自然人文:海平面上升的新解释

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每隔10年海平面就要上升数厘米,而且这个趋势还在不断加快。科学家预测到21世纪30年代海平面会上升0.4米左右,这可能会引发一场世界性的灾难。届时各国沿海地区将会经历桑田变沧海的大转换,还会产生暴风雨剧增和洪水泛滥的连锁反应。

那么海平面为什么会升高呢?绝大部分科学家认为,大气中的二氧化碳的增加使全球气候变暖,这导致南北极冰层融化和海水因温度增加而膨胀,最后引起海平面上升。但也有人认为由于南北极特殊的地理位置给深入调查研究设置了巨大障碍,因此科学家难以拿出充分的立论依据和翔实的数据来支持他们的上述观点。例如气候变暖对南北极造成的影响有多大,冰层融化的水究竟有多少?他们甚至还提出,尽管气候变暖会增加南北极边缘地区的冰层融化,但极地内部的降雪却会因此而增加。

经多年潜心研究,美国俄亥俄州大学的科学家发现大量抽取地下水,大片砍伐森林和迅速扩大耕地面积才是造成海平面上升的主要原因。通过大量调查,他们了解到由于工农业发展的需要,千百年来一直隐藏在地层深处的地下水被大量抽取到地球表面,用完后流入到江河,或通过蒸发升腾变为云和雨,最终都汇入大海。为了查明究竟有多少地下水被转移入海,他们对美洲、非洲和阿拉伯等地的世界五大地下含水层,自本世纪30年代以来的统计数据进行研究,推算出仅这些区域的地下水流失量便可使海平面上升0.17毫米。森林的大片砍伐使大量存储在树木和土壤内的水分逸散到大气中,然后又被转化为雨,最终变为海水。他们测算出仅砍伐热带森林就每年可使海平面上升1.4毫米。此外,由于人口增加,世界耕地面积也随之不断扩大,将江湖中的水大量灌溉耕地也势必会增加水的蒸发面积,即会有更多的水从江湖转移入海。

为了获得具体数据,他们还考察了世界两大内陆湖,结果发现在本世纪内它们的水位显著下降了,它们失去的水量每年竟然可使海平面上升0.21毫米!这些科学家依据上述令人信服的数据推算出抽取地下水、砍伐森林和扩大耕地,每10年可使海平面上升50毫米左右,这已经占了整个海平面上升总量的1/3。由此可见,这三大因素对海平面的上升具有举足轻重的影响。使湖泊澄净的新途径太湖,是我国风光秀美的淡水湖泊之一,素有“江南明珠”之称。可是近几年来,每年夏天太湖都要爆发一场蓝绿藻泛滥的灾难。这时的湖水变成深绿色,大批大批的蓝绿藻死亡并浮在湖面,使湖水呈现大面积的腐败现象,发出难闻的臭气。这种现象还消耗了湖水中的大量氧气,使许多鱼、虾窒息死亡,一时间,美丽、恬静的太湖变得“惨不忍睹”了。

为什么会发生如此严重的湖泊污染呢?这主要是由于太湖流域是我国最富庶的地区之一,附近城镇密集,人口众多。近年来由于经济的迅速发展,每年经河道注入太湖的生活污水和工业废水数量急剧上升,多达数千万吨。由此使太湖水质呈现严重的“富营养化”——氮和磷的含量指标迅速增长。而这正是产生上述蓝绿藻泛滥的最根本、最直接的原因。

蓝绿藻学名叫做“微孢藻”。它在富含氮、磷的湖泊或水库中生长良好,增殖速度十分惊人。它的个头特别纤小(与针尖相仿),每逢高温盛暑季节为蓝绿藻的“旺发期”,此时取一升湖水可发现其中竟含有几万~几十万个蓝绿藻单体。太湖蓝绿藻泛滥已严重影响渔业经济效益,甚至造成无锡梅园水厂进水口被堵塞的事故(因普通滤材无力对付蓝绿藻污染)。如何采取经济、有效的手段控制和预防蓝绿藻灾害已成为摆在环境学家面前的一大棘手课题。

最近,从“扶桑之国”传来一个振奋人心的消息:日本建设省下属的一个土木工程研究所的技术人员发明了一种革命性的“以藻治藻”的新方法,从而彻底解决了防治蓝绿藻的难题。日本科学家经广泛调查后发现:在富营养化的湖泊水面上培植一种名叫“水网藻”的丝状藻,其繁殖能力比蓝绿藻更强,而且可大量吸收掉湖水中的磷和氮等成分。随着水网藻的大量繁殖,湖水中的氮、磷含量很快即恢复到正常水平。而蓝绿藻由于失掉了赖以生长的高营养化条件故无法在湖水中大量繁殖。试验结果表明,水网藻对于湖水水质的纯化效率为芦苇、凤眼蓝等高等水生植物的10倍以上。

水网藻不仅可纯化湖水,而且还是营养值极高的天然饵料,可供鱼虾食用。水网藻收割后可加工成家禽、家畜的优质饲料。故种植水网藻对付蓝绿藻可谓是一举两得的纯化湖水水质的新途径。

我国科技人员正积极实施有关措施,相信不久的将来,一个湖清水纯、鱼虾丰产的太湖将再次出现在人们面前。征服海洋中的塑料杀手不久前,美国国会一个调查小组在一份报告中指出:“每年因为吞下塑料制品废料和由于被塑料废物缠绕而死亡的海洋哺乳动物多达数十万。”

由于塑料普遍地被作为纸和金属的代用品,因此,塑料废物与日俱增,被冲到大海去的数量也越来越多。据美国国会报告表明,每年被投在大海中的废塑料包括捕鱼的塑料装置重达17.6万吨,每天有69万个塑料容器被抛向海洋;在海滩上嬉戏消夏的人们,又往往将大量塑料袋、塑料杯或塑料罐抛在沙滩上。单就美国西海岸洛杉矶海岸,夏季内平均每周被弄潮儿抛弃的塑料废物就高达75吨之多。许多海洋哺乳动物,如海豚、海豹、海狮、鲸等本能地对浮在海面上的东西产生好奇心,以为是海蜇一类可食的东西,就将这些废物吞进肚子,结果造成这些动物因哽塞而死亡。有一次,渔民们在大西洋海面上作业时亲眼目睹了数以千计的海豹群被漂浮的塑料网缠绕、纠缠而无法浮出水面呼吸,结果大部分窒息而死的情景,只有少数幸存者,躲开了可怕的塑料杀手。

如果塑料制品会自行腐化,塑料污染海洋、杀死海洋动物事件就不会频繁发生。为了根治海洋塑料污染这一世界性难题,科学家致力于研制各种类型的自毁或自溶性塑料。并且已获得了可喜的成果。

目前,美、英、德、日等国的20多家公司都推出自毁或自溶性塑料新产品,其中美国占50%以上。这些自毁塑料虽然具有不污染环境的优点,但目前成本仍居高不下,每磅售价达12美元,因此,各国科学家都在想方设法寻求制造自毁塑料的最佳途径。

美国密茨根大学生物学家提出了“种植”可分解塑料的设想。他们以土豆和玉米为原料,植入塑料的遗传基因,使其能在人工控制下“生长”出不含有任何有害成分的生物塑料,这种生物塑料,带有有机物的特点,能够腐烂、分解,丝毫不会污染环境,也不会污染海洋。

德国哥丁格大学的微生物学家最近通过对一种细菌的特定基因隔离,使植物细胞内部生成聚酯,利用这类聚酯可制成植物型生化塑料。这种塑料在外观和使用特点上与普通塑料十分相似,但在细菌的作用下,会分解成水和二氧化碳,回归自然而不会污染环境。

在生物自毁塑料中,有一种是在塑料中添加了淀粉类物质,以淀粉为食料的细菌就会争先恐后地吞噬塑料,从而使其慢慢消失掉。还有一家公司推出一种光学自毁塑料,这类塑料制品只要在阳光下曝晒60天就可以化为泥尘,尽管这种塑料成本会增加5~10%,但为了人类生存环境的卫生和海洋哺乳动物的安全,专家们认为是值得采用和推广的。

日本工业技术研究院的科学家为降低自毁塑料制品的生产成本,正在试验利用农林作物下脚料生产可分解塑料。例如用秸杆制成可分解的薄膜塑料等。其抗拉强度达40千克/平方厘米。日本是个海岸线较长的岛国,日本政府每年增加这方面的科研投入,其目标是到本世纪末使日本成为世界上生产无污染塑料的主要国家。

在开发、研制和生产自毁塑料的同时,为了杜绝海洋中塑料杀手制造海洋生物死亡的灾难,一些发达国家,如德国已经正式立法,禁止使用不能分解的聚乙烯塑料。

征服海洋中的塑料杀手,还大自然一个美丽无污染的蔚兰色海洋,看来为期不远了。

图片引用自网络