A. 環境問題
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一、環境的概念
所謂環境總是相對於某一中心事物而言,作為某一中心事物的對立面而存在。它因中心事物的不同而不同,隨中心事物的變化而變化。與某一中心事物有關的周圍事物,就是這個中心事物的環境。
環境科學所研究的環境,它的中心事物是人類,是以人類為主體的外部世界,即人類生存、繁衍所必需的、與之相適應的環境,或物質條件的綜合體,它們可分為自然環境和人工環境兩種(見右圖)。
人類環境的結構
自然環境是人類出現之前就存在的,是人類目前賴以生存、生活和生產所必需的自然條件和自然資源的總稱,即陽光、溫度、氣候、地磁、空氣、水、岩石、土壤、動植物、微生物以及地殼的穩定性等等自然因素的總和,用一句話概括就?quot;直接或間接影響到人類的一切自然形成的物質、能量和自然現象的總體",有時簡稱為環境。
除了自然環境,由於人類的活動而形成的環境要素,包括人工建築物(如城市和鄉村)、人工產品(如各種化學品)和能量,以及人類活動中所形成的人與人之間的關系,構成了環境科學中的人工環境。
中華人民共和國環境法指出,"環境是指影響人類生存和發展的各種天然的和經過人工改造的自然因素的總體,包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區、風景名勝區、城市和鄉村等。"
ISO14001標准對環境的定義是:組織運行的外部存在,包括空氣、水、土地、自然資源、植物、動物、人,以及它們之間的相互關系。
註:在這一意義上,外部存在從組織內延伸到全球系統。
二、什麼叫環境問題
人類對什麼是環境問題的認識經歷了一個發展過程。本世紀六、七十年代人們還只局限於對環境污染的認識上,把環境污染等同於環境問題。而水、旱、蟲災、地震、風暴等則認為全屬自然災害。可是隨著近幾十年來經濟的迅猛發展,自然災害日益頻繁,受災人數和損失都在激增。人們逐漸認識到由於人口增長,盲目發展農業生產,而導致的大量砍伐樹木、破壞植被等嚴重危害生態平衡的行為,是水、旱災害發生的主要原因。從很大程度上說,1998年中國長江大洪水是其上游長期以來亂砍濫伐森林,造成水土流失的結果。由於生態環境破壞,人為釀成的天災,也屬於環境問題的范疇。
因此環境問題,就其范圍大小而論,可以從廣義和狹義兩個方面理解。
廣義:由自然力或人力引起生態平衡破壞,最後直接或間接影響人類的生存和發展的一切客觀存在的問題,都是環境問題。
狹義:只是由於人類的生產和生活活動,使自然生態系統失去平衡,反過來影響人類生存和發展的一切問題,就是從狹義上理解的環境問題。
如果從引起環境問題的根源考慮,環境問題又可分為兩類:
原生環境問題(第一環境問題):由自然力引起的環境問題,主要指地震、火山、海嘯、洪澇、乾旱等自然災害問題。
生態環境問題(第二環境問題):由人類活動引起的環境問題,它又可分為環境污染和生態破壞兩類。
ISO14000系列標准所涉及的環境問題主要就是環境污染和生態破壞兩個方面。
環境污染一般是指有害物質或因子進入環境,並在環境中擴散、遷移、轉化,使環境系統的結構與功能發生變化,對人類以及其它生物的生存在和發展產生不利影響。
環境污染的分類如下:
生態環境破壞是人類活動直接作用於自然界引起的自然生態系統的破壞和對生物體的危害。人類向自然界掠奪性地索取資源,造成資源性匱乏並破壞了生態從而造成嚴重的生態危機。
三、環境問題的產生和發展
(一)農業革命引起的環境問題
人類在誕生以後很長的歲月里,只是天然食物的採集者和捕食者,人類對環境的影響不大。那時"生產"對自然環境的依賴十分突出,人類主要是以生活活動,以生理代謝過程和環境進行物質和能量轉換,主要是利用環境,而很少有意識地改造環境。如果說那時也發?quot;環境問題"的話,則主要是由於人口的自然增長和盲目的亂砍亂捕、濫用資源而造成生活資料缺乏,引起飢荒的。
所以,在農業革命以前,環境基本上是按照自然規律運動變化的,人在很大程度上仍然依附於自然環境。
隨後,人類學會了培育、馴化植物和動物,開始了農業和畜牧業,這在生產發展史上是一次大革命。而隨著農業和畜牧業的發展,人類改造環境的作用也越來越明顯地顯示出來,但與此同時也發生了相應的環境問題,如大量砍伐森林、破壞草原、刀耕火種、盲目開荒,往往引起嚴重水土流失,水旱災害頻繁和沙漠化;又如興修水利,不合理灌溉,往往引起土壤的鹽漬化、沼澤化,以及引起某些傳染病的流行。
農業文明的出現所引起的生態破壞在某些地區已經達到了相當的規模,並產生了嚴重的社會後果。歷史上,由於農業文明發展不當帶來生態環境惡化,從而使文明衰落的例子屢見不鮮。
誕生於尼羅河流域的古埃及文明可以說是"尼羅河的賜予"。在歷史上,每到夏季,來自上游地區富含無機物礦物質和有機質的淤泥隨著河水的漫溢,都要給埃及留下一層薄薄的沉積層,其數量不致於堵塞灌渠、影響灌溉和泄洪,但卻足以補充從田地中收獲的作物所吸收的無機礦物質養分,近乎完美地滿足了農田對於有機質的需要,從而使這塊土地能夠生產大量的糧食來養育生於其上的眾多人口。歷史學家認為,正是這種無比優越的自然條件造就了埃及漫長而輝煌的文明。然而,由於尼羅河上游地區的森林不斷地遭到砍伐,以及過度放牧、墾荒等,使水土流失日益加劇,尼羅河中的泥沙逐年增加,埃及再也得不到那寶貴的沃土,昔日?quot;地中海糧倉"從此失去了往日的輝煌,現已成為地球上的貧困地區之一。
美索不達米亞平原位於幼發拉底河和底格里斯河之間(現伊拉克境內),是著名的巴比倫文明的發源地。公元前,這里曾經是林木蔥郁、沃野千里,富饒的自然環境孕育了輝煌的巴比倫文化--"楔形文字"、《漢穆拉比法典》、60進制計時法……巴比倫城是當時世界上最大的城市、西亞著名的商業中心,巴比倫國王為貴妃修建的"空中花園"被譽為世界七大奇跡之一。然而,巴比倫人在創造燦爛的文化、發展農業的同時,卻由於無休止地墾耕、過度放牧、肆意砍伐森林等,破壞了生態環境的良性循環,使這片沃土最終淪為風沙肆虐的貧瘠之地,2000年前漫漫黃沙使巴比倫王國在地球上銷聲匿跡。如今,這塊土地所供養的的人口還不及漢穆拉比時代的1/4,而那座輝煌的巴比倫城,直到近代,才由考古學家發掘出來,重新展現在世人面前。
黃河流域是我國古老文明的發祥地。4000多年前,這里森林茂盛、水草豐富、氣候溫和、土地肥沃。據記載,周代時,黃土高原森林覆蓋率達到53%,良好的生態環境,為農業發展提供了優越條件。但是,自秦漢開始,黃河流域的森林不斷遭到大面積砍伐,使水土流失日益加劇,黃河泥沙含量不斷增加。宋代時黃河泥沙含量就已達到50%,明代增加到60%,清代進一步達到70%,這就使黃河的河床日趨增高,有些河段竟高出地面很多,形成"懸河",遇到暴雨時節,河水便沖決堤壩,泛濫成災,黃河因此而成為名符其實的"害河"。與此同時,這一帶的沙漠面積日復一日地擴大,生態環境急劇惡化。
從上面的例子中可以看出,在農業社會,生態破壞已經到了相當的規模,並產生了嚴重的社會後果。
但總的說來,在農業文明時代,主要的環境問題是生態破壞。由於人類的人口還較少,在地球上的活動范圍還有限,環境問題的規模和影響還不十分突出。
(二) 工業革命帶來的環境問題
隨著生產力的發展,在十八世紀60年代至十九世紀中葉,生產發展史上出現了又一次偉大的革命--工業革命。它使建立在個人才能、技術和經驗之上的小生產被建立在科學技術成果之上的大生產所代替,大幅度地提高了勞動生產率,增強了人類利用和改造環境的能力,大規模地改變了環境的組成和結構,從而也改變了環境中的物質循環系統,擴大了人類的活動領域,但與此同時也帶來了新的環境問題。一些工業發達的城市和工礦區的工業企業,排出大量廢棄物污染環境,使污染事件不斷發生。其中有八起事件引人注目。
--馬斯河谷事件。1930年12月1日~5日,比利時馬斯河谷的氣溫發生逆轉,工廠排出的有害氣體和煤煙粉塵,在近地大氣層中積聚。3天後,開始有人發病,一周內,60多人死亡,還有許多家畜死亡。這次事件主要是由於幾種有害氣體和煤煙粉塵污染的綜合作用所致,當時的大氣中二氧化硫濃度高達25~100毫克/立方米。
--多諾拉事件。1948年10月26日~31日間,美國賓夕法尼亞州的多諾拉小鎮,大部分地區持續有霧,致使全鎮43%的人口(5911人)相繼發病,其中17人死亡。這次事件是由二氧化硫與金屬元素、金屬化合物相互作用所致,當時大氣中二氧化硫濃度高達0.5~2.0毫克/立方米,並發現有塵粒。
一一倫敦煙霧事件。1952年12月5日~8日,素有"霧都"之稱的英國倫敦,突然有許多人患起呼吸系統病,並有4000多人相繼死亡。此後兩個月內,又有8000多人死亡。這起事件原因是,當時大氣中塵粒濃度高達4.46毫克/立方米,是平時的10倍,二氧化硫濃度高達1.34毫克/立方米,是平時的6倍。
--洛杉磯光化學煙霧事件。1936年在洛杉磯開采出石油後,刺激了當地汽車業的發展。至40年代初期,洛杉磯市已有250萬輛汽車,每天消耗約1600萬升汽油,但由於汽車汽化率低,每天有大量碳氫化合物排入大氣中,受太陽光的作用,形成了淺藍色的光化學煙霧,使這座本來風景優美、氣候溫和的濱海城市,成為"美國的霧城"。這種煙霧刺激人的眼、喉、鼻,引發眼病、喉頭炎和頭痛等症狀,致使當地死亡率增高,同時,又使遠在百里之外的柑桔減產,松樹枯萎。
--水俁事件。日本一家生產氮肥的工廠從1908年起在日本九州南部水俁市建廠,該廠生產流程中產生的甲基汞化合物直接排入水俁灣。從1950年開始,先是發現"自殺貓",後是有人生怪病,因醫生無法確診而稱之為"水俁病"。經過多年調查才發現,此病是由於食用水俁灣的魚而引起。水俁灣因排入大量甲基汞化合物,在魚的體內形成高濃度的積累,貓和人食用了這種被污染的魚類就會中毒生病。
--富山事件。50年代日本三井金屬礦業公司在富山平原的神通川上游開設煉鋅廠,該廠排入神通川的廢水中含有金屬鎘,這種含鎘的水又被用來灌溉農田,使稻米含鎘。許多人因食用含鎘的大米和飲用含鎘的水而中毒,全身疼痛,故?quot;骨痛症"。據統計,在1963年至1968年5月,共有確診患者258人,死亡人數達128人。
--四日事件。五六十年代日本東部沿海四日市設立了多家石油化工廠,這些工廠排放的含二氧化硫、金屬粉塵的廢氣,使許多居民患上哮喘等呼吸系統疾病而死亡。1967年,有些患者不堪忍受痛苦而自殺,到1970年,患者已達500多人。
--米糠油事件。1968年,日本九州愛知縣一帶在生產米糠油過程中,由於生產失誤,米糠油中混入了多氯聯苯,致使1400多人食用後中毒,4個月後,中毒者猛增到5000餘人,並有16人死亡。與此同時,用生產米糠油的副產品黑油做家禽飼料,又使數十萬只雞死亡。
這一時期環境污染的特點是:由工業污染向城市污染和農業污染發展:點源污染向面源(江河湖海)污染發展;局部污染正邁向區域性和全球性污染,構成了世界上第一次環境問題高潮。從此,人們也開始正視保護環境。雖然經過近二十年的努力,發達國家的污染問題部分地獲得解決,環境狀況有所改善,但環境問題並沒有完全解決。同時,隨著新技術革命的發展,又會帶來新的環境問題。許多發展中的國家,又在走發達國家的老路,在發展經濟的同時,環境污染越來越嚴重,1984年12月印度的"博帕爾慘案"就是一個明顯的例子。
(三) 人類當代環境問題
前面已提到,自工業革命以後,特別是進入20世紀以來,科學技術的飛速進步,人類干擾自然界、改造自然界的力量空前強大,經濟迅猛發展,每年創造的財富超過15萬億美元。與此同時,環境也付出巨大代價。環境問題出現的頻率增加,強度增大,范圍更廣。就總體而論,無論是環境污染還是生態破壞,當代世界環境質量正在進一步惡化。
人類當代環境問題階段始於1984年英國科學家發現、1985年美國證實在南極上方出現臭氧空洞,構成了第二次環境問題高潮。這一階段環境問題的核心,是與人類生存休戚相關的"全球變暖","臭氧層破壞"和"酸沉降"三大全球性大氣環境問題,引起各國政府和全人類的高度重視。
1、酸雨
酸雨又稱為酸沉降,它是指PH值小於5.6的天然降水(濕沉降)和酸性氣體及顆粒物的沉降(干沉降)。由酸沉降引起的環境酸化是本世紀最大的環境問題之一。
隨著人口的劇烈增長和生產的發展,化石燃料的消耗不斷增加,酸雨問題的嚴重性逐漸顯露出來。50~60年代以前,酸雨只在局部地區出現。50~60年代,北歐地區受到歐洲中部工業區酸性排氣的影響,出現了酸雨。60年代末到80年代初,酸雨的危害全面顯示,酸雨范圍由北歐擴大至中歐,同時北美也出現了大面積的酸雨區。80年代以來,在世界各地相繼出現了酸雨,如亞洲的中國、日本、韓國、東南亞各國,南美的巴西、委內瑞拉,非洲的奈及利亞、象牙海岸等都受到了酸雨的危害。
當前,酸雨最集中、面積最大的地區是歐洲、北美和中國。全球降水來源的硫沉降最高的地區是歐洲、美國中部和中國西南部,負荷量都大於1.0g(S)/(m2·a);硫沉降高的其他地區有北美、前蘇聯和亞洲環太平洋地區,負荷量為0.3g(S)/(m2·a)。
酸雨危害范圍不斷加大,危害程度也不斷加深。中北歐、美國、加拿大已出現明顯土壤酸化現象。美國、加拿大、北歐諸國的水體受酸雨影響而酸化的問題越來越嚴重,加拿大30萬個湖泊,到本世紀末,有近5萬個因湖水酸化生物將完全滅絕。酸雨對森林的危害在許多國家已普遍存在。全歐洲1.1億公頃的森林,有5000萬公頃受酸雨危害而變得脆弱和枯萎。至於酸性降水現象,在全球范圍內都有發生。
在我國,大片酸雨區仍舊存在,主要分布於長江以南、青藏高原以東地區及四川盆地。據1994年對77個城市的統計,降水PH年均值低於5.6的佔到了48.1%(1995年環境公報)。
酸雨中含有的酸主要是硫酸和硝酸,是化石燃料燃燒產生的SO2和NOX,排到大氣中後轉化而來的。特別是SO2,更是形成酸雨的主要污染物。酸雨的發展與燃料消費數量、能源結構、技術水平以及人口增長均有關系。依此分析,目前酸雨最集中的歐洲、北美,盡管人口與經濟在今後仍會不斷增長,但酸雨問題不會有明顯的加重。而發展中國家,卻可能因酸性污染物排放的急劇增加,而使酸雨變得越來越嚴重。
2、溫室效應與氣候變化
l)溫室效應與溫室氣體
大氣層中的某些微量組分,能使太陽的短波輻射透過,加熱地面,而地面增溫後所放出的熱輻射,卻被這些組分吸收,使大氣增溫,這種現象稱為溫室效應。這些能使地球大氣增溫的微量組分,稱為溫室氣體。主要的溫室氣體有CO2、CH4、N2O、CFC(氟氯烷烴)等。80年代研究結果表明,人為造成的各種溫室氣體對全球的溫室效應所起作用的比例不同,其中CO2的作用佔55%、CFC佔24%、CH4佔15%、N2O佔6%,因此CO2的增加是造成全球變暖的主要原因。
2)溫室效應產生的影響
地球的大氣本來就存在著溫室效應,它使地球保持了一個適於人類生存的正常溫度環境。只是由於人類活動的規模越來越大,向大氣排放了過量的溫室氣體,使溫室效應增強,從而在全球范圍內引發了一系列問題。
首要的問題是全球氣候變暖,近百年來,全球地面平均氣溫增加了0.3℃~0.6℃。80年代成為本世紀最熱的10年,1988年的全球平均氣溫比1949~1979年的多年平均值高0.34℃,比世紀初高了0.59℃。這些都證明地球確有變暖趨勢。
氣候的變暖引起了海平面的上升。當前,世界大洋溫度正以每年0.1℃的速度上升,全球海平面,在過去的百年裡平均上升了14.4cm,我國沿海的海平面也平均上升了11.5cm,海平面的升高將嚴重威脅低地勢島嶼和沿海地區人們的生活和財產。
3)全球氣候變化趨勢
大氣中溫室氣體的濃度上升,這已是既定的事實,溫室效應導致了全球氣候變暖的說法,也已被大多數人所接受。但由於影響全球氣候的因素很多,這些因素的綜合效應對未來氣候的影響,尚存在著不同看法,除了地球變暖的學說外,還有地球"變冷說"和"波動說"。此外,對地球變暖的原因,究竟是溫室效應的結果,還是屬於氣候的自然波動,或是兩者兼而有之,也仍然存在著科學的不確定性。因此,完全准確地判斷溫室效應的影響趨勢也是困難的。
有些預測表明,如果大氣中CO2濃度增加1倍,全球溫度將上升5℃,而到下世紀,大氣中CO2濃度完全可以翻一翻。據政府間氣候委員會(IPCC)對全球氣候變化判斷,下個世紀全球氣溫每10年將上升0.3℃,到2050年,全球氣溫將上升1℃;海平面每年上升6cm,到2070年,海平面將上升65cm,但不同海域相差較大。由此可以看出,隨著溫室氣體排放量的附加,全球氣候變暖的趨勢仍然存在,由此而導致的各種影響也會繼續增加,因此對溫室氣體的排放問題,仍需認真對待。
3、臭氧層破壞
1)臭氧層破壞的狀況
1985年,英國科學家法爾曼(Farmen)等人總結他們在南極哈雷灣觀測站(Halley Bay)的觀測結果,發現從1975年以來,那裡每年早春(南極10月份)總臭氧濃度的減少超過30%。這一發現得到了許多其它國家的南極科學站觀測結果的證實。如此驚人的臭氧減少引起了全世界極大的震動。臭氧層破壞的問題也從此開始受到不僅來自科學界,而且來自世界各國政府、企業和社會各界的廣泛重視。
從八十年代中期開始出現關於南極上空臭氧層濃度在春季(10月份)期間顯著下降的報道起,進一步的測量表明,在過去10-15年間,每到春天南極上空的平流層臭氧都會發生急劇的大規模的耗損,極地上空臭氧層的中心地帶,近95%的臭氧被破壞。從地面向上觀測,高空的臭氧層已極其稀薄,與周圍相比象是形成了一個"洞",直徑達上千公里,"臭氧洞"就是因此而得名的。衛星觀測表明,臭氧洞的覆蓋面積有時甚至比美國的國土面積還要大。
下面兩幅圖片分別顯示了南極臭氧空洞和南極上空臭氧層濃度的下降趨勢。
進一步的研究和觀測還發現,臭氧層的損耗不只發生在南極,在北極上空和其它中緯度地區也都出現了不同程度的臭氧層損耗現象。實際上,盡管沒有在北極發現類似南極洞的臭氧損失,但科學研究發現,北極地區在一月至二月的時間,16-20公里高度的臭氧損耗約為正常濃度的10%,北緯60o-70o范圍的臭氧柱濃度的破壞約為5% - 8%。因此,與南極的臭氧破壞相比,北極的臭氧損耗程度要輕得多,而且持續時間相對較短。
實際上,臭氧總濃度的減少在全球范圍內發生。利用地面觀測和衛星資料,中國氣象科學院的周秀驥報道了我國在青藏高原存在一個臭氧低值中心。中心出現於每年六月,中心區臭氧總濃度的年遞減率達0.345%,這在北半球是非常異常的現象。研究還發現,自1979年以來,我國大氣臭氧總量逐年減少,年平均遞減率為0.077%-0.75%。
2)臭氧層破壞的原因和機理
臭氧是地球大氣中的一種微量氣體,由三個氧原子組成,是我們熟知的氧氣的同素異形體。臭氧在大氣中通常分布在兩層,即對流層和平流層中。環繞在地球表面至高空8-16公里范圍內的一層大氣稱為對流層,這一層中的臭氧對人類和生態環境是有害的,它也是當前城市大氣光化學煙霧污染的主要物質。對流層向上至大約50公里左右的范圍,就是通常所稱的平流層。實際上,平流層保存了大氣中90% 的臭氧,位於這一高度的臭氧能有效地吸收對人類健康有害的紫外線(UV-B段),從而保護了地球上的生命。
一般將來自太陽的紫外輻射按照波長的大小分為三個區,波長在315-400 nm (1nm =10-9 m)之間的紫外光稱為UV-A 區,該區的紫外線不能被臭氧有效吸收,但是也不造成地表生物圈的損害。事實上,這一波段少量的紫外線也是地表生物所必需的,它可促進人體的固醇類轉化成維生素D,如果缺乏會引起軟骨病,尤其對兒童的發育產生不良的影響;波長為280-315 nm的紫外光稱為UV-B 區,這一波段的紫外輻射是可能到達地表並對人類和生態系統造成最大危害的部分;波長為200-280 nm的紫外光部分稱為UV-C 區,該區紫外線波長短,能量高,不過這一區的紫外線能被大氣中的氧氣和臭氧完全吸收,即使是平流層的臭氧發生損耗,UV-C 波段的紫外線也不會到達地表造成不良影響。
在平流層內,強烈的紫外線照射使CFCs 和Halons分子發生解離,釋放出高活性的原子態的氯和溴,氯和溴原子也是自由基。氯原子自由基和溴原子自由基就是破壞臭氧層的主要物質,它們對臭氧的破壞是以催化的方式進行的:
Cl + O3 →ClO + O2
ClO + O →Cl + O2
其凈結果是:
O3 + O → 2O2
在上述反應過程中,Cl破壞了一個臭氧分子,但Cl本身卻並沒有被消耗,它還可以繼續破壞另一個臭氧分子。化學反應中起這樣作用的物質稱為催化劑。上述的反應稱為催化反應。
溴原子自由基也是以同樣的過程破壞臭氧,因此,也是催化劑。據估算,一個氯原子自由基可以破壞104-105個臭氧分子,而由Halon釋放的溴原子自由基對臭氧的破壞能力是氯原子的30-60倍。而且,氯原子自由基和溴原子自由基之間還存在協同作用,即二者同時存在時,破壞臭氧的能力要大於二者簡單的加和。
令科學家和社會各界憂慮的是, CFCs和Halons 具有很長的大氣壽命,一旦進入大氣就很難去除,這意味著它們對臭氧層的破壞會持續一個漫長的過程,臭氧層正受到來自人類活動的巨大威脅。
為了評估各種臭氧層損耗物質對全球臭氧破壞的相對能力,科學上採用了"臭氧損耗潛勢"(Ozone Depletion Potential, ODP)這一參數。臭氧損耗潛勢是指在某種物質的大氣壽命期間內,該物質造成的全球臭氧損失相對於相同質量的CFC-11的排放所造成的臭氧損失的比值。在大氣化學模式計算中,某物質X的ODP值可以表示為:
ODP=單位物質X引起的全球臭氧減少/單位質量的CFC-11引起的全球臭氧減少
臭氧損耗物質的大氣濃度分布及參與的大氣化學過程是影響其ODP 值的主要因素。由於對這些因素的處理方式不同,不同的研究者得到的臭氧損耗物質的ODP值存在一定的差異,但各類臭氧層損耗物質的ODP值的次序大體一致:含氫的氟氯烴化合物的ODP 值遠較氟里昂低,而許多哈龍類化合物對平流層的破壞能力大大超過氟里昂。這些研究為決策者指定臭氧層損耗物質的淘汰戰略和替代方案提供了有力的科學依據。
3)臭氧層破壞造成的危害
臭氧層被大量損耗後,吸收紫外輻射的能力大大減弱,導致到達地球表面的紫外線B明顯增加,給人類健康和生態環境帶來多方面的的危害,目前已受到人們普遍關注的主要有對人體健康、陸生植物、水生生態系統、生物化學循環、材料、以及對流層大氣組成和空氣質量等方面的影響。
(1)對人體健康的影響
陽光紫外線UV-B的增加對人類健康有嚴重的危害作用。實驗證明紫外線會損傷角膜和眼晶體,如引起白內障、眼球晶體變形等。據分析,平流層臭氧減少1%,全球白內障的發病率將增加0.6-0.8%,全世界由於白內障而引起失明的人數將增加10,000 到15,000 人;如果不對紫外線的增加採取措施,從現在到2075年,UV-B輻射的增加將導致大約1800萬例白內障病例的發生。紫外線UV-B段的增加能明顯地誘發人類常患的三種皮膚疾病。這三種皮膚疾病中,巴塞爾皮膚瘤和鱗狀皮膚瘤是非惡性的。另外的一種惡性黑瘤是非常危險的皮膚病,利用動物實驗和人類流行病學的數據資料得到的最新的研究結果顯示,若臭氧濃度下降10%,非惡性皮膚瘤的發病率將會增加26%。科學研究也揭示了UV-B段紫外線與惡性黑瘤發病率的內在聯系,這種危害對淺膚色的人群特別是兒童期尤其嚴重;
(2)對陸生植物的影響
臭氧層損耗對植物的危害的機制目前尚不如其對人體健康的影響清楚,但研究表明,在已經研究過的植物品種中,超過50%的植物有來自UV-B的負影響,比如豆類、瓜類等作物,另外某些作物如土豆、番茄、甜菜等的質量將會下降;
(3)對水生生態系統的影響
研究人員已經測定了南極地區UV-B輻射及其穿透水體的量的增加,有足夠證據證實天然浮游植物群落與臭氧的變化直接相關。對臭氧洞范圍內和臭氧洞以外地區的浮游植物生產力進行比較的結果表明,浮游植物生產力下降與臭氧減少造成的UV-B輻射增加直接有關。一項研究表明在冰川邊緣地區的生產力下降了6-12%。由於浮游生物是海洋食物鏈的基礎,浮游生物種類和數量的減少還會影響魚類和貝類生物的產量。據另一項科學研究的結果,如果平流層臭氧減少25%,浮游生物的初級生產力將下降10%,這將導致水面附近的生物減少35%。
(4)對材料的影響
因平流層臭氧損耗導致陽光紫外輻射的增加會加速建築、噴塗、包裝及電線電纜等所用材料,尤其是高分子材料的降解和老化變質。特別是在高溫和陽光充足的熱帶地區,這種破壞作用更為嚴重。由於這一破壞作用造成的損失估計全球每年達到數十億美元。
與以往環境問題相比,本次高潮有很大的不同:
其一,影響范圍不同。第一次高潮主要出現在工業發達國家,重點是局部性、小范圍的環境污染問題,如城市、河流、農田等;第二次高潮則是大范圍、乃至全球性的環境污染和大面積生態破壞。這些環境問題不僅對某個國家、某個地區造成危害,而且對人類賴以生存的整個地球環境造成危害。