在伦敦 - 朴次茅斯公路上的Liphook附近,中央发电委员会正在给一段森林装设铅管。其目的不是为了给森林浇水,而是为了对它熏烟消毒。
当该安装工作于1986年初完成时,二氧化硫和臭氧将会通过管子流入,从而,使得成千成万棵幼树周围的污染水平,达到创纪录的稳定不变。
该实验将持续五年,并且,中央发电委员会希望:该实验将最终证实树林遭到破坏的原因。人们首先在德国的森林中注意到该问题,它已使酸雨成为今天的头号污染问题。
对该问题的关注已经达到如此程度,以致,欧洲经济共同体有关环境的部长们将于本周聚会,讨论欧洲控制酸雨委员会提出的具有深远意义的建议,它要求将耗资15亿英镑的设备安装在英国现有的发电站。英国政府反对这些建议,理由是:到目前为止,还没有充分了解酸雨问题,以致不能保证:采取控制措施将会达到预定的效果。
自相矛盾的是,人们肯定已知的关于森林破坏的—件事是:它不是因酸雨而造成。事实上,酸雨是一个使用不当的名词,它已经成为一个适用于各种情况的词——一个有关一系列大气污染物的词,而这些污染物中,不是所有的都是酸性的。
它们的共性是,它们是由于燃烧矿物燃料而引起。煤和石油含有硫,而硫最终在大气中,产生二氧化硫。高温燃烧将空气中的某些氮转变成氮的各种氧化物——人们通常知道为:NOX。二氧化硫和NOX是大多数酸污染形式的先驱者。
它们也会引起直接破坏。如果浓度足够地高,它们将会侵蚀建筑物的石造部分,腐蚀金属,有害于植物,以及影响人体健康。但是,只有在大的人口中心处,它们的水平高时,这些影响才有可能产生。在大多数西欧国家城市二氧化硫的水平至少在近几年来已经剧降。正在引起如此多令人关心的事的长期酸污染是一个不同的问题。
它产生的原因是:大气中的复杂化学过程将二氧化硫及NOX变成硫酸和氮酸。某些作为酸雨回到地球,但是很多酸度作为干粒子沉积。有毒气体臭氧也可从NOX碳氢化合物以及大气的氧形成。所有这些不同形式的污染倾向于结块,成为“酸雨”。
在大气中,风可夹带污物,到很远的距离,因此,它们是一个国际性,甚至是全球性的问题。因此,斯堪的纳维亚国家所得到的酸性污染物中,有大部来自同它们相距很远的地方,而英国是一个酸污染的净出口国。
斯堪的纳维亚的湖泊、溪流和江河的酸化是将被人们确认的长期酸污染的第一个产物,近几年来,水已变得越来越酸,鱼和其它形式的水生动物已经死亡,它们是复杂化学变化的牺牲品。在欧洲的其它地方以及在北美,也发生同样的事情。在英国,苏格兰的西南部是受到最严重影响的一个地区。
但是,酸雨不会自动导致酸化了的地表水。地质上也有因素。如果土壤有着充分的中性能力,则酸雨所造成的破坏,是人们辨认不出的。
二十世纪七十年代中期,在德国南部的银枞中,出现了第一批迹象:针叶变成有特征的黄色,然后掉落。这种破坏的情况迅速传播,特别是,二十世纪八十年代初到1984年,50%的德国森林树木受到某种程度的影响,当然,少数树实际上已经死亡。W85年,情况似乎已经稳定下来,当然,可能由于潮湿的夏天,这种情况可能是一种暂时缓解的现象。
在德国东部,在同波兰和捷克斯洛伐克交界处,森林遭到破坏的原因是极为清楚的。二氧化硫和NOX的水平是如此地高,以致它们正在直接影响树木。大多数的污染是由于东方集团燃烧褐煤的结果,在那里,几乎没有采取控制措施,因此,树林遭到破坏的情况要更为严重,大片森林已经完全死亡。
然而,德国受害的大部分树林位于诸如黑森林的地区,那里,空气特别洁净。那么,产生破坏的原因可能是来自东方集团的不同原因。
得到一批追随者的第一个理论是:酸雨在使土壤酸化方面,责任重大。然而,这经不起严格的检验。世界其它地方的森林受到数量要多得多的酸雨,但是,迄今,仍旧长得郁郁葱葱。
随着土壤酸化理论的让位,臭氧已经成为最有可能的罪魁祸首。近几年来,臭氧水平已经增加,在德国受害的森林中,臭氧水平常常高于损害植物的水平。臭氧连同其他引起危害的因素中也许起好作用,这些因素为:诸如,寒冷和干旱,疾病以及可能由于酸雨使得营养从针叶浸出。在地势很高的森林,它们遭到破坏的情况也最广泛,其原因是,它们经常受雾(或烟云)的影响,而雾中,酸度可以达到高水平。
臭氧理论中未提及的一个要点是:在受控的实验中,这些症状绝对不会再产生。在温室中,处于臭氧环境中的树木没有变黄,同样,也没有掉针叶。如果在中央发电委员会Liphook实验的更为自然的条件中,也没有产生这些迹象,则,可能有必要对臭氧理论进行重新评价。
尽管臭氧不是酸,但是,它是通过NOX,和氧的作用,又得到阳光的促进,在大气中形成。碳氢化合物也促进了臭氧的形成。NOX,碳氢化合物以及阳光的作用同洛杉矶的情况是太相似了,在那里,这三者一起产生出了名的光化学烟雾,在烟雾中,臭氧是一种重要的组分。
如果臭氧真的在破坏森林中起主要作用的话,则电站就会失去“树林杀害者”的宝座。首先,电站是二氧化硫的排放者,但是,这对于臭氧的形成,几乎不能容忍。另一方面,汽车,作为NOX和碳氢化合物的主要制造者,开始日益显得重要。然而,二氧化硫仍旧是造成地表水酸化的主要原因。
通过不排放二氧化硫和NOX,可以永远解决酸污染问题。但是,在可预见的未来,这是不可行的,任何控制策略必须旨在从可得到的资源获取最大的效益。
本周,环境部长们将要讨论的欧洲经济共同体的指示要求:到1995年,大厂(实际上是电站和主要化学厂)排放的二氧化硫要从1980年水平降低60%,而NOX要减少40%。在英国,要实现这样大的目标,将要求为现有的12个最大燃煤电站安装从烟道气排除二氧化硫的设备。尽管该设备可以买到,但初始成本将达15 ~ 20亿英镑,而每年的运行成本要超过3亿英镑。仅仅这些二氧化硫控制设备的影响将使电价提高约5%。
这笔钱是否花得恰当?这些控制设备也许有助于停息斯堪的纳维亚人长期来对其地表水污染所发出的合理牢骚,但是,绝对不能肯定:他们一定会这样。主要的问题是:减少的排放量,例如,减少50%的排放量,将会减少同样数量的酸的沉淀吗?证据还非常不清楚。从二十世纪七十年代初期以来,英国的二氧化硫排放量已经减少30%,欧洲经济共同体已减少16%,然而,酸的沉淀却无明显的减少。
解释可能是:将二氧化硫转化成硫酸需要催化剂。如果情况是这样,则转换率可以取决于可以得到的催化剂质量,而不是取决于二氧化硫的量。如果这个难点存在则在排放量减少方面的投资可能不会在酸污染方面,产生预期的成果。
[The Sunday Times,1985年11月]