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一倍多,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。
紫外线
德国物理学家里特于1801年发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光,因而发现了紫外线的存在。
紫外线是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总称,不能引起人们的视觉。紫外线根据波长分为:近紫外线UVA,远紫外线UVB和超短紫外线UVC。紫外线对人体皮肤的渗透程度是不同的。紫外线的波长愈短,对人类皮肤危害越大。短波紫外线可穿过真皮,中波则可进入真皮。
自然界的主要紫外线光源是太阳,人工的紫外线光源有多种气体的电弧。各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还可以防伪,另外还有生理作用,能杀菌、消毒、治疗软骨病等。
酸雨的危害与防治
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,发现那儿的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。
酸雨导致鹅群死亡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色的,雨水中含有很高的酸度。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。
正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。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,有人做过科学测试,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。
在美国洛杉矶,有时雨水的pH值达到3,而在蒙大拿,积雪的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”。