书城工业技术环境·生态与可持续发展
48227600000011

第11章 环境与人类(2)

2.2环境问题

人类社会发展到今天,创造了前所未有的文明,但同时也带来了一系列的环境问题。随着人口的激增、工业与经济的发展,特别是发展中国家急切改变本国贫穷落后状况的愿望与行动,在工业发达国家的环境治理刚刚取得某种进展的同时,又增加了发展中国家的生态破坏和更为严重的环境污染,反过来又强烈制约和影响着经济发展,甚至明显地危及人类的生存和繁衍。这使当今世界环境问题具有明显的时代特征。

2.2.1环境问题

1.环境问题

由自然因素或人为因素引起生态平衡破坏,以致直接或间接影响人类生存和发展的各种情况,称为环境问题。

对于环境问题的理解,可有广义与狭义两种。

狭义的环境问题:是指在人类社会经济活动的作用下,人们周围环境的结构和状态发生不利于人类生存和发展的变化。

广义的环境问题:是指任何不利于人类生存和发展的环境结构和状态的变化,其产生的原因既有人为因素又有自然因素。

2.环境问题的特点

产业革命后,特别是第二次产业革命以来,环境问题一直呈加速度发展。至现代,环境问题已经成为全球人类所面临的最严峻的挑战之一。它具有以下明显的特点:

(1)是全球人类面临的共同性问题;

(2)从局部扩展到区域甚至全球,从地表延伸到高空及地下,呈立体态;

(3)表现形式更加多样化;

(4)有明显的地域性;

(5)严重损害人类的健康与福利,并威胁人类的生存与发展。

美国学者Paul Hawken 等对汽车工业100年来给美国带来的代价计算出了下列数字:

铺建一条相当于俄亥俄州、印第安那州和宾夕法尼亚州所有耕地面积的路面,每天所需的保养费超过2亿美元;

2.5亿人因交通事故而致残或受伤,死亡的人数较之美国历史上所有的战争中死亡的人数还要多;

每天烧掉800万桶汽油,平均每人每年约1703L,使美国越来越依赖外国的石油,一年要为此付出600亿美元;为了增加石油供应,美国在产油国地区要付出大量的军事费用和保持不断的战争准备;

每周压死100万头野生动物(从鹿和麋到鸟类、蛙类和鼠貂),再加上数以万计的家养宠物;

城市市区的噪音和污染,使哮喘、肺气肿、心脏病和支气管炎的病人大量增加;

释放出的温室气体占美国温室气体总排放量的1/4,从而对全球的气候稳定性和农业造成威胁;

每年造成约3.2×109kg不能回收利用的废金属和废物。

然而,在当今飞速进入汽车时代的社会,以上信息和数据却几乎不为公众甚至政府的决策部门所了解。环保专业与其他学科之间的隔离,尤其是与社会科学之间缺少信息交流,导致了人类社会在对经济发展方向作出选择时,很少考虑可能连锁发生的环境效应会给社会带来的严重负面影响和经济负担。

2.2.2环境问题的分类

环境问题产生的负面效应主要有两大类:一是不合理地开发和利用资源而产生的各种负面效应,如森林消失、物种灭绝、草地退化、耕地减少及水土流失等;二是工农业发展和人类生活造成的负面效应,即环境污染问题,包括大气污染、土壤污染、水污染等,也包括由上述污染所衍生的环境效应,如温室效应、O3层破坏、酸雨等。

在有的地区,环境问题可能以某一类为主,但在更多的地区却是两类环境问题交织在一起,相互影响,相互作用,使问题进一步加剧。

按环境问题发生的先后和机制进行分类,环境问题主要可分为两类。

1.原生环境问题

原生环境问题也叫第一环境问题,它是由自然环境自身变化引起的,没有人为因素或很少有人为因素参与。

原生环境问题是自然诱发的,是经过较长时间自然蕴蓄过程之后才发生的使人类社会受到一定损害的环境问题,主要是由自然力引起的。

原生环境问题主要包括地震、火山活动、滑坡、泥石流、台风、洪水、干旱、自然地球化学异常等自然灾害问题,是灾害学的主要研究对象。

2.次生环境问题

次生环境问题也叫第二环境问题,是人类活动作用于周围环境引起的环境问题。

次生环境问题,主要包括由于人类不合理利用资源所引起的环境衰退和工业发展所带来的环境污染等问题,是环境科学的主要研究对象。

次生环境问题又可分成“环境破坏”和“环境污染与环境干扰”两类。

(1)环境破坏(又称生态破坏)

环境破坏主要是指人类的社会活动引起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应,它们导致了环境结构与功能的变化,对人类的生存与发展产生了不利影响,如人类违背自然生态规律,急功近利,盲目开发自然资源等。

环境破坏的表现形式多种多样,按对象性质可分为两类:一类是生物环境破坏,如因过度砍伐引起的森林覆盖率锐减,因过度放牧引起的草原退化,因滥肆捕杀引起的许多动物物种濒临灭绝等;另一类属非生物环境破坏,如因盲目占地造成耕地减少,因毁林开荒造成水土流失和沙漠化,因地下水过度开采造成地下水漏斗、地面下沉,因其他不合理开发利用造成地质结构破坏、地貌景观破坏等。

(2)环境污染与环境干扰

环境污染是指有毒的污染物或污染因素进入环境,在环境中扩散、迁移、转化,超过环境容量和环境自净能力,使环境的化学组成或物理状态发生了改变,环境质量恶化,扰乱和破坏了生态系统,从而影响和破坏了人类正常的生活和生产的现象,常简称为“污染”。有毒的污染物或污染因素可以是人类活动产生的,也可以是自然活动的结果,或两类活动的共同结果。通常情况下,环境污染主要指人类活动导致环境质量的下降。

环境容量是指在人类生存和自然环境不致受害的前提下,环境可容纳污染物的最大负荷量。环境自净能力是指环境自身将污染物或污染因素清除出环境从而达到自然净化的能力。

环境污染按污染物的性质可分为生物污染、化学污染、物理污染;按环境要素可分为大气污染、水污染、土壤污染、放射性污染等。

环境干扰是指人类活动所排出的能量进入环境,达到一定程度后,对人类生产和活动产生的不良影响。环境干扰主要包括噪声、振动、电磁波干扰、热干扰等。

环境干扰一般是局部性的、区域性的,在环境中不会有残留物质的存在。当污染源停止作用后,环境干扰也就会随之消失。

2.2.3环境问题的产生与发展

环境问题是随着人类开发利用环境资源能力的不断提高而产生、发展的,因此,环境问题按产生和发展历程可分三阶段来描述。

1.原始捕猎阶段

人类在诞生后的相当漫长岁月里,只是自然食物的采集者和捕食者。此时,人类对环境的影响与动物区别不大,主要是利用环境,而很少有意识地去改造环境。

因此,环境问题并不突出,而且即使有也很容易被自然生态系统自身的调节能力所抵消。那时的环境问题主要表现为由人口自然增长、乱采乱捕、利用自然的能力低而引起的饥荒,还构不成对环境的危害。

2.农牧渔业阶段

为了解除饥荒这一环境威胁,人类就被迫学会吃一切可能吃的东西,以扩大和丰富自己的食谱,或是被迫扩大自己的生活领域,学会在新的环境中生活的本领。

由于生产工具的不断进步,生产力逐渐提高,人类学会了培育植物和驯化动物,开始了农业和畜牧业。这在人类生产发展史上是一次大革命。随着农业和畜牧业的发展,人类改造自然环境的作用越来越明显地显示出来,与此同时就产生了相应的环境问题。人类为了发展农牧业,大量焚烧和砍伐森林,破坏植被,造成水土流失,于是水旱灾害日趋严重,大片土地变成了不毛之地或茫茫的沙漠。在这一阶段,虽然生产力和生产关系有很大发展,但生产仍以农牧业为主,工业基本上是手工操作,产值很低,能源主要是风力、水力和畜力,燃料主要是木材,所以这时的环境问题主要是由农牧业生产活动引起的生态破坏问题。

3.现代工业阶段(该阶段根据环境问题的特点可分为三个阶段)

(1)工业革命阶段

18世纪后半叶至20世纪初,蒸汽机出现引起了工具和能源的巨大变革,使生产力大为提高,使一些工业发达的城市和工矿区人口密集,人类同自然界物质和能量交换量增大,燃煤量急剧增加,以大气污染为主的环境问题不断发生。但从全球来看,这时还只是一些局部地区的污染问题。

(2)工业发展阶段

20世纪初到60年代,特别是第二次世界大战之后,随着工业化和城市化的迅速发展,煤炭、电力等新能源的开发利用,农药化肥的出现和施用,致使许多国家普遍发生了由现代工业、农业发展带来的范围更广、情况更加严重的环境污染问题和生态破坏问题。世界着名的八大公害事件就是在这期间发生的。

①比利时马斯河谷烟雾事件1930年12月1-5日,比利时马斯河谷工业区内13个工厂排放的烟雾弥漫在河谷上空无法扩散,使河谷工业区上千人发生胸疼、咳嗽、流泪、咽痛、呼吸困难等,一周内60多人死亡,许多家畜也纷纷死去。这是20世纪最早记录下的大气污染事件,主要污染物为烟尘及SO2。

②美国多诺拉烟雾事件

1948年10月26-31日,美国宾夕法尼亚州多诺拉镇持续雾天,而这里是硫酸厂、钢铁厂、炼锌厂的集中地,工厂排放的烟雾被封锁在山谷中,使6000人突然发生眼痛、咽喉痛、流鼻涕、头痛、胸闷等不适症状,其中20人死亡。这次烟雾事件主要是由于SO2等有毒有害物质和附着在悬浮颗粒物上的金属微粒造成的。过多人们在短时间内大量吸入了这些有害气体,以致酿成大灾。

③伦敦烟雾事件

1952年12月5-8日,伦敦城市上空大雾笼罩,连日无风。当时正值冬季大量燃煤取暖期,煤烟粉尘和湿气积聚在大气中,使许多城市居民都感到呼吸困难、眼睛刺痛,仅四天时间内就死亡了4000多人。在之后的两个月时间内,又有8000人陆续死亡。这是20世纪世界上最大的由燃煤引发的城市烟雾事件,主要污染物为烟尘及SO2。

④美国洛杉矶光化学烟雾事件

从20世纪40年代起,已拥有大量汽车的美国洛杉矶城上空开始出现由光化学烟雾造成的黄色烟幕。它刺激人的眼睛,灼伤喉咙和肺部,引起胸闷等,还使植物大面积受害,松林枯死,柑橘减产。1955年,洛杉矶因光化学烟雾引起的呼吸系统衰竭死亡的人数达到400多人。这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件,主要污染物为光化学烟雾。

⑤日本水俣病事件

从1949年起,位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞(Hg)的催化剂,大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年,水俣湾开始出现一种病因不明的怪病,叫“水俣病”。患病的是猫和人,症状是步态不稳、抽搐、手足变形、精神失常、身体弯弓高叫,直至死亡。经过近十年的分析,科学家才确认:工厂排放的废水中的汞是“水俣病”的起因。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞,甲基汞通过鱼虾进入人体和动物体内后,会侵害脑部和身体的其他部位,引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害,毒性极大。在日本,食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾的人数达数十万。

⑥日本富山骨痛病事件

19世纪80年代,日本富山县平原神通川上游的神冈矿山实现现代化经营,成为从事铅、锌矿的开采、精炼及硫酸生产的大型矿山企业。然而在采矿过程及堆积的矿渣中产生的含有镉等重金属的废水,却直接长期流入周围的环境中,在当地的水田土壤、河流底泥中产生了镉等重金属的沉淀堆积。镉通过稻米进入人体,首先引起肾脏障碍,逐渐导致软骨症,在妇女妊娠、哺乳、内分泌失调、营养性钙不足等诱发原因存在的情况下,使妇女得上一种浑身剧烈疼痛的病,叫痛痛病,也叫骨痛病。重者全身多处骨折,在痛苦中死亡。从1931年到1968年,神通川平原地区被确诊患此病的人数为258人,其中死亡128人,至1977年12月又死亡79人。主要污染物为重金属镉。

⑦日本四日市哮喘病事件

1955年,日本第一座石油化工联合企业在四日市上马。1958年,在四日市海湾打的鱼开始有难闻的石油气味,这使当地海产品的捕捞量开始下降。1959年,由昭石石油公司投资186亿日元的四日市炼油厂开始投产,四日市很快发展成为“石油联合企业城”。然而,石油冶炼产生的废气使当地天空终年烟雾弥漫,烟雾厚达500m,其中漂浮着多种有毒有害气体和金属粉尘,使很多人出现头疼、咽喉疼、眼睛疼、呕吐等不适症状。从1960年起,当地患哮喘病的人数激增,一些哮喘病患者甚至因不堪忍受疾病的折磨而自杀。到1979年10月底,当地确认患有大气污染性疾病的患者达775491人,典型的呼吸系统疾病有支气管炎、哮喘、肺气肿、肺癌,主要污染物为SO2、煤尘及重金属粉尘。