蓝天、碧水、绿地：地球环保的故事(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：管成学,赵骥民

出版社：吉林科学技术出版社

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蓝天、碧水、绿地：地球环保的故事试读：

序言

放眼21世纪，科学技术将以无法想象的速度迅猛发展，知识经济将全面崛起，国际竞争与合作将出现前所未有的激烈和广泛局面。在严峻的挑战面前，中华民族靠什么屹立于世界民族之林？靠人才，靠德、智、体、能、美全面发展的一代新人。今天的中小学生届时将要肩负起民族强盛的历史使命。为此，我们的知识界、出版界都应责无旁贷地多为他们提供丰富的精神养料。现在，一套大型的向广大青少年传播世界科学技术史知识的科普读物《世界五千年科技故事丛书》出版面世了。

由中国科学院自然科学研究所、清华大学科技史暨古文献研究所、中国中医研究院医史文献研究所和温州师范学院、吉林省科普作家协会的同志们共同撰写的这套丛书，以世界五千年科学技术史为经，以各时代杰出的科技精英的科技创新活动作纬，勾画了世界科技发展的生动图景。作者着力于科学性与可读性相结合，思想性与趣味性相结合，历史性与时代性相结合，通过故事来讲述科学发现的真实历史条件和科学工作的艰苦性。本书中介绍了科学家们独立思考、敢于怀疑、勇于创新、百折不挠、求真务实的科学精神和他们在工作生活中宝贵的协作、友爱、宽容的人文精神。使青少年读者从科学家的故事中感受科学大师们的智慧、科学的思维方法和实验方法，受到有益的思想启迪。从有关人类重大科技活动的故事中，引起对人类社会发展重大问题的密切关注，全面地理解科学，树立正确的科学观，在知识经济时代理智地对待科学、对待社会、对待人生。阅读这套丛书是对课本的很好补充，是进行素质教育的理想读物。

读史使人明智。在历史的长河中，中华民族曾经创造了灿烂的科技文明，明代以前我国的科技一直处于世界领先地位，涌现出张衡、张仲景、祖冲之、僧一行、沈括、郭守敬、李时珍、徐光启、宋应星这样一批具有世界影响的科学家，而在近现代，中国具有世界级影响的科学家并不多，与我们这个有着13亿人口的泱泱大国并不相称，与世界先进科技水平相比较，在总体上我国的科技水平还存在着较大差距。当今世界各国都把科学技术视为推动社会发展的巨大动力，把培养科技创新人才当做提高创新能力的战略方针。我国也不失时机地确立了科技兴国战略，确立了全面实施素质教育，提高全民素质，培养适应21世纪需要的创新人才的战略决策。党的十六大又提出要形成全民学习、终身学习的学习型社会，形成比较完善的科技和文化创新体系。要全面建设小康社会，加快推进社会主义现代化建设，我们需要一代具有创新精神的人才，需要更多更伟大的科学家和工程技术人才。我真诚地希望这套丛书能激发青少年爱祖国、爱科学的热情，树立起献身科技事业的信念，努力拼搏，勇攀高峰，争当新世纪的优秀科技创新人才。

一、地球母亲的沧桑

这是我国杰出诗人郭沫若对地球的赞颂。

的确，地球创造了生命，养育了人类，是人类文明存在和发展的摇篮。人类在大自然的摇篮中生存，大自然又慷慨无私地赐给人类生活所需的一切资源。自古以来，清新的空气飘荡在苍穹，充足清洁的水流淌在江河湖沼，肥沃的土地盛产粮棉，丰富的矿产资源藏于地下。那蔚蓝色的大海，郁郁葱葱的森林，巍峨挺拔的高山，多姿多彩的动植物使大自然的景色更加秀丽和壮观。人类在这美好的大自然中生活的历史已有数百万年计。

人类承受着地球慈母般的滋养之情，依赖着地球母亲提供的生存资源。人类用聪明的大脑，勤劳的双手为地球梳妆，以报答她的深恩。一座座楼房拔地而起，一座座荒山变成梯田。错落有致的住宅，笔直宽阔的大道，奔驰如飞的汽车，争奇斗妍的繁花，形成了城市的景象；那整齐的菜畦，明亮的暖房，高矮适度的农舍，万顷碧波里穿梭嬉戏的鱼群，撒欢的乳牛和猎狗，形成了农村的田园景象。

人们把第一颗种子播入田地时，宣告了原始游牧生活的结束。第一台蒸汽机车的出现，标志着人类进入了工业革命时代。电灯的出现，为人类社会带来了光明，汽车、拖拉机的出现，给人类带来了速度和力量。电镀使金属发光，石油化工给人类创造了奇迹。原子能的发现及利用标志着人类又进入了一个崭新的核能时代。

当人们陶醉在“征服”自然，取得物质财富的喜悦之中时，地球母亲却满身伤痕，日趋脆弱，发出了痛苦的呻吟……由于人类没有珍惜地球母亲无私的赐予，没有科学地利用地球，使地球环境受到了极大的破坏，连人类自己也说不清楚究竟欠下地球多少孽债，埋下多少隐患，引发了多少灾难，遭受到多么无情的报复与惩罚。

二、蓝天

震惊世界的伦敦烟雾事件

1952年12月5日至9日，是英国工业发展史上极不光彩的一页。在这4天里，灰色的浓雾就像一块硕大的帷幕从天而降，盖在城市的上空。工厂和家庭里排出的一条条“黑龙”，由于浓雾的笼罩，只能在下面翻滚积累。浓雾和烟雾形成的云海久久不散，成千上万的市民感到胸闷、喉痛，出现呕吐、呼吸困难，进而发烧。一时医院拥挤不堪，4天内竟有近4000人死亡。在烟雾后期，又有8000人病死，其中老人和儿童居多。

谁是杀人的凶手？事情发生后舆论哗然，英国当局被迫进行调查。由于组织措施不力，始终弄不清楚主要原因是什么，以至于烟雾事件愈演愈烈，在1956、1957和1962年又连续发生了几起。直到1963年才算弄清了“雾都惨案”的起因。原来是大气中的烟尘和二氧化硫等污染物“协作行凶”。

大气是围绕在地球周围的一层淡蓝色的气体，是地球上的生命物质生存的保证。正是由于有了这层大气，人类和各种生物才能进行呼吸。洁净的空气对于生命来说是非常可贵的，生命的代谢一刻都离不开新鲜的空气。据生命科学家估计，人可以一个月不吃饭，5天不喝水，而断绝空气可能不到5分钟就会死亡。

在距地面12千米以内的空气层，占据了大气层总重的95%，此层空气上冷下热，产生了活跃的对流，大气污染主要发生在这个层面。

在地球形成的早期，大气是清洁的。然而，由于人类的活动，特别是现代工业的发展，向大气中排放的废弃物质越来越多。据卫星和其他监测装置的监测结果，人类的工业活动正在改变着大气的化学组分。若使大气恢复原状需要几个世纪的时间。

举世闻名的产业革命开始后，煤作为新的能源一跃成为工业的“基本口粮”，就连瓦特也没有想到，由他发明的蒸汽机在使人类社会生产力发生飞跃的同时，也将人类带入了一个烟尘世界。一座座烟囱如同伸向天空的“黑笔”，烟囱喷出条条“黑龙”般的烟雾，夹杂着燃烧过程中生成的二氧化碳、二氧化硫和烟尘一起涌向了大气层，抹黑了洁净的蓝天。有人计算过，每烧掉一吨煤，大气中就会增加9—50千克烟尘，10千克的二氧化硫，3—9千克的二氧化碳以及其他有毒物质。而人通过呼吸把这些有毒物质吸入体内。

幸好正常人体的呼吸道具有抵抗外界有害的细微物质的屏障作用，称为“人体自卫防线”。

一般来说，直径大于5毫米的烟尘微粒，不易进入肺泡，易被鼻腔、鼻毛、声门和支气管黏膜阻留。黏膜上皮的纤毛能成簇有力地往喉部方向摆动，使吸附有烟尘的黏液逐步被推向呼吸道，排出体外。直径小于5毫米的烟尘粒子虽能到达肺泡，但一部分能随呼气排出，另一部分则被吞噬细胞吞噬，通过肺泡上皮的呼吸性支气管黏膜表面的一层液体由于传送出去。

由于以上几道“人体自卫防线”的作用，正常人的肺泡中只存在少量的不至于引起机体疾病的细菌。

但是当大气中含有低浓度的飘尘和二氧化硫时，由于长时间的持续作用，就会减弱和破坏呼吸道的屏障作用，引起慢性萎缩性鼻咽炎、慢性支气管炎、肺炎和肺气肿等慢性疾病。

在大气污染加重时，如果出现无风或微风，有雾和气温逆增等不利于污染物扩散的情况，污染物就会不断地蓄积起来，形成有毒烟雾，笼罩在城市上空，持续数日不散，从而造成急性中毒死亡事件。位于盆地和四面环山的地区更容易出现这种危害，近百年来，有据可查的就有20多起，其中危害最重的就是前面提及的“伦敦烟雾事件”。伦敦地处盆地，而当时的气象条件也正处无风、有雾和气温逆增的情况下，不利于污染物的扩散，使之越聚越多，在60—90米的低空形成了一个厚厚的烟雾层。当时检测出大气中的飘尘量比平时高5倍，二氧化硫含量比平时高3.5倍，因此，在死亡者中，以支气管炎死亡率最高，其次是肺炎、肺结核和心肺疾患。

煤在人类文明史上立下了汗马功劳，直到现在煤炭还是工业生产、家庭生活的主要能源之一。火车、轮船、冶炼、发电大部分用煤，做饭、取暖也要用煤，煤在全世界能耗结构中所占比例为30%。可见煤已成为大气污染的罪魁祸首，遏制大气污染应首先驯服“黑色的烟龙”。

为了消除烟雾的帮凶——硫化物的隐患，世界各国科学工作者先后研制了各种脱硫装置，采用的方法大致有回收法和抛弃法两大类。

在回收方法中主要有石灰石法、石灰双碱法、喷雾干燥法、氯化镁法和柠檬酸盐法等十几种脱硫工艺。上述工艺脱硫的主要原理是：用石灰石、石灰乳等脱硫剂与吸收塔中的二氧化硫发生化学反应生成硫酸钙等废物，硫酸钙再浓缩干燥投入废料厂，用于填土或制成建筑材料。其工艺的脱硫效果达到90%以上。

20世纪70年代开始发展的电子射线脱硫脱硝方法也颇受人们的欢迎。该法是在装置中加入微量的氨与烟气混合，然后以速度不足光速1%的电子束照射，可以使烟气中90%以上的二氧化硫、氮氧化物立即氧化，并同氨反应生成化学肥料——硫酸铵和硝酸铵。既除去了烟气中的硫，又获得了硫的副产品。

近年来美国研发的两种脱硫方法引起人们的广泛关注。一种是石灰石多级喷射燃烧技术；另一种是全干式喷射技术，即向烟气中喷入粉状碱性物质作为脱硫剂，再用布袋除尘器搜集。上述两种方法不仅可脱硫，还可减少氢化物的排放，成本低、易于推广。但由于回收法脱硫工艺复杂，投资费用又比较大，许多国家采用经济代价较小的抛弃法。

抛弃法最早由前苏联科学家提出，即用两个装有缆绳的气囊轮流把工业废气送入高空，当气囊达到指定高空时，以缆绳压迫气囊把工业废气排入高层大气，使之在紫外线的作用下发生分解。

我国内蒙古和江苏等地，为了消除烟雾事件中的“元凶”——烟尘，从燃烧方式着想，研制了上燃型煤和生产锅炉，火焰由上往下延伸燃烧，使煤在着火以前有个干馏预热过程，使燃烧更加充分，避免了大量炭黑析出。除此之外，武汉、鞍山、吉林等市在20世纪80年代相继研究出“静电抑制尘源技术”、“静电凝聚技术”、“电旋风除尘技术”、“水雾静电复合除尘技术”。这些除尘技术的采用在消除烟尘污染方面起到了很大的作用。一些经济发达国家为了控制烟尘对环境的污染，制定了严格的排放标准，使烟尘的排放量达到最低限度。如今人们在一些发达国家已看不到“浓烟滚滚”的景象，就连被称为“雾都”的伦敦市，经过多年的治理、改造，昔日迷蒙的烟雾都不见了。清新怡人的树木花草，洁净的空气取代了昔日漫天飞舞的尘埃，视域不及千米的雾日已由过去的每年50天减少到每年仅5天。

愿伦敦市民珍惜这一失而复得的景色，愿发展中国家不要重蹈“雾都”的覆辙。

都市中的“氧吧”

从来只听说病人需要吸氧，至于健康人吸氧倒是件新鲜事。然而在20世纪末的都市中，这样的新鲜事真的出现了，一种专供人们吸氧的场所——“氧吧”出现在我国一些大城市的繁华地段。

顾客步入厅堂，首先得到的享受，并不是美酒佳肴，而是通过从氧气储罐中引出的小管子，饱享一番毫无污染的新鲜氧气。这当然是一个令人感到新鲜的消费项目。据说，去一趟氧吧后，人的身心更加健康，生活、工作更加有活力。

现在“氧吧”只是少数人的一种消费需求，对大多数都市人不希望扩展这种需求，他们需要整座城市到处都是清新的空气。

近几年来，随着城市建设步伐的加快，楼房越盖越高，汽车越来越多，街道越来越拥挤，空气污染越来越严重。造成都市大气污染的主要污染源除了前面提到的烟尘外，还有汽车尾气。

汽车，作为第二次工业革命的骄子，自1885年问世后，实现了人们“日行千里”的愿望。人们借助于汽车发动机，可以舒舒服服地飞驰到远方，给人们带来了许多方便。在发达国家，汽车简直像人们穿在脚上走路的鞋一样成为必需之物。在我国，近几年汽车业的发展也呈现出兴旺发达的景象，汽车家族不断扩大，载重汽车、公共汽车、小汽车的数量逐年增加。有人预言：21世纪汽车将像自行车一样走进都市的千千万万个家庭之中。

然而，汽车业的发展却给都市带来了严重的污染。

1943年9月在美国洛杉矶上空出现了一种有刺激性的淡蓝色的烟雾。随之，马路两旁的树叶长满黄褐色的斑点，郊区蔬菜由嫩绿变成褐黄——呈蜡质状，甚至在洛杉矶100千米外的海拔2000米高山上，也发现很多松树枯死，果园里的葡萄又小又不甜；居民眼睛红肿流泪、喉痛胸闷、咳嗽不止，短短几天里竟有400多名65岁以上的老人丧生。经调查，当淡蓝色烟雾侵扰洛杉矶时，全市每天约有200多万辆汽车，要消耗1100多吨汽油。正是这些汽车排出的尾气造成了对人和树木的伤害。这就是历史上有名的“洛杉矶光化学烟雾事件”。

时隔41年，在1984年的23届奥运会上，有一只名叫“轰炸机”的秃鹰，正准备参加奥运会的开幕式表演，不料在表演之前突然死掉。兽医解剖了这只鹰的尸体后宣布：这只无辜的“生灵”死于臭名昭著的“洛杉矶烟雾”。

据美国大气污染规划局推算，美国每年交通工具排出的尾气，大约含一氧化碳6380万吨，碳氢化物1660万吨，氮氧化物810万吨，飘尘（含铅类）120万吨，硫氧化物80万吨，数量之大相当惊人。看来这个“汽车大国”在享受现代化工具带来方便的同时也付出了沉重的代价。当奔驰的汽车在市内穿行时，从车尾排出的烟雾夹带着难闻的气味源源不断地散布到。研究表明，汽车尾气的排放有如下特点：一是流动式排放，“汽车放屁，一溜烟”。且排放量与行驶速度有关，即车速越慢，一氧化碳排放量越高。特别是在城市繁华街道的交叉路口，红灯停车，汽车发动机仍在运行，尾气排放量就更大。二是污染物沿路面低空排放，尤其是载重卡车、三轮摩托车和拖拉机，它们行驶速度慢，柴油燃烧不完全，车经过之处，黑烟滚滚，扬起路尘，形成烟尘弥漫。三是汽车排出的污染物中的氮氧化物与碳氢化物在大气中氧的参与下，再经太阳紫外线的照射，便产生一系列的化学反应，生成臭氧、醛类和过氧乙酰硝酸酯等一系列对人和生物有危害的强氧化剂。所有这些化学反应的生成物与大气中的烟尘、水汽、酸滴互相混合形成浅蓝色的烟雾，这就是“光化学烟雾”。

随着汽车数量的猛增，光化学烟雾来势越来越猛，常常是突然发生。往往是在夏秋季中午前后，气温高、湿度低、风速较小时，烟雾浓度增大。遭受袭击的多半是活动在操场上的学生、露天运动场上的运动员、邮局的外勤人员和交通警察。受害者往往是突然晕倒，不省人事。目前，在美国的洛杉矶、日本的东京、印度的孟买和加拿大南部的一些城市，光化学烟雾有明显增多的趋势。我国某地在1979年也发生过光化学烟雾，连白天行车也要开灯。居民普遍感到眼痛、头晕、胸闷、呼吸困难。

由于城市空气，使得一些国家的商家特意把新鲜空气作为商品出售，大发“污染财”。巴黎和东京街头出现了向顾客供应新鲜氧气的自动售货机，只要你投一定数目的钱就可以吸到相应数量的新鲜空气。还有人试图把阿尔卑斯山的空气做成“空气罐头”出售。

人们渴望呼吸到新鲜空气，渴望驯服汽车尾气。强烈的愿望与先进的科学技术结合，终于催开了朵朵绚丽的科技之花。一场“绿色汽车革命”在全球展开，一些汽车制造商已经加快发展有益于环境保护的汽车。这种汽车使用清洁的能源，大大减少了汽车尾气中有害物质的排放量。

随着无铅汽油的问世，氢气及天然气汽车的研制成功，人们又将目光集中在能源充足、噪声小、无排放、速度快的电动汽车上。

提起电动汽车（电力驱动的车），人们并不陌生，如城市有轨电车、无轨电车，铁路线上的电力机车，工厂、车站的运货电瓶车等。这里所说的电动汽车，除不用油外，它与燃油汽车无任何不同，以高效蓄电池为能源，速度最高可达170千米/小时。以电为动力，可以一劳永逸地解决汽车的能源危机问题，且低噪声和无排放，特别对人口众多、交通拥挤的大城市具有更大吸引力。因此，近年来一些汽车制造厂商竞相开发“绿色”交通工具——电动轿车、电动公交车。

目前，美国投入运行的电动汽车为2000辆，日本为1300辆，法国为1000辆。美国和日本都通过立法和政府补贴的形式，鼓励和支持电动汽车的研制和开发。美国通用公司的电动小轿车在启动、时速、续驶等各个方面都令人满意。此外，这家公司还设置了安全、方便的蓄电池充电系统与之配套。他们设计生产的电动大轿车已在洛杉矶等地机场投入商业运营。法国雷诺公司从1995年开始推出个人用电动轿车。1996年3月，法国标致公司推出106电动轿车，该车低噪声，使用20节镍镉电池，充电一次可行驶100千米。

香港的人口密度高达6000人/平方千米，有效地减轻日益严重的大气和噪声污染自然成为当务之急。1994年8月香港举办了“环保博览会”，会上向公众展示了电动出租车。这种电动出租车是由普通燃油轿车改装而成的，由一套三组的镍镉蓄电池提供动力，最高时速可达135千米，平均时速为110千米。攀爬1:8坡度的斜坡，能源消耗功率达35千瓦时的时速为40千米。香港将市区内所有燃油出租车改造为电动出租车。与此相关的蓄电池充电（相当于汽车加油）问题，是通过设立遍布整个市区的电池更换中心网络解决的。市区设置12—15个电池更换中心，每个中心提供3个以上的更换单位；另有40—50个小型电池更换中心，设在其他各区。电动轿车在更换中心的泊位上，只要等4分钟即可充好电，继续行驶80—100千米。

我国在电动汽车的研究上也初见成效。据有关专家介绍，我国在电动汽车的能源——蓄电池的制造方面与国际水平相近；而国产电动汽车的心脏——电动机则居世界领先水平，在位于洛杉矶的美国休斯公司的展坪上，电动轿车样品的电动机便是来自中国的产品。

1996年3月1日，我国第一款电动大客车——“远望电动公交车”的两辆样车在河北胜利客车厂问世。远望电动公交车的外形及内部服务设施，与普通的豪华大客车并无两样，但它在行驶中不排放废气。这种电动车采用了20多项先进技术，其中电动机、控制箱、蓄电池采用了美国公司的产品。由于它采用变频调速取代机械变速箱，在行驶时，不仅平稳而且噪声低。在行驶过程中，车上的计算机对车辆的运行实行监控，保证车辆能在最佳状态下行驶。由此可见，它是一种理想的、无污染的市内公共交通工具，据研制人员估计，这种电动车很快就会实现商品化。

可以想象，不久的将来，一辆辆“绿色”电动轿车、电动公交车将行驶在城市大道上。它们不仅给市民的出行带来更多的舒适与方便，而且为改善城市环境做出贡献。那时，人们再也不会遭受汽车尾气的危害，市区上空的空气会洁净得多，雄鹰也会再次展翅翱翔在城市的蓝天上，城市“氧吧”自然也就不需要了。

酸雨危害及防治

4000年来，古埃及的狮身人面像一直静静地守护着神秘而庄严的金字塔。然而这举世闻名的古迹目前正面临着被毁坏的危险。由于酸雨的侵蚀，石像脸部裂缝日益严重，泪痕满面，如果不及时修复，那么拥有几千年历史的文化遗产可能毁于一旦。

建于公元前421年至公元前406年的希腊雅典卫城的古希腊宫殿，曾在漫长频繁战火中饱经风霜，近几十年来，却未逃脱和平时期酸雨的蹂躏而满目疮痍。

在我国，北京故宫太和殿台阶及天安门城楼前的汉白玉石雕，在20世纪60年代以前，它们一直完好无缺、光彩夺目地接待四方游人，而今它们也遭到酸雨的侵蚀，变得模糊不清。

酸雨这个由天而降的“死神”，正无情地吞噬着人类的历史遗产，几千年来人类历史文化进程中留下的具有时代特征的艺术珍品危在旦夕。什么是酸雨？所谓酸雨，是指大气中的硫氧化物和氮氧化物与雨、雪、水雾作用形成硫酸和硝酸，并随雨降落到地面。这种pH小于5.6的含酸的雨或雪称为酸雨。目前所指的酸雨主要指形成硫酸的二氧化硫沉降。

在地球上最早受到酸雨危害的地区是欧美的一些工业发达国家。在那里，由于长年累月燃烧煤、石油或石油产品，这些燃料在燃烧过程中放出大量的酸性气体——二氧化硫和氮氧化物。在潮湿而污浊的空气中，二氧化硫与水接触生成亚硫酸水溶液，在大气水分凝结核中的锰、铁等金属离子作用下，亚硫酸溶液被进一步生成硫酸，二氧化氮则生成稀硝酸。这些细微的颗粒长年在空中飘荡，一旦遇到降雨雪便随雨雪而下，这样就形成了酸雨。酸雨的毒性比一般的二氧化硫和氮氧化物大好多倍。古文物遭到侵蚀仅仅是酸雨的毒性作用之一。而酸雨的更大危害将是对地球上人、动物、植物、土壤及湖泊的影响。

20世纪70年代末，美国西弗吉尼亚州的小城惠林连续下了3天蒙蒙细雨，雨水比柠檬汁还酸。经测定，其酸度超过正常雨水的5000倍。在1974年苏格兰的一次暴风雨中，雨水的酸度与醋接近（pH为2.4）。

近些年来，雨水的酸度继续上升，降酸雨的地区仍在继续扩大。酸雨危害农作物、森林、草原。它使植物的叶子脱落，嫩枝变脆、枯死。在德国，有1/3的云杉死于酸雨的摧残。在新西兰和瑞典，已发现酸雨使天然森林生长率下降。酸雨落入土中会使土壤酸化，表层土壤元素易流失，土壤肥力下降。土壤的酸化不但使有害元素活性提高，甚至使铝成为有毒的元素。铝是地壳里含量最多的金属，约占地壳总重量的8.8%，地球上几乎到处都有铝的化合物，土壤中就含有许多氧化铝。由于它在中性环境中溶解度很小，故人们认为铝是一种无毒元素，对生物体并无多大害处。但是现代科学家证实，酸雨造成森林和水生生物死亡的主要原因之一便是土壤中的氧化铝在酸性条件下变成硫酸铝，使树木根部的铝浓度增加，树木因此大量死亡，农作物被毁坏，牧草枯死。酸雨落到河流、湖泊中，使水中碱度降低、酸度增加，破坏了水生生物群落的正常分布，使能够耐酸的植物（苔藓、丝状藻）和真菌生长速度加快，而使细菌分解作用下降，有机残渣迅速堆积在水面上，影响了水生植物的光合作用，使水生植物窒息，使浮游动物和水生无脊椎动物减少或被消灭。若酸雨把土壤中的铝溶解到湖泊中，对鱼来说更是雪上加霜。加拿大由于常下酸雨，有4000多个湖泊被宣判为死湖，还有1200个湖处于死亡的边缘。挪威南部1500多个湖泊中，pH低于4.3的湖泊70%已没有鱼存在。pH在5.5—6.0正常范围内的湖泊中，有10%的湖泊没有鱼。而且在过去的20多年中，挪威很多河流的鲑鱼已消失，真鳟也很快步其后尘。酸雨降落危及人类的健康。据报道，很多国家由于酸雨的影响，地下水中铅、铜、镉的浓度上升到正常值的10—100倍。1980年美国和加拿大有5100人死于酸雨的污染。

我国的酸雨污染自20世纪80年代以来呈加速发展趋势。酸雨污染的范围已从西南局部地区扩大到长江以南大部分城市和乡村。

重庆是西南地区的工业重镇，长江上游的经济中心，著名的历史文化名城。然而，在“绿色文明”的史册上，却载有山城暗淡的一笔。据“1994中华环保世纪行”的记者报道，这里已成为国内外公认的“空中死神”——酸雨活动最猖獗的地域之一。

据测算，重庆地区降雨已全面酸化。酸雨出现频率高达80%；1993年酸雨pH平均为4.31，其最低值为3.16；城市大气中二氧化硫浓度为0.39毫克/立方米，在全国72个主要城市中仅逊于贵阳而名列“榜眼”。“七五”期间，重庆酸雨沉降造成直接经济损失达5.4亿元，占同期全市国民生产总值的3.19%。此外，土壤酸化贫瘠、物种退化、名胜古迹受损，而人群和生物生存所受的潜在威胁，更是无法以货币值作价。

重庆地区农作物不同程度受到酸沉降的伤害，蔬菜损失尤重，瓜果类蔬菜死苗、黄叶、落花、落果频频发生，长势日衰。几年前的一场酸雨突降，5万亩（1亩=666.7平方米）水稻秆枯叶败，至今提起，人们还心有余悸。

近10年，重庆城郊树木长势有如江河日下，抗病抗害能力普遍减弱。南山风景区受酸沉降影响，马尾松叶尖枯黄脱落，诱发病虫害而大面积死亡，受害面积占85%，死亡面积为800公顷，被视为世界上大气污染对森林造成毁灭性灾难的典型。重庆市区街道的绿化树种已更换过3次，目前被认为适应能力最强的黄桶树也无力抵御日益加重的酸雨污染而提前衰老，并遭病虫害侵袭。

酸沉降对建筑材料的腐蚀，大大缩短其使用寿命。城市建筑、名胜古迹在多年的酸沉降侵蚀下，又黑又脏，面目全非。曾家岩八路军办事处旧址门前矗立的周恩来全身铜像经腐蚀已失去本色，令慕名而至的瞻仰者心中黯然。

世界卫生组织确认，大气中二氧化硫日均浓度为0.25—0.5毫克/立方米时，人的呼吸系统疾病增加，原有病情恶化。近10年，重庆市大气中高浓度二氧化硫和酸性气溶胶对人体健康产生危害，使全市肺癌死亡率逐年呈上升趋势。部分污染严重的地区，儿童呼吸系统疾病患病率增加，肺功能下降，免疫功能减退。“空中死神”如此猖獗地袭击地球上的建筑设施、生物资源乃至人类，使得世界各国人民纷纷携起手来，共同遏制这可怕的酸雨。

欧美、日本等国曾经采用了高烟囱排放方式以防止二氧化硫对本地区的污染。但有害气体并没有消失，仅是增大了它的污染范围，它散播得越远与湿空气形成酸雨的机会就越多，在别处造成的污染就越严重。例如：美国用高达300多米的烟囱把酸雨转嫁到加拿大，使加拿大雨水酸度增加了50多倍，使数千个湖泊变成“死湖”。每年加拿大的直接经济损失达150亿美元，酸雨成了美加之间争论不休的问题。类似这样的国际争端在其他国家地区也时有发生。

到了20世纪90年代，这种围绕酸雨的国际争端有所好转。越来越多的国家已经认识到，这种“出口”污染的方法，只是保护了本国、本地区的利益，但全球的污染还是没有减少，最终本国、本地区也难保不受污染。

1994年，欧洲国家和加拿大签署酸雨控制协议。来自加拿大、乌克兰等26个国家的代表，包括16个国家的环境部长，在经过两天的会议讨论之后，在挪威首都奥斯陆正式签署了这项协议。爱尔兰、葡萄牙等其他一些国家表示不久也将签署这一协议。

这一协议旨在降低大气中持续增长的硫化物含量，以减少酸雨对人类健康、野生动物、湖泊和森林资源的危害。与此同时，该协议根据不同国家承受污染能力的差异，为各国制定了不同的削减硫化物排放量的目标。德国到2005年，其硫化物的排放量将在1980年的水平上削减87%，瑞典、芬兰、丹麦和澳大利亚到2000年将削减80%硫化物的排放量。

为了防止东亚地区发展中国家重蹈欧洲工业发达国家的覆辙，日本环境厅提出了建立东亚地区“酸雨监控网”，旨在控制和防止东亚地区的酸雨对生态环境的危害。

我国政府对酸雨问题也非常重视，早在1982年就开始研究西南地区和南方地区的酸雨问题。1986年正式将上述地区的酸雨问题列入“七五”国家环保科技攻关计划。1990年国务院环卫会第十九次会议专门讨论了酸雨问题，决定“八五”期间继续开展针对酸雨的研究，征收二氧化硫的排污费，健全酸雨的监测网。国家环保局组织了对我国东南部酸雨的研究，并邀请酸雨专家根据目前研究成果提出意见。

酸雨的重灾区——重庆市，目前已与日本联手研究防治酸雨的课题。1994年确立的酸雨形成机制、传播运动规律，对人体危害、防治对策等课题开始攻关。

为了保护好先辈留下来的艺术珍品，使那些饱受风刀霜剑的文物与人类共存，人们在进行广泛深入的研究后，提出了各式各样的行之有效的方案。对意大利首都罗马的古建筑，专家提出用透明塑料套将古代有价值的纪念碑罩起来。埃及政府和英美考古学家联手制订了一个耗资巨大的修复狮身人面像的计划。我国科学家研制了一种用于文物保护的新型有机硅涂料。这种涂料可使严重风化的汉白玉石雕及故宫太和殿的台阶防水性提高2000倍。可以预料，随着人们对酸雨认识程度日益加深，治理手段日益完善，这个“天空中的死神”必将被彻底驯服。

“女娲补天”不再是传说

女娲先在大江大河里拣选了许多五色石子，架起火来把它们熔炼成岩浆，用来填补天空中的窟窿。为了不让补好的天再坍塌，她还杀了一只大乌龟，斩下它的四只脚，用来代替天柱，支撑四极。以后她又杀死猛兽，制服洪水，使人类得以安居。

许多年以来，这一神话故事一直广为流传，家喻户晓，人们把女娲视为心目中的英雄，赞颂她的勇敢和大无畏精神。当地球经过40亿年的沧桑岁月，正在步入21世纪的门槛时，“女娲补天”的神话又不同程度地引起人们的遐想。

在距地面20—40千米的一层空间是自然界臭氧的主要聚集地，我们叫它臭氧层。

纯净的臭氧是淡蓝色的气体，所以每当云开雾散时，它的素妆自然映入人们的眼帘，我们便看到了蔚蓝色的天空。你也许认为游离天际的臭氧太陌生，太遥远吧？其实，它就在我们周围，电闪雷鸣的阵雨后，有时可以嗅到一种特殊的味道，这就是雷电产生的臭氧散发在空气中的气味。臭氧在大气中的浓度较小，只占1/1000 000。即使在臭氧层，其浓度也低于1/100000。这薄薄的臭氧层臭氧含量虽小，但作用却不可低估，它如同一层天然的保护罩，能阻止无情的紫外线和危害生命的宇宙射线的长驱直入，使地球上的生物不至于受到紫外线强烈的辐射，真可谓“生命的保护衣”。

而如今，这层臭氧却在日益减少，天然保护层正在逐渐失去它的作用。由于臭氧层被破坏，紫外线辐射地面强度增加，温室效应气体产生，使海平面上升；紫外线辐射增加，还会引起皮肤传染病和皮肤癌发病率的增加。据测算，平流层臭氧减少1%，会引起生物活性紫外线-β放射量增加2%。根据流行病学研究的数据，紫外线-β放射量增加2%，可使基细胞皮肤癌发病率增加2%—5%，扁平皮肤癌发病率增加4%—10%。长期暴露于紫外线-β下，人的免疫系统会被破坏，会抑制皮肤乃至全身对某些疾病的抵抗力，还可诱发各种眼病，如白内障等。

臭氧的减少，对某些农作物影响也较大，可使农作物光合作用能力降低，植物的营养成分减少，生长速度减慢，产量降低。

海洋是人类食物的贮藏库，在人类生长、繁衍的漫长岁月中，它一直默默地为人类提供各种食物。而如今，伴随紫外线辐射的增加，海洋生命也将受到威胁。一份实验报告预言，如果臭氧减少16%，会使凤尾鱼减少6%—9%，臭氧即使只减少了很少一点，虾的繁殖力也会受到严重影响。

臭氧的减少，还会引起地球上的气候发生变化，全球变暖。其后果将导致冰川融化，海洋里水量增加，从而增加了地面上低洼地区发生洪涝灾害的风险。地球表面紫外线的增加，使得光化学烟雾问题日趋严重。紫外线与车辆和工业排放物相互作用，在地球表面形成一种毒性气体——臭氧，对植物、动物和人类都有害。

实际上，低气层中微量的臭氧非但不臭，反而给人以清新的感觉。雷雨后，空气格外新鲜，就是游荡着少量的臭氧可以消毒空气之故。很多有机树脂也很容易被氧化而放出臭氧来，所以一些疗养院常设在林叶荫翳，弥漫着树脂气息的树林里，这是低层空间少量臭氧的好处。然而，如果人们呼吸的空气中臭氧过多将会危害人的健康。

早在20世纪70年代初期，科学家们就发出警告，臭氧层可能遭到破坏，但在短时间内不会发生剧变。然而，变化之快真是出乎人们的意料。1985年英国研究人员公布的测量结果使人们震惊，南极上空臭氧浓度变得稀薄了，南极的上空出现了空洞，并且每年春天都重复出现空洞，而且空洞越来越大，越来越深。与此同时，在北极和北半球的上空臭氧层也在逐渐变薄。

究竟使什么原因使我们的天空出现“空洞”？臭氧层为何越来越薄呢？

臭氧是具有3个氧原子的氧（O3），而不是两个氧原子的氧（O2）。它是气态氧在大气上空被紫外光照射而分裂时形成的。当臭氧产生时，它分子结构中的第三个氧原子性质很活泼，它很容易挣脱其他两个原子的束缚游离出来，迅速氧化其他物质。剩余的氧原子被还原成普通的氧分子。已知影响臭氧层的化学反应有1万多种，如：工业废气和氮肥经土壤中的生物和化学变化释放出的氧化氮与臭氧化合。然而，据现代科学家分析，使臭氧层减少的最主要凶手是冰箱中的制冷剂、美发店的喷雾发胶和泡沫灭火器中所含的氯氟烃、哈龙等氟利昂制品。

氯氟烃（CFCs）是20世纪30年代发明的一种人造化学制品，属于卤代烃物质中的一类，卤代烃即是我们通常所说的氟利昂，它们的性能极其稳定，一般情况下不会燃烧。人们一直认为它们是无毒的，不会对人体造成伤害。这种性能使其成为许多工业用途的理想材料。如用于冰箱、冰柜、空调系统的热泵里作为热传递介质，作为推进剂，使产品强制从气溶胶喷雾罐中喷出（现代的喷发胶、摩丝），还用在泡沫塑料、清洗精密仪器的溶剂以及毛皮、布料的干洗剂中。另外，由于它极高的稳定性，使这种材料寿命极长，可被带到大气上层的同温层内。在同温层里，未经过滤的紫外线辐射将其化学链分开，释放出氯。氯原子具有极高的活性，很快变成“臭氧的杀手”。在这个反应中，氯原子没有被破坏，消耗臭氧的工作可反复进行。所以，一个氯原子可以破坏数以千计的臭氧分子。

在南极大气层特异的气候条件下，同温云层里的冰晶体加速了这一过程。这就是说，尽管氯氟烃在地球上分布是均匀的，但臭氧的消耗在南极却异常明显。除了氯氟烃以外，其他的含氯化合物也会增加大气中氯的含量，如甲基氯仿、四氯化碳、次氯化碳都会增加大气中氯的含量。如果人们不加以限制，在大气中继续排放这些含氯物质，就会使臭氧层的破坏程度加大。我们现在看到的只是在过去氯化物排放量较低的情况下造成的恶果。如果不严加控制，情况会变得更加严重。科学家们预言，到2050年时，即使不考虑南北极上空特殊云层的化学、物理特征，在高纬度地区臭氧的消耗将是4%—12%，在热带地区这个数字将是0%—4%，那时将会有200多万人患皮肤癌。

面对人类赖以生存的臭氧层一天天减少，地球上的人，不管是白种人、黄种人或是黑种人，发出了一个共同的心声：拯救臭氧层，保护全球的大气资源刻不容缓！

1989年9月，24个国家谈判签署了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书。议定书要求各方从1989年7月1日起，将CFCs等含氯化合物冻结在1986年水平上。从1993年中期开始，发达国家年消耗量必须降低一半。并且在贸易方面加以限制，禁止进口CFCs等散装的化学药品。1990年6月伦敦会议修订了蒙特利尔协议书。在上述宗旨再次被强调的同时，又通过了逐年减少CFCs，到2000年之前完全淘汰CFCs的议案。

如今，世界各国人民都在努力停止使用CFCs，寻找新的替代品。如美国的杜邦公司和日本的朝日玻璃公司早在20世纪70年代就着手开展这方面的研究。其主要战略思想是开发不含氯的CFCs，其次是在CFCs上增加一个氢原子，破坏其稳定性，使其不能达到同温层。

新型的代用品已被开发出来了，在一些发达国家，喷雾剂中的CFCs已被烃类化学品取代，电冰箱中的CFCs已逐渐被无污染、无毒性的制冷剂取代，这就是“绿色电冰箱”。

我国在控制CFCs的使用，寻找替代品方面也迈出了一大步。尽管我国家用电冰箱制造业起步较晚，同发达国家相比属年轻的工业，资金短缺、技术薄弱。但我国的冰箱企业仍然要以保护人类生存环境、保护臭氧层为己任，积极研究开发无CFCs的替代物质。目前已有一些项目取得了成绩，如海尔集团的超级节能无CFCs项目、长岭（集团）股份有限公司与西安交通大学的混合工质项目、广东科龙电器股份有限公司的异丁烷和环戊烷项目、万宝电器集团的152a项目等。部分冰箱企业已经采用替代技术实施了批量生产转换，1994年全行业共削减CFCs 629吨。

多边臭氧基金在我国家用冰箱CFCs替代中起到了积极的推动作用。通过世界银行、联合国开发计划署、联合国工业开发组织以及美国和德国政府的支持，截止到1995年8月，我国已有14个企业、17个项目获得了基金执委会的批准，批准总金额2700多万美元。

联合国宣布，从1995年开始，每年的9月16日为国际臭氧层保护日。在第一个臭氧层保护日来临时，我国生产了50万台“绿色冰箱”投放市场，并宣布：将于2005年在冰箱生产中完全停止使用CFCs物质。从1996年1月开始，国家对新冰箱与旧生产线进行改造，实行“把关”。不采用替代技术的不得“上马”，而带有CFCs的产品和设备将不得进口。“绿色冰箱”进入寻常百姓家的日子已经到来。愿每一家庭从保护人类生存环境出发，为保护臭氧层，改用“绿色冰箱”。

为了把南极上空的臭氧“空洞”补好，科学家们在思考，“现代女娲”在行动。

俄罗斯航空机械制造研究所以太阳能为基础，发明了一种卓有成效的“补天”新法。他们认为，氧分子可以通过窄频紫外线作用激活，分解成原子，这比在同样辐射作用下使用更宽频段紫外线要快得多。由此产生的原子态氧与分子氧发生反应，生成臭氧分子。俄罗斯科学家建议，利用激光向2.5万米高空的地球向阳层的大气中进行照射。激光发生器可以设置在现有的宇宙飞行空间站上，而能源由太阳能电池供给。这项宏伟的规划一旦实现，臭氧空洞便可补上。

愿地球上的每一个居民都像女娲那样，加入到“补天”、“护天”的行列中，愿我们头顶上的臭氧层早日恢复如初。

热浪在全球翻滚

20世纪80年代以来，全球气候异常，热浪袭击了欧洲、非洲、北美、南美、中亚……人类正在遭受酷热的煎熬。国内外气象部门的研究材料表明，近130年来，全球平均气温上升了0.5℃。气象学家预计，到2040年，全球气温将上升1℃。1994年夏天，全球范围内出现了炎热天气，历时之久，程度之烈，均为历史上罕见。据英国报纸报道，1994年全球气温比1950—1980年的平均气温高出0.3℃。1995年入夏以来，地球仍然被暑热笼罩，世界各地不断传来温度最高纪录被打破的消息。

1995年5—6月间，印度中部、北部和东北部地区气温比往年高出5℃—6℃，首都新德里连续两周气温在45℃以上，人畜被热死的消息不断传出。稍后，美国中西部、东部也遇到了百年未见的酷热，气温高达39℃。持续不断的高温使这些地区死亡人数激增，停尸所爆满，人们只能用冷藏卡车临时安置死者。据报道，美国已有800多人丧生热浪，成千上万的牲畜也死于高温，并出现了两起因铁轨受热变形而导致的火车出轨事故。

1995年7月，酷热又越过大西洋在欧洲肆虐。西班牙、法国、德国、希腊和意大利等国的一些地区气温高达35℃—44℃，许多人热死。7月16—22日的一周时间内，西班牙有12人因酷暑导致心脏病发作身亡，约200人中暑住进了医院。西班牙日最高气温曾达到50℃。连夏天不太热的德国，气温也达到了37℃，工厂企业只得停工，让工人回家休息。

在我国，1988年江南亚热带高压比往年向北多推进了500千米。南京、武汉、重庆、南昌连续不断地传出不祥信号：南京83人死于高温，武汉数百人发“高烧”，重庆綦江最高气温达41.1℃、南桐超过40.6℃，南昌死亡600人。

一向太平的地区也同时大爆“冷门”：河南的驻马店、南阳，湖南的郴县，江西的景德镇、修水、吉安、赣州，安徽的阜阳、蚌埠、芜湖、安庆，湖北的房县、襄阳、光化等地，气温均超40℃。苏、鄂、沪、皖、浙、闽、湘、赣、粤、桂、川，这些中国最富庶的“鱼米之乡”，被罕见的高温酷热煎熬着。而在北方，吉林市出现了严寒时节着春装的反常现象。据调查，1月20日吉林市最高气温为2.3℃，次日为2.7℃。严寒季节出现这种反常现象，在吉林市是极少见的。乌鲁木齐市自1988年入冬以来，一反常态，气温比历年平均值高出3℃。11月间，连续16天有弥天的烟雾笼罩在市区上空，在迷蒙的浓雾中，汽车一辆接一辆像蜗牛一样爬行，民航班机一次又一次地延误。

无论从东到西，还是由南到北，炽热的气候俨然像一个杀红了眼的暴君，从天空俯冲而下，疯狂折磨着昨天还悠然自得的生灵们。

全球气候异常变暖是何缘故？科学家们提出了种种解释。大多数科学家认为，造成全球气候变暖的原因，除了大自然本身存在的因素外，主要是人为因素造成的。德国马克斯—普朗克研究所的科学家说，他们有95%的把握认为，气候变暖是人类活动造成二氧化碳等气体过量排放引起的，即通常所说的“温室效应”。

那么，什么是“温室效应”呢？原来，太阳光照到地球表面，其辐射能量的波长都在0.2—4微米之间，其中40%是可见光。太阳的辐射能量一部分被地球表面和云反射，一部分被大气尘埃或空气分子所散热返回到宇宙空间，剩余部分则被地球表面（陆地和水体）吸收，使地球表面增温，变暖的地球表面又向上空辐射能量。由于大气中存在着造成“温室效应”的气体，如二氧化碳、臭氧、一氧化碳、甲烷、氧化氮等，这些“温室气体”允许太阳辐射的能量穿过大气到达地表，同时又阻止地球反射的能量逸散到天空，其结果是使低层大气变暖。

二氧化碳是引起温室效应的主要气体。这种气体到处都有，一切燃烧和呼吸过程都产生二氧化碳。

碳元素顺利通过大气、海洋和生物圈，在自然中形成了二氧化碳与各种碳化物的自然循环。这种循环使大气中的二氧化碳平均含量维持在300ppm。由于开采和燃烧地下贮存的化石燃料，以及大规模地砍伐森林，人们现在已经破坏了碳元素的正常循环。

据统计分析，从1880—1970年，大气中二氧化碳浓度从28ppm增长到330ppm。到20世纪末，大气中二氧化碳的浓度达到365ppm，根据对今后使用化学燃料的预测，大约在21世纪的中叶，二氧化碳的浓度可能增加1倍。二氧化碳的增长很可能会显著地改变全球气候。有人曾计算过，如果大气中二氧化碳的浓度增加1倍，那么墨西哥湾台风的强度就要增大40%—60%。

专家们认为，尽管毁林是造成大气层二氧化碳浓度上升的重要原因之一，但是，化石燃料的燃烧却是其最重要的原因。

据统计，目前全世界每年向大气中排放的二氧化碳300多亿吨（以碳计），二氧化硫、氮氧化物等有毒气体也在急剧增加。其中燃

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