姮娥何处,
驾此一轮玉。
——黄庭坚《念奴娇·断虹霁雨》
(一)谁让地球“生病”了
东非大裂谷,是一个让人类学家梦寐以求的地方,它南起莫桑比克,北达约旦河谷,横贯于非洲大陆的东部,整条裂谷带窄处为几十千米,宽的地方可达200千米,裂谷两侧是陡峭的断崖,谷底与断崖顶部的落差,从几百米到2,000米不等。就像青藏高原在不断地抬升一样,东非大裂谷也在继续扩张。就在这片土地上,随着热带丛林的消失,孕育了地球上最早的人类,后来他们从这里出发,走向世界各地。
有人形容东非大裂谷就像一道伤疤,长在非洲大陆的脸上。其实,更恰当的比喻应当是一道印记,这是地壳运动留给非洲大陆的。地壳运动不仅造就了东非大裂谷,也造就了非洲第一高峰——乞力马扎罗山。
乞力马扎罗山海拔5,895米,面积756平方千米,它位于坦桑尼亚乞力马扎罗东北部,邻近肯尼亚。乞力马扎罗山海拔5,200米以上为积雪冰川带,在乌呼鲁峰顶有一个直径2,400米、深200米的火山口,由于终年被冰雪覆盖,宛如一个巨大的玉盆镶嵌在这座雄伟的山峰上。然而全球气候的变暖,已导致冰川急速消失。
联合国秘书长潘基文在对坦桑尼亚进行访问期间,曾有意识地飞越了这座非洲最高山峰,当他俯瞰峰顶稀少的冰雪后,感慨万千。他对记者说:“气候变化在坦桑尼亚的一个鲜明的写照,便是乞力马扎罗山上正在融化减少的冰盖。在此前我就得知,它在过去几十年当中,正在急剧缩小。今天,我有幸静静地飞掠了这座雄伟的山峰。在我的眼前几乎没有冰雪的踪迹。”
科学家曾估计,气候变暖导致乞力马扎罗山的冰川体积,在过去100年间减少了将近80%。冰川的消失,将对这个地区的生态系统带来严重的破坏。位于山下的坦桑尼亚,80%的人口以农业为生,正在发生的荒漠化、雨季模式的改变,以及一些地区持续的干旱,都给当地人民的生活带来了挑战。
非洲大陆是一片苦难深重的土地。数百年来,殖民统治、战争、贫穷和疾病让非洲人民陷于重重灾难。在今天,非洲仍然是最贫穷、最落后的大陆,联合国宣布的全球40多个最不发达国家中,有30多个在非洲。饥饿,一直在困扰着非洲。发生在20世纪七八十年代的干旱,使非洲经历了百年不遇的大饥荒,近2亿人受到饥饿的威胁,在埃塞俄比亚,大约就有100万人死于饥饿。联合国把这次大旱称为“非洲近代史上最大的人类灾难”。
关于这次大饥荒的最著名的记录,来自一幅照片。一只饥饿的秃鹫盯着一个瘦骨嶙峋的小女孩,小女孩正努力向救济中心方向爬去,她全然不知自己即将成为秃鹫的猎物。这幅照片因为真实地记录了发生在非洲的大饥荒,获得了美国著名的普利策摄影奖,但摄影记者凯文·卡特却因为这幅照片而最终自杀。虽然他在拍完照片后赶走了秃鹫,但他却为自己没有抱起那个小女孩而感到愧疚。获奖后不久,年仅33岁的卡特自杀了。这件事曾引起极大的震动。
卡特拍摄的《非洲小女孩》饥饿源于干旱。干旱使非洲的荒漠化更为严重,原本脆弱的生态环境急剧恶化,大片的植被因为开垦而被毁坏,沙漠在继续扩展,牧场以每年1,000平方千米的速度在退化。在干旱的荒漠中,有上千万的人背井离乡,沦为“生态难民”。在非洲50多个国家中,有80%的国家不能为其人民提供基本的生存需要。全球因饥饿而死亡的人中,非洲占四分之三。
非洲如此巨大的生态灾难,究竟因何而发生?是地球自身的原因,还是人类的行为所导致?
二氧化硫排放改变大气环境科学家的一项研究表明,北美、欧洲和亚洲工业国家所产生的二氧化硫污染,改变了大气的降水状况,它是导致非洲干旱的罪魁祸首,是引发世纪大饥荒的重要原因之一。研究发现,从二氧化硫被排放到空气中那一刻起,它就开始改变云层的物理形成,这样的连锁反应会由近及远,一直波及遥远的非洲大陆,从而改变那里的降雨,使本来就很少的降雨因此减少50%。这样,二氧化硫并不需要千里迢迢飘浮到非洲,就会对那里的环境形成极大的影响。
1985年,英国科学家的一项重大发现震惊了世界,他们在南极考察时发现南极上空出现了臭氧空洞。臭氧是存在于大气平流层的一层气体分子,由于它能吸收太阳光中的紫外线,因此能够保护地球上的生物免受灭顶之灾。臭氧空洞并非是一个真实的大窟窿,而是说在南极上空的一定范围内,大气层中的臭氧浓度显著减小。科学家发现,每年的8月下旬至9月下旬,在20千米高度的南极大陆上空,臭氧总量开始减少,到10月初出现最大空洞,面积约1,300万平方千米,11月份臭氧才重新增加,空洞消失。
科学家通过连续多年的观察发现,南极臭氧洞的面积在逐年扩大,到1994年时,已达2,300万平方千米,这个范围已超出了南极大陆,甚至蔓延到了南美洲最南端的上空。1995年观测到的臭氧洞的天数是77天,1996年增加到80天,1998年臭氧洞的持续时间超过100天。
为什么会出现臭氧洞?科学家认为可能有多种原因,例如与太阳活动周期有关,受火山和天气过程的影响等,但更重要的是人为因素的影响,如工业生产过程中氯化物的排放,尤其是大量用作制冷剂和雾化剂的氟利昂,是产生南极臭氧洞的重要原因。氟利昂在高层大气中经紫外线分解出氯原子,氯原子会导致臭氧分子发生分解。臭氧洞出现,使大量的紫外线直射地面,对地球生物构成了极大的威胁。
地球大气中臭氧洞的发现,以及其他一系列环境问题的警示,引起人们对生存环境的普遍担忧,无论是民间还是政府,都对地球面临的危机进一步重视。1992年,联合国在巴西的里约热内卢召开了首次环境与发展大会,这是一次有关世界环境与发展问题规模最大、级别最高的国际会议,是人类环境与发展史上影响深远的一次会议。
在此以前的1972年,联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了首次人类环境会议,这次会议是在世界各国竞相追求经济发展,而不惜以牺牲环境为代价的背景下召开的。自20世纪五六十年代以来,工业的发展和农药的使用,给生态环境带来了极大的破坏。这样一种经济发展模式,不仅加剧了世界各国之间的贫富差距,同时引发了能源危机、环境污染和生态破坏等一系列严重的社会和环境问题。为了使世界各国对此有一个清醒的认识,这次会议第一次将环境问题严肃地摆在了人类的面前,它唤起了世人的警觉,使世界各国达成共识,开始把环境问题与世界人口、经济和社会的发展联系起来,寻求一条健康协调的发展之路。
当20年后里约热内卢环境与发展大会召开时,人类发现已面临着更严重的环境危机,全球气候变暖、臭氧层出现空洞、酸雨三大全球性环境问题迫在眉睫,这些问题与人类的生存休戚相关,对整个人类的生存和发展形成了严峻的挑战。
出席里约热内卢环境与发展大会的,有来自世界172个国家的116位领导人,以及9,000多名新闻记者和约3,000名非政府组织代表。这是一次盛大的会议。当时的联合国秘书长加利,为促成会议的成功召开,付出了极大的努力。他在大会演讲前,首先请求与会者为地球默哀两分钟,这是史无前例的。加利指出,我们的地球之所以生病,既因为过度发展,也因为发展不足。英语中的“生态”与“经济”都源于同一个希腊词汇“oikouing”,意思是“房屋的科学”,它们之间不仅有词源学意义上的联系,而且存在着实际联系。人类所居住的地球,就是我们共同的家,我们并不是地球的所有者,地球是世界的财富,我们只是暂时使用和保管它,它是我们从祖先那里借来的,并替我们的后代保管着。
这次会议取得了巨大的成功,会议发表了著名的报告《我们共同的未来》,提出了一种崭新的理念——可持续发展战略思想。加利在致闭幕辞时指出:“我们已经来到人类觉悟的新的转折点。几千年前,上帝与人类之间达成了道德契约。几百年前,公民与国家之间达成了社会契约。今天,在这个地方,我们的使命是在人类与地球之间达成生命契约。在古人眼里,森林、河流、高山、荒漠和海洋都是有生命的,各有其灵魂,我们需要重新唤醒这种意识,认识并承认地球也有灵魂,发现地球的灵魂并加以保护。这就是里约热内卢精神。”
就在斯德哥尔摩人类环境会议前两年,1970年的4月22日,美国各地大约有2,000万人举行了一次“地球日”活动。人们举行集会、游行和其他多种形式的宣传活动,高举着受污染的地球模型、巨幅画和图表,高呼口号,要求政府采取措施保护环境。这次“地球日”活动声势浩大,成为第二次世界大战以来美国规模最大的社会活动,也是人类有史以来第一次规模宏大的群众性环境保护运动。这次活动标志着美国环保运动的崛起,它作为人类现代环保运动的开端,推动了美国以及其他西方国家环境保护法规的诞生。
此后每年,人们就把4月22日作为“世界地球日”。这一天,在世界各地都有一系列活动,以提醒人们保护地球的意识。这种世界性大规模的群众性环境保护运动,直接催生了1972年的联合国第一次人类环境会议。每年的“世界地球日”都会有一个宣传的主题,例如1974年的主题是《只有一个地球》,1977年的主题是《关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐森林》,1979年的主题是《为了儿童和未来——没有破坏的发展》,1985年的主题是《青年、人口、环境》,1989年的主题是《警惕,全球变暖》,1999年的主题是《拯救地球,就是拯救未来》,2008年的主题是《善待地球造福人类》。
2009年联合国大会关于设立“世界地球日”的决议指出,地球及其生态系统是人类的家园,人类今后和未来要在经济、社会和环境三方面的需求之间实现平衡,必须与自然界和地球和谐共处。本届联合国大会主席布罗克曼说,人类不拥有地球,而是属于地球。通过设立“世界地球日”,联合国呼吁各国重视人类和地球的福祉,把爱护地球和保护日渐稀少的自然资源作为共同的责任。
(二)谁把它戳了一个“窟窿”
在距离地球表面15~25千米的高空,因受太阳紫外线照射的缘故,形成了包围在地球外围空间的臭氧层,这个臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。这就是大多数人对臭氧的全部认识。人类真正认识臭氧还是在150多年以前,由德国化学家先贝因博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味,同在自然界闪电后产生的气味相同,先贝因博士认为其气味类似于希腊文的OZEIN(意为“难闻”),由此将其命名为OZONE(臭氧)。
臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。大家知道,太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种,当大气中(含有21%)的氧气分子受到短波紫外线照射时,氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强,极易与其他物质发生反应。如与氢(H2)反应生成水(H2O),与碳(C)反应生成二氧化碳(CO2)。同样的,与氧分子(O2)反应时,就形成了臭氧(O3)。臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐向臭氧层的底层降落,在降落过程中随着温度的变化(上升),臭氧不稳定性愈趋明显,再受到长波紫外线的照射,再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。
1982年冬季,英国南极科学考察队来到南极基地。他们这次的任务和往常一样,主要是观察大气平流层有什么变化。队员伐曼把往年使用的老仪器放在了一块空旷雪地上。他环顾四周,没有发现什么新情况,于是,扭动仪器开关进行观测。刚刚开始工作,仪器就像发疯似的“滴、滴”地叫个不停。这种声音不曾有过。伐曼,这位大气学家马上意识到可能有以往没有观测到的光线穿过了大气层。从波段看,它属于臭氧所吸收的部分。关机后再开始进行观测,仪器仍然发出那种声音。伐曼坚信,这是新的发现。他提着仪器,疾步跑回驻地,和同事们一起分享了这个发现。通过对观测数据的仔细分析、计算,他们推断与上次观测相比,南极上空臭氧减少了20%。
对于这个结论,伐曼和他的同事们认为,多少有些拿不准,还需要等一等,最好是再进行一次重复性观测,以期验证。1984年10月,英国南极科学考察队带上新仪器,再次登上南极大陆。其主要目的就是确认1982年的观测结果。利用新的仪器,他们依然检测到了本来应该由臭氧吸收的光线。利用观测数据,他们又进行了反复的计算。根据计算结果,他们推断臭氧层中的臭氧减少了不止20%,而在30%以上。紧接下来,依据连续几年的观测结果,他们发现南极上空臭氧减少的趋势在不断加剧,到了1987年春季时达到最低点,平流层中的臭氧只有前几年的一半。
1984年底,伐曼把他们的论文寄给了《自然》杂志。1985年5月16日,这家杂志刊登了他们的论文。于是,他们的这个最新的、重大的发现传播到了全世界。
臭氧层损耗是臭氧空洞的真正成因,那么,臭氧层是如何耗损的呢?简单说来就是人类活动排入大气中的一些物质进入平流层与那里的臭氧发生化学反应,就会导致臭氧耗损,使臭氧浓度减少。
人为消耗臭氧层的物质主要是:广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电子器件清洗的氯氟烷烃(又称Freon,氟里昂),以及用于特殊场合灭火的溴氟烷烃(又称Halons,哈龙)等化学物质。
消耗臭氧层的物质,在大气的对流层中是非常稳定的,可以停留很长时间。因此,这类物质可以扩散到大气的各个部位,但是到了平流层后,就会在太阳的紫外辐射下发生光化学反应,释放出活性很强的游离氯原子或溴原子,参与导致臭氧损耗的一系列化学反应,这样的反应循环不断,每个游离氯原子或溴原子可以破坏约10万个臭氧分子,这就是氯氟烷烃或溴氟烷烃破坏臭氧层的原因。
国际组织《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定了15种氯氟烷烃、3种哈龙、40种含氢氯氟烷烃、34种含氢溴氟烷烃、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)和甲基溴(CH3Br)为控制使用的消耗臭氧层物质,也称受控物质。其中含氢氯氟烷烃(如HCFCl2)类物质是氯氟烷烃的一种过渡性替代品,因其含有氢,使得它在底层大气中易于分解,对臭氧层的破坏能力低于氯氟烷烃,但长期和大量使用对臭氧层危害也很大。
在工程和生产中作为溶剂的四氯化碳(CCl4)和甲基氯仿(CH3CCl3),同样具有很大的破坏臭氧层的潜值,所以也被列为受控物质。
溴氟烷烃主要是哈龙:哈龙1211(CF2BrCl)、哈龙1310(CF3Br)、哈龙2420(C2F4Br2),这些物质一般用作特殊场合的灭火剂。此类物质对臭氧层最具破坏性,比氯氟烷烃高3~10倍,1994年发达国家已经停止这3种哈龙的生产。
近年来的研究发现,核爆炸、航空器发射、超音速飞机将大量的氮氧化物注入平流层中,也会使臭氧浓度下降。
臭氧层中的臭氧能吸收200~300纳米的阳光紫外线辐射,因此臭氧空洞可使阳光中紫外辐射到地球表面的量大大增加,从而产生一系列严重的危害。
阳光紫外线辐射能量很高的部分称EUV,在平流层以上就被大气中的原子和分子所吸收,从EUV到波长等于290纳米之间的称为UV-C段,能被臭氧层中的臭氧分子全部吸收,波长等于290~320纳米的辐射段称为紫外线B段(即B类紫外线),也有90%能被臭氧分子吸收,从而可以大大减弱到达地面的强度。如果臭氧层的臭氧含量减少,则地面受到紫外线B的辐射量增大。
B类紫外线灼伤称为B类灼伤,这是紫外线辐射最明显的影响之一,学名为红斑病。B类紫外线也能损耗皮肤细胞中的遗传物质,导致皮肤癌。B类辐射增加还可对眼睛造成损坏,导致白内障发病率增加。
B类紫外线辐射也会抑制人类和动物的免疫力。因此B类紫外线辐射的增加,可以降低人类对一些疾病包括癌症、过敏症和一些传染病的抵抗力。
B类辐射的增加,会对自然生态系统和作物造成直接或间接的影响。例如B类紫外辐射对20米深度以内的海洋生物造成危害,会使浮游生物、幼鱼、幼蟹、虾和贝类大量死亡,会造成某些生物减少或灭绝,由于海洋中的任何生物都是海洋食物链中重要的组成部分,因此某些种类的减少或灭绝,会引起海洋生态系统的破坏。
B类辐射的增加也会损害浮游植物,由于浮游植物可吸收大量二氧化碳,其产量减少,使得大气中存留更多的二氧化碳,使温室效应加剧。
B类辐射还将引起用于建筑物、绘画、包装的聚合材料的老化,使其变硬变脆,缩短使用寿命等等。
另外,臭氧层臭氧浓度降低,紫外辐射增强,反而会使近地面对流层中的臭氧浓度增加,尤其是在人口和机动车量最密集的城市中心,使光化学烟雾污染的几率增加。
有人甚至认为,当臭氧层中的臭氧量减少到正常量的1/5时,将是地球生物死亡的临界点。这一论点虽尚未经科学研究所证实,但至少也表明了情况的严重性和紧急性。
当然臭氧也是一把双刃剑。从臭氧的性质来看,它既可助人又会害人,它既是上天赐予人类的一把保护伞,有时又像是一剂猛烈的毒药。大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知——它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线,使动植物免遭这种射线的危害。为了弥补日渐稀薄的臭氧层乃至臭氧层空洞,人们想尽一切办法,比如推广使用无氟制冷剂,以减少氟利昂等物质对臭氧的破坏。世界上还为此专门设立国际保护臭氧层日。由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好,其实不是这样,如果大气中的臭氧,尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多,对人类来说反而是个祸害。
臭氧是地球大气中一种微量气体,它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后,氧原子又与周围的氧分子结合而形成的,含有3个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层,离地面有10~50千米,这才是需要人类保护的大气臭氧层。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能对阻挡紫外线有一定作用。但是,近年发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了。
这些臭氧是从哪里来冒出来的呢?同铅污染、硫化物等一样,它也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在车水马龙的街上行走,常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾。臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的,而是转化而成的,比如汽车排放的氮氧化物,只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。
研究表明,空气中臭氧浓度在0.012ppm(百万分率)水平时——这也是许多城市中典型的水平,能导致人皮肤刺痒,眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影响,引起咳嗽、气短和胸痛等症状;空气中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就医人数平均上升7%~10%。原因就在于,作为强氧化剂,臭氧几乎能与任何生物组织产生反应。当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快起反应,导致肺功能减弱和组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更为明显。
目前,对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层,人们已达成共识并做了许多工作。但是,对于臭氧层的负面作用,人们虽然已有认识,但目前除了进行大气监测和空气污染预报外,还没有真正切实可行的方法加以解决。
(三)太阳与人:谁让地球变暖
气候变化已是不争的事实。今日,我们的地球比过去两千年都要热。如果情况持续恶化,地球气温将攀升至二百万年来的高位。更重要的是,目前的暖化是全球性的,而且无法用自然界的机制来解释。科学界广泛认为人类要为气候变化负上大部分责任,而且我们今日所作的决定,会影响将来的气候。
那么我们是怎样改变了气候的呢?
过去一百多年间,人类一直依赖石油煤炭等化工燃料来提供能源。燃烧化石燃料时,大量温室气体(二氧化碳等)被排放并积聚于大气层,成为气候变化的元凶。
气候变化的进程、严重性和对不同地区的影响仍是未知之数,但科学家已证实了以下数点:
某些气体如二氧化碳,在大气层里形成了温室效应,阻止热力反射回太空,使地球气温持续上升。
燃烧化石燃料(如煤炭、石油等)会释放更多二氧化碳至大气层。
二氧化碳虽不是最强的温室气体,但由于人类活动而产生的二氧化碳含量提高,故成为温室效应的元凶。
目前二氧化碳于大气中的浓度是十五万年来最高的。
由于二氧化碳的排放,全球平均温度将比工业革命之前上升摄氏1.3度(或华氏2.3度)看来是无可避免的。限制升幅在摄氏2度(或华氏3.6度)以内,是防止气候变化带来更严重灾难的唯一方法。
如果温室气体的排放再不被控制,气候变化的速度将会是人类有史以来最快的。气候反馈机制极可能带来急剧而不能补救的气候逆转,没有人知道气候变化到了什么程度会导致“世界末日”。
在大气中有些含量十分微小,却会对气候造成相当程度影响的气体,它们擅长吸收长波辐射但不吸收短波辐射,它们允许约50%太阳短波辐射能量穿过地球大气,这些能量会被地表吸收;地表在吸收这些能量后,本身会放出长波辐射,但这些由地表或大气放出的长波辐射却会被刚才提到的那些气体吸收,并且再将之放射出來,使得地表及对流层温度升高。在夜晚,这些气体继续放射长波辐射,地面就不会因为缺乏太阳的加热而变得太冷。因此我们称这些气体为“温室气体”,它们的影响则称为“温室效应”。
大气中的这些温室气体就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。假若没有大气层,地球表面的平均温度不会是现在适宜的15℃,而是十分低的-18℃。这就是说温室效应使地表温度提高33℃。有了温室效应,才使地球保持了相对稳定的气温,从而使生命世界繁衍生息,兴旺发达。
不论地表和大气内的物理过程如何复杂,进入与离开大气中的辐射能量之间必须保持平衡。如果这种平衡一旦被破坏,它可以通过地球表面温度的升高来恢复平衡。可造成这种辐射平衡破坏的主要因子是由于人类活动引起的大气中温室气体的增加,由此而造成的地表温度的进一步增加被称为增强的温室效应。这种增强的温室效应实际上是由于人类活动引起的附加在自然温室效应之上的一种温室效应,虽然其量值比自然温室效应小得多,但其增暖作用的意义是非常重要的。
人类活动使温室效应日益加剧,以至于影响气候。自工业革命以来,资源与能源大量消耗,特别是煤、石油、天然气等物质的燃烧所排放的大量CO2含量增加。目前全球平均温度比1,000年前上升了0.3℃~0.6℃。而在此前一万年间,地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测,由于能源需求不断增加,到2050年,全球平均气温将上升1.5℃~4.5℃。
很多科学家认为,二氧化碳排放增多带来的温室效应是全球迅速变暖的主要原因。不过,在2007年年初,英国电视四台却发出了不同声音。该台播放的纪录片称,“人造”的全球性变暖是“现代社会的最大骗局”,太阳才是“真凶”。纪录片还称全球变暖是“一个价值数十亿美元的全球产业,它由狂热的反工业化环境主义者制造,由科学家兜售的可怕故事来筹资,还获得了政治家和媒体的舆论支持”。由于此片显然跟联合国公布的研究报告唱起了反调,因而引起了西方媒体的关注。
参加纪录片的渥太华大学教授伊安·克拉克说,全球变暖可能是太阳活动加剧造成的,而且从南极取得的冰核样本显示,地球的温暖期在二氧化碳排放量增加前800年就开始了。世界范围的经济繁荣发生在二战以后,这产生了大量二氧化碳,按照其他科学家的观点,这应该导致气温上升,但大部分全球变暖都发生在1940年以前,1940年后,全球气温不升反降了40年。
事实上,这个观点并非首创。美国乔治·马歇尔研究所1989年曾发表报告称,“太阳密度的周期变化可以抵消与温室气体有关的气候变化”,也就是说,全球变暖该怪太阳。
除人们最常见的“温室效应说”和上述观点外,有关全球气候变暖的原因还有几种说法,如宇宙射线说、动物废气说等等。
中国科学院大气物理研究所一位科学家认为,太阳活动加剧地球变暖的观点不代表主流,在权威学术杂志中,大量以科学论证为基础的科学论文都认为,人类行为是造成全球变暖的主要原因。联合国“政府间气候变化专门委员会”公布的研究报告也这样认为。什么原因造成了全球变暖只能靠科学猜测,是存在不确定性的,科学家对这些不确定性进行评估,然后给出一个概率。2001年联合国公布报告时,对于是不是人类行为造成了全球变暖,报告中用的是“可能”这个词,这个通过全世界2,000多名科学家的研究写出的报告认为,人类行为是原因的概率超过66%。而到了2007年,在回答同样问题时,报告用词变成了“非常可能”,概率增加到90%以上。
德国著名的马克斯·普朗克学会的气象学家索兰基教授认为,近60年是太阳活动最活跃的时期。虽然太阳活动剧烈和温室气体的大量排放都会导致地球变暖,但现在还无法分辨哪个因素的影响更大。大部分欧洲专家认为,导致全球气候变暖的罪魁祸首是二氧化碳等“温室气体”。
还有欧洲气象学家通过卫星监测和计算机计算认为,大气污染阻碍了地球散热,是地球日益变暖的根本原因。
随着全球变暖,极端天气气候事件的增加,科学家们考虑给地球“动手术”来解决“地球发烧”给人类带来的种种困扰。地球工程技术就是旨在通过人类干预改变地球陆地、海洋或大气来减缓全球变暖。
为了阻止全球变暖的进程,科学家想出了许多大胆的地球工程计划。例如,人工喷射大量硫粒子至大气层,制造一层隔热保护膜冷却地球,或是通过将一支由1,900艘船组成的船队分布在海洋里,利用风能吸取海水,通过高高的烟囱喷射到空中形成巨大的白云以反射阳光等等。
但是,一些科学家们讨论了地球工程的可行性,其结论认为,进行全球规模的地球工程弊大于利。美国杜克大学全球变化中心主任罗伯特·杰克逊说:“地球工程使用的范围越大,给环境带来的危险也就越高。”他说,以人类现阶段对地球自然系统的了解,尚不清楚如果自然系统发生全球性改变会带来怎样的后果。
以喷射硫粒子为例,这种在全球范围内实行的地球工程是打算将浅色的硫颗粒或其他气溶胶释放入大气,形成一层隔热保护膜,将阳光射线反射回太空,从而降低全球温度。这一方法是对火山爆发给地球带来降温效果的模拟,例如,1991年,菲律宾火山的爆发就曾使地球降温达华氏0.9度。
但是美国国家大气研究中心的塞蒙尔·提尔姆斯认为,这一方法除了有可能给地球带来降温效果以外,还会引起当地气温和降水的明显变化。她对其效果的模拟也预测到硫会破坏大气中的臭氧,使大量紫外线到达地球表面。
她说,北极地区臭氧的大量减少可能导致到达地球的紫外线增加,给当地生态带来危险,而南极上空臭氧洞的恢复也可能会推迟数十年。
另一个大规模的地球工程计划则是向海洋中添加硫酸铁,促进海里浮游生物的生长,这些浮游生物吸收二氧化碳,从而有效减低地球温室效应。但俄勒冈州立大学的查尔斯·米勒说,虽然浮游生物的增加可以吸收更多的二氧化碳,但其死亡和下沉也会消耗大量氧气,在海洋中形成大量的死亡区。另外,向海洋中施铁肥的方法最多只能抵消一小部分人类产生的碳,效果并非显著。
向海洋“施肥”的计划同样无助于缓解不断增长的海洋酸化问题。米勒说,事实上,海洋施肥计划很可能会使这一问题变得更加严重。任何大规模的“施肥”都会给海洋生态系统带来与全球变暖一样的危险。
有人认为可以通过地质封存的方式捕捉和储存二氧化碳,使之从大气中分离并将之埋藏于地下。杰克逊说,这种方法能够以较低成本储存人类一个世纪中因发电而产生的二氧化碳排放,但是,这种方法存在着碳泄漏、与地下水发生反应等风险。
杰克逊说:“拿地球的气候当儿戏非常危险。我们需要更直接地应对气候变化的方法,包括提高能效,增加对可再生能源的投资等等。”
假若“全球变暖”正在发生,有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令海平面上升。第二种是冰川和南极洲上的冰块溶解使海洋水分增加。按最新预测研究结果,到2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.15~0.95米。
海平面的上升到底有多快?最新的中国海洋环境质量公报显示,去年我国沿海海平面为近10年来最高,比2007年高了14毫米。近30年来,中国沿海海平面总体呈波动上升趋势,平均上升速率为2.6毫米/年,高于全球海平面1.8毫米/年的上升速度。海平面上升加剧了风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵、土壤盐渍化及咸潮等海洋灾害的发生。而环渤海地区、长江三角洲和珠江三角洲将是中国受危害最严重的地区。
海平面上升,首先带来的结果就是风暴潮灾害的频繁发生。据科学统计,广东沿海遭受强风暴潮影响的频率最近10年比以前增加了1.5倍,长江三角洲地区增加了2.5倍以上。2008年9月,广东沿海海平面比常年高出200多毫米,超强台风“黑格比”引发了百年一遇的罕见风暴潮。去年,海水入侵最为严重的地区是渤海和北黄海沿岸,而辽宁、河北、天津和山东等沿海地区均发生了不同程度的土壤盐渍化灾害,长江口和珠江口均发生了咸潮入侵事件。
其次,随海平面上升而来的必然是土壤盐渍化、海水入侵、淡水资源遭受污染等一系列问题。环渤海区域的山东、河北、天津沿海从上世纪70年代中期开始,就发现海水侵蚀地下含水层,并急剧扩展,直接威胁着沿岸居民的生存。
在我国沿海,尤其是几大三角洲地区,都因过量开采地下水而造成陆地地面严重沉降,这恰恰加剧了区域性的相对海平面上升的速度,造成这些地区海平面的上升速度远大于全球速度。随着海平面的升高,海岸工程防护标准被迫一再提高。中国20世纪按照“百年一遇”设计的防潮工程,目前已经无法抵御海洋大潮的影响。如今,天津地区遭遇温带风暴潮时,会出现海水淹没码头货场的现象。
今后,海平面的上升还将加速。我国人口稠密的沿海地区正面临海平面不断上升的威胁!以上海所在的长江三角洲为例,按照国家海洋局的研究,在没有防潮设施的情况下,如果海平面上升30厘米,按照历史最高潮位推算,海水可淹没包括上海在内的长江三角洲及江苏和浙江沿岸26%的土地,也就是说,长三角富庶的多数城市,都将面临海平面上升的威胁。
海平面上升,海水步步进逼,我们的家园正在被淹没!目前,我国应加强海平面监测、预测和影响的评价工作,将海平面上升影响作为重要指标,纳入沿海地区社会经济发展规划。同时,采取控制地下水开采、提高沿海堤防工程设计标准、加强沿海红树林生态系统恢复等一系列措施,来遏制海平面上升带来的危害。
(四)好雨知时节奈何变“硫酸”
“好雨知时节,当春乃发生。随风潜入夜,润物细无声。”雨水对万物的生存有着重要的作用,她滋润着大地,养育着生灵。但是,在全球许多地区,雨水已变得越来越酸,造成了极大危害,人们形象地把它喻为“来自空中的死亡之神”。
现代文明给人类带来进步,人类成了自然的主人;但享福过了头,自然又反过来惩罚人类,人类遇到了许多前所未见的麻烦。酸雨,是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。
目前,全球有三大块酸雨地区:西欧,北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内,湖泊酸化,渔业减产,森林衰退,土壤贫瘠,粮菜减产,建筑物腐蚀,文物面目皆非。
酸雨问题目前已经成为备受人们关注的区域环境问题。“天不下雨人盼雨,天若下雨人怕雨。”整个欧洲、北美洲和亚洲都已处在酸雨的危害之中。北欧的纳维亚半岛南部、瑞典、丹麦、波兰、德国以及北美的加拿大等国的酸雨pH值多为4~4.5。北美一些地区pH值3~4的酸雨已司空见惯,美国15个州降雨的pH值在4.5以下。日本静冈县清水市雨水pH值曾达2.3,神奈川县川崎市曾达3.3,千叶县京原市曾达3.8。
我国南方大部分地区也已出现酸雨,特别是西南、华南和东南沿海,酸雨污染尤为严重。重庆、贵阳、长沙、柳州、厦门雨水的年平均pH值为4~4.5,许多地区都出现过pH值小于3.5的雨水。就连远离工业地带的“净土之地”峨眉山,近年来也受到酸雨光顾,主峰金顶(3,078米)时常出现pH值小于4.5的酸雨。目前,全球的酸雨正在有增无减地发展,不断出现一些新生的酸雨区,印度、巴西、南非等国以及东南亚地区已经出现了酸雨问题。
近代工业革命,从蒸汽机开始,锅炉烧煤,产生蒸汽,推动机器;而后火力电厂星罗齐布,燃煤数量日益猛增。遗憾的是,煤含杂质硫,约百分之一,在燃烧中将排放酸性气体(SO2);燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸性气体。它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨;这些酸性气体成为雨水中夹杂的硫酸根、硝酸根和铵离子。1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成分,发现它呈酸性,且农村雨水中含碳酸铵,酸性不大;郊区雨水含硫酸铵,略呈酸性;市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。
简单地说,酸雨就是酸性的雨。什么是酸?纯水是中性的,没有味道;柠檬水,橙汁有酸味,醋的酸味较大,它们都是弱酸;小苏打水有略涩的碱性,而苛性钠水就涩涩的,碱味较大,它们是碱。科学家发现酸味大小与水溶液中氢离子浓度有关;而碱味与水溶液中羟基离子浓度有关;然后建立了一个指标:氢离子浓度对数的负值,叫pH值。于是,纯水的pH值为7;酸性越大,pH值越低;碱性越大,pH值越高。未被污染的雨雪是中性的,pH值近于7;当它为大气中二氧化碳饱和时,略呈酸性,pH值为5.65。被大气中存在的酸性气体污染,pH值小于5.65的雨叫酸雨;pH值小于5.65的雪叫酸雪;在高空或高山(如峨眉山)上弥漫的雾,pH值小于5.65时叫酸雾。
20世纪90年代科学家又在冰雪世界的南极和北极收集到了含有有毒农药成分的“毒雪”。“毒雪”形成与酸雨或酸雪形成过程极为相似。也是人类活动的结果,人类使用人造的农药到田间,杀虫增产,但农药却进入了环境;也是通过大气远程传输;也是在高空中,污染物被雨雪冲刷;也是最终降落地面,危害人类。由“酸雨”发展到“毒雪”,如此严重的环境恶化趋势,值得人类反省!
大气中的硫和氮的氧化物有自然和人为两个来源。二氧化硫的自然来源包括微生物活动和火山活动,含盐的海水飞沫也增加大气中的硫。自然排放大约占大气中全部二氧化硫的一半,但由于自然循环过程,自然排放的硫基本上是平衡的。人为排放的硫大部分来自贮存在煤炭、石油、天然气等化石燃料中的硫,在燃烧时以二氧化硫形态释放出来,其他一部分来自金属冶炼和硫酸生产过程。随着化石燃料消费量的不断增长,全世界人为排放的二氧化硫在不断增加,其排放源主要分布在北半球,产生了全部人为排放的二氧化硫的90%。天然和人为来源排放了几乎同样多的氮氧化物。天然来源主要包括闪电、林火、火山活动和土壤中的微生物过程,广泛分布在全球,对某一地区的浓度不发生什么影响。人为排放的氮氧化物主要集中在北半球人口密集的地区。机动车排放和电站燃烧化石燃料排放差不多占氮氧化物人为排放量的75%。
欧美一些国家是世界上排放二氧化硫和氮氧化物最多的国家。但近10多年来亚太地区经济的迅速增长和能源消费量的迅速增加,使这一地区的多个国家,成为一个个排放大国。
酸雨的危害主要表现在以下几个方面:
一是损害生物和自然生态系统
酸雨降落到地面后得不到中和,可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的pH值降到5以下时,鱼的繁殖和发育会受到严重影响。土壤和底泥中的金属可被溶解到水中,毒害鱼类。水体酸化还可能改变水生生态系统。
酸雨还抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗土壤中钙、镁、钾等营养因素,使土壤贫瘠化。酸雨损害植物的新生叶芽,从而影响其生长发育,导致森林生态系统的退化。
二是腐蚀建筑材料及金属结构
酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品,耐酸性差,容易受酸雨腐蚀和变色。
从欧美各国的情况来看,欧洲地区土壤缓冲酸性物质的能力弱,酸雨危害的范围还是比较大的,如欧洲30%的林区因酸雨影响而退化。在北欧,由于土壤自然酸度高,水体和土壤酸化都特别严重,特别是一些湖泊受害最为严重,湖泊酸化导致鱼类灭绝。另据报道,从1980年前后,欧洲以德国为中心,森林受害面积迅速扩大,树木出现早枯和生长衰退现象。加拿大和美国的许多湖泊和河流也遭受着酸化危害。美国国家地表水调查数据显示,酸雨造成75%的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿大政府估计,加拿大43%的土地(主要在东部)对酸雨高度敏感,有14,000个湖泊是酸性的。
欧洲和北美国家经受多年的酸雨危害之后,认识到酸雨是一个国际环境问题,单独靠一个国家解决不了问题,只有各国共同采取行动,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量,才能控制酸雨污染及其危害。1979年11月,在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上,通过了“控制长距离越境空气污染公约”,1983年,欧洲各国及北美的美国、加拿大等32个国家在公约上签字,公约生效。1985年,联合国欧洲经济委员会的21个国家签署了赫尔辛基议定书,规定到1993年底,各国需要将硫氧化物排放量削减到1980年排放量的70%,即比1980年水平削减30%。议定书于1987年生效。目前,日、美等国试图建立东亚空气污染监测网,开展联合监测,逐步在东亚建立区域性酸雨控制体系。
为了综合控制燃煤污染,国际社会提倡实施系列的包括煤炭加工、燃烧、转换和烟气净化各个方面技术在内的清洁煤技术。这是解决二氧化硫排放的最为有效的一个途径。美国能源部在20世纪80年代就把开发清洁能源和解决酸雨问题列为中心任务,从1986年开始实施了清洁煤计划,许多电站转向燃用西部的低硫煤。日本、西欧国家则比较普遍地采用了烟气脱硫技术。
控制酸雨污染是大气污染防治法律和政策的一个主要领域,它主要包括两方面的措施:一是直接管制措施,其手段有建立空气质量、燃料质量和排放标准,实行排放许可制度;二是经济刺激措施,其手段有排污税费、产品税(包括燃料税)、排放交易和一些经济补助等。西方国家传统上比较多的采用了直接管制手段,但从20世纪90初年代以来,很注重经济刺激手段的应用。西欧国家较多应用了污染税(如燃料税和硫税)。美国1990年修订了清洁空气法,建立了一套二氧化硫排放交易制度。据估计,由于实施了交易制度,只需要酸雨控制计划原来估算费用的一半,就可以实现到2010年将全国电站二氧化硫排放量在1980年基础上削减50%的目标。
目前,欧洲、北美、日本等在削减二氧化硫排放方面取得了很大进展,但控制氮氧化物排放的成效尚不明显。
(五)汽车小“尾巴”污染大难题
楼市与车市是拉动国家经济发展的两大重要经济支柱,在楼市的天价让百姓持币观望的时候,车市成了内需政策中拉动经济发展的另一重要支柱。汽车板块之所以对国内经济的发展至关重要,不仅仅汽车是消费市场最大的投资品种之一,能直接扩大国内的消费水平,直接拉动GDP的方向,同时也在于它能有效地带动钢铁、塑料、纺织等行业,下游使用环节可以拉动石化、金融等行业,而这些行业的发展都是国民经济发展的重要支柱。
然而,在世界各国,汽车污染早已不是新话题。汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。可以说,汽车是一个流动的污染源。20世纪40年代以来,光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京等城市多次发生,造成不少人员伤亡和巨大的经济损失!
进入21世纪,汽车污染日益成为全球性问题。随着汽车数量越来越多、使用范围越来越广,它对世界环境的负面效应也越来越大,尤其是危害城市环境,引发呼吸系统疾病,造成地表空气臭氧含量过高,加重城市热岛效应,使城市环境转向恶化。有关专家统计,到21世纪初,汽车排放的尾气占了大气污染的30%~60%。随着机动车的增加,尾气污染有愈演愈烈之势,由局部性转变成连续性和累积性,而各国城市市民则成为汽车尾气污染的直接受害者。
汽车尾气含有一氧化碳、碳氢化合物、醛类和炭黑、焦油重金属等有害物质,汽车尾气含有多种成分,并且对人类和社会都有一定的危害。
首先是一氧化碳。一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物,主要是在局部缺氧或低温条件下,由于烃不能完全燃烧而产生,混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时,燃料不能充分燃烧,废气中一氧化碳含量会明显增加。一氧化碳是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,对空气的相对密度为0.967,它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后,会和血液里的红血蛋白Hb结合,形成碳氧血红蛋白,导致携氧能力下降,使人体出现反应,如听力会因为耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受损害等。吸入过量的一氧化碳会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。研究表明,人对一氧化碳的承受能力相当高,一个健康的人能短时间承受血液中含量为20%~40%的一氧化碳的侵袭。虽然对人体无副作用的一氧化碳阈值尚未确定,但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。
第二是氮氧化合物。氮氧化合物是在内燃机气缸内大部分气体中生成的,氮氧化合物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。从燃烧过程看,排放的氮氧化物95%以上可能是一氧化氮,其余的是二氧化氮。人受一氧化氮毒害的事例尚未发现,但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体,气味阈值约为空气质量的1.5倍,对人体影响甚大。由于其在水中溶解度低,不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部,引发支气管炎、肺水肿等疾病。在浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟,即可造成呼吸系统失调。
第三是碳氢化合物。汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说,约60%的碳氢化合物来自内燃机废气排放,20%~25%来自曲轴箱的泄漏,其余的15%~20%来自燃料系统的蒸发。甲烷是窒息性气体,其嗅觉阈值是142.8毫克,只有高浓度时才对人体健康造成危害。乙烯、丙烯和乙炔则主要是对植物造成伤害,使路边的树木不能正常生长。苯是无色类似汽油味的气体,可引起食欲缺乏、体重减轻、易倦、头晕、头痛、呕吐、失眠、黏膜出血等症状,也可引起血液变化,红细胞减少,出现贫血,还可导致白血病。其嗅觉阈值16.29毫克,对人体健康有影响的阈值34.8毫克。汽车尾气中还含有多环芳烃,虽然含量很低,但由于多环芳烃含有多种致癌物质(如苯丙芘)而引起人们的关注。
HC和NOX在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后,产生一种复杂的光化学反应,生成一种新的污染物形成光化学烟雾。1952年12月伦敦发生的光化学烟雾4天中死亡人数较常年同期约多4,000,45岁以上的死亡最多,约为平时的3倍,1岁以下的约为平时的2倍。事件发生的一周中,因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡分别为事件前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。
第四是醛。醛是烃类燃烧不完全产生,主要由内燃机废气排放,汽车尾气排放的醛类以甲醛为主,占60%~70%。甲醛是有刺激性的气体,对眼睛有刺激性作用,也会刺激呼吸道,嗅觉阈值为0.06~1.2毫克,高浓度时会引起咳嗽、胸痛、恶心和呕吐。乙醛属低毒性物质,高浓度时有麻醉作用。丙烯醛是一种辛辣刺激性气体,对眼睛和呼吸道有强烈刺激,可引起支气管细胞损害,嗅觉阈值为0.48~4.1毫克。
第五是含铅化合物。汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的废气排放。四乙铅是作为抗爆剂加进汽油中的,一般汽油的含铅量在0.08%~0.13%之间,四乙铅燃烧后生成氧化铅排出。铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。铅能抑制血红蛋白的合成代谢过程,还能直接作用于成熟的红细胞。经由呼吸系统进入人体的铅粒,颗粒较大者能吸附于呼吸道的黏液上,混于痰中而吐出;颗粒较小者,便沉积于肺的深部组织,它们几乎全被吸收。铅在人体内各器官中积累到一定程度,会对人的心脏、肺等造成损害,使人贫血,行为呆傻,智力下降,注意力不集中,严重的还可能导致不育症以及高血压。根据进入身体的方式,可以有高达60%的摄入总铅量永久留在人体内,成年人血液中混入0.8毫克以上称为铅中毒。据调查,英国10%的儿童在6岁前铅中毒。儿童铅中毒,智商将降低,还会出现捣乱和过失行为。
含铅汽油经燃烧后,85%左右的铅排入大气中造成铅污染。铅氧化物不仅对人体有害,它还会吸附在汽车尾气催化净化器的催化剂表面上,对催化剂产生“毒害”,明显地缩短尾气催化净化装置的寿命,是汽车尾气催化净化装置要解决的难题之一。20世纪40年代以来,通过汽车燃烧排入大气中的铅已达数百万吨,成为一种公认的全球性污染。
无铅汽油是一种在提炼过程中没有添加铅的汽油,英语略称ULP。无铅汽油中只含有来源于原油的微量的铅,一般每升汽油为百分之一克。它的辛烷值为95,比现有其他级别含铅汽油的辛烷值(97)略低。使用无铅汽油能有效控制汽车废气中的有害物质,减少碳氢化合物(造成烟雾)、一氧化碳(有毒)及氮氧化物(形成酸雨)等污染。要减少排污最有效、最简单的方法就是在排气系统中加装催化转换器,而汽油含铅量每升超过0.013克时,就会使催化剂失效,从而达不到控制汽车废气的目的。这个临界量即为界定无铅汽油的标准。使用无铅汽油的汽车,其发动机上必须装有无需铅润滑的硬化阀座。如果没有,便要在每使用数缸无铅汽油后,使用一缸含铅汽油以润滑阀座。其次,催化转换器也须配合一些特殊的发动机系统,包括汽油喷嘴及电子点火装置等。现在,大部分汽车可使用无铅汽油,还有一部分汽车需经调校改装才能使用。
为了降低大气污染程度,提高人民的健康水平,从2000年开始,我国在全国范围内推广无铅汽油,实现了汽油无铅化,从根本上解决了汽车尾气中的铅污染问题。但是,很多人却误将无铅汽油当做无害绿色汽油,在生活中放松了对汽车尾气的防范。事实上,无铅汽油仍存在不少污染问题。
无铅汽油除了无铅,燃烧时仍可能排放气体、颗粒物和冷凝物三大物质,对人体健康的危害依然存在。其中,气体以一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物为主。颗粒物以聚合的碳粒为核心,呈粉散状,60%~80%的颗粒物直径小于2微米,可长期悬浮于空气中,易被人体吸入。冷凝物指尾气中的一些有机物,包括未燃油、醛类、苯、多环芳烃。
欧盟的环保专家认为,要减少汽车污染对城市环境的危害,最有效的办法是调整城市交通政策,大幅减少私家车数量,优先发展公交,提倡自行车交通;同时,还应加速发展、普及环保型汽车,减少对石化燃料的依赖。目前减少汽车污染的主要措施有:
一是控制汽车的数量。在许多大中城市中,汽车的数量实际已经“超载”。政府可以用宏观调控的方法提高汽车的价格,适当减少汽车的购买量,促进小型制造汽车的企业的转产,把汽车的数量控制在生态平衡允许的范围内。同时要使公共汽车、地铁等公共交通工具迅速发展起来,向市民提倡骑自行车、乘坐公共汽车和地铁;公务员更要以身作则,尽量使用公共交通工具,少乘坐私家车,尽量降低汽车尾气排放量。
二是严格把关,提高汽油质量。到21世纪初,世界大多数城市都已禁止使用含铅汽油。要提高汽车尾气污染物排放标准,严格把关,不能让未达到标准的汽油流入市场。
三是加快采用先进的汽车尾气处理技术,对不符合尾气排放标准的汽车进行淘汰或改造。
四是推广以天然气为燃料的燃气汽车,并对燃气汽车进行改造,解决其存在的发动机动力性能下降、储气瓶占用空间大等问题。
五是变废为宝。
方案A:在气缸内的燃料和空气经过压缩,变成高温高压的气体,燃烧后能量仍很高。如果将这些能量利用起来,转化成发动机的动力,既节省了燃料,又减少了废气排放量。
方案B:汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物,如果在尾气排放管上加装一个收集和转化装置,将其转化成工业原料硝酸和硫酸,虽然收集量可能不多,但积少成多,这就在减少对大气污染的同时对资源进行了回收。
六是加强宣传,提高人民环保意识。加强对环境保护重要性的宣传,提高人民环保意识,让群众自觉使用公共交通工具,不购买尾气排放量不达标的汽车,坚决不购买、制造含铅、低质汽油。
世界各地对于抑制汽车尾气,可以说各有高招,这里举几个例子:
在意大利的罗马,自1997年以来,如果驾车者想在历史遗迹所在的地区通行,那他每年必须交纳大约200~332欧元不等的税。此外,还需证明自己是在这个区域工作的。至于住在这里的居民,只要象征性地交15欧元就可以了。通过税收汇聚的资金原本计划用来建造停车场,可这些停车场直到2006年也迟迟没有建成。即便如此,这些措施也已经使此处每天通过的车辆从1997年的9万辆减少到了2006年的7万辆。
新加坡城很早就采取了一项旨在限制商业中心车流量的政策。1975年,该城首先实行了城市通行税制度,驾车者每天都必须交这个通行税。到了1998年,这个办法有了变化,改成了按时段计算的电子收税系统。这项政策使高峰时段(8时~9时)的汽车车流量减少了,因为有些人决定在那些通行税不太高的时段(7时30分~8时和9时~9时30分)开车通过这里。
挪威大部分大城市都要求司机交纳进城费,而这也是直接借鉴了英国伦敦的做法。伦敦自2003年2月以来,就安装了800台摄像机,必须交纳5英镑(约合7.5欧元)的通行税才能进入从东部的塔桥到西部的海德公园间方圆21平方千米的区域。但由于公共交通系统已经陈旧,由伦敦市长决定施行的这项改革受到了部分市民的非议。伦敦市政当局想通过实行这项反交通阻塞税,把该市的汽车流量减少10%~15%,并希望把每年征得的1.3亿英镑(约合1.95亿欧元)的通行税用于发展公共交通运输。
德国是采取税收政策来对付汽车污染的。自2001年1月以来,汽车每年的纳税额是根据汽车的功率以及汽车排放污染气体的量来计算的。此外,还实行了补贴制度,就是对那些排放污染气体少的汽车实行补贴。有了这两项规定,一些驾车者可以好几年不用交一分钱的税。这项政策对促使汽车生产商生产更环保的汽车有一定的积极作用。
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