• 信息时代的副产品——电子废弃物
    信息时代的到来,电子工业迅猛发展。电脑、手机等电子产品数量增长迅猛,电子废弃物的污染和利用等问题不可避免地摆在了我们面前。电子废弃物是指废弃不用的使用电流、电磁场工作的电子设备。主要包括电冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器和计算机等通讯电子产品等的淘汰品,俗称“电子垃圾”。电子废弃物种类繁多,大致可分为两类:一类是所含材料比较简单,对环境危害较轻的废旧电子产品,如电冰箱、洗衣机、空调机等家用电器以及医疗、科研电器等,这类产品的拆解和处理相对比较简单;另一类是所含材料比较复杂,对环境危害比较大的废旧电子产品,如电脑、电视机和手机等。
    电子废弃物是毒物的集大成者。如1台15英寸的CRT电脑显示器就含有镉、汞、六价铬、聚氯乙烯塑料和溴化阻燃剂等有害物质;电脑的电池和开关含有铬化物和水银,电脑元器件中还含有砷、汞和其它多种有害物质;电视机、电冰箱、手机等电子产品也都含有铅、铬、汞等重金属;激光打印机和复印机中含有碳粉等。如果将废旧电子产品作为一般垃圾丢弃到荒野或垃圾堆填区域,其所含的铅等重金属就会渗透污染土壤和水质,经植物、动物及人的食物链循环,最终造成中毒事件的发生;如果对之进行焚烧,又会释放出二恶英等大量有害气体,威胁人类的身体健康。
    电子信息技术产业已经成为我国发展最快的产业之一,由此产生的电子废弃物也快速增长,未来10年~20年将是电子废弃物增长的新高峰。废旧计算机主板(PBC)和线路板(PWC)等废弃物的处置和资源化已经成为亟待研究的课题。目前我国电子废弃物的回收利用还处于一个很落后的阶段。据调查,现在的旧电器主要涌向了两个渠道:收垃圾的小贩和拆解作坊。小贩收来的旧电器一般有两个出路:能用的改装之后再卖到农村;不能用的,把玻璃、塑料等能卖钱的卖了,其余的当垃圾扔掉。拆解作坊相对于小贩来说比较高级一些,但也不外乎采用最原始的人工敲打办法,把拆下的电机等价值较高的零件集中卖掉,其余的按废铁、塑料等废品出售;对完全不能用的电子废弃物,如冰箱、空调机中的制冷剂则任意倾倒。电路板等能够获取重金属的部分被拆卸后集中到专门加工的工厂,用很原始的方法获取金、铜等金属,使用到的酸碱溶液随意倾倒,如我国浙江的台州地区,电子废弃物重金属提炼严重影响当地环境。
    我国已于2009年2月25日出台了《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,用以规范废弃电器电子产品回收处理活动。但该条例要到2011年开始执行,目前还缺乏《废弃电器电子产品处理目录》、废弃电器电子产品处理基金的征收使用管理办法,以及针对不同产品的基金收费标准及处理补贴标准等细则。因此我国要做到管理条例的有效实施,从而实现电子废弃物的可持续管理还有很长的路要走。
    2009-12-04
  • 生态农业
      生态农业是指在保护、改善农业生态环境的前提下,遵循生态学、生态经济学规律,运用系统工程方法和现代科学技术,集约化经营的农业发展模式。生态农业是一个农业生态经济复合系统,将农业生态系统同农业经济系统综合统一起来,以取得最大的生态经济整体效益。生态农业是相对于石油农业提出的概念,是一个原则性的模式而不是严格的标准。

      生态农业具有以下几个特点:综合性,生态农业强调发挥农业生态系统的整体功能,以大农业为出发点,按“整体、协调、循环、再生”的原则全面规划。多样性,生态农业针对我国地域辽阔,各地自然条件、资源基础、经济与社会发展水平差异较大的情况。充分吸收我国传统农业精华,结合现代科学技术,以多种生态模式、生态工程和丰富多彩的技术类型装备农业生产。高效性,生态农业通过物质循环和能量多层次综合利用和系列化深加工,实现经济增值,实行废弃物资源化利用,降低农业成本,提高效益。持续性。发展生态农业能够保护和改善生态环境,防治污染,维护生态平衡,提高农产品的安全性。

      我国生态农业有几种典型的方式:
      (1)北方“四位一体”能源生态农业模式:在一个150平方米的塑膜日光温室一侧,建一个约8~10立方米的地下沼气池,其上建一个约20平方米的猪舍和一个厕所,形成一个封闭状态下的能源生态系统。它把厌氧消化的沼气技术和太阳能热利用技术组合起来,充分利用太阳辐照和生物能资源。
      (2)南方“猪-沼-果”能源生态农业模式:其模式的基本内容是“户建一口沼气池,人均年出栏2头猪,人均种好一亩果”。
      (3)西北“五配套”能源生态农业摸式
      “五配套”能源生态农业模式是解决西北干旱地区的用水,促进农业持续发展,提高农民收入的重要模式。其主要内容是,每户建一个沼气池、一个果园、一个暖圈、一个蓄水窖和一个看营房。

      虽然生态农业是实现可持续发展的重要方法,国家对此十分重视,目前,虽然在生态农业的理论研究、试验示范、推广普及等方面已经取得了很大成绩,但不能否认,还存在着一些问题。这些问题正成为限制生态农业进一步发展的障碍,主要包括下面理论基础上不完备、技术体系不够完善、政策方面存在着需要完善的地方、服务水平和能力建设不能适应要求、农业的产业化水平不高、组织建设存在着不足、推广力度不够等几个方面。
    2009-12-04
  • 生态恢复
      “生态恢复”指通过人工方法,按照自然规律,恢复天然的生态系统。生态恢复的称谓主要应用在欧美国家,在我国也有应用。在日本和我国多用生态修复的叫法。生态恢复是世界各国的研究热点,已经从生态学研究的一个领域发展到研究生态整合性的恢复和管理过程的科学。

      人类没有能力去恢复出真正的天然系统,但是我们可以帮助自然,把一个地区需要的基本植物和动物放到一起,提供基本的条件,然后让它自然演化,最后实现恢复。因此生态恢复的目标不是要种植尽可能多的物种,而是创造良好的条件,促进一个群落发展成为由当地物种组成的完整生态系统。或者说目标是为当地的各种动物提供相应的栖息环境。另外,生态恢复一定要遵循自然的规律,充分认识自然恢复的重要性,不能用人为的行为或某种既定的甚至错误的认识取代自然的恢复,例如在并不适合种植乔木的北方草原地区大量种植树木,恢复的初衷是好的,但是恢复的效果却事与愿违,不但没有阻止沙漠化,反而造成生态破坏,经济浪费严重。正如中国科学院植物所研究员一直倡导的那样,应该“以自然之力恢复自然”。
    2009-12-04
  • 气溶胶与全球变暖
      气溶胶是指由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,又称气体分散体系。其固体或液体小质点,大小在100~10000纳米之间,分散介质为气体。天空中的云、雾、尘埃,工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。

      大气气溶胶是造成空气污染的主要原因,尤其是在人类活动排放源很强的工业区,大城市以及频繁生物质燃烧地区及其周边。大气气溶胶对于经济社会的许多方面,如城市化、农业、人体健康等都会产生重要的影响。大气气溶胶对城市的影响包括许多方面,首先是污染空气,危害人群的健康;其次是降低城市的能见度,并使霾日的频率明显增加。我国许多城市近二三十年霾日数不断增加,能见度则明显降低,目前中国东部大部分地区霾日都超过100天,其中大城市区域超过150天。大气气溶胶对农业和生态系统的影响也很大,主要是通过由它们造成的到达地面的直接太阳辐射的减少引起的。在中国稻米和冬小麦生长的主要农业区之一的长江中下游地区,由于大气气溶胶的散射和吸收作用,可使到达地面的太阳辐射量减少5~30%,近70%的作物受此影响至少减产5~30%。气溶胶对人体健康可以产生严重危害,对人体健康影响最大的是长时间飘浮在大气中的直径为0.1~10微米的气溶胶粒子,它能直接被人体吸入呼吸道内,进入肺部或进入肺泡,并能进入血液通往全身,由于其本身的毒性或携带有毒物质,因而对人体健康会造成极大危害。

      在我们强调气溶胶的危害,并加强大气污染治理的同时,还应该看到气溶胶的另一面。大气气溶胶粒子可以通过散射和吸收太阳光,减少了到达地面的太阳辐射,具有降冷作用,可以抵消一部分由温室气体造成的变暖作用,这是大气气溶胶对地球气候影响最重要的一种作用。一段时间以来,有关大气气溶胶粒子对气候变化的影响,以及对全球变暖的减缓作用,成为专家学者和相关媒体热议的话题。国际上一些相关专家对气溶胶对全球变暖的影响进行了系统的分析,如挪威国际气候和环境研究中心的气候科学家冈纳·迈尔(Gunnar Myhre)在《科学》杂志发表文章,他研究了包括硫酸盐等工业气溶胶、燃烧农业废弃物所排放的硝酸盐以及柴油发动机和其它燃烧形式所产生的黑碳(煤烟)等污染微粒,但是他的研究发现冷却效应并不像此前研究预测的那么强烈。迈尔指出,同温室气体相比,气溶胶对气候的影响最终将变得无足轻重。因为 “气溶胶的寿命很短,而温室气体的寿命却很长。在将来,温室气体才是全球变暖真正的大问题。它们的影响将越来越重要”。因此,减轻和控制空气污染与减少温室气体排放保护气候在行动上应是一致的,对空气污染和气候变化需采取统一而不是分离的应对战略。
    2009-12-04
  • 挥发性有机化合物(VOCs)
      挥发性有机化合物(volatile organic compounds)是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的碳化合物。包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。
    2009-12-04
  • 荒漠土壤的盔甲——生物结皮
      生物结皮是由土壤微生物、藻类、地衣和苔藓植物等孢子植物类群与土壤形成的有机复合体。它的形成使土壤表面在物理、化学和生物学特性上均明显不同于松散沙土,具有较强的抗风蚀、水蚀功能。生物结皮强调个体微小的有机组分和土壤成分二者复杂相互作用下形成的有机复合体,它与表层土壤遭受外界所施压力(主要是雨水对土壤的冲击力和太阳晒干土壤时的辐射能)所形成的物理结皮是有区别的。
      在干旱、半干旱的荒漠化地区,地表生物结皮的形成是固定沙丘形成的重要标志,预示着荒漠化生境转变的开始。因此,生物结皮在干旱、半干旱荒漠地区具有重要的生态意义。生物结皮主要包括藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮等几种形式。
    2009-12-04
  • 环境材料
    环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料。良好的环境协调性是指资源、能源消耗少,环境污染小,再生循环利用率高。环境材料是由日本学者山本良一教授于20世纪90年代初提出,它代表了21世纪材料科学的一个新的发展方向。它在生产的过程中对资源和能源的消耗量比较少,废弃后能够回收再生利用的可能性比较大,其从生产使用到回收的全过程对周围的生态环境的影响也最小。因而它可以称为“绿色材料”或者“生态材料”。
    环境材料的研究内容比较广泛,从材料的性能上来说主要包括以下几个方面:1、再生利用型材料,包括再生的可以降解的塑料、在家用电器中能够加以回收利用的电路基板,在生产和使用过程中污染较少并且能够回收再生的纸张等;能够经自然界微生物分解或者能够自动降解的材料如新型的包装袋,由天然材料加工成的高分子材料等;2、为净化环境和防止污染而设计的材料如新型的不释放有害气体的墙体材料,高吸油性树脂等;3、替代传统有污染的材料的新型材料如冰箱内的全无氟制冷剂等;4、与洁净能源相关并且能够利用它们的材料,如燃料电池中的储氢材料。
    2009-12-04
  • 大自然的奉献——生态系统服务功能
    生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。通俗的讲,是指自然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需要的条件和过程。
    生态系统有其自身的功能,总的来说有能量流动和物质循环。具体的有二氧化碳固定、生产力、水土保持、缓冲干扰、调节大气等功能。与生态系统功能不同的是,生态系统服务功能强调的是能够为人类提供服务的功能。
    如同商品一样,生态系统服务功能能够满足人类生活需求也是具有价值的。生态系统服务功能的价值可以大致分成几类:1、直接使用价值,指生态系统产生的产品能被人利用,如食品、医药以及工农业生产原料等;2、间接价值,主要指生态系统给人类提供生命支持。如维持生命物质的生物化学循环与水文循环,维持生物物种与遗传多样性,保持土壤肥力,净化环境,维持大气化学的平衡与稳定等支撑与维持地球生命支持系统的功能;3、选择价值,指人们为了将来能直接利用与间接利用某种生态系统服务功能的支付意愿。如人们为将来能利用生态系统的涵养水源、净化大气以及游憩娱乐等功能的支付意愿。人们常把选择价值喻为保险公司,即人们为自己确保将来能利用某种资源或效益而愿意支付的一笔保险金;4、存在价值,存在价值亦称内在价值,是人们为确保生态系统服务功能继续存在的支付意愿。存在价值是生态系统本身具有的价值,是一种与人类利用无关的经济价值。换句话说,即使人类不存在,存在价值仍然有,如生态系统中的物种多样性与涵养水源能力等。
    运用生态学和经济学的方法了解和评估生态系统服务功能的价值之后,就能合算治理生态环境破坏所需要的治理费用,能够为“谁污染,谁治理”提供具体的支持。更能使整个社会更清楚地认识到生态环境的价值所在,并且能提高人们保护生态环境的意识。
    2009-12-04
  • 隐形岛屿——城市热岛
    城市热岛效应就是城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区的现象。在气象学近地面大气等温线图上看,郊外的地区气温变化很小,如同一个平静的海面,而城区则是一个明显的高温区,如同突出海面的岛屿,因此就被形象地称为“城市热岛”。城市热岛最早见于科学记载的是在1818年英国出版的《伦敦气候》。作者L·赫华德对城市气候的两大发现,就是伦敦市中心气温比郊外高(各月平均分别高0.5℃-1.2℃),以及城乡温差夜间比白天大。
    世界上热岛最强的是中高纬度的大中城市,城乡温差一般是随纬度的升高而增大的。因为人为热量和太阳辐射热量余额(太阳短波热量收入减去地面长波辐射支出热量)的比值,是从赤道向高纬度迅速增加的。在一年四季之中,太阳辐射热量和余额以冬季最小,加上冬季中中高纬度还有取暖热量,因此热岛效应以冬季最强。同样道理,一天之中热岛以夜间比白天为强,尤其是日落后3-5小时内为最强。
    城市热岛效应是如何产生的呢?城市热岛的形成,显然是与城市化的发展密不可分的,其形成的直接原因有以下四个:
    首先,是城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响。
    城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等,改变了下垫面的热属性,能吸收更多的太阳辐射,温度升高。如夏天里,草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候,水泥地面的温度可以达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃,这些高温物体形成巨大的热源,烘烤着周围的大气和我们的生活环境,怎么能不热呢?
    第二个主要原因是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。
    第三个主要原因是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量!
    第四个原因是,城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。
    那么,我们应该如何防止热岛效应呢?
    一、从绿化城市及周边环境方面:
    1.选择高效美观的绿化形式。
    2.要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化,营造绿色通风系统,把市外新鲜空气引进市内,以改善小气候。
    3.应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。
    4.建设若干条林荫大道,使其构成城区的带状绿色通道,逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局,减弱热岛效应。
    二、在现有的条件上,应考虑:
    1、控制使用空调器,提高建筑物隔热材料的质量,以减少人工热量的排放。
    2、建筑物淡色化以增加热量的反射。
    3、用透水性强的新型柏油铺设公路,以储存雨水,降低路面温度。
    此外,市区人口稠密也是热岛效应形成的重要原因之一。所以,在今后的新城市规划时,可以考虑,在市中心只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部门,其余部门应迁往卫星城,再通过环城地铁连接各卫星城。
    2009-12-04
  • 水土流失猛于虎
    《中国水利百科全书-第一卷》对水土流失(water and soil loss)的定义是“在水力、重力、风力等外营力作用下,水土资源和土地生产力的破坏和损失,包括土地表层侵蚀和水土损失,亦称水土损失。”通俗的讲,在山区、丘陵区和风沙区,由于不利的自然因素和人类不合理的经济活动,造成地面的水和土离开原来的位置,流失到较低的地方,再经过坡面、沟壑,汇集到江河河道内去,这种现象称为水土流失。
    根据产生水土流失的“动力”,分布最广泛的水土流失可分为水力、重力和风力侵蚀三种类型。水力侵蚀分在山区、丘陵区和一切有坡度的地面,暴雨时都会产生水力侵蚀。重力侵蚀主要分布在山区、丘陵区的沟壑和陡坡上,在陡坡和沟的两岸沟壁,下部被水流淘空,由于土壤及其成土母质自身的重力作用,分散地或成片地塌落。风力侵蚀主要分布在我国西北、华北和东北的沙漠、沙地和丘陵盖沙地区,它的特点是由于风力扬起沙粒,随风飘浮到另外的地方降落。
    水土流失是不利的自然条件与人类不合理的经济活动互相交织作用产生的。不利的自然条件主要是:地面坡度陡峭,土体的性质松软易蚀,高强度暴雨,地面没有林草等植被覆盖;人类不合理的经济活动诸如:毁林毁草,陡坡开荒,草原上过度放牧,开矿、修路等生产建设破坏地表植被后不及时恢复,随意倾倒废土弃石等。水土流失对当地和河流下游的生态环境、生产、生活和经济发展都造成极大的危害。水土流失破坏地面完整,降低土壤肥力,造成土地硬石化、沙化,影响农业生产,威胁城镇安全,加剧干旱等自然灾害的发生、发展,导致群众生活贫困、生产条件恶化,阻碍经济、社会的可持续发展。
    水土流失是我国土地资源遭到破坏的最常见的地质灾害,其中以黄土高原地区最为严重。我国目前水土流失总的情况是:点上有治理,面上有扩大,治理赶不上破坏。全国山地丘陵区有坡耕地约4亿亩,其中修梯田约1亿亩,而另外3亿亩坡地正遭受水土流失的危害。
    水土流失的治理是很艰巨的任务,需要长期坚持,综合治理,国家目前对水土流失治理十分重视,有关研究单位和专家学者提出水土流失综合治理的方针:
    1.加强水土保持宏观战略研究;2.提升水土保持生态建设的科技水平;3.科学实施小流域综合治理;4.坚持退耕还林还牧;5.建设高标准农田;6.推广节灌技术;7.调整农业结构。
    2009-12-04