生態環境問題的形成有兩方麵的原因,一是由於自然界本身的原因,例如地震、海嘯、火山爆發、台風等自然災害,人們稱這種環境問題為原生環境問題(第一類環境問題);二是由於人為因素所引起,“因為大類生活的原因而發生的環境破壞、環境惡化。以及作為其後果,對人類生活產生不良影響的狀態”,如環境汙染、生態破壞和資源枯竭等問題,人們稱之為次生環境問題(第二類環境問題)。第一類環境問題和第二類環境問題常常相互影響和相互作用。我們所指的環境問題主要是指第二類環境問題。
(一)人類麵臨的環境危機
在農業文明以前的遠古時代,人類以漁獵和采集為生,生產力水平低下,對自然環境的幹擾微乎其微,那個時候不存在人為的環境問題。從農業文明開始,由於人口的增加和生產能力的提高,人類對自然的開發利用強度逐漸加大,於是在局部地區就出現了過度放牧和過度毀林開荒等行為,引起水土流失和土地荒漠化,這是農業時代主要的環境問題。生態的破壞迫使人們經常遷移,轉換棲息地,瑪雅文明的破滅就是一個典型的例子。人類進人工業文明時代以後,科學技術的迅猛發展,人口的急劇膨脹,在經濟增長動機的驅使下,人類對自然界展開了前所未有的大規模的開發利用。在創造了豐富的物質財富的同時,也引發了深重的環境災難。當今困擾人類的具有普遍性的環境問題有以下幾個方麵:
1.環境汙染。20世紀中葉在工業化起步較早及經濟發展較快的國家和地區發生了震撼世界的公害事件被稱為“八大公害事件”。
(1)馬斯河穀煙霧事件。發生在1930年12月比利時馬斯河穀工業區,出現了逆溫、濃霧天氣,工業汙染物二氧化硫氧化為三氧化硫積聚,損害人類呼吸係統,幾千人發病,一周內約有60人死亡。
(2)多諾拉煙霧事件。發生在1948年10月美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮,出現霧天、逆溫天氣,工廠排出的二氧化硫與煙霧生成硫酸損害人的呼吸係統,四天內42%的居民患病,約有11人死亡。
(3)倫敦煙霧事件。發生在1952年12月至1962年間英國首都倫敦,居民煙煤取暖,煤中硫的含量高,在濃霧不散的天氣裏,二氧化硫變成硫酸沫附在煙塵上,被人吸入肺部。最嚴重時達到5天內死亡4000人。
(4)洛杉磯光化學煙霧事件。發生在20世紀40年代美國洛杉磯市,一直持續到50年代。由於汽車排出的廢氣在紫外線作用下生成光化學煙霧,刺激人的眼睛和呼吸係統。大多數居民患病,65歲以上老人死亡約400人。
(5)水俉事件。發生在1935-1965年日本九州南部熊本縣水俉鎮,化工廠排出的含甲基汞的毒水廢渣排入水體,進入食物鏈,致使魚和人患汞中毒症。約有300人患病,死亡50多人。
(6)富出事件(骨痛病)。發生在1931-1972年3月日本富山縣神通川流域(蔓延到其他縣的7條河流流域),煉鋅廠排出的含福廢水汙染了稻米等農作物,中毒的人們骨骼受損疼痛難忍,還有腎損害症狀,患者超過280人,死亡60人。
(7)四日事件(哮喘病)。發生在1961-1972年日本四日市(蔓延到幾十個城市),四日市是日本著名的石油城。工廠向大氣中排放的二氧化硫和有毒重金屬微粒被人吸入肺部。導致受害者呼吸係統受損。患者多達800餘人,有36人死亡。
(8)米糠油事件。發生在1968年日本九州愛知縣等23個府縣,米糠油生產中,用多氯聯苯作載熱體,因管理不善,毒物進入米糠油中,患者肝功能下降,肌肉痛,咳嗽不止。患者有5000多人,死亡30人,實際受害者超過10000人。
這些事件均是由汙染造成的,環境汙染由局部地區逐漸發展成為全球性的問題。20世紀90年代美國西伊利諾斯大學的馬德修教授對汙染下的定義是:“任何事物,它的數量在一個不恰當的時間、或不恰當的地點過多的話,就叫汙染。”“環境汙染是人類活動產生的汙染物或汙染因素排入環境,超過了環境容量和環境的自淨能力,使環境的組成或狀態發生了改變,環境質量惡化,影響和破壞了人們正常的生產和生活條件”。隨著生產力的發展,各個階段的環境問題有所不同。近40年來,隨著科學技術的發展,人類從自然界提取的資源越來越多,排放的廢棄物也與日俱增,汙染也越來越嚴重。
根據汙染物的來源一般可把汙染分為四類:①工業汙染。汙染環境的主要途徑:燃料的燃燒;排放汙水生產過程;工業產品。②農業汙染。汙染環境的主要途徑:農藥汙染;化肥使用過多;水土流失;農業廢棄物。③生活汙染源。汙染環境的主要途徑:生活燃料;生活汙水;生活垃圾。④交通運輸汙染。汙染環境的主要途徑:噪音;運載物的泄漏和清洗;油料的燃燒。
根據被汙染的對象,可以把汙染分為水汙染、大氣汙染、土地汙染、食物汙染等。
(1)水汙染。水是地球上分布最廣的物質,是自然環境係統中不可缺少的組成要素,也是人類賴以生存和發展的主要資源。地球上水的總儲量為14000億噸,其中98%為海水,淡水隻占水的總儲量的2%,其中的68.7%又以冰川、冰帽的形式存在於南北兩極。因此與人類生產、生活密切相關的淡水隻占全球總水量的0.3%,主要是河水、湖水、地下水水。全世界大部分淡水源遭到了不同程度的汙染。我國是一個嚴重缺水的國家,每人每年隻有2580m3,相當於世界平均水平的1/4.淡水汙染問題也十分嚴重,長江、黃河、珠江、鬆花江、遼河、淮河和海河等七大水係的500多條河流的80%已受到不同程度地汙染,目前我國1/3的水體已不適合於魚類生存,1/4的水體不適合灌溉,1/2以上的城鎮水源不符合飲用水的標準。
(2)大氣汙染。大氣是自然環境係統中不可缺少的組成成分,大氣汙染是指大氣的成分和結構,狀態和功能發生了不利於人類生存、發展的改變。毀林使大氣的二氧化碳與氧氣的動態平衡造成了破壞,土地的沙化使固體微粒進入大氣,化學原料的燃燒,使各類有害氣體進入大氣。目前,己被注意到的對大氣環境有危害的大氣汙染物有100多種。我國的大氣汙染越來越重,在全國600多個城市中,大部分被煙霧籠罩,有的甚至成為“衛星圖片上看不見的”城市。大氣的汙染還導致了溫室效應和全球變暖,臭氧層的破壞危害人群的健康,全球酸雨和環境酸化使森林大麵積衰退,使生機勃勃的湖泊變成了生物不能生存的“死湖”。
(3)固體廢棄物汙染。是指人類生產和生活中棄之於環境的固體物質,主要包括工業固體廢棄物和生活垃圾。固體廢棄物是各種汙染物的終末形態,具有極大的穩定性,不易被環境消解和吸納,難以重新進入地球係統的物質循環。固體廢棄物的產生與自然資源的消耗存在著一種可怕的聯係:大量的物質采掘、提煉、分解、合成和轉換,以致以固體形態的廢棄物不斷回歸自然,最終必然導致物質循環的崩潰,導致更為嚴重的環境問題。固體廢棄物的危害不僅侵占耕地,汙染土壤和水體,而且廢棄物中的有毒物質,會直接危害人體和其他生物的健康。
2.自然資源衰竭。目前全球不可再生資源如煤炭、石油以及各類金屬和非金屬礦物的存量已接近枯竭。預計煤炭儲量還可開采200年,天然氣儲量可供開采60年,石油儲量僅可開采30~40年。至於可再生資源,由於不合理的開發,其再生能力也受到嚴重損害。如土壤的退化、森林覆蓋率銳減、漁業資源減少、江河斷流等。
3.生物多樣性減少。生物多樣性(Biological diversity或Biodiversty)是自然界賦予人類的寶貴財富,生物包括了植物、動物和微生物,它涉及到生態係統、物種及某一特定群體的基因數量和頻率,是生物在長期的環境適應過程中逐漸形成的一種生物策略。1992年,《生物多樣性公約》把生物多樣性定義為:所有來源的形形色色的生物體及其構成的生態綜合體。生物多樣性一般包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態係統多樣性和景觀多樣性四個層次。各個層次之間相互依賴、相互製約。多樣的生物與其物理環境交互作用形成的生態係統,調節著地球上的能量流動,保證了物質的循環,構成了人類生存所依賴的生命支持係統。同時,地球上千姿百態的生物也給人類以美的享受,是藝術和科學發明的源泉。生物多樣性的價值表現為直接使用價值、間接使用價值和潛在價值三大類,生物多樣性作為基因庫對人類來說是無價之寶。
自然界的物種既在不斷產生,也在不斷滅絕,但由於人類的活動加快了地球上物種滅絕的速度。1998年世界物種保護協會和世界野生生命基金等組織發表報告說,現在地球上大約有34萬種植物物種處於滅絕的邊緣,每年有1000~26000種生物滅絕。全世界75%的紫杉屬植物麵臨消失的危險,而抗癌藥物“塔克索爾”就是從這類植物中提取的。在馬達加斯加、厄瓜多爾西部大西洋海岸森林均已減少到50年前的10%以下,僅這些地區就至少有7500種動物、15萬種微生物已經滅絕或瀕於滅絕。
(二)我國農村生態環境問題
生態環境,人們注意得更多的是城市環境,而對於占國土麵積絕大部分的農村未引起足夠的重視。農村環境是指各種農業區域,包括廣大農村、農區、林區、牧區等環境。農業環境是指以農作物為主體的各種環境要素的組合,其要素包括:大氣、水體、土壤和生物(動物、植物、微生物)。環境科學討論的農業環境問題,主要是指在農村各個區域環境要素的質量,如農村的空氣汙染、水汙染、土壤汙染等問題與農業生產的關係。