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第8章 气象知识锦集(5)

伤亡惨重的事故,引起了印度国内外极度的不安和愤怒。印度前总理拉·甘地当天就表示:“博帕尔出现的这一可怕悲剧使我感到非常震惊、十分悲痛。它所造成的严重后果确实令人感到可怖。”他立即拨出32万美元用作救济金。印度政府的石油和化工部长瓦桑特·萨特12月5日声明,希望美国联合碳化物公司对受害者给予足够的赔偿,“能像这场事故发生在美国那样来处置,拿出它在美国所会拿出的同样数额的赔偿金”。但是,这家公司对受害者提供的赔偿“无论以哪种标准来衡量都是少得可怜的”,而且是在“不通知受害者有各种不同索赔权的情况下”做的。为此,印度于12月7日在美国西弗吉尼亚对联合碳化物公司提出诉讼,控告这家大化学公司的设计和经营不当,要求赔偿150亿美元。这一诉讼案是博帕尔的两个家庭:希拉·巴伊·达瓦尼一家和拉赫曼·帕特尔一家起诉的,达瓦尼的丈夫和帕特尔的妻儿都被毒雾夺去了生命。因起诉者请求让他们代表毒气受害的所有人,这个案件即成为集体控告一方的诉讼案。美国联合碳化物公司在西弗吉尼亚州子公司所在地的因斯蒂图特市社会组织代表要求立即会见该公司领导人;该公司在印度尼西亚、马来西亚、巴西等国均设有分公司,事故的发生使这些国家感到有一种同样的恐惧,印尼各界公众代表要求本国政府和印尼的联合碳化物公司作出保证,不使该公司在泗水市的工厂对当地居民的生命造成威胁。但是,该公司并未毁掉贮藏的甲基异氰酸盐,只是要求世界各地的分公司将与印度渗漏的同样化学品制成成品,150亿美元的赔偿也长期不兑现。由于资本家唯利是图和不顾人民的死活,这样的灾难性事故接连不断发生。

1985年12月4日,即印度在纪念1984年毒气事件一周年的第二天,在新德里又发生了什里拉姆化肥厂硫酸外漏事件。

人类天然保护伞——臭氧层

20世纪70年代以来,“是否继续制造超音速飞机”成了一些发达国家争论的问题之一。1971年美国的国会还投票否决了两种新型超音速运输机的投资。人们反对制造超音速飞机的原因并不在于飞机本身,而是因为它的飞行引发了新的环境问题。

地球的大气圈中有一个平流层(距地面20~25千米),大气中的臭氧在平流层中浓度最高(占大气中含量的90%),臭氧能够吸收太阳放射出来的紫外线,使人类及地球上的生物免受过量紫外线辐射的伤害。因此,臭氧层有人类天然保护伞的美称。平流层中的臭氧通常是处于动平衡状态的,即在一定时间里平流层中臭氧的分解和合成总量相等。由于超音速飞机的飞行高度可达20千米、进入了大气平流层,飞机排放的废气中大量的水蒸气和氮氧化物加速了臭氧分解,干扰了平流层原有的平衡,减少了臭氧总量。1971年,一位学者经过计算认为,500架超音速飞机两年累积排放的氮氧化物,可使大气中的臭氧减少3%~5%。

引起臭氧层浓度变化的还有由碳、氟、氯组成的一些化合物,如氟利昂(工业上常用作制冷剂、发泡剂、溶剂等)、四氯化碳(灭火剂等)、三氯乙烷等气体,它们虽然在靠近地面的大气中属惰性化学物质,但当扩散到平流层时,它们就会在紫外线照射下生成一种氯原子,成为破坏臭氧的加速器。

据估计,世界每年生产的二百多万吨氟利昂大部分最终逸散到大气层中;另外,农业上大量使用氮肥、工业上石化燃料越来越多也对臭氧层产生着不可轻视的影响,膨胀的人口为了快速增产粮食,大量使用化肥,世界氮肥(以含氮量计)产量1949年是350万吨,到了1970年已超过了4000万吨,照此速度估计,2010年所产氮肥中的含氮量将达两亿吨,我们不用再考虑化肥生产过程中燃料废气等的污染,它就可能导致臭氧减少15%;近年来频频报道的核爆炸也对臭氧层产生着严重影响。有人计算,1952—1962年的大气核试验使全球臭氧减少了1%~8%,这个数字与人们在1960—1962年对全球的实测数据(减少22%)基本吻合。

臭氧层,大自然赐予人类的天衣,在经受了人类无情的揉搓和戳杵之后,终于在它早已薄弱的地方破了一个大洞,一个深度与珠穆朗玛峰高度相当、面积与美国领土相等的大洞。这个臭氧空洞是1979年首次被英国科学家发现,1985年美国的“云雨-7号”气象卫星又测量了它。可悲的是,在世界发达国家受到污染的大气,正从不同方向飞往北极,北半球上空的臭氧层也同样遭受厄运。根据有关方面的测定,1989年北极臭氧层比1970年减薄了19~24千米,1991年欧洲上空的臭氧量比以往减少了10%~20%,1992年1月比利时上空的臭氧减少了18%。1988年,德国的研究人员对北极地区进行考察时,发现北极上空也有一个洞,只是面积比南极空洞小些而已。这个发现又被1995年初的研究证实。

几年过去,人类活动对臭氧层的破坏远没有被控制住,南北两极的臭氧空洞仍在扩展着。空洞像是悬在人类头上的红灯,预示着灾难的降临。

危害人类的酸雾

伟大的建筑物是人类发展的足迹,是凝固的文明乐章。举世瞩目的万里长城、埃及的金字塔、狮身人面像、柬埔寨的吴哥窟等等,每一处建筑都有许多动人的传说,都是其民族的象征与骄傲。

但是,近百年来它们的外貌却在加速变化着,就像是看不见的病菌在蚕食着它们的肌肤,狮身人面像上斑斑点点,不得不停止参观,开始修葺;希腊雅典市中心的雅典古城堡,其神庙与其他古建筑几乎全是用白色大理石建造的,两千多年曾都晶莹剔透,而今人们发现石雕表面已失去昔日的辉煌,像是患了硬皮症,被一层厚达一厘米的石膏层所覆盖,神庙中那些以美丽神话为题材的精美浮雕也面目全非,斑斑驳驳;有千年历史的北欧海盗遗迹石墙及其古老教堂的青铜塑像都开始出现了表面剥落现象。我国重庆江边山崖上元代的石刻佛像,其佛头成了一块块石疙瘩,已无面目见人;北京故宫、天坛的汉白玉栏杆,卢沟桥上的石狮等,近几十年的腐蚀超过了往昔的数百年。

是什么使这些宝贵的人文遗迹患上“皮肤病”?研究表明正是人类自己创造的现代文明的产物——酸雾。随着科技发展,人类生活水平不断提高,人们生活、生产用煤、电、交通工具数量急剧增加,在燃煤、发电厂、冶炼厂、石油化工厂等的生产过程中,排放出大量的废气,其中氮氧化物如二氧化硫、二氧化碳等扩散到大气中,经过一些化学反应生成硫酸、硝酸等,这些酸又与大气中的水分结合,以雨、雪、雾的形式返回到地球表面,或直接从空气中沉积到建筑物表面,或使建筑物处于这种酸雾的笼罩之中,经过长期腐蚀,就使得它们变得失去昔日光彩了。

酸雾侵蚀造成的损失在世界需要以亿为单位来计算。我国重庆的嘉陵江大桥桥身被大气中酸雾腐蚀的速度高达每年160微米,如果不采取补救措施,大桥10厘米厚的碳钢梁,30年后将被锈蚀而危及桥体安全。为此,重庆市每半年就得对支座部分除一次锈、涂漆,仅此一项每年需几十万元。

加强管理、缩短维修周期,对于酸雾这种致病源来说,只能算是对病治标,而不是治本,要想根治,还须从防治大气污染下手。

黑雨

酸雨、农药雨已使人们受害不浅,还时不时地增加雨的新品种,这种祸从天降、灾不单行的气势,真令人类头痛未愈、脚病又来。

由于土地沙漠化,森林减少,气象变化刮起的狂风可以横行田野,而无所阻挡,狂风轻易地把卷起的黄沙连同雨水洒向大地,有时大雨过后留在地上的除了雨水还有层层细砂。过去人们曾把雨水奉为圣水,用来治病消灾,而今的砂雨水如果喝进肚子,岂不是没病找病了。

近年来世界上有的地方还出现了黑雨。1989年1月16日到1月20日,肯尼亚西部连降黑色雨水,黑雨袭击了方圆近200千米的地方,大雨使土地覆盖了一层黑色地膜,汽车及建筑屋顶黑迹斑斑,连居民的蓄水罐里都沉淀着一层厚厚的黑色物质。1990年3月4日,我国江苏西部也降过黑雨,其范围南北达160千米,大片农田受到污染。1992年初,酸雨的重灾区重庆市又遭黑雨,波及范围有6个区县、120平方千米。这场黑雨不止损害了农田,也使城市的浅色建筑物变了颜色,一些白色大楼被染得黑灰。从我国发生黑雨所在的位置看,都是在江南、西南工业集中、污染严重的地方。黑雨的根源是工业烟尘、化工、矿山粉尘、居民燃煤的煤粉灰渣微粒等,这些微粒状杂质飘入云层,扩散因地形受阻,越聚越多,黏附在大气的水雾上,便随着雨水又回落到人间作孽。

这形形色色的怪雨,看似祸从天降,但溯本求源,还是祸由人间起。人类的生产、生活过程中,向大自然源源不断地倾泻着各种垃圾、有毒有害气体,毒化着空气、水源,蚕蚀破坏着森林土地,大自然界原有的自然净化能力被削弱、被斩断,大自然界原有的生态平衡系统链条被锈蚀,人类在对自然界的征服中创造了现代的文明,却忘记了与文明俱来的现代怪雨。“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎预料的影响,常常把第一个结果又取消了。”

受到伤害的大气层

引起大气污染的原因有两个方面:一是自然原因,如我国北方的大风,刮起地面的沙尘;火山喷发,喷出的灰、二氧化硫等;森林起火,产生大量二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫及一些碳氢化合物等。另一个是由人类活动造成的,如工业和交通运输等排出的废气以及家庭取暖和食用燃烧等。当前引起大气污染广泛而严重的是后一种污染。

大气的污染物的种类很多,目前已被人们注意到的大致有100种左右。这些污染物大致可分为两类,一类是粉尘微粒,一类是气体污染物。几种主要污染物质污染物:粉尘微粒、硫化物、氮化物、氧化物、卤化物包括:

(1)碳粒、飞灰、碳酸钙、氧化锌、二氧化铅等。

(2)二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫化氢、硫醇等。

(3)一氧化氮、二氧化氮、氨等。

(4)臭氧、过氧化物、一氧化碳。

(5)氯、氟化氢、氯化氢。

(6)有机化合物碳化氢、甲醛、有机酸、焦油、有机卤化物、硐等。

这些污染物当中,其中影响范围广,对人类威胁较大的主要是煤粉尘、二氧化硫、一氧化碳、碳化氢、硫化氢和氨等。全世界每年向大气排放的煤粉尘约1亿吨,二氧化硫146亿吨,一氧化碳220亿吨,碳化氢088亿吨,硫化氢003亿吨,氨004亿吨。

为了便于分析污染物在大气中的运动和扩散,常将污染物来源分为两类:固定源和流动源。固定源是指污染物从固定地点排出,如各种类型的工厂,尤其是火电厂、钢铁厂等等。流动源是指交通工具,如汽车、飞机、火车、轮船等。它们与固定源(如工厂)相比,都是小型的、分散的、流动的,但数量庞大,来往频繁。故排出的污染物总量也是非常可观的。

下面是几种主要大气污染物的发生源。

(1)硫的氧化物:主要是二氧化硫和三氧化硫,主要来源是含硫煤、石油等燃烧时以及含硫金属矿物的冶炼过程中产生的。

(2)氮氧化物:主要有一氧化氮和二氧化氮,它主要来自于高温燃烧过程。

(3)一氧化碳:主要来源于矿物燃料的燃烧、石油炼制、钢铁冶炼、固体废弃物的焚烧以及各种机动车辆的排气。一氧化碳是排放量最大的大气污染物,据估计目前每年人为原因排放的量约为22亿吨,其中一半来自汽车的尾气。

(4)浮游粒子:即大气中沉不下来的非气态物质,主要由燃烧及机械的原因引起。

温室效应的缘由

近年来,大家常听到热浪席卷美洲,横扫亚洲、欧洲;地球上不少冬季严寒的地区出现暖冬,我国的塞外也反常地严冬冰雪消融,一些科学家惊呼:地球发烧了!

是什么原因使地球气候变暖了呢?一些人认为大气污染是关键。是大气污染造成的温室效应引起的。所谓温室效应,简单说就是太阳光洒向大地后,本该有相当一部分能量被地面反射回太空,另一部分为地表面吸收。而被地球吸收的那部分足以来维持地球上所需要的能量。可现在,由于污染使大气中积聚了过多的一氧化碳、二氧化碳等气体,这些气体阻挡了地球反射回天空的能量,迫使它们又有一些返回地球表面,就好像地球被罩上了一层气盖,像在温室中似的,俗称为温室效应。

造成温室效应、全球气候变暖的原因很多,主要的是人类对石油化学燃料急剧增加及燃烧不完全,使许多有效成分逸散到大气中,同时排放出大量的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等气体,据统计,全世界每年排到大气中的二氧化碳多达170亿吨。近一个世纪以来,大气中二氧化碳浓度增加了20%,在1958—1986年的18年中,它的浓度就增加了10%;其次是,环境中的清洁工——森林,遭到的破坏越来越严重,森林正以每年900~2400公顷的速度从地球上消失。而森林在光合作用中,每公顷1小时能吸收约200个人呼出的二氧化碳量,森林减少,人口暴增,都使得地球表面上二氧化碳的量越来越多。现在大气中二氧化碳浓度与一个世纪前相比增加了,而且目前正以每年02%的平均速度增长,有人认为二氧化碳浓度增加10%,平均地面温度升高03℃,这种增加虽然不大,也足以使地球原有的平衡遭到破坏。20世纪70年代初,有人研究了当时倒推80年中世界气温与大气中二氧化碳的关系,到1945年前的60多年里,气温变化与二氧化碳浓度增加是相应的,它与近三十年的情况相近,但是1945—1960年,地面温度在二氧化碳仍然增长时却下降了,说明还有些问题亟待人类去揭示。

气候变暖、地球发烧对全球人类的生活生产都有严重的影响。它将导致北极、南极冰雪开始融化,海平面继续上升,现在海平面已比过去升高了30厘米,全世界有1/3的人口居住在沿海或近海处,海平面的上升直接威胁了沿海城乡的工农业生活,甚至迫使大量人民迁居,以逃避被海水淹没的危险;气候变暖也将使我国北方城市南方化,如年平均温度升高4℃,北京气温将和长江流域或江南一带相仿,从表面看也使农作物有较长的生长期,但病虫害也会因此空前增长,防治更为困难,粮食成本上涨,这对我国众多人口是个很大的压力,世界粮食会更短缺,发展中国家人民生活更为困难。