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空气污染造成的损失经常以其实际危害来表示。1974年5月，环境保护局华盛顿环境研究中心发表了美国1970年因空气污染所造成的经济损失数字为61亿～185亿美元，而129亿美元这一数值最接近实际情况。同年，美国污染控制局的估计是135亿美元。其经济损失共分4类：人体健康方面，46亿美元；住宅方面，59亿美元；物质损失方面，22亿美元；植物损失方面，2亿美元。

不论是哪方面的损失，目前对其经济损失的估计都还不能认为是十分肯定和结论性的。然而还在前十年，就认为数据的质量确实已有很大改进了。

目前，经济损失的调查工作因其颇具开创性而得到发展。另外还有不少研究也深入探讨了某些特定的损失问题，根据“社会保健和环境监督系统规划”，美国环境保护局对某些呼吸道疾病的发病率进行了研究。

我们对经济损失的了解，还有许多研究工作要做，特别是对作用还难肯定的低含量条件下的生理变化和可能的心理因素所造成的损失，还待研究。像健康方面的损失一样，财产方面的损失也是难以估计的。

美国在对1957～1964年间圣路易斯市的一个严重污染区的情况进行研究后发现，该地区的地产价值跌落严重，有时高达1000美元。在全国范围所作的估计也认为，急剧恶化的污染使地产价值下跌。

污染造成的另一类损失是物质方面的，它有两种形式。首先，硫氧化物、颗粒物和氧化剂损害金属、纤维织物、轮胎和油漆，它们的总损失曾估计为22亿美元。其次，大量资源，主要是锰、铜和硫在熔炼和精炼等工业过程中损失掉了。这些物质都进入烟气跑掉了。

最后一点，植物和牲畜也受到了污染的危害。尤其是乙烯、臭氧和醛类等化学物质破坏叶类蔬菜、花和某些水果的组织。在洛杉矶地区，臭氧和PAN曾杀死了170万棵黄松；化肥生产和炼铝过程中排放的氟烟气曾污染了牲畜饲料，影响了牲畜的健康、繁殖和寿命。

据称，目前全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了55000亿立方米的淡水，占全球径流量的14%以上，而且，还正呈日益恶化的趋势。

水源污染已严重威胁到人类的健康。生活污水中常常含有很多致病的病毒、病菌和寄生虫。这些含有病原体的污水一旦污染了饮用水源并进入人体，就会迅速引起各种疾病，如痢疾、腹泻、伤寒、肝炎、霍乱等传染病流行，进而导致大批人死亡。联合国儿童基金会的一份资料披露，不安全饮水引起的腹泻和其他疾病，每年已造成数百万儿童死亡。

饮用水被重金属离子以及有毒的有机物污染，后果更可怕。水中含有各种重金属离子和难以分解的有机物，其中对人体危害极大的有酚类、氰化物、汞、铬、砷、铅、镉等。这些物质可引起人们畸形、患癌症、器官病变。水俣病、痛痛病就是这方面最典型的例子。我国饮用水源的污染也非常严重。据有关调查资料表明：符合饮用水卫生标准的仅占10%，基本符合标准的约占20%，不符合饮用水标准的则高达70%。用地下水为饮用水的城市，90%以上的地下水受到不同程度的污染，而且污染还在逐年加重。例如，在苏南地区对16个饮用水的取水点进行检测，测得154种有机污染物，其中几十种化合物超标。工业废水中的有机物排放量，特别是化学耗氧量逐年增加，流经主要城市的河流普遍受到不同程度的污染。有的河流则成为典型的排污沟。科研人员对我国532条河流的污染状况进行的调查表明，已有436条河流受到不同程度的污染。我国湖泊受污染达到高营养化水平的已占全部湖泊的63.6%，我国人口密集地区的湖泊、水库几乎全部受到污染。

人体活动的正常进行是离不开水的，所以，日益严重的水资源污染是对人体健康的一个重要威胁。水污染会引起哪些可怕的疾病？

继水俣病之后，日本又发现了一种怪病。患病初期，患者只是感到腰部和手足等处关节疼痛，后来又发展为神经病，及至骨骼软化、萎缩、自然骨折，在剧痛难忍中丧生。对死者进行尸体解剖发现，他们全身多处骨折，有的竟达到73处，身高也缩短了几十厘米，这种病因不明的疾患，就被称为“痛痛病”。

经过调查，痛痛病发生在日本富山市神通川下游镉污染地区，病因就是当地居民长期饮用被镉污染的河水和食用此水灌溉的含镉稻米。这些镉是从哪里来的？原来，日本三井金属矿业公司在神通川上游开设了炼锌厂，炼锌厂经年累月向神通川排放废水，其中含有大量镉离子，于是镉便由食物链进入人体，积累到一定的数量后便引发了痛痛病。

痛痛病事件从1955年一直延续到了20世纪70年代。据统计，1963年至1979年共有患者130人，其中81人真的痛死了。

自20世纪70年代中期以来，美国科学家已开始研究有机物污染和白血病发病率之间的关系。美国马萨诸塞州的一项研究表明，挥发性有机化合物会污染饮水，使儿童的白血病发病率提高。美国新泽西州的专家杰罗尔德教授的科研报告揭示，女性患白血病的可能性随饮水中卤化剂——三氯二烯、四氯二烯等污染物的浓度升高而增加。还有证据表明，饮用氯化物消毒的地面水易患膀胱癌和肠癌。

以往相当长的一段时间内，地球大气中的二氧化碳含量基本上是一个定值，大约为290克/吨。然而，随着工业的发展，煤炭、石油、天然气等燃料的燃烧，释放出大量的热量，与此同时，又产生了大量的二氧化碳，加之人口的巨量增长和对森林的不断砍伐，使地球大气中二氧化碳的含量增加了25%以上。

二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比今天降低20℃；但是，超量的二氧化碳却使地球仿佛捂在一座玻璃暖棚里，温度会逐渐升高，这就是所谓的“温室效应”。

电脑模拟显示，在今后50年内，地球大气中的二氧化碳将增加1倍，地球气温将升高3～5℃，两极地区可能升高10℃。这就是说，地球气候将会明显变暖。

其实，除了二氧化碳，其他诸如臭氧、甲烷、氟利昂、一氧化二氮等都是大气温室效应的主要贡献者，它们被统称为“温室气体”。只是由于二氧化碳是大气中含量最多的温室气体，科学家才更关注于它。

现在，已有人将甲烷视作比二氧化碳更危险的温室气体，因为它会吸收地球表面的红外线，具有很强的阻止热扩散能力，因而对温室效应起了很大的推动作用。甲烷的来源十分广泛，在开采石油、天然气和煤的过程中，它是作为一种副产品进入大气中的。另外，世界各地的牛因肠胃气胀每天要排泄相当数量的甲烷，仅此一项，每年就要产生5000万吨甲烷。如果把世界上所有的牛、马、骆驼、羊、猪以及白蚁都加以计算，全世界每年至少要生产5亿吨甲烷。

目前，大气中的甲烷含量仍以每年1%～2%的速率增加，这使科学家们大伤脑筋，因为它的效率可能是二氧化碳的20倍。由于大部分甲烷来自自然过程，因此减少甲烷的散发可能比控制二氧化碳更为艰难。科学家们不无忧虑地指出：如果以目前的速度发展下去，几十年内甲烷的作用将在温室效应中占50%。

在太阳系中，金星处于水星和地球之间，它的直径、质量、密度和表面重力这几项数值与地球十分接近，因此，人们曾把金星视作地球的“孪生姐妹”，直到测量了金星的表面温度以后，才改变了这种看法。由于金星比地球离太阳近，天文学家预料到它的温度会比地球高。但是，20世纪50年代，通过射电测量到金星的表面温度为300℃，使天文学家感到十分惊讶，因为这比他们预料的要高出上百摄氏度。之所以导致这种错误，是因为当时尚不知道金星的大气成分，没有考虑温室效应的缘故。其实，射电天文测量的温度值还偏低，20世纪60年代拉开的航天探测行星的序幕，才一识金星的“庐山真面目”。

1962年，美国“水手二号”金星探测器测量到金星的表面温度是480℃，这比离太阳近的水星白昼温度还要高近50℃，是太阳系中最热的一颗行星。原来，这是金星大气温室效应的结果。金星大气成分97%是二氧化碳，这层厚厚的酸性云层虽然阻碍了太阳辐射的穿透，但更强烈地阻止了金星表面的热辐射散逸，形成了一个全球性的高效率“大温室”，使金星成为浓云下不见天日的热宫。此外，温室效应还使金星的昼夜温差甚小，夜间温度也降不下来多少，几乎和白天一样闷热，这一点和水星大不一样。

金星的今天会不会是地球的明天呢？科学家们似乎从金星上看到了地球的悲哀。

了解金星的温室效应，对我们如何防止地球气候变暖和环境恶化，应该说不无参考价值。温室效应造成的地球气温的升高，将会导致气候形态的重大改变，导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率也将提高。更令人担忧的是，气温升高，将使两极地区冰川融化，海平面升高，全世界将有不少沿海城市、岛屿、平原、低洼地区面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。

在正常气候下，地球上各种形态的水呈一种动态平衡。南北极以冰川的形式，储水极为丰富。南极冰层平均厚1700米，最厚处达4000米，储水相当于全世界各大洲湖泊河流水量的200倍。假如南极冰川全部融化，全世界海平面将上升70米。即使仅融化1/10，也将使整个地球海平面上升约7米。根据预测，到21世纪中叶，地表温度升高1.5～4.5℃，海平面将上升0.25～1.4米。

当然，“几家欢乐几家愁”，温室效应给各个局部地区所带来的后果也不尽相同。以下是这些地区的可能后果：加拿大，安大略富庶的农田由于降雨量的减少引起粮食欠收；科罗拉多河，水位下降，在美国包括加利福尼亚在内的8个州，农业、供水、发电将遭到破坏；美国中西部，由于干热的夏天使农田遭到损害；西欧，温暖的墨西哥湾流可能不会受到温室效应的干扰；格陵兰岛，一些冰层溶化，使海平面升高0.15～0.3米；北极圈，在西伯利亚、阿拉斯加、白令海和加拿大群岛的港口成为不冻港，提高了商运能力；中国，边远地带的农田变得多雨，可提高产量；印度和孟加拉，这两个国家遭到更多的台风和洪水的袭击；非洲，热雨带向北移，干燥的乍得、苏丹和埃塞俄比亚变得湿润；南极洲，由于雪和冷雨的增加，使冰层加厚，并阻碍由于温室效应产生的海平面上升。

无论如何，二氧化碳在今天地球的温度上升过程中，起着举足轻重的作用，因此，人们称它为温室效应的“罪魁祸首”。20世纪80年代末，在加拿大多伦多市召开的一次国际会议上，科学家们一致认为，在今后20年内，工业国家应将二氧化碳的释放量减少20%，不过以美国为首的一些国家则争辩道，这样会使他们付出昂贵的代价。

但是，英国和德国的三位经济学家所作的一项研究表明，发达国家大量减少二氧化碳的释放量并不会花很多费用，因为近年来工业国家的经济结构正在发生重要变化，工业部门都在逐步使用新设备对旧工厂进行更新换代，如果在更新设备的同时也考虑到二氧化碳的释放问题，岂非一举两得？

他们指出，新设备不仅可以更有效地利用燃料，减少二氧化碳的释放量，而且也会生产出质量更好的产品，从而提高工厂的经济效益；如果西方国家的政府能采取一些奖励措施，诸如通过增收二氧化碳税来鼓励工厂企业以更快的速度对旧设备进行更新换代，这不仅可减少二氧化碳的释放量，同时也可增加生产的竞争性，从长远看，这种措施将会使国家的经济受益。

根据统计，美国的二氧化碳释放量比英国或德国高出2倍，前苏联地区的能源使用也莫不如此。因此，这些国家减少二氧化碳释放量的余地将比西欧国家大得多；而发展中国家的情况则有所不同，由于正处于工业发展初期，这些国家的二氧化碳释放量将不可避免地会增高。事实的确如此，目前大气层中75%～80%的二氧化碳是由发达国家所释放的。由此可见，发达国家努力减少二氧化碳的释放量不仅不会耗费巨额资金，而且从发展眼光来看，还能节省资金，关键是要制定出缓释二氧化碳的长远目标。

如果人们能够坚定信念，常抓不懈，就可在20年内轻而易举地达到多伦多会议上制定的目标；如果时间稍长一些，例如在40年内，人们甚至可将二氧化碳的释放量从目前的水平减少50%～60%。

如何让二氧化碳物尽其用，不仅成了生态学家，也成了其他领域科学家的研究目标。

众所周知，植物的光合作用能把二氧化碳转化为碳水化合物，在光合作用中起重要作用的是叶绿素，这是一种镁的卟啉络合物。现代科学研究已经发现有一种金属的卟啉络合物，其结构与镁的卟啉络合物十分相似，它可以充当人工合成碳水化合物的“叶绿素”。这项研究工作一旦取得成功，人类就能利用二氧化碳合成出“人造粮食”了。

研究如何利用二氧化碳的另一个重要课题是把二氧化碳活化，再用氢气还原二氧化碳，制造甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、一氧化碳等化工原料。甲醇的能量密度大约是液氢的2倍，在许多情况下可直接用于能量转换系统，比如汽车的引擎等；而且甲醇在常温下是液体，便于运输、储存，价格低廉，比其他能源更通用，更具经济性；再则，与其他汽车燃料相比，使用甲醇时的排出物少，碳氢比高，具有较高的能量转换能力。

正鉴于此，科学家在想方设法利用二氧化碳来制取甲醇。正在研究中的一种电化方法是将硫酸钾加水进行电渗析，产生氢氧化钾和硫酸，然后用这些生成物来浓缩二氧化碳，二氧化碳与水化合产生甲醇。与化学合成法相比，这种电化方法的生产设备投资成本较低，更便于扩大生产，并且碳基副产品的浓度较低。

利用植物的光合作用，将二氧化碳转化成燃料也是科学家们正在考虑的课题。他们发现，向生长着微藻类的池塘注入含二氧化碳废气，能被微藻类吸收并转化为甲烷。这种方法一旦成功，成本将会很低，只是池塘将占用很大的面积，而且藻类在冬天和晚上的活动性差，二氧化碳的排放量只有25%～30%。

将二氧化碳气体变成液体，用做工业溶剂，取代使用广泛的氯化烃溶剂也是科学家们正在探索的一大项目。人们发现，液态二氧化碳是一种理想的溶剂，有些化学反应在液态二氧化碳中的反应速度要比在一般的氯化烃溶剂中快20%以上。问题是要将二氧化碳变成液态，需要在几个大气压下才能实现。虽然用做溶剂的二氧化碳量是微不足道的，但这却是利用二氧化碳的一条新途径。或许不久的将来，街上洗染店干洗衣物都会使用液态二氧化碳溶剂呢！

还有一种设想是，将回收的二氧化碳液化后注入3000米以下的深海封存。1988年，日本科学家在冲绳海沟的一次调查中，偶然发现自然界中存在液化的二氧化碳。此后，他们进行了一系列研究，发现在水深超过600米时，二氧化碳变成近似制作干冰过程中的液体状；在3000米以下的深海，变得比海水还重，非常容易沉入海底。此外，水温一旦低于10℃，其表面就会出现一层果酱状的薄膜，可以防止快速扩散于海水中。这样，注入深海海底的二氧花碳要花费很长时间才会一点点溶于海水中，重返大气至少需要1000年以上。这样，不仅可以大幅度控制地球变暖的速度，而且可以赢得宝贵的时间来研究彻底的解决办法。

当然，这一方法还有许多问题尚待解决，其中之一是对海洋生态系统究竟有无影响。深海泥土中含有大量生物遗骸产生的碳酸钙，虽然它们与二氧化碳起化学反应后是变成无害的重碳酸离子溶解于海水中的。但是，海水的pH值是否会变化，这种变化对海洋生物影响如何，二氧化碳的扩散速度究竟有多快，这些都还需要进一步调查研究。

臭氧层的破坏及影响

臭氧，是地球大气中的一种微量成分，它在空气中的平均浓度，按体积计算，只有百万分之三——3克/吨，而且绝大部分位于离地面约25千米的高空。在那里，臭氧的浓度可达到8～10克/吨，人们将那里的大气叫做“臭氧层”。

臭氧层具有非凡的本领，它能把太阳辐射来的高能紫外线的99%吸收掉，使地球上的生物免遭紫外线的杀伤。可以说，它是地球生命的“保护神”。假如没有它的保护，所有强紫外辐射全部落到地面的话，那么，日光晒焦的速度将比烈日之下的夏季快50倍，几分钟之内，地球上的一切林木都会被烤焦，所有的飞禽走兽都将被杀死，生机勃勃的地球，就会变成一片荒凉的焦土。

臭氧层还能阻挡地球热量不致很快地散发到太空中去，使地球大气的温度保持恒定。这一点，它和二氧化碳非常相似，因此，臭氧也是一种“温室气体”。

臭氧层为什么能吸收高能紫外线，保护地球生命呢？原来，在高空中发生着奇妙的化学变化。高空中的氧气受宇宙射线的激发能产生原子氧；原子氧与氧分子作用便生成了臭氧分子，正是这一过程，吸收了太阳的辐射能；臭氧比空气重，当它生成后就在空气中下降；由于臭氧不稳定，容易分解为氧气，并放出原子氧，原子氧和氧气再上升到高空……就这样，臭氧和氧气不停地相互转化，既吸收了高能射线的能量，又保护住了地球的热量。

臭氧层就像套在地球上的一件无形的铠甲，忠实地保护着大地上的生命；它又像一面巨大的筛子，只让对生物有益的光和热通过它到达地面。可以说，臭氧层是天工修筑的一座万里长城。

然而，现代工业对大气的污染正在无情地磨损着这层铠甲。1986年6月下旬，美联社发布了一则引起全球关注的消息：英国南极调查组织的科学家们发现并且证实，南极上空的臭氧层正在迅速地减少，出现了一个“臭氧层空洞”。这个位于南极洲哈利湾站上空的“空洞”是从1960年开始破损的，20世纪70年代末到80年代初，破损速度骤然加快，形成了一个巨大的“洞”。美国宇航局的科学家也证实了这一发现。

到1992年11月13日，世界气象组织又一次向全世界发出警告：臭氧层厚度创造了历史上最薄的纪录！这是综合世界各地140个地面站和几个卫星的资料而获得的最新结果。1992年，南极以及北半球中高纬度地区的臭氧层均为历史最低水平，9～10月间，南极14～19千米上空的臭氧层几乎全部丧失。

来自宇宙空间的信息表明，臭氧层越来越稀薄的现象不仅发生在冬季，在春季和夏季也会出现，而正是这两个季节内阳光最强烈，地球上的人类和生物最需要臭氧层的保护。如果阳光中的紫外线能够长驱直入，结果是患皮肤癌的人数将大量增加，有人甚至这样说：“臭氧层被破坏10%，皮肤癌就会增加20%。”澳大利亚的昆士兰州素有“阳光州”的美誉，那里因皮肤癌而丧生的人数比例也居世界之首。

当然，也有科学家对上述观点提出疑义，认为这一说法或许太夸张了。他们认为，臭氧层只能吸收少量波长为280～320微毫米范围内的紫外线，而这部分紫外线并不是对地球上动植物危害最大的。究竟孰是孰非，看来也不是一时可以下定论的。

使臭氧层变得稀薄的“罪魁祸首”是谁呢？科学家们认为，是某些化肥和作为制冷剂的氯氟碳化合物，俗称“氟利昂”。家用电冰箱、空调机、喷雾摩丝和喷雾杀虫剂中，都含氟利昂气体。科学家发现，由于人类在生产、生活中广泛使用氯氟碳化合物，使高层大气中漂浮着这类化合物分子。在太阳紫外线的高能辐射作用下，氯氟碳化合物被分解，放出氯原子。氯原子能迅速“吞噬”臭氧分子，一个氯原子可以和10万个臭氧分子发生连锁反应；而氯原子在和臭氧分子作用后，又能迅速恢复原状，重新“攻击”另外的臭氧分子……就这样，臭氧分子被大量而迅速地吞噬掉了。

1987年9月，由联合国草拟了一个国际协定——《蒙特利尔议定书》。该议定书明确规定，氯氟碳化合物（包括名声显赫的氟利昂）生产国从1989年7月开始，要将产量冻结在1986年的水平。到1998年，要削减50%。有27个国家共同签署了这个协定。后来，联合国环境规划署起草的一份报告认为，臭氧层遭到明显破坏，95%因归于氯氟碳化合物和聚四氟乙烯气体。

1992年初，各国政府尤其是一些发达国家政府纷纷表态，计划在三五年内禁止使用含氯氟碳化合物的制冷剂以及其他危害臭氧层的物质。德国已宣布于2000年完全停止生产氯氟碳化合物，瑞典和挪威保证到1995年削减产量的95%……世界上大多数氯氟碳化合物生产国已承认《蒙特利尔议定书》，并正在千方百计地设法生产其替代品。这是和人类切身利益休戚相关的大事，有专家预言：“假如全世界继续以目前的速率使用化学品，到21世纪臭氧层将消耗16.5%。”这并非危言耸听。不过，也有生态修正论者提出了相反的意见，他们认为，真正的危机是我们的轻信。他们的反击主要集中在以下两点：第一，氟利昂并不破坏使地球免受紫外线照射的臭氧层；第二，即使臭氧层真的变薄，也不会对人类健康造成危害。

无论结论如何，我们现在所要做的当然是保护臭氧层，为此，全世界的科学家都在为之努力。

1991年8月15日，前苏联“旋风”号火箭载着一颗前苏联的“气象—3”号卫星从普列谢茨克卫星发射场发射升空。该卫星上装有美国宇航局制造的一台全球臭氧层测绘光谱仪，可测量全球的臭氧层含量及其分布，监视大气层中出现的臭氧空洞。这是自1975年以后，美国和前苏联的第一次携手合作，其重视程度由此可见一斑。

1991年9月12日，美国“发现”号航天飞机将7.7吨重的臭氧监测卫星送上了太空，这在美国航天史上还是头一遭。该卫星上装有美国、加拿大、法国、英国研制的10台高灵敏度监测仪器，其任务就是监测臭氧层中臭氧减少的情况。

除了运用航天高科技，科学家在地面也八仙过海，各显神通。日本富士通公司已经研制成一种新型的电波探测系统，它可以比常规系统更精确地测量臭氧层。这一系统采用了约瑟夫森器件和超导微电子电路，即使在恶劣的天气条件下也能测到高达80千米高空的臭氧层，而且测量所需的时间将由常规系统的1小时缩短到5分钟，这为我们精确地掌握臭氧层数量提供了有力的武器。

日本在使氟利昂无害化方面也作了大量工作，他们在氟利昂分解装置实用化上走在了世界前列。氟利昂分解装置的基本原理是：将氟利昂和水混在一起，在约10000℃的高温中离子化，然后再生成食盐和氟的原料——萤石等无害物质，分解率为99.99%，分解能力为50千克/小时，处理费用约为500日元/千克。

美国一家公司开发出了一种用水代替氟利昂的新型空调器，它是根据蒸发原理工作的：当水蒸发时，水吸收热能，使水周围的空气冷却。这种新型空调器还有一种专用干燥剂，它能使空气干燥，当大量水分返回空气中时，不引起过分的潮湿。这种空调器适用于住宅、饭店和小型办公室，它不含压缩机，因而节省了大量能源，而且又不会泄漏氟利昂之类的有害污染物。

为拯救地球、摆脱臭氧层危机，欧洲和北美等国家也争相呼应，纷纷推出了兼备环保功能的电冰箱。由于欧洲共同市场已同意于1995年禁止生产氟利昂，因而各大主要电器制造商逐渐转向使用另一种功效类似、不会损害臭氧层的化学品。例如，一家德国制造厂把丙烷和丁烷混合，用于散热系统，它绝不损害臭氧层。今天，人们在选择臭氧层还是选择氟氯碳化合物上，毫无疑问地选择了前者，并为此作了种种努力。但是，现在科学家所开发研究的新一代产品，仍然不是理想中的完全无毒的产品，只能称为暂代产品，今后开发研究的第三代产品才是完全无毒的产品。

1985年，科学家发现南极上空的臭氧层中出现了巨大的空洞（面积约2000万平方千米，比两个中国的面积还大）。在那里臭氧浓度已从大约400道布逊（一种表示臭氧浓度的单位）降到了200多道布逊，这使人们对臭氧层耗竭问题倍感担心。虽然，南极臭氧层空洞的形成有其特殊性（它主要与南极上空特殊的气象条件有关。在南极上空极低温度下形成的平流云以及在云中冰粒上进行的表面反应乃是生成臭氧层空洞的基本条件），但空洞面积之大，发展态势之严重，不能不令人感到担忧。与此同时，北极地区上空臭氧浓度也减少了。

1995年春天，西伯利亚北部地区上空平流层臭氧减少了35%。随着人们生活水平的提高、人口的增加，空调器、电冰箱的用量将成倍增长。同样，大气层中的氯氟烃也将成倍增长。臭氧在大气中本来就极少，随着氯氟烃的增加，它会变得越来越少。据统计，全世界氯氟烃年产量已高达100多万吨，其中西方发达国家占96%。估计到2050年，大气平流层中的氯氟烃将比目前增加9倍。

到那时，70%的臭氧层将被破坏，辐射到地球上的紫外线总量比今天增加1倍多，这将直接影响人类的生存环境。咄咄逼人的紫外线“大军”正兵临城下，这不能不令人感到担忧：人类将何去何从？人类决不会束手待毙，保护臭氧层，向氯氟烃宣战的战略行动正在进行。

核爆炸产生的放射性核素在爆炸高温下呈气态，它们随爆炸火球上升。当爆炸火球温度逐渐下降时，气态物质便凝成颗粒状随蘑菇状烟云扩散，逐渐沉降到地面。这些沉淀的放射性颗粒被称为放射性沉降物。放射性沉降物又可分为近区沉降物和全球性沉降物。近区沉降物是爆炸后几小时至1天内在爆炸区附近和处于下风的几百千米范围的沉降物，这种沉降物颗粒较大。那些细小的放射性颗粒随烟云到达对流层顶部，进入平流层，并随大气环流流动，经过若干天甚至几年才重新回到平流层，这样的沉降物便是全球性沉降物。

核爆炸的高度越高，近区沉降物越少。在地面爆炸时，近区沉降的放射性物质占总放射性物质的60%～80%。在离地面30千米以上进行高空爆炸，几乎没有近区沉降物。核试验造成的全球性污染要比核工业造成的污染严重得多。1970年以前，全世界大气层核试验进入平流层的锶90达57.4亿亿贝可，其中55.5亿亿贝可已经降到地面。

放射性物质产生的电离辐射对人群健康有不良的影响。自从发现X射线和镭以后，相继出现放射性损伤、皮炎、皮肤癌、白血病、再生障碍性贫血等病症，以后又发现接触发光涂料——镭的女工患下颌骨癌，铀矿开采工厂患肺癌的可能性特别大。1945年，美国在日本的长崎、广岛扔下了原子弹，原子弹爆炸后，当地居民长期受到辐射的影响，肿瘤、白血病的发病率明显增高，因而引起人们对放射性物质危害的重视。

1954年以后，核爆炸试验急剧增多，放射性沉降物造成的环境污染使全球受到影响。

各种放射性物质在环境中经过食物链转移进入人体，这个过程受到许多因素的影响。这些影响包括放射性核素的理化性质和环境因素、动植物体内的代谢情况以及人们的饮食习惯等。放射性核素进入人体后，射线会对机体产生持续的照射，直到放射性核素蜕变成稳定性核素或全部排出体外为止。

人体受某些微量的放射性核素污染并不影响健康。当体内照射剂量大时，可能出现近期效应。这些效应包括出现头痛、头晕、食欲下降、睡眠障碍等神经系统和消化系统的症状，继而还会出现白细胞和血小板减少等症状。超剂量的放射性物质长期作用于体内，可产生远期效应，如出现肿瘤、白血病和遗传障碍。

放射性污染物对环境的作用将是长期的、永久性的。这就要求人们在利用放射性物质和进行核试验时，要清醒地认识到环境可能造成的污染。在科技发展的过程中，人们对放射性物质的利用次数和数量一定会越来越多。同样，人们对它的防范措施也一定会越来越严密，越来越有成效。

“空中死神”酸雨

酸雨，作为一个国际问题，自从1972年首先由瑞典在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议上提出后，已成为一个重大的国际环境问题。世界上最早为“酸雨”命名的人是英国科学家R·史密斯。1852年，史密斯分析了英国工业城市曼彻斯特附近的雨水，发现那儿雨水中由于大气严重污染而含有硫酸、酸性硫酸盐、硫酸铵、碳酸铵等成分。他成了世界上第一个发现酸雨、研究酸雨的科学家，并由此开创了一门崭新的学科——化学气候学。史密斯对酸雨整整调查研究了20年，于1872年写了《空气和降雨：化学气候学的开端》一书。就是在这本书中，他第一次采用了“酸雨”这一术语。不过，由于当时世界上降酸雨的地方星星点点，并没有引起人们的重视。

直到史密斯发现酸雨的40年以后，一个名叫保罗·索伦森的科学家才进一步确证了酸雨的存在，并且提出了测量酸雨的方法。而酸雨问题真正得到全世界的关注，则是20世纪的事情。

20世纪以来，尤其是20世纪50年代以来，酸雨给人类带来的危害愈演愈烈，逐渐成为世人所关注的一大问题。1963年，美国康乃尔大学教授金·林肯斯率领一批科学家对新罕布尔州的哈伯河进行考察时，发现当地降下的雨是黑颜色的，黑雨中含有很高的酸度。1967年，瑞典科学家斯万特欧登在研究了各地的降雨之后，发出了这样的警告：“酸雨本质上是人类的化学战！”从此，世界各国的科学家和环境保护部门才把对酸雨的研究和治理陆续摆到议事日程上来。

平常的雨水都呈微酸性，pH值在5.6以上，这是因为大气中的二氧化碳溶解于洁净的雨水中以后，一部分形成呈微酸性的碳酸的缘故。然而燃烧煤和石油的过程会向大气大量释放二氧化硫和氮化物，当这些物质达到一定的浓度以后，会与大气中的水蒸气结合，形成硫酸和硝酸，使雨水的酸性变大，pH值变小。我们把pH值小于5.6的雨水，称之为酸雨。

今天，酸雨已成为地球上很多区域的环境问题。在欧洲，雨水的酸度每年以10%的速度递增；在北美，降落pH值只有3～4的强酸雨已经司空见惯；在加拿大，酸雨危害面积已达120～150平方千米；在日本，全国降落的酸雨pH值是4.5；在印度和东南亚，一些土壤已经因频降酸雨而酸化。我国西南各省如贵州、四川，酸雨情况也很严重。

哪里有酸雨，哪里就会有灾难发生。酸雨落在水里，可使水中的鱼群丧命；酸雨落在植物上，可使嫩绿的叶子变得枯黄凋零；酸雨落到建筑物上，可把材料腐蚀得千疮百孔，污迹斑斑。希腊雅典埃雷赫修庙上亭亭玉立的少女神像，就被“折磨”得“面容憔悴”、“污头垢面”。酸雨进入人体，会使人渐渐衰弱，严重者会导致死亡。据报载，仅在1980年一年内，美国和加拿大就有5万余人成了酸雨的猎物。比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家，它的环境酸化程度已超过正常标准的16倍。在意大利北部，5%的森林死于酸雨。瑞典有15000个湖泊酸化。挪威有许多马哈鱼生活的河流已经遭酸雨污染。

酸雨是由大气中的酸性烟云形成的，这些酸性污染物，一部分来自大自然，如火山爆发、海水蒸发、动植物腐败而散逸出的含有酸性物质的气体；另一部分是由人类活动造成的，如工矿企业所喷出的浓烟，各种车辆排出的废气等。这些酸性物质到了大气之中，溶入雨水降到地面，便形成了酸雨。

来自大自然和人类活动的两部分酸性物质的污染中，哪一部分是主要的祸首呢？我们不妨作一个比较。1980年5月18日，美国华盛顿州的圣海伦火山突然喷发，酿成了几十年以来美国最严重的自然污染，专家们估计，这次火山爆发散入大气的亚硫酸酐约有40万吨，这当然是一个惊人的数字。可是，有人作过科学测试，一个中型的燃煤火力发电厂，一年内也能向大气排放40万吨亚硫酸酐，全世界难以计数的大中型火电厂，该相当于多少座火山爆发呀！相比之下，后者的危害就可想而知了。

在美国洛杉矾，有时降雨中的pH值达到3，而在蒙大拿，积雪中所含的pH值则为2.6。这些数字意味着什么呢？醋是人们在饮食中常用的调料，少放一点能使菜肴增加鲜味，但稍稍过量，就会感到难以下咽了，可是，醋的pH值不过3左右；说到柠檬水，我们的牙齿就会条件反射地产生发酸的感觉，然而，这种饮料的pH值也只有2.3左右。如此一比较，洛杉矶的酸雨和蒙大拿的积雪酸度就一目了然了。创造世界“酸度之最”的酸雨，出现在美国弗吉尼亚州西部的惠林地区，1979年，这一带下了一场暴风雨，雨中的pH值竟达到1.5左右，这样的酸度几乎同汽车蓄电池中的液体相似，它们洒到哪里，哪里的绿色植物就顿时枯死。树犹如此，人何以堪？

在加拿大，酸雨已经使4000个大大小小的湖泊变成了没有生命的死亡之湖。新斯科舍半岛地区的9条河流，本来是大西洋的鲑鱼产育幼卵的地方，如今再也见不到产卵的鱼群了。加拿大的森林资源也是著称于世的，而酸雨正在使这个国家的森林大片大片地枯死毁坏。

在欧洲，瑞士、瑞典、德国、挪威等国也是如此。瑞士一向以它如画的风景吸引着各国旅游者，可是，它那茂密葱翠的树林由于酸雨的侵害而大片枯萎，碧绿的湖水也开始变质，这个旅游休养的圣地正在失去美丽的风采。瑞士提契诺州的渔业公司在本州的湖泊里投放了一批鳟鱼鱼苗，以期秋天收获美味的鳟鱼，不曾料到，这些湖泊早已被酸雨变成了鱼的地狱，第二天，所有的鱼都白花花地浮在了水面上。德国的拜恩和巴顿地区，过去那蔽日的森林，后来也有大半被酸雨摧毁，造成了巨大的经济损失。在瑞典，一些村庄的井水也变得发酸，酸雨形成的环境污染“使有的农妇的头发像春天的桦木一样发绿”。

正如美国环境科学家所描述的：在美国纽约州坷迪龙狭克山脉的云杉、铁杉树林中，掩映着闪闪发光的布鲁克特劳特湖，周围是死一般的沉寂，连蛙声都听不到，晶莹的水面下也没有任何生物在活动，而在20年前，宁静的湖水中充满了生气，鳟鱼、鲈鱼和小狗鱼自由自在地嬉游其中，可是如今什么鱼都没有了。这是多么残忍的对比啊！

酸雨还严重侵蚀希腊雅典的女神庙、意大利罗马的斗兽场、伦敦的圣保罗大教堂、印度的泰姬陵。这些古老的建筑，在酸雨的无情洗刷之下，它们正在失去华丽典雅的风姿。一个作家专门写了一本书，历述威尼斯古城遭受的污染，书名为《威尼斯的死亡》，他在书中痛心疾首地宣称：“威尼斯正在死亡，没有挽救的希望了。”由于酸雨对建筑物的严重损害，人们干脆将它称为“石头的癌症”。

酸雨还会影响铁路运输，并使桥梁、水坝、工业设备、供水系统、地下贮罐、水力发电机以及电力和电信电缆所用的许多材料很快受到腐蚀。中国酸雨飘动的情况也日趋严重，1982年开展的一次酸雨普查，在2400多个普查监测的雨水样品中，属酸雨的占44.5%。由于酸雨在空中飘移，是超越国界的全球问题，因此已被各国环境科学家看作20世纪内最难治理的棘手问题之一，被冠之以“空中死神”的恶名。酸雨也给我们敲响了警钟：人类不要过于沉缅于战胜自然的喜悦中，人类的每一次胜利，大自然都报复了人类。

酸雨更可怕的危害，是直接损害人的身体健康。在酸雨的肆虐面前，受害最大的是老人和儿童。由于酸雨的诱发而患上各种呼吸道疾病的人，更是多得不计其数。

酸雨的变种——硫酸雾和早春的酸性融雪，其危害性也不容忽视。大气中的二氧化硫在多雾的季节溶入雾中，形成硫酸雾以后，它的毒性要大10倍。当每升空气中含有0.8毫克的二氧化硫时，人们在呼吸时感觉并不明显；而同样浓度的硫酸雾就会使人难以忍受。高浓度的硫酸雾更容易在短时间内引发哮喘等呼吸道疾病。难怪人们惊呼：“酸雨已成为所有想象得出的、破坏性最大的污染物之一，是生活圈中的一种疟疾！”酸雨给人类带来的灾难，已经引起了世界性的抗议和愤怒，“制止酸雨”成为人们的强烈呼声。

为了降低酸雨的危害，有人想出了这样的主意：将烟囱加高，使烟雾飘得更远，不让烟尘洒落在附近地区，以此来平息周围居民的愤怒。结果如何呢？厂区附近的烟雾虽然减轻了，但是酸雨的悲剧却被送到更远的地方。由于排放出的亚硫酸酐进入更高的空中以后，飘逸范围更广，这等于进一步扩大了环境污染。

例如，意大利米兰地区排出的烟雾，可以随风越过阿尔卑斯山飘往邻国，而英国、德国的烟雾却降落到了斯堪的那维亚半岛国家。最不幸的是北欧诸国，因为那里的大气流常常把有毒烟雾带往北方，所以有人说，当今的欧洲北部地区实际上成了化学污染物的垃圾箱。在那里，受害最深的是瑞典、挪威等国。瑞典大气中亚硫酸酐的80%便是由其他国家“馈赠”的，而挪威大气中的化学污染物有90%是“舶来品”。

因此，酸雨问题成了国际纠纷的一个焦点，北欧国家与英国、德国之间已经为酸雨进行了多年的讼事，双方唇枪舌剑，争吵激烈。但是，如果不从根治酸雨之源入手，问题显然是不可能解决的。

为了防治酸雨，第一步是要对酸雨进行检测。为此，澳大利亚的科学家制成了一种酸雨自动取样器，这种取样器有一个由马达驱动的盖子，天下雨时，盖子就自动打开，雨停时则自动关闭，这样，灰尘或昆虫之类的污染物就不能进入。这种装置内装有8只瓶子，可以收集一星期的雨水样品，并可存储用于以后分析。连续的雨量记录完全计算机化，取样器和记录器都由电池供电，每隔几个月才需要更换一次电池。

早在1818年，人们就发现城市气温比周围乡村高，这种现象被称为城市热岛。以年平均温度来说，北京和南京市区比郊外高0.7℃，杭州和贵阳的市区温度也比郊外高0.4～0.5℃，柏林市内的温度高出郊外1.0℃，纽约市内可高1.1℃，巴黎和莫斯科的市区温度高于郊外0.7℃。不同季节里城乡温度的差异可比年平均情况更突出。如盛夏的北京，天安门广场上中午的气温就比郊区高出3℃左右。

产生城市热岛的原因在于：城市市区比郊区高；城市有大量的水泥混凝土、砖石结构的建筑物，广阔的柏油路面，这些建筑物和路面白天大量吸热，夜间逐渐放热，从而使市区夜间的温度比郊区更高；城市上空存在大量的烟雾和各种气体污染物，如二氧化碳等，它能大量吸收城市地面向太空放出的辐射能量，并以逆辐射的方式还给地面，从而使地面降温缓慢。

城市热岛的存在，既有弊也有利。城市气温偏暖，无霜期增长，可使北方城市近郊的菜区延长蔬菜生长期和减轻低温危害，也可减轻市区公共设施和园林草木遭受冻害。然而，在夏季，尤其在南方，热岛却可使城市变得更加酷热，加重了城市居民用水紧张，导致职工中暑发病率增高、工作效率减低等等一系列弊病。

为了改善城市“热岛效应”带来的恶果，给城市居民的生活和生产创造良好的环境，有必要控制城市发展的规模，限制在城区发展耗能大的工业，根治污染，扩大绿化面积，保留湖塘水域，适当降低建筑密度。

电磁波“杀手”

科学技术的进步使更多的电器进入了办公室和家庭，工作和生活的效率也有了极大的提高。但是，电脑、复印机、空调器、电视机、手机等电器在使用过程中会发出各种不同波长的电磁波，这些电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，它们看不见、摸不着、闻不到，却切切实实地出现在我们的周围，时时刻刻威胁着人们生存的环境。

人的大脑和神经会产生微弱的电磁波，当周围的电器在使用中发出比它强数百万倍的电磁波时，人体神经活动就会受到严重的干扰。如果人长时间处于这种强电磁波的环境中，就会出现头痛、注意力不集中、记忆力减退、嗜睡等症状，导致心血管疾病加重、消化系统发生障碍、精神疲乏、神经系统功能失调等。即使在不太强的电磁场环境中工作和生活，人体也会受到影响。因为电磁辐射能使人体的温度调节机制功能紊乱，对神经系统、心血管系统、生殖系统的正常活动都会产生不同程度的影响。

研究指出，低频电磁场是患白血病、淋巴肿瘤的诱因，电网上产生的电磁场也许是“未被证明的诱发人类癌症的原因”。从动物试验中显示，低频电磁波能使鸡和鼠的胚胎出现相当高的畸形比例，母鼠很容易流产。在电磁波的刺激下，人体癌症细胞的生长速度要比未受电磁波刺激的癌细胞快23倍。由此看来，电磁波已经严重威胁着人类的生存环境，如何防治电磁波的污染已成为环保工作者所面临的迫切任务。

电磁波在工作和生活中给人们带来了极大的方便，也带来了极大的危害。现代人几乎很难脱离具有电磁辐射的环境，正因为如此，对待电磁波我们一定要采取积极的态度。只要我们采取一定的措施，电磁波对人体的危害是完全可以避免的。

癌症与环境污染

癌症与环境关系密切，首先表现在癌症具有明显的地域特征。据一些调查证明：不同地区的土壤、饮水、作物、食物中的微量元素各异，通过食物链进入人体的各种元素的数量也不同，而某些元素的缺乏或过多，都能导致不同部位的肿瘤。胃癌的发病率与土壤中镁的含量呈负相关；某些金属矿区地下水及饮水受到砷污染后，多有皮肤癌发生；而在瑞典，就因饮用水中含碘量低，导致了甲状腺癌的发病率提高。

其次又表现在它有明显的职业特征。长期与阿米脱和其他除锈剂接触的铁路工人，各部位肿瘤发病率都有升高趋势；合成染料厂中患膀胱癌的较一般人多；大量接触放射性物质的工人中，患白血病的多；铀矿工人的肺癌死亡率很高；而石棉可以引起肺癌早已为人所知。

环境污染是引起癌症疾病最明显的原因。比如大型火力发电厂的废气、城市大量汽车排出的尾烟、家用燃料燃烧等，把大量煤烟、硫氟化物、一氧化碳、氮氧化物、焦油、粉尘等排入大气，其中焦油、粉尘、二氧化硫被认为具有较强的人体致癌作用。氮氧化物通过呼吸进入人体，与肺癌也有密切关系。

水体污染中，铬、镍、镉均有致癌作用，皮肤长期接触含砷废水可引起皮肤癌。但是，环境中也同时存在着抗癌物质。如斐济岛上生长的一种植物含甙，就有抗癌作用，它使该岛成为世界著名的“无癌岛”。植物中所含的长春新碱、秋水仙酰胺、喜树碱等，也具有很强的抗癌作用。另外进入人体的微量元素，在适当浓度和条件下，有的也有抑制肿瘤的作用。如饲料中硒的含量为5～10克/吨时致癌，在1.0克/吨时对癌有抑制作用。

大量的含热废水（冷却水等）不断地排入水体内，可使水温升高，影响水质，危害水生物的生存，因此被称为热污染。大量的含热废水主要来自发电厂站的冷却水。以原煤和石油为燃料的发电，通常只有约40%的热量变为电能，剩余热量则排入大气或随冷水带走。估计每生产1度电约有1200千卡（1千卡＝4.184千焦）的热量排出。利用原子能的发电站，需用的冷却水又要比以煤、油为燃料的发电站多50%以上。电力工业过去每10年约增长1倍，当前增长速度有加快的趋势。热污染将成为未来的水污染中最严重的问题之一。

含热废水持续排入水体后，可使水域环境发生一系列化学、物理和生物变化。生物化学的反应速度随温度的升高而加快，在0～40℃范围内，温度每升高10℃，可使化学反应速度约增加1倍。在此状态下，往往可使水中有毒污染物如氰化物、重金属离子等对水生生物的毒性也随之增加。如在760毫米大气压下，空气中含氧为20.9%时，氧在淡水中的溶解度在10℃时为11.33毫克/升，20℃为9.17毫克/升，30℃为7.63毫克/升。相反，水温升高，水体细菌分解有机物的能力就增加，使得生化需氧量也增加，从而进一步减少水中的溶解氧量。

这种情况严重时，可造成水体的缺氧状态，影响鱼类的生存。某些鱼类适合在较低的水温中生活，水温的改变可以使水域中原有的鱼类改变。例如，当生长鲑鱼的河流遭受一定程度的热污染后，鲑鱼群就将被鲈鱼和鲶鱼等暖水鱼种所取代。此外，水温升高有利于细菌的增殖，有可能使鱼类的发病率增高。水温的增加也可使一些藻类的繁殖增加，加剧了水体原有的“营养化”过程，破坏了水利和生态。美国有些水域就因此而使水流和航道受到阻碍。