书城童书《环保知识篇》(上)
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第12章 空中死神(1)

酸雨的形成

酸雨,从字面上理解为含酸量较高的降雨。早在19世纪中叶的西方工业发达国家就曾出现过。1852年,英国化学家史密斯就已发现,在工业化城市曼彻斯特由于烟尘的污染而使雨水呈酸性。酸雨的形成主要是纯净的雨雪,遇到空气中的二氧化硫及氮氧化物时,即转化为硫酸或硝酸,使降雨的pH值(酸碱度)低到5.6以下,而形成酸雨。当大气中二氧化硫和氮氧化物浓度很高时,可使雨水中的pH值低到3左右。

据测定,酸雨的主要成分是硫酸和硝酸,这两者占总酸量的90%以上。它与石油、煤炭等石化燃料的燃烧有直接关系。

酸雨的危害是多方面的。由于酸雨造成的湖泊、河流水质酸化,已经消灭了许多对酸性敏感的水生生物种群。

当湖泊和河流水体pH值下降到5以下时,鱼类的生长繁殖即会受到严重影响。河流流域土壤中和湖泊底泥土中的有毒金属,如铝等会溶解在水中,毒害鱼类。西欧、北欧及北美许多湖泊水体的pH值都在5以下,使水体生态严重恶化。酸雨对土壤生态的危害也很大,它能使土壤中的养分淋溶,导致土壤酸化和贫瘠,同时也影响土壤微生物的活性,使土壤生物群发生生态系统混乱,严重危害农作物和其它植物的生长。而且酸雨也缩短了一些建筑物、公共设施、装饰物品及通讯设备等的维修周期和使用寿命。

酸雨对人体的危害也是十分严重的。

美国《新闻周刊》曾有过这样一段描绘:“位于捷克和德国之间的厄尔士山区,曾经是闻名一时的风景区。在这里,游客们可以在松杉成林的小路上漫步。而现在厄尔士山区死一般寂静,一片荒凉景象。它是现代的、人为的疾病——工业污染的受害者”。希腊的雅典古城,迄今已有二千多年的历史,是希腊民族的象征和骄傲。城堡由著名的巴特农神庙、埃雷赫庙及其它一些古建筑组成,几乎全由洁白的大理石建成。如今已被酸雨溶蚀得斑斑驳驳,表面凝结一层厚达1厘米多的石膏层,使原来的面目全非。中国的故宫、天坛等名胜古迹也未逃脱大难,近几十年因污染而遭到的腐蚀比以往数百年还要严重。

酸雨,对人体的危害则是间接反映出来的,当土壤或水体的pH值较低时,一些金属化合物的流动性便会增加,从土壤或沉积物中释放出来的有毒金属如铝、镉、汞等将产生危害,并通过食物链或饮用水等对人体产生危害。据报道,很多国家由于酸雨的影响,地下水中的铝、铜、锌、镉的浓度已上升到正常值的10至100倍。1987年美国大气环境保护研究中心的调查表明:目前,美国直接受酸雨危害的居民达3000万以上。

酸雨造成的危害在地球的周围有一层薄薄的大气,我们称它为大气圈。大气圈是由氧气和氮气为主要成分组成的。氧气是维持生命的第一要素,科学实验证明,一个健康的人只供应他足够的饮水在不摄取其他食物的情况下,可以维持1周的生命;人如果断水,生命只能维持1~2天。而一个健康的人如果不吸收氧气,也就是说不呼吸,就只能维持几分钟的生命了,由此可见氧气对生命的重要性。大气中还有一种主要成分是氮气,氮气不仅是生物体各种蛋白质中氮的来源,它还负责对大气中的氧气进行稀释,使得氧气更适合我们生命的需要。

在大气圈中,除了氮气和氧气之外,还有一些其他微量成分,比如二氧化碳、氩、氖、氦等,这些气体总含量很低。这些微量成分的产生有的是因为火山爆发,有的是因为森林火灾或者雷电等自然原因产生的,而有的则是人类自身活动造成的。面对大气中的某些有害成分,大气本身则具备一种能力叫“自净能力”,它能够通过降水等自然过程把这些成分带到地面上来,而有些在大气中是多余的或者有害的成分到达地面后反而是有益的,比如碳、氮、硫等在地面上还可以转化为植物的营养成分。但是这些成分在大气中所占比例过高时,大气“自净能力”也是无能为力的。如果它们在一定时期、一定区域所占比例大大增加时,就会对地球造成现实的或者是潜在的威胁,酸雨的产生就是空气质量发生恶性变化而出现的严重后果,二氧化硫则是天降酸雨的根本原因,而燃煤又是产生二氧化硫的主要途径。

煤炭中含有较多的硫,在煤炭燃烧的过程中,就会把大量的二氧化硫排放到大气中去。二氧化硫进入大气中后,在潮湿的空气中与水蒸气生成亚硫酸、硫酸,这些酸性的物质在大气中飘浮,当天空出现降雨时,它们便和雨水一道降落到地面。这种雨中因为含酸性物质过多,所以雨水变酸,亦称酸雨。我们把水中酸度的高低用pH值来衡量,pH值的高低表示酸度的大小,pH值越高,水的酸度越小;反之,pH值越低,水的酸度就越大。当水中的pH值小于5.0时,就可以影响到水中鱼类的繁殖和生长,像以我国的长沙、南昌、赣州、怀化等地区为代表的华中酸雨区,其中心区年均降水pH值已经低于4.0。

祸从天降

1979年10月的一天,贵州省遵义市某小学的少先队大队长王丽芳正和同学们一起排练舞蹈。她们手持彩带,边歌边舞,高兴极了。忽然,天上下起雨来了,那雨虽然不大,落到人身上却像被小虫“蜇”了一下似的刺痛。蒙蒙的细雨“蜇”得同学们难受死了,有的吓得“哇哇”直叫,大家拼命地朝教学楼里奔逃。回到教学楼之后,大家急忙洗手洗脸,好一阵子才平静下来。王丽芳回到教室里,看到有两个女同学还捂住脸在哭,原来雨水钻进了她们的眼睛使人感到刺痛。王丽芳急忙陪她们到医务室去用蒸馏水冲洗。当她再次回到教室,她被自己刚刚放在桌子上的彩带惊住了。

原来,那些五彩缤纷的彩带全都变了色,有的还斑斑点点的,难看极了。看着自己那些被雨水伤害的同学,看着这些变了色的彩带,王丽芳心里一阵难过。她想,人们常常把从天而降的雨水比作甘露、琼浆,感谢雨水对大地万物的滋润和抚慰。不久前,老师还教我们读杜甫的诗句:“好雨知时节,当春乃发生;随风潜入夜,润物细无声。”雨水是多么美妙,多么富有诗意呵!可是,她做梦也没想到,今天会遇到如此可怕的雨水。

原来,王丽芳和同学们遇到的是一场酸雨。据资料记载,遵义市的这场酸雨下了足足31个小时,是一次相当严重的大气污染事件。

河南省巩县有个国家重点文物保护单位——宋陵。

“七帝八陵”埋葬着北京七个皇帝和宋太祖赵匡胤之父。八个陵墓的“神道”两侧,对称地排列着雄伟壮观、形态各异的文官、武士以及马、狮等石像。这是我国现存的最大的宋代石刻造像群,至今尚有七百多尊。

80年代初,人们发现石人石马在短时期内腐蚀得厉害,很多石人的面目已经模糊不清。巩县文物管理所所长傅永魁告诉人们,这是巩县乡镇企业造成的大气污染所致,这个地区经常有酸雨发生。他十分感慨地说:“要是附近的工厂再不搬迁或转产,用不了多少年,这些珍贵的石人都会变成石橛子。这是有钱也买不到的稀世之宝啊!”

巩县的乡镇企业发展得很快,在14700多家乡镇企业中,相当一部分是化工、建材、造纸、电镀等对环境污染比较严重的行业。这些工厂排放的“三废”大部分未经处理就进入环境,祸及石人石马。

乡民们的遭遇就更惨了。过去,巩县每年可收获柿子一百多万千克,80年代初,因受有害气体的侵蚀,柿树不能正常开花,柿子已寥寥无几。有些地方的苹果树,因连年缺花少果,农民只得忍痛砍掉。在一些铝钒土烧结周围,谷子不抽穗,小麦不扬花、不结籽。巩县的大气质量比河南省污染最严重的工业城市还要差。由于铝矿石窑厂、耐火材料厂等遍布,氟污染严重,不少人患有氟骨病和氟斑牙病。有些村庄的耕牛,使用一二年就趴下站立不起来了,原来是患了氟骨病。

面对河南省巩县饱受创伤的石人石马,我们想,如果能大力加强对乡镇企业环境污染的整治,保护好这些名胜古迹,把周围的环境建设得优美清新一点,肯定会吸引大批中外游客。随着旅游业的发展,还可以带动饮食、服务、交通、邮电等行业,当地人民肯定会更富裕、更幸福。

时间是1982年6月24日,在我国西南重镇重庆市的东南郊区,天气是晴朗的。大片的稻田里,农民们正在给长势良好的水稻施肥浇水,不时吹来一阵轻风,稻田里犹如起了一层层的绿色波浪。望着眼前的景象,农民们无不打心眼儿里高兴,因为这预示着又是一个丰收的年景。

突然间,晴朗的天空乌云密布,天又要下雨了。这本不足为奇,重庆地区6月的天,说变就变,因为这个时间正是雨季,更何况眼下正是需要水的时候。但是这场雨给人们带来的不是喜悦,而是一场不大不小的灾难。这场灾难既不是暴雨成灾,也不阴雨连绵,而是因为这场雨是酸的,像醋一样。这场像醋一样酸的大雨过后不义,两天内遭受大雨袭击的稻苗普遍出现了斑点,甚至枯死。望着自己辛勤耕耘获得的成果被毁于一旦,农民们只能发出无可奈何的哀叹和无力的诅咒。

峨眉山是佛教四大名山之一,也是我国有名的旅游胜地。登上海拔3077米的金顶,可以观日出、云海、“佛光”。

站在金顶极目远望,几十千米外的大小雪山历历在目,气象万千,十分壮观,所以人们常说,不登金顶揽胜,就不算来过峨眉。

但是,登金顶看日出、“佛光”,也要有好运气。因为金顶地区雨雾多,一年之中有雾之日在250天左右。

90年代初,峨眉山出现了一个奇怪的现象,这就是千百年来一直郁郁葱葱的冷杉林突然成片成片地枯黄凋零,金顶地区冷杉枯死的情况更为严重。专家们调查研究了好久,最后把目光集中在从天而降的雨、雪、雾上。于是他们用玻璃瓶采集凝附在叶片上的云雾水珠,经过化验分析,发现峨眉山地区的酸雨污染已十分严重。降水、云雾的酸度大,酸雾发生率高达88%,已对植物产生了严重的危害。

酸雨、酸雾、酸雪极大地伤害了冷杉的叶片。它们把片叶中的营养离子淋出,破坏叶片细胞,使气孔控制功能失调,伤害了植物叶片的叶绿体,损害它的光合作用的功能……冷杉林成片成片地丧失了。

站在峨眉山顶,风吹树叶沙沙作响,我们仿佛听到冷杉在大声呼唤:“还我清新空气,还我绿色生命!”

我国西南某地的山峦之中蕴藏着极为丰富的硫、煤等资源。80年代以来,个体户和联户兴办了一批又一批的“土法炼磺厂”,建造了1500多座土法炼磺炉。土法炼磺不仅要排放大量含有砷、汞、镉等的有害废水,与此同时,还要排放有害气体——每炼1吨硫磺要排放1000立方米的有害气体,其中含有大量二氧化硫和硫化氢等物质。据有关部门测试计算,每排放10万吨二氧化硫,经过自然催化,遇雨沉降,相当于15万吨浓硫酸倾入江河,洒向大地,其恶果可想而知。

在西南某地的这个土法炼磺区,由于排放的二氧化硫和硫化氢过多,酸雨不断,整个炼磺区寸草不长,挖地三尺也找不到蚯蚓、蚂蚁。不仅树木、庄稼全部枯死,连山上的岩石也变成白色。

土法炼磺污染不仅坑害了别人,也坑害了自己。

在这一地区,常常可以看到一些人的牙齿焦黑,牙龈灰黑,脸无血色。不用问,一看外表,准知道这就是炼磺的人。

他们的肺里吸收了大量的有害气体,呼吸道、消化道受到严重的伤害,炼磺者的得病率和死亡率极高。

面对这些土法炼磺区的变了色的伤痕累累的岩石,我们想,如果能用科学武装乡民,合理开发资源,用硫铁矿直接生产硫酸,用先进的科学的方法炼磺,那么山区人民就可以走出一条金光大道——环境保护和经济建设协调发展的新路子。

幽灵走四方

“酸雨”是极其有害的,中国国家环境保护总局的一位领导曾在《控制酸雨和二氧化硫污染,改善环境质量》一文中谈到:“酸雨污染造成我国粮食、蔬菜和水果减产,以致整块农田绝收,广西受害地区农作物减产幅度达5%~10%;森林受到危害,材积量锐减,甚至成片的林木死亡,重庆市自80年代以来,受酸雨影响,林区85%的马尾松受不同程度伤害,死亡率达35%。我国粮食人均产量低,森林覆盖率小,酸雨造成的危害无疑是雪上加霜。酸雨还使金属和建筑材料被腐蚀,土壤和水体被酸化。空气中的二氧化硫污染引起人体呼吸系统疾病,造成人群死亡率增加。”据统计,在我国由于酸雨污染和二氧化硫污染造成的农作物、森林和人体健康等方面的损失,仅1995年一年间,就高达1100亿元,这个数字是什么概念呢?它意味着1995年我国国民生产总值的2%毁于酸雨和二氧化硫。因此不难看出,酸雨和二氧化硫已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。

酸雨也是最近几十年才产生的。过去天不下酸雨,到80年代,我国降酸雨的地区也仅仅是重庆、贵阳和柳州地区,面积约为170万平方千米;但到了90年代,酸雨已扩大到长江以南、青藏高原以东以及四川盆地的广大地区,总面积已达到了近300万平方千米,以致在酸雨严重地区到了“逢雨必酸”的程度。虽然我国近1/3的国土面积受到酸雨侵蚀,但我国的酸雨区仍以较快的速度发展着,年均降水PH值低于5.6的地区已占全国区域面积的30%。

酸雨这个由人类放出的怪物,其危害能力十分惊人!

在欧洲,酸性沉降物破坏了森林、湖泊、各国的露天艺术品及建筑遗产。大约有6500万公顷的森林遭酸雨污染。中欧有100万公顷的森林因受酸雨侵蚀而枯萎死亡。在法国东部孚日山区和汝拉山区,20%的冷杉和云杉遭酸雨危害而处于枯萎状态。在北美也有成片的森林因酸雨、酸雾的危害而死亡或生长减缓。在瑞典,近半数的湖泊被酸雨污染,成为酸性水体,使鱼类难以生存。挪威南部的5000个湖泊已有1750个成为无鱼湖。据美国和加拿大估计,如酸雨的危害继续加剧,这两个国家将有近5万个湖泊变成“死湖”。美国环保局1982年对27个州的河流和湖泊监测表明,17%的河流和20%的湖泊由于酸化而处于危险状态。

一般酸雨与酸雨就连前些年,中国很少出现酸雨的华北、东北和西北等地,也曾一度被酸雨的问题所困扰。经黑龙江省气象研究所监测,自1987年下半年哈尔滨出现酸雨以来至1988年8月2日对172次降雨雪的取样中,有36次为酸雨。

1988年8月2日,由于副热带高压边缘北上的暖湿空气与北方南下的冷空气相遇而产生的一次较大的降水过程,经测定,这是一场前所未有的酸雨,酸度已接近中国西南酸雨危害最重的重庆市。