環(huán)境科學是什么?
有一群科學家,他們穿梭在森林、農田,也游蕩在湖泊、海邊,但他們的目的不是旅游,而是為了了解人類活動如何影響環(huán)境,并設法減少對環(huán)境的不利影響。這群科學家被統(tǒng)稱為環(huán)境科學家,他們從事的研究被稱作環(huán)境科學。
環(huán)境科學是一門新生的學科。20世紀60年代末70年代初,大學里才開始開設獨立的環(huán)境科學系科。催生環(huán)境科學的是20世紀中葉一系列災難性的環(huán)境事件,例如日本水俁灣的甲基汞污染,美國的滴滴涕污染。這些災難讓人們清楚地意識到人類對大自然的破壞能力之巨大,意識到環(huán)境的承受能力是有限的。環(huán)境科學不僅是人類改造自然的工具,也成了人類保護自然、保護環(huán)境的工具。
環(huán)境科學的研究有什么用?
環(huán)境科學最大的用處是解決環(huán)境污染問題,甚至說環(huán)境科學可以拯救世界也不過分。不相信嗎?下面這個例子,就說明了環(huán)境科學家是如何通過環(huán)境科學研究來拯救世界的。
在汽車工業(yè)發(fā)展的初期,為了提高汽車發(fā)動機的燃燒效率,工程師米基利發(fā)明了含鉛汽油。就是往汽油里加入一種叫做四乙基鉛的添加劑,可以讓汽油穩(wěn)定高效地燃燒。在70年代,僅美國每年消耗的汽油中就含有27萬噸的鉛。
汽油中的鉛大部分都隨著汽車尾氣被排入空氣中。雖然汽油公司宣稱,含鉛汽油的使用對于公眾的健康是沒有影響的。可是這并不能說服關注環(huán)境污染的科學家們。通過研究,科學家們紛紛從不同的角度給出了汽車鉛排放污染環(huán)境、危害健康的證據,這些證據讓公眾和管理者們意識到了鉛污染的嚴峻程度,并最終使各個國家陸續(xù)禁止含鉛汽油的生產使用。
試想一下,如果含鉛汽油沒有被禁用,按照現在汽車的普及程度,城市里的空氣會是多么可怕。
環(huán)境科學家是怎么做研究的?
環(huán)境科學家是怎么工作的,我們就用一個關于水蚤的研究來說明吧。
科學家在以往的研究中發(fā)現,不同種類的水蚤身體里的鈣濃度差別很大,這源于它們吸收鈣的能力不同——高鈣的水蚤吸收速率快。而有一種叫“鎘”的元素,它的化學性質與鈣類似,不過鎘對生物有很高的毒性??茖W家們早就知道,生物很容易錯把鎘當成鈣吸進細胞里。綜合這些知識,我們產生了一個猜想:高鈣的水蚤是否會更快地吸收鎘呢?
有了猜想,接下來就是設計實驗驗證。我們選了數種鈣濃度不同的水蚤,然后用同位素示蹤法分別測定它們吸收鎘的速率。簡單說來,把水蚤放進含有鎘的放射性同位素的水里,在幾個小時的實驗里,定時將水蚤請出來做一次體檢——也就是把水蚤放進儀器里測定它們身體里放射物質的劑量。根據放射劑量的高低,就可以知道水蚤在這幾個小時里吸收了多少鎘。結果發(fā)現,鈣含量越高的水蚤,確實吸收鎘的速率越快,
這就證實了我們的猜想。
完成了一個猜想,新的猜想又來了:鎘是有毒的,一種水蚤吸收鎘的速率越快,是不是就越容易中毒呢?聰明的同學,請你思考一下,該如何設計實驗驗證這個猜想呢?
從猜想到驗證,再到新的猜想到新的驗證,不斷往復,環(huán)境科學的研究把我們對環(huán)境的認識不斷拓展。
環(huán)境科學家需要測定空氣、水、土壤、各種生物里面污染物的濃度,來了解污染是否嚴重。因而,環(huán)境科學家還要進行大量的分析測試工作,這就需要用到各種各樣的儀器。那些五花八門的儀器可以測定金屬含量,也可以測定農藥等有機污染物。電視新聞里常報道某牛奶重金屬超標了,某蔬菜農藥殘留超標了,這些數據都是用這些儀器測試出來的。
如何成為一名環(huán)境科學就家?
相信很多同學都體會過學到新知識時的愉悅感??茖W研究就是自己動手去發(fā)現和驗證新知識的趣味過程,如果你將來也想從事環(huán)境科學研究,就會需要做很多精細的實驗,因此,你需要有很強的動手能力,要足夠細心,且做事要有條理性。丟三落四、馬馬虎虎的習慣可得改掉。另外,數學、物理、化學、生物這些基礎學科都是從事環(huán)境科學研究的工具,只有把這些基礎學科學扎實了,才有可能成為一名優(yōu)秀的、有所建樹的環(huán)境科學家。
最重要的是興趣,興趣是干好任何事的動力,問問你自己,你對研究怎樣保護我們的生態(tài)環(huán)境有興趣嗎?如果有,那現在就努力學習知識吧!隨時歡迎你加入環(huán)境科學的大家庭,讓我們共同為我們的家園擁有了更美好的環(huán)境而努力。