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第45章 化学污染的处理(5)

我国从1993年开始成为石油净进口国,2004年我国进口石油占全国原油加工量的36%。据统计分析,到2010年中国民用汽车将达5000万辆,年耗汽油16 400万吨,而那时中国石油只剩下7年的开采时间。汽车明天“喝”什么?如今越来越多的人把目光投到“酒精掺汽油”的新招儿上。

有人风趣地说,省下司机杯中的酒,让给汽车喝,两全其美。但你不要以为这是天方夜谭。从中科院广州能源所获悉,汽车“烧”木薯在广东即将成为现实。可以替代汽油并且具有广东特色(即以木薯、甘蔗为原料)的可再生能源——燃料酒精(也称乙醇汽油),最近由该所下属单位成功投产。

从木薯中提取燃料酒精,再与汽油以一定比例混配成汽油醇,当作汽车燃料。它对解决极为严峻的汽车尾气问题及寻找农产品出路是一大福音。以木薯、甘蔗为原料生产燃料酒精也被誉为“绿色石油”,在我国属首创。燃料酒精是目前国际上最受欢迎的可再生能源,将一定比例的燃料酒精代替油品,不仅可维持汽车的正常能耗,更可减少二氧化碳、苯的排放,减少地表臭氧等的污染,至少可减去一般汽油污染的30%。

作为稳定粮食价格、提高农民收入,缓解原油进口压力,改善环境质量的一项有效措施,粮食转化汽油醇项目已列入国家重点工程。我国东北地区也已提出用玉米制燃料酒精,以解决存放粮及环境污染的问题。而作为我国南方的广东,生产燃料酒精则有更多的便利条件,首先是广东生产燃料酒精的原料——木薯、甘蔗等可再生资源极为丰富,即具备得天独厚的“广东特色”,而且这种开发生产不占粮食耕地,也不冲击市场有助于解决“三农”问题,经济效益明显。其二,燃料酒精在我国“两广”地区和东南亚具有很大的市场,销路广阔。

鉴于这些有利条件,广州能源所科技人员着眼于国民经济建设的需要,勇于探索,从1997年开始,与其他公司合作,运用NIPCS—XEC型控制器技术对燃料酒精项目进行分析,对用生物工程方法加工的燃料酒精进行深入的研究和试验,1998年完成生产燃料酒精的高产优质酵母研究,并完成年产50万吨燃料酒精工厂的设计。现已在广东的怀集、湛江两地分别建立年产15万吨和13.5万吨的燃料酒精生产基地。由于使用木薯和甘蔗作为原料制取燃料酒精,现在燃料酒精的成本低于汽油的成本,一吨燃料酒精的价格最高大概为3000元,而一吨汽油价格为3600~3800元。

目前,中国每年消耗汽油4000万吨,2005年将达到4 500万到4 800万吨,如果采用添加酒精的方法来解决汽车燃料,就可以不再增加石油消耗。如果按照15%比例添加,需要酒精600万吨,按3吨玉米生产1吨酒精,需要1 800万吨玉米。而中国正常年景,有1 500万吨玉米的剩余,再加上红薯、木薯的补充,生产600万吨酒精是有保障的。随着科技的发展,用秸秆、树叶、垃圾生产酒精的技术已经成熟,潜在生产能力在5000万吨左右。路明委员说:“发展石油替代农业,既可解决农民卖粮难的问题,为农民增加收入开辟新路,又可以缓解中国石油紧缺,不再为汽车明天喝什么发愁,何乐而不为呢?”

据了解,位于北京通州区的交通部机动车试验场里,曾经进行过一项特殊试验:夏利、富康和桑塔纳各4辆,它们都即将跑满8万千米的预定目标,“与众不同”的是都使用乙醇汽油作为燃料。据介绍,每行驶1万至2万千米,技术人员都要记录相关数据和进行尾气监测试验。据统计,如果按乙醇添加量10%计算,则我国每年就可以减少汽油消耗1640万吨。研究人员同时指出,要在我国大面积推广使用乙醇汽油,目前尚存四大难题:一是储运设施和调和要求严、成本高;二是使用乙醇汽油后,汽车的油耗和发动机的动力性能都有变化;三是政府应给予相应的鼓励和优惠政策;四是企业需要降低燃料酒精的生产成本。

所以我们应该克服我们目前所存在的暂时困难,把生物燃料应用到我们的日常生活和消费当中,这样不仅可以改善我们目前能源紧缺的问题,而且有助于我们对环境污染问题的解决。

十一、核能的春天

随着社会、经济的发展,工业化、城市化进程的逐步加快,人类对能源的需求特别是对电能增长的需求越来越迫切,而当电能工业高速发展的同时随之而来对人类赖以生存和发展的环境又产生了巨大的影响。在我国一些地区,煤仍然是发电的主要燃料,其造成的大气污染问题相当严重。

自从1954年世界第一座核电站在苏联建成以来,核能发电的理论与工程技术日臻成熟,经济效益逐渐提高,在西方一些发达国家核电成本已开始低于火电,但是关于核能发电的科学知识的普及则远不如核电发展速度那么快,人们对核能发电特别是对它对环境的影响缺乏了解,总认为核电站的安全性很差,核电站的放射性污染严重等,特别是在美苏相继发生了三哩岛和切尔诺贝利核电站事故之后,一些公众对核电的安全性就更加担心。其实核电站在各种能源中是相对比较干净清洁的。核电站环境放射性污染是人们最担心的问题,而实际上由于核电站安全设计贯彻了三道屏障的设计准则和严格的三废处理准则,使通过液态、气态途径释放到环境中的放射性物质对附近居民产生的辐照剂量一般都已经降到很低。据报道,同等规模的发电厂燃煤机组由于煤中含有镭、钍等天然放射性元素,燃烧后通过废气排放对居民产生的辐照剂量却是核电站的7倍。此外核电站在运行期间更不会产生二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳一类有害气体及大量煤灰。以法国为例,现今该国核电机组装机容量占总装机容量的75%以上。1980年到1986年之间为法国核电高速发展时期,此间法国核电站占总发电量的比例由24%上升到70%,并使总发电量增加40%,但其间二氧化硫的排放量却减少56%,氮氧化物排放减少9%,尘埃减少36%。国外的经验值得借鉴,从保护环境的角度出发,核电站作为一种安全、清洁的能源在我国东部沿海地区的应用前景是十分看好的。

核电站的生产工艺过程中会产生大量的放射性物质,其中绝大部分始终处于被封闭状态,一小部分以气、液、固态被分类作为废物处理。在核电站的生产和检修活动中,还会产生一定量的放射性样品和被放射性玷污过的工器具等。此外,根据生产和质量控制的需要,电站还须购买和应用一定数量的放射性同位素源,如射线探伤用γ放射源和检定辐射监测仪器的标准源等。对放射性物品,需有效监控,否则其扩散会造成意外的后果;放射性同位素源尽管数量有限,且绝大部分放射性活度很小,对电站工作人员的危害相对较低,可一旦失控和扩散便会对环境及社会带来不利的影响,也会使电站的形象受到损害。

专家认为,如果没有大亚湾和岭澳核电站,则我国广东和香港两地每年要多消耗燃煤1060万吨,这会产生2 700万吨二氧化碳、10万吨二氧化硫和6万吨一氧化氮,排放到大气中的尘埃会增加上万吨。煤从地下掘出,带有微弱的天然放射性。聚沙成塔,火电站释放的放射性物质比相同发电能力的核电站正常排放的还要多。根据中国原子能科学研究院的调查,大亚湾和岭澳核电站是参照法国20世纪80年代初的同类核电站建设的,法国开始使用这类反应堆以来,从未发生过导致重大辐射后果的严重事故,所以,大亚湾两座核电站的正常营运应该也不会对当地海洋生物和周边环境产生辐射危害。

据了解,大亚湾的植被覆盖率很高。栽种的植物有的不是本地物种,而是专门从他处移植过来检测核电站对环境的长期效应的。核电站厂区里的植物中不少是对核辐射比较敏感的“指示植物”,松树就是其中一种。监测人员会定期采集松针到实验室分析放射性是否超标。同时,他们也会到附近海域捞取马尾藻和在海底生活的贝类进行化验,这些也都是很好的“指示生物”。10年来对大气、海洋、土壤和生物不间断的监测表明,那里的放射性指标“并没有出现可察觉的变化”。

实践经验证明,核电站安全保障的关键在于人的科学管理和操作,只要大家的安全意识一刻都不放松,永保核电站的平安就能做到。如果说20世纪核能的出现和发展是核能的第一个春天,那么现在核能正处于向第二个春天过渡的蓄势待发时期。让我们努力迎接核能新的春天的到来。

十二、利用植物修复重金属污染土壤

重金属不同于有机物,它不能被生物所降解,它们可以在环境中长期残躺,大大降低了土壤的应用价值,并会通过食物链最终进入人体而造成健康危害。

土壤一旦被重金属污染,其治理将是一件十分困难和代价昂贵的工作。国外专家估计,靠挖掘与掩埋方法解决重金属污染土壤治理平均每英亩至少需要花费10万美元。相比而言,利用植物对重金属污染的土壤进行修复是一个很有前景的选择,具有费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水二次污染、可以美化环境的作用、易为社会接受等优点。自从1983年利用超富集植物清除土壤重金属污染的思想提出以来,重金属污染土壤的植物修复研究已成为环境科学的热点和前沿领域。那么,植物是通过怎样的途径去除土壤中的重金属的昵?主要有如下三方面。

植物固定。利用植物及一些添加物质使环境中的重金属流动性降低,使重金属对生物的毒性降低。

植物挥发。某些植物可以将从环境中吸收的化合态汞还原为单质汞,并通过挥发从士壤中去除。而另一些植物可以将环境中的单质硒转化为气态有机硒(二甲基硒和二甲基二硒等)从土壤中挥发去除。

植物吸收。是目前研究最多并且最有发展前景的一种利用植物去除环境中重金属的方法,它是利用能耐受并能积累重金属的植物来过量吸收环境中的重会属离子,并将它们输送并贮存在植物体的地上部分。美国能源部认为,能用于重金属污染土壤修复的植物应具有以下几个特性:①即使在重金属含量很低时也有较高的积累速率;②能在体内过量积累重金属;③能同时积累几种重金属;④生长快,生物量大;⑤具有抗虫抗病能力。

植物修复技术治理重金属污染的土壤环境其关键问题在于筛选对重金属具有超富集(超积累)的植物种类。经过国内外科学家大量野外调查及实验室研究,已经找到了几百种能过量吸收重金属的植物。如,纸皮桦、红树植物、藓类和地衣以及藻类对汞都有较高的累积量,某些芥菜型油菜品种中对镉具有良好的超积累吸收作用,而蒲公英、龙葵和小白酒花等植物对镉一铅一铜一锌复合型污染的土壤具有良好的修复功能。我国环境保护工作者在安徽省铜陵市笔架山铜矿区的野外调查中发现了两种对铜具有很高富集能力的野生植物——剌藤(又称刺蓼)和鸭跖草,结果发现它们对铜矿区土壤中铜具有很强的积累,其中刺藤的叶片和茎中铜积累浓度分别可以达到293微克/克和178微克/克以上,这样通过收割可以将铜从土壤中清除。专家认为,虽然这两种植物各器官中的铜含量尚未达到超积累植物的公认标准(500微克/克),但因它们生物量大以及在铜矿区内较广泛分布,因此在铜污染矿区的修复中具有良好的应用价值。

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