书城科普读物新编科技大博览(A卷)——日益重要的环境科学
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第7章 环境现状(7)

环境中的放射性物质可以由多种途径进入人体,它们发出的射线会破坏机体内的大分子结构,甚至直接破坏细胞和组织结构,给人体造成损伤。高强度射线会灼伤皮肤,引发白血病和各种癌症,破坏人的生殖机能,严重的能在短期内致死。少量累积照射会引起慢性放射病,使造血器官、心血管系统、内分泌系统和神经系统等受到损害,发病过程往往延续几十年。

现代通讯与电磁辐射

地球是一个被磁场包围的星球,磁场对生物有很大影响。有人认为,地球上很多生物的灭绝,就是地球磁场发生过巨大变化后的后果。自人类产生以来,世世代代在地球上生息繁衍,已经习惯了这种天然磁场的作用。

自人类进入现代化生活以来,又人为地创造了许多比天然磁场强得多的人造磁场,如广播、电视、通讯及医学、工业、国防、家用电器中的各种电磁场。它们已成为生产和生活不可缺少的部分,也是现代化的重要标志之一。然而,电磁波的广泛应用,也带来严重的环境污染,成为当今世界主要公害之一。

电磁波包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线,有时专指用天线发射或者接收的无线电波,而红外线、紫外线、可见光等统称为光波。电磁波虽然看不见,摸不着,也听不到,但有被吸收、被反射的特性。现在,人们对电磁辐射污染有两种说法:一是当人受到电磁辐作用时,一部分能量被反射掉,而另一部分被吸收产生大量的热,使生物组织的温度增加,从而造成伤害作用和生理影响,这称作热效应。能量吸收越多,热效应就越大。二是电磁辐射破坏了大气中阴离子和阳离子的平衡状态,产生大量阳离子把阴离子“吃”掉了,从而造成污染,引起疾病。

人为造成的电磁辐射污染,主要有广播、电视发射塔、卫星地面站、雷达站、高压线、输电网等。目前,在城市里,电视发射天线、调频广播是主要的污染辐射源。

电磁辐射对人体的危害主要有:危害中枢神经系统,出现头痛头晕、记忆力减退、失眠多梦、多汗心悸、情绪不稳等症状;影响心血管系统和血液系统等。

电磁辐射还会干扰工农业生产、国防建设以及居民正常生活。在飞机飞行时,如果通讯和导航系统受到干扰,就有可能造成飞行事故;轮船、舰艇上的通讯导航或遇险呼救频率受到干扰,就会影响航海安全。电磁辐射还会干扰收音机、电视机的功能,影响居民生活。

环境电磁辐射通常是低强度的长期慢性作用。对电磁辐射污染的防范,要采取工程技术。

现代化与恶臭排放

现代高科技的利用和发展,为人类造就了一个光怪陆离、丰富多彩的世界。人们过上了电气化、自动化的现代生活,享用着我们祖先未曾享用过的丰富物产,达到了高质量的消费水平。然而,由于排放设施的不完善和不科学,大量的废气、废物在大气和空间中积累起来,形成各种恶臭,直接或间接地损害人们的健康。

恶臭,是物质中含有如硫等物的“发臭团”发出的难闻气体。目前,恶臭物质有四千多种,其中对身体危害较大的有硫醇类、氨、硫化氢、甲基硫、三甲胺、甲醛、苯乙烯、酪酸、酚等几十种。

气味浓的物质不一定比气味弱的物质更有毒性,如氯气的毒性比氨气强,而气味却比氨气弱;一氧化碳没有气味,却是一种有毒气体。有许多恶臭是数种气体混合而成的。

恶臭的主要危害,首先是对呼吸系统的影响。当人们闻到恶臭时,就会反射性地抑制吸气,使呼吸次数减少,深度变浅,甚至完全停止呼吸。其次是对循环系统的影响。随着呼吸的变化,会出现脉搏和血压的变化。三是对消化系统的影响。恶臭会使人厌食、恶心,甚至呕吐。四是对内分泌系统的影响。经常受恶臭刺激,会使内分泌系统紊乱,降低代谢活动。

五是影响神经系统。长期接触恶臭,“久闻不知其臭”,引起嗅觉疲劳、失灵。六是对精神的影响。恶臭使人烦躁、思想不集中,记忆力衰退。

恶臭有强弱之分。日本将恶臭强度划分为0-5六级。各种恶臭物质的臭味强度超过2.5-3.5级时,表明大气已受到恶臭污染,需要采取防治措施。

防治恶臭,主要是减少恶臭的散发源。对已散发出来的恶臭,可以采取气体洗涤法、臭氧氧化法、直接燃烧法、接触氧化法等措施加以治理。

悬在头顶上的灾祸——太空垃圾

宇宙航天事业的发展,给人类展示了飞出地球的美好前景,但也给地球周围的宇宙空间带来污染。人类丢弃的人造卫星和火箭的碎片基本处于无人管理而不断增加的状态,将来很可能危及人类在宇宙空间的活动。因此,现在越来越多的人呼吁“尽早找出治理宇宙空间垃圾的办法”。

漂浮在宇宙空间的垃圾被称作“太空垃圾”,它与人造卫星一样,也是按照一定的轨道绕地球旋转的。人类发射的火箭散失在太空的碎片和零部件、卫星由于爆炸或故障而抛散于太空的碎片以及寿命已尽的卫星残骸等,都是太空垃圾。

如果不采取必要的对策,人类的每次宇宙开发活动都将增加太空的垃圾。并且,太空垃圾和卫星碰撞,使卫星破碎,垃圾的数量会更多,这是一种恶性循环。到现在为止,虽未发生大的灾难,但已经发现,美国航天飞机的玻璃窗和航天飞机的外壳有被细小的金属微粒和卫星涂料的碎片擦碰的痕迹。1991年9月,美国发现号航天飞机距前苏联火箭残骸特别近时,为避免灾难性的相撞,不得不改变运行轨道。

即便是微粒垃圾,数量多了也足以使卫星减少寿命。还有,太空垃圾造成的光线散射将会使人类对宇宙空间星体的观测受到影响。现在有可能给人类的宇宙活动带来危险的直径在一毫米以上的垃圾已有数百万个,其中大部分是美国和前苏联丢弃的。

美国、日本等国正在研究怎样减少、清除太空垃圾的方法。如日本宇宙航空学会的报告提出研究不会产生垃圾的火箭和卫星;1992年5月,美国发射升空的航天飞机“奋进号”的任务就是回收一颗游荡在宇宙空间的卫星,并把它重新发回静止轨道。日本科学技术厅人士认为,“将来宇宙空间往返的航天飞机或许将活跃在回收和清除太空垃圾的领域”。

警惕健康的大敌——食品污染

俗话说“民以食为天”,洁净的食品是健康之本。

食品一旦受污染,就要危害人类的健康。食品污染是指人们吃的各种食品,如粮食、水果、蔬菜、鱼、肉、蛋等,在生产、运输、包装、贮存、销售、烹调过程中,混进了有害有毒物质或者病菌。

食品污染可分为生物性污染和化学性污染两大类。

生物性污染是指有害的病毒、细菌、真菌以及寄生虫污染食品。属于微生物的细菌、真菌是人的肉眼看不见的。鸡蛋变臭,蔬菜烂掉,主要是细菌、真菌在起作用。细菌有许多种类,有些细菌如变形杆菌、黄色杆菌、肠杆菌可以直接污染动物性食品,也能通过工具、容器、洗涤水等途径污染动物性食品,使食品腐败变质。真菌的种类很多,有5万多种。最早为人类服务的霉菌,就是真菌的一种。现在,人们吃的腐乳、酱制品都离不开霉菌。但其中百余种菌株会产生毒素,毒性最强的是黄曲霉毒素。食品被这种毒素污染以后,会引起动物原发性肝癌。据调查,食物中黄曲霉素较高的地区,肝癌发病率比其他地区高几十倍。英国科学家认为,乳腺癌可能与黄曲霉毒素有关。我国华东、中南地区气候温湿,黄曲霉毒素的污染比较普遍,主要污染在花生、玉米上,其次是大米等食品。污染食品的寄生虫主要有蛔虫、绦虫、旋毛虫等,这些寄生虫一般都是通过病人、病畜的粪便污染水源、土壤,然后再使鱼类、水果、蔬菜受到污染,人吃了以后会引起寄生虫病。

化学性污染是由有害有毒的化学物质污染食品引起的。各种农药是造成食品化学性污染的一大来源,还有含铅、镉、铬、汞、硝基化合物等有害物质的工业废水、废气及废渣;食用色素、防腐剂、发色剂、甜味剂、固化剂、抗氧化剂等食品添加剂;作食品包装用的塑料、纸张、金属容器等。如用废报纸、旧杂志包装食品,这些纸张中含有的多氯联苯就会通过食物进入人体,从而引起病症。多氯联苯是200多种氯代芳香烃的总称,当今世界生产和使用这种东西的数量相当大。有资料证明,在河水、海水、水生物、土壤、大气、野生动植物以及人乳、脂肪,甚至南极的企鹅、北冰洋的鲸体内,都发现了多氯联苯的踪迹。食品在加工过程中,加入一些食用色可保持鲜艳色泽。但是有些人工合成色素具有毒性。

防止食品污染,不仅要注意饮食卫生,还要从生产、运输、加工、贮藏、销售等各个环节着手。只有这样,才能从根本上解决问题。

无处不在的杀手——汽车污染

汽车给人类的生活带来极大方便,但同时也产生了严重的公害。汽车排出的废物中含有大量的污染物,主要包括:一氧化碳、氮氧化物、烃类、硫化物和铅烟等。

据报道,1立方米燃料可产生360千克一氧化碳、24-48千克烃类、6-18千克一氧化氮、0.6-1.2千克硫化物、0.24千克有机酸、0.24千克氨和36克固体灰尘。又有人粗略估计,当今全世界两亿多辆汽车,每年约排出两亿吨一氧化碳,4000万吨碳氢化合物和2000万吨一氧化碳。可见汽车废气对人类的环境和健康具有多么严重的影响。

一氧化碳经过呼吸道进入肺泡被吸后,影响血液携氧能力,并可引起头痛、头晕等症状。汽车废气中的氮氧化物与烯烃反应,能产生致癌性的硝化烯烃,动物长期吸入这种气体可以致癌。单独吸入一氧化碳后,有引起体内变性血红蛋白形成及影响中枢神经系统功能的危险。汽车废气中的烃类如苯并(α)芘,有使人体致癌的潜在危害。长期在汽车稠密行驶的地方接触汽车排出的大量废气,特别是接触空档时排出的大量含铅废气,能使居民的造血和肾脏器官受到不同程度的损害。烯烃类碳氢化合物和氮氧化物的混合物在紫外线的作用下,可以发生光化学反应,形成所谓“二次污染物”,致使大气遭受光化学烟雾的污染,其危害作用的主要表现是对眼睛和呼吸系统有明显刺激作用。

高层大气污染

现在人们对低空空气的污染已十分关注,而对我们头顶上白云蓝天的污染却知之甚少,所以这里要提醒大家注意这一问题的严重性。高空大气污染的祸首便是喷气式飞机。飞机对于大气破坏的烈度约为其他交通工具的3倍,现在的喷气式飞机一般在9~12km的高空中飞行,已经深入到同温层,因而它对存在于同温层中的臭氧层的破坏最厉害。喷气式飞机排放的物质可分三类:窒息性气体、CO2和水蒸气。其中,喷气式飞机排放的水气中含有黑色尘埃及硫,形成的蒸汽罩状的巨大云团可以影响地球的气候,而排放的CO2则可以在空中存在百年之久。如今航运是如此地繁忙,每时每刻都有成千上万架的喷气式飞机在地球高层大气中穿行,而地面上的人们却对这巨大的污染无所觉察。全球空运量还在不断地增长,到2010年飞机所排放的有害气体量将比1993年上升50%~60%,而在未来50年中,全球空运量还将增加10倍,那时地球大气将再也无力承受如此巨大的环境压力。而尤为不幸的是此问题至今尚未引起人们的注意。

人类的活动不仅危及到高层大气,而且还污染了宇宙太空,这便是一切人类活动所表现出的两面性的一个例子。人类的航天活动方兴未艾,发射的各类运载火箭、航天器的残体、燃料及排泄物等,不少至今仍存留在太空中高速运行着。迄今人类发射的约4500个航天器中,有一半下落不明,已发现的直径大于10cm的碎片在太空中就有2000多个,小的则不计其数。这些碎片均以高速运行,蕴含极大的动量,由于速度极快,太空中直径仅1cm的小碎片便具有相当于重180kg以每小时600km的速度飞行的物体的破坏力,因而给太空旅行带来巨大风险,美国哥伦比亚号、发现号等飞船都曾遭遇到这些太空垃圾的撞击。目前各国正在加紧构建通信卫星网络,因而外层空间的拥挤程度将进一步加剧。我们不仅已生活在一个拥挤的地球之上,而且将拥有一个同样拥挤的外层空间,这真是人类的不幸。

固体废物的危害

废物如果处理和管理不当,其所含的有害成分将通过多种途径进入环境和人体,对生态系统和环境造成多方面的危害。

1.对土壤的污染

固体废物长期露天堆放,其有害成分在地表径流和雨水的淋溶、渗透作用下通过土壤孔隙向四周和纵深的土壤迁移。在迁移过程中,有害成分要经受土壤的吸附和其他作用。

通常土壤的吸附能力和吸附容量很大,随着渗滤水的迁移,使有害成分在土壤固相中呈现不同程度的积累,导致土壤成分和结构的改变,植物又是生长在土壤中,又间接对植物产生了污染,有些土地甚至无法耕种。例如,德国某冶金厂附近的土壤被有色冶炼废渣污染,土壤上生长的植物体内含锌量为一般植物的26~80倍,铅为80~260倍,铜为30~50倍,如果人吃了这样的植物,则会引起许多疾病。