環(huán)保成功案例科學(xué)家消滅酸雨的故事

萊斯利·埃文斯·奧格登

工業(yè)排放是20世紀(jì)下半葉酸雨污染的元兇，但直到幾十年后政府才采取措施

在加拿大的基拉尼省公園，一群孩子在寧靜但顏色綠的很不自然的湖面上劃獨木舟。這天陽光明媚，天氣炎熱，一個口渴的男孩用鋁鍋舀水，準(zhǔn)備加滿他同伴的水壺。稍不留神，鍋從手中滑落，沉入深不可及的水下。令人難以置信的是，它在深達(dá)15.2米的湖底仍然可見。

那是20世紀(jì)80年代中期，我也在這群孩子當(dāng)中。水之所以清澈，原因很不幸。這個湖靠近安大略省薩德伯里鎮(zhèn)冶煉鎳和銅的工廠，湖水已被酸雨徹底改變。水里幾乎所有的生物都消失了，包括那些通常會阻礙光線到達(dá)深處的微小藻類。這個湖乃至整個地區(qū)的湖，都變成了美麗卻死氣沉沉的“綠寶石”。

早些時候，在安大略西北部偏遠(yuǎn)地區(qū)的一些湖泊，國際可持續(xù)發(fā)展研究所的生物學(xué)家德斯賈丁斯在夜間乘船進行過實驗后，喝著早餐咖啡。她面帶微笑，滿臉倦容。昨晚大部分時間她都在漆黑的環(huán)境下工作，尋找一些小怪獸般的生物，比如淡水負(fù)鼠蝦。德斯賈丁斯和她的團隊，正努力結(jié)束始于20世紀(jì)70年代的酸雨實驗。

激烈的爭議

最糟糕的是，酸雨使歐洲的部分森林變得光禿禿的，還造成加拿大和美國部分湖泊中的生物滅絕?；仡欉^去，幾乎所有人都認(rèn)為酸雨成因是汽車尾氣、冶煉廠和燃煤設(shè)施等化石燃料燃燒所排放的二氧化硫和氮氧化物。當(dāng)與大氣中的水和氧結(jié)合時，這些空氣污染物會化學(xué)轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸。云中的酸性水滴會以雨、雪或冰雹的形式落下。

我們現(xiàn)在知道原因了。但之前很久，酸雨成因一直是個謎。1963年，作為長期生態(tài)系統(tǒng)研究的一部分，利肯斯在新罕布什爾州懷特山的哈伯德溪實驗森林中收集了雨水樣本，這項研究至今仍在進行。利肯斯現(xiàn)在是位于紐約州米爾布魯克的卡里生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)研究所的榮休生態(tài)學(xué)教授。利肯斯的研究資料可追溯至1872年甚至更早，1963年他的成果喚起公眾關(guān)注，提高人們對酸雨成因的認(rèn)識，并采取消減措施。行動不僅在北美，而且在所有工業(yè)化國家展開。

加拿大和美國邊境兩側(cè)為緩解酸雨采取行動，關(guān)鍵原因也包括安大略省西北部實驗湖區(qū)所獲得實驗結(jié)果。它的軟水湖（水中鈣鎂離子含量低）距離污染源足夠遠(yuǎn)，可避免酸雨的影響，起到控制作用。

淡水負(fù)鼠蝦在已經(jīng)酸化的湖泊中受到不良影響

與許多湖泊不同，實驗湖區(qū)中健康生態(tài)系統(tǒng)的成份被很好的記錄下來。這使得辛德勒等科學(xué)家能夠在湖泊中添加酸性物質(zhì)，并觀察生態(tài)系統(tǒng)的反應(yīng)。辛德勒當(dāng)時是實驗湖區(qū)的資深科學(xué)家，現(xiàn)在是加拿大阿爾伯塔大學(xué)的榮休教授。實驗湖區(qū)的科學(xué)家們會像電影星球大戰(zhàn)中的達(dá)斯·維達(dá)一樣穿上防護服，制造硫酸溶液，然后用船的螺旋槳推進器在湖中混合“雞尾酒”。

1976年后的7年間，科學(xué)家們將一個編號為223的湖泊的pH值從6.8（接近中性）降低到5.0（微酸性）。實驗室內(nèi)的研究表明，pH值5.0不會對魚類造成傷害。但在對223號湖的實驗中，在酸性達(dá)到5.0之前，魚類就受到了影響。當(dāng)pH值降到5.6時，大多數(shù)淡水鱒魚喜歡的食物已經(jīng)死亡，因為這些微小生物需要鈣來形成外骨骼，而酸化的湖水溶解了它們的保護層。

安大略的湖泊幾十年來一直受到酸雨的影響， 世紀(jì)80年代，人們的擔(dān)憂不斷加劇

辛德勒說：“鱒魚停止繁殖，不是因為被酸毒死了，而是因為快餓死了?！?/p>

淡水微生物學(xué)家凱利于1978年到達(dá)實驗湖區(qū)，當(dāng)時酸雨實驗剛剛開始。在湖泊酸化實驗中，她偶然發(fā)現(xiàn)的一個特別的難題，感到很好奇。她的同事們仔細(xì)計算了將223號湖的pH值降至5.0所需要的酸的量，高中生就可以做這個簡單計算。但凱利團隊的計算結(jié)果顯然是不正常的。

辛德勒說：“我已經(jīng)給工作人員下了命令，要把湖水的pH值降到一定的水平，然后再加入足夠的酸，使湖水保持在一定的pH值?！倍鴮嶒炦M行到一半時，工作人員報告說酸快用完了?！昂此峄倪^程比想象的要復(fù)雜得多。問題是，加進湖水的酸去了哪里，為什么比計算值要消耗的更多？”凱利說。

凱利和同事們開始研究這個問題，他們發(fā)現(xiàn)微生物產(chǎn)生的堿能夠中和一些酸性物質(zhì)，幫助湖泊恢復(fù)化學(xué)平衡。這些酸可以被湖中的細(xì)菌中和，這個發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時頗有爭議。

“人們不相信，”凱利說。但她繼續(xù)研究到底有多少酸可以被中和，于是她前往加拿大、美國的其它地方，以及挪威，到大氣已經(jīng)酸化地區(qū)的湖泊，去測試這種自然恢復(fù)能力。不僅在實驗湖區(qū)，許多湖泊的沉積物中都存在可以中和酸性物質(zhì)的細(xì)菌，這一發(fā)現(xiàn)表明，如果停止酸雨污染，湖泊即可恢復(fù)。

在工業(yè)污染嚴(yán)重的歐洲地區(qū)，酸雨使樹葉脫落，變的光禿禿的

懷疑和否定

223號湖中饑餓魚類的照片令人震驚，加之加拿大酸雨聯(lián)盟等環(huán)保組織的努力，說服了決策者，最終制定出更嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

但是對實驗湖區(qū)的酸雨研究幾乎沒有展開。加拿大聯(lián)邦政府成立實驗湖區(qū)研究站的初衷是為了解決過量營養(yǎng)物質(zhì)污染湖泊的問題，這項工作在20世紀(jì)70年代早期就已有定論，所以政府準(zhǔn)備終止這個研究站。辛德勒告訴聯(lián)邦漁業(yè)官員酸雨研究計劃，而且有來自美國的大量證據(jù)，但官員指責(zé)他制造出酸雨研究計劃只是為了拯救實驗湖區(qū)研究站。

20世紀(jì)70年代和80年代，科學(xué)家們開始尋找制造酸雨的罪魁禍?zhǔn)?，記者們也對這個問題進行了報道，但一些企業(yè)界人士卻竭力混淆視聽，散播懷疑言論，拖延行動。

利肯斯說：“很多人否認(rèn)酸雨”。利肯斯記得曾就這個話題做過演講。有時會有人站起來，粗魯?shù)卮驍嗨?，說不相信有酸雨?！拔医?jīng)常會這樣回答，‘嗯，你沒有收集和分析過雨水樣本吧？他們說‘沒有，而我則說，‘我們什么時候試試吧?！?/p>

利肯斯說，就像氣候變化一樣，防治酸雨會遭到許多有錢有權(quán)的大人物或既得利益集團的反對。從1963年發(fā)現(xiàn)酸雨，到1990年通過《清潔空氣法案》，防治酸雨的立法歷時27年。

在此期間，爆發(fā)了許多跨境爭論。辛德勒說：“關(guān)于酸雨的第一場國際爭端，是美國指責(zé)加拿大造成了邊境湖泊酸化?！睜幎私裹c是安大略阿提科克的一座小型燃煤電廠，美方稱該電廠造成邊境以南的酸雨。辛德勒等加拿大科學(xué)家和美國同行一起參加了在明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯市舉行的會議。

辛德勒表示：“當(dāng)所有數(shù)據(jù)都擺在桌面上時，很明顯，來自阿提科克的少量硫化物對邊界水域沒有影響?！痹谀谴螘h上，科學(xué)家們研究了國際排放凈額。辛德勒說，很明顯，美國，尤其是俄亥俄河谷、賓夕法尼亞和新英格蘭的工業(yè)區(qū)，產(chǎn)生了落入加拿大湖泊中一半以上的酸雨。

這場相互指責(zé)仍在繼續(xù)，赫爾利在一次演講中表示：“酸雨一度是加拿大與美國雙邊關(guān)系中的頭號問題?！?981年赫爾利創(chuàng)建了加拿大酸雨聯(lián)盟，她在演講中回顧了自己在數(shù)十年間通過這家機構(gòu)為防治酸雨所做的努力。1990年11月，加拿大酸雨聯(lián)盟成功阻止了一些修改美國《清潔空氣法案》的企圖，并啟動了酸雨防治計劃，加拿大方面也有類似行動。

關(guān)于湖泊的教訓(xùn)

早期實驗之后又過了半個世紀(jì)，實驗湖區(qū)中的223號湖不再是酸性的了，嗜酸微生物完成了工作。湖泊的化學(xué)平衡已恢復(fù)到實驗前的狀態(tài)。然而，生物復(fù)蘇卻滯后了。淡水負(fù)鼠蝦在未受污染的湖泊中數(shù)量可觀。但在223號湖，仍然不見他們蹤影。因此，德斯賈丁斯等人正在研究，重新引入負(fù)鼠蝦是否可能啟動生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

早期跡象看上去是積極的。遙控潛水器在這些小生物存在的水深處搜索，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)兩只蝦在游弋。這表明，半夜在黑暗湖中的搜索和計數(shù)并非徒勞無功。在被酸雨侵蝕過的生態(tài)系統(tǒng)中，這些小生物又回來了。

由于從源頭上解決了酸雨問題，北美的湖泊得到了更廣泛的恢復(fù)。

與1990年的水平相比，大氣中的硫酸鹽離子已大幅下降，在曾經(jīng)的重污染地區(qū)已降至幾乎可以忽略不計的水平。但這個問題并沒有完全消失。農(nóng)業(yè)排放的硝酸鹽（化肥和牲畜飼料釋放的氨）仍然是造成硝酸沉淀的原因之一。人們還擔(dān)心，在亞洲，由硫和氮形成的酸雨正成為一個日益嚴(yán)重的問題。

解決復(fù)雜的環(huán)境問題沒有簡單的辦法。但是，控制酸雨的努力與應(yīng)對氣候變化的策略是否有相似之處？辛德勒的確看到了業(yè)界拖延戰(zhàn)術(shù)的相似之處。他說：“傳播足夠多的懷疑，為足夠多的政治宣傳買單，你就可以推遲行動。這聽起來很粗俗，但如果你仔細(xì)觀察，大多數(shù)環(huán)境問題都有這樣的困境，氣候問題也不例外?！?p>

美國和加拿大減少酸雨的政策在很大程度上是有效的，湖泊開始恢復(fù)

向湖泊中添加大量堿性物質(zhì)，有助于中和酸雨影響

盡管如此，利肯斯說，在應(yīng)對酸雨方面，減排已經(jīng)取得了巨大的成功。但還需要進一步減排，尤其是氮氧化物。美國現(xiàn)任總統(tǒng)提議削弱減排法規(guī)。利肯斯說，如果發(fā)生這種情況，像紐約東北部阿迪朗達(dá)克山脈等處的湖泊恢復(fù)將特別困難，它們中和酸的能力已經(jīng)減弱。

應(yīng)對北美酸雨需要兩個鄰國采取行動。但對于氣候變化，挑戰(zhàn)更為廣泛，解決方案必須是全球性的。然而，這兩個問題確實有相似之處。赫爾利說，兩者都需要尖端科技支持、媒體報道，以及找到共同利益，能建立跨越對立黨派的聯(lián)盟。

在這場對抗酸雨的戰(zhàn)斗中，赫爾利起到了帶頭作用，這意味著她要在體育表演中找機會向煤炭工人演講，讓他們參與到有干凈水域才能釣到鮭魚這樣的對話中，還要走訪戰(zhàn)爭烈士墓地，去查看被酸雨破壞了的石灰石墓碑。

盡管仍遺留一些問題，但至少在北美，酸雨的解決方案向前推進了，因為它成為了一個跨越黨派問題。赫爾利認(rèn)為：“人們開始廣泛相信，保護我們的森林、北方的湖泊以及湖中的魚類——這些人們共有的資源，是重要的?！?/p>

如果我們能從治理酸雨中學(xué)到什么，那就是對于保護地球氣候而言，廣泛的支持和消除黨派偏見是必要的。（摘自英國廣播公司新聞網(wǎng)）（編輯/小文）