书城科普生命需要绿色
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第18章 怎样挽留在我们眼前消逝的绿色(2)

由于生态系统恶化而形成的森林病虫害具有明显的生态灾害的特点,从根本上解决灾害的有效途径则有赖于森林生态的恢复和重建。所以,病虫害防治工作不能简单地直接针对某种病原物或害虫,要高度重视生态环境对森林病虫害发生的影响和在控制森林灾害中的重要作用,树立培育健康森林的理念。

第四,把防灾、减灾工作贯穿到林业生产的各个环节,认真贯彻“预防为主,综合治理”的防治方针。

制定造林规划,在重大林业工程规划时,应充分考虑森林保护的问题。在制定规划、林木检疫、苗木选育、造林、经营管理和采伐等生产环节认真落实防灾、减灾措施。防治工作必须树立以营林措施为主导的思想,在林业生产中,应切实抓好适地适树、选用本地树种和抗性强的树种、营造混交林、封山育林、中幼林抚育管理、清理病虫木等营林措施,大力推广生物防治,增强林分整体对生物灾害的自控能力。

第五,调整森林病虫害防治资金政策,建立新的投入机制。

要努力探索多渠道、多层次、多形式筹集森林病虫害防治经费的路子,按照“谁经营、谁受益、谁防治”的原则,以及目前的体制状态,进一步理顺防治投入体制,逐步实行公益林病虫害和重大危险性病虫害的治理以政府投入为主的机制。各级政府要广泛动员全社会筹措防治资金,吸引社会力量共同参与防治投入。

第六,积极探索森林保护的市场化运作机制,逐步实现行政职能管理与灾害监测和防治功能的分离,强化政府监管功能,培植和鼓励专业化防治实体的发展。

三、环境修复

植树造林、防治森林病虫害只是保护环境的一部分。要挽留消逝中的绿色,我们还需要、还可以做很多很多。

大气的清洁试剂是一种短暂存在的分子,它由一个氢原子和一个氧原子组成,被称为烃基。它能和大部分的大气污染物反应,使它们的毒性降低。不幸的是,随着人类活动产生的大气污染物总量增多,烃基的总量却不断减少。自从工业时代早期以来,烃基含量已经下降了20%。烃基的不断减少意味着大气将更加污浊。

夜光云是一种形成在中间层的云,在高纬度地区的夏季黄昏时会出现。最近发现,夜光云的亮度不断增加,显然这是由于中间层开始受到因大气污染而引起的全球气候变暖的影响。大气中甲烷增加了一倍,它会被太阳光分解,然后与中间层的水分子结合。自1990年以来,夜光云的亮度已经增加了10倍。

有毒废弃物,包括人工合成有机化合物、重金属、杀虫剂和其他有毒物质,开始从垃圾填埋场、填埋的汽油箱、污水处理系统、放射性废弃物储存场所、农场和矿厂渗入土地。有毒化合物渗入土地污染了含水土层,这就需要对附近的水井进行监测。在很多时候,清洁含水土层几乎是不可能的。这样的污染是不可恢复的,因此,人们需要花大代价去处理源头污染。在美国若没有联邦政府的资助,大部分的州政府无法承担监测和保护地下水的巨额开销。

清洁填埋场和废水氧化池的开销也是相当高的。生物修复是一种利用微生物降解有毒废弃物的技术,它可以用于清洁被地下储存罐污染的土壤。然而,修复被有毒或放射性物质污染土壤的唯一方法是将它们集中运输到危险废弃物堆放场。最后,提高污染废弃物处理技术,了解地下水环境,可以帮助解决将来的环境问题。不幸的是,对于大多数国家的地下水供应系统,过去的错误开采可能已经导致地下水无法恢复了。

采用特殊的容器,如浮木栅栏或稻草之类的吸附材料,可以对抗海上石油泄漏事故。一旦泄漏发生,需要立刻燃烧消除石油,以防止它们扩散或和水发生凝结。如果石油被冲到岸上,那么就必须进行劳动密集型的清洁工作。清洁剂或其他化学制品可以破坏并分解石油,然而,这类化学物质通常是有毒的,它会给生态系统带来额外的破坏。清洁被石油污染的海滨需要使用化学分散剂或高压蒸汽,它们会杀死原先生活在那里的生物。随着时间推移,在清洁被石油污染的海滨方面,自然界通常做得比人类要好。

为了减少燃煤厂给当地造成的大气污染,很多工厂会建造高烟囱使污染物进入高层的湍流,然后被风吹散。大都市附近的酸雨已经存在几十年了,这就促使工厂建造高烟囱,使污染物排放到高层大气中而远离城市。不幸的是,随着污染物迁移,这种方案只是将局部的污染问题扩散到更大的地区,甚至超出了国界,从而引发政治问题。例如,加拿大就遭受了因美国俄亥俄河流域工业污染引起的环境问题。瑞典和挪威等国自身没有制造污染,但是却长期遭受欧洲重工业地区引起的污染侵害。

尽管美国发电厂污染物排放量减少,但是这些措施并没有根本性地减缓美国东北部的酸雨危害。即使按照“清洁空气法案”减少污染物排放后,河流、湖泊、土壤和植被仍在遭受危害。只有大量减少那些引起酸雨的氮氧化物和硫氧化物等污染物排放,才能帮助大部分地区从几十年的酸雨危害中得到恢复。美国俄亥俄河流域的燃煤厂排放了大量的氮氧化物和硫氧化物,它们是造成美国东北部污染的罪魁祸首。氮氧化物和硫氧化物等污染物会随盛行风向东迁移,与大气中的水蒸气结合,产生酸雨、酸雪、酸雾等酸沉降。通过采用在燃煤厂的烟囱内安装净气装置以及使用低硫煤来减少二氧化硫的排放等方法可以减少酸沉降。此外,很多燃煤发电站开始改用天然气发电。天然气是一种相对清洁的能源,在生产相同单位的能量时,它产生的二氧化碳的量仅为煤炭的1/2。但是,目前天然气的价格快速上涨,人们需要开发使用清洁煤燃烧技术。然而,在1975年之前建造的很多美国工厂及其他国家的工厂并没有要求安装昂贵的设备来清洁大气。由于环境污染会对经济造成负面影响,因此,为了清洁环境,政府被迫颁布法律法规来限制污染的排放。

将二氧化碳填埋到地下或海洋中可以减缓全球大气变暖。海洋中的浮游生物生长很快,这些生物需要吸收营养来进行光合作用,因此它们会从大气中吸收二氧化碳。有一种观点是给海洋补铁。浮游生物会利用铁进行光合作用,吸收空气中的温室气体,进而快速生长。目前,海洋中铁主要来自大漠沙尘。而仅一艘巨型油轮的铁量就可以触发足够多的浮游生物生长,吸收大气中20亿吨的碳。然而,需要实施长达100年以上的施铁方案,才可能大幅降低大气中二氧化碳的含量。

美国的很多河流湖泊的酸度高于正常水平,而敏感的水生生物若长期生存于弱酸环境,或短期处于强酸环境中均会死亡。虽然可以利用石灰中和酸的处理方法抑制河流湖泊中的强酸,但是处理这些河流湖泊的源流比直接应用石灰更加有效。此外,利用石灰处理燃煤厂排放的废气,能在源头上控制酸沉降的形成,从而减少一半的酸性地表水。

至少需要几年甚至几十年的时间,环境才能摆脱酸沉降的影响得到全面恢复。尽管污染已经得到严密防治,但是北美以及欧洲部分地区的降雨仍具有强酸性。原因在于钙、镁等基本元素的排放减少,从而使中和大气酸性物质的大气微尘颗粒减少。而这些元素也是大部分植物生长的必需养料,它们的缺失将引起土壤贫瘠、农作物产量下降。

四、还人类一片净土

土壤污染防治是防止土壤遭受污染和对已污染土壤进行改良、治理的活动。土壤保护应以预防为主。预防的重点应放在对各种污染源排放进行浓度和总量控制;对农业用水进行经常性监测、监督,使之符合农田灌溉水质标准;合理施用化肥、农药,慎重使用下水污泥、河泥、塘泥;利用城市污水灌溉,必须进行净化处理;推广病虫草害的生物防治和综合防治,以及整治矿山防止矿毒污染等。改良治理方面,因重金属污染者可采用排土、客土改良或使用化学改良剂,以及改变土壤的氧化还原条件使重金属转变为难溶物质,降低其活性;对有机污染物如三氯乙醛可采用松土、施加碱性肥料、翻耕晒垄、灌水冲洗等措施加以治理。

(一)防止土壤遭受污染

土壤污染防治的第一个方面是在源头上进行控制,即有效地降低污染物的排放,这主要有赖于国家环境政策与法规的不断完善和工矿企业技术革新的落实。

(二)科学地进行污水灌溉

工业废水种类繁多,成分复杂,有些工厂排出的废水可能是无害的,但与其他工厂排出的废水混合后,就有可能变成有毒的废水。因此,在利用废水灌溉农田之前,应按照《农田灌溉水质标准》规定的标准进行净化处理,这样既利用了污水,又避免了对土壤的污染。

(三)合理使用农药

合理使用农药,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中,不仅要控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,还要改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,重视低毒、低残留农药的开发与生产。

(四)合理施用化肥

根据土壤的特性、气候状况和农作物的生长发育特点配方施肥,严格控制有毒化肥的使用范围和用量。增施有机肥,提高土壤有机质含量,可增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。如褐腐酸能吸收和溶解三氯杂苯除草剂及某些农药,腐殖质能促进镉的沉淀等。同时,增加有机肥还可以改善土壤微生物的流动条件,加速生物降解过程。

(五)加强环境立法和管理

加强环境立法和管理,如日本根据土壤污染立法,对特定有害物镉、铜、砷,凡符合规定条件的,即定为治理区,需由当地政府采取治理措施。

(六)污染土壤的修复

土壤污染防治的第二个方面是对污染土壤的修复,一般采取下列措施:

1.改革耕作制度

土壤中污染物的危害程度常与土壤性质密切相关。如有机氯农药在旱作土壤中的残留期可长达数年,而在水田中厌氧微生物群体的作用下,只需2~3个月即可基本消失;在水田中镉离子易形成难溶性化合物而减轻毒害;砷则相反,在水田中可形成比砷酸毒性更强的亚砷酸。因而,可根据这些作用原理调整耕作制度,以减轻土壤污染的危害。

2.合理利用污染土地

严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木,以减少食品污染。

3.对污染土壤进行改良

施用石灰、磷酸盐、氧化铁等化学改良剂,可减轻土壤中重金属的毒害。采用稀酸和氯化铁处理土壤可加速排除土壤中的重金属,但具体实施时要防止污染地下水。客土或深埋等工程措施,是快速和较彻底地治理土壤污染的方法,但工程量较大。各种改良土壤污染的方法目前已经得到了深入地研究,且取得了可喜的进展,形成了一套自己的系统。

4.污染土壤修复技术

目前,世界各国对土壤重金属污染修复技术进行了广泛地研究,取得了可喜的进展。具体有如下五种修复措施:

(1)农业生态修复农业生态修复主要包括两个方面:一是农艺修复措施。包括改变耕作制度,调整作物品种,种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等措施,来降低土壤重金属污染。二是生态修复。通过调节诸如土壤水分、土壤养分、土壤酸碱度和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因子,实现对污染物所处环境介质的调控。

(2)生物修复生物修复是利用生物技术治理污染土壤的一种新方法。利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性。由于该方法效果好,易于操作,日益受到人们的重视,成为污染土壤修复研究的热点。

植物修复技术是一种利用自然生长或遗传培育植物修复重金属污染土壤的技术。根据其作用过程和机理,重金属污染土壤的植物修复技术可分为植物提取、植物挥发和植物稳定三种类型。

植物提取,即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物,随后收割地上部分并进行集中处理,连续种植该植物,达到降低或去除土壤重金属污染的目的。

植物挥发,其机理是利用植物根系吸收金属,将其转化为气态物质挥发到大气中,以降低土壤污染。

植物稳定,利用耐重金属植物或超累积植物降低重金属的活性,从而减少重金属被淋洗到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或根表吸收来加强土壤中重金属的固化。

微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用。其主要作用原理是:微生物可以降低土壤中重金属的毒性;微生物可以吸附积累重金属;微生物可以改变根系微环境,从而提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率。如动胶菌、蓝细菌、硫酸还原菌、柠檬酸菌及某些藻类,有良好的效果。

(3)化学修复化学修复就是向土壤投入改良剂,通过对重金属的吸附、氧化还原、拈抗或沉淀作用,以降低重金属的生物有效性。该技术关键在于选择经济有效的改良剂,常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,不同改良剂对重金属的作用机理不同。施用石灰或碳酸钙主要是提高土壤pH值,促使土壤中的重金属元素形成氢氧化物或碳酸盐结合态盐类沉淀。有专家研究指出,利用一些对人体无害或有益的金属元素的抵抗作用,也可以减少土壤中重金属元素的有效性。

化学修复是在土壤原位上进行的,简单易行。但并不是一种永久的修复措施,因为它只改变了重金属在土壤中存在的形态,金属元素仍保留在土壤中,容易再度活化危害植物。

(4)物理修复电动修复是通过电流的作用,在电场的作用下,土壤中的重金属离子和无机离子以电透渗和电迁移的方式向电极运输,然后进行集中收集处理。该方法特别适合于低渗透的黏土和淤泥土,可以控制污染物的流动方向。电动修复是一种原位修复技术,不搅动土层,并可以缩短修复时间,是一种经济可行的修复技术。

电热修复是利用高频电压产生电磁波,产生热能,对土壤进行加热,使污染物从土壤颗粒内解吸出来,加快一些易挥发性重金属从土壤中分离,从而达到修复的目的。该技术可以修复被汞和铯等重金属污染的土壤。另外,可以把重金属污染区土壤置于高温高压下,形成玻璃态物质,从而达到从根本上消除土壤重金属污染的目的。