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发布时间:2020-11-10 00:31:06

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作者:张娟

出版社:大众文艺出版社

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科学知识大闯关

科学知识大闯关试读:

版权信息

书名:科学知识大闯关

作者:张娟

排版:KingStar

出版社:辽海出版社

出版时间:2015-07-01

ISBN:9787801717474

本书由大华文苑(北京)图书有限公司授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。

— · 版权所有 侵权必究 · —前 言

知识的伟大在于它的博大和精深,人类的伟大表现在不断的探索和发现已知和未知的世界,这是人类进步的巨大动力。

在过去漫长的岁月中,人类的发展经历了轰轰烈烈的变迁:从原始人的茹毛饮血到色彩斑谰的现代生活;从古代社会的结绳计数到现代社会垄断人类生活的互联网;从古代的四大发明到上世纪中叶的月球着陆,火箭升天。人类几乎在任何领域都取得了令人惊叹的成就。技术更新,知识爆炸,信息扩张……一系列代表着人类社会巨大进步的词汇,充斥着我们的社会,使每个人都感到在巨大的社会进步面前人类自身的局限。作为人类社会充满生机和活力的群体——青少年朋友,在对现有书本知识学习的基础上,更充满着对一切现代科学技术和信息技术的无限渴望。

人类的智慧在我们生存的这个蔚蓝色的星球上正放射出耀眼光芒,同时也带来了一系列不容我们忽视的问题。引导二十一世纪的青少年朋友了解人类最新文明成果,以及由此带来的人类必须面对的问题,将是一件十分必要的工作。

为此,我们组织多位经验丰富的学者精心策划、编写了这部《青少年科普知识阅读手册》。

本套丛书分海洋、航空航天、环境、交通运输、军事、能源、生命、生物、信息、宇宙等十册。收录词条约五千个。涉及知识面广阔且精微。所包含的内容:从超级火山、巨型海啸、深海乌贼、聪明剑鱼……到地核风暴、冰期奥秘、动物情感、植物智慧……;从登陆火星、探访水星,到穿越极地,潜入深海……既有独特的自然奇观,又有奇异的人文现象;既有对人类创造物的神奇记述,又有人类在探索和改造自然过程中面对的无奈、局限,以及人类对自然所造成的伤害,自然对人类的警告……这是一次精彩的自然与社会的探索历程,是每一位热爱科学、热爱自然的青少年朋友与大自然的一次真诚对话,它将使青少年朋友自觉地意识到,在这个美丽的星球上,人类不是主宰,而是与一切生灵息息相关的一部分,当人与大自然真正达到完美的境界,这个美丽的星球才是完美的、永恒的。

这样一套科普知识阅读词典,摆脱了以往那种令人望而生畏的枯燥乏味、晦涩难懂、呆板平直、味如嚼蜡的叙述方式,拆除了青少年朋友全方位学习和掌握各类知识所筑起的一道道壁障。采用词典的编纂方式,更便于检索和查询。

本书中,凡是青少年感兴趣的一切自然和社会奥秘几乎无所不有,无所不容。真正做到了庞而不杂,广而不糙。

我们用青少年朋友乐于接受的方式,以细腻生动的笔触、简洁明了的叙述、深入浅出的将各个方面的知识呈现出来,营造出一个适应青少年的阅读氛围,将最适时的信息传达给广大的青少年朋友。这是本套丛书的一大特点,相信每一位拥有本套丛书的青少年朋友对此都会有所体会。

科普读物从来不拒绝科学性、知识性、艺术性三者的完美统一,它强化生动性与现实感;不仅要让青少年朋友欣赏科学世界的无穷韵律,更关注技术对现实生活的改变,以及人类所面对的问题和挑战。本丛书的出发点正是用科学的眼光追寻青少年心中对这个已知和未知世界的热情和关注。

本套丛书的编辑对知识的尊重还主要表现在不断追随科学和人类发展的步伐以及青少年对知识的新的渴求。希望广大青少年通过阅读这套丛书,激发学科学的热情,以及探索宇宙奥秘的兴趣,帮助他们认识自然界的客观规律,了解人类社会,插上科学的翅膀,去探索科学的奥秘,勇攀科学的高峰。

愿今天的青少年朋友,都成为明日的科学探索之星,愿人类所居住的这个美丽星球更加美丽、和谐。

2008年9月10日B保护生物学

保护生物学是将生态学和生物学原理用于保育和保护地球生物多样性的学科。保护生物学是最近发展起来的一个新的学科领域,是在生物多样性危机越来越显著的情况下诞生的。它是理论研究、基础研究、应用研究和更广泛的教育目标的综合体。它的主体是生态学,但也延伸到社会科学、政治学和管理科学的范畴。保护野生动物

今天,全世界的生物多样性正以前所未有的惊人速度丧失。每天大约有20~30个人类认识或不认识的物种永远从我们这个星球上消失掉。物种灭绝的速度比人类干预以前的自然灭绝速度要快1 000~10 000倍。而且,由于世界上最多样化的生态系统的迅速破坏(特别是在热带地区),估计在今后的20~30年中,地球上总生物多样性的1/4将处于严重的灭绝危险之中。我们正在经历自6 500万年前恐龙灭绝时代以来又一场生物大量灭绝的灾难。这一进程如不加以遏制,必将威胁到更多生物,包括人类自身的生存和发展。“保护生物多样性就是保护人类自己”,这应该而且正在逐渐成为越来越多的人的信念,并转化为越来越多的人的行动。保护大地的绿色屏障

森林是大自然的清洁工。在保护环境方面,森林的生态效益大大高于直接经济效益。芬兰一年生产价值17亿马克的木材,而森林的生态效益提供的价值达53亿马克。美国森林直接提供的价值和生态效益的价值之比是1 ∶9。

森林对保护环境的作用极大:

①森林是制造氧气的“工厂”。据测定,一亩森林一般每天产生氧气48. 7千克,能满足65个人一天的需要。

②树木还能够吸收有害物质。一公顷的柳杉林,每个月可吸收二氧化硫60千克;女贞、丁香、梧桐、垂柳、松柏、洋槐等对减轻氟化氢危害有很好作用。

③森林能够保持水土。20厘米厚的表土层,如果被雨水冲刷干净,林地需57. 7万年,草地要8. 2万年,耕地是46年,裸地只要18年。这说明,缺少森林植被会使土壤侵蚀加剧。

④森林能涵养水源。树冠像一把张开的伞,可以截留10%~20%的雨量。5万亩森林的贮水量,相当于一个100万立方米的小型水库。我国一向有“山上多栽树,等于修水库”的说法。树木好像抽水机一样,能吸收土壤中的水分,通过蒸腾作用,以气态的形式散发到大气环境中去。一亩杉木林在每年的生长季节,可蒸腾170吨水。在同一纬度相同面积的情况下,森林比海洋蒸发的水分多一半。此外,树木还能防风固沙,降低噪声。

然而,长期以来人们只想到了利用森林植被的一面,忽视了保护的一面,由于滥伐森林造成严重的水土流失。我国的黄土高原,历史上曾是“翠柏烟峰,清泉灌顶”,森林覆盖率在西周时期达53%。现在森林被毁,高原被流水切割得支离破碎,水土流失极为严重。每年从三门峡下泄的泥沙平均达16亿吨,带走的氮、磷、钾肥分约4 000多万吨,数倍于我国的化肥年产量。森林减少又导致沙漠化土地日益扩大。现在,全世界每年有6万平方千米的土地沦为沙漠。森林减少也使气候恶化,灾情剧增,农业减产。

因此,我们一方面要植树造林,不断扩大森林植被面积,另一方面要保护好现有的森林资源,让森林成为大地的绿色屏障,在实现自然生态的良性循环中发挥重要作用。保护大自然的环境法

环境法在我国又叫环境保护法。它是国家为了保护环境和自然资源、防治污染和其他公害而制订的所有法律规范的总称。

环境法以法律手段保护人的生存环境,主要是自然环境,也包括人们劳动创造的生存环境。自然环境主要是指土地、大气、水、森林、草原、矿藏、野生动植物、自然保护区、自然历史遗迹、风景游览区和各种自然景观等;人造环境是指运河、水库、人造林木、名胜古迹、城市和其他居民点等。有了环境法,就可以对那些破坏环境的集体或个人予以制裁,使环境保护顺利进行。

环境法规定人们在利用自然资源、防治污染和其他公害时应遵循的行为准则;规定他们在这方面的权利和义务;规定保护环境的措施;规定国家管理环境的制度和机构;规定危害环境的违法行为的法律责任及追查责任的程序。国家通过制订各种环境法规,建立了完整的环境保护法律制度,并严格地贯彻执行,从而达到保护和改善环境的目的。白色污染

从20世纪50年代开始,随着石油化工的发展,塑料产量迅速提高,品种极大丰富。虽然塑料世界色彩斑澜,但大多数仍为白的本色。由于成本低,大量商品包装袋、各种容器及薄膜都不再反复使用,而是用过即弃;就是大型构件,最后也会随着产品的老化、损坏而报废。这样,塑料就成为典型的使用寿命短的物品,其废弃物遍布城乡,形成白色公害。

近20年来,塑料的人均消费量日益提高,并成为生活质量改善的参数之一。我国这一参数虽远落后于发达国家,但塑料的应用已普遍,废塑料的量也显著增加。仅北京市,每年扔掉的塑料袋约23亿个(1. 87万吨)、一次性塑料餐具2. 2亿个(0. 132万吨),郊区的废薄膜达67. 5万平米(0. 3万吨),数量惊人。废塑料随处可见:城镇郊区的路边,五颜六色的塑料袋比比皆是;农田里散落的大量废旧农膜碎片,不时地在大风中飞舞;学校的教室、宿舍里,办公室、商店的各个角落,遗弃许多塑料器物;铁道、公路沿线两侧,废塑料饭盒满目皆是;城市的垃圾桶内、公园地上、河道水面,甚至树上、架空线上随处可见各种塑料袋、罐、盒。所有这些都会给人体、动物、农业、水产以及环境、景观、生活和生产带来危害。C臭氧层

臭氧是地球大气中一种微量气体,如果在0℃的温度下,沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压,那么臭氧层的总厚度只有3毫米左右。这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法,采用多布森单位(Dobso-nunit,简称D. 5.)来表示。正常大气中臭氧的柱浓度约为300D. 5。

臭氧主要分布在大气平流层内,特别是在距地表20~30千米处最为集中,故这一气层被称为臭氧层。它保存了大气中约90%的臭氧。臭氧层大洞将会闭合

研究臭氧层的300多位科学家,在布伊诺斯艾利斯举行的国际会议上预测,臭氧层大洞大概会在50年内闭合。研究人员说,臭氧层大洞的缩小主要是由于1987年各国开始采取措施限制向大气中排放氟利昂等化学物质收到了预期效果。

研究人员同时指出,欧洲科学家在北极释放高空探测气球对不同高度的云层进行取样分析,并于最近发表报告指出,云层会加速臭氧层中臭氧的消耗,加剧臭氧层的破坏,这是因为云层中的微粒会激活大气中的含氟化合物。

科学家发现,云层中的微粒对氟化物的激活作用要比太阳更为厉害,这些微粒冬天被云层中的冰晶包裹,但到了春天,冰晶中的水分会被阳光蒸发,从而导致大量微粒出现在云层中,这是为什么春天大气臭氧层的破坏程度最为严重的一个原因。“残留物管理法”耕作技术“残留物管理法”耕作技术于20世纪90年代初风行美国马里兰州,并在更大的范围发展。这些地区种植的是玉米、大豆、小麦和棉花。这一技术包括的内容相当广。其中有无耕技术、垄耕技术和覆盖耕作技术等。这一技术将结束美国历时150年的钢犁时代。传统的犁耕使土壤外露,受风蚀和水蚀,易结成团块。新的耕作技术是把上一年作物的残留物留在原地,保住土壤和水分,然后扒开土壤放入种子。采用轮作法打破昆虫周期。把除杂草定为主要目标,用很快分解和消失的新型除莠剂加以防治。

现在,用残留物管理耕作法种植作物能降低25%~30%以上的生14产费用。美国农业部土壤保护局估计,美国1. 14×10平方米的各种作物土地有1/4现正实施某种残留物管理耕作法。草场退化

草场退化指人为影响下草场生态系统远离顶级状态的程度,表现为生产力下降,种类组成变劣和简化,土壤侵蚀,鼠、虫害加剧等。因此,越是人口密集、牲畜数量集中的地区,草场退化越严重。草场退化的原因是多方面的。但无计划地发展牲畜头数,使畜草之间失去平衡,是导致草场退化的主要原因。草场退化加剧了畜草之间的矛盾,尤其是冬春饲草不足的矛盾,引起牲畜质量不断下降,导致单位面积畜产品数量很低。草原生态系统

草原生态系统指以各种草本植物为主体的生物群落及其环境构成的陆地生态系统。它是主要的生态系统类型。草原生态系统在垂直剖面上分草本层、地面层和根层,各层的结构都比较简单,层次分化不明显。在草原生态系统中,鸟类较少,以哺乳动物中较小的穴居种类和大型健走的草食动物为特征;世界上草原面积仅次于森林面积,约为45亿公顷,占陆地面积的24%,主要分布于气候干旱的温带。随着人口激增,包括我国草原在内的许多草原都存在因过度放牧及鼠害而出现的草原生态系统退化问题。为了使草原生态系统得以永续利用,必须加强科学管理,合理利用。除草剂的发展趋向

除草剂的发展是向高效、低毒、选择性强、杀草谱广、易降解的方向发展。当前,全世界生产的除草剂品种多达300余种,配成数千种商品剂型销售,并由20世纪60年代的土壤处理剂转向80年代后期的茎叶处理剂。现有除草剂中,以二硝基苯胺类、硫代氨基甲酸酯类、三氮苯类和酰胺类品种占主导地位。为了充分发挥除草剂的杀草活性,又达到安全、方便、经济和省力的目的,创制出许多新剂型,如颗粒剂、微料剂、大粒剂、超低容量喷雾剂、木针型除草剂、胶悬剂、浓乳剂等。

目前,挥发性除草剂氟乐灵的淀粉胶囊剂已经研制成功,它的出现为免耕法创造了条件。在使用方法上,通过采用雾滴喷雾、静电喷雾、定向喷雾等技术,减少了用药量,控制了雾滴的飘移,提高了药效,也减轻了对环境的污染。并采用除草剂相互配合使用和除草剂与农药混用及应用增效剂的方法,可以取长补短、降低用量、提高药效、增强对气候条件的适应性。

近年来,又开辟了除草剂解毒剂或作物安全剂的研究。除草剂的应用,不仅大大提高了除草的效率,节省了人工,减少了因杂草引起的经济损失,但同时除草剂的使用也加深了对环境的危害。次生环境问题

由人类活动引起的环境问题叫做次生环境问题,也叫第二环境问题。次生环境问题一般又分为环境污染和环境破坏两大类。环境污染是由于人为因素使环境的构成或状态发生了变化,与原来的情况相比,环境质量恶化,扰乱和破坏了生态系统和人们正常的生产和生活环境。环境破坏是人类活动直接作用于自然环境引起的,例如,乱砍滥伐引起的森林植被的破坏,过度放牧引起的草原退化,大面积开垦草原引起的沙漠化和土地沙化,滥采滥捕使珍稀物种灭绝,植被破坏引起的水土流失等。城市绿化

在城市里植树造林,可以保护自然环境,增加经济收益,净化空气,确保太阳的照明度,防止火灾、水灾,缓和气候条件,并构成优美的景致。绿化城市不仅能反映出人们的精神面貌,还能体现出一个国家、一个民族所具有的文化水平和艺术修养。因此,各个国家都非常重视城市绿化。我国解放以来,城市绿化取得了很大成绩,出现了不少风景优美、绿树成荫的绿化城市,但总的来说,我国城市绿化还比较落后。不过,只要动员起来,奋起植树造林,“绿色城市”的理想是一定能够实现的。城市森林

评价城市的标准已从过去的工业、技术和摩天大厦逐渐转向文化、绿野和传统建筑,提倡城市与自然共存。用“城市森林”、“生态城市”、“生态园林”、“立体绿化”等新观念,其核心是增加绿色覆盖率。1962年,美国首先使用“城市森林”这一名词,1972年,美国国会通过了“城市森林法”。把森林引入城市或把城市座落在森林中,恢复人类与森林的本来面目。这是城市生态的主体,也是都市现代化的标志。

美国于1988年提出了“地球解放”的计划,要求把城市的树木覆盖率从30%提高到60%,已得到若干国家的响应。法国巴黎花巨资营林、造林来进行城市绿化,现全域有378个公园和花园及三片森林,其中鲍罗尼和维塞尼斯森林一东一西,被称为“巴黎的二片肺叶”,6占地8. 46× 10平方米的鲍罗尼森林直插市中心,这种布局在世界大都市也实属罕见。

日本在1992—1996第8个治山计划中特别提出要在城市周围保存一定范围的森林,营造城市绿化地带。如横滨由1 209个公园和4. 506×10平方米行道树和郊区森林组成;1968年创建的筑波科学城,拥有50多个世界第一流的国立研究所和属私人财团的许多工厂、研究机关,但很少高楼大厦,到处是成片的绿地、公园,并保留原有的农田、村舍,大学、研究所、居民住宅、工厂、商店,它们都在草坪、森林和四季鲜花中若隐若现,他们把筑波称为“以未来城市的姿态进入21世纪的入口”。加拿大计划到2000年,占国土20%的面积都要成为公园,创造优质的室外环境:清新、凉爽、馨香、绮丽和色彩(绿色)。城市生态系统

城市生态系统指城市空间范围内的居民与自然环境系统和人工环境系统相互作用而形成的统一体。它是以人为主体的人工化环境的人类自我驯化的、开放性的复合人工生态系统。自然环境系统包括非生物系统和生物系统;社会环境系统包括人工建造的物质环境系统和非物质环境系统。城市生态系统的特点为:(1)人是生态系统的核心;(2)系统能量及物流量巨大,密度高且周转快;(3)食物链简化,系统自我调节能力小。

城市生态系统的总目标是追求系统本身运转的高效、安全、舒适与和谐。城市生态系统的发展取决于自然环境条件、社会环境状况和城市居民的活动,在特定的自然环境条件下,它的发展主要取决于城市管理高层决策者的政策与决策。因此,必须十分重视城市生态规划与设计,使城市建设与发展建立在科学基础上。城市森林的效益

树木能吸收二氧化碳等有害气体,降低城市空气温度,抑制“温室效应”的发展,起空调作用。

城市防护林还具有减缓风速的作用,其有效范围在树高40倍以内,其中10~20倍范围内效果最好,可降低风速50%。在城镇房屋的迎风面,种植10行高大松树,风速可降低60%。由于林内与林外温度的差异可以形成空气对流增加一级风,所以,在炎热的夏天,在林内则倍感舒适。城市森林可增加城市空气湿度,一个树种选择、结构配置合理的城市森林,空气相对湿度可增加54%。

城市的树林具有蒸散作用,一株成年树,一天可蒸发400千克水,所以树林下空气湿度明显上升。城市的片林、林带和绿篱都有降低噪音作用。绿篱、乔灌木混合结构带、30米宽的林带,可以分别降低噪音3~5分贝或6~8分贝。

城市树木可以利用庞大的叶面及其柔毛和粗糙的干皮,吸附飘浮在城市空气中的悬浮尘粒,借降水将其冲刷到地面,净化城市空气,提高空气质量。城市森林可以提供清凉饮用水,如美国东部的一些城市,由于城市森林的作用,出现了清凉饮用水源头。

城市森林在美化市容方面起着举足轻重的作用:(1)以树木的绿色为基调的五颜六色,为城市增添自然美;(2)森林和树木有丰富的线条,是曲线美的典型;(3)树木打破了建筑物僵硬的棱角,烘托建筑物的美,从而展示城市的美。赤泥

从铝土矿提炼氧化铝后排出的废渣,外观出现赤色或棕色,称为赤泥。这是一种碱性废渣,主要成分是硅、钙、铝、铁、锰、镁、钠、钾和铊等的氧化物。如不适当处理即会污染地下水源与地表水,危害渔业生产和农业灌溉。如长期堆放,干燥后随风飘扬,还会污染大气。为了防止赤泥的污染,赤泥堆场底部应采用不透水材料,并在赤泥堆上铺土种植植物。最合理的处理方法是把它当做资源,开展综合利用,如生产建筑材料、土壤改良剂,或作为炼钢用的萤石的代用品和回收赤泥中的铁、钛、铝等金属物质。赤潮的危害

波罗的海被俄罗斯、芬兰、瑞典、丹麦、德国等工业国所包围,这些国家向波罗的海排放大量废水,总量约为20 000多吨,造成海水的富营养化,致使浮游生物大量繁殖,波罗的海沿岸赤潮经常发生。据日本环境厅调查,日本的濑户内海,有2/3的海底已经没有或几乎没有生物。由于大量氮磷等营养物质进入濑户内海,水体浮游生物大量繁殖,导致海域赤潮经常发生,次数逐年聚增。1970年有79次,1975年竟达300次之多。1994年3月17日,南非西海岸出现了50多年来罕见的赤潮,臭鱼烂虾堆满整个海滩。在一些海滩上,死鱼堆得足有二三尺厚。

赤潮也会直接威胁着人类的健康和生命。在赤潮发生的海域,水产品含有毒素。有些赤潮毒素是腹泻性的,称为腹泻性贝毒。有些是麻痹性的,称为麻痹性贝毒。科学家已分离出许多贝毒,而且已证实其中的毒性,有的比眼镜蛇的毒还要强80倍。1986年底,中国福建东山岛居民因食用含赤潮毒素的海鲜,发生一起136人中毒的恶性事故。1983年菲律宾发生一起赤潮,有278人中毒,死亡21人。2004年中国海域发现赤潮96次,大面积赤潮集中在东海和渤海。有毒赤潮生物引发的赤潮20余次,面积7 000平方千米,经济损失约6. 5万元。充分利用水资源预防

充分利用水资源预防,是指预防环境污染和生态破坏,这实际上是防治结合、以防为主的综合防治。人类在保护环境中认识到,环境保护一定要采取全球性的联合行动。从20世纪70年代起,多次举行各种类型的世界性环境保护会议,并签署了一系列国际间环境保护的宣言、公约和协定。70年代后期以来,世界各国的环境保护由防治工业污染扩大到自然资源的保护。1980年3月,包括我国在内的大多数国家公布了保护世界生物资源的纲领性文件——《世界自然资源保护大纲》,要求采取国际合作,保护和利用人类共有的资源和财富。D大气成分

在由多种气体组成的大气当中,可归纳为恒定的、可变的和不定的3类组分。像大气中的氮、氧、氩以及微量的氖、氦、氪、氙、氩等稀有气体,都是大气中的恒定组分。在近地表大气中,这些气体组分的含量几乎是可以看做不变的。大气的可变组分主要是指大气中的二氧化碳和水蒸气等。在通常情况下,二氧化碳的含量为0. 02%~0. 04%,水蒸气的含量为4%以下。这些组分在空气中的含量。是随季节、气象的变化以及人类活动等因素的影响而发生变化的。由恒定组分和正常状态下的可变组分组成的大气,称为洁净大气。大气中不定组分

大气中不定组分的来源有两方面,一是自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾害所引起的,由此形成的污染物有尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、盐类及恶臭气体。这些不定组分进入大气,会造成局部和暂时性的污染。大气中不定组分的另一来源,也是造成大气污染的主要来源,是由于人类社会生产的发展、城市增多与扩大,人口密集,或由于城市工业布局不合理、环境管理不善等人为因素,使得大气中增加了许多不定组分,如煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。这是大气中不定组分的最主要来源。大气的厚度

大气围绕在地球周围,总厚度为1 000~1 400千米,总重量约为61 015吨,相当于地球总重量的百万分之一。根据大气的组成状况和大气在垂直高度上的温度变化,自下而上可分为若干层。从地表向上至大约80千米的高度之间为均质大气层,其中的氧和氮的组成比例几乎没有变化。在这一层中,根据气体温度及大气运动等特征,又分为对流层、平流层、臭氧层和中间层。在80千米以上,为非均质层,其特点是气体的组成随高度增加有很大变化。在非均质层中又分为热成层(电离层)、外层(逸散层)以及氮层、原子氧层、氦层和氢层,再向上就进入了宇宙空间。

在大气的各个圈层中,对流层位于最底部,该层中空气的总重量占大气总重量的95%左右,还有一定的水蒸气。这里有活跃的空气对流,形成风、云、雨、雪、雾、霜等各种自然现象。大气污染主要发生在对流层,特别是靠近地面1~2千米之内,污染的程度最强。大气污染的危害

污染的大气可以严重影响人们的健康。在低浓度空气污染物的长期作用下,可引起上呼吸道炎症、慢性支气管炎、支气管哮喘及肺气肿等疾病。冠心病、动脉硬化、高血压等心血管疾病的重要致病因素之一也是空气污染。癌症,尤其是肺癌的多发,更与空气污染有密切的关系。

另外,空气污染还会降低人体的免疫功能,使人的抵抗力下降,从而诱发或加重多种其他疾病的发生。大气污染对农业、林业、牧业生产的危害也十分严重。一般植物对二氧化硫的抵抗力都比较弱,少量的二氧化硫气体就能影响植物的生长机能,发生落叶或死亡现象。在一些有色金属冶炼厂或硫酸厂的周围,由于长期受二氧化硫气体的危害,树木大都枯死。工厂排出的含氟废气除了污染农田、水源外,对畜牧业也有很大的影响。大气中的污染物种类

进入大气中的污染物种类繁多,仅受到人们关注的污染物就有100余种,它们来自于三个方面:(1)生活污染源,即炊事或取暖时燃烧物向大气排放的有害气体和烟雾。(2)工业污染源,即火力发电,钢铁、有色金属冶炼,各种化学工业给大气造成的污染。(3)交通污染源,即汽车、飞机、火车、船舶等交通工具的煤烟、尾气排放。

据统计,全世界每年排入大气中的污染物重量大约为6亿~7亿吨,其中,煤粉尘1亿吨,一氧化碳2. 2亿吨,二氧化硫1. 46亿吨,碳氢化合物0. 88亿吨,二氧化氮、硫化氢等近1亿吨。大气热污染

由于向大气排放含热废气和蒸气,导致大气温度升高而影响气象条件时,称为大气热污染。大气热污染也会给人类带来多种不良影响。例如,在工业区或城镇上空,由于生产和生活废热的大量排放,其中心地区的气温可比周围地区温度年平均高出0. 5~1. 5℃,这种现象在气象学中称为热岛效应。

热岛效应是把工业区或城镇比喻成海洋中的一个孤岛,白天岛上受热比四周海面快,因此,岛上地面气温比周围海上气温高,由于热岛的存在,使得工业区或城镇排放的污染物和废热总是在局部地区上空循环徘徊,难以向下风向扩散,从而更加重了工业区或城镇的环境污染。在一般静风的情况下,热岛是整天都存在的。只有风速比较大,上空受较大气压梯度影响时,污染物才有可能向下风向输送、扩散和稀释。大气污染

空气中污染物的浓度达到有害程度,以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件,对人和生物造成危害的现象叫大气污染。

大气污染的成因有自然因素,如火山爆发、森林火灾、岩石风化等,也有人为因素,如工业废气、燃烧废气、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动加剧和生产迅速发展,在大量消耗能源的同时,将大量的废气、烟尘物质排入大气中,严重影响了大气环境质量。据世界卫生组织(WHO)规定,大气污染的定义是:“室外的大气中若存在人为造成的污染物质,其含量与浓度及持续时间可引起多数居民的不适感,在很大范围内危害公共卫生,并使人类、动植物生活处于受妨碍的状态。”大气温室效应

地球在不断地吸收太阳辐射能量,同时又不断地放射红外辐射能量,维持一个大体上的平衡,这叫做辐射平衡。地球保持辐射平衡时的平均温度,也叫做地球的行星温度,大约是-23℃,然而这个温度比地球表面的平均温度15℃低了38℃。这是因为大气允许太阳光通过并照到地球上,却不允许地球发出的红外辐射直接跑出去。大气中含有许多水汽、二氧化碳以及少量的臭氧、一氧化二氮和甲烷。这些气体把地球红外辐射吸收了一大半,然后再向四面八方放射,于是其中一部分红外辐射又返回了地面。这就像玻璃温室一样,阳光能照进来,红外辐射却出不去。这就是大气温室效应,人们把这些气体叫做温室气体。大气圈

大气圈的组成随时间和空间变化。除水蒸气(在局部的大气圈中它浮动于0%~4%)之外,大气圈的主要成分的浓度随时间变化很小。然而在海平面50千米以上组成气体的比例则有显著变化。因此,大气圈被分成两个在成分上不同的组成部分:50千米以下为均质层;50千米以上为非均质层。

大气圈也可以按照其热状态划分。按此标准,大气圈可以划分为几层。底层是对流层,它包含大气圈的绝大部分,并且是天气的范围。对流层以上的一个稳定层叫平流层,这一层很重要,因为它含有大量的臭氧,臭氧过滤来自太阳辐射的紫外线。其上层是中间层,它更不稳定。最上层是热成层,这是又一个非常稳定的层,不过其内容物仅勉强能够引起可见程度的太阳辐射的散射。大气环流

大气有自己多姿多彩的运动方式。它不仅以水平、垂直的方式运动,而且还日夜不停地作环流运动。一般大气环流主要是指全球范围内的行星风系。大气环流一般分为三个等级:最大的一级环流,规模巨大全球运转,如东风带、西风带等,总称为行星风带;二级环流范围较小,如季风、气旋、反气旋等;三级环流范围最小,如海陆风、山谷风等。环流运动就是大气沿一定的环形路线循环运动。环流是大气中热量交换、水气输运的重要方式,是形成各种气候和天气变化的主要因素。草坪的作用

草坪作为消减噪音、提供休闲和运动场所、以及保持水土等多种功能的公共绿地,在维护生态平衡、美化生活环境、发展体育运动等方面,具有不可替代的作用。(1)促进能量转变。草能把太阳能转变成生物能。据科学家计算, 700亩的草,每天从太阳方面所吸收的“能”,竟和一颗普通大小的原子弹所释放出来的“能”相似。世界各国都非常重视绿色能源的开发研究,以期解决日趋严重的能源危机。(2)净化空气。草坪能吸收二氧化硫、氟化氢、氨、氯等有害气体,防止和减轻这些有害气体对人体的危害。草的叶片茂密而粗糙,有的还长有许多绒毛,能够滞留、过滤和吸附空气中的粉尘、烟尘、灰尘。据测定,草坪比裸地的吸尘能力强70多倍,草坪上空的空气含尘量仅为裸露地面上空的20%~30%。(3)平衡生态。草能吸收二氧化碳,放出氧气,保证大气中氧气和二氧化碳的平衡,保持空气的清新。(4)调节温度。草坪植物在生长过程中能蒸发出大量水分,可使草坪地面冬暖夏凉,夏天接近日光直射的高楼墙壁以及柏油路面、水泥路面的气温,较日光照射的草坪附近高4℃~4. 5℃:冬天草坪地面的温度又比柏油路面约高4℃~6℃。(5)调节湿度。1亩草坪每天大约蒸发4. 25吨水,如果草的生长期为100天,就可以蒸发425吨水,增加空气相对湿度5%~9%。所以,夏天在草坪区域,就会使人感到格外清新、甜润。(6)防止径流。草类根系发达,有的草根很长,甚至长达1英里,能紧紧地抓住泥土,防止水土流失。代际公平“代际公平”是可持续发展原则的一个重要内容,主要是指当代人为后代人类的利益保存自然资源的需求。这一理论最早由美国国际法学者爱迪. B. 维丝提出。代际公平中有一个重要的“托管”概念,认为人类每一代人都是后代人类的受托人,在后代人的委托之下,当代人有责任保护地球环境并将它完好地交给后代人。代际公平由三项基本原则组成:(1)“保存选择原则”,即每一代人应该为后代人保存自然和文化资源的多样性,避免限制后代人的权利,使后代人有和前代人相似的可供选择的多样性;(2)“保存质量原则”,即每一代人都应该保证地球的质量,在交给下一代时,不比自己从前一代人手里接过来时更差,也就是说,地球没有在这一代人手里受到破坏;(3)“保存接触和使用原则”,即每代人应该对其成员提供平行接触和使用前代人的遗产的权利,并且为后代人保存这项接触和使用权,也就是说,对于前代人留下的东西,应该使当代人都有权来了解和受益,也应该继续保存,使下一代人也能接触到隔代遗留下来的东西。作为可持续发展原则的一个重要部分,代际公平在国际法领域已经被广泛接受,并在很多国际条约中得到了直接或间接的认可。代内公平“代内公平”也是可持续发展原则的一个重要内容,它是指同一代人,不论国籍、种族、性别、经济水平和文化差异,在要求良好生活环境和利用自然资源方面,都享有平等的权利,从历史和现状来看,代内不平等的情况非常严重。发达国家的富裕大多建立在对发展中国家自然资源的剥削和掠夺之上,并且将发展中国家视为转嫁污染的“垃圾场”。而发达国家不顾环境的快速发展也使环境问题日益严重,使环境危机危及整个人类的生存。同代人之间的平衡要求一国在开发和利用自然资源时必须考虑到别国的需求,还要求考虑各个国家如何分担环境保护责任。这种公平,不是绝对数上的公平,而是从历史、现状来分析的一种公平,那种主张一切国家不加区分地分担环境责任的公平,其实是一种真正的不公平。

代内公平原则是1992年联合国环境与发展大会的主题之一,也被许多国际条约和文件认可。要想真正实现代内公平,必须重新调整各国利益,建立新的国际经济秩序和全球伙伴关系。这是一个充满政治、经济、社会困难的长远过程。地球的水圈

地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表和地下,成为大气水、海水、陆地水(包括河水、湖水、沼泽水、冰雪、土壤水、地下水)以及存在于生物体内的生物水,这些水不停运动和相互联系着构成水圈。

地球上的水,其中海洋覆盖了地球表面积的71%,淡水仅占地球总水量的2. 59%,而其中又大约有70%以上属固态水——冰,储存在极地和高山上,只有不到30%的淡水存在于地下、湖泊、土壤、河流、大气等之中。考虑到大气水分与地下水,水圈的上限可为对流层顶,下限为深层地下水所及的深度。水圈与大气圈、生物圈、岩石圈、土壤圈之间有极密切的关系。地质大循环

地质大循环又叫“物质的地质大循环”、“物质的地质淋溶过程”。指矿物质养料在大陆与海洋之间循环变化的过程。地壳表面的岩石和矿物,在物理、化学和生物风化作用下,逐渐会破碎成碎屑土粒和溶解于水的矿物质,这些碎屑土粒和矿物质中的一部分,又会在雨水的冲刷、淋溶下,被水流最终带到湖泊和海洋,并在那里沉积下来形成各种沉积岩石。经过漫长的岁月,由于地壳运动,海底上升为陆地,沉积岩再次遭受风化变成碎屑土并把所含矿物质养料重新释放出来。这种岩石风化--淋溶--沉积--成岩--风化的循环往复过程,就叫“地质大循环”。地质环境

地质环境主要指的是地球表层下面的坚硬壳层即岩石圈的状况。地质环境是地球演化的产物。岩石在太阳能作用下的风化过程,使固结的物质解放出来,参加到地理环境中去,参加到地质循环以至星际物质大循环中去。地质环境为我们提供了大量的生产资料,丰富的矿产资源。目前,人类每年从地壳中开采大量的矿石,从中提取大量的金属和非金属原料,还从煤、石油、天然气、地下水、地热以及放射性物质中获取大量能源。随着科学技术水平的不断提高,人类对地质环境的影响也更大了,一些大型工程直接改变了地质环境的面貌,同时也是一些自然灾害(如山体滑坡、山崩、泥石流、地震、洪涝灾害等)的引发因素,这是值得引起高度重视的。地质灾害

地质灾害是指由于自然和人为地质作用,使生态环境遭到破坏的灾害事件。在我国,主要地质灾害包括地震、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失、地面塌陷、地裂缝、土地沙漠化、火山爆发等,其中除地震、火山爆发等灾害外,其他大多数地质现象都是由人为因素引发的。据国土资源部统计,近年来,我国每年因地质灾害(不包括地震)造成的经济损失约占各种自然灾害的1/5~1/4。因此,减少或制止破坏生态环境行为,及时采取防范和治理措施,是减少损失的主要途径。地理环境

地理环境是能量的交错带,位于地球表层,即岩石圈、水圈、土壤圈、大气圈和生物圈相互作用的交错带上,其厚度约10~30千米。它具有三个特点:(1)具有来自地球内部的内能和主要来自太阳的外部能量,并在此相互作用;(2)它具有构成人类活动舞台和基地的三大条件,即常温常压的物理条件、适当的化学条件和繁茂的生物条件;(3)这一环境与人类的生产和生活密切相关,直接影响着人类的饮食、呼吸、衣着、住行。由于地理位置不同,地表的组成物质和形态不同,水、热条件不同,地理环境的结构具有明显的地带性特点。因此,保护好地理环境,就要因地制宜地进行国土规划、区域资源合理配置、结构与功能优化等。地球表层

普通人眼中的地球真的是五彩缤纷无所不能,而用科学的语言来概括却很简单:地球表层是由大气圈的下部(即对流层)、岩石圈的上部和整个水圈、生物圈共同组成。地球表层是地球吸收和转化太阳能的机构,同时又是地球上岩石、水、空气和生物相互作用的地方。它包括水分的蒸发、洋流、陆地水的运动、岩石的风化、土壤的形成、生物的成长和繁衍等复杂多样的自然过程,呈现出一个个千变万化,多姿多彩的自然现象,人类就生存在这样一个生命过程活跃、自然景观十分壮观的大千世界。

岩石圈、水圈和大气圈这三个圈层相互作用、相互影响、相互制约、相互渗透的交错带,有一个生命活动的空间。地球上的生物圈

我们把有生命(人、动物、植物和微生物)存在的空间圈层,称为生物圈。目前,科学家们在生物圈之外也发现了生命存在的迹象。现代科学认为,生物圈的上限在地面以上12~18千米的高空;下限大约在地面下12千米的地球深处。在生物圈之内,生物与环境之间不断地进行着物质循环和能量交换,构成了一个完整的对立统一体。生物圈是地球独特的圈层,它不但是生命活动的空间,而且是生命生存环境最复杂的空间。可以说,生物圈是地球上一切生物及其生存环境的总称。

在地球上之所以能够形成生物圈,是因为在这样一个薄层里同时具备了生命存在的四个条件:阳光、水、适宜的温度和营养成分。总之,地球上有生命存在的地方均属生物圈的一部分。生物圈的最显著特征是其整体性,即任何一个地方的生命现象都不是孤立的,都跟生物圈的其余部分存在着历史的和现实的联系。地球上的“三极”臭氧层的破坏性

臭氧具有强烈吸收有害紫外线的功能,臭氧层是保护地球上生物的天然屏障。然而,随着生产力水平的发展,特别是进入现代社会以来,由于人类向大气中排放大量氯氟烃物质,导致地球上空的臭氧层变薄,严重地危害了人类自身以及其他生物的生存安全。

目前臭氧层破坏比较严重的地方在地球的“三极”上,即北极地区、南极地区和青藏高原的上空。原来包围在地球周围厚厚的大气层,在垂直方向上可以分为五层;对流层、平流层、中间层、热层和外层。臭氧层就位于平流层当中。对流层是高度最低的一层,它和人类的关系最为密切,人类向大气中排放的有害气体首先进入到该层当中。它的高度就是该层空气对流运动所能到达的顶端,因而其高度随纬度和地势高低而变化;赤道地区因所获得的太阳辐射较多,空气对流运动旺盛,因而对流层较高;两极地区因所获得的太阳辐射较少,空气对流运动较弱,对流层较低;南极相对于北极更冷一些,因而其对流层就更低;青藏高原虽然纬度不是很高,但由于它作为“世界屋脊”的较高的地势,使其表面温度降低,空气对流运动不够旺盛,因而对流层也较低。

正是由于“三极”地区上空的对流层也较低,相应的平流层的高度也随之降低。人们向对流层大气中排放的氯氟烃物质会随着大气的环流运动而到达“三极”地区的上空,正是因为“三地”的平流层较低,所以氯氟烃能到达平流层中而破坏臭氧层。实际的观测结果也最低,臭氧层破坏最为严重,已经出现了臭氧空洞;北极度地区臭氧层破坏较南极地区轻一些,青藏高原地区臭氧层破坏较北极度地区又轻一些。地球的土壤圈

土壤圈是指岩石圈最外面一层疏松的部分,其表面或里面有生物栖息。土壤圈是构成自然环境的五大圈(大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈和生物圈)之一,是联系有机界和无机界的中心环节,也是与人类关系最密切的一种环境要素。土壤圈的平均厚度为5米,面积约为1. 3亿平方千米,相当于陆地总面积减去高山、冰川和地面水所占有的面积。土壤是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产物,是人类和其他生物赖以生存的物质基础。土壤的本质属性是具有肥力。肥力是指土壤供给植物生长发育所必需的水分和营养元素的能力。土壤肥力的大小取决于水、肥、气、热的协调状况及土壤能否提供植物生长发育的条件。这些条件与土壤物质组成、能量运动状况、自然条件以及人工措施等有关。一般说,在气候、生物等自然因素作用下形成的土壤称为自然土壤;在耕种、施肥、灌排等人为因素作用下改变着土壤的自然特性,这些土壤称为耕作土壤。地面沉降

地球表面的海拔标高在一定时期内不断降低的环境地质现象叫地面沉降。地面沉降有自然的地面沉降和人为的地面沉降。自然的地面沉降一种是地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下,由松散到细密的成岩过程,另一种是由于地质构造运动、地震等引起的地面沉降。人为的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。地面沉降的危害主要有:(1)毁坏建筑物和生产设施;(2)不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带,在进行城市建设和资源开发时,需要更多的建设投资,而且生产能力也受到限制;(3)造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时,会发生海水倒灌,使土壤和地下水盐碱化。对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施。地方病

人的生长和发育同一定地区的化学元素含量有关。由于地质历史发展的原因或人为原因,地壳表面的元素分布在局部地区有异常现象,如某些元素过多或过少等。因此,在当地居民人体同环境之间元素交换出现不平衡,人体从环境摄入的元素量超过或低于人体所能适应的变动范围,就会发生地方病,或叫化学性地方病。地方病是同一定的自然环境有密切关系的疾病,发生在某一特定地区。如一个地区的碘元素分布异常,可引起地方性甲状腺肿或地方性克汀病,氟元素分布过多,可引起地方性氟中毒等。电磁污染

电场和磁场交互变化产生电磁波,向空中发射的现象,称为电磁辐射。过量的电磁辐射造成电磁污染。随着无线电广播、电视及微波技术事业的发展与普及,射频设备的功率成倍提高,地面上的电磁波辐射大幅度增加,于是高强度电磁辐射的物理、化学和生物效应及其对人体的影响和危害逐渐引起人们的重视。影响人类生活环境的电磁污染根据污染源可分为天然和人工两类。

天然电磁污染是由某些自然现象引起的,最常见的是雷电,此外还有火山爆发、地震和太阳黑子活动引起的磁爆等。天然的电磁污染对短波通讯的干扰特别严重。

人工电磁污染源有:高频感应加热设备,包括高频淬灭、高频焊接和高频熔炼等;高频介质加热设备,主要有塑料热合机、高频干燥处理机和介质加热联动机等;超短波理疗设备;无线电广播通讯;微波加热与发射设备。其中广播电台或通讯发射台电磁辐射比较严重。E恶臭

大气、水和各种固态物质散发的令人不快的气味称为恶臭。恶臭主要是由各种有机物质的腐烂、生物的霉臭、农药和化学品气味、生产过程中的原材料或中间产品和涂料的气味以及各种生活废弃物的腐臭等引起的。

恶臭的评价带有较强的主观性,不同的人对同样的气味所感觉到的恶臭强度是不一样的。恶臭通常是由氨、甲硫醇、硫化氢、甲硫醚、二甲硫醚、三甲胺、乙醛、苯乙烯等物质产生的。恶臭物质的浓度和人嗅觉感到的恶臭强度近似地满足对数关系,即恶臭物质的浓度增加10倍,人嗅觉感到的恶臭强度近似增加1倍。恶臭使人产生不快感,并能通过神经系统影响人的新陈代谢,产生头昏、恶心、呕吐和失眠等症状,严重时还会引起昏迷等中毒症状。厄尔尼诺

厄尔尼诺(西班牙语为“圣婴”)这个名称最早起源于19世纪末秘鲁沿岸的渔民中间,指季节性的向南流动的暖洋流入侵,取代了往常他们捕鱼时向北流动的冷洋流,这种现象一般发生在圣诞节前后。如今,厄尔尼诺不再指局地性的洋流的季节性变化,而是指南方涛动现象中的一部分。厄尔尼诺、南方涛动指的是影响全球的连续但不规则的大气和海洋循环变化的一种现象。厄尔尼诺指中东太平洋地区海洋表面异常增温并与低层大气相互作用,它能产生较为显著的天气影响。二硫化碳

二硫化碳纯品为无色、有折光、易燃、无异嗅液体。工业品为黄色,且有极难闻气味,具有极易挥发性,其蒸气比空气重1. 6倍,易燃有毒,在空气中可形成爆炸性混合物。几乎不溶于水,但可溶于苛性钠及硫化碱的溶液,能与醇、醚、苯、氯仿、四氯化碳及油脂等混溶。二硫化碳是优良的有机溶剂,工业上用途很广,对金属及木材均有腐蚀作用,故在制造与使用过程中常因设备腐蚀而造成跑、冒、滴、漏,导致环境的污染和中毒事故。

二硫化碳可经呼吸道、皮肤、消化道侵入人体,是神经系统的一种毒物,能抑制酶的活性,影响脂蛋白代谢,造成心血管疾病。长期接触低浓度二硫化碳可引起慢性中毒,产生迟钝、失眠、记忆力衰退、多发性神经炎,动脉粥样硬化等疾病。短时间接触高浓度的二硫化碳蒸汽可引起急性中毒。轻者出现头痛、眩晕、恶心及精神症状;重者先强烈兴奋,继之出现意识丧失,瞳孔反应消失,甚至死亡。F辐射育种

辐射育种在20世纪经历了一个突飞猛进的发展过程。1927年,美国科学家穆勒利用X射线使果蝇发生大量突变。1934年,印尼科学家托伦纳利用X射线照射烟草,育成烟草新品种,开创了农作物辐射育种的新纪元。1958年,美国国家原子能实验中心开展了大规模田间辐射育种研究。日本用射线对水稻农林X号进行田间照射,获得545个突变体,提高了蛋白质的含量。1964年美国利用热中子辐射,培育出抗倒伏、早熟、高产的“路易斯”软粒小麦。1986年意大利用热中子辐射培育出抗倒伏、丰产的硬粒小麦。

中国自20世纪50年代后半叶以来,开展辐射育种研究,已先后育成水稻、小麦、大豆等各种作物品种品系20多个,其中用射线照射“南大2419”育成良种“鄂麦6号”;用射线照射“科字6号”获得优良稻种“原丰早”使成熟期提早45天。80年代以来定向控制突变成为辐射育种工作的中心课题。90年代,辐射育种进入了一个更加快速发展阶段。粉煤灰

粉煤灰是煤炭燃烧产生的烟气中的细灰。通常是指从燃煤火力电站烟道气中收集的细灰。

粉煤灰是煤炭进入1300~1500℃的炉膛,在悬浮燃烧条件下,受热后再冷却而形成的小球体,表面光滑,微孔细小。其主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、三氧化硫等。

粉煤灰的排放量与所燃煤炭的灰分含量有关,灰分愈高,排放量愈大。大量的粉煤灰不加处理,会产生扬尘污染大气。直接排入水系又会淤塞江河湖泊,对水体造成污染,破坏水生生态系统,影响水产养殖业,而且其中的有害成分对人体健康也有不良影响。放射性污染

放射性元素的原子核在衰变过程中产生α、β和γ射线的现象,俗称放射性。由放射性物质造成的污染,叫做放射性污染。放射性污染对环境的影响主要表征是使环境的放射水平高于天然本底或超过国家规定的标准。造成放射性污染的物质称为辐射源,一般分为天然辐射源和人工辐射源两大类。天然辐射源中,一种是通过地球大气层的宇宙射线;另一种是地球水域和矿床(如铀、镭等矿)的天然辐射源。人工辐射源有医用射线源(用以诊断和治疗病人)、核武器试验产生的放射性沉降以及核能工业排放的各种放射性废物等。辐射与吸收

在整个宇宙,能量都是在相互传导的。地球边吸收太阳的辐射能,边又向天空放射红外线,求得相对的能量平衡。太阳放射的辐射有人眼可以看见的可见光,也有人眼看不见的辐射,如无线电波、红外线、紫外线等。地球表面并不能像太阳那样放射可见光,只有在个别情况下如火山爆发、森林自燃、电闪雷鸣时,才会发生零星的自然发生现象。地球表面和大气也可以放射辐射,即红外线。地面辐射是向着大气的,有一部分辐射能量被大气吸收,一部分穿过大气进入太空。大气辐射一部分能量向内,被地面吸收,一部分向外进入太空。

太阳的辐射与地球表面的吸收,呈现出一种矛盾而又统一的相互依存的关系。也就是说,地球放射的红外辐射能量与吸收的太阳辐射能量大体上是相等的。如果地球的表面和大气只是不断地吸收太阳辐射能,不会放射红外线,或放射红外线的能量少于吸收的太阳辐射能量,地球就会越来越热。反之,地球放射红外线的能量多于吸收的太阳辐射能量,地球就会越来越冷。氟化物

大气中有气态氟与尘态氟两种。由呼吸道吸入的气态氟几乎全部被肺吸收并进入血液循环系统;尘态氟则根据颗粒大小分别沉积在呼吸道、气管和肺泡内。吸入的氟一部分通过肾脏排出体外,一部分则蓄积在骨骼和牙齿中,使牙齿变质,牙质松脆、缺损或脱落。骨骼的氟中毒表现为腰痛,骨关节变形,畸形,骨质硬化,严重时造成瘫痪。

氟被植物吸收后,即转移到叶片尖端和边缘,积累到一定浓度后,能使叶肉细胞质壁分离,轻则出现伤斑,叶片脱落,影响生长发育,产量下降,重则死亡。分拣机器人

20世纪70年代人们就用超声波检查挑拣变质的蔬菜和水果,但对外表不易觉察的烂土豆则无能为力。英国人曾研究了遥控机械系统,通过电视屏幕上看土豆,只需用指示棒碰一下烂土豆图像,专门的装置便可以把烂土豆挑拣出来扔掉。但这种机器离开人就不能工作。后来专家发现,土豆良好部分和腐烂部分对红外线反射是不同的,于是发明用光学方法挑拣土豆。土豆是椭圆体,为了能够观察到土豆的各个部位,机器人具备了传感器、物镜和电子—光学系统。一个小时它就可以挑拣3吨土豆,可以代替6名挑拣工人的劳动,工作质量大大超过人工作业。

现在自动分拣机器人已得到了广泛的应用。日本研制的西红柿分选机每小时可分选出成百上千个西红柿。日本研制的苹果自动分选机,每分钟可选540个苹果,根据颜色、光泽、大小分类、并送入不同容器内。日本研制的自动选蛋机,每小时可处理6 000个蛋。废石膏

这是以硫酸钙为主要成分的一种工业废渣。按其不同的来源有不同的俗称,例如:以磷酸盐矿石和硫酸为原料制造磷酸时所产生的废渣称为磷石膏;以氟化钙和硫酸制备氢氟酸时所产生的废渣称为氟石膏;由海水提取食盐所产生的石膏称为盐石膏等。

废石膏呈粉状,主要成分是硫酸钙,含量在80%以上,其他成分为硅、铝、铁、镁、钠、钾、磷、钛、锦、碳、氟等元素的氧化物。

废石膏的排放量很大,每生产1吨磷酸约可排出5吨磷石膏。大量废石膏如不妥善处置,任意堆存,不但占用大片土地,而且会污染水体和土壤。例如,氟石膏中含氟量高达3. 07%,其中2. 05%是水溶性的,如处置不当,则会危害农业生产和人体健康并威胁牲畜生长繁殖。防治石油污染

海洋石油污染绝大部分来自人类活动,其中以船舶运输、海上油气开采,以及沿岸工业排污为主,由于石油产地与消费地分布不均,因此,世界年产石油的一半以上是通过油船在海上运输的,这就给占地球表面71%的海洋带来了油污染的威胁,特别是油轮相撞、海洋油田泄漏等突发性石油污染,更是给人类造成难以估量的损失。

1991年的海湾战争造成的输油管溢油,使200多万只海鸥丧生,许多鱼类和其他动植物也在劫难逃,一些珍贵的鱼种已经灭绝,美丽丰饶的波斯湾变成了一片死海,海洋石油污染对海洋生态系统的破坏是难以挽回的。

海上溢油不仅破坏海洋环境,而且还存在发生火灾的危险,因此,一旦出现溢油事故,一方面要尽可能缩小污染区域,另一方面要迅速消除和回收海面上的浮油,处理溢油的一般方法,是用围油栅将浮油围住后,一边用浮油回收器进行回收,一边喷洒消油剂,使原油尽快形成能消散于水中的小油粒。

为防止溢油污染海洋,我国也建立了自己的监测体系,开发配备了相应的围油栅、撇油器、收油袋等防污染的设备,科研人员还绘制了海洋环境石油敏感图,并建立了溢油漂移数值模型、数据库和溢油漂移软件,一旦发生溢油事件,有关人员在很短的时间内,就会了解溢油海域的污染情况,及溢油的运行轨迹。

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