书城科普读物星球保卫战:土地需要我们的保护
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第21章 治愈土地的“胃病”(2)

土地酸化后,大量铝离子会随着土地中含铝的原生和次生矿物的风化而加速释放,形成铝化合物形态,可以被植物直接吸收。植物吸收过量的铝,就会降低作物产品品质,还会对植物体,特别是植物根系发育生长产生极大影响,甚至导致植物金属中 元素的活化,不仅对作物的生长造成毒死亡。土地酸化使阳离子交换量和 影响,还会通过食物链危害人体和动盐基饱和度降低,土地矿物质营养元 物体的健康。土地酸化会影响土地微素流失严重;土地酸化还使土地对磷 生物的活动,使土地微生物数量减少, 酸根和钼酸根的固定作用增强,土地 微生物的生长和活性受到抑制,从而磷和钼的有效性降低,导致土地贫瘠 影响土地中有机质的分解和土地中碳化,让植物的生长和发育受到影响。 元素、氮元素、磷元素、硫元素等营土地酸化还会引起土地中有毒重金属 养元素的循环。

§§§第二节土地“胃病”医治术

加强汽车尾气排放管理

酸沉降问题早已引起了各国的注意,要减少酸雨对土地酸化的影响,就要从源头抓起——控制酸雨的产生。

各国根据自己的具体情况,制定了一些适合本国国情的酸雨控制目标。例如,1979年,欧洲和北美 35个国家签订了《长程越界空气污染公约》,于 1983年 3月起生效。公约中关于“至少减少30%硫排放或跨国境流动”的议定书在 1987年 9月生效,共有 17个欧洲国家和加拿大批准了议定书,这批国家的成员被称为“30%俱乐部”。到 1985年,欧共体颁布了旨在将硫和一氧化氮减少 60%的汽车尾气排放标准执行指令,建议其成员国在 1989年之前改用无铅汽油,到 1995年完全使用催化转化器。美国早在 1970年就开始实施“清洁空气法”,于 1990年又进行了修订,确定了总量控制的总行动纲领,即在1990年全美二氧化硫排放量 2000万吨的基础上,今后每 5年削减 500万吨,到 2000年总排放量减少一半,控制在 1000万吨,以后不再超过这个数量。加拿大在 1985年宣布,到1994年将国内二氧化硫排放量削减一半,从 460万吨降到 230万吨。

为达到预定的目标,采取了众多控制酸雨的方法。大气中的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要原因,因此,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量,是防止酸雨的主要途径。防治酸雨一般包括下列措施。

1.完善环境法规,加强监督管理

(1)制定严格的大气环境质量标准,健全排污许可制度,实施二氧化硫排放总量控制。

(2)经济刺激措施。其手段有征收二氧化硫排污费、排污税费、产品税(包括燃料税)、排放交易和一些经济补助等,充分运用经济手段促进大气污染的治理。

(3)建立酸雨监测网络和二氧化硫排放监测网络,以便及时了解酸雨和二氧化硫污染动态,从而采取措施,控制污染。

(4)推行清洁生产,强化全程环境管理,走可持续发展道路。目前我国的环境管理制度、法规和措施主要以达标为最终要求,在当今的社会经济发展条件下显然是不合适的。

2.调整能源结构,改进燃烧技术

(1)调整工业布局,改造污染严重的企业,淘汰落后的工艺与陈旧的设备,限制高硫煤的生产和使用,限制、淘汰现有煤耗高、热效低、污染重的工业锅炉和炉窑。

(2)使用低硫煤、节约用煤。减少二氧化硫排放最简单的方法就是改用低硫煤。煤中含硫量一般在0.2%~ 5.5%范围,当燃煤的含硫量大于1.5%时,就应加一道洗煤工序,以降低硫含量。据有关资料介绍,原煤经洗选后,二氧化硫排放量可减少 30%~ 50%,灰分去除去率可达20%。所谓节约用煤,就是要改进燃烧方式,提高煤的燃烧效率。

(3)加大烟道气脱硫脱氮技术。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。流化床燃烧就是一种很好的脱硫方式,新型的流化床锅炉有极高的燃烧效率,几乎达到99%,而且还能去除 80%~ 95%的二氧化硫和氮氧化物。目前主要用石灰法。这种方法用石灰石或石灰浆液在烟气吸收塔内循环,石灰跟烟气中的一氧化硫发生反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被炉膛内的氧气氧化成硫酸钙。石灰石法脱去二氧化硫的效率为 85%~ 90%,石灰法的脱硫反应比石灰石法快而完全,脱硫效率可达95%。

(4)型煤固硫。型煤是经过成型处理后的煤制品,分为民用和工业用两类。民用型煤主要是煤球和蜂窝煤,工业型煤主要锅炉、窑炉、蒸汽机床等采用的各种成型煤制品。所谓型煤固硫,就是在型煤加工时加入固硫剂,煤在燃烧时不排出二氧化硫,从而实现燃煤固硫,固硫率可达50%左右。目前,民用型煤固硫在我国已经开展,而工业型煤固硫则使用很少。

(5)调整民用燃料结构,减轻能源污染。逐渐实现民用燃料气体化,逐渐实现城市集中供热。

(6)增加无污染或少污染的能源比例。开发可以替代燃煤的清洁能源,如太阳能、核能、水能、风能、地热能、天然气等清洁能源,将会对减排二氧化硫作出很大贡献。但目前的技术水平还不能保证从太阳能、风能、地热能等获得大规模稳定的工业电力。因此,替代能源的主要开发目标应当是水电和核电。

3.改善交通环境,控制汽车尾气

(1)制订各类汽车的废气排放标准,限制汽车行驶速度,尽快实施机动车定期淘汰制度。城市要着力发展公共交通,适当限制私人汽车数量,保证交通畅顺,才能减少汽车尾气的污染。

(2)一般柴油车所用的柴油含硫量达 0.4%,为工厂所用燃料含硫量的 3倍。美国已规定柴油车用油的含硫量应不高于 0.2%。另外,汽车尾气中含有氮氧化物,可以通过改良发动机和使用催化剂来控制氮氧化物的排放量,日本要求控制在 0.25克 /千米以下。应大力推广使用无铅汽油,改进汽车发动机技术,安装尾气净化器及节能装置。

(3)呼吁使用“绿色汽车”,即用天然气、氢气、酒精、甲醇、电等清洁燃料作为汽车动力的汽车,可大大降低氮氧化物的排放量。

4.加强植树栽花,扩大绿化面积

植物可以调节气候,保持水土,吸收有毒气体,对人类有很大的益处。因此,根据城市环境规划,选择种植一些对二氧化硫和粉尘具有较强吸收力的花草树木,如石榴、菊花、桑树、银杉等,不仅可以净化空气,还能美化城市环境,同时还能起到防止酸雨的作用。

5.区域二氧化硫排放总量控制

根据地区环境容量,限制区域二氧化硫的总排放量。开展区域二氧化硫排放量控制研究,找出酸沉降控制优化方案。如重庆市从 1985年开始全市建成烟尘控制区,面积达 218平方千米;治理改造各种耗煤炉灶 1.47万台,大炉灶配备了除尘器,小炉灶更换了炉型,大大地减少了二氧化硫的排放量。

6.酸雨控制区

为避免或减少酸雨的发生,国家有关部门经国务院批准划定的,对能够形成酸雨的污染物排放加以严格控制的一定区域,就叫酸雨控制区。酸雨控制区要根据某一地区的气象、地形、土地等自然条件,在已经产生和可能产生酸雨的地区划定。划定酸雨控制区,应当由国务院环境保护行政主管部门会同有关部门提出方案,报国务院批准。按照《大气污染防治法》的规定,在酸雨控制区内排放二氧化硫的火电厂和其他大中型企业,属于新建项目不能用低硫煤的,必须建设配套脱硫、除尘装置,或者采取其他控制二氧化硫排放、除尘的措施。属于已建企业不用低硫煤的应当采取控制二氧化硫排放、除尘的措施。如在广东省建立以广州、佛山、东莞、深圳为重点的珠江三角洲和以韶关、清远为重点的粤北地区建设包括燃煤电厂脱硫和城市热电并供、管道煤气工程等严格控制二氧化硫排放,减轻酸雨污染的控制区。

7.公众参与

(1)环境保护需要环保工作者献身。作为终身为之奋斗的事业,我国许多科学工作者为了研究我国酸雨的形成规律,贡献了自己的全部精力。

(2)中小学生应该尽可能参与一些环保活动,其中包括酸雨。例如,有的中小学生在校园内,种植一些对酸雨比较敏感的植物,以观测酸雨对环境的影响;或筛选和培植抗酸雨经济作物、花卉等,以改造环境。这些活动有利于提高他们的环保意识、和增加环保知识。

(3)环保需要正确的公众舆论。青少年参加环保宣传,出于童心稚语,情真意切,感染力强;形式也较为生动活泼,容易被听众接受。可以办画展,讲故事,发宣传品,建立环保标志,向社会提出环保倡议,清理市容,种树养花等等,都有良好的社会效益。这些内容也应该成为青少年日常教育的一部分。

开展青少年环保宣传知识讲座

我国是一个农业大国,肥料对于农作物生长来说,是不可或缺的。目前我国年化肥施用量达 4100多万吨,占世界总用量的 1/3,成为世界化肥生产和消费第一大国。化肥的使用,有力地推动了我国农作物增产,粮食总产由 1949年的 1.13亿吨,增加到现在的 5.12亿吨,其中化肥的贡献超过40%。

但是,化肥的过量和不均衡使用也成为我国农业的一个主要特点。由此不仅降低了农产品质量,还给环境带来严重污染。我国农田生态系统中,化肥氮的淋洗和径流损失量每年约174万吨,氮素价值每年损失 300多亿元。长江、黄河和珠江每年输出的溶解态无机氮则成了近海赤潮形成的主要原因。中国农业科学院土地肥料研究所调查显示,全国已有 17个省的氮肥平均施用量超过国际公认的上限——每公顷 225千克。抽样测定结果表明,菜市菠菜硝酸盐含量高达 2358毫克 /千克,萝卜为 2177毫克 /千克;某些大城市蔬菜中亚硝酸盐含量超标 2~ 8倍,蔬菜中超标率达75%。残留化肥,已经成为一股巨大的污染暗流。

19世纪,英国骨粉的进口量大增;南美地区的海鸟粪就成了极为抢手的肥料;欧洲农场主甚至到拿破仑时期的战场(滑铁卢、奥斯特利茨)寻找骨头撒到田间。对肥料的需要,催生出有关研究和发明。德国化学家李比希首次弄清了土地养分如氮、磷、钾等在植物生长过程中起到的作用,但氮肥始终是其中首要的制约因素。空气的主要成分是氮,而氮气是一种惰性气体,难以直接利用。直到哈伯发明人工合成氨方法,20世纪后,化肥就开始大规模生产。从此,农业快速步入工业化生产模式。