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臭氧稀薄热浪滚滚温室效应惩戒世人
近年来,热浪已成为全球新闻的焦点,从美洲,到欧洲,再到亚洲,到处都是热浪,热死人的事也屡见不鲜。据联合国今年7月初在日内瓦发表的一份报告指出,在人口集中的大城市,将会有越来越多的人因为热浪而致死。另据科学家估计,排除人口增长的因素,到公元2050年前后,全世界各大都市每年死于热浪的人数都会增加数千人。
那么,地球为什么变得这么热呢?科学家将其归结为地球隔热的功能正在日趋衰弱,而这又与大气层遭受破坏有着密切关系,其中为害最烈的莫过于臭氧层破裂、温室效应和酸雨。由于三者多半系交互作用,因此即使是最先进的超级电脑也都很难区别出各自的污染后果。
科学家认为导致全球气温升高的很大原因是臭氧层受到破坏,高空(地表上空10公里至80公里高度)平流层的臭氧层越来越稀薄,自1986年科学家在南极天空首度发现一个臭氧稀薄的破洞后,又在北极和青藏高原的天空发现两个臭氧层破洞。
而臭氧层之所以受到破坏,罪魁祸首是空气污染和全球温室效应。所谓温室效应是指4大温室气体——二氧化碳、甲烷、氟氯碳化物(CFC)和氧化亚氮等浓度越来越高,从而使地球温度也越来越高。
原本这些气体扮演着维持地表温度、使生物得以生存的角色,但是由于人类活动过度制造这些气体,却导致地表温度不断升高,反而威胁到人类的生存。
先看二氧化碳,人吸进氧气,呼出二氧化碳。而树木行光合作用需要二氧化碳,并释放出氧气。如果两者达到平衡,就不会有温室效应问题。
但是由于现代医学的发达,以及对营养和健康的重视,人类的寿命已经大为延长,而且人口增长率也大为提高,从几十年前的一二十亿增加到现在突破50亿,人类呼出的二氧化碳也更多。加上热带雨林遭到砍伐和空气受严重污染,导致大气层中的二氧化碳已经多到无法控制,成为温室效应的最大成因,占温室效应成因的50%。
至于CFC,最初发明问世时被视为本世纪的魔术化学品。由于沸点低,可以用作冰箱、冷藏器和冷气机的冷媒。但它的破坏力与其冷却力一样强。1973年,美国麻省理工学院的大气化学专家英里纳与加州大学厄尔文分校的化学家罗兰德,率先提出CFC破坏臭氧层的理论,自此,世人即深信,CFC是破坏臭氧层的大毒瘤之一,因为它的吸热能力而助长了温室效应。它约占温室效应成因的25%。
甲烷则要对温室效应负15%的责任。说来令人难以置信,甲烷的主要来源是牛和稻田。由于人类对牛肉需求甚大,导致畜牧业者砍伐森林以便放牧,这使得二氧化碳增加,而且牛只越来越多,复杂的牛消化系统排放出来的甲烷,也使温室效应更为严重。
温室效应成因的最后10%,来自一种常见的污染物,名叫氧化亚氮,它和二氧化碳形成汽车废气的主要部分。目前全球有5亿辆汽车行驶在街道上,到2030年可望增加一倍。燃烧矿物废料也会产生氧化亚氮。此外,现代农民大量使用的氮肥,也是大气层中氧化亚氯增加的因素。
据统计,自工业革命以来,大气内二氧化碳的浓度增长了1/4,其他的温室气体,如甲烷增长了100%,氧化亚氮增长了19%,地球的热辐射留在地表上空的比例也越来越高,导致大气温度逐年升高。自工业革命以来,地球平均温度约升高0·5——1摄氏度。而1995年则是近百年来地球平均温度最高的一年。
而据联合国赞助的跨国气候变化研究组织预测,人类若再不控制温室气体的排放量,则在未来100年间,全球的平均气温还将上升1—3.6摄氏度,这种加
温速度比过去9000年的任何温度改变阶段都要来得快,大概只有冰河期的温差变化差可比拟。届时,我们现在看似科幻小说的情景就有可能成为真实的事实:地表加速沙漠化,人类将面临严重的粮荒和水荒;各国为了争夺生命要素而兵戎相向;从南半球到北半球的黎民百姓将长期受困于疟疾、登革热、血吸虫病、病毒性脑脊髓炎、霍乱、食物中毒等“热病”的折磨。
这绝不是危言耸听,事实上,自1940年以来,南极洲的温度升高了摄氏2·5度,导致海平面上升,一些岛屿国家,如马尔代夫已经面临陆沉的危险。而臭氧层的稀薄,则增加了人们患皮肤癌的可能性,在南极臭氧层附近的智利爱伦娜岬,人们出门必须要涂抹防晒油、戴墨镜,许多动物的眼睛都瞎了。而最新消息指出,今年年中,全世界臭氧层最薄的地方在美国的观光胜地夏威夷,这对于喜爱大自然洗礼的人们来说,似乎是个相当沮丧的警讯。
厄尔尼诺天侯大乱风调雨顺几成梦想
俗话说,风调雨顺,国泰民安。但近几年来,全球气候变化多端,该降雨的地方频闹干旱,该冷的地方又热得出奇,不仅使人类生活大乱,就是农作物也跟着产量失序。
科学家认为,造成目前全球气候一团乱的因素虽不止一个,但其元凶却是厄尔尼诺现象。每隔2—7年的圣诞节前后,太平洋东部从厄瓜多尔、秘鲁到智利附近海域的温度便会突然上升2—4度,并往往维持半年至一年左右。
炙人的热浪、猛烈的野火、残酷的干旱、汹涌的洪水以及强有力的风暴,最近以来,极端天气就像一部好莱坞大片一样,以紧凑的情节和震撼的场面在美国集中上演。今年以来,美国已有210万亩土地遭到野火焚烧,2/3的地区在经历干旱;6月,洪水还袭击了明尼苏达州和佛罗里达州……全球变暖,将某气象节点变成热岛或水岛—地球将大病一场。
以中医的理论,人体就是个小宇宙。人之所以生病,来自于体内的瘀积即不通,一旦达到无法自我修复的地步,生命健康将遭受严重威胁。从人体望过去,人类在现代化上的片面追求,导致环境欠账所造成的“淤积”使大气环流“不通”,“阴阳”严重失调的后果,就如眼前席卷全球的极端天气。
一阴一阳之谓道。天气极端,是“气”在作怪。如同蔬菜温室大棚,先是人类排放的废气给地球罩上了“大棚”,再是臭氧层形成“空洞”使地球产生温室效应,由于通气口不能有效的控制,当空气形成强对流,这就是气候异常带来极端天气的原因。如是,上有太阳活动对气候的影响即“阳”,下有人类生产形成了突然的大量的破坏即“阴”,两者不合于“道”的矛盾运动即人类在工业现代化上的片面追求,使得人类赖以生存的环境面临严重问题。
极端天气,是天灾?还是人祸?先是科技进步在商业化的推动下形成了科技的“疯长”,再是资本主义市场经济造成世界性贫富悬殊的“失调”,导致全人类在和平与发展中面临空前的困境—当晒太阳可以领救济金成为希腊人反对紧缩的理由,非洲的少年正赶着牛群寻找往年那曾经还有的水源……
水有源,树有根。你怎样对待大自然,它就会怎样反过来对你。可以肯定的说,极端天气一旦变成常态,对人类经济与社会发展的影响或呈“极端”。根据美国国家海洋和大气局的统计,2011年全美共经历了14个由极端天气导致的重大灾害性事件,造成损失超过550亿美元。这个数字超越了上世纪整个80年代所经历的天气灾害经济损失总和。而泰国、澳大利亚、哥伦比亚、斯里兰卡和柬埔寨5个国家一年内因极端天气造成的经济损失也达到有史以来的最高值。
[关键词]大气物理;研究
中图分类号:TH72 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)29-0383-01
随着人类社会中生产活动和生活日常活动的增加和频繁,大气中人为排放出的气溶胶粒子和微量污染气体的数量大大增加,并且进一步带来了严重的土地污染、河流污染等问题,也会对生物圈及人类生活圈造成极为严重的影响。全球的气候变化,CO2量不断增多,气候日益变暖,微量气体的温室效应问题、南极臭氧层空洞问题以及大气平流层的O3层的变薄的问题等等,都会引发严重的气候和环境问题,不断地演变成为大气研究领域的研究热点。大气物理研究院的相关学者和研究员的专业性研究人类活动的影响和大气演变规律,减少大气物理状况变化对人类生产生活的影响,是现今大气物理研究的重点工作和关键性任务。
一、大气物理学概述
(一)大气物理学概念
大气物理学是主要研究地球大气中的物理现象、物理演变的规律和物理相关过程的学科,它主要是研究大气中的声像、电象、光象、云、降水物理和辐射过程,以及近地面层大气物理平流层和中层的大气物理。大气物理学是大气科学的基础理论部分,也是环境科学的一个分支。
(二)大气物理学研究内容
大气物理学得研究内容十分广泛,主要包括大气边界、云和降水、雷达气象、大气光学、大气辐射、平流层和中流层大气及大气电学等等。主要有光、电、声现象及光、声、、电磁波在大气中的传播特性,气象雷达关于大气物理的相关研究原理和研究方法,大气辐射的平衡和大气层的传输转换过程,以及大气底层与降水、地面的温度、湿度和各个要素的关系和相互之间的影响关系。
(三)大气物理学研究特点
1、学科交叉性。大气物理学存在自身的独立性外,还与大气科学的其他分支有着紧密的联系。大气物理过程受制于大气过程,应用于大气的天气预报和分析。大气物理和天气学、大气动力学等有广泛的联系。很多天气学和大气动力学的研究数据、结果对于大气物理的研究、分析有十分重要的作用。
2、应用性。大气物理学的研究,不止停留在理论层面,更多的和我们的日常生产、生活密切相关。许多的大气物理学的检测数据和研究结论,广泛的应用到大气预报、空气质量检测、雾霾治理和降水控制等领域。大气物理学的这种高度应用性,在未来的大气环境检测、全球温室效应的问题上也极为重要。
二、未来大气物理学研究热点
(一)大气物理化学问题
国内外地研究已表明,大量化石燃料的燃烧,会增加二氧化碳的浓度,进而导致全球的平均温度处于上升状态,这必然引起灾难性的后果。在温室气体的考量之外,更多的大气物理学者,将眼光转向对流层的大气气溶胶的辐射强迫作用对于温室效应也有巨大的影响。大气气溶胶可以吸收大气中的辐射,平衡由于温室气体的排放造成的大气温度的上升。除此之外,大气的云的厚度和数量及云降水的变化,改变云的光学特性和胶性稳定性,带来云与降水的变化,从而在大环境上改变温室气体对于整体大气环境的影响。最后,大气物理学中关于大气平流层的相关结构的研究,在全球大气变暖和雾霾问题不断变得严重的今天,大气物理学领域中关于大气物理化学的研究和新的发现,将促使这些关乎我们生产、日常生活的问题更加科学的、有效的得以处理。
(二)平流层臭氧问题
人类生产生活排放的大量污染性气体,导致平流层臭氧被损耗,带来的直接后果是地面紫外线辐射的增强,这也会导致人类、动物和植物生存的大气和自然环境受到影响,正常的生存环境大不如前,也导致了很多起疑病症的出现。国际、国内逐渐加大了对大气层中的中高层的对流层的研究,以更多的了解大气结构的变化对于对流层机构、组成、天气系统的变化的影响,在未来的研究中,以关于大气物理学中的臭氧问题的研究和解决,来辅助地面紫外线不断变强的问题逐渐得到解决。
(三)云降水学问题
云降水学的研究一直是大气物理学领域的重点研究内容,随着近几年酸沉降问题研究的不断深入,在云降水方面关于大气物理的结构和变换过程的研究也成为热点。云降水涉及的相关大气物理要素具有复杂性,和多尺度性,因而,其研究难度和工作开展起来较为困难。近几年关于大气物理和云降水检测的技术和设备不断更新,对于云降水学得研究也不断地更新,走在大气物理学研究的前端。对于云尺度、云尺度系统、云讲述涉及的系数等问题的关注,也是推进力大气物理学将更多的研究重点转移到云降水研究,云降水过程中的大气中的可溶性成分,例如:微量气体和气溶胶粒等,通过一系列的物理变化过程,转化成为雨滴沉降。大气物理学中的关于云降雨的领域是当前的研究热点和研究前沿性问题。
科W技术研究的许多新的成就和发展,都不断地推动着大气物理科学向前不断进步、发展,逐渐的向大气物理研究者和实践者提出了新的要求和挑战。人类的生产生活处于大气环境中,人类的活动不断地变得频繁,不经意之间,影响大气的状况,使大气状态变得更加复杂和多变。为了更进一步精细化的了解大气物理的结构组成,深入发掘大气三维空间的演变过程,有效地利用、科学的研究及不断地改善大气环境,是大气物理学界所有专家、研究者的重要任务。
参考文献
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[3] 王宏七,赵高祥.在各向异性散射大气中用离散坐标法进行辐射强度计算[J].中国科学,1989,19:184-184.
“环保”这两个字,看起来平平淡淡,没什么含义。但实际上,要做到真正的“环保”,又有多少人能呢?
现在的世界,地震、洪水、气温上升……都是由我们人类造成的,这些都只有一个原因,就是——破坏生态、破坏环境。过去几百年,甚至几千年,南、北两极的冰川都好好的。但现在,由于人类的破坏生态环境,造成大气层增厚,地球的热气不能散发,热气碰到大气层就反弹,形成了温室效应,南、北两极的冰川都开始融化了。如果南、北两极的冰川都融化了,那么海平面至少会增高1米,这是一个多么惊人的数字啊!再讲到我们身边:那些无良企业乱排放污水到河里,导致河水变得又黑又臭;那些砍伐者乱砍乱伐,导致地球上的森林面积逐日减少。还有很多人都不注意保护环境:他们经常使用一次性用品,用完的电池随手扔掉……
为什么环境会变成这样,这都是因为我们,所以,我们要拯救地球!让我们一起行动起来:1.少用一次性物品。2.不乱扔废旧电池。3.多植树。4.不乱砍伐树木。5.不乱排污水。6.买东西最好带环保袋。
环保很重要,开始保护环境吧,否则,后果不堪设想!
近年来,我国的经济取得迅猛的发展,但是经济快速发展的背后也带来了严重的环境问题,比如雾霾、酸雨、土地沙漠化、洪灾等等。这些环境问题导致我国经济发展的速度有所减缓,而且给人们的生活也带来了诸多的不便,在这个讲究效益与生态文明的时代,环境问题的严重性让更多人意识到治理环境的重要性。
2、问题的提出
在意识到改善环境问题的若干措施中,人们往往想到的是加强植树造林,扩大森林覆盖面积。因为对植树造林能够有效地避免空气中的二氧化碳过多形成温室效应,也避免了硫等化合物在大气中形成酸雨沉降腐蚀和破坏地表生态环境,还能够为多水地区缓解洪水灾害,为缺水地区加固地表结构防止沙化,所以说,植树造林是一项利国利民的事业,加强植树造林是一项具有重大意义的工作,人人都要保护环境才能够避免污染进一步给人类带来困扰,使林业经营以最小的成本提高最大的经济、生态和社会效益,促进林业生态系统的可持续发展。
3、我国环境污染现状分析目前我国的环境污染现状主要表现在以下几个方面。
3.1环境污染带来的酸雨
酸雨的形成主要就是因为现代化的工业比如说像化工厂之类的污染性物质,还有通过大量交通设施排放的尾气等危害物质升到高空中,和雨雪等接触而形成的一种腐蚀性物质。降落的酸雨大量的腐蚀金属材料,也会造成土壤、水流等酸化的后果,并且对植物有很大的危害。
3.2环境污染带来的温室效应
温室效应主要就是由于二氧化碳的大量排放造成的,导致目前全球范围内的气温都有不同程度的升高,而且我国的二氧化碳排放量仅仅在美国之下位居第二,虽然说大量的工业会带来一定的经济效益,但这也反过来证明了我国的发展是以危害环境为代价的,这种危害性的发展模式是必不可取的。
3.3环境污染带来的土地沙漠化
我国人均耕地数量少,与此同时,由于人们还没有意识到治理环境的重要性,进行大规模的、无节制的开采土地,造成土地沙漠化的现象更加严重。根据相关数据表明,平均每天在我国的国土范围内就有500多公顷的土地被沙漠化,如果长此以往下去,我国实际可用的耕地数量更会大大的降低,这样会给我们的生活造成无法想象的损失。
4、植树造林在改善生态环境中的应用
植树造林工作在我国部分地区已经在有效地开展,它在改善生态环境中的应用主要体现在以下几个方面:
4.1调节大气中碳的含量
众所周知,树木在有光照的情况下会产生光合作用,树木的光合作用可以有效减少空气中二氧化碳的含量,减少温室效应的危害。另外,工业生产过程中燃料的使用会产生大量的二氧化碳,要从根本上解决二氧化碳带来的危害,就应该种植更多的树木,我国现有的林业种植面积远不能满足环境治理的需求,仍然要进一步加大种植面积,这也将是一个长期的种植过程。同时,大规模的推广植树造林还可以为我们的生活和生产提供一些原材料。首先,木材可以代替一些工业燃料,有效地降低了空气中有害物质的种类和含量;其次,利用木材制作一些工具,既可以减少金属材料的应用,还能够控制控制空气中二氧化碳的含量。
4.2固定土壤,防止水土流失
现在,我国针对沙地的治理方法是采用人工灌木固沙林,通过灌木更好的固定土壤。而林业相对于灌木对土壤的固定能力更强,而树木的落叶又可以滋润土地,为土地提供营养,而且形成的这种地面结构,可以有效地对水分进行吸收和排放,减少洪水带来的危害。因此,从固定土壤,防止水土流失方面看,大规模的推广植树造林对于改善环境具有重要作用。
4.3改善大气中酸性物质的含量
酸雨对于环境的危害非常大,它主要是由于大气污染造成的,酸雨不仅会腐蚀一些金属材质,还会对树木造成危害,严重的可以导致树木的死亡。有关部门对于各种树木的净化作用曾做过专门的研究,发现不同树种对于酸雨的净化作用是不同的,比如说:杉树类树种对于酸雨的抗击能力比较差,而一些山茶树对于酸雨的抗击能力却非常强。针对这种情况,相关部门可以在酸雨频发的地方多种植一些山茶树,这样既能够抵抗酸雨带来的危害,还能够改善当地的生态环境,减少酸雨的发生。
4.4树木可以过滤空气中的尘埃
由于树木枝繁叶茂,能够有效地减小风速,这样大气中的大颗粒的灰尘就会落到地上。同时,植物的叶表面比较粗燥,而且多生有茸毛,有的还能分泌油脂和黏性物质,这些都能吸附、滞留空气中的一部分粉尘,从而使大气得到净化,比如:草地吸附粉尘的能力比的地面大七十倍,而森林吸附能力比地面强七十五倍。目前,可以有效吸附空气中灰尘的树木有桦木、银白杨以及法国梧桐等等,相关部门可以在空气污染比较严重的地方大量种植一些吸附灰尘能力较强的树木。通过树木吸附灰尘的作用,可以更好地净化我们的环境,这也是大规模推广植树造林的因素之一。
5、结束语
关键词:化学教学 渗透 环保意识 教育
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)01-0259-01
由于化学是以物质的组成、结构、性质和应用为主要研究对象的一门科学,改造原有物质和制造新物质就成了化学的主要内容。只有化学才能够担负起既满足人类物质生活不断提高,又防止环境问题的产生和恶化的要求,从而导致了绿色化学的提出和内涵的持续发展。绿色化创导物质的生产和消费当与人类社会持续所需的物质环境想适应。它的提出,进一步证明了化学与人类社会生活、环境保护密不可分的关系。为此,必须在化学教学中渗透环境意识教育。
一、在中学化学教学中渗透环境保护意识教育的重要性
我国属于发展中国家,改革开放以来,乡镇企业异军突起,在带来巨大的经济效益的同时,也给我国广大农村这块净土带来了新的环境污染和劳动保护问题.“八五”期间报道,当时我国大气污染程度已相当于世界发达国家50~60年代污染最严重时期,每年的排尘量为2300万吨,年排放SO2量达14610万吨.到本世纪末,燃烧煤和机动车辆排放出的废气将对大气造成更为严重的污染.面对如此严峻的形势,若不加强环境管理,让不断增加的工业“三废”继续污染环境、破坏生态平衡,就会给我国社会主义建设、经济发展造成严重的后果。所以对全民族进行环境、生态知识的宣传教育是不可缺少的,务必从中学教育抓起。
二、结合化学教学对学生渗透环境保护意识教育
1.通过课堂教育把环境保护作为小公民自觉行动
环境化学重要内容之一,是研究化学污染物在环境中的变化规律,即在原子、分子的水平上用物理化学等方法去研究环境中化学污染物的来源、迁移、转化过程中的化学行为,以及反应机制、积累和归宿等。由于我国公民环境意识较差,这和日趋严重的环境问题是不相适应的。要提高全民的环保意识,使保护环境成为每个公民的自觉行动,首先就要从学生做起,从课堂做起.当学生在做制取Cl2,NO2,H2S等有毒气体实验时,应强调学生注意对制取气体装置气密性的检查、化学药品用量的适当(尽量采用微量,只要达到实验效果明显即可)、以及设计吸收尾气的装置等。实验完毕,还应将废液集中倒入废液缸中,可回收的尽量回收,以养成保护环境的良好习惯。
2.通过实验开展环境化学知识教育
中学教育目的之一,就是为社会造就合格的后备劳动者.中学化学教育对环境科学的学习将起着启蒙作用,应很好地利用这门实践性很强的学科,通过实验使学生掌握一定的环保知识.中学实验室的污染源多,国家提出居民区大气中的有毒物质有21种,中学化学实验室里就有14种。例如,制取溴苯实验过程中逸出的臭味是溴蒸气,它既污染了教室环境又严重地影响了师生的身体健康.针对这一问题,利用所学知识引导学生认真分析,找出原因是制取溴苯的装置不够严密,因此在反应过程中逸出的Br2通过长玻璃管时不可能完全被冷凝成液体,因而会从导管口逸出.要避免实验中Br2的逸出,就应设法改进实验装置,使整个涉及Br2的反应过程在一个密闭系统内进行,即将反应安排在“Y”形管内进行.在反应装置和HBr气体的吸收装置间串联一个洗气瓶,内装四氯化碳以吸收气体中的Br2。
三、理论联系实际提高学生对学习环境保护的认识
1.从人类与大自然的协调中激发学生的学习积极性
新的《化学教学大纲》明确指出:“在教学过程中要十分注意联系实际,以使学生更好地掌握所学的知识和技能,以及这些知识和技能在工农业生产、第三产业、科学技术和日常生活的应用。随着科学技术的发展,联系实际的教学内容应有所增加,可以充实包括环境保护、新内容、新能源、海洋、卫生保舰食品等方面内容,但应限于有关的化学基础知识范围之内”。可见,环境化学基础理论知识和原理的学习是十分重要的,并应着重于理论联系实际和基础知识面的扩展上。要以地球化学知识为基储生态系统中物质循环和能量流动为线索,讲授空气、水体、土壤、森林、植物与人类的关系,展示好的生态小环境和污染严重区的对比,简明介绍当今世界关注的环境问题,以讲座、竞赛等形式让学生提高认识,使学生深切地感到环境化学就在自己身边。
2.针对温室效应引导学生分析此类生态问题
运用学生所获得的知识,引导分析“温室效应”,使他们了解到由于大气层CO2浓度逐年上升,太阳能辐射的一部分――地球红外辐射热不能透过大气层,因而造成“温室效应”,使地球表面升温、冰川溶化,直接影响着现代文明社会发展的情况。以提高对控制“温室效应”等生态问题的认识。还应让学生通过讨论分析得出人类必须控制战争和固体废物燃烧、大力发展森林等结论,以利于生态环境的改善.
3.结合现有法律法规的宣传加深学生对环保意义的认识
组织学生参加环保法律法规的宣传,利用5月12日植树节、5月31日世界无烟日、6月5日世界环境日等纪念日,取得当地环保、水保、森保等部门的支持,让学生们在宣传中了解我国有关这方面的规定和常识,以提高学生在环境管理环境文化方面的认识。
4.结合第二课堂教学提高学生的学习兴趣
关键词: 温室气体;交通问题;生物燃料;节能建筑
温室气体无节制的排放、资源无限制的开发,已经使地球不堪重负。2011年3月11日日本遭遇了历史上最强烈地震及最强烈海啸。8.8级的地震引发最高达10米的大海啸,瞬间扑向几乎日本全境沿海地区。4月16日一场强风暴袭击了美国中东部地区,造成的人员伤亡之惨重为数十年来罕见。干旱、洪水、酷热、严寒、火山爆发等,这些极端气候的出现,在不断向人类发出警告。是时候采取行动了,是时候让地球重回绿色了,低碳经济时代已经到来!
什么是全球变暖
二氧化碳和水蒸气是最重要的两种温室气体,其中二氧化碳在大气中的含量仅占0.03%~0.04%[1]。自然环境中的温室效应正是依靠这两种气体的存在才得以正常进行的。如果没有这两种气体,整个温室效应体系就会受到破坏,地球上的平均温度会因此骤降至-20℃左右。反之,如果地球大气中温室气体含量不断增加,尤其是二氧化碳含量的增加,则会导致地球低层大气温度持续增加。
大气中二氧化碳含量的增加一般来说是由化石燃料燃烧及森林砍伐造成的,这两项都属于人类活动。温室气体的浓度越高,全球的平均气温就会越高,海平面也会因此而升高。海平面升高的结果必然使沿海国家更容易遭受海啸、海浪、风暴和台风等的破坏,从沿途居民的住宅、交通和基础设施到农田、工厂企业,从本地居民到旅游者,无一不受到危害。更为可怕的是,海平面的升高,将要淹没马尔代夫这样的国家。同样,这种家园和栖息地被淹没的危险还直逼有1700万人口的孟加拉国。即使海水还不至于淹没那里人们的家园,但逐渐升高的海平面也必然污染他们的淡水系统,使他们的生存面临威胁。气候变化会让人类在土地使用以及资源配置方面面临更为严峻的压力,甚至还可能会毁灭整个生态系统,如物种灭绝加速、淡水不足、能源供应时断时续。对于整个人类来说,它所造成的后果不啻于惊世浩劫、灭顶之灾。
交通问题与生物燃料问题
汽车尾气中含有上百种不同的化合物,其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。汽车排出的废气在日光作用下,会形成以臭氧为主的光化学烟雾。20世纪40年代初期美国洛杉矶光化学烟雾事件,主要就是由汽车废气造成的[2]。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称,与交通事故遇难者相比,英国每年死于空气污染的人要多出10倍。 在杭州的大气污染中,机动车尾气污染已占了5成以上的比例,特别是市民活动最多的主城区。可以说,机动车尾气的排放,已成了杭州大气环境质量和公众健康的最大危害。 钟南山说:给广州人做手术,打开的肺都是黑色的,如果不黑,那他就不是广州人。可见汽车尾气的危害有多可怕。因此我们要倡导绿色出行,少开车,少排放。
生物燃料作物通常为玉米、小麦等庄稼和棕榈油。美国国际食物政策研究所数据显示,未来20年,使用生物燃料将比使用汽油等化石燃料平均减排36%。然而,欧盟委员会联合研究中心最新研究发现,现行生物燃料政策实际上可能导致未来20年温室气体排放量增加,比单纯使用化石燃料还要增排21%。《可持续能源、决策者框架》的报告警告说,大力发展生物燃料可能引发环境问题和社会问题,抵消其产生的正面效果。因为生物燃料生产的迅速发展,需要大量的土地和水资源。大量土地被用于种植某几种作物以生产生物能源,造成用来食用的部分农产品供应不足,价格上涨,给低收入者带来负担。
发展可再生交通用能源。我国进口原油有30%被汽车消耗了,汽车正在和迅速发展的工业抢燃料。要解决汽车工业的可持续问题,开发可再生能源迫在眉捷。美国与巴西主要使用乙醇与汽油的混合物作为燃料,印度使用乙醇、汽油、生物柴油的混合物作为燃料[3]。我国正开展利用纤维素废弃物制取乙醇燃料的研究;利用甜高梁、茎秆等生物质原料生产液体燃料的研究。而以植物油和废弃动物油为原料,经过科学的脂化断链技术和复杂的加工程序得到的生物柴油已进入了市场。降低生物柴油的生产成本,提高燃料性能,寻找生产过程中副产品的出路,这样生物柴油将有一个光明的未来。
发展节能型建筑
建筑节能是一个世界性的大潮流,也是现代建筑技术发展的一个基本方向和重大战略问题。国内建筑能耗占全社会总能耗比例达29%以上,并且还在以每年1个百分点的速度增加。再加上建材生产,建筑方面的能耗高达全社会的45%左右。[4]甚至国内的一些大型建筑,每年要“烧”掉几千万元的能源费用。因此发展节能型建筑刻不容缓。
太阳能制冷和采暖技术,可以有效解决大型建筑的高能耗问题。综合利用太阳能,全面实现太阳能与建筑一体化及太阳能光热光电综合应用一体化,太阳能采暖、制冷系统可解决50%的建筑能耗,光伏发电可节约30%的建筑能耗,整个建筑的节能率近10%。[5]
窗户使用优质的节能建材如温屏节能玻璃,这种玻璃具有优越的隔热、隔音、低温无霜露三大优点,比普通单片玻璃节能75%,比普通中空玻璃节能50%,比LOW-E中空玻璃节能15%-20%。另一种最新技术的窗户,使用了三层高品质的中空玻璃,采用具有专利技术的隔热材料和设计,比普通产品节能70%-80% 。
建筑中常使用的外墙保温主要有内保温、外保温、内外混合保温等方法。据专家介绍,与其他建筑节能技术相比较,外墙外保温不会产生“热桥”、“冷桥”现象,具有良好的建筑节能效果。目前一种采用炭渣、粉煤灰等为原材料制作的新型墙砖,使用该砖后就可以不再使用外保温材料了,等于减少了一件建筑的‘外套’,节约成本,减轻自重。
我们只有一个地球,保护地球家园,造福子孙后代是我们的职责,让我们行之有效地投身低碳经济,为美化我们的家园尽一份力。
[1] (美)达拉斯 著, 王瑶 译,低碳经济的24堂课,电子工业出版社,2010.4
[2] 贾振邦,环境与健康,北京大学出版社,2008.8
[3] 高建业 孙明, 全球燃料乙醇应用发展趋势, 煤气与热力,2009年03期
关键词:化学实验;环保意识;环保知识;社会实践
化学是一门以实验为基础的自然科学,他是一个融实验方案设计、实验技能操作、科学方法应用、疑难问题探讨于一体的动脑动手过程。《初中化学课程标准》明确指出:“在化学教学中,通过帮助学生了解化学制品对人类健康的影响,懂得运用化学知识和方法去治理环境,合理地开发和利用化学资源,逐步学会从化学的角度认识自然与环境的关系,分析有关的社会现象”。因此,化学实验教学不仅是化学知识教学的重要环节,更是培养学生环保意识和能力的最佳途径。
一、利用化学实验,培养学生环保意识
化学是一门以实验为基础的科学,化学实验教学不仅要培养学生的操作能力,也要重视对学生进行环保教育。有些化学实验会产生有害气体、有害废水等有害物质,对教室、实验室等造成污染,甚至影响到师生健康。因此,教师在教学时对每一个会对环境造成污染的实验,都要强调注意事项,讲解如何避免污染,让学生认识到每一个与环境有关的实验,都是一个很好的教材。环境保护无小事,环境保护从身边做起。例如:做硫在氧气中燃烧的实验,要预先在集气瓶中装少量水或稀的氢氧化钠溶液,目的是吸收产生的二氧化硫,硫粉的用量要尽量的少,只要不影响到实验现象即可,若实验后还有硫没有燃烧完,要及时熄灭,不能让其持续燃烧,防止二氧化硫逸散到教室中造成污染。又如:做一氧化碳还氧化铜的实验,为防止一氧化碳对空气的污染,尾气不能直接排放,要用气球收集或直接点燃,并引导学生讨论是否还有更科学的处理方法?(用导管把尾气引到氧化铜下方点燃,既可防止污染,又可节约能源)。在做酸、碱与指示剂作用、酸、碱、盐之间的反应时,把其中的许多反应改成微型实验,改在点滴版上做,不仅节约了药品,同时也减少了废液的产生。对实验后的废液,要求统一倒在指定的地方,集中处理后再排放。
二、通过化学实验,开展环境保护知识教育
中学教育目的之一,就是为社会造就合格的后备劳动者。中学化学教育对环境科学的学习将起着启蒙作用,应很好地利用这门实践性很强的学科,通过实验使学生掌握一定的环保知识。中学实验室的污染源多,国家提出居民区大气中的有毒物质有21种,中学化学实验室里就有14种。例如:制取溴苯实验过程中逸出的臭味是溴蒸气,它既污染了教室环境又严重地影响了师生的身体健康。针对这一问题,利用所学知识引导学生认真分析,找出原因是制取溴苯的装置不够严密,因此在反应过程中逸出的Br2通过长玻璃管时不可能完全被冷凝成液体,因而会从导管口逸出。要避免实验中Br2的逸出,就应设法改进实验装置,使整个涉及Br2的反应过程在一个密闭系统内进行,即将反应安排在“Y”形管内进行。在反应装置和HRr气体的吸收装置间串联一个洗气瓶,内装四氯化碳以吸收气体中的Br2。但是,由于缺乏生态、环境意识与农药常识,环境科学教育又未跟上,不仅危及人们的生命安全,在化学实验中加强环保知识教育,不仅能促进经济社会可持续发展,提高公民的环保意识,而且还可推动无公害生物农药的研究和使用。
三、学生参与社会实践,加强环境污染危害的认识
地理环境是一个综合的统一体,在这个统一体中,每一种要素都不是彼此孤立的。而是彼此联系彼此作用的。比如,地理环境中的日照、水文、土壤、湿度、温度等要素,就对生物的生存有着重要影响,例如,土壤里缺少水份,就会影响植被的生长,从而决定了依赖植被生存的动物群体的种类,地球历史中几次冰河期和造山运动等地质变迁,曾经使许多生物遭到灭绝;另一方面,生物也在不断地改变着地理环境要素,例如,绿色植物的光合作用改变了表大气的成分,使地球早期还原态的大气变为了现在氧化态状态;森林在防止水土流失的同时,又把水分输送到空气中去,提高了大气湿度,从而改变了气候,形成不同地域的小气候。此外,生活在一定地域内的各种生物之间,也是相互联系,相互制约的.达尔文曾引用三叶草、土峰、田鼠和猫之间相互联系、相互制约的例子,来说明生物群落内复杂的关系,他指出三叶草依靠土峰传粉,因此,土峰多的地方,三叶草就长得茂盛,而土峰的生活又和田鼠的生活有关,田鼠以土峰的蜜和幼虫为食物,因此田鼠多的地方,土蜂窝就受到破坏,也就使土峰的生长受到了制约,也制约了三叶草的生长。而猫又是田鼠的死敌,猫多的地区,田鼠较少,土峰就多,三叶草也长得茂盛。
由此看来.在地球表层内,生物之间.以及生物与地理环境之间是相互联系、相互制约的,这种由生物群落及其生活的环境所共同组成的功能系统或自然综合体,即我们常说的生态系统,生态系统的范围可大可小,一个池塘,一块田地,一片森林,一条河流,都可以是生态系统,整个生物圈即是各种各样的生态系统纵横交错联系起来的综合体系。
在生态系统中,各种生物之间是本质的联系是通过食物链来实现的,它是生产者、消费者和分解者相互联系纽带,也是生态系统中能量流动与物质循环的渠道,自然界中单一的食物链极少,通常都是由多条食物链形成复杂的食物网,在生态系统的演变过程中,当系统发展到成熟、稳定阶段时,各种对立因素通过食物网相互作用,使物质与能量的输入与输出之间达到相对平衡的状态,即生态平衡。
在人类出现之前,影响生态系统的因素,光、热、降水等气候条件,土壤的物理、化学特性和生物间的相互作用之外,没有人的因素作用,当人类在地球上出现之后,没有人的因素作用,当人类在地球上出现之后,情况发生了很大变化。自然,我们承认人是生态系统的组成部分,是系统内的要素之一,人的环境也是生态系统的环境。但是,人类活动的因素不同于其他生态因素,它对自然有着巨大而深刻的影响,当然,人与自然的关系并非单方面的,而是相互起作用。
近半个多世纪以来,由于人口的猛增和科学技术的飞速发展,大大增加了人们向自然界索取资源的速度和规模,但也因此带来了不少违反自然规律的行动,造成了许多破坏生态平衡的后果,严重威胁着人类生产、生活和健康,例如,近百年来,由于大量燃烧化石燃料和砍伐森林的结果,不仅煤烟污染事件不断发生,大气中二氧化碳含量迅速增加,二氧化碳虽然不会影响阳光对大气层的穿透,但能阻止地球热量的散发,产生“温室效应”,因此,随着二氧化碳含量的增加,导致全球气温升高,引起气候异常,近年来,全球气温明显上升也以事实证明了确实是“温室效应”的结果。另外由于化石燃料的燃烧,大气中浮悬物增加,这些浮悬颗料的增加又增加了对太阳光的反射,使气温下降,造成“阳伞效应”。从生态学角度出发,气候变冷、变暖结果都将引起人类生态环境大幅度改变,这对于动、植物的生长和人类的生活,后果都是严重的。此外,由于大工业、现代化城市和农业的发展,大量排放含毒的废水、废气、废渣和不适当的使用农药、化肥,造成空气、水质和土壤等污染事件也屡见不鲜。
这些环境问题的出现,再次证明人类活动对自然界的变化起着重大影响,同时也唤醒人们对自己活动或近或远的后果应有足够重视,就是说,当我们对自然界采取任何重大措施时,都必须考虑其生态后果和它的长远影响,否则就会受到大自然的“报复”。