能源利用产生的环境问题

8.3.3　能源利用产生的环境问题

1）酸雨

“酸雨”是对与大气沉降有关的复杂科学现象的通俗叫法。全球天然降水的基础pH值约为5.0，但由于大气的污染，雨水的pH值可在4.5以下，受大气污染严重影响的地区，雨水的pH值可达3.0甚至更低，我国重庆降水的pH值在4.0以下。在适当条件下，大气中的二氧化硫和氮氧化合物被转变为硫酸和硝酸，大气中总酸度的三分之二由硫造成，三分之一由氮造成，有的地区两者比率可达1∶1，它们均可以传输到数百公里以外的地区。从全球来看，大约50%的硫来自自然界，但在工业发达地区，90%以上的酸雨来自人为排放。大气中的酸性物质不仅以雨、雪、雾和露的形式沉降，而且以干颗粒形式下降。

在酸雨对生态环境的影响中，最为突出的是湖泊酸化。西北欧南部和北美东部的湖泊酸化日趋严重，湖水的pH值大多在5.5以下，有的只有4.5，水生生态环境受到严重破坏，鱼类数量大大减少，甚至导致湖泊中植物和鱼类绝迹。酸雨对森林的危害，除了使叶受损外，还通过土壤酸化影响树木生长，轻者使土壤中营养元素淋失，造成土壤贫瘠，使树木生长受害，产量降低；重者使土壤中铝渗漏而产生毒性，并导致其他重金属迁移，而铝对树木和其他植物有致死作用。此外，酸雨对建筑物、纪念碑、古迹、雕像、文物和有历史意义的人造物质等均有破坏作用，这种破坏作用包括金属的生锈、油漆的腐蚀和褪色、建筑石料的变质等。酸雨已给一些国家的经济造成很大损失，到1981年底，美国因酸雨而遭受的损失达50亿美元，其中农作物1.0亿美元，林业17.5亿美元，建筑物20亿美元，工业2.5亿美元。

2）全球气候变暖

化石燃料的使用和生物体燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，在过去100年间，大气二氧化碳浓度已从275×10^－6增至1984年的343×10－6，增加了25%。目前每年通过化石燃料向大气排放的二氧化碳大约50亿t。虽然由于森林破坏和土地利用变化引起的生物排放的二氧化碳对过去二氧化碳浓度的增高起了作用，但很明显，未来生物源的排放量将远远小于化石燃料燃烧的排放量。由于能源和化石燃料的迅速增长，可能导致大约在2040年二氧化碳增加1倍，达600×10^－6左右，而二氧化碳低排放方案的采用可以使二氧化碳增加1倍的时间延长至2100年以后。二氧化碳并不是唯一对全球温度具有重要作用的大气要素，大气中甲烷、含氯氟烃、一氧化氮、臭氧等气体浓度的增加，对全球变暖和对气候变化的复合作用已差不多同二氧化碳一样重要。

据研究，在过去100年中全球平均气温已增加了0.3～0.7℃。大多数高层大气—陆地—海洋系统大气环流模式试验都表明，二氧化碳和其他温室气体增加到比大气二氧化碳浓度大1倍时，可能会使地球表面温度升高1.5～4.5℃，并以不同方式影响世界不同地区。赤道附近温度可能增加为全球平均变暖量的50%～100%，同时两极的温度可能上升为全球平均上升值的2～3倍，在中纬度的内陆会出现夏季干旱。

由于地球表面温度的增加，自21世纪以来，海面温度增加了0.6℃±0.3℃，全球平均海平面每年增高1～3mm；如果地球大气继续变暖，由于陆地冰的融化和上层海水的热膨胀，全球海平面会继续上升。确定从现在到2100年各种因素对海平面影响时的不确定性使海平面上升的预测明显不同，一种估计100年以后海平面上升70cm，另一种估计到2100年全球海平面上升144～217cm，近年又有人估计全球增暖1.5～4℃会导致海面上升20～140cm。全球海平面上升将会大大影响海岸的各种活动。

3）农村能源缺乏产生的生态环境问题

农村大量烧薪柴、秸秆以致毁林、毁草原，造成生态环境恶化。以林业为主的山区毁林垦荒引起水土流失加重。以种植业为主的平原地区，年复一年地把秸秆当柴烧所损失的有机氮得不到及时补偿，导致土壤肥力显著下降；土壤肥力减退，靠化肥维持产量，使土壤板结；土壤肥力减少最终导致作物产量降低，也降低了秸秆的产量，从而使燃料更加缺乏。如此周而复始，造成生态环境的恶性循环（图8-2）。

图8-2　农村能源短缺造成的生态环境恶性循环