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第3章 高悬的达摩克利斯之剑——环境污染的危害

近百年来,随着科学技术的不断创新,工业也高度发展。工业发展带来的废物、废水、废气泛滥成灾。目前,全世界的废物、废水、废气不仅数量惊人,而且还在以惊人的速度增长,“三废”的产生和排放远远超过大自然本身的净化能力,环境开始不断恶化。

“温室效应”、“厄尔尼诺现象”、“白色垃圾”、“臭氧层破坏”、“地球资源枯竭”、“物种灭绝”等等环境问题开始缩小人类的生存空间。

环境恶化的问题正像一把高悬的达摩克利斯之剑,时刻会刺向人类,给人类带来极大的威胁。

逐渐变暖的地球——“温室效应”

同学们看过好莱坞科幻片《未来水世界》吧?还记得里面的这个场景吗?电影中,在未来的某一天,由于接连好几个世纪全球气温的不断上升,南极和北极的冰雪都融化了。水面不断升高,原先的大陆和岛屿相继被汪洋大海所吞没。陆上的生物几乎完全消失了。新出现的一种半人半鱼的统治生物在马里纳的领导下,与海盗斯摩克斯为泥土、淡水展开疯狂而惨烈的争夺。

这部电影给我们展示了全球气候变暖所造成的严重后果。全球气候变暖的现象被人们称为“温室效应”。那么什么是温室效应呢?它真会给人类带来这么可怕的后果吗?

什么是温室效应

去过种植花卉的农场里的同学都知道,站在农民伯伯的花房里,要比外面热一些。这是因为玻璃让阳光进入花房内,但它要吸收一部分热辐射,并会阻挡这些进入室内的热辐射返回花房外面的空间里。这样就不需要再在花房里烧火或者做其他任何形式的加热补偿了,温室内的温度就会比室外气温高出许多。

同样,在地球上,我们上空的大气中,也有一些像玻璃那样的气体,如二氧化碳、甲烷、氮氧化合物、氯氟烃、臭氧等气体,它们会“阻挡”热辐射从地球跑出去。阳光穿过太空进入地球,它携带的热量进入地球后,受到这些气体的“阻挡”,就不会在地球表面散发出去,于是维持了地球表面的气温,使地球变成了一个大暖房。地球上的这种效应,就像在花房里一样,花房我们称为“温室”,因此地球上的这种保温效应我们称为“温室效应”。温室效应其实是大气保温效应的俗称。

我们把促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。二氧化碳是温室气体中数量最多的气体,虽然其他气体也会产生温室效应,其中有的温室效应比二氧化碳还强,但二氧化碳的影响是最大的。

温室效应的起因

虽然温室效应给人类提供了一个温暖的生存环境,温室气体的数量也没有明显增加。在过去的很长一段历史时它,空气中二氧化碳的含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于动态平衡状态中。大气中的二氧化碳80%来自人和动植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面水及空中降水吸收溶解。还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分O。03%始终保持不变的原因。但是自工业革命以来,随着人口的急剧增加,工业的迅速发展,呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳逐年增加。人类向大气中排入的二氧化碳大量增加。

除二氧化碳以外,对产生温室效应有重要作用的气体还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水汽等。甲烷是天然气、沼气和煤气的主要成分。据估计,每年进入大气中的甲烷总量为4~6亿吨,其中大多数与人类的活动有关。

另一方面,绿色植物光合作用可以消耗二氧化碳,海洋表层也可以吸收二氧化碳,但由于森林被大量砍伐,大量农田被建成城市和工厂,破坏了植被,大气中应被森林吸收的二氧化碳没有被吸收。据专家预測,到2057年,世界的热带雨林可能全部消失。再加上地表水域逐渐缩小,降水量大大降低,减少了吸收溶解二氧化碳的条件,这样就破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡。

温室效应原因的其他说法

学术界一直被公认的学说认为,由于燃烧煤、石油、天然气等产生的二氧化碳是导致全球变暖的罪魁祸首。然而经过几十年的观察研究,来自美国GOddard空间研究所的詹姆斯·汉森博士提出新观点,认为温室气体主要不是二氧化碳,而是碳粒粉尘等物质。

碳粒粉尘是一种固体颗粒状物质,主要是由于燃烧煤和柴油等高碳量的燃料时碳利用率太低而造成的,它不仅浪费资源,更引起了环境的污染。众多的碳粒聚集在对流层中导致了云的堆积,而云的堆积便是温室效应的开始。

甲烷的“温室效应”

甲烷的数量不如二氧化碳那么多,但产生“温室效应”的能力却是二氧化碳的20~60倍。甲烷主要来自于埋填垃圾,水稻根部厌氧微生物的分解,全世界煤矿、石油、天然气的开采和输送,牲畜饲养场及废水的处理,以及生物质的燃烧等过程。

温室效应的危害

由于以上原因,空气中二氧化碳含量逐年增加,使地球气温发生了改变。于是,大自然开始对人类进行惩罚。

空气中二氧化碳含量逐年增加,地球这个大温室的温度会一直升高,温室效应会逐渐明显。据有关科学家估计,如果二氧化碳含量比现在增加一倍,全球气温将升高3℃~5℃,两极地区气温升幅要比年均值高3倍左右,可能升高10℃。气温升高,将会出现一系列的灾难:两极地区冰川融化,海平面升高;物种走向灭绝;某些地区雨量增加,某些地区出现干旱;飓风力量增强,出现频率也将提高等问题。据研究表明,近百年来全球海平面已上升了10~20厘米,并且未来还要加速上升。海平面上升对沿海地区社会经济、自然环境及生态系统等有着重大影响。首先,海平面的上升可淹没一些低洼的沿海地区,海水会侵蚀海岸,让海边的陆地也变成大海。其次,海平面的上升会使风暴潮强度加剧,出现频率提高,危及沿海地区生命财产。在中国,受海平面上升影响严重的地区主要是渤海湾地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区。

严重的后果

据联合国环境规划署发表的科学报告《全球冰雪展望》,若地球地表温度再升高2℃,则近三成物种可能灭绝,全球农产品将大幅减产并引起严重饥荒,区域性旱灾和水灾将日益严重,这将对人类生存造成重大威胁。许多沿海城市,如中国上海、美国纽约、孟加拉国大部以及太平洋岛国等将被海浪吞噬。报告还警告说,冰川范围的不断缩小将影响世界众多的河流,其中,中国的长江和黄河已经受到了“严重威胁”。

气温升高,物种将会加快灭绝。众所周知,地球上的物种都不能单独存在。它们在一定的环境条件下,与其他生物靠食物链相互依存。随着地球温度升高,一些植物会随之灭绝。植物一旦被毁灭,整个生态系统就会失去平衡,大量的生物就会消失。据科学家认为,地球上每灭绝一种植物,就会有20~30种依赖这种植物生存的其他生物灭绝。近50年来,在我国约有200种高等植物灭绝,有400种野生动物处于濒危或受威胁的状态。

如何应对温室效应

如何解决温室效应给人类带来的灾难呢?面对大自然的惩罚,人类迄今为止,还没有办法提出有效的解决对策。但也不能坐以待毙。如果按照目前这种情势发展下去,综合各种温室效应气体的影响,预计地球的平均气温将要提升两度以上。一旦气温发生如此大幅提升,地球的气候将会引起重大变化。因此,目前国际社会开始不断呼吁政府要重视并找出对策,各国的研究机构亦已提出各种具体的对策方案。

据现在各个科学机构及研究人员的观点,认为有以下几种解决方案:

方案一:保护森林。

一方面要停止森林破坏,另一方面要实施大规模的造林工程,努力促进森林再生。

方案二:全面禁用氟氯碳

目前全球正在朝此方向努力,是以此案最具有实现的可能性。倘若此案能够实现,对于2050年为止的地球温暖化,根据估计可以发挥3%左右的抑制效果。

方案三:改善汽车燃料。

日本汽车在改善汽车燃料方面已获技术提升,大幅改善昔日那种耗油状况。但在美国等地省油设计方面,至今未见有何明显改善,仍旧维持过度耗油的状况。由于改善汽车燃料所导致的化石燃料消费削减,估计到了2050年,可使温室效应降低5%左右。

邪恶的“圣婴”——厄尔尼诺现象

秘鲁亚卡俄沿海是一个著名的东南太平洋渔场。1982至1983年,在秘鲁亚卡俄沿海发生了一些令人迷惑不解的事件:庞大的缇鱼群悄然失踪了,以缇鱼为食的海鸟也失去了赖以生存的食源,不久都死去了。沿岸地区和岛屿上的海鸟因缺乏食物纷纷逃离,影响了乌粪工业生产,使工人失业,渔民们没有鱼可捕,鱼粉厂也没有原料,纷纷倒闭。是什么原因导致这些不幸的事件发生呢?经科学家不断探索,原来是一种叫做“厄尔尼诺”的现象在作怪。什么是“厄尔尼诺现象”呢?它给人类带来了哪些灾害?我们一起来破解这可恶的现象。

什么是厄尔尼诺现象?

厄尔尼诺现象,在西班牙语中有个很好听的名字叫“圣婴现象”。厄尔尼诺在西班牙语中的意思是“圣婴”。当厄尔尼诺现象一发生,大范围的海水温度可比常年高出3℃~6℃。太平洋广大水域的水温异常升高,海水水位上涨,改变了传统的赤道洋流和东南信风,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨,出现过多的异常气候,导致全球性的气候反常。这样,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后,于是遭受天灾的渔民无可奈何地将其称为“上帝之子”——圣婴。

1997年是强厄尔尼诺年,其强大的影响力一直持续至1998年上半年,我国在1998年遭遇的历史罕见的特大洪水,厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。

“圣婴”从何处来?

为什么会发生厄尔尼诺这种令人类讨厌的现象呢?迄今科学家们尚未找到准确的答案。科学家们提出了很多观点,但比较普遍的看法是:厄尔尼诺现象的发生与人类自然环境的日益恶化有关,是地球温室效应增加的直接结果,与人类向大自然过多索取而不注意环境保护有关。厄尔尼诺现象是海洋和大气相互作用不稳定状态下的结果。在正常状况下,北半球吹东北信风,南半球吹东南信风。信风带动海水自东向西流动,形成赤道洋流。从赤道东太平洋流出的海水,靠下层上升涌流补充,从而使这一地区下层冷水上翻,水温低于四周,形成东西部海温差。但是,一旦太平洋地区的冷水上翻减少或停止,海水温度就升高,形成大范围的海水温度异常减弱,甚至变为西风时,赤道东太平洋地区的冷水上翻减少停止,海水温度就升高,形成大范围的海水温度异常增暖。赤道西太平洋海域的大量暖海水流向赤道东太平洋,致使赤道西太平洋海水温度下降,大气上升运动减弱,降水也随之减少,造成那里严重干旱。而在赤道中、东太平洋,由于海温升高,上升运动加强,造成降水明显增多,暴雨成灾。

20世纪60年代以后,随着观測手段的进步和科学的发展,人们发现厄尔尼诺现象不仅出现在南美等国沿海,而且遍及东太平洋沿赤道两侧的全部海域以及环太平洋国家。有些年份,甚至印度洋沿岸也会受到厄尔尼诺带来的气候异常的影响,发生一系列自然灾害。总的来看,它使南半球气候更加干热,使北半球气候更加寒冷潮湿。

厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期,历时一般一年左右,大气的变化滞后于海水温度的变化。

“圣婴”的邪恶之处

厄尔尼诺现象产生的影响是全球性的:澳大利亚和印尼会发生严重干旱,南亚的夏季季风降雨也会减弱,而南美洲太平洋沿岸则会发生水灾,渔业资源会受到严重损害,海洋生物分布发生变化。在厄尔尼诺直接侵害的地方,居民住房会被水淹没,森林受到毁坏,农作物和渔业受到摧残。随着厄尔尼诺的涨落,由洪水泛滥造成的水资源污染以及病菌传播而导致的各种疾病也会接连发生。

1986—1987年的“厄尔尼诺”现象,使赤道中、东太平洋海水表面水温比常年年均温度偏高2℃左右。从1997年3月起,地球上的气候开始乱了套:热带中、东太平洋海面出现异常增温,至7月,海面温度已超过以往任何时候,由此引起的气候变化已在一些地区显露出来。赤道东太平洋的冷水期已经结束,开始向暖水期转换,形成了新的一轮“厄尔尼诺”现象。

厄尔尼诺现象是周期性出现的,大约每隔2~7年出现一次。至1997年的20年来厄尔尼诺现象分别在1976—1977年、1982—1983年、1986—1987年、1991—1993年和1994—1995年出现过5次,其中1982—1983年间出现的厄尔尼诺现象是最严重的一次。

“圣婴的妹妹”——拉尼娜

你知道吗?圣婴“厄尔尼诺”还有个妹妹“拉尼娜”,她也同样是个邪恶的现象。但她最近几年才出现。

厄尔尼诺现象的基本特征是让太平洋沿岸的海面水温异常升高,海水水位上涨,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨过多。但厄尔尼诺发生后,由于暖流的增温,太平洋由东向西流的季风大为减弱,使大气环流发生明显改变,极大影响了太平洋沿岸各国气候,本来湿润的地区干旱,干旱的地区出现洪涝。而这种气压差增大时,海水温度会异常降低,这种现象被称为“拉尼娜现象”。

拉尼娜现象对气候的影响很难预測,因为它不像厄尔尼诺现象那样简单。美国国家海洋和大气管理局认为,拉尼娜现象可能使美国东南部冬天的温度比正常时它高,而西北部比正常时它低。英国的科学家认为,拉尼娜现象将使北美洲的西部地区、南美洲及非洲东部地区面临干旱威胁,而可能给东南亚、非洲东南部和巴西北部造成水灾。

一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来,出现厄尔尼诺现象的第二年,都会出现拉尼娜现象,有时拉尼娜现象会持续两三年。1988年—1989年,1998年—2001年都发生了强烈的拉尼娜现象。

史上最严重的环境灾难——墨西哥湾油田泄漏事件

墨西哥湾因毗邻墨西哥而得名。位于北美洲大陆东南沿海水域,部分为陆地环绕。透过佛罗里达半岛和古巴岛之间的佛罗里达海峡与大西洋相连,并经由犹加敦半岛和古巴之间的犹加敦海峡与加勒比海相通。墨西哥湾的海岸是水禽和滨乌的主要栖息地。大群的燕鸥、鲣乌、鹈鹕和其他海鸟都在墨西哥湾的沿岸一带、古巴以及近海岛屿上过冬。海湾的水中有大量鱼类,特别是在沿大陆棚一带。2010年4月20日,英国石油公司租赁的位于美国墨西哥湾的一座半潜式钻井平台爆炸起火。36小时后,平台沉没,11名工作人员遇难。钻井平台底部油井自24日起漏油不止,并引发大规模原油污染。该事件成为了美国历史上最严重的生态灾难。

墨西哥湾油田泄漏事件

钻井平台底部油井自24日起,漏油不止并引发大规模原油污染,引起国际社会的高度关注,很多国家向美国运送设备及人员,以帮助美国尽快处理污染问题。人们都在思考是什么原因引起这起事件的发生。

据一些专家观点,英国石油公司仅用水泥覆盖了部分钻井套管,水泥未深入第二大套管的底部,而这个区域压力巨大,这样就可能使油气上涌。《洛杉矶时报》援引一些专家的观点,认为,天然气透过缝隙、防喷阀和输油管上窜至钻井平台,引发爆炸。在这次漏油事件中,另一颇受诟病的油井部件就是防喷阀。防喷阀有七个阀门。其中一个阀门用于紧急状态下切断输油管,防止油气泄漏。它本应在油井爆炸后关闭油井输油管,防止漏油,但它没有做到。它本应响应深水机器人的远程“召唤”,但它还是没有做到。一些英国石油公司官员说,多种可能原因致使防喷阀失效。

他们认为,油气喷出油井时的巨大压力将套管碎片、井口配件、输油管碎片压入防喷阀,致使防喷阀卡死,无法工作,否则深水机器人理应能够远程启动它。但《华盛顿邮报》援引一份信件报道,为节省时间和经费,“深水地平线”防喷阀中使用了一个測试阀门,没有使用永久性“变径闸板”,从而增加阀门失效风险。按《华盛顿邮报》说法,变径闸板可以关闭各种尺寸的输油管出油口。

知识库——石油是如何形成的?

研究表明,石油的生成至少需要200万年的时间,在现今已发现的油藏中,时间最老的可达到5亿年之久。在地球不断演化的漫长历史过程中,有一些“特殊”时期,如古生代和中生代,大量的植物和动物死亡后,构成其身体的有机物质不断分解,与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚,导致温度和压力上升,随着这种过程的不断进行,沉积层变为沉积岩,进而形成沉积盆地,这就为石油的生成提供了基本的地质环境。伴随各种地质作用,沉积盆地中的沉积物持续不断地堆积。当温度和压力达到一定程度后,沉积物中动植物的有机物质转化为碳氧化合物分子,最终生成石油和天然气。

美国研究认为,有不少枯干油井在经过一段时间的弃置以后,仍然可以生产石油。所以,石油可能并非生物生成的矿物,而是碳氢化合物在地球內部经过放射线作用之后的产物。

石油不像水聚集在水库中那样聚集在沉积盆地最初形成的岩石——生油源岩,也就是沉积岩中,而是透过岩石的孔隙,被挤压到压力分布更低的岩石裂缝和孔隙中,直至停留在被完全封闭的储集岩中。储集岩是聚集石油的岩石。储集岩形成了储藏石油的地质环境——圍闭构造,它是阻止石油被继续运移的地质构造。石油的这种聚集方式就如同水被一块海绵吸收一样。

油田泄漏污染情况

一些专家估计,墨西哥湾油田漏油量可能达到每天7万桶。截至2010年6月20日,海上原油漂浮带已经长200公里,宽100公里,而且还在进一步扩散,排污行动还可能会持续数月。路易斯安那州长达110公里的海岸线受到污染,渔业和湿地生态受到严重影响。6月23日美国墨西哥湾原油泄漏事故再次恶化:原本用来控制漏油点的水下装置因发生故障而被拆下修理,滚滚原油在被部分压制了数周后,重新喷涌而出,继续污染墨西哥湾广大海域。为了帮助美国排除原油泄漏造成的污染,10多个国家和国际组织向美国伸出援手,墨西哥表示与美国紧密合作排除水面油污,避免这一地区生态环境遭到进一步破坏。挪威的一个石油公司许诺提供除油剂和设备,并派遣人员。伊朗向美国提供打减压井、防止原油继续泄漏的技术。

据估计,此次事故的后果至少需要数十年的时间才能消除。有关方面需要花几个月时间封闭油井,油污的清理工作将耗时近10年。漏油事件已经对当地经济造成影响,海鲜和进口食品价格已经上涨,汽油也可能因此涨价。可以确定,墨西哥湾漏油事故是一场区域性灾难。

成功堵住石油泄漏

2010年7月15日,英国石油公司宣布,新的控油装置已成功罩住水下漏油点,“再无原油流入墨西哥湾”。在墨西哥湾漏油事件发生近3个月后,终于成功堵住了油田的泄漏。

知识库——近年油田泄漏事件最近一些年,也发生过一些漏油事件,它对自然界的破坏是非常大的,事件区域內的环境遭到了严重影响。

1989年3月24日,“埃克森·瓦尔迪兹”号油轮在美国阿拉斯加州附近海域触礁,3.4万吨原油流入阿拉斯加州威廉王子湾,这是世界上最严重的石油泄漏事故之一。

1999年12月,马耳他籍油轮“埃里卡”号在法国西北部海域遭遇风暴,断裂沉没,泄漏1万多吨重油,沿海400公里区域受到污染。

2002年11月,利比里亚籍油轮“威望”号在西班牙西北部海域解体沉没,至少6.3万吨重油泄漏。法国、西班牙及葡萄牙共计数千公里海岸受污染,数万只海鸟死亡。

2007年11月,装载4700吨重油的俄罗斯油轮“伏尔加石油139”号在刻赤海峡遭遇狂风,解体沉没,3000多吨重油泄漏,致出事海域遭严重污染。

2007年12月7日,一艘在香港注册、总吨位约15万吨的油轮在泰安郡附近海域停泊,被韩国三星重工业公司一艘脫离主船的驳船撞上,导致3个油槽的原油泄漏。据统计,泄漏的原油超过1万升,短短3天內,忠清南道沿海地区已有2108公顷海产养殖场、221公顷海滨浴场和5894公顷渔场被污染。油污还造成野鸭等野生动物大量死亡,造成一定程度的生态危机。

氯氟烃排放量剧增——臭氧层破坏的罪魁祸首

我们都知道,太阳是一个表面温度高达6000℃的巨大球体,它给我们居住的地球送来了光和热。我们肉眼通常可以看见的都是可见光,还有一些我们看不见的光,被称为红外线和紫外线,它们与可见光一起也到达了地面。紫外光中有一部分能量极高,如果到达地球表面,就可能破坏生物分子的蛋白质和基因物质,造成细胞破坏和死亡,具体症状如皮肤干痛、表皮皱缩,甚至起泡脫落等。但是地球的大气层就像保护伞,成为一道天然屏障,将紫外光部分阻挡在大气层之外。大气层中能阻挡紫外线的就是臭氧层。它使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。但是,近些年来,由于人类发现了氯氟烃物质并大量使用,氯氟烃对臭氧层有巨大的破坏作用。近10多年来,地球上的臭氧层正在遭到破坏,不再能保护人类。试想,如果臭氧层被破坏了,人类如何生存?

认识臭氧

德国化学家先贝因博士在150多年前首次提出在水电解及火花放电中产生有特殊臭味的一种无色气体,与在自然界闪电后产生的气味相同,他认为其气味类似于希腊文的“难闻”,由此将其命名为“臭氧”。自然界中的臭氧,约90%分布在距地面20km~50km的大气中,我们称之为“臭氧层”。在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围也存在比较丰富的臭氧。另外,雷雨过后,郊外的森林、山间、海岸的空气会非常自然清新,这是因为雷电作用也会产生臭氧,它分布于地球的表面。因而臭氧是一种干净清爽的气体。

大气层中臭氧层的臭氧主要是紫外线制造出来的。太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种,当大气中的氧气分子受到短波紫外线照射时,氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强,极易与其他物质发生反应。如与氢反应生成水,与碳反应生成二氧化碳。同样,与氧分子反应时,就形成了臭氧。臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐地向臭氧层的底层降落,在降落过程中随着温度的变化,臭氧不稳定性愈趋明显,再受到长波紫外线的照射,再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。

紫外线是电磁波谱中波长从O。01~O。40微米辐射的总称,不能引起人们的视觉反应。电磁谱中波长O。01~O。04微米辐射,即可见光紫端到X射线间的辐射。

1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外側一段能够使含有溴化银的照相底片感光,因而发现了紫外线的存在。

臭氧层的作用

科学研究发现,臭氧层对人类有三个重要作用。首先,臭氧层对人类有保护作用,臭氧层能够吸收太阳光中的波长306.3弘m以下的紫外线,保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。只有长波紫外线和少量的中波紫外线能够辐射到地面,长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一把保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍。

臭氧层还有温室气体的作用。在对流层上部和年流层底部,即在气温很低的这一高度,臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少,则会产生使地面气温下降的动力。因此,臭氧的高度分布及变化是极其重要的。

臭氧层受到破坏带来的影响

近些年来,人类制造了大量会破坏臭氧层的物质,如氯氟烃、哈龙类物质等。美国科学家莫里纳和罗兰德提出,人工合成的一些含氯和含溴的物质是造成南极臭氧洞的元凶,最典型的是氟氯碳化合物,俗称氟利昂和含溴化合物哈龙。氯氟烃是一种人造化学物质,1930年由美国的杜邦公司投入生产,用作气溶胶。第二次世界大战后,尤其是进入1960年以后,开始大量使用,主要用于制冷剂、发泡剂、化工溶剂等方面。另外,哈龙类物质、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。由于人类生活的需求,这些物质被大量使用,如在空调、冰箱、汽车、喷雾剂等方面,使地球南北极的臭氧层受到破坏。

臭氧层被破坏后,吸收紫外线辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害,目前已受到人们普遍关注的主要有对人体健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、材料以及对流层大气组成和空气质量等方面的影响。如果臭氧层中臭氧含量减少10%,地面不同地区的紫外线辐射将增加19%~22%,由此皮肤癌发病率将增加15%~25%。另据美国环境局估计,大气层中臭氧含量每减少1%,皮肤癌患者就会增加10万人,患白内障和呼吸道疾病的人也将增多。将打乱生态系统中复杂的食物链,导致一些主要生物物种灭绝。臭氧层的破坏,将使地球上三分之二的农作物减产,导致粮食危机。紫外线辐射增强,还会导致全球气候变暖。

广角镜——氯氟烃

氯氟烃,Chl Or Oflu Or Ocarb On S,简称CFCS,又称为氟氯烃、氯氟碳化合物、氟氯碳化合物,是一组由氯、氟及碳组成的卤代烷。因为活跃性低、不易燃烧及无毒,氯氟碳化合物被广泛使用于日常生活中。氟利昂是氟氯甲烷的商标名称。是20世纪30年代初发明并且开始使用的一种人造的含有氯、氟元素的碳氢化学物质,在人类的生产和生活中还有不少的用途。在一般条件下,氯氟烃的化学性质很稳定,在很低的温度下会蒸发,因此是冰箱冷冻机的理想制冷剂。它还可以用来做罐装发胶、杀虫剂的气雾剂。另外电视机、计算机等电器产品的印刷线路板的清洗也离不开它们。氯氟烃的另一大用途是作塑料泡沫材料的发泡剂,日常生活中许许多多的地方都要用到泡沫塑料,如冰箱的隔热层、家用电器减震包装材料等。

“巧妇难为无米之炊”——地球资源枯竭怎么办?

地球是人类共同的母亲,也是人类能够得以生存的唯一家园。有了地球母亲,人类社会的生存发展才有最基本的保障。她为人类提供了一切生存所需的资源。但是,地球资源是有限的,她的环境承受力更是有限的。随着世界人口的不断增加,也随着世界经济的快速发展,地球已经越来越不堪负重。《经济学人》杂志曾发表了一篇关于石油的文章,说当时的油价是每桶10美元。它认为,这个油价还很高,未来可能会降至每桶5美元。《经济学人》杂志断言,在可预见的未来,地球上拥有足够的、价廉的石油资源可满足人类的需求。但近几年,油价一直飙升,高达几十美元。飙升的油价让该杂志非常尴尬,同时也提醒人类:地球资源是有限的。

地球资源有哪些

地球是人类栖身之所、衣食之源。自然界的土地、水、矿物、空气、森林和草地等,是在人类出现之前就存在于地球上的。一般认为,地球资源指的就是地球能提供给人类衣、食、住、行、医所需要的各种物质原料,也称为“自然资源”。

人们所利用的环境中的任何东西都是自然资源。一些自然资源能在一个相对比较短的时间内自然地恢复或再生,我们称之为可再生资源,包括阳光、风和树木等。而一些自然资源是不能被恢复或再生的,我们称它们为不可再生资源,如煤、石油和其他金属和非金属矿产资源。

地球表面积5.1亿平方公里,70%以上为广阔的海洋所覆盖,陆地面积仅占29%,约1.5亿平方公里。在这有限的地球空间上,地球上的资源是有限和不可再生的,对不可再生资源的过度掘取和不合理的开发利用,会带来资源的枯竭和对地球生态环境的负面影响。合理有效地利用地球资源,维护人类的生存环境,已经成为当今世界所共同关注的问题。

地球上重要的自然资源有六种:淡水、森林、土地、生物种类、矿产和化石燃料。

矿产资源

地球上的矿物已知有3300多种,并构成多样的矿产资源。人类目前使用的95%以上的能源、80%以上的工业原材料和70%以上的农业生产资料都是来自于矿产资源。矿产资源一般分为金属矿产、非金属矿产、能源矿产等,有固体、液体、气体三种形态。矿产资源被誉为现代工业的“粮食”和“血液”,是人类社会发展的命脉。矿产资源不仅是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,更是全球经济的产业基础。矿产资源不仅在经济领域,同样在政治领域也显示着其重要的价值。综观上个世纪大大小小几百次战争,无论是两次世界大战,抑或是海湾战争,除了对领土的争夺外,各种矿产资源的占有权更是常常成为引发战争爆发的导火索。而为了保证国家在非常时期的安全,世界上许多国家很早就着手进行矿产资源的战略储备。

化石燃料资源

化石燃料包括煤炭、石油和天然气。

煤炭

煤是由远古的植物埋在地下而形成的一种固态化石燃料。古时候,人们把煤炭称为石炭、石涅或石墨等。到现代,煤仍是社会生产生活中的主要能源之一。我国现在是世界上产煤最多的国家,年产已超过11亿吨。煤不仅是钢铁生产、火力发电的主要燃料,也是重要的化工原料,它为人类作出了巨大的贡献,今后也仍会大有作为。虽然煤炭的燃烧造成环境污染,但在未来的100年里,煤炭仍然是一种主要的能源。洁净煤燃烧技术成为当前能源领域开发的热点,许多国家都在开发保持空气清洁的煤炭燃烧技术。

石油

石油又叫原油,它是一种浓稠的黑色液体,由几亿年前生活在海洋中和较浅的内海中的小动物、海藻、原生生物形成的。石油的形成需要几亿年的时间,它是一种不可再生的资源。现代社会对石油的依赖严重,一旦石油缺少,对社会的打击就非同一般。因为把地下石油开采出来后,通过加热蒸馏,从原油中可以分离出燃料和其他产品。石油占全世界能源消费的1/3以上,它是大多数汽车、飞机和轮船的燃料。许多家庭也用石油取暖,塑料、油漆、药品和化妆品等都是从原油中提取出来的。

石油资源主要集中在北纬20.~40.和50.~70.两个纬度带內。波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20.~40.內,该带集中了51.3%的世界石油储量;50.~70.纬度带內有著名的北海油田、俄罗斯伏尔加及西伯利亚油田和阿拉斯加湾油区。

天然气

天然气是储存于地下多孔岩石或石油中的可燃气体,它的成因与石油的成因相似,是现代广泛应用的工业和民用燃料,深受城镇居民的青睐。天然气比烧煤要舒适干净得多,由于它比石油轻,所以常位于石油上部。我国西部也有单独成矿的天然气矿藏。天然气具有清洁、价格低廉和供应安全等特点,它的缺点是极易燃烧,气体泄漏会引起爆炸,并发生火灾。我国利用天然气的历史也相当久远,至少有1000多年的历史。四川一带开凿盐井开采食盐时,盐工们发现,从有的井中冒出的气体,可以点火。这种气体正是天然气。

我国西部地区的塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地蕴藏着26万亿立方米的天然气资源,约占全国陆上天然气资源的87%。

今天的中国,正处在工业化、城镇化高速发展的进程中,经济社会发展对资源的需求刚性上升。尽管从总量上看,我国是资源大国,但是我国多项重要资源面临短缺并且人均资源量远低于世界水平,导致未来的资源供需形势严峻。在人均资源量少,资源并不优越的基本国情下,要加快现代化建设步伐,必须转变发展方式,走珍惜资源、节约资源,可持续发展的道路。

知识库——可再生资源

水是地球上一切生命发生和存在的最重要的物质基础。

地球上大约有14亿立方千米的水,其中不适宜人类饮用的海水占97%以上,淡水只占3%;淡水中有77.2%和22.4%分别被储藏在冰川和地下,可以利用的地表水仅占O。35%,主要蕴藏在湖泊、沼泽和河流中,其中河水储藏不及O。01%。

据估计,地球上有1000万个动植物物种,其中被分类和命名的物种资源约160万个。森林资源是地球上最大的陆地生态系统,全球森林面积45.01亿公顷,它不仅为人类提供了木材资源,而且对全球物质、能量循环起着巨大的作用,同时,还是巨大的基因库。

草地作为一种可再生资源,为动物和人类的生存与发展提供了巨大的物质财富,全球草地面积占地球陆地总面积的将近一半。土地、森林、草原均是可以更新和重复利用的资源,被称为可再生资源。

淡水资源

人们通常的饮用水都是淡水。地球上水的总量为14亿立方千米,地球上的水很多,淡水储量仅占全球总水量的2.53%,而且其中的68.7%又属于固体冰川,分布在难以利用的高山和南、北两极地区,还有一部分淡水埋藏于地下很深的地方,很难进行开采。

人类可以直接利用的只有地下水、湖泊淡水和河床水,三者总和约占地球总水量的O。77%。目前,人类对淡水资源的用量愈来愈大,除去不能开采的深层地下水,人类实际能够利用的水只占地球上总水量的O。26%左右。到目前为止,人类淡水消费量已占全世界可用淡水量的54%,但淡水的污染问题却未完全消除。因此,保护水质,合理利用淡水资源,已成为当代人类普遍关心的重大问题。

我们通常所说的水资源,指陆地上的淡水资源。它是由江河及湖泊中的水、高山积雪、冰川以及地下水等组成的。人类目前比较容易利用的淡水资源,主要是河流水、淡水湖泊水以及浅层地下水。这些淡水储量只占全部淡水的O。3%,占全球总水量的十万分之七,即全球真正有效利用的淡水资源每年约有9000立方千米。

世界淡水资源最丰富的大洲——南极洲。南极洲面积有1400万年方公里,95%以上的面积常年被冰雪覆盖,形成一巨大而厚实的冰盖,它的年均厚度达2450米,冰雪总量约2700万立方公里,占全球冰雪总量的90%以上,储存了全世界可用淡水的72%。有人估算,这一淡水量可供全人类用7500年。

我国的淡水资源已经严重缺乏。我国是一个干旱缺水严重的国家,虽然我国的淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,名列世界第四位,但是我国拥有十三亿人口,人均淡水资源低于世界年均水年。

自然资源用之不尽吗?

据统计,地球上每天有20多万个婴儿降生。1999年10月12日,世界第60亿公民在波黑呱呱落地。但与人口的增长相矛盾的是淡水、森林、土地、生物种类、矿产和化石燃料等自然资源的数量却在日益缩小。自然资源是一个相互联系、相互作用、相互依存的整体,各种资源在生物圈中相互作用、相互制约,构成完整的资源生态系统。一种资源的开发,会影响其他相关的资源,一种资源的变迁会诱发其他资源的演变。由于人口膨胀和经济的迅速发展,人类对地球影响规模空前加大,人口、资源、环境与发展的矛盾愈来愈突出,引起了全世界的忧虑和不安。

任何资源都不是取之不尽,用之不竭的,矿产资源是非再生资源,用一点就少一点,土地、水、生物等再生资源也是有限的,不合理利用也会引起水质污染、水土流失、森林急剧减少、草地退化等不良后果,能被人类利用的资源就会越来越少。另外,无论是可再生资源,还是非再生资源,在全球的分布都是不均衡的。

由于人口的不断增加,资源消耗量的不断增大,加上交通、通信事业的飞速发展,宇宙空间相对缩小,人类生产活动和社会活动的范围不断扩大。因此,资源开发利用突破了区域界限和国界,资源配置向国际化和全球性发展。由此而引起了一系列的全球性问题。

广角镜——中国森林资源

森林资源,包括森林、林木、林地以及依托森林、林木、林地生存的野生动物、植物和微生物。森林包括乔木和竹林;林木包括树木和竹子;林地包括乔木林地以及竹林地、灌木林地、疏林地、采伐迹地、火烧迹地、未成林造林地、苗圃地和县级以上人民政府规划的宜林地。

中国国土辽阔,森林资源少,森林覆盖率低,地区差异很大。全国绝大部分森林资源集中分布于东北、西南等边远山区和台湾山地及东南丘陵,而广大的西北地区森林资源贫乏。

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