前言是正文章之前的一章前言的写作应该包括研究综述,提出自己论文的研究范围和研究观点
1.研究综述
写作毕业学术论文一定要有研究综述,也叫综述报告研究综述是梳理本论文研究对象的历史现状发展趋势,并且对这些研究作出评价确定自己研究的逻辑起点,在别人研究的基础上自己将要做的探讨
在审阅的学位论文中,研究综述存在的问题主要表现在:过于简略,缺少分析评价有的只是开列出了别人研究的论著,没有任何分析,以开列篇目代替自己的综述有的研究综述占了整个论文的一半内容,以综述代替自己观点的论述。
2.研究观点
前言除了写作研究综述外,还要陈述自己的研究观点,自己在本论文中将要讨论什么问题,提出的观点是什么对涉及论文观点的关键词作出界定,自己是在什么范围讨论这个问题,怎样使用这个观点这样做,可以使自己的观点明确,重点突出,别人看得明白也避免了对讨论范围和关键词的歧义学位论文的分析方法。不同于学术期刊分析的是学术论文一般遵循两种程序,一是逻辑分析性程序:分析综合,二是系统综合性程序:综合分析综合我认为最好采用系统综合性程序,具有高屋建瓴,提纲挈领的作用综合性程序的前一个综合是前言中,把研究对象看作一个综合体,对自己的观点进行总体描述分析就是在综合的基础上,把各个部分按照章节进行分观点的探讨,每一次分析的结果都反馈到上一层次的综合上后一个综合就是在论文的结语部分,总结全文的研究,概括自己的论文观点。
大学化学
大气污染现状及措施
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大气污染现状及措施
摘要:我们人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。它的状态和变化,时时处处影响到人类的活动与生存。随着经济的发展和人们对大气保护意识不足,大气污染越来越严重。提高全民的环保意识,防治大气污染越来越重要。
关键字:大气污染 健康 环境 可持续发展 防治
Atmospheric Pollution Situation and Measures
Summary:
We humans live in the bottom of the Earth's atmosphere, and the moment withoutthe atmosphere.The atmosphere is the proliferation of life on Earth, human development, provides an ideal environment. Its status and changes, and always affect human activity and survival. With
economic development and people's lack of awareness on the protection of the atmosphere, air pollution is
getting worse. Raise people's awareness
of environmental protection, prevention of air
pollutionis increasingly important.
Keywords:
Air pollution prevention
and control healthy environment for
sustainable developme
1大气污染的概念按照国际标准化组织(ISO)的定义,“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象”。
大气污染物主要分为有害气体(二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾卤族元素等)及颗粒物(粉尘和酸雾、气溶胶等)。它们的主要来源是工厂排放,汽车尾气,农垦烧荒,森林失火,炊烟(包括路边烧烤),尘土(包括建筑工地)等。
2 大气污染的现状
2.1.大气污染物排放总量现状当前,我国大气污染状况十分严重,主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标;二氧化硫污染保持在较高水平;机动车尾气污染物排放总量迅速增加;氮氧化物污染呈加重趋势;全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区,以华中酸雨区为重。 2.2环境意识薄弱.对可持续发展战略认识不足人们只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制汀一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,。因此说缺乏对环境保护考虑的地方政策的出台,本身就是造成加重大气污染的诱因,所造成环境危害和损失是难以挽回的。2.3 能源、利用不合理,能源浪费严重能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成我国大气污染严重的原因之一,主要表现如下: (1)在我国 一次能源消费结构中,煤炭占75%,而用于发电的煤量仅占总煤量的35%,其它煤炭则用于工业及民用燃烧,有84%的煤炭直接燃烧,这种煤炭消费构成是恨不合理的。 (2)我国煤炭生产过分注重产量的增加,对控制高硫煤问题重视不够,主要表现在煤炭的洗选率低和高硫煤地区的煤炭产量增长过快。。 (3)各类燃烧设备技术及制造水平较低,能源利用率不高,使用能耗高排污量大和超期服役的燃烧设备的现象相当普遍。 (4)乡镇工业发展迅速,大多数企业采用的生产技术、工艺比较落后,生产设备简陋,资源能源利用率极低,所造成的大气污染是惊人的。 2.4.大气污染防治的资金投入不足 (1)我国工业发展的起点低,基础工业整体水平提高较慢,技术改造难度大,污染欠帐多。 (2)国家在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等方面的投资力度太弱,远远不能满足需要。 (3)城市集中供热、燃气等基础建设工程是解决城市大气环境污染的主要措施。但不少地区仍然发展缓慢,关键还是资金投入不到位的问题。 (4)排污收费标准太低,使得污染企业宁可交排污费,而不愿意花钱治理。2.5 执法不严,监督管理力度不够 尽管我国大气污染防治法规标准建设取得很大进展,但有法不依,执法不严,违法不究的现象仍然十分严重。 (1)一些地方政府干预环保部门执法,批准建设短期经济效益好但能源资源消耗量大、对大气污染严重的工业项目;不执行国家“先评价,后建设”的规定,出现了一些新的不合理布局和污染超标的建设项目 (2)地方电厂、地方水泥厂和乡镇企业执法不严,超标现象比较普遍。 (3)由于各地监测机构受到经费的限制,不能普遍开展对污染源的经常性监督监测,从而削弱了环保部门对污染源的日常监督管理。环保设施操作管理比较差,实际运行率低。许多项目尽管开工验收时可达标,但实际运行中却超标排放。据估算,全国目前工业锅炉烟尘排放超标率平均为30%,工业窑炉平均为50%,地方水泥行业的粉尘排放超标率为40%。 (4)机动车污染防治起步晚,排气监督管理机制还未真正建立,各监督执法部门职责不清、监督不力,尤其对汽车制造、销售、使用、报废全过程污染监督管理还很薄弱 2.6缺乏实用的治理技术我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面,虽然做了不少工作,但与大气污染控制的需求差距还较大,资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术;冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术;机动车机内净化技术等。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。
3 大气污染的危害
3.1对人体健康的危害
3.1.1急性中毒
大气中的污染物浓度较低时,通常不会造成人体急性中毒,但在某些特殊条件下,如工厂在生产过程中出现特殊事故,大量有害气体泄露外排,外界气象条件突变等,便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露,直接危害人体,发生了2500人丧生,十多万人受害。
3.1.2慢性中毒
大气污染对人体健康慢性毒害作用,主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后,出现的患病率升高等现象。,近年来我国城市居民肺癌发病率很高,其中最高的是上海市,城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。
3.1.3致癌作用
这是长期影响的结果,是由于污染物长时间作用于肌体,损害体内遗传物质,引起突变,如果生殖细胞发生突变,使后代机体出现各种异常,称致畸作用;如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用,又称致突变作用;如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物,物理性致癌物,生物性致癌物等。致癌作用过程相当复杂,一般有引发阶段,促长阶段。能诱发肿瘤的因素,统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤,称环境瘤。
3.2对工农业生产的危害
大气污染对工农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害,从经济角度来看就是增加了生产的费用,提高了成本,缩短了产品的使用寿命。
大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。
3.3对大气和气候的影响
大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低,减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中,在烟雾不散的情况下,日光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解,引发的“臭氧洞”问题,成为了全球关注的焦点。
从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物,大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶,从而改变了该地区原有降水(雨、雪)的情况。人们发现在离大工业城市不远的下风向地区,降水量比四周其它地区要多,这就是所谓“拉波特效应”。如果,微粒中央夹带着酸性污染物,那么,在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。
大气污染除对天气产生不良影响外,对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应,是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响,人类必须充分认识到这一点。
4大气污染的防护措施
4.1. 合理安排工业布局和城镇功能分区
应结合城镇规划,全面考虑工业的合理布局。工业区一般应配置在城市的边缘或郊区,位置应当在当地最大频率风向的下风侧,使得废气吹响居住区的次数最少。居住区不得修建有害工业企业。
4.2. 加强绿化
植物除美化环境外,还具有调节气候、阻挡、滤除和吸附灰尘,吸收大气中的有害气体等功能。
4.3. 控制燃煤污染
①采用原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。②改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石,与二氧化硫发生反应,生成硫酸钙随灰渣排出。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。③开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成熟,如果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.
4.4. 加强工艺措施
①加强工艺过程。采取以无毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取闭路循环以减少污染物的排除等。②加强生产管理。防止一切可能排放废气污染大气的情况发生。③综合利用变废为宝。
4.5.交通运输工具废气的治理
减少汽车废气排放。主要是改时发动机的燃烧设计和提高油的燃烧质量,加强交通管理。解决汽车尾气问题一般常采用安装汽车催化转化器,使燃料充分燃烧,减少有害物质的排放。转化器中催化剂用高温多孔陶瓷载体,上涂微细分散的钯和铂,可将NOX、HC、CO等转化为氮气、水和二氧化碳等无害物质。另外,也可以开发新型燃料,如甲醇、乙醇等含氧有机物、植物油和气体燃料,降低尾气污染排放量。采用有效控制私人轿车的发展、扩大地铁的运输范围和能力、使用绿色公共汽车(采用液化石油气和压缩燃气)等环保车辆,也是解决环境污染的有效途径。
4.6.烟囱除尘
烟气中二氧化硫控制技术分干法(以固体粉末或颗粒为吸收剂)和湿法(以液体为吸收剂)两大类。高烟囱排烟烟囱越高越有利于烟气的扩散和稀释,一般烟囱高度超过100m效果就已十分明显,过高造价急剧上升是不经济的。应当指出这是一种以扩大污染范围为代价减少局部地面污染的办法。
5 大气污染与可持续发展 1地方政府对环境质量负责,走可持续发展的道路。各级政府要对本辖区的大气环境质量负责,充分认识走可持续发展道路的重要性。在研究经济社会发展的重大战略和重大项目时,应充分考虑环境保护的要求。城市大气环境质量应普遍达到国家二级标准。采取措施落实跨世纪绿色工程规划和主要污染物排放总量控制计划,根据本辖区大气环境质量控制目标分解总量指标,并从资金、监督管理等方面予以保证。尤其是大、中、小型新建、扩建、改建和技术改造排放二氧化硫和烟尘的项目,必须采取有效措施控制污染物排放总量,或者由项目建设单位或当地人民政府负责削减区域内其它污染源的排放量,确保大气污染物排放量控制在区域总量控制指标内。2.发展清洁能源,改善能源消费结构。逐步减少直接消费煤炭,提高使用燃气、电力等清洁能源的消费比例。逐步提高车用燃油质量和标号,加速淘汰含铅汽油,使我国的汽油尽快向无铅化、高标号方向发展。2000年已完成禁止生产、销售和使用含铅汽油。积极开发各种低污染汽车,如天燃气汽车、液化气汽车、甲醇汽车、电动汽车等。3.推行煤炭洗选加工,控制高硫份、高灰份煤炭污染。严格控制高硫高灰份煤炭的开采和推行煤炭洗选是减排二氧化硫的重要措施,规定:(1)不得再批准开采硫份大于3%的煤矿,对现在硫份大于3%的煤矿实行限产、配采或予以关停;(2)大力提高原煤入洗率。对新建硫份大于1.5%的煤矿要求配套建设煤炭洗选设施。对现有硫份大于2%、无机硫含量占总硫分大于50%的煤矿,在2005年内配套建设煤炭洗选设施;(3)对于煤炭洗选后没有回收硫铁矿的煤研石,不能作为燃料用于发电; 4.淘汰落后生产工艺,防治工业废气污染淘汰严重污染环境的落后工艺和设备,采用技术起点高的清洁工艺,最大限度地减少能源和资源的浪费,从根本上减少污染物的产生和排放,减少末端污染治理所需的资金投入。5.加强大气污染防治实用技术的椎广从国情出发,尽快开发推广技术可靠、经济合理、配套设备过关的大气污染防治实用技术,重点领域包括煤炭洗选脱除有机硫、工业型煤、循环流化床锅炉、煤的气化和液化、烟气脱硫、转炉炼钢收尘、焦炉烟气治理、陶瓷砖瓦窑黑烟治理等。6.完善环境监督管理制度:主要包括:(1)所有超标排放大气污染物的单位到2000年达标排放,制定实施计划,落实治理资金,分阶段完成限期治理任务。(2)各地将排污总量指标分配到排污单位,实施排污许可证制度,使排污单位明确各自的污染物排放总量控制目标,对污染源排放总量实施有效控制。排污单位必须按照环境保护部门根据环境质量要求核定的允许排放量组织生产。(3)建立了对工业部门环保工作的监督机制,要求各部门切实采取措施落实本行业“九五”环保计划。(4)二氧化硫排污收费试点地区由“两省',、“九市"扩大到两控区。提高二氧化硫排污收费标准,使其逐步达到高于治理成本,促使排污企业积极增加投入,主动治理污染。
6 最先进的十大空气污染控制技术
1、清洁的HEPA过滤器
极细玻纤丝绝对过滤器比纤维过滤器更为有效。连续清洁技术使它可用于污染控制。新的空气毒性法将使毒性最大的物质排放量每年仅为几磅。这只能靠清洁的HEPA过滤器才能实现,而传统的纤维过滤器每年的毒物排放量达几百磅之多。
2、冷凝式热交换器
欧洲和美国的试验结果表明,冷凝式热交换器可大大减少有毒物质的排放并降低用电成本。它能从废气中获取更多热量,使煤或油转变为电能的效率提高4%,减少温室的耗气量。其更大的优点是使重金属冷凝,除去多种空气毒素。
3、污染小、利用完全的焚化系统
目前欧洲正在采用这一新技术。第一级除尘器生产工业用盐酸,第二级除尘器生产墙板用石膏。重金属被密封在一种山烟灰(惰性材质)制成的玻璃化产品中。这种所谓的防毒面具技术还包括最后级的激化炭过滤器,可消除所有的污物。
4、质量测量连续排放监测技术
欧洲的几项新技术可连续测量出排放粒子污物的重量。它比不透明监测器要精确得多,完全符合新的空气污染条例。
5、电站锅炉用的脉冲式喷气发动机的改良
用脉冲式喷气过滤器替代内部除尘器或用小型高速尾部脉冲式喷气过滤器代替相关除尘器,为减少粒子开辟了新路。
6、硫、硫酸生产S02分离系统
用较小成本把炉气S02转变为有用硫及硫酸的技术正在不断进步。催化剂转化、分离及现场硫酸胺生产技术将很快步入商业化。
7、坚固及半坚固的过滤介质
从低温塑料到高温陶瓷的许多新材料正逐渐被用于制造坚固及半坚固的过滤介质,提供多种先进性能,包括高效率、长寿命及耐高温。
8、湿式电力除尘器
这种旧技术已有了新用途,可用于尾端装置以除去大量的重金属及湿气。新材料的开发,尤其是塑料使得这一技术发挥得淋漓尽效。
9、利用晶粒介质去除S02技术
美国已允许在电站锅炉及工业锅炉干燥系统中应用液体或固态石灰或石灰石床除去S02。这种技术可在钙量相对少的情况下除去90%以上的S02。
10、沸石技术
沸石正被证明在吸附及催化方面有着许多新用途,在捕捉N02和VOCS方面性能卓著,其应用前景十分广阔。
参考文献:
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纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文
在学习和工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文是学术界进行成果交流的工具。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我整理的纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文,欢迎大家分享。
摘要: 现如今,环境污染问题已成为全球性的问题,加大环境保护力度,促进环境与经济的协调发展是世界经济发展的主要手段。大气污染作为环境污染中的一种,加大大气污染的治理力度,缓解温室效应给社会发展带来的难题,有利于实现和谐社会的建设。基于此,文章主要对纳米光催化技术进行了分析,并对其在大气污染治理中的应用进行了研究,以供相关人士参考。
关键词: 纳米光催化技术;大气污染;治理应用
纳米光催化技术在大气污染中的应用,可以提高大气污染的治理水平。由于纳米光催化技术的光敏效果较好,容易达到其反应条件,效率高,对环境及人体具有无害的特点,所以,纳米光催化技术已成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析与研究,充分了解其在大气污染治理中的应用,有利于解决我国严重的.雾霾问题,优化人们的生活环境,促进经济的快速发展。
一、纳米光催化技术理论
太阳能作为“取之不尽,用之不竭”的清洁能源之一,在能源短缺和环境污染日趋严重的今天,其有效利用显得尤为重要。而光催化污染物降解技术既能充分利用太阳能,又能解决大气污染物的处理难题。纳米光催化技术作为一种新型的大气污染物治理方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比,利用纳米光催化技术净化空气具有以下优势:催化降解反应可以在常温常压下进行;操作简便;在太阳光的激发下,能有效去除大气中的污染物如NOx和VOCs,不会造成二次污染。
光催化技术理论主要基于“Fu-jishima-Honda”效应,20世纪70年代后期,Frank和Bard关于水中氰化物在TiO2表面的光分解研究及Carey等关于多氯联苯在TiO2紫外光下的降解研究,极大推动了光催化技术在环境污染治理方面的研究。半导体材料的催化氧化机理如下:当能量大于禁带宽度的光照射半导体催化剂时,价带(va-lenceband,VB)上的电子被激发,跃过禁带进入导带(conductionband,CB),而在价带上产生与电子()对应的空穴(),即产生自由电子-空穴对,活泼的电子、空穴在电场作用下可以分别从半导体的导带、价带迁移至半导体/吸附物界面,而且跃过界面,使被吸附物还原和氧化;同时也存在着电子、空穴的复合。价带空穴()将吸附的H2O氧化为羟基自由基(),导带电子()将空气中的O2还原为超氧自由基()。这两个自由基(),是降解污染物的关键活性基团。其反应原理如下:
二、纳米光催化技术的实际应用
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用比较广泛,TiO2作为应用效果较好的光催化剂,具有较好的抗酸碱性、耐光腐蚀性,其化学性质稳定性较好,来源丰富,能源较大,具有产生的光生电子和空穴的电势电位较高等优势。但是,在实际的纳米光催化技术应用过程中,容易受到催化剂、有机物浓度的影响。因此,在大气污染治理过程中,相关人员应重视这些因素对光催化技术的影响。
(一)催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理,是利用催化剂净化大气的。在反应过程中,催化剂的表面积、粒径等等,都会影响纳米光催化反应。如:当催化剂的粒径不断缩小时,溶液中的单位质量粒子就会增多,虽然光的吸附效率有所增加,但是,光吸收不易饱和;当催化剂系统的表面积增加时,就意味着催化剂参加反应的面积增大,有利于催化反应的进行,反之,则不利于催化反应的进行。另外,催化剂的表面羟基及混晶效应,也是影响纳米光催化反应的另一因素。
(二)光源与光强对大气污染的影响。纳米光催化技术常用的光源有黑光灯、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等,波长在200-400nm的范围内。一般情况下,在纳米光催化反应过程中,其光的强度越强,催化反应速度就会逐渐趋于常数,但是,光量子效率则会随着光强度的变化而变化。此外,PH值不同,外加助催化剂及无机盐等等,在一定程度上也会影响纳米光催化技术的反应。
三、纳米光催化大气污染控制技术与其他技术的联用
(一)室内污染控制与通风技术。目前常用室内环境净化与通风技术有主动式和被动式2种。前者是将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合起来成为一个整体,而后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两种技术均涉及高效通风技术,前者主要针对外源性污染,可采用高效低阻过滤的方式;而后者主要针对内源式污染,比较有效的方式为各种室内净化技术。目前主要通风方式包括混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风均以营造室内可感风环境为目的,若将空调设定温度调高必然会引起室内人员热舒适性的降低;个性化送风由于其实际使用中制约较多,在实际工程中较少。
(二)过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术、膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料可大大提高过滤性能,已用于室内空气净化、水体有机物净化等领域,有望实现大规模工程化应用;纳米光催化技术是一种新型的处理大气污染物的方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。
四、结语
在大气污染治理过程中,单独利用纳米光催化技术的效果并不是特别明显,因此,在治理大气污染过程中,相关人员应将纳米光催化技术与其他先进的大气净化技术进行有效结合,提高大气污染治理效果,保证人们生活健康。
参考文献:
[1]曹军骥,黄宇.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用[J].科技导报,2016,17:64-71.
[2]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学,2013.
古往今来,地球妈妈用甘甜的乳汁哺育了无数代子孙。原来的她被小辈们装饰得楚楚动人。可是,现在人类为了自身的利益,将她折磨得天昏地暗。人类只有一个地球;而地球正面临着严峻的环境危机。“救救地球”已成为世界各国人民最强烈的呼声。
据我收集到的一份报告说:“环境问题是由于人类不合理地开发和利用自然源所造成的。触目惊心的环境问题主要有大气污染、水质污染、噪声污染、食品污染、不适当开发利用自然资源这五大类。”一个个铁一样的事实告诉我们,它们像恶魔般无情地吞噬着人类的生命。它威胁着生态平衡,危害着人体健康,制约着经济和社会的可持续发展,它让人类陷入了困境。为此我作出宣告:“只要我们——人类有时刻不忘保护环境的意识,有依法治理环境的意识,地球村将成为美好的乐园”。未来的天空一定是碧蓝的,水是清澈的,绿树成荫鲜花遍地,人类可以尽情享受大自然赋予我们的幸福。
“真正检验我们对环境的贡献不是言辞,而是行动。”虽然我现在做得只不过是一些微小的事,但是我坚信要是我们人人都有保护环境的责任心,从自己做起,从小事做起,携手保护我们的家园,自然会给人类应有的回报。在温暖的摇篮——草原上小憩;在慈祥的笑脸——天空下成长,在爱的源泉——河流中沐浴 曾几何时,人们乱砍乱伐,使大自然的生态平衡遭到了破坏。沙丘吞噬了万顷良田,洪水冲毁了可爱的家园,大自然的报复让人类尴尬哑然。梅水溪曾经说过,没有自然,便没有人 类,这是世界一大朴素的真理。一味地掠夺自然,征服自然,只会破坏生态系统,咎由自取,使人类濒于困境。这句话说得一点也不错,人不给自然留面子,自然当然也不会给人留后路,98洪水、2000年的沙尘暴,其实,这就是大自然向人类发出的警示。
曾几何时,人们乱捕乱杀,使人类的朋友惨遭涂炭。"千山鸟飞绝,万径人踪灭",这就是对捕杀动物后果的最真实的写照。从大学生的伤熊事件到愚人们的疯狂捕猎,人类是否也将要把枪口对准自己?切记,保护动物就等于保护我们自己。
曾几何时,战争的爆发,使我们赖以生存的星球满目疮痍。炮火对植被的破坏,核辐射对生命的摧残,尽管广岛、长崎上空的蘑菇云已经散去了半个多世纪,可那里依然还是不毛之地。由此可见,和平是全人类绿色环保的重要前提。
真不敢想象,我们如果再这样继续下去,这个世界将会是一幅怎样的惨景呢?地上寸草不生,天空尘沙弥漫,人类将在魔鬼般的尖叫声中化成堆堆白骨。到那时我们只能说,人类曾经属于过地球,但地球将永远不会再属于人类了。
顾炎武曾经说过,天下兴亡,匹夫有责。保护环境与维护生态平衡的历史重任要落到我们跨世纪一代的肩上。让我们都来关爱自然,热爱地球吧,手挽手、肩并肩、心连心地铸起一道绿色环保的大堤,捍卫资源、捍卫环境、捍卫地球、捍卫我们美好的家园吧!
我们生命的摇篮是地球母亲。地球母亲的身上有高山、大海,有高原、平原。最可贵的是它有生命,我们人类就生活在地球上,我们就是地球的主人.
地球是所有生物共有的家园,是我们赖以生存的环境,地球母亲可以供给我们吃的、穿的、用的、玩的,地球母亲用它甘美的乳汁哺育着它的儿女,我们在地球母亲温暖的怀抱里幸福地成长。我们为什么能幸福地生活在地球上呢?因为地球母亲可以供给我们充足的氧气,可以供给我们充足的水分,充足的食品......她是一位关心儿女,爱护儿女的好母亲。
然而我们人类是怎样对待地球母亲的呢?我们人类为了自己的生存,或者说为了自己生活的更好,就不顾地球母亲的身体,工厂乱排放污水,烟囱冒着浓浓黑烟,乱砍伐森林树木,乱浪费资源等等。破坏了地球周围的大氧层,清澈的河水变得混浊,茂密的森林变得狼狈不堪,蔚蓝的天空变得灰暗,碧绿的青山变得光秃,泥石流、森林火灾、动物绝迹、水源严重缺乏,一连串的灾害接踵而来,已使我们的地球母亲难以承受。而我们面临的确是地球毁灭的现实。啊!实在太可怕了,到那时我们不知道该怎么办,我们将如何生存?
我们已经看到了严重的后果,我们能任其毁灭吗?不能!我们人类应该积极行动起来,为我们的地球做一些力所能及的好事,现在我们已经开始保护我们的环境,爱护我们的地球了,比如,我们建起了水力、风力发电站,开始保护野生动物,保护森林,保护水源,节约用水,开始绿化、美化我们的地球了,这是可喜的,这样可以延长我们地球母亲的寿命,使她越来越年轻,身体越来越壮。在地球毁灭的前一夜,我们应该做什么呢?我们要来保护、爱护地球,要来绿化、美化地球,使我们的地球母亲永远年轻。
人类对环境的保护,归根结底是基于保护地球上日益枯竭的资源,保护我们生存发展的最起码条件。今天,提起环境保护,几乎没有什么人会公开反对,但是真正做到自觉长久地保护环境,保护资源,还有许多工作在等待着我们去做。我认为首要的就是要在全民族树立起环保意识,具体地说就是树立资源意识,生存意识。要让大家都认识到,保护环境与资源和我们每个人息息相关,保护环境不仅是关乎子孙后代的千秋大业,而且已经直接关系到人类社会今天的生存!不能抱着环保多我一人少我一人差别不大的思想,也不能对保护环境有任何松懈和怕麻烦的思想。政府部门对环境保护固然负有重要的责任,而每个单位,每个企业,每个人对此更是承担了更为直接、更为具体的责任。只要我们从自己做起,从小事做起,大家共同努力,持之以恒,就一定能为社会、也为自己留下一片碧水蓝天
人们都知道现代社会的环境污染,然而很少人去思考过它的严重程度,以及对我们和后代生活方式、生存环境的影响。最近,《科学》杂志连续4期以「地球的状况」 (State of the Planet)为题发表了多篇这一领域的学术论文;《自然》杂志也在12月4日有数篇这类文章,指出这一问题已迫在眉睫。
在 12月5日《科学》杂志上一篇题为「全球空气质量及污染」(Global Air Quality and Pollution)的文章中,日本科学家Hajime Akimoto研究了环境污染及现代交通工具对大气、农业、生态环境的严重影响。比如,气溶胶(Aerosols) 以及氮氧化物 (Nitrogen Oxide)是一些已知的污染因素。而且,亚洲地区的污染已经超过北美和欧洲。文章作者指出,很显然改善空气质量需要全球各国的努力。
发表在同一期《科学》杂志上题为「当代全球的气候变化」(Modern Global Climate Change」)是报导了美国「海洋及大气管理局」( National Oceanic and Atmospheric Administration)科学家的研究成果。文章中指出,当代社会的气候变化主要是人类的行为引起的。具体来讲,石油及矿业的开采,能源的利用,土地的不合理使用,都会改变大气的成分。
报导中说,尽管人们对气候变化的研究有所进展,但还存在许多未知因素,比如气候变化的速度会有多快。这些未知因素使得科学家们尚无法预测气候变化对人类带来的后果到底有严重。
大气污染和全球气候变化还在加剧,这也意味著我们正在给人类未来的生存造成越来越大的难度。因此,如何面对和解决这一问题也就成了刻不容缓的事情。
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一、前言
自从有人类以来,为了求生存以及求更好的生存环境,人类不断向大自然争取生存空间,成为影响环境变迁的因素之一。人类居住越久、人口越多的地方,受到的影响也越大。当人口稀少、科技不发达,人类焚烧森林扩张耕地,对大自然的影响是区域性而且缓慢的。随著人口快速增加、科技不断突飞猛进,人类的影响不断加速而且扩大影响范围,假以时日演化成森林缩小、土壤流失、水污染、空气污染、降低生物的多样性、沙漠化,甚至可能导致全球气候变迁。
工业革命以来,人类大量地制造二氧化碳、氧化亚氮、甲烷、氟氯碳化物等温室气体。人类对大自然的影响不再只是局限於地表,而是扩张至大气,而且藉由大气的运动,将影响逐渐布及全球,大幅提高了全球暖化的可能性。科学家也因此惊觉到气候不只变幻莫测,更可能因人类的过度发展而发生更剧烈的变化。1980年代以来,全球平均气温迅速上升,不寻常的天气与气候现象频频发生频率,使得气候变迁突然成为世人瞩目的议题。
本文从科学的角度,讨论温室气体增加可能产生的气候变迁,预测气候变迁所面临的科学问题,以及我们应采取的态度。
二、温室效应
温室效应是一自然现象,自盘古开天以来,就存在於地球。如果地球没有大气,在辐射平衡状态下,地球表面的平均温度约为 -18° C,比目前地表的全球平均气温15° C低了许多。大气的存在使地表气温上升了约33° C,温室效应是造成此一温度差距的主要原因。地球大气中的许多气体几乎不吸收可见光,但专门吸收地球放射出去的辐射。这些气体,允许约50%的太阳辐射穿越大气为地表吸收,但却拦截几乎所有的地表及大气辐射出的能量,减少能量的损失,并且再将之放射出来,使得地表及对流层温度升高。大气放射出的辐射不但暖化地表温度,而且在夜晚继续放射,使地表不致於因缺乏太阳辐射而变得太冷。这些气体的影响类似农业用温室的暖化作用,因此称为温室气体,它们的影响则称为温室效应。温室效应不只发生在地球, 金星及火星的主要大气成份为二氧化碳。金星大气的温室效应高达523° C,火星大气太单薄,温室效应只有10° C。
地球大气的温室效应,创造了适合生物生存的环境。但是,如果大气中的温室气体含量过高,将拦截过多的地球辐射使得地表气温逐渐上升。自从欧洲工业革命以来,人类的工业活动大量使用化石燃料( fossil fuel,如煤、石油 ),制造了大量的二氧化碳,并将之排放至大气之中。在工业革命之前的一千年,大气中二氧化碳含量一直维持在约280ppmv( 亦即,一百万单位体积气体中含有280单位体积的二氧化碳,图1)。工业革命之后,二氧化碳含量迅速增加,1950年代之后,增加速率更快,到1995年浓度已达358ppmv。
从18世纪后叶至1990年代,二氧化碳含量增加了30%。这些增加量主要是来自燃烧化石燃料、水泥制造及土地利用。煤及石油中的炭在燃烧过程中被氧化成二氧化碳;石灰岩被制成水泥的过程中也产生二氧化碳;土地的开发利用不但减少了植物吸收二氧化碳的的量,也加速残枝败叶的腐坏而产生二氧化碳。我们现在所使用的煤大多是泥炭纪(三亿多年前)的树木因某种原因被掩埋在地层之中,逐渐形成的化石。三亿多年前植物吸收太阳辐射所遗留下来的能量,近代人类却在一、二百年之间就将之消耗殆尽。
除了二氧化碳,甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物( CFC )等皆因人类人口的增加、经济活动日趋活络,而迅速增加(图2)。比如,从工业革命之前到1994年, 甲烷含量由700ppbv (part per billion by volume,十亿分之一)增加到1721ppbv; 氧化亚氮由275ppbv增加到311ppbv。CFC为人造化学物质在1950年代才大量出现, 而后迅速增加。最近由於蒙特娄公约禁用氟氯碳化物, 其含量在1990年代已不再增加。
如果与二氧化碳相比,甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物的温室效应更高。比如, 一个甲烷分子的温室效应是一个二氧化碳分子的21倍,氧化亚氮为206倍,氟氯碳化物则为数千倍到一万多倍。不过由於二氧化碳含量远大於其他气体含量, 因此二氧化碳的温室效应仍是最大的。图3为1980到1990之间各种人造温室气体造成的大气中辐射增加量的比例。二氧化碳的效应占了55%,甲烷15%,氧化亚氮6%,氟氯碳化物则共占了24%。
上述的温室气体的另一个特性是它们在大气中停留的时间( 亦即, 生命期)相当的长。二氧化碳的生命期为50~200年,甲烷12~17年,氧化亚氮为120年,CFC-12为102年。这些气体一旦进入大气,几乎无法回收,只有靠自然的过程让它们逐渐消失。由於它们在大气中的长生命期,温室气体的影响是长久的而且是全球性的。从地球任何一角落排放至大气的二氧化碳分子,在它长达100年的生命期中,有机会遨游世界各地,影响各地的气候。即使,人类立刻停止所有的人造温室气体的排放,从工业革命之后,累积下来的温室气体仍将继续发挥它们的温室效应,影响地球的气候。
三、 温室气体对未来气候的可能影响
地球气候史中多次暖期发生时,温室气体含量也较高。在未受到人为干预的情况下,大自然自有其一定的韵律,地球上的生物想躲也躲不掉。然而,现代人类面临的问题是,过多的人造温室气体的排放,是否已经或即将破坏大自然的韵律,留给后代子孙一个毁灭的未来。
如果大气中的温室气体含量持续升高(不可避免的事实!),「政府间气候变迁研究小组」(Intergovenmental Panel for Climate Change;IPCC)的科学家估计到2100年,全球平均气温将比1990年高出0.9° C到3.5° C(图4)。其中,二氧化碳的温室效应大约占70%,其他温室气体约占30%。由於海洋热容量大,比较不容易增温,陆地的气温上升幅度将大於海洋,其中又以北半球高纬度地区上升幅度最大,因为北半球陆地较多。但是,北大西洋的气温不但不上升,反而下降。依据推估,二氧化碳浓度升高将使全球平均降水增加,尤其以冬季的高纬度地区最为明显。在低纬度地区,原本降水量就比较大的地区的降水量普遍增加,尤其是南亚与东南亚。全球平均气温上升,海水温度也上升,体积膨胀加上极区冰雪溶化,使得全球平均海平面逐渐上升,在 2100年时将比1990年高出38公分至56公分(图5)。海平面上升的主要原因是海水体积膨胀,格陵兰及南极洲冰川溶化的影响较小。
在气候变异度( variability )及极端气候方面, IPCC 科学家作了以下结论:
气候平均或变异度的微小变化可能使极端气候发生频率产生相当大的变化。
普遍增温将导致高温情况的发生频率升高, 但使低温情况的发生频率降低。
暴雨的发生频率可能提高。平均降水减少的地区, 乾旱的可能性升高。水循环可能加强, 其含意为某些地区的旱涝加剧, 某些地区则减缓。
中纬度风暴是否加剧或减弱, 则无定论。
目前的知识无法判定热带气旋及台风的可能变化。
较暖的气候使热带海洋较接近圣婴现象的情况, 类似圣婴现象的气候型态可能较频繁。
四、气候变迁预测的争议
IPCC利用气候模式在超级电脑中推估未来的气候,所用的知识与工具皆是最尖端的科技。然而,以目前人类对大自然的了解与知识,仍不足以用来准确的预测21世纪的气候。在此仅讨论几个较具争议性的议题。
空间尺度越小、变化越剧烈的天气现象,准确度越低:
一般而言,气候模式的空间解析度甚差。在许多模式中,台湾甚至不存在。因此,不同模式预测的区域气候,有时甚至南辕北辙。因此,要利用目前的气候模式预测未来的台湾气候几乎是不可能的任务。
许多影响气候的物理机制仍未为人类所了解:
最明显的例子是悬浮微粒。人类燃烧化石燃料时,也同时产生硫酸盐悬浮微粒,增加大气混浊度,也造成空气污染、酸雨。1950-60年代的科学家就曾警告说,人类造成的空气污染增加大气混浊度,将使气候逐渐变冷。因此,如果考虑悬浮微粒的降温作用,许多地区的增温程度将减少,雨量变化甚至由减少变成增加(或由增加便减少)。IPCC科学家估计,从工业革命以来,人造温室气体造成的增温作用约相当於每平方公尺2.5瓦。同一时期,悬浮微粒的冷却作用则相当不确定,在每平方公尺0-3瓦之间。
气候模式仍不够完善:
目前的气候模式仍有许多不完善之处,与用来预测天气的模式大同小异。许多科学家争辩,当我们仍无法用这些模式准确的预测10天以后的天气,如何能预测21世纪的气候。
自然变迁与人为变迁:
过去一百多年来的气候变迁,有多少是气候的自然变化?有多少是人类污染造成的?科学界针对此一问题仍议论纷纷,尚无定论。最明显的例子是,IPCC评断20世纪是否比其他世纪暖和的结论:「全球平均温度至少与西元1400年以来任何世纪一样暖」 ( at least as warm as any century sinceat least about 1400 )。而且,全球暖化的现象可能与长达数百年而在19世纪末结束的小冰河期有关。小冰河期的发生则与人类的活动无关。至於,小冰河期是否是因为人造温室气体造成的温室效应才结束,则是另一个仍无答案的问题。如何厘清自然变迁与人为变迁是目前科学家面对的一大挑战。
五、我们的态度
气候学家Henderson-Sellers 针对全球暖化防治问题做问卷调查,询问确定性要有多高才能采取防治行动。结果民众要求只要50%即可。即使如此,科学家仍无法拍胸脯保证。但是,我们是否可以因此忽略全球暖化的问题。答案是否定的。理由有三:
全球暖化的可能性:
虽然,我们仍无法确切知道温室气体的累积将如何改变地球的气候,但是我们知道人为污染确实可能导致气候变迁,其影响不容忽视。理由有三:(1)人类的活动造成大气中温室气体含量的增加,(2)温室气体具有暖化地球大气的特性,(3)温室气体的生命期从十年到数百年不等,能影响地球气候数百年之久。
气候系统的回馈作用:
气候系统的运作过程中有许多正回馈与负回馈作用。不论是前者或后者,都可能剧烈的改变地球的气候。知名学者W. S. Broecker,最近发表一篇论文警告说,全球暖化有可能改变大西洋的海洋环流,其传送至高纬度地区的热量因而降低,反而使得欧洲甚至全球进入寒冷的气候。他所提出来的机制,乍听之下,似乎会缓和全球暖化,其实不然。因为,该机制的降温作用,远大於全球暖化的增温作用,反而造成更剧烈的气候变化。W. S. Broecker将此机制妙比为气候系统的「阿基里斯的脚踵」(Achilles Heel),亦即微小的变化可能导致气候系统的大转变,甚至瞬变(几年的时间尺度)。
气候变迁的风险太大:
一个台风,不管在落后国家如孟加拉湾,或富裕国家如美国,都可能造成巨大的生命、财产的损失。虽然说气候将如何变迁仍有相当高的不确定性,但是如果全球暖化造成更加剧烈的天气、气候变化,其冲击面之大,将是人类所无法想像的。亦即是,我们所面临的风险之大,是史无前例的。更何况,资料显示古代大气中温室气体含量高时,气候偏暖;含量低时,气候偏冷(图6)。过去一再发生的现象,未来发生的机率也极高。
基於以上的理由,我们应有以下的认知与体认:
风险的概念:
首先,我们必须体认气候变迁预测的不确定性,不能因为科学界无法提出百分之一百可信的结果,而全盘否定气候变迁的可能性。人的一生中面对许多大大小小的风险。现代人因此投注相当多的时间、金钱与精力, 维护自身的健康,购买寿险、健康保险,防患於未然。而在做这些维护自身利益的措施之前,我们从不需去确定不幸的事情一定会发生。同样的,人类的未来面临更多的大风险。更何况,过去一、二百年来,人类已经为自己的未来埋下更多不可预期的危机。与其面对茫茫的未来,毫无作为,不如起而行,尽心尽力维护地球的健康。人与自然的互动应是互相融合, 而不是事后的适应与疗伤。即使全球暖化发生的机率不高或者程度不严重, 任何维护地球环境的投资( 不论是有形或无形的 )都是值得的,因为至少我们维护了一个健康的生存环境。何况,如果发生了,人类所付出的代价将极其惨重。毕竟, 维护地球的健康, 就是延续人类的生存。
摒弃「得过且过」的观念:
京都的「气候变化纲要公约」会议将全球暖化的议题提升到最高点。人造温室气体可能造成的气候变迁,由於不确定性较大,对各国的经济影响大了许多,在国际政治舞台上,各国也很难取得共识。台湾对此一议题的处理方式,仍处於得过且过的阶段。政府总是谈论「因应之道」,而不是「解决之道」,一厢情愿的希望能适用较宽的二氧化碳排放标准。甚至,有人建议应靠外交谈判来处理相关问题。然而,台湾有多少外交筹码,人人心知肚明。核能政策的拥护者也趁机建议应发展核能发电。残酷的事实是,台湾仍将继续投资於高耗能的炼钢厂,即使多盖几座核能发电厂,也缓不济急,於事无补。更何况,核能发电厂有其另外的环境问题。鸵鸟心态不但解决不了问题,只会使情形恶化。
营造「环境善国」:
20世纪末,高度的经济发展对人类生存的地球已经形成重大压力。台湾地小人稠,所承受的环境污染与生态破坏更是严重。我们应该采取的策略是,重新思考台湾经济政策与科技政策,让经济发展、科技发展、与环境保护合而为一,而不是互相牵制。台湾应该采取的策略不是因应之道,而是规画一个能兼顾「适度的经济发展」与「环境保护」的永续发展策略,让台湾成为「环境善国」,善尽地球村一员应尽的义务,彻底的解决地区性的与全球性的环境污染问题。
结语
本文讨论了温室效应、未来的气候变迁,而且刻意将科学的不确定性赤裸裸的呈现出来。笔者相信这方面的资讯相当重要,因为气候预测将严重影响下游的冲击评估及因应策略研究,甚至制订政策的方向。不确定性或概率 )的概念, 也应纳入冲击评估及因应策略研究。我们应作的是依据不同的假想状况来评估气候变迁的可能冲击,而不是铁口直断,给予斩钉截铁的答案。
我们更不希望政府、企业、甚至民众,因为知道气候变迁预测的不确定性,而忽视人为环境变迁可能带来的巨大影响。相反的,就是因为它的不确定性及可能造成的灾害,我们应投入更多的精力在环境保护相关的研究、教育与防治上, 设法结合绿色科技与经济,让环保与适度而且必要的经济发展形成双赢的局面。