园内有原上海啤酒厂的一处酿造楼和一处灌装车间，建于上世纪30年代，历史及美学价值很高。在梦清园建设中，这两处建筑都保留了下来，正在改建成上海水环境展示中心和上海啤酒文化沙龙。由此可见，梦清园工程不隗为苏州河综合整治工程的典型缩影，真正实现了水质净化、景观改善、环境教育、休闲娱乐等多功能价值。

生态恢复：经过10多年的综合整治，苏州河干流不仅摘除了黑臭的“帽子”，其整体水质指标也正在逼近景观水体质量标准。近年来，随着划龙舟大赛等水上运动的相继开展及沿岸游艇码头的规划建设。黑臭了，80多年的苏州河正一天天地亮丽起来！但这是不是说苏州河综合整治工程就已经结束了呢？答案是否。苏州河综合整治远未“大功告成”。从国外的实践经验看，只有当水体生态系统实现了良性恢复，河流治理才算彻底完成。生态恢复是河流治理的最后一步，具有十分重要的作用和意义，主要体现在：恢复良好的水体生态系统结构是发挥水体的自净功能，实现水环境质量长治久安的根本措施。但生态恢复是一个极其漫长的过程，遭受了几十年污染的苏州河，要把她严重退化乃至崩溃的水体生态系统实现彻底恢复也起码需要几十年的时间。英国伦敦的泰晤士河和法国的塞纳河是经过了几十乃至近百年的治理才使得三文鱼、大马哈鱼这些在十分干净的水体中才能生存的鱼类重新回到了河水中。同样地，只有在苏州河中发现了本地鱼种如松江鲈鱼等后，才意味着苏州河的生态环境真正得到恢复。碧水工程任重道远！但我们有理由相信：再通过几十年的不懈努力，一条“水清木华、鱼翔浅底”的新苏州河将必定展现在人们面前！

四、“黄龙”是怎样被降服的

在弄懂这个问题之前，请你先看看下面国内媒体一则报道及相应的评论“……9月22日下午3点半寿右，某某钢铁厂上空出现了一条‘雄伟壮观、粗壮无比’的黄龙，它张牙舞爪在风的帮助下，向新城扑来。转眼间，整个新城笼罩在一片刺鼻的黄色烟雾中，新城响起一片关门关窗声……如此这样叫我们咋生活？！……每每看见那些可恶的烟囱，我都会从心里爆发出一种强烈的念头：扔一个炸弹过去把它们炸掉！”

当一条条“黄龙”、“黑龙”、“白龙”还有五颜六色的“彩龙”从钢铁厂、铸铁厂、发电厂、化工厂等烟囱中鱼贯而出，污染我们空气、戕害我们健康的时候，难道人类就束手无策了？当然不是！

简要地说，从钢铁厂烟囱中排出的“黄龙”是各种各样的污染物的混合体，包括铁金属粉尘等颗粒状污染物和硫（氧）化物等气态污染物，当它们在废气中达到一定浓度后就旱现特征性的黄色或黄红色。“黄龙”中有时还可能含有一些苯系化合物等剧毒物质。

降服“黄龙”，首先要去除烟气中粉尘，这就要靠一种叫做除尘器的一类环保设备发挥作用了。

按捕集粉尘的作用力及原理，除尘设备可分为4类：机械式除尘、电除尘、过滤式除尘和湿式洗涤除尘设备。按除尘效率可分为：高效除尘设备包括电除尘、袋式除尘、高效文丘里除尘等；中效除尘设备包括旋风除尘及其他湿式除尘等；低效除尘设备包括重力沉降、惯性除尘等。

重力除尘器：借助重力作用使含尘气体中粉尘自然沉降以达到净化废气目的的装置。当含尘气体水平通过沉降室时，尘粒受沉降力的作用向下运动，经过一定时间后尘粒沉降到沉降室的底部而分离，净化后的气体通过出口排出。这种除尘器结构简单，但一般只用于净化50微米上的尘粒。因此通常用于含粗尘粒废气的预除尘。

惯性除尘器：利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从含尘气体中分离出来的设备。其利用一系列的挡板，惯性大的颗粒被阻挡下落，小的颗粒绕板而过。粉尘粒径越大、气流速度越火、挡板数越多和板间距越小，则除尘效率越高，但能耗也越大。这种除尘器结构比较简单，一般用于净化粒径为20～30微米的尘粒。

旋风分离器：是利用旋转的含尘废气所产生的离心力，将粉尘从气流中分离出来。当含尘气体进入圆锥形旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。含尘废气在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向器壁，进入排灰管或灰斗。旋风分离器用于工业生产已有100余年历史，作为一种重要的二级除尘设备被广泛应用于化化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。

湿式除尘器：是使含尘废气与水或其他液体接触，利用水滴、水膜和尘粒的碰撞、接触等作用把尘粒从废气中分离出来的设备。当含有悬浮尘粒的气体与水相遇接触且气体冲击到湿润的器壁时，尘粒被器壁所黏附，或者当气体与喷洒的液滴相遇时，液体在尘粒上凝集，使得尘粒变得越来越重，而使之快速降落。湿式除尘器类型较多，而最具代表性的是文丘里管除尘器和水膜除尘器。

静电除尘器：自1906年在工业上开始应用以来，静电除尘器已发展成一种公认的高效除尘装置。其工作原理是将高压直流电施加于放电极和收尘极之间形成电场，悬浮微粒带上电荷并在电场作用下快速向收尘极聚集。在合适条件下，静电除尘器的工作效率可达99%甚至更高。目前静电除尘器在化工、发电、水泥、冶金、造纸等工业部门被广泛应用。

袋式除尘器：袋式除尘器于1881年在德国获得发明专利并开始商业化生产。其工作原理为：当含尘气体进入除尘器时，粗粉尘因受导流板的碰撞作用和气体速度的降低而落入灰斗中（类似于重力除尘和惯性除尘）；其余细小颗粒粉尘随气体进入滤袋室；受滤料纤维及织物的惯性、扩散、阻隔、钩挂、静电等作用，粉尘被阻留在滤袋内，净化后的气体逸出袋外，经排气管排出。滤袋上的积灰用气体逆洗法或喷吹脉冲气流的方法去除，清除下来的粉尘由排灰装置排走。目前袋式除尘器对工业废气中微粒粉尘的控制，尤其是对高温冶炼和燃料燃烧生成的高活性微粒粉尘的控制，其除尘效率可达到99.99%以上。

近100年来，除尘器技术及其装备有了飞速的变化和发展，如在1998年美国俄亥俄州立大学的Pasic等首次提出膜电除尘器概念，即采用碳纤维材料编织成的膜作为静电除尘器的收尘极，从而打破了多年来对静电除尘器研究徘徊不前的局面，使静电除尘器产生根本性的变革。膜电除尘器利用了先进的碳纤维膜作吸尘极，使电除尘器的除尘效率和操作性能大大提高，且汇集除尘、脱硫（硫氧化物）、脱硝（氮氧化物）、除重金属于一体，预计将在我国燃煤电厂中得到广泛应用。

除了除尘外，要彻底降服“黄龙”还得对它实施脱硫“手术”。脱硫途径有三个：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫即烟气脱硫，目前烟气脱硫被认为是最行之有效的途径。

烟气脱硫按工艺特点分为湿法和干法二大类。

湿法脱硫工艺应用最多，占脱硫总装机容量的83.02%。而其中占绝对统治地位的石灰/石灰石——石膏法是目前世界上技术最成熟，实用业绩最多，运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率在90%以上。已有近30年的运行经验。湿法脱硫过程中产生的副产品——石膏可以回用于建材业。

干法脱硫是在完全干燥状态下进行，不存在设备腐蚀、结露等问题，其投资、运行费用低，但脱硫效率稍低。常见工艺有：静电干式喷射脱硫法、等离子体脱硫法等。

另外，生物脱硫技术是新近发展起来的脱硫新技术。生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法。在生物脱硫过程中，二氧化硫等含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能去除。生物脱硫具有许多优点：不需催化剂和氧化剂（空气除外），不需处理化学污泥，能耗低，效率高等。缺点是脱硫过程不易控制，运行条件要求较苛刻等，目前生物脱硫技术尚未获得大规模的工业应用。

五、可降解塑料

如前所述，塑料已是人类生产和生活中不可少的必需品。目前全世界每年生产的塑料约有120兆吨，用后废弃的量大约是生产量的50%～60%。在我国城市垃圾中塑料废品约占7%，有的地区则高达15%，这些废塑料不易降解，危及人们的生存环境，以至于形成20世纪以来最大的公害之一。针对这一问题，一些国家制定并实施3R工程来防治塑料污染，即减少使用（Reduction）、重复使用（Reuse）和回收循环（Recyck）。但是在一些回收困难或同收后需要追加很大代价的场合（如食品包装、卫生用品等），3R工程的实施仍然有一定的困难。因此，可降解塑料就成了当今广大塑料工作者研究的重点领域。

可降解塑料通过优化选择生产原料和制作工艺，使得塑料制品的降解性能获得明显提高，经过数天或几个月的同晒雨淋及微生物的共同作用，由完整的形状逐步分解为碎片，直至最终全部降解。因此，与传统的不可降解或难降解塑料相比，可降解塑料不仅对环境和人类健康的危害性大大降低，还可节约宝贵的石油资源，废弃的可降解塑料易于进行堆肥化处理，从而实现资源的循环利用。

依据降解途径的不同，可降解塑料有光降解、光/生物降解、光/碳酸钙降解、光/氧/生物降解、完全生物降解、崩坏性生物降解等多种类型。可降解塑料的生产原料主要有：生物原料（植物组织或微生物发酵产物）、添加剂（如光敏剂等）、填充剂（如碳酸钙等）、粘接剂（如胶水、树脂）等。在实际生产中，可以将这些原料按一定的比例进行复配并加工成不同类型的可降解塑料制品，相应地，它们的使用功能和降解性能也存在一定的差异。

我国可降解塑料的开发始于20世纪70年代中期，到90年代已经粗具规模。伴随着人们对环保的日益重视和生产工艺、技术的口趁成熟，我国的可降解塑料产业正处于快速发展时期。其中光/生物降解、可环境降解塑料地膜先后列入国家“八五”、“九五”重点科技攻关计划；变性淀粉及其生物降解功能母料和制品1999年被国家计委列为产业化示范工程项日。总体而言，除合成型光降解、完全生物降解塑料外，我国降解塑料的研究开发进程基本上与世界同步，技术水平和世界先进水平接近。目前，可降解塑料制品已经大批“进军”我国工农业生产和居民生活等多个领域，开发的主要产品有地膜、育苗钵、肥料袋、包装膜（袋）、食品袋、垃圾袋、快餐盒、饮料杯、台布、手套、高尔夫球座等。

有了可降解塑料，“白色污染”的治理是否已经高枕无忧了呢？事实上，并非如此。专家认为，可降解塑料彻底替代传统塑料，还应有很长的一段路要走。首先，目前的可降解塑料制品其生产成本还较高，仅就价格而言，在市场销售上还处于相对劣势。其次，可降解塑料制品的使用性能还需要进一步提高，如阻隔性能、不透湿性能等方面都还不尽如人意。另外，一些可降解塑料制品中有害添加剂问题、有些假冒伪劣塑料产品打着可降解的旗号进入市场流通问题等等，都是妨碍可降解塑料产业健康发展的重要原因。除进一步降低生产成本、提高使用性能外，政府和社会通过制定相关政策措施、加强环保宣传、引导绿色消费将会起到重要的作用。有专家认为，优先开发和应用适合于医学、光电子化学、精细化工等高新技术、附加值大行业的可降解塑料制品，可以获得良好的效果。如药品缓释胶囊、外科医用材料等医疗卫生产品；录音介质材料、液晶显示材料、光学薄膜、光电摄影调色剂等；家用电器的缓冲包装材料等。

总之，虽然可降解塑料还存在许多问题，但我们相信，随着技术的进步、可降解性能的不断提高、成本的降低及公众环保意识的增强，可降解塑料的应用将越来越广泛。可降解塑料的研究开发和应用，无论从环保角度还是从其自身的学术角度都有重要意义，前景乐观。为了保护环境，请大家在日常生活中尽可能多地购买和使用可降解塑料制品吧！

六、变废为宝

人类只有一个可生息的村庄——地球。可是这个村庄正在被人类每天制造出来的垃圾所包围。这些混杂着各种有害物质的垃圾被拉去填埋，侵占土地、污染环境。长此下去，我们的星球会不会变成无法生息的垃圾场？“Recycle”——回收，对我们来说并不陌生，垃圾分类回收造就的最终是一个资源循环型的社会，即通过分类回收人们完全可以把垃圾重新变成资源。回收利用一吨废纸就可再造出800千克好纸，可以挽救17棵大树；从每吨废塑料中可回炼出600千克无铅汽油和柴油；从废电池中可以提取宝贵的稀有金属；炉灰经过改造可以做建筑材料；菜叶、果皮等生物垃圾也可以再生利用为绿色肥料……因此，没有永恒的垃圾，只有被放错的资源。资源回收不仅意味着保护生态环境，而且意味着发展经济。随着生态环境的恶化和自然资源的剧减，人类社会不得不转变自己的经济发展模式，由过去的“牧童经济”转向“宇宙飞船经济”，前者把自然当成随意放牧、随意扔弃废物的场所；而后者则是珍惜空间与资源，经循环再生后几乎没有废物。

把垃圾扔进垃圾箱，这是人皆共知的卫生常识，从卫生的角度看司以是100分，但从环境保护、资源回收的角度看就不及格了，因为正是我们每个人把垃圾混扔在一起，这些垃圾只好被当成“废物”送去填埋和焚烧了。因此，要让垃圾变成资源，首先就要在对垃圾进行分类收集。它涉及从源头分类到综合利用的一系列环节，因而，垃圾分类方案的设计要从系统的角度来考虑，对生活垃圾的管理要实行“从摇篮到坟墓”的全过程管理，建立从分类投放一分类收集一分类运输一分类处理一分类利用的“链式系统”。这样既可以充分利用垃圾中的资源，又可以简化后期处理，必将收到良好的社会效益和经济效益。垃圾分类还有超越垃圾处理本身的一个最重大的意义。通过垃圾分类，公民容易理解自己与环保的关系：每个人都是垃圾公害的制造者，也是垃圾公害的受害者，更是垃圾公害的治理者。我们要改变这样的偏见：我只是环境公害的受害者，别人或企业是环境公害的制造者，政府是环境公害的治理者。环境保护，不仅仅是政府行为，更是一种个人行为，要保护民族的生存根基，必须从每个人做起，人人有理由通过举手之劳来参与环保。

垃圾分类收集、回收在国内外已有多年的实践应用。世界发达国家通过垃圾分类收集，实现再利用的比例已高达45%以上。据报道，上海浦东许多居民小区垃圾桶分红、黄、绿三种，红色垃圾桶上标明有毒有害垃圾的形象图片，黄色垃圾桶和绿色垃圾桶上分别标明废玻璃和可焚烧垃圾的形象图案。通过分桶投放是实现垃圾分类收集、分类运输、分类处理和分类利用的首要前提，意义十分重要，但实际运作中要以市民的自觉行动和良好习惯为支撑。据报道，国内某些地区就出现了城市垃圾分类收集遭遇居民生活惯性“抗击”的窘境。如某市环卫部门近年来在各主要路段投放了1000多个垃圾分类收集箱，但调查结果发现几乎没有一个箱子里的垃圾是市民将垃圾分类投放的。那么，垃圾分类收集为何遭冷遇？通过对市民采访发现，存在的问题很多。一方面，许多市民对哪些垃圾可以回收利用、哪些垃圾无用没有明确的概念。另一方面，市民的积习难改。可见，垃圾分类回收绝不是设置几个颜色不同的垃圾桶就能实现的，它是一种十分复杂、需要坚持不懈的系统性工作。下面介绍的日本在生活垃圾分类收集方面的经验，可供我们参考借鉴。

在日本，倒垃圾有明确的时间规定，而且要先将垃圾预处理好后再倒，垃圾大致分为五种。第一类是资源物资，包括啤酒瓶、饮料瓶、罐类，还有报刊、纸箱、旧衣物等，处理这类垃圾时，要求将瓶、罐等容器洗净，并装入专用的“资源回收袋”。第二类是可燃垃圾，包括菜叶、果皮、纸屑、木块、油类等，菜叶要滤净水分，油类不能连瓶倒掉，必须浸入纸或布内。第三类是不可燃垃圾，包括陶瓷器皿、玻璃等，这类垃圾需用透明塑料袋装好。第四类是有毒垃圾，包括干电池、日光灯管、体温计等，它们要装入特备的“处理困难物品的专用袋”。第五类是大垃圾，包括家具、自行车、大型电器、汽车等，此类垃圾需与有关专门部门联系，请他们派车处理。

日本资源贫乏，能源紧张。“垃圾是有用资源”、“从垃圾中淘金”——这种意识已经渗透到日本人的生活习惯中。日本政府把建立循环经济型社会提升为基本国策之一，并在打造循环经济的道路上走在了世界的前列。为保证垃圾分类收集、回收利用达到良好效果，日本《废弃物处理法》对20多种行为制定了程度不一的惩罚标准。轻者，将被处以最高为30万日元的罚款；重者，将被处以5年以下有期徒刑以及最高可达1000万日元的罚款；最重的惩罚主要针对“废弃物非法投放罪”，除了将被处以5年以下徒刑外，还将被课以最高1亿日元的罚款。

在日本，人们把将废弃物转换为再生资源的企业形象地归入“静脉产业”，因为这些企业能使生活和工业垃圾变废为宝、循环利用，如同将含有较多二氧化碳的血液送回心脏的静脉一样。生活垃圾堆肥、生活垃圾发电、生活垃圾发酵生产沼气、建筑垃圾和焚烧灰渣生产水泥或混凝土等等都是其中典型的例子。另外，随着汽车工业的快速发展，废弃废旧轮胎也就越来越多。据悉，废旧轮胎经加工可回收胶粉等有用物质，并用于生产减震材料、塑胶跑道、橡胶地板、防水卷材、铁路（地铁）轨枕等产品，是“十五”期间国家鼓励发展的高科技绿色环保产业。

七、填埋生活垃圾

填埋作为城市垃圾最终处置的主要方法之一，具有处理量大、成本低廉、适用范围广等优点，在世界范围内被广泛采用。据报道，目前我国垃圾年填埋量达到5000万吨以上，到2005年我国城市生活垃圾的70%将采用填埋方式处置。厌氧型卫生填埋是国内外垃圾填埋场应用的主要类型，它具有结构简单、易于施工、操作方便等优点。

垃圾填埋涉及转运、推铺、压实、覆盖、复垦、渗滤水处理、沼气处理与利用、防渗、恶臭防治等十分复杂的过程。下面简单介绍城市垃圾卫生填埋场日常操作的主要过程。填埋时，应分区进行，尽可能缩小每次填埋的作业面。每天的垃圾堆放高度一般为2～3米。填埋过程中经历运输机（车）倾倒、推土机摊铺、压实机压实和土壤覆盖。压实的作用是减少垃圾体积，以便下一轮倾倒和摊铺。土壤覆盖的作用是保温、控制臭气散发、减少“四害”（蚊子、苍蝇、老鼠和蟑螂）等，日覆盖厚度为30厘米左右。

当垃圾填埋到所要求的最终高度后，就需要对整个填埋区进行厚度为60～100厘米的终场覆盖，目的在于防止雨水下渗和火灾、减少风蚀及鸟类和其他动物的光顾，同时为恢复植被提供基础。从内部过程来讲，垃圾填埋场是一个生化反应器，垃圾在生物发酵过程中释放大量热量，使得填埋层温度达到50℃左右，还会散发硫化氢等气体，这些情况都不利于植物的成活与生长。尽管如此，垃圾填埋场还是可以种植许多植物，如夹竹桃、四季青、龙柏、石榴、棕榈、海棠、苦楝、刺槐、女贞等木本植物及牛筋草、知风草等草本植物。植被恢复对垃圾填埋场具有十分重要的作用，如改善填埋场景观、防止填埋场水土流失和控制二次污染，减少害虫、蚊蝇滋生等。据报道，填埋场产生的甲烷、硫化氢等有害气体是抑制植物成活与生长的主要因素，因此，终场覆盖土层厚度最好在60厘米以上。

为控制垃圾渗滤液对周围环境的污染，填埋场表层应建设有完善的雨水沟渠系统，以便将地表径流向场外引流，减少渗滤液的产生量；填埋场底层除设置防水层（又称衬垫或衬底，通常是粘土夯实层或土工布及高密度聚乙烯膜等）外，还需要建设完善的渗滤液收集管道和输送系统，以便完成渗滤液的回灌及场外集中处理。

在填埋场，还应安装间隔为50～100米的矩阵型沼气导排管道系统，以便将产生的沼气及时排出。这样做的目的不仅是为了安全（防止爆炸），而且在于减少对植物生长的影响。另外，沼气是一种热值很高的生物质能源，通过管道收集可以开展综合利用。据资料报道，如果我国城市垃圾填埋场中有3%的比例建立沼气收集利用装置的话，按每千克垃圾产生0.07立方米沼气计算，则每年回收利用甲烷12万吨，其经济效益和环境效益十分可观。从国外实践看，发达国家早已普遍进行城市垃圾填埋气体收集利用，有优惠的政策支持和良好的商业运作模式可以借鉴。

终场后的填埋场还有两项资源可以利用，一是土地资源，二是已稳定的矿化垃圾。如英国的利物浦国际花园、阿根廷布宜诺斯艾利斯环城绿化带等都是在填埋场上建立起来的。

随着城市垃圾产生量越来越大以及对垃圾妥善处置的要求越来越高，我国垃圾填埋场的规划、建设正处于快速发展时期。国家环保局专门制定了《生活垃圾填埋污染控制标准》，对填埋场选址、填埋场工程设计（放渗，气体输导、收集与排放，入场填埋物的类别和性状，大气、废水和噪声污染控制）等都规定了实施细则，这将对保障我国城市垃圾填埋事业的健康发展发挥重要作用。

八、控制噪声

长期以来，人们只注意化学物质对环境的污染，却忽视了噪声对人类带来的危险。噪声，从物理学的观点来看是各种不同频率、不同强度的声音无规律的杂乱组合，从生理学观点看，凡是使人烦恼的、讨厌的、不需要的，并对人类生活和生产有妨碍的声音都是噪声。一股人适应的噪声强度为15～30分贝。一般认为低于40分贝是噪声的卫生标准，超过40分贝会影响睡眠，60分贝以上会影响人们的工作、谈话及娱乐。70分贝开始损害人的听觉，85分贝以上人感觉不舒服，115分贝以上健康受损伤。因此，噪声对人体的影响是多方面的。

其一是噪声对听力的影响。噪声对人体健康最显著的影响和危害是使人听力减退和发生噪声性耳聋。长期在噪声严重的环境中工作，则产生听觉疲劳，听觉敏感性随之下降，听力功能不能完全恢复，使听觉器官发生器质性病变，造成永久性听力损失，即形成噪声性耳聋。按照“国际标准化组织”的定义，500赫兹、1000赫兹、2000赫兹三个频率的平均听力损失超过25分贝，称为噪声性耳聋。有资料表明，90分贝以上的噪声，耳聋发病率明显增加。因此，目前大多数国家听力保护标准定为90分贝（A），它能保护80%的人。由于噪声对环境的污染不积累，所以短时期处在90分贝的噪声环境中也只产生暂时性的病患，在脱离噪声环境的一定时间内，耳朵还会嗡嗡作响，听觉器官的敏感性下降，甚至听不清别人的一般说话声，休息几分钟后即可恢复正常。因此，噪声的危害关键是长期作用。

噪声性耳聋可分：轻度一听力损失15～40分贝；中度一听力损失40～60分贝；重度一听力损失60～85分贝；全聋一听力损失85分贝。

法国听觉专家梅耶耳比斯奇向音乐迷发出警告：听摇滚音乐会比戴立体声耳机听音乐或是迪士斯科舞厅更易损害听力他研究了1364个年龄在14～40岁的人，其中大音量的音乐对经常光顾音乐厅的人的听力影响是十分惊人的。在“喜欢听音乐会”这一组，40%的人都表现出暂时性听力减退的症状，如觉耳旁好像总是有铃声在响——耳鸣，还有所谓的“闷听”——耳朵里仿佛塞了棉花和羊毛。每个月至少到音乐厅去听两次摇滚乐的人差不多有2/3也出现这些症状。雯令人担忧的是，那些经常听现场音乐会的人中，患永久性听力减退的人数明显增加。与18岁的健康人比，经常听音乐会的人对高频段声音的听感平均下降9分贝。一般来说，人年岁大的时候，通常对高频声音的敏感度下降。经常听摇滚音乐会，尤其是那些特别喜欢听重金属摇滚乐的人力速了他们自己的衰老进程。摇滚乐在高频区对耳朵的损害要比占典音乐厉害得多。

其二是噪声对睡眠的影响。一定强度的连续噪声会影响人们的睡眠质量和数量，使人多梦，缩短睡眠时间，如打麻将的嘈杂声使房主睡眠严重不足，引起神经衰弱。当声强达到50分贝时入睡就有困难，尤其对病人、儿童、老人的干扰更大。突发性的噪声还会使人从熟睡中惊醒。当睡眠受干扰而无法入睡时，会引起头疼、头晕、记忆力衰退、疲乏、失眠等症状，使第二天的工作、学习效率下降，注意力分散，易出差错。在噪声环境里，神经衰弱的发病率可达50%～60%。

其三是噪声对人体生理的影响。长时间接触噪声，对全身各系统如中枢神经系统、心血管系统、消化系统、内分泌系统等都会有不同程度的影响。中枢神经系统受到噪声刺激，会使大脑皮层的兴奋和抑制平衡状态失调，也有报道噪声对人体心血管系统的影响主要是血管运动中枢失调，交感神经紧张性增强，就会出现心动过速，心电图异常、血压升高。高强度噪声可致大脑功能低下，刺激肾上腺素分泌，促进心肌收缩，从而导致心动过速。消化系统受到噪声刺激，唾液、胃液分泌减少，肠胃蠕动减慢，胃酸降低，食欲不振。长期在80分贝噪声环境中工作的人，胃肠道的消化功能会受影响，胃的收缩能力只有正常人的77%，易患胃溃疡和十二指肠溃疡。噪声对人体的生理影响还涉及内分泌、免疫等功能，当噪声过高，就会造成免疫细胞处于长期抑制，从而造成免疫功能下降。接触纺织噪声的女工初乳中的三种免疫球蛋白含量均低于不接触噪声的女工。

20世纪60年代初，美国空军在俄克拉荷马市上空做超音速飞行实验，飞机每天在1万米的高空飞行8次，6个月以后，当地一个农场饲养的1万只鸡竟被飞机的轰鸣声“杀死”了6000只，幸存的4000只鸡，有的羽毛全部脱落，有的干脆就不下蛋了。噪声对胚胎发育也有影响，动物实验发现大鼠和豚鼠在怀孕期量到实验噪声的刺激.可出现眙儿体重下降。

生活中我们还要注意有一种人耳听不见的“次声噪音”，一般说来，人耳所能听见的声音，频率范围是20赫兹到2万赫兹（物体每秒振动一次为一赫兹），高于2万赫兹的超声和低于20赫兹的次声，人耳都听不见。次声是一种奇特的声音，它能穿透建筑物墙壁而无明显减弱，在大气中可传播几千里。次声的声源很多，又传播得很远，风暴、台风、火山爆发、地震都能发出次声。据记载，1883年印度尼克拉卡托火山爆发所发生的强大次声，环绕地球三圈，历时108小时后才停息，全世界的微气压机都记录到这次次声。高强度次声使人产生头晕、恶心、胃痛、失眠、耳鸣、心悸、四肢麻木、烦躁以及精神不振等症状，特强次声还可以致人死命。

那么怎样控制噪声污染呢？

同水体污染、大气污染和固体废物污染不同，噪声污染是一种物理性污染，它在环境中只是造成空气物理性质的暂时变化，噪声源的声输出停止之后，污染立即消失，不留下任何残余物质。因此，噪声的防治主要是控制声源和声的传播途径以及对接收者进行保护。

其一是控制声源。运转的机械设备和运输工具等是主要的噪声源，控制它们的噪声有两条途径：一是改进结构，提高其中部件的加工精度和装配质量，采用合理的操作方法等，以降低声源的噪声发射功率。二是利用声的吸收、反射、干涉等特性，采用吸声、隔声、减振、隔振等技术，以及安装消声器等，以控制声源的噪声辐射。

控制声源技术主要有如下几种。

飞机减噪。国外专家研制出一种特制的耳机，它由一个微型的拾音器和一个通话器组成。当进入耳机的声音由拾音器送入一个很小的电气箱后接受分析并测出它的噪声类型，同时产生一个“反”信号。这个信号与噪声的频率一致，但声波相位恰恰相反，两者相互干扰而相互抵消。使用这种特制的耳机，可将噪声降低到50分贝左右。这种耳机在欧美国家已被广泛用于航天飞机上。

火车减噪。为了消除火车在铁轨上运行时产生的噪声，目前英国研究了两种方法：一是改用安静铁轨，二是阻抑铁路振动。安静铁轨的高度只有110毫米，比一般的铁轨低50毫米，同时铁轨的横截面也被适当减小。当铁轨高度和横截面减少后，也就是降低了其声能效率，从而把噪声减少到5分贝。所谓阻抑铁路振动，是采用一种金属层底基弹性夹层材料来衬垫铁轨。当该弹性材料受到剪切力的作用时，就会吸收能量和吸收声能。另外，把火车轮的直径缩小，也能把噪声减小。

桥梁减噪。凡是到过日本的人，都知道在横滨车站的背后，有一座看上去不起眼的桥梁。当人们过桥时，这座桥就会发出清脆悦耳犹如细雨落下的“沙沙”声，人们因此而称之为细雨桥。原来，在这座桥的桥栏杆上装有传感器，它能把行人过桥时产生的振动能转化为机械能，并有规律地敲击金属片，从而让人听到“沙沙”的细雨声，使人心中漾起诗情画意。据报道，许多国家都纷纷仿效修建了细雨桥。

公路减噪。挪威生产并使用消声水泥铺设无噪声公路，能将汽车行驶时由轮胎与路面摩擦时产生的噪声吸收，从而达到减噪的目的。这种公路是双层结构，上层较薄，厚约40毫米，下层厚度约200毫米，基础可以是砾石或原路面。它比普通水泥公路使用寿命更长（可达80年），铺后24小时即可使用。

其二是控制传声途径。主要措施有：①声在传播中的能量是随着距离的增加而衰减的，因此使噪声源远离需要安静的地方，可以达到降噪的目的。②声的辐射一般有指向性，处在与声源距离相同而方向不同的地方，接收到的声强度也就不同。不过多数声源以低频辐射噪声时，指向性很差；随着频率的增加，指向性就增强。因此，控制噪声的传播方向（包括改变声源的发射方向）是降低噪声尤其是高频噪声的有效措施。③建立隔声屏障，或利用天然屏障（土坡、山丘），以及利用其他隔声材料和隔声结构来阻挡噪声的传播。④应用吸声材料和吸声结构，将传播中的噪声声能转变为热能等。⑤在城市建设中，采用合理的城市防噪声规划。此外，对于固体振动产生的噪声采取隔振措施，以减弱噪声的传播。

其三是对接收者采取防护。为了防止噪声对人的危害，可采取下述防护措施：①佩戴护耳器，如耳塞、耳罩、防声盔等。②减少在噪声环境中的暴露时间。③根据听力检测结果，适当调整在噪声环境中的工作人员。人的听觉灵敏度是有差别的。如在85分贝的噪声环境中工作，有人会耳聋，有人则不会。可以每年或几年进行一次听力检测，把听力显著降低的人调离噪声环境。

九、清洁能源

回想十年前，你一定会对蜂窝煤有着深刻的印象。那时城市里很多人都是用煤炉做饭，有些人家甚至舍不得用蜂窝煤，仍然靠捡柴火过日子。现在，中国城市90%的家庭用上了天然气或煤气，蜂窝煤已成为那个时代中国人民生活的一个历史标志。

随着生产发展和生活水平的提高，能源危机也越来越被人们重视。以前，人们由于生活所迫，家家都有节约的习惯，不论是对电、水或其他能源的使用，总是能省则省。现在生活宽裕了，人们不需要为吃饭穿衣、孩子上学节省下每一分钱，能源的使用量就逐年上升。这一方面反映中国经济在增长，人们的生活越过越好。但从另一方面，我们看到的是，大家对能源节约意识的下降。

我们这里所说的节约能源，并不完全等同于减少能源的使用。发达国家人均消耗的能源量大，但能源的利用率却很高。能源短缺的问题，不是我们使用量减少就能解决的，我们要抓住问题的实质，才能从根本并彻底地解决问题。

我们现在大量使用的化石燃料给我们的环境带来了很大的压力。1854年美国打出了世界上第一口油井，几千米的地底冒出的浓浓的黑色液体，点燃了如火如荼的石油工业。仅仅150年之后，由石油和煤支撑起的现代文明社会，已经清楚地察觉文明之下的危机：地球历经千万年乃至上亿年历史累积而成的宝藏，在惊人的消耗速度下正迅速枯竭，使用它们引起的大气污染等环境问题也日益困扰着人们。“能源革命”的呼声从20世纪60年代起就日渐高涨，而那正是石油消费量超过煤炭、成为新一代主体能源的时候。

在“能源革命”的初期，人们为了缓解使用能源给环境造成的压力，而又没有找到很好的能源替代品，就从提高机器对能源的利用率，使用脱硫煤、低硫煤等角度来考虑解决环境问题，但这是一种治标不治本的方法，要根本的解决问题，就必须找到煤炭和石油的替代能源，逐渐减少人类对这些能源的依赖性。那到底什么样的能源可以称为清洁能源呢？清洁能源包括两个方面：一是可再生能源，就是在消耗后可以得到恢复和补充，并且不产生或产生很少的污染物，如水能、风能、太阳能、潮汐能、氢能、生物能等；二是不可再生资源，就是在其生产和消费过程中只对环境造成很小的影响，例如：地热能、核能、天然气等。

对于生物能可能很多的人还不是非常的了解。实际上，简单地说，生物能就是以化学能形式贮存在生物中的太阳能。是一种以生物为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。

其实，我们人类使用生物能的历史可以追溯到几十万年前，从我们的祖先开始使用火的时候，我们就与生物能结下了不解的渊源。生火用的薪柴，施肥用的动物粪便等等，这些都可以称为是传统生物能。但这些生物能的利用率很低，大部分都被浪费掉了，并不是我们所提倡使用生物能的方式。

作为清洁能源使用的生物能是指那些可以大规模用于代替常规能源亦即矿物类固体、液体和气体燃料的各种现代生物能。现代生物能与传统生物能的区别仅仅在于，科学技术在生物能来源和使用中发挥的作用。巴西、瑞典、美国的生物能计划便是这类生物能的例子。现代生物质包括：木质废弃物（工业性的）；甘蔗渣（工业性的）；城市有机废物；生物燃料（包括沼气和能源型作物）。这些东西看起来都是没用的废物，但经过人们合理的利用之后却有着极大的优势和潜力。

在生物能备受关注的今天，氢能也正在以飞快的速度发展着。过去的几十年来水力发电和核裂变发电曾一度是非化石燃料型能源的发展重点。水力发电量已占到世界总发电量的近20%。在法国等少数国家，核电成为国家电力供应的主要来源。但是拦河筑坝、建起巨大的水库，在地质、生态、水文等方面都可能存在不利影响。

地球上的水资辣十分的丰富，是不是因为一些不确定的因素就放弃对水的利用呢？我们可不可以间接又安全的使用水呢？带着这个问题氢能源成为了可靠的替代能源。氢是宇宙中最为丰富的元素。而从化学书上我们学到两个氢原子结合成为氢分子，氢气在氧气中容易燃烧，释放出热量并生成水。由于氢氧结合会产生水，而不会产生二氧化碳、二氧化硫、烟尘等普通化石燃料所产生的污染物，所以氢气被视作未来的理想清洁能源。

现在利用氢能源的主要方式和方向是燃料电池。燃料电池构造简单，能量利用率高，噪音小而且稳定。应用于汽车的燃料电池可以把氢燃料能量的60%～70%转化为动能，而内燃机只能达到20%～25%。氢能的使用将会使人类告别光化学烟雾等一系列的大气污染问题。在未来，氢能将会被用在更多的领域中。

但是，值得我们思考的是，我们所说的“清洁能源”是不是就真的安全而干净呢？在有些所谓的清洁能源的使用中，仍然存在对环境的威胁，就像前面我们提到的水资源的利用，就有可能对生态环境造成不利的影响。核能使用的安全，乌克兰切尔诺贝利电站事故使人们产生了很大的疑虑。

现在提到的能源短缺的问题主要是针对煤、石油、天然气等化石能源，并不包括可再生能源。据探测，目前全世界以煤为主的化石能源至少还可以维持人类二三百年的需要，但如果铀－238中的核能利用技术得到解决，则现在的能源可供全世界消耗二三万年。再加上人类可能开发出的其他新能源，所谓的能源危机可能就不复存在了。但实际上，可供人类消耗的能源，包括太阳能在内，都是受到许多具体条件的制约的，不能做到随意供应的。这就要求人类在与自然界进行质能转换时，尽量考虑降低不可再生能源的消耗速度；充分利用可再生能源以促进其循环再生；同时减少能源消耗对环境的污染，以达到人类对于自然环境的持续利用。

能源如同我们呼吸的空气一样，没有能源人类不能够生存。能源的问题是全世界的问题，需要大家来共同努力。自从上个世纪，有远见的人们预测到能源短缺的问题后，全世界越来越关心这个问题。距今为止，科学家也提出了很多可行的方案，国家之间的合作越来越频繁。

与此同时，我们也要将能源问题与环境问题结合起来考虑。环境问题的产生与能源的不合理开发、利用是分不开的，所以解决能源短缺问题，实际上也是考虑解决能源使用产生的环境问题。

十、汽车“饮料”

我国从1993年开始成为石油净进口国，2004年我国进口石油占全国原油加工量的36%。据统计分析，到2010年中国民用汽车将达5000万辆，年耗汽油16 400万吨，而那时中国石油只剩下7年的开采时间。汽车明天“喝”什么？如今越来越多的人把目光投到“酒精掺汽油”的新招儿上。

有人风趣地说，省下司机杯中的酒，让给汽车喝，两全其美。但你不要以为这是天方夜谭。从中科院广州能源所获悉，汽车“烧”木薯在广东即将成为现实。可以替代汽油并且具有广东特色（即以木薯、甘蔗为原料）的可再生能源——燃料酒精（也称乙醇汽油），最近由该所下属单位成功投产。

从木薯中提取燃料酒精，再与汽油以一定比例混配成汽油醇，当作汽车燃料。它对解决极为严峻的汽车尾气问题及寻找农产品出路是一大福音。以木薯、甘蔗为原料生产燃料酒精也被誉为“绿色石油”，在我国属首创。燃料酒精是目前国际上最受欢迎的可再生能源，将一定比例的燃料酒精代替油品，不仅可维持汽车的正常能耗，更可减少二氧化碳、苯的排放，减少地表臭氧等的污染，至少可减去一般汽油污染的30%。

作为稳定粮食价格、提高农民收入，缓解原油进口压力，改善环境质量的一项有效措施，粮食转化汽油醇项目已列入国家重点工程。我国东北地区也已提出用玉米制燃料酒精，以解决存放粮及环境污染的问题。而作为我国南方的广东，生产燃料酒精则有更多的便利条件，首先是广东生产燃料酒精的原料——木薯、甘蔗等可再生资源极为丰富，即具备得天独厚的“广东特色”，而且这种开发生产不占粮食耕地，也不冲击市场有助于解决“三农”问题，经济效益明显。其二，燃料酒精在我国“两广”地区和东南亚具有很大的市场，销路广阔。

鉴于这些有利条件，广州能源所科技人员着眼于国民经济建设的需要，勇于探索，从1997年开始，与其他公司合作，运用NIPCS—XEC型控制器技术对燃料酒精项目进行分析，对用生物工程方法加工的燃料酒精进行深入的研究和试验，1998年完成生产燃料酒精的高产优质酵母研究，并完成年产50万吨燃料酒精工厂的设计。现已在广东的怀集、湛江两地分别建立年产15万吨和13.5万吨的燃料酒精生产基地。由于使用木薯和甘蔗作为原料制取燃料酒精，现在燃料酒精的成本低于汽油的成本，一吨燃料酒精的价格最高大概为3000元，而一吨汽油价格为3600～3800元。

目前，中国每年消耗汽油4000万吨，2005年将达到4 500万到4 800万吨，如果采用添加酒精的方法来解决汽车燃料，就可以不再增加石油消耗。如果按照15%比例添加，需要酒精600万吨，按3吨玉米生产1吨酒精，需要1 800万吨玉米。而中国正常年景，有1 500万吨玉米的剩余，再加上红薯、木薯的补充，生产600万吨酒精是有保障的。随着科技的发展，用秸秆、树叶、垃圾生产酒精的技术已经成熟，潜在生产能力在5000万吨左右。路明委员说：“发展石油替代农业，既可解决农民卖粮难的问题，为农民增加收入开辟新路，又可以缓解中国石油紧缺，不再为汽车明天喝什么发愁，何乐而不为呢？”

据了解，位于北京通州区的交通部机动车试验场里，曾经进行过一项特殊试验：夏利、富康和桑塔纳各4辆，它们都即将跑满8万千米的预定目标，“与众不同”的是都使用乙醇汽油作为燃料。据介绍，每行驶1万至2万千米，技术人员都要记录相关数据和进行尾气监测试验。据统计，如果按乙醇添加量10%计算，则我国每年就可以减少汽油消耗1640万吨。研究人员同时指出，要在我国大面积推广使用乙醇汽油，目前尚存四大难题：一是储运设施和调和要求严、成本高；二是使用乙醇汽油后，汽车的油耗和发动机的动力性能都有变化；三是政府应给予相应的鼓励和优惠政策；四是企业需要降低燃料酒精的生产成本。

所以我们应该克服我们目前所存在的暂时困难，把生物燃料应用到我们的日常生活和消费当中，这样不仅可以改善我们目前能源紧缺的问题，而且有助于我们对环境污染问题的解决。

十一、核能的春天

随着社会、经济的发展，工业化、城市化进程的逐步加快，人类对能源的需求特别是对电能增长的需求越来越迫切，而当电能工业高速发展的同时随之而来对人类赖以生存和发展的环境又产生了巨大的影响。在我国一些地区，煤仍然是发电的主要燃料，其造成的大气污染问题相当严重。

自从1954年世界第一座核电站在苏联建成以来，核能发电的理论与工程技术日臻成熟，经济效益逐渐提高，在西方一些发达国家核电成本已开始低于火电，但是关于核能发电的科学知识的普及则远不如核电发展速度那么快，人们对核能发电特别是对它对环境的影响缺乏了解，总认为核电站的安全性很差，核电站的放射性污染严重等，特别是在美苏相继发生了三哩岛和切尔诺贝利核电站事故之后，一些公众对核电的安全性就更加担心。其实核电站在各种能源中是相对比较干净清洁的。核电站环境放射性污染是人们最担心的问题，而实际上由于核电站安全设计贯彻了三道屏障的设计准则和严格的三废处理准则，使通过液态、气态途径释放到环境中的放射性物质对附近居民产生的辐照剂量一般都已经降到很低。据报道，同等规模的发电厂燃煤机组由于煤中含有镭、钍等天然放射性元素，燃烧后通过废气排放对居民产生的辐照剂量却是核电站的7倍。此外核电站在运行期间更不会产生二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳一类有害气体及大量煤灰。以法国为例，现今该国核电机组装机容量占总装机容量的75%以上。1980年到1986年之间为法国核电高速发展时期，此间法国核电站占总发电量的比例由24%上升到70%，并使总发电量增加40%，但其间二氧化硫的排放量却减少56%，氮氧化物排放减少9%，尘埃减少36%。国外的经验值得借鉴，从保护环境的角度出发，核电站作为一种安全、清洁的能源在我国东部沿海地区的应用前景是十分看好的。

核电站的生产工艺过程中会产生大量的放射性物质，其中绝大部分始终处于被封闭状态，一小部分以气、液、固态被分类作为废物处理。在核电站的生产和检修活动中，还会产生一定量的放射性样品和被放射性玷污过的工器具等。此外，根据生产和质量控制的需要，电站还须购买和应用一定数量的放射性同位素源，如射线探伤用γ放射源和检定辐射监测仪器的标准源等。对放射性物品，需有效监控，否则其扩散会造成意外的后果；放射性同位素源尽管数量有限，且绝大部分放射性活度很小，对电站工作人员的危害相对较低，可一旦失控和扩散便会对环境及社会带来不利的影响，也会使电站的形象受到损害。

专家认为，如果没有大亚湾和岭澳核电站，则我国广东和香港两地每年要多消耗燃煤1060万吨，这会产生2 700万吨二氧化碳、10万吨二氧化硫和6万吨一氧化氮，排放到大气中的尘埃会增加上万吨。煤从地下掘出，带有微弱的天然放射性。聚沙成塔，火电站释放的放射性物质比相同发电能力的核电站正常排放的还要多。根据中国原子能科学研究院的调查，大亚湾和岭澳核电站是参照法国20世纪80年代初的同类核电站建设的，法国开始使用这类反应堆以来，从未发生过导致重大辐射后果的严重事故，所以，大亚湾两座核电站的正常营运应该也不会对当地海洋生物和周边环境产生辐射危害。

据了解，大亚湾的植被覆盖率很高。栽种的植物有的不是本地物种，而是专门从他处移植过来检测核电站对环境的长期效应的。核电站厂区里的植物中不少是对核辐射比较敏感的“指示植物”，松树就是其中一种。监测人员会定期采集松针到实验室分析放射性是否超标。同时，他们也会到附近海域捞取马尾藻和在海底生活的贝类进行化验，这些也都是很好的“指示生物”。10年来对大气、海洋、土壤和生物不间断的监测表明，那里的放射性指标“并没有出现可察觉的变化”。实践经验证明，核电站安全保障的关键在于人的科学管理和操作，只要大家的安全意识一刻都不放松，永保核电站的平安就能做到。如果说20世纪核能的出现和发展是核能的第一个春天，那么现在核能正处于向第二个春天过渡的蓄势待发时期。让我们努力迎接核能新的春天的到来。

十二、利用植物修复重金属污染土壤

重金属不同于有机物，它不能被生物所降解，它们可以在环境中长期残躺，大大降低了土壤的应用价值，并会通过食物链最终进入人体而造成健康危害。

土壤一旦被重金属污染，其治理将是一件十分困难和代价昂贵的工作。国外专家估计，靠挖掘与掩埋方法解决重金属污染土壤治理平均每英亩至少需要花费10万美元。相比而言，利用植物对重金属污染的土壤进行修复是一个很有前景的选择，具有费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水二次污染、可以美化环境的作用、易为社会接受等优点。自从1983年利用超富集植物清除土壤重金属污染的思想提出以来，重金属污染土壤的植物修复研究已成为环境科学的热点和前沿领域。那么，植物是通过怎样的途径去除土壤中的重金属的昵？主要有如下三方面。

植物固定。利用植物及一些添加物质使环境中的重金属流动性降低，使重金属对生物的毒性降低。

植物挥发。某些植物可以将从环境中吸收的化合态汞还原为单质汞，并通过挥发从士壤中去除。而另一些植物可以将环境中的单质硒转化为气态有机硒（二甲基硒和二甲基二硒等）从土壤中挥发去除。

植物吸收。是目前研究最多并且最有发展前景的一种利用植物去除环境中重金属的方法，它是利用能耐受并能积累重金属的植物来过量吸收环境中的重会属离子，并将它们输送并贮存在植物体的地上部分。美国能源部认为，能用于重金属污染土壤修复的植物应具有以下几个特性：①即使在重金属含量很低时也有较高的积累速率；②能在体内过量积累重金属；③能同时积累几种重金属；④生长快，生物量大；⑤具有抗虫抗病能力。

植物修复技术治理重金属污染的土壤环境其关键问题在于筛选对重金属具有超富集（超积累）的植物种类。经过国内外科学家大量野外调查及实验室研究，已经找到了几百种能过量吸收重金属的植物。如，纸皮桦、红树植物、藓类和地衣以及藻类对汞都有较高的累积量，某些芥菜型油菜品种中对镉具有良好的超积累吸收作用，而蒲公英、龙葵和小白酒花等植物对镉一铅一铜一锌复合型污染的土壤具有良好的修复功能。我国环境保护工作者在安徽省铜陵市笔架山铜矿区的野外调查中发现了两种对铜具有很高富集能力的野生植物——剌藤（又称刺蓼）和鸭跖草，结果发现它们对铜矿区土壤中铜具有很强的积累，其中刺藤的叶片和茎中铜积累浓度分别可以达到293微克/克和178微克/克以上，这样通过收割可以将铜从土壤中清除。专家认为，虽然这两种植物各器官中的铜含量尚未达到超积累植物的公认标准（500微克/克），但因它们生物量大以及在铜矿区内较广泛分布，因此在铜污染矿区的修复中具有良好的应用价值。