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我们身处于怎样的 一个地球环境?

查看次数: 1972  编辑:admin  发表时间: 2013-8-16


我们身处于怎样的 一个地球环境?

 

一、大气污染

①大气污染的定义

在干洁的大气中, 痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中,出现了原来没有的微量物质,其数量和持续时间,都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度,以至破坏生态 系统和人类正常生存和发展的条件,对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因,既有自然因素又有人为因素,尤其是人为因素,如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展 ,在大量消耗能源的同时,同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气,严重影响了大气环境的质量,特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气(由混合气体、水气和杂质组成)除去水气和杂质 的空气,其主要成分是氮气,占78.09%;氧气,占 20.94%;氩,占0.93%;其它各种含量不 到0.1%的微量气体 (如氖、氦、二氧化 碳、氪)。

 ②大气污染物的分 类

大气污染物主要可 以分为两类,即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是 人为污染物,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。
颗粒物: 指大气中液体、固 体状物质,又称尘。
硫氧化物: 是硫的氧化物的总 称,包括二氧化硫,三氧化硫,三氧化二硫,一氧化硫等。
碳的氧化物: 主要包括二氧化碳 和一氧化碳。
氮氧化物: 是氮的氧化物的总 称,包括氧化亚氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮等。
碳氢化合物: 是以碳元素和氢元 素形成的化合物,如甲烷、乙烷等烃类气体。
其它有害物质: 如重金属类,含氟 气体,含氯气体等等。

③大气污染的危害

大气污染对气候的 影响很大,大气污染排放的污 染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响,尤其对全球气候的影响,从长远的观点看,这种影响将是很严重的。一是大气中二氧化碳的含量增加,燃料中含有各种复杂的成分,在燃烧后产生各种有害物质,即使不含杂质的燃 料达到完全燃烧,也要产生水和二氧化碳,正因为燃料燃烧使大气中的二氧化碳浓度不断增加,破坏了自然界二氧化碳的平衡,以至可能引发“温室效应”,致使地球气温上升。二是臭氧层被破坏 。

大气被污染后,由 于污染物质的来源、性质和持续时间的不同,被污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别,以及人的年龄、健康状况的不同,对人体造成的危害也不尽相同。大气中的有害物质主要通过下述三个途径侵入人体造成危害:
(1)通过人的直接呼吸 而进入人体; 
(2)附着在食物上或溶 于水中,使之随饮食而侵入人体;
(3)通过接触或刺激皮 肤而进入到人体。其中通过呼吸而侵入人体是主要的途径,危害也最大。     大气污染对人的危 害大致可分为急性中毒,慢性中毒,致癌三种。

④大气层保护

许多环境问题是跨 国界的,甚至是全球性的,如温室效应和臭氧层破坏等大气污染,需要世界各国的共同努力才能逐步解决。人们在70年代早期开始认识 到氟氯烃可能对环境有害,并且开始寻找代替品。到了80年代中期,臭氧层破坏的证据 已经日益清楚,采取共同行动的呼声也日益高涨。到了1987年,许多国家的代 表汇集在加拿大第二大城市蒙特利尔,签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书》。这个协定书是对付世界环境公害的一个开创性的国际协定,目的是控制氟氯烃和其它破坏臭氧层的物质的消费量,保护地球的“外衣”, 也保护人类自己。

经过修正后的蒙特 利尔协定书是一个有约束力的国际协定。按照规定,工业国的氟氯烃和其他受限制物质的排放量必须立即减少,在2000年以前逐步完全停 止使用这类物品。发展中国家在1996年以前可以继续有 限度的增加这些物质的消费,然后就应当逐步减少,到2010年时必须完全停止 使用这些有害物质。除了时间上的优惠以外,这一协定书还包含了两个对发展中国家有利的条款:一个是建立一项临时多边基金,帮助发展中国家采取代替氟氯烃的技术;另一个是技术转让条款,要求签字国把最好的技术按照“ 公平和最有利的条件”转让出去。

中国已加入了修正 后的蒙特利尔协定书,并且制定了履行国际义务的国家行动方案,包括建立保护臭氧层组织管理机构,制定有关行业的管理规范,积极开展替代品和替代技术的研究,为企业的替代技术改造安排配套资金等等。

二、酸雨

有人认为酸雨是一 场无声无息的危机,而且是有史以来冲 击 们最严重的环境威 胁,是一个看不见的敌人。这并非危言耸听。随着工业化和能源消费增多,酸性排放物也日益增多,它们进入空气中,经过一系列作用就形成了酸雨。人们对酸性排放物已经有了控制,但仍然还有酸雨现象。大气尘埃可能是造成 酸雨问题的另一原因。

①酸性排放物

自由大气里由于存 在0.1~10μM范围的凝结核而造 成了水蒸汽的凝结,然后通过碰并和聚结等过程进一步生长从而形成云滴和雨滴。在云内,云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并,同时吸收大气中气体污染物,在云滴内部发生化学反应,这个过程叫做污染物的云内清除或雨除。在 雨滴下降过程中,雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶,雨滴内部也会发生化学反应,这个过程叫污染物的云下清除或冲刷。这些过程也就是降水对大气中气态物质的颗粒物质的清除过程,酸化就是在这些过程中形成的。

②大气尘埃

最近的发现表明, 酸雨是比原来的想象要复杂得多的一种现象。研究得到的结果表明了大气中存在着的碱化合物出乎意料地起着关键性作用。碱通过中和酸性污染物而对酸雨的作用进行抵消。 们发现,人们把全 部注意力都集中到大气中的酸性物质,掩盖了碱排放也已经有所下降这一事实。看来有许多因素正在减少大气中这些碱的含量,从而加剧了酸雨对生态的影响。具有讽喻意味的是,在这些因素中有几个正是各国政府为改善空气质 量而采取的措施。大气中的大多数碱都能在称为大气尘埃的空中粒子中找到。这些尘埃粒子富含碳酸钙和碳酸镁等矿物质,这些矿物质溶于水中就起碱的作用。大气尘埃粒子由多种来源共同形成。燃料的燃烧,以及水泥生产、采 矿和金属冶炼等工业活动,都会产生含碱的粒子。建筑工地、农场和在未经铺砌的道路上车辆行驶也会造成尘埃粒子。

三、臭氧层破坏

臭氧层是地球最好 的保护伞,它吸收了来自太阳的大部分紫外线。然而近二十年的科学研究和大气观测发现:每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄,事实上在极地大气中存在一个臭氧“洞”。这种臭氧损耗现象是一种反常现象,这是否表明这 一紫外线吸收层正处于全球性灾难呢?通过不断的科学研究,人们发现人类社会活动释放的物质严重的破坏了臭氧层,当然这种现象还受到这一地区独特的气象状态(极涡、寒冷的平流层温度、极地平流层云)的影响。

①发现过程

英国南极测量局的 大气科学家在南极进行了一项研究计划, 这一研究计划分别 在地面和空中进行。球载仪器一般是检测该仪器所行进的大气的构成及其化学性质。陆基探测仪和星载探测仪则执行遥测任务。这些研究活动采取了国际合作方式。例如,1987年代表19个组织和四个国家 的大约150名科学家和辅助人 员聚会于智利的蓬塔阿雷纳斯,进行了一项规模空 前的研究,即机载南极臭氧实验。这项实验表明1987年臭氧洞大小达到 历史最大。这一发现震惊了科学界。

②形成机理

南极“臭氧洞”的 成因目前尚无定论,其中最为令人信服的当是污染物质学说。此外还有:美国宇航局汉普顿芝利中心CALLIS等人提出南极臭氧 层的破坏与强烈的太阳活动有关;麻省理工学院的TUNG等人认为是南极存 在独特的大气环境造成冬末春初臭氧耗竭,根据大气动力学说,指出大量氯氟烃化合物的使用,以及南极初春没有足够阳光产生大量氧原子,并因此提出了不需要氧原子的循环机理。通过分析 们似乎可以得出以 下的主要观点:

(1)南极"臭氧洞"是在南极春季特殊 的温度和环流状况下由极地平流层云参与和非均相化学反应而引发产生的特殊现象。
(2)极地旋涡等其它 因素对气体成分输送的影响不是南极"臭氧洞"形成的决定因素, 而只能影响臭氧洞的强度。
(3)太阳周期变化通 过光化学反应对南极"臭氧洞"强弱的影响可以忽 略。

四、水污染

人类的活动会使大 量的工业、农业和生活废弃物排入水中,使水受到污染。“水污染”的定义:水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水 质恶化的现象称为水污染。水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。

①海水污染

污水、废渣、废油 和化学物质源源不断地流入大海。在许多海域,倾倒混有石油的污水是非法的,但这种事仍时有发生,而真正的石油灾难是在巨型油轮泄漏或沉没时发生的。如今 们设法用化学品使 水中石油沉淀以达到清除石油的目的。向海洋倾倒化学和放射性废物的作法已持续多年。容器总有一天会腐蚀掉,有害物质便将进入海水中。人们对深层水与表层水的循环情况还了解不多,其过程或许比 们以前所想的要快 。因此有害物质就会扩散到生物活动的水层中去。

②地表水污染

五百多年以前,人 们就认为饮用流经大城市的河水是危险的,而工业化,人口增长以及新的有毒化学品,使情况愈来愈糟。排水系统的铺设和清洁剂的使用有增无减,使 们的水道和湖泊中 磷酸盐含量日益增多。这种过度营养导致藻类迅猛繁殖。消耗水中的氧,使鱼类死亡,生态系统恶化。由于工业上不妥善处理汞化合物和其它重金属,也造成严重的水污染。汞通过食物链的进程逐渐集中,最后对吃鱼的鸟或人类 造成严重的神经损坏。

③下水污染

与地表水一样,地 下水也受到了污染的威胁,主要来自于地表或土壤水的下渗,农用氮肥以及垃圾中的油、酚污染着地下水,氮肥中的硝酸盐一旦进入地下,便转变为亚硝酸盐,它在人体中能够转变成致癌物质。地面植被的破坏和湿地的排水减少 了地表水的渗透,从而降低了潜水面。由于城市和工业的过度需要,淡水不断被抽出作为生活和工业用水,然后作为地表污水重新排放,因而还会导致潜水面的进一步下降。另一方面,大量频繁的灌溉可以增强渗透作用,使潜水 面一直升到地表。而在干旱地区,被水渗透的土地由于异常的蒸发作用,引起地下水中盐类的沉淀,迟早会变成不能耕作的盐碱地。

④资源保护

地球上的水似乎取 之不尽,其实就目前人类的使用情况来看,只有淡水才是主要的水资源,而且只有淡水中的一小部分能被人们使用。淡水是一种可以再生的资源,其再生性取决于地球的水循环。随着工业的发展,人口的增加,大量水体被污染; 为抽取河水,许多国家在河流上游建造水坝,改变了水流情况,使水的循环、自净受到了严重的影响。

五、固体废物

凡人类一切活动过 程产生的,且对所有者已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质,通称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣;生活活动中产生的 固体废物则称为垃圾。"固体废物"实际只是针对原所 有者而言。在任何生产或生活过程中,所有者对原料、商品或消费品,往往仅利用了其中某些有效成分,而对于原所有者不再具有使用价值的大多数固体废物中仍含有其它生产行业中需要的成分,经过一定的技术环节,可以转变 为有关部门行业中的生产原料,甚至可以直接使用。可见,固体废物的概念随时、空的变迁而具有相对性。

①固体废物的产生 途径

维持人类社会一切 活动的物料,处于动态平衡过程,并遵循质量守恒规律,可用社会物料流程来描述这一规律。人类的一切活动,相对于外界环境而言,只不过开发与利用了物料,而最终以废物的形式等量回归于环境。这种对物料的"利用与归还 "经常处于交叉的状 态。在生产与产品的消费过程中,均产生各种形态的废物,这些废物一部分在生产与消费中得到回收和再利用。而另一部分,恰好与在环境中开发的原料等量的部分,以废物形式返回与环境中,形成一个封闭循环系统。在现代社 会中,人类活动的每一环节均产生各种状态的废物,从环境中原料的开发乃至产品的利用,无一例外。因此寻求减少废物产量的唯一途径,是降低原料的开发量、减少产品原料消耗。

②固体废物的分类

固体废物的分类是 依据其产生的途径与性质而定。在经济发达国家将固体废物分为工业、矿业、农业固体废物与城市垃圾四大类。 国制定的《固体废 物管理法》中,将固体废物分为工业固体废物(废渣)与城市垃圾两类。其中含有毒有害物的成分,单独分列出一个有毒有害固体废物小类。

③废物的危害

垃圾正成为困扰人 类社会的一大问题,全世界每年要产生超过计划10亿吨的垃圾,大量 的生活和工业垃圾由于缺少处理系统而露天堆放,垃圾围城现象日益严重,成堆的垃圾臭气熏天,病菌滋生,有毒物质污染地表和地下水,严重危害人类的健康,这种现象若得不到遏制,人类将被自己生产的垃圾埋葬掉。

六、地面沉降

地面沉降是指在一 定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。地面沉降现象很早就为史书所记载。作为自然灾害,地面沉降的发生有着一定的地质原因。但是,随着人类社会经济的发展、人口的膨胀,地面沉降现象越来越频繁,沉降面积也 越来越大。在人口密集的城市,地面沉降现象尤为严重。现在 们研究地面沉降的 原因时,不难发现,人为因素已大大超过了自然因素。现在的地面沉降现象与其说是自然灾害,倒不如称之为人为祸患。

①地面沉降的地质 原因

从地质因素看,自 然界发生的地面沉降大致有下列三种原因:地表松散地层或半松散地层等在重力作用下,在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时,地面会因地层厚度的变小而发生沉降。    因地质构造作用导 致地面凹陷而发生沉降。 地震导致地面沉降 。

②地面沉降的人为 原因

地面沉降现象与人 类活动密切相关。尤其是近几十年来,人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。由于各大中城市都处于巨大的人口压力之下,地下水的过度抽采更为严重,导致大部分城市出现地 面沉降,在沿海地区还造成了海水入侵。

七、生物多样性变 化

物种多样的,人们 可以从不同的角度将其划分为若干类型。生物多样性的涵义十分宽泛,即包括生物物种的多样性,还包括生态适应性、形态、生理生态多样性等广泛的内容。不同地理、气候环境具有不同的生物群落。随着工业文明的发展,人类 社会逐步扩张,改变了广大地区的生物环境,严重影响了生物多样性,物种正以前所未有的速度从地球上减少。据估计,全世界每年有数千种动植物灭绝。

①伐森林

对世界植物和动物 的最大威胁是生态环境的破坏。大部分生物很难离开它已适应了的环境。世界上物种最丰富的地方之一是热带雨林区,但是现在它正在遭受到越来越快的破坏。实际上,世界上所有的天然森林都受到严重威胁。程度最轻的是雨林 被单一的经济林所代替,情况最严重的地方已因侵蚀而被破坏成了贫瘠的灌丛地。据世界自然保护基金会估计,全球的森林正以每年2%的速度消失,按照 这个速度,50年后人们将看不到 天然森林了。

②开垦草原

北美的许多草原已 经或多或少地消失了。在非洲,由于要解决日益增加的人口的粮食问题,人们正在大量焚毁有丰富动物资源的热带草原。在干旱地区采用传统农业方法既不可靠又危险。为开垦中亚内陆干草原所做的努力,已经遭到了许多不幸的 挫折。

③排干湿地

沼泽湿地不仅是生 物的生活环境,而且在水文循环中起着重要的作用。它可调节河流的流速,改善地下水的补给。但是为了发展工业和建筑住房,许多湿地不是被排干就是蓄满了水。试图把湿地转变为耕地,结果常常是土贫产低。

④市化发展

城镇发展于良好的 农业区,而都市化常常意味着为建设住宅、街道和停车场而牺牲耕地。这样耕地就变成了不能出产生物的废地。从自然或经济的角度来看,这样的土地很难再恢复成农田。

⑤动物灭绝

许多动物种类已濒 临灭绝,仅是面临危险的脊椎动物数量也是十分惊人的。威胁的性质是各种各样的:欧洲的猛禽正遭到采集鸟蛋者的威胁,而老虎则面临着其出没的密林被砍伐掉的危险。许多濒临动物已难以挽救了,而另外一些若能受到保护尚 可幸存。

八、赤潮

赤潮是水体中某些 微小的浮游植物、原生动物或细菌,在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集,引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。赤潮虽然自古就有,但随着工农业生产 的迅速发展,水体污染日益加重,赤潮也日趋严重。

①赤潮的成因

赤潮究竟是一种原 本就存在的自然现象,还是人为污染造成的,至今尚无定论。但根据大量调查研究发现,赤潮发生必须具备以下条件:海域水体高营养化; 这些特殊物质参与 作为诱发因素,已知的有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核 糖核酸;条件,如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。发生赤潮的生物类型主要为藻类,目前已发现有63种浮游生物,硅藻 有24种,甲藻32种、蓝藻3种、金藻1种、隐藻2种、原生动物 1种。

②潮的危害

赤潮不仅给海洋环 境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。主要包括两个方面:引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;一些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如 果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。

九、水土流失

土地资源是三大地 质资源(矿产资源、水资源、土地资源)之一,是人类生产活动最基本的资源和劳动对象。人类对土地的利用程度反映了人类文明的发展,但同时也造成对土地资源的直接破坏,这主要表现为不合理垦植引起的水土流失、土地沙 漠化、土地次生盐碱化及土壤污染等,而其中水 土流失尤为严重, 乃当今世界面临的又一个严重危机。

①土流失概述

水土流失是指在水 流作用下,土壤被侵蚀、搬运和沉淀的整个过程。在自然状态下,纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程非常缓慢,常与土壤形成过程处于相对平衡状态。因此坡地还能保持完整。这种侵蚀称为自然侵蚀,也称为地质侵蚀。在人类 活动影响下,特别是人类严重地破坏了坡地植被后,由自然因素引起的地表土壤破坏和土地物质的移动,流失过程加速,即发生水土流失。水土流失是 国土地资源遭到破 坏的最常见的地质灾害,其中以黄土高原地区最为严重。 国目前水土流失总 的情况是:点上有治理,面上有扩大,治理赶不上破坏。全国水土流失面积解放初期为17.4亿亩,到1980年约治理6亿亩。由于治理赶 不上破坏,水土流失面积却扩大到22.5亿亩,约占国土总 面积的1/6,涉及近千个县。 全国山地丘陵区有坡耕地约4亿亩,其中修梯田 约1亿亩,而另外 3亿亩坡地正遭受水 土流失的危害。

②土流失危害

土壤肥力下降,水 土流失可使大量肥沃的表层土壤丧失。水库淤积,河床抬高,通航能力降低,洪水泛滥成灾。威胁工矿交通设施安全。在高山深谷,水土流失常引起泥石流灾害,危及工矿交通设施安全。恶化生态环境。20世纪30~60年代,人们对于水 土流失灾害的认识还停留在对土地造成直接经济损失方面,但在60年代以后,开始联 系到人类整个环境所受的影响,包括沉淀物的污染,生态环境的恶化等。

③水土流失的原因

易于发生水土流失 的地质地貌条件和气候条件是造成发生水土流失的主要原因。人口多,粮食、民用燃料需求等压力大,在生产力水平不高的情况下,对土地实行掠夺性开垦,片面强调粮食产量,忽视因地制宜的农林牧综合发展,把只适合林,牧 业利用的土地也辟为农田。大量开垦陡坡,以至陡坡越开越贫,越贫越垦,生态系统恶性循环;滥砍滥伐森林,甚至乱挖树根、草坪,树木锐减,使地表裸露,这些都加重了水土流失。另外,某些基本建设不符合水土保持要求, 例如,不合理修筑公路、建厂、挖煤、采石等,破坏了植被,使边坡稳定性降低,引起滑坡、塌方、泥石流等更严重的地质灾害。

④水土流失的防治

水土流失是地表径 流在坡地上运动造成的。各项防治措施的基本原理是:减少坡面径流量,减缓径流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面。在采取防治措施时,应从地表径流形成地段开始,沿径流运动路线,因地制 宜,步步设防治理,实行预防和治理相结合,以预防为主;治坡与治沟相结合,以治坡为主;工程措施与生物措施相结合,以生物措施为主。只有采取各种措施综合治理和集中治理, 持续治理,才能奏 效。

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