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我們身處于怎樣的一個地球環境?

查看次數:2058  編輯:admin  發表時間:2013-8-16


我們身處于怎樣的一個地球環境?

 

一、大氣污染

①大氣污染的定義

在幹潔的大氣中,痕量氣體的組成是微不足道的。但是在一定範圍的大氣中,出現了原來沒有的微量物質,其數量和持續時間,都有可能對人、動物、植物及物品、材料産生不利影響和危害。當大氣中污染物質的濃度達到有害程度,以至破壞生态系統和人類正常生存和發展的條件,對人或物造成危害的現象叫做大氣污染。造成大氣污染的原因,既有自然因素又有人為因素,尤其是人為因素,如工業廢氣、燃燒、汽車尾氣和核爆炸等。随着人類經濟活動和生産的迅速發展,在大量消耗能源的同時,同時也将大量的廢氣、煙塵物質排入大氣,嚴重影響了大氣環境的質量,特别是在人口稠密的城市和工業區域。所謂幹潔空氣是指在自然狀态下的大氣(由混合氣體、水氣和雜質組成)除去水氣和雜質的空氣,其主要成分是氮氣,占78.09%;氧氣,占20.94%;氩,占0.93%;其它各種含量不到0.1%的微量氣體(如氖、氦、二氧化碳、氪)。

 ②大氣污染物的分類

大氣污染物主要可以分為兩類,即天然污染物和人為污染物,引起公害的往往是人為污染物,它們主要來源于燃料燃燒和大規模的工礦企業。
顆粒物: 指大氣中液體、固體狀物質,又稱塵。
硫氧化物: 是硫的氧化物的總稱,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: 是氮的氧化物的總稱,包括氧化亞氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮等。
碳氫化合物: 是以碳元素和氫元素形成的化合物,如甲烷、乙烷等烴類氣體。
其它有害物質: 如重金屬類,含氟氣體,含氯氣體等等。

③大氣污染的危害

大氣污染對氣候的影響很大,大氣污染排放的污染物對局部地區和全球氣候都會産生一定影響,尤其對全球氣候的影響,從長遠的觀點看,這種影響将是很嚴重的。一是大氣中二氧化碳的含量增加,燃料中含有各種複雜的成分,在燃燒後産生各種有害物質,即使不含雜質的燃料達到完全燃燒,也要産生水和二氧化碳,正因為燃料燃燒使大氣中的二氧化碳濃度不斷增加,破壞了自然界二氧化碳的平衡,以至可能引發“溫室效應”,緻使地球氣溫上升。二是臭氧層被破壞 。

大氣被污染後,由于污染物質的來源、性質和持續時間的不同,被污染地區的氣象條件、地理環境等因素的差别,以及人的年齡、健康狀況的不同,對人體造成的危害也不盡相同。大氣中的有害物質主要通過下述三個途徑侵入人體造成危害:
(1)通過人的直接呼吸而進入人體; 
(2)附着在食物上或溶于水中,使之随飲食而侵入人體;
(3)通過接觸或刺激皮膚而進入到人體。其中通過呼吸而侵入人體是主要的途徑,危害也最大。     大氣污染對人的危害大緻可分為急性中毒,慢性中毒,緻癌三種。

④大氣層保護

許多環境問題是跨國界的,甚至是全球性的,如溫室效應和臭氧層破壞等大氣污染,需要世界各國的共同努力才能逐步解決。人們在70年代早期開始認識到氟氯烴可能對環境有害,并且開始尋找代替品。到了80年代中期,臭氧層破壞的證據已經日益清楚,采取共同行動的呼聲也日益高漲。到了1987年,許多國家的代表彙集在加拿大第二大城市蒙特利爾,簽署了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾協定書》。這個協定書是對付世界環境公害的一個開創性的國際協定,目的是控制氟氯烴和其它破壞臭氧層的物質的消費量,保護地球的“外衣”,也保護人類自己。

經過修正後的蒙特利爾協定書是一個有約束力的國際協定。按照規定,工業國的氟氯烴和其他受限制物質的排放量必須立即減少,在2000年以前逐步完全停止使用這類物品。發展中國家在1996年以前可以繼續有限度的增加這些物質的消費,然後就應當逐步減少,到2010年時必須完全停止使用這些有害物質。除了時間上的優惠以外,這一協定書還包含了兩個對發展中國家有利的條款:一個是建立一項臨時多邊基金,幫助發展中國家采取代替氟氯烴的技術;另一個是技術轉讓條款,要求簽字國把最好的技術按照“公平和最有利的條件”轉讓出去。

中國已加入了修正後的蒙特利爾協定書,并且制定了履行國際義務的國家行動方案,包括建立保護臭氧層組織管理機構,制定有關行業的管理規範,積極開展替代品和替代技術的研究,為企業的替代技術改造安排配套資金等等。

二、酸雨

有人認為酸雨是一場無聲無息的危機,而且是有史以來沖擊 們最嚴重的環境威脅,是一個看不見的敵人。這并非危言聳聽。随着工業化和能源消費增多,酸性排放物也日益增多,它們進入空氣中,經過一系列作用就形成了酸雨。人們對酸性排放物已經有了控制,但仍然還有酸雨現象。大氣塵埃可能是造成酸雨問題的另一原因。

①酸性排放物

自由大氣裡由于存在0.1~10μM範圍的凝結核而造成了水蒸汽的凝結,然後通過碰并和聚結等過程進一步生長從而形成雲滴和雨滴。在雲内,雲滴相互碰并或與氣溶膠粒子碰并,同時吸收大氣中氣體污染物,在雲滴内部發生化學反應,這個過程叫做污染物的雲内清除或雨除。在雨滴下降過程中,雨滴沖刷着所經過空氣中的氣體和氣溶膠,雨滴内部也會發生化學反應,這個過程叫污染物的雲下清除或沖刷。這些過程也就是降水對大氣中氣态物質的顆粒物質的清除過程,酸化就是在這些過程中形成的。

②大氣塵埃

最近的發現表明,酸雨是比原來的想象要複雜得多的一種現象。研究得到的結果表明了大氣中存在着的堿化合物出乎意料地起着關鍵性作用。堿通過中和酸性污染物而對酸雨的作用進行抵消。 們發現,人們把全部注意力都集中到大氣中的酸性物質,掩蓋了堿排放也已經有所下降這一事實。看來有許多因素正在減少大氣中這些堿的含量,從而加劇了酸雨對生态的影響。具有諷喻意味的是,在這些因素中有幾個正是各國政府為改善空氣質量而采取的措施。大氣中的大多數堿都能在稱為大氣塵埃的空中粒子中找到。這些塵埃粒子富含碳酸鈣和碳酸鎂等礦物質,這些礦物質溶于水中就起堿的作用。大氣塵埃粒子由多種來源共同形成。燃料的燃燒,以及水泥生産、采礦和金屬冶煉等工業活動,都會産生含堿的粒子。建築工地、農場和在未經鋪砌的道路上車輛行駛也會造成塵埃粒子。

三、臭氧層破壞

臭氧層是地球最好的保護傘,它吸收了來自太陽的大部分紫外線。然而近二十年的科學研究和大氣觀測發現:每年春季南極大氣中的臭氧層一直在變薄,事實上在極地大氣中存在一個臭氧“洞”。這種臭氧損耗現象是一種反常現象,這是否表明這一紫外線吸收層正處于全球性災難呢?通過不斷的科學研究,人們發現人類社會活動釋放的物質嚴重的破壞了臭氧層,當然這種現象還受到這一地區獨特的氣象狀态(極渦、寒冷的平流層溫度、極地平流層雲)的影響。

①發現過程

英國南極測量局的大氣科學家在南極進行了一項研究計劃, 這一研究計劃分别在地面和空中進行。球載儀器一般是檢測該儀器所行進的大氣的構成及其化學性質。陸基探測儀和星載探測儀則執行遙測任務。這些研究活動采取了國際合作方式。例如,1987年代表19個組織和四個國家的大約150名科學家和輔助人員聚會于智利的蓬塔阿雷納斯,進行了一項規模空前的研究,即機載南極臭氧實驗。這項實驗表明1987年臭氧洞大小達到曆史最大。這一發現震驚了科學界。

②形成機理

南極“臭氧洞”的成因目前尚無定論,其中最為令人信服的當是污染物質學說。此外還有:美國宇航局漢普頓芝利中心CALLIS等人提出南極臭氧層的破壞與強烈的太陽活動有關;麻省理工學院的TUNG等人認為是南極存在獨特的大氣環境造成冬末春初臭氧耗竭,根據大氣動力學說,指出大量氯氟烴化合物的使用,以及南極初春沒有足夠陽光産生大量氧原子,并因此提出了不需要氧原子的循環機理。通過分析 們似乎可以得出以下的主要觀點:

(1)南極"臭氧洞"是在南極春季特殊的溫度和環流狀況下由極地平流層雲參與和非均相化學反應而引發産生的特殊現象。
(2)極地旋渦等其它因素對氣體成分輸送的影響不是南極"臭氧洞"形成的決定因素,而隻能影響臭氧洞的強度。
(3)太陽周期變化通過光化學反應對南極"臭氧洞"強弱的影響可以忽略。

四、水污染

人類的活動會使大量的工業、農業和生活廢棄物排入水中,使水受到污染。“水污染”的定義:水體因某種物質的介入,而導緻其化學、物理、生物或者放射性等方面特征的改變,從而影響水的有效利用,危害人體健康或者破壞生态環境,造成水質惡化的現象稱為水污染。水的污染有兩類:一類是自然污染;另一類是人為污染。當前對水體危害較大的是人為污染。水污染可根據污染雜質的不同而主要分為化學性污染、物理性污染和生物性污染三大類。

①海水污染

污水、廢渣、廢油和化學物質源源不斷地流入大海。在許多海域,傾倒混有石油的污水是非法的,但這種事仍時有發生,而真正的石油災難是在巨型油輪洩漏或沉沒時發生的。如今 們設法用化學品使水中石油沉澱以達到清除石油的目的。向海洋傾倒化學和放射性廢物的作法已持續多年。容器總有一天會腐蝕掉,有害物質便将進入海水中。人們對深層水與表層水的循環情況還了解不多,其過程或許比 們以前所想的要快。因此有害物質就會擴散到生物活動的水層中去。

②地表水污染

五百多年以前,人們就認為飲用流經大城市的河水是危險的,而工業化,人口增長以及新的有毒化學品,使情況愈來愈糟。排水系統的鋪設和清潔劑的使用有增無減,使 們的水道和湖泊中磷酸鹽含量日益增多。這種過度營養導緻藻類迅猛繁殖。消耗水中的氧,使魚類死亡,生态系統惡化。由于工業上不妥善處理汞化合物和其它重金屬,也造成嚴重的水污染。汞通過食物鍊的進程逐漸集中,最後對吃魚的鳥或人類造成嚴重的神經損壞。

③下水污染

與地表水一樣,地下水也受到了污染的威脅,主要來自于地表或土壤水的下滲,農用氮肥以及垃圾中的油、酚污染着地下水,氮肥中的硝酸鹽一旦進入地下,便轉變為亞硝酸鹽,它在人體中能夠轉變成緻癌物質。地面植被的破壞和濕地的排水減少了地表水的滲透,從而降低了潛水面。由于城市和工業的過度需要,淡水不斷被抽出作為生活和工業用水,然後作為地表污水重新排放,因而還會導緻潛水面的進一步下降。另一方面,大量頻繁的灌溉可以增強滲透作用,使潛水面一直升到地表。而在幹旱地區,被水滲透的土地由于異常的蒸發作用,引起地下水中鹽類的沉澱,遲早會變成不能耕作的鹽堿地。

④資源保護

地球上的水似乎取之不盡,其實就目前人類的使用情況來看,隻有淡水才是主要的水資源,而且隻有淡水中的一小部分能被人們使用。淡水是一種可以再生的資源,其再生性取決于地球的水循環。随着工業的發展,人口的增加,大量水體被污染;為抽取河水,許多國家在河流上遊建造水壩,改變了水流情況,使水的循環、自淨受到了嚴重的影響。

五、固體廢物

凡人類一切活動過程産生的,且對所有者已不再具有使用價值而被廢棄的固态或半固态物質,通稱為固體廢物。各類生産活動中産生的固體廢物俗稱廢渣;生活活動中産生的固體廢物則稱為垃圾。"固體廢物"實際隻是針對原所有者而言。在任何生産或生活過程中,所有者對原料、商品或消費品,往往僅利用了其中某些有效成分,而對于原所有者不再具有使用價值的大多數固體廢物中仍含有其它生産行業中需要的成分,經過一定的技術環節,可以轉變為有關部門行業中的生産原料,甚至可以直接使用。可見,固體廢物的概念随時、空的變遷而具有相對性。

①固體廢物的産生途徑

維持人類社會一切活動的物料,處于動态平衡過程,并遵循質量守恒規律,可用社會物料流程來描述這一規律。人類的一切活動,相對于外界環境而言,隻不過開發與利用了物料,而最終以廢物的形式等量回歸于環境。這種對物料的"利用與歸還"經常處于交叉的狀态。在生産與産品的消費過程中,均産生各種形态的廢物,這些廢物一部分在生産與消費中得到回收和再利用。而另一部分,恰好與在環境中開發的原料等量的部分,以廢物形式返回與環境中,形成一個封閉循環系統。在現代社會中,人類活動的每一環節均産生各種狀态的廢物,從環境中原料的開發乃至産品的利用,無一例外。因此尋求減少廢物産量的唯一途徑,是降低原料的開發量、減少産品原料消耗。

②固體廢物的分類

固體廢物的分類是依據其産生的途徑與性質而定。在經濟發達國家将固體廢物分為工業、礦業、農業固體廢物與城市垃圾四大類。 國制定的《固體廢物管理法》中,将固體廢物分為工業固體廢物(廢渣)與城市垃圾兩類。其中含有毒有害物的成分,單獨分列出一個有毒有害固體廢物小類。

③廢物的危害

垃圾正成為困擾人類社會的一大問題,全世界每年要産生超過計劃10億噸的垃圾,大量的生活和工業垃圾由于缺少處理系統而露天堆放,垃圾圍城現象日益嚴重,成堆的垃圾臭氣熏天,病菌滋生,有毒物質污染地表和地下水,嚴重危害人類的健康,這種現象若得不到遏制,人類将被自己生産的垃圾埋葬掉。

六、地面沉降

地面沉降是指在一定的地表面積内所發生的地面水平面降低的現象。地面沉降現象很早就為史書所記載。作為自然災害,地面沉降的發生有着一定的地質原因。但是,随着人類社會經濟的發展、人口的膨脹,地面沉降現象越來越頻繁,沉降面積也越來越大。在人口密集的城市,地面沉降現象尤為嚴重。現在 們研究地面沉降的原因時,不難發現,人為因素已大大超過了自然因素。現在的地面沉降現象與其說是自然災害,倒不如稱之為人為禍患。

①地面沉降的地質原因

從地質因素看,自然界發生的地面沉降大緻有下列三種原因:地表松散地層或半松散地層等在重力作用下,在松散層變成緻密的、堅硬或半堅硬岩層時,地面會因地層厚度的變小而發生沉降。    因地質構造作用導緻地面凹陷而發生沉降。 地震導緻地面沉降。

②地面沉降的人為原因

地面沉降現象與人類活動密切相關。尤其是近幾十年來,人類過度開采石油、天然氣、固體礦産、地下水等直接導緻了今天全球範圍内的地面沉降。由于各大中城市都處于巨大的人口壓力之下,地下水的過度抽采更為嚴重,導緻大部分城市出現地面沉降,在沿海地區還造成了海水入侵。

七、生物多樣性變化

物種多樣的,人們可以從不同的角度将其劃分為若幹類型。生物多樣性的涵義十分寬泛,即包括生物物種的多樣性,還包括生态适應性、形态、生理生态多樣性等廣泛的内容。不同地理、氣候環境具有不同的生物群落。随着工業文明的發展,人類社會逐步擴張,改變了廣大地區的生物環境,嚴重影響了生物多樣性,物種正以前所未有的速度從地球上減少。據估計,全世界每年有數千種動植物滅絕。

①伐森林

對世界植物和動物的最大威脅是生态環境的破壞。大部分生物很難離開它已适應了的環境。世界上物種最豐富的地方之一是熱帶雨林區,但是現在它正在遭受到越來越快的破壞。實際上,世界上所有的天然森林都受到嚴重威脅。程度最輕的是雨林被單一的經濟林所代替,情況最嚴重的地方已因侵蝕而被破壞成了貧瘠的灌叢地。據世界自然保護基金會估計,全球的森林正以每年2%的速度消失,按照這個速度,50年後人們将看不到天然森林了。

②開墾草原

北美的許多草原已經或多或少地消失了。在非洲,由于要解決日益增加的人口的糧食問題,人們正在大量焚毀有豐富動物資源的熱帶草原。在幹旱地區采用傳統農業方法既不可靠又危險。為開墾中亞内陸幹草原所做的努力,已經遭到了許多不幸的挫折。

③排幹濕地

沼澤濕地不僅是生物的生活環境,而且在水文循環中起着重要的作用。它可調節河流的流速,改善地下水的補給。但是為了發展工業和建築住房,許多濕地不是被排幹就是蓄滿了水。試圖把濕地轉變為耕地,結果常常是土貧産低。

④市化發展

城鎮發展于良好的農業區,而都市化常常意味着為建設住宅、街道和停車場而犧牲耕地。這樣耕地就變成了不能出産生物的廢地。從自然或經濟的角度來看,這樣的土地很難再恢複成農田。

⑤動物滅絕

許多動物種類已瀕臨滅絕,僅是面臨危險的脊椎動物數量也是十分驚人的。威脅的性質是各種各樣的:歐洲的猛禽正遭到采集鳥蛋者的威脅,而老虎則面臨着其出沒的密林被砍伐掉的危險。許多瀕臨動物已難以挽救了,而另外一些若能受到保護尚可幸存。

八、赤潮

赤潮是水體中某些微小的浮遊植物、原生動物或細菌,在一定的環境條件下突發性地增殖和聚集,引起一定範圍内一段時間中水體變色現象。通常水體顔色因赤潮生物的數量、種類而呈紅、黃、綠和褐色等。赤潮雖然自古就有,但随着工農業生産的迅速發展,水體污染日益加重,赤潮也日趨嚴重。

①赤潮的成因

赤潮究竟是一種原本就存在的自然現象,還是人為污染造成的,至今尚無定論。但根據大量調查研究發現,赤潮發生必須具備以下條件:海域水體高營養化; 這些特殊物質參與作為誘發因素,已知的有維生素B1、B12、鐵、錳、脫氧核糖核酸;條件,如水溫、鹽度等也決定着發生赤潮的生物類型。發生赤潮的生物類型主要為藻類,目前已發現有63種浮遊生物,矽藻有24種,甲藻32種、藍藻3種、金藻1種、隐藻2種、原生動物1種。

②潮的危害

赤潮不僅給海洋環境、海洋漁業和海水養殖業造成嚴重危害,而且對人類健康甚至生命都有影響。主要包括兩個方面:引起海洋異變,局部中斷海洋食物鍊,使海域一度成為死海;一些赤潮生物分泌毒素,這些毒素被食物鍊中的某些生物攝入,如果人類再食用這些生物,則會導緻中毒甚至死亡。

九、水土流失

土地資源是三大地質資源(礦産資源、水資源、土地資源)之一,是人類生産活動最基本的資源和勞動對象。人類對土地的利用程度反映了人類文明的發展,但同時也造成對土地資源的直接破壞,這主要表現為不合理墾植引起的水土流失、土地沙漠化、土地次生鹽堿化及土壤污染等,而其中水 土流失尤為嚴重,乃當今世界面臨的又一個嚴重危機。

①土流失概述

水土流失是指在水流作用下,土壤被侵蝕、搬運和沉澱的整個過程。在自然狀态下,純粹由自然因素引起的地表侵蝕過程非常緩慢,常與土壤形成過程處于相對平衡狀态。因此坡地還能保持完整。這種侵蝕稱為自然侵蝕,也稱為地質侵蝕。在人類活動影響下,特别是人類嚴重地破壞了坡地植被後,由自然因素引起的地表土壤破壞和土地物質的移動,流失過程加速,即發生水土流失。水土流失是 國土地資源遭到破壞的最常見的地質災害,其中以黃土高原地區最為嚴重。 國目前水土流失總的情況是:點上有治理,面上有擴大,治理趕不上破壞。全國水土流失面積解放初期為17.4億畝,到1980年約治理6億畝。由于治理趕不上破壞,水土流失面積卻擴大到22.5億畝,約占國土總面積的1/6,涉及近千個縣。全國山地丘陵區有坡耕地約4億畝,其中修梯田約1億畝,而另外3億畝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層土壤喪失。水庫淤積,河床擡高,通航能力降低,洪水泛濫成災。威脅工礦交通設施安全。在高山深谷,水土流失常引起泥石流災害,危及工礦交通設施安全。惡化生态環境。20世紀30~60年代,人們對于水土流失災害的認識還停留在對土地造成直接經濟損失方面,但在60年代以後,開始聯系到人類整個環境所受的影響,包括沉澱物的污染,生态環境的惡化等。

③水土流失的原因

易于發生水土流失的地質地貌條件和氣候條件是造成發生水土流失的主要原因。人口多,糧食、民用燃料需求等壓力大,在生産力水平不高的情況下,對土地實行掠奪性開墾,片面強調糧食産量,忽視因地制宜的農林牧綜合發展,把隻适合林,牧業利用的土地也辟為農田。大量開墾陡坡,以至陡坡越開越貧,越貧越墾,生态系統惡性循環;濫砍濫伐森林,甚至亂挖樹根、草坪,樹木銳減,使地表裸露,這些都加重了水土流失。另外,某些基本建設不符合水土保持要求,例如,不合理修築公路、建廠、挖煤、采石等,破壞了植被,使邊坡穩定性降低,引起滑坡、塌方、泥石流等更嚴重的地質災害。

④水土流失的防治

水土流失是地表徑流在坡地上運動造成的。各項防治措施的基本原理是:減少坡面徑流量,減緩徑流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗沖能力,并盡可能擡高侵蝕基準面。在采取防治措施時,應從地表徑流形成地段開始,沿徑流運動路線,因地制宜,步步設防治理,實行預防和治理相結合,以預防為主;治坡與治溝相結合,以治坡為主;工程措施與生物措施相結合,以生物措施為主。隻有采取各種措施綜合治理和集中治理, 持續治理,才能奏效。

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