科學競賽題

【專家解說】：答：1、我國最大的自然保護區(qū)—阿爾金山自然保護區(qū) 在世界屋脊棗青藏高原的北緣，阿爾金山西段與昆侖山東支可可西里山之間，有一個鮮為人知的高原盆地—庫木庫勒盆地。它位于新疆維吾爾自治區(qū)的東南隅，與青海、西藏的交匯處。這個盆地深藏在險峻陡峭的山峰下，自然環(huán)境獨特、自然資源豐富，就象一塊未曾雕琢的翡翠，保持著混飩初開的原始狀態(tài)。由于這以山勢險峻、氣候多變，嚴寒缺氧，所以阻礙了人們對它的認識和了解，在漫長的歲月里，籠罩著一片神奇的色彩。 1982年，這里建立了一個高原類型的保護區(qū)棗阿爾金山自然保護區(qū)，面積為45，000平方公里，平均海拔高度4，200米，是目前我國面積較大、海拔較高的綜合型自然保護區(qū)。 2、一顆扣式電池可以污染60萬公升的水源。 3、一.環(huán)境污染對生物的不利影響. 環(huán)境污染對生物的生長發(fā)育和繁殖具有十分不利的影響，污染嚴重時，生物在形態(tài)特征、生存數(shù)量等方面都會發(fā)生明顯的變化。下面分別講述環(huán)境污染在酸雨、有害化學藥品、重金屬和水體富營養(yǎng)化四個方面對生物的危害。 1．酸雨對生物的危害 酸雨使土壤和河流酸化，并且經(jīng)過河流匯入湖泊，導致湖泊酸化。湖泊酸化以后不僅使生長在湖中和湖邊的植物死亡，而且威脅著湖內(nèi)魚、蝦和貝類的生存，從而破壞湖泊中的食物鏈，最終可以使湖泊變成“死湖”。酸雨還直接危害陸生植物的葉和芽，使農(nóng)作物和樹木死亡。 現(xiàn)在，酸雨造成的危害日益嚴重，已經(jīng)成為全球性環(huán)境污染的重要問題之一。二氧化硫是形成酸雨的主要污染物之一。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類將燃燒更多的煤、石油和天然氣，產(chǎn)生更多的二氧化硫等污染物，因此，今后酸雨造成的危害有可能更加嚴重。我國是世界上大量排放二氧化硫的國家之一，一些地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了酸雨。例如，我國西南某地區(qū)，1982年的三個月內(nèi)就降了四次酸雨，雨水的pH為3.6～4.6，致使大面積的農(nóng)作物受害。 早在19世紀中葉，人們就注意到地衣和苔蘚植物不能在空氣污染嚴重的城市中存活，煙囪附近的植物葉片往往出現(xiàn)病斑?？茖W家們經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn)，這些現(xiàn)象都與該地區(qū)的大氣污染有關，并且可以利用一些植物來監(jiān)測某個地區(qū)大氣污染的狀況。不同的植物對二氧化硫等大氣污染物的敏感程度不同。例如，大氣中二氧化硫的含量比較高時，紫花苜蓿、向日葵等的葉片就會很快褪綠，或者葉脈間出現(xiàn)褐色斑塊，嚴重時葉片逐漸壞死。這些植物對大氣污染反應敏感，可以用來監(jiān)測大氣污染的狀況，叫做大氣污染指示植物。 2．有害化學藥品對生物的危害 農(nóng)藥是一類常見的有害化學藥品。人們在利用農(nóng)藥殺滅病菌和害蟲時，也會造成環(huán)境污染，對包括人類在內(nèi)的多種生物造成危害。 許多農(nóng)藥是不易分解的化合物，被生物體吸收以后，會在生物體內(nèi)不斷積累，致使這類有害物質在生物體內(nèi)的含量遠遠超過在外界環(huán)境中的含量，這種現(xiàn)象稱為生物富集作用。生物富集作用隨著食物鏈的延長而加強。例如，幾十年前DDT作為一種高效農(nóng)藥，曾經(jīng)廣泛用于防治害蟲。美國某地曾經(jīng)使用DDT防治湖內(nèi)的孑孓，使湖水中殘存有DDT，而浮游動物體內(nèi)DDT的含量則達到湖水的一萬多倍。小魚吃浮游動物，大魚又吃小魚，致使DDT在這些大魚體內(nèi)的含量竟高達湖水的八百多萬倍。 3．重金屬對生物的危害 有些重金屬如Mn、Cu、Zn等是生物體生命活動必需的微量元素，但是大部分重金屬如Hg、Pb等對生物體的生命活動有毒害作用。生態(tài)環(huán)境中的Hg、Pb等重金屬，同樣可以通過生物富集作用在生物體內(nèi)大量濃縮，從而產(chǎn)生嚴重的危害 4.Hg對水蚤生命活動的影響 通過演示實驗可以看出，Hg對水蚤有毒害作用?？茖W家們發(fā)現(xiàn)，自然界中的Hg在水體中經(jīng)過微生物的作用，能夠轉化成毒性更大的甲基汞。在被甲基汞污染了的海水中，藻類植物改變了顏色，海魚也大量死亡?？茖W家們還發(fā)現(xiàn)，質量濃度僅為4mg/L的PbCl2溶液，就能明顯地抑制菠菜和番茄正常地進行光合作用?？梢?，Hg、Pb等重金屬對于生物的正常生命活動是十分有害的。 5．富營養(yǎng)化對生物的危害 富營養(yǎng)化是指因水體中N、P等植物必需的礦質元素含量過多而使水質惡化的現(xiàn)象。水體中含有適量的N、P等礦質元素，這是藻類植物生長發(fā)育所必需的。但是，如果這些礦質元素大量地進入水體，就會使藻類植物和其他浮游生物大量繁殖。這些生物死亡以后，先被需氧微生物分解，使水體中溶解氧的含量明顯減少。接著，生物遺體又會被厭氧微生物分解，產(chǎn)生出硫化氫、甲烷等有毒物質，致使魚類和其他水生生物大量死亡。發(fā)生富營養(yǎng)化的湖泊、海灣等流動緩慢的水體，因浮游生物種類的不同而呈現(xiàn)出藍、紅、褐等顏色。富營養(yǎng)化發(fā)生在池塘和湖泊中叫做“水華”，發(fā)生在海水中叫做“赤潮”。工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)田排出的水中含有很多N、P等植物必需的礦質元素，這些植物必需的礦質元素大量地排到池塘和湖泊中，會使池塘和湖泊出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。池塘和湖泊的富營養(yǎng)化不僅影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，而且會使水中含有亞硝酸鹽等致癌物質，嚴重地影響人畜的安全飲水。 二.環(huán)境與人體健康 隨著環(huán)境污染的日益嚴重，許多人終日呼吸著污染的空氣，飲用著污染的水，吃著從污染的土壤中生長出來的農(nóng)產(chǎn)品，耳邊響著噪聲……環(huán)境污染嚴重地威脅著人體健康 1．大氣污染與人體健康 大氣污染主要是指大氣的化學性污染。大氣中化學性污染物的種類很多，對人體危害嚴重的多達幾十種。我國的大氣污染屬于煤炭型污染，主要的污染物是煙塵和二氧化硫，此外，還有氮氧化物和一氧化碳等。這些污染物主要通過呼吸道進入人體內(nèi)，不經(jīng)過肝臟的解毒作用，直接由血液運輸?shù)饺?。所以，大氣的化學性污染對人體健康的危害很大。這種危害可以分為慢性中毒、急性中毒和致癌作用三種。 慢性中毒 大氣中化學性污染物的濃度一般比較低，對人體主要產(chǎn)生慢性毒害作用?？茖W研究表明，城市大氣的化學性污染是慢性支氣管炎、肺氣腫和支氣管哮喘等疾病的重要誘因。急性中毒 在工廠大量排放有害氣體并且無風、多霧時，大氣中的化學污染物不易散開，就會使人急性中毒。例如，1961年，日本四日市的三家石油化工企業(yè)，因為不斷地大量排放二氧化硫等化學性污染物，再加上無風的天氣，致使當?shù)鼐用裣〈蟀l(fā)生。后來，當?shù)氐倪@種大氣污染得到了治理，哮喘病的發(fā)病率也隨著降低了。 致癌作用 大氣中化學性污染物中具有致癌作用的有多環(huán)芳烴類和含Pb的化合物等，其中3，4-苯并芘引起肺癌的作用最強烈。燃燒的煤炭、行駛的汽車和香煙的煙霧中都含有很多的3，4-苯并芘。大氣中的化學性污染物，還可以降落到水體和土壤中以及農(nóng)作物上，被農(nóng)作物吸收和富集后，進而危害人體健康。 大氣污染還包括大氣的生物性污染和大氣的放射性污染。大氣的生物性污染物主要有病原菌、霉菌孢子和花粉。病原菌能使人患肺結核等傳染病，霉菌孢子和花粉能使一些人產(chǎn)生過敏反應。大氣的放射性污染物，主要來自原子能工業(yè)的放射性廢棄物和醫(yī)用X射線源等，這些污染物容易使人患皮膚癌和白血病等。 2．水污染與人體健康 河流、湖泊等水體被污染后，對人體健康會造成嚴重的危害，這主要表現(xiàn)在以下三個方面。第一，飲用污染的水和食用污水中的生物，能使人中毒，甚至死亡。例如，1956年，日本熊本縣的水俁灣地區(qū)出現(xiàn)了一些病因不明的患者。患者有痙攣、麻痹、運動失調(diào)、語言和聽力發(fā)生障礙等癥狀，最后因無法治療而痛苦地死去，人們稱這種怪病為水俁病?？茖W家們后來研究清楚了這種病是由當?shù)睾琀g的工業(yè)廢水造成的。Hg轉化成甲基汞后，富集在魚、蝦和貝類的體內(nèi)，人們?nèi)绻L期食用這些魚、蝦和貝類，甲基汞就會引起以腦細胞損傷為主的慢性甲基汞中毒。孕婦體內(nèi)的甲基汞，甚至能使患兒發(fā)育不良、智能低下和四肢變形。第二，被人畜糞便和生活垃圾污染了的水體，能夠引起病毒性肝炎、細菌性痢疾等傳染病，以及血吸蟲病等寄生蟲疾病。第三，一些具有致癌作用的化學物質，如砷(As)、鉻(Cr)、苯胺等污染水體后，可以在水體中的懸浮物、底泥和水生生物體內(nèi)蓄積。長期飲用這樣的污水，容易誘發(fā)癌癥。 3．固體廢棄物污染與人體健康 固體廢棄物是指人類在生產(chǎn)和生活中丟棄的固體物質，如采礦業(yè)的廢石，工業(yè)的廢渣，廢棄的塑料制品，以及生活垃圾。應當認識到，固體廢棄物只是在某一過程或某一方面沒有使用價值，實際上往往可以作為另一生產(chǎn)過程的原料被利用，因此，固體廢棄物又叫“放在錯誤地點的原料”。但是，這些“放在錯誤地點的原料”，往往含有多種對人體健康有害的物質，如果不及時加以利用，長期堆放，越積越多，就會污染生態(tài)環(huán)境，對人體健康造成危害。 4．噪聲污染與人體健康 噪聲對人的危害是多方面的：第一，損傷聽力。長期在強噪聲中工作，聽力就會下降，甚至造成噪聲性耳聾。第二，干擾睡眠。當人的睡眠受到噪聲的干擾時，就不能消除疲勞、恢復體力。第三，誘發(fā)多種疾病。噪聲會使人處在緊張狀態(tài)，致使心率加快、血壓升高，甚至誘發(fā)胃腸潰瘍和內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂等疾病。第四，影響心理健康。噪聲會使人心情煩躁，不能集中精力學習和工作，并且容易引發(fā)工傷和交通事故。因此，我們應當采取多種措施，防治環(huán)境污染，使包括人類在內(nèi)的所有生物都生活在美好的生態(tài)環(huán) 三．環(huán)境污染對生物的影響，環(huán)境污染與“三致作用” 環(huán)境污染往往具有使人或哺乳動物致癌、致突變和致畸的作用，統(tǒng)稱“三致作用”?！叭伦饔谩钡奈：?，一般需要經(jīng)過比較長的時間才顯露出來，有些危害甚至影響到后代。 1．致癌作用 致癌作用是指導致人或哺乳動物患癌癥的作用。早在1775年，英國醫(yī)生波特就發(fā)現(xiàn)清掃煙囪的工人易患陰囊癌，他認為患陰囊癌與經(jīng)常接觸煤煙灰有關。1915年，日本科學家通過實驗證實，煤焦油可以誘發(fā)皮膚癌。污染物中能夠誘發(fā)人或哺乳動物患癌癥的物質叫做致癌物。致癌物可以分為化學性致癌物(如亞硝酸鹽、石棉和生產(chǎn)蚊香用的雙氯甲醚)、物理性致癌物(如鐳的核聚變物)和生物性致癌物(如黃曲霉毒素)三類。 2．致突變作用 致突變作用是指導致人或哺乳動物發(fā)生基因突變、染色體結構變異或染色體數(shù)目變異的作用。人或哺乳動物的生殖細胞如果發(fā)生突變，可以影響妊娠過程，導致不孕或胚胎早期死亡等。人或哺乳動物的體細胞如果發(fā)生突變，可以導致癌癥的發(fā)生。常見的致突變物有亞硝胺類、甲醛、苯和敵敵畏等。 3．致畸作用 致畸作用是指作用于妊娠母體，干擾胚胎的正常發(fā)育，導致新生兒或幼小哺乳動物先天性畸形的作用。20世紀60年代初，西歐和日本出現(xiàn)了一些畸形新生兒?？茖W家們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，原來孕婦在懷孕后的30天～50天內(nèi)，服用了一種叫做“反應?！钡逆?zhèn)靜藥，這種藥具有致畸作用。目前已經(jīng)確認的致畸物有甲基汞和某些病毒等。 綜上所述,環(huán)境污染的危害是巨大的,涉及面廣,危害程度大,侵襲性強,且難以治理.我們必須做好每一步環(huán)境污染防止的工作,堅持預防為主,防止結合,綜合治理的原則,真正地把環(huán)境保護與治理同經(jīng)濟,社會持續(xù)發(fā)展相協(xié)調(diào). 4、沼氣。沼氣是利用人畜糞便、秸稈、雜草、不能食用的果蔬等生物質的廢棄物，經(jīng)過細菌發(fā)酵產(chǎn)生的。沼氣可以燃燒，而且具有很高的熱值。1立方米沼氣大約相當于1.2千克的煤或0.7千克的汽油，可供一輛載重30噸的卡車行駛2.8千米；用它做飯，可供五六口之家一日三餐。沼氣在燃燒過程中生成二氧化碳和水，不污染空氣，也不會危害人們的健康；同時，產(chǎn)生沼氣的原料本身就是各種廢料，用它們產(chǎn)生沼氣可以大大減少垃圾數(shù)量，變廢為寶。因此，使用沼氣既可以節(jié)約能源，又不會造成污染。 另一種廣泛利用的清潔能源是太陽能。太陽是地球能源的源泉，無論是風能、生物質能、礦物質能還是水利、溫差和潮汐能，歸根結底都是太陽能的轉化形式。但長期以來，直接利用太陽能并沒有得到足夠的發(fā)展。將太陽聚焦，就可以將光能轉化為熱能。太陽灶就是利用這一原理設計而成：用金屬或其他材料制成類似鏡面的裝置，將陽光反射到某一焦點，便可得到100℃或更高的溫度，足夠用來燒飯做菜。目前在陽光充足的地方，人們已開始大量使用太陽灶、太陽能熱水器和干燥器等。光能也可用來發(fā)電。硅電池就可將13％～20％的光能轉化為電能。許多電子計算器和其他小型電子儀器現(xiàn)在已采用太陽能電池供電，人造衛(wèi)星和宇宙飛船也主要依靠太陽能電池提供電力。太陽的光和熱還要源源不斷地輸送到地球達幾十億年之久，所以，在地球的生命期限內(nèi)，它是一種理想的取之不盡、用之不竭的清潔能源，還有待人們的進一步開發(fā)。 地熱也是一個巨大的清潔能源庫。地球內(nèi)部聚集了大量的熱能。據(jù)估計，僅地面以下3000米范圍內(nèi)的地熱資源就相當于30000億噸煤提供的熱量，差不多是全世界煤炭年開采量的1000倍。地熱可用于取暖、發(fā)電，總的來說是一種清潔能源，但當熱水在高溫高壓下沖出地面時可能會造成噪聲，有時地下熱水中也會含有一些有害物質，因此在使用時應注意避免這些危害。 其他還有氫能與燃料電池，生物質能，各種可再生能源（如水能、風能），潔凈燃燒技術（如潔凈煤）。