书城科普读物青少年身边的环保丛书:人类的生态困境
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第11章 温室效应及其影响

环境污染是指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统结构和功能发生变化,对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。其中引起环境污染的物质或因子称为环境污染物,造成环境污染的污染物发生源称为环境污染源。在通常情况下,环境污染主要是指人类活动引起的环境质量下降而有害于人类及其他生物的正常生存和发展的现象。在实际的环境管理工作中,通常以环境质量标准为尺度,来评定环境是否发生污染以及受污染的程度。

人类是环境的产物,又是环境的改造者。人类在同自然界的长期斗争中,通过劳动,不断地改造自然,创造新的生存条件。然而,由于人类自身认识能力和科学技术水平的限制,在改造自然的过程中,往往会产生当时意料不到的后果而造成环境的破坏。在古代农业文明时期,就已出现了环境问题,我国西北的黄土高原,在西周时期森林面积有32×106公顷,森林覆盖率达53%,古籍上形容为“翠柏烟峰,清泉灌顶”,“山林葱密,取木甚易”。但是由于在西汉末年和东汉时期进行了大规模开垦,滥伐森林,水源得不到涵养,致使水土流失严重,造成沟壑纵横,水、旱灾害频繁,土地日益贫瘠。

温室效应的增温示意图随着城市的出现和工业的发展,大幅度地提高了生产力,增强了人类利用和改造环境的能力,丰富了人类的物质生活,但也带来了新的环境问题。特别是工业革命以后,煤和石油等能源的大量使用,以大气污染为主的环境问题不断发生。世界上的江河、湖泊和水库大都受到不同程度的污染。大量废水排入江河,农田流失的肥料和农药污染河流和湖泊,大气污染物随降水形成酸雨导致湖泊酸化,地面倾倒有毒废物严重污染地下水和地表水。全球环境监测系统水质监测项目表明,全球大约有10%的监测河流受到污染,生化需氧量值超过6.5毫克/升;水体受营养元素的污染形成水域富营养化,污染河流含磷量均值为未受污染河流平均值的2.5倍。大气污染物通过各种形式的酸沉降导致土壤酸化,污水灌溉造成土壤污染物增加,生活垃圾、各种废渣的堆放和淋溶,使土壤污染也日益加剧。进入大气、水体和土壤中的污染物,通过各种途径,可能被植物吸收,再通过食物链传递浓缩,并最终进入人体,危害人类健康。此外,噪声污染、热污染、光污染、辐射污染都严重地危害着人类的身心健康。

环境污染的种类及影响自地球形成以来,地球气候始终处于变化之中,但这种变化的周期相当长,短时期内变化幅度很小,这种气候的稳定性,有利于生物圈内生物的生存和繁衍。但20世纪以来,阿尔卑斯山积雪融化,南极冰川减少,大洋海水升温,全球冬天变短,无一不被有关专家视作气候变暖的征兆。观测数据表明,自19世纪以来,全球平均气温升高了0.3℃~0.6℃,近20年来温度升高幅度更大。

温室效应之一——冰山融化专家分析,全球气候变暖主要是温室效应引起的,大气层和地表就好比一个巨大的“玻璃温室”,使地表和大气维持一定的温度,产生适合人类和其他生物生存的环境。在这一系统中,白天太阳辐射自由通过照射地表,其中长波辐射使大气升温,晚上散热降低温度,长期以来已经形成了一种稳定的平衡,使地球能维持相对稳定的温度。但是,工业革命以来,工农业生产的发展,大量化石能源被开采用作工业生产、交通运输和居民生活,导致大气中的CO2浓度上升,加剧了温室效应,打破了原有的平衡,使地球接收来自太阳的热多于地球散放到太空的热量,从而导致全球气候变暖。

CO2、NO、CH4、CCl2F2和O3都是潜在的温室气体。目前,大气中CO2浓度比工业革命前的浓度高25%,而且由于人为排放,每年约以0.5%速度递增。过去100年内,全球平均气温上升了0.3℃~0.6℃。据世界气象组织的最新报告预测,今后100年内全球平均气温将升高1.4℃~5.8℃。

全球气候变暖可能带来一些意想不到的灾难。

(一)海平面上升。全球气候变暖一方面使海洋上层水温升高造成体积膨胀,同时气温升高加速高山和南北两极的冰川融化,从而导致海平面上升。据估计,到2030年全球海平面上升约20厘米,21世纪末将上升65厘米,严重威胁到低洼的岛屿和沿海地带。联合国专家小组电脑模拟试验得出结论,2050年后,全球海平面升高30~50厘米,世界海岸线的70%将被海水淹没。东京、大阪、曼谷、威尼斯、彼德堡和上海等许多沿海城市将完全或局部被淹没,海水倒灌还将造成耕地被淹。地下水受海水的侵入而盐化,河流河口处淡水、海水混合区将向上游延伸,影响水生生态系统。

(二)气候带发生变化。全球气温升高将使温带界线向高纬度地区扩展,生物将因难以适应如此快速的温度变化而加速物种灭绝,破坏生态平衡。气候变暖使水分蒸发加快,雨量分布也随之发生变化,其结果是低纬度地区雨量增加导致洪涝成灾,某些干旱地区可能因季风影响而增加降水,但大部分中纬度干旱地区将更加干旱,从而导致农业减产。

(三)传染病流行。近年来全球范围内的流行性疾病增加,也与气温升高有关。在温暖条件下,不但细菌、霉菌生长迅速,而且蚊、蝇等昆虫媒介存活时间长,繁殖力增强,扩大了生存空间,从而使传染性疾病随全球气温升高而加剧。

我国地域作为全球环境的一个区域,近百年来的气候变化,就地表大气温度的变化趋势而言,与北半球一样,同样存在着变暖的趋势,但远不如北半球变温的幅度显著,同时还具有明显的区域气候变化的特征。造成这种区域气候变化的原因,尚需进一步进行论证。

人类活动引起的气候变暖对我国的环境影响有以下5个方面:

(一)对农业影响,既有正效应(增产),也有负效应(减产)。气候变化对农业影响的综合效应,将使我国农业生产能力下降至少5%。

(二)对我国水资源的影响非常严重。根据多种模型(气候和水文)计算的结果,由降水量、径流量、蒸发量形成的水资源增加或减少的地区差别很大。尤其是北方干旱及半干旱地区,水资源对气候变化最敏感。因此变干的可能性最大。

(三)海平面上升将对我国造成很大的损失。根据GCM(大气环流模式)并按照2×CO2的条件,预测到2030年,海面上升20厘米左右,我国东南沿海现有的盐场和海水养殖场将基本被淹没或破坏。

(四)对有些树种生长带来不利影响,生长分布区域发生变化,产量将严重下降。

(五)将使永冻土融化消失,并发生大面积的热融下沉与斜坡热融坍塌,造成已经开发建成的广大区域的冻土公路,铁路及民用建筑的破坏。

气候变化对社会的影响还难以估量,有许多问题还难以研究,但总的结果是令人忧虑的。

生化需氧量

生化需氧量又称生化耗氧量,是“生物化学需氧量”的简称,常记为BOD,是指在一定期间内,微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质,特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率表示。生化需氧量是反映水中有机污染物含量的一个综合指标,其值越高,说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。