随着世界人口的增加，干旱、半干旱地区人类活动的加强，沙漠化速度有增无减。印度西北部的拉贾斯坦是世界上人口最稠密的干旱地区，有一片大沙漠名叫塔尔沙漠。20世纪50年代以来，这里牧场在缩小，牲畜在增加，耕地在扩大，可结果却与他们当初的期望相反，带来的尽是灾难：草场退化，农田弃耕，风沙进逼。塔尔沙漠每年向前挺进0.8公里，有13000公顷的农田和牧场沙漠化。科学家警告说，照这样发展下去，用不了几十年，拉贾斯坦地区就会变得像月球上那样荒凉死寂。
既然沙漠化是由人类不适当的行为造成的，那么，它也应该可以通过人类的明智行动来解决。途径很多，包括改善土地的利用方法，形成良好的农业生态系统；停止过度放牧和毁林开荒，保护绿色植被；大力营造防护林，封沙育草，固沙造林，引水拉沙……再进一步，人们不仅要抗击沙漠的进攻，遏制沙漠化的发展，还要兴建超巨型工程，大规模调水去改造沙漠，使沙漠变成绿洲！
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沙漠化带来的良田变荒漠是当前全球最严重的环境危机之一，全世界每年有500～700万公顷具有生产能力的土地变成沙漠。从20世纪50年代到70年代末，我国沙漠化土地平均每年增加1500平方公里，到目前，总量已经超过100万平方公里，占国土面积的11.4％。
水污染的历史教训
地球上所有活着的生物，大部分都由水组成。水也是组成人体的基本成分，如果你的体重是60公斤，那么其中水的重量就差不多占了40公斤。人的生活离不开水，水能调节节人的体温，输送营养物质，排泄无用废物，从而维持着人体的各项生理机能。人类在尽情享受水的一切恩惠的同时，却没有认真想想应该怎样好好保护它，因水污染而引发的一系列灾害事件，给世界各国人民留下了惨痛的教训。
对于天然水的污染，自从人类出现并在水源旁定居时就开始了。西欧一些临河的城市，过去没有下水道，家庭污水直接排到街上，沿脏水道流到河里，使河水受到不同程度的污染。当然，这种污染范围小，影响不大，没有引起人们的足够重视。但随着工农业的迅速发展，有毒工业废物以及农业上用来消除杂革和害虫的农药等物质排入河中，造成了严重的水质污染。有人曾在北极熊和南极企鹅的细胞组织中发现有杀虫粉的痕迹，这些动物是由于食用了被杀虫粉污染的鱼以后被污染的。1954年，加拿大为了消灭一种危害常绿树木的云杉蚜虫之害，在东部林区喷洒了大量的DDT农药，结果两天之内河里就出现了死鱼，道路两旁和林中的鸟也逐渐死去，河流中多数动物都沉寂了。1962年，巴黎和鲁昂之间的塞纳河，曾被洗衣粉的泡沫所充塞，致使低功率的船舶难以通行。1969年，美国俄亥俄州的凯霍加河起火，火焰达五层楼之高，烧掉了河上的两座铁桥。这场大火，是由于河上积存了厚厚的油污和脏物引起的。同年，美国在修建布克曼大桥时，有32个桥墩发生了爆炸。这是由于河水污染、细菌大量繁殖，并与桥墩中的纸板内模起作用生成大量的甲烷气体而引起的。
因为水中含有有毒元素，而造成水生生物和水产资源的破坏，使许多河流、湖泊和近海变成了死亡的水域，直接危害着人类的安全和健康。震惊世界的“猫发疯事件”和“骨痛苦”事件就是这样发生的。
1950年，在日本九州的一个小镇——水俣镇，人们看到一些发了疯的猫，它们步态不稳，惊恐不定，抽筋麻痹，惊叫着跳进海里溺死。过不多久，猫的这种“怪病”似乎也传染给人了。患这种病的人先是口齿不清，面部痴呆，走路踉跄；接着耳聋眼瞎，全身麻木，忽儿酣睡，忽儿异常兴奋；最后精神失常，身弯如弓，在高声叫喊中死去。人们从来没有见过这种病，于是就以当地地名命名，把它叫做“水俣病”。猫为什么会发狂跳海？人为什么会精神失常？研究人员经过多年调查研究，终于揭开了这个谜，原来水俣病是由汞中毒造成的。汞是一种有毒的银白色金属，也叫水银。化验结果证明，水俣病患者的头发和尿中所含的汞比正常人高，脑、肾、肝中也含有不少汞。汞聚积在脑子里，毒害脑神经，结果就使猫发疯跳海，人精神失常，死得十分悲惨。
水俣镇附近有一家生产聚氯乙烯和醋酸乙烯的新日本肥料公司，生产过程采用成本低的汞催化工艺，把大量含有汞的废水和废渣排放到水俣湾中，汞在鱼、贝体内积累，浓度大大增加，人和猫吃了含汞的鱼、贝，就得了可怕的水俣病。据1972年日本统计，仅水俣镇一处就有180多名水俣病患者，死亡50多人。
日本近海与河流的严重污染，除了给居住在那里的人们带来“水俣病”以外，还带来了一种“骨痛病”。
神通川是日本富川平原的一条主河，河流两岸土地肥沃，富饶美丽，是日本的“粮仓”。自从1913年日本三井财团在此建立了神冈矿业所后，炼铅和炼锌厂排放的大量污水便进入了神通川，于是河里的鱼类大量死亡，沿岸的稻田死秧、减产。1955年以后，河西岸的群马县出现了一种怪病：病人开始时的症状是腰酸、腿疼、手脚关节疼痛；几年以后，全身感到疼痛，病人不能行动，以至呼吸都会带来难以忍受的痛苦；最后骨骼软化萎缩，发生自然骨折，在衰弱痛苦中死去。有的病人因难以忍受痛苦而自杀。经尸体解剖，有的骨折竟达73处之多，身长缩短了30厘米，病态十分凄惨。后来经查实，神通川两岸的骨痛病是炼锌厂排出的废水造成的，这种含镉毒的废水将两岸的土壤污染，大量稻谷受害，未枯死的稻米中吸进了大量的镉。检验结果，这种“镉米”中含镉量超过了规定限度的15倍以上。当地居民吃的是含镉毒的米，喝的是含镉毒的水，久而久之，便引起了骨痛病。直到1968年，日本才确认这种“骨痛病”是由镉中毒引起的公害病。
水资源遭到严重污染的问题，的确已经成为一个深刻的社会危机。国际社会也在这个危机的过程中对水污染治理的问题给予了高度的重视，并且经过多年不懈的努力，取得了足以令人欣慰的成就。如法国的迪尔河、欧洲的莱茵河，通过加强对工业废水的治理，污染基本得到控制，鱼类也恢复了生长。英国的泰晤士河早在19世纪中，就因水体污染严重使鱼类绝迹，但经过长时期的治理，水质已有明显好转，绝迹了100多年的鱼群又于19世纪60年代末重新游回到河里，80年代初人们又捕到了对水质污染极为敏感的大马哈鱼。
过去，由于人类自身的原因，对水资源造成了威胁，但是，只要人类注重研究和保护水资源，合理利用和开发，大自然的宝贵财富——水资源，还将永远属于人类，为人类造福。
学科展望
随着社会经济的发展，人们排出的污水越来越多。科学家们针对这个问题正在研究各种净化水源的方法，以期把污水变成有用资源，这既能消除污染，改善生态环境，又可缓解供水短缺。可贵的是：这个“第二水源”不仅不会枯竭，相反还会稳定增长。
亟待保护的臭氧层
万物生长靠太阳，生物的生存条件与生命运动所需的全部能量都来自太阳光。太阳光中有大量的紫外线，如果这些紫外线全部射到地球的表面，那么地球上就不可能有任何生命存在，因为紫外线是生物的致命杀手。地球上的人类和生物亿万年来能够正常地在太阳光的照射下生长发育，世代繁衍，其实是仰仗了一种特殊物质的保护。这种物质分布在地面上空15公里到50公里的大气平流层中，并形成一个环绕地球的天然屏障。尽管这种屏障只是薄薄的一层，但却能有效地“阻挡”住太阳光线中对人体和生物造成伤害的那部分紫外线的照射。如果这种物质消失了，我们赖以生存的地球就会成为一个不设防的城市，能杀伤生物的紫外线便无遮无拦地长驱直入，结果只能使地球上的生灵灭绝。据科学分析，这种构成地球屏障的物质每减少10%，得皮肤癌的人就会增加5%；每减少5%，患白内障而失明的人就会增加50%。上述这种重要的物质就是臭氧，由臭氧形成的地球屏障就是臭氧层。
臭氧是德国化学家舍恩拜因在1854年发现的，但直到1898年，德国化学家拉登堡才确定了它的化学式，认定它是氧气的一种同素异形体。它的分子是由3个氧原子组成的，比普通氧气分子多1个氧原子。
臭氧在大气中的含量仅占一亿分之一，而且随着高度的变化而变化。在近地面层臭氧含量很少，从10公里高度开始逐渐增加，在12～15公里以上含量增加特别显著，在20～25公里高度处达最大值，再往上，臭氧的含量逐渐减少，到55～60公里高度上就极少了。在水平方向上，臭氧的分布也有所不同。赤道和低纬度的臭氧含量最少，随着纬度的增高，臭氧含量也增加。臭氧也有季节变化和日变化，在北半球高纬度地区，春季臭氧含量最大，秋季最小。
虽然臭氧的含量很少，但它对保护地球生命和对气候的影响却是非常重要的。不幸的是，近几十年人们发现大气中的臭氧层的浓度正在降低，有些地方变得稀薄，以致出现了臭氧洞。于是，南极洲的企鹅暴露在紫外光下，冰层下的海藻受到了伤害；毗邻南极洲地区的牧羊犬、绵羊和兔子的视力开始下降。令欧洲人震惊的是，欧洲上空的臭氧层中也出现了臭氧洞。
臭氧层是如何被破坏的呢？科学家们认为，是某些化肥和作为制冷剂的氯氟碳化合物，俗称“氟利昂”所致，家用电冰箱、空调机、喷雾摩丝和喷雾杀虫剂中，都含氟利昂气体。科学家发现，由于人类在生产、生活中广泛使用氯氟碳化合物，使高层大气中漂浮着这类化合物分子，在太阳紫外线的高能辐射作用下，氯氟碳化合物被分解，放出氯原子，氯原子能迅速“吞噬”臭氧分子，一个氯原子可以和10万个臭氧分子发生连锁反应；而氯原子在和臭氧分子作用后，又能迅速恢复原状，重新“攻击”另外的臭氧分子……就这样，臭氧分子被大量而迅速地吞噬掉了。据统计，目前全世界氟利昂的年使用量超过100万吨，迄今为止向大气中排放的氟利昂总量达2000万吨。
臭氧层一经被破坏，往往需要几十年时间才能恢复到原来的密度。为防止臭氧层继续遭到更严重的破坏，1987年，联合国环境规划署协调召开了“保护臭氧层公约关于含氯氟烃议定书全权代表大会”，旨在采取实质性的控制措施保护臭氧层。当年9月16日，24个国家在加拿大蒙特利尔市签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。20世纪90年代中期，为了纪念《蒙特利尔议定书》的签署，联合国将9月16日命名为“国际臭氧层保护日”，每年在这一天举行各种保护臭氧层的纪念活动。
学科展望
目前人们除了想办法用其他制品代替氟利昂外，还打算对已经出现的臭氧空洞用高科技办法修补。利用太阳能产生大量臭氧，然后将臭氧输送到空洞中将洞补好。科技人员的试验表明：在25公里以上的高空，使用一定强度的激光照射，可以导致太阳能产生更多的臭氧。
“空中死神”——酸雨
平常的雨水都呈微酸性，PH值在56以上，这是因为大气中的二氧化碳溶解于洁净的雨水后，一部分形成呈微酸性的碳酸的缘故。然而燃烧煤和石油的过程会向大气大量释放二氧化硫和氮化物，当这些物质达到一定的浓度以后，会与大气中的水蒸气结合，形成硫酸和硝酸，使雨水的酸性变大，PH值变小，我们把PH值小于56的雨水，称之为酸雨。
世界上最早为“酸雨”命名的人是英国科学家史密斯。1852年，史密斯分析了英国工业城市曼彻斯特附近的雨水，发现那儿雨水中由于大气严重污染而含有硫酸、酸性硫酸盐、硫酸铵、碳酸铵等成分。他成了世界上第一个发现酸雨、研究酸雨的科学家，并由此开创了一门崭新的学科——化学气候学。史密斯对酸雨整整调查研究了20年，于1872年写了《空气和降雨：化学气候学的开端》一书。就是在这本书中，他第一次采用了“酸雨”这一术语。不过，由于当时世界上降酸雨的地方很少，所以并没有引起人们的重视。直到史密斯发现酸雨的40年以后，一个名叫索伦森的科学家才进一步确证了酸雨的存在，并且提出了测量酸雨的方法。20世纪以来，酸雨给人类带来的危害愈演愈烈，这才逐渐成为世人关注的一大问题。
20世纪50年代，美国水生生态学家曾揭示降雨的酸度与湖泊、土壤酸度的关系，并说明降水酸度是由于燃煤和金属冶炼排放的二氧化硫生成的。最早察觉自然界有变化的是北欧农民，20世纪50年代前后，他们发现河湖里有了从未见过的鱼，以为是“上帝的恩惠”赐予的，可没高兴多久，河流、湖泊中的鱼类开始减少或者没有了，一些建筑物外皮和一些青铜塑像开始剥落。人们开始追查原因，结果发现当地降雨的酸度竟然和西红柿汁相接近，是因为雨水中溶有大气中的二氧化碳、二氧化硫，变成含有碳酸、硅酸的缘故。
可是位于北欧的几国都是地势中山高水急，工厂不多，又是水力发电为主，雨中的污染物从何而来？对生物、人类、自然界还有什么影响呢？解开这种污染之谜的是瑞典的土壤学家奥丹博士。他还指出了酸雨将严重危及水质、土壤、森林和各种建筑物，对人类来说将是一场化学战。他的预言不断地被证实了，联合国环境规划署对欧洲13个国家森林状况做了调查，可以看到被调查国的森林都不同程度地受到酸雨的危害，重的受害面积达一半以上，轻的也有1/4，奥丹还指出了污染物质是经过在自然界的蒸发、沉降等过程，从遥远的欧洲中部迁移到北欧和更远的地方的。由于奥丹的杰出贡献，他被誉为“酸雨解谜之父”。
哪里有酸雨，哪里就会有灾难发生。酸雨落进湖里，时间一久，湖水就会变酸，而且越来越酸。开始是某些浮游生物、软体动物消失不见，无脊椎动物大大减少，不少鱼类的卵不能孵化；然后是绝大多数的鱼类也都消失，微生物的活动受到影响，水质严重恶化；最后生机盎然的湖泊变成死水一潭。那些酸度很高的湖泊，看上去水体很洁净，简直像水晶一般透明，但实际上已经是个“死湖”，是个没有生命的“水中坟墓”。
酸雨会降低土壤肥效，破坏土壤结构，妨碍土壤中水分和空气的调节，甚至损害植物组织，影响光合作用，使大多数农作物减产。森林更深受酸雨之苦。酸雨也降落到“林海”里，树叶直接受害，林地养分丧失，有害有毒元素趁机作恶，林木生长变慢，直到干枯死去。
