用高科技保護地球環(huán)境

周 軍/文

在促進人類文明發(fā)展進步的同時，如何避免破壞人類所賴以生存的自然環(huán)境，是當(dāng)今人類努力探索的方向之一。一些已有的或正在進行中的科技項目，在一定程度上為人類可持續(xù)發(fā)展作出了貢獻，但它們并不是唯一的“密鑰”。只有將各種科學(xué)技術(shù)與自然生態(tài)系統(tǒng)結(jié)合起來，才能真正地發(fā)揮巨大作用。

用微生物治理污染。自然生態(tài)系統(tǒng)中，不乏一些能降解多種類型污染的微生物。人類可以嘗試利用這種生態(tài)系統(tǒng)的自然修復(fù)能力，來清理污染最為嚴重的地區(qū)。這一方式被稱為“生物修復(fù)”，即利用生物的代謝活動，降低環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其無害化。

大數(shù)據(jù)幫助應(yīng)對氣候變化。大數(shù)據(jù)正在歷史數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域掀起一場革命。它可以通過對已有數(shù)據(jù)的分析，來預(yù)測未來將出現(xiàn)的趨勢和模式，很可能成為我們應(yīng)對氣候變化的最大“盟友”。美國國家航空航天局就在利用這一技術(shù)，不斷繪制地球表面的地圖，并比較其隨時間變化而出現(xiàn)的不同情況，以分析氣候變化趨勢。

開發(fā)可降解的生物塑料。生物塑料是由微生物制造的聚合物，通過化學(xué)技術(shù)進行處理，使其具備與常規(guī)塑料相似的性能。其巨大優(yōu)勢在于可降解或堆肥。此外，生物塑料并非石油提煉物，因此不會增加生物圈中循環(huán)的碳含量。

探索無需用電的家居生活。家居生活的碳排放量在總排放量中占比很高。減少碳排放量，也就是減少溫室氣體的排放，對地球環(huán)境可持續(xù)發(fā)展非常重要。為此，科學(xué)家們在努力尋找能減少日常生活對氣候負面影響的材料和技術(shù)?！盁o需用電”就是方向之一。

其實，這一理念很早就應(yīng)用在現(xiàn)實生活中了——太陽能熱水器。太陽能是不會產(chǎn)生溫室氣體污染的清潔能源，但由于在晚間或陰雨天氣下沒有陽光直射，需借助太陽能板將晴天的太陽能儲存起來。這種儲存技術(shù)成本高、效率低，嚴重阻礙了太陽能大規(guī)模取代化石類燃料的進程，因此，提高現(xiàn)有太陽能儲存技術(shù)水平是太陽能發(fā)展的關(guān)鍵。例如，美國密歇根大學(xué)就開發(fā)出一種透明材料，用于收集太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能，效率比傳統(tǒng)太陽能面板更高。

用人造樹葉提供能量。樹葉是大自然的杰作——利用太陽光將水分解并制得燃料。這是科學(xué)家們所夢寐以求的。然而，這個看似簡單的設(shè)想?yún)s耗費了人們巨大的精力和財力。目前，一些人工樹葉已經(jīng)初具雛形：將它放在水中，暴露在太陽光下，即可將水有效地分解為氧氣和氫氣。這些氣體再被輸送到一個分離的燃料電池中儲存并發(fā)出電力。

當(dāng)然，“人工樹葉”還存在著較大的局限性。首先，它并未真正實現(xiàn)自然界早已運行上億年的樹葉的全部功能，而僅僅模仿了樹葉中光系統(tǒng)的局部功能。其次，它的運行也要依賴太陽能電池和燃料電池來完成。再次，它還需要新型、廉價的壓縮氣體系統(tǒng)以儲存所產(chǎn)生的氫氣和氧氣，然后用于發(fā)電。因此，要把這一發(fā)明真正規(guī)?；瘧?yīng)用還有很長的路要走。不過，科學(xué)家們正在著力完善其功能，以提高其進行光合作用的效率。

研發(fā)“人造肉”減少碳排放。早在幾十年前，科學(xué)界就開始研發(fā)能部分替代加工食品業(yè)的新技術(shù)。比如，用植物產(chǎn)品代替動物產(chǎn)品，或者利用動物細胞在實驗室中培育“人造肉”。盡管目前已有多個研究項目展開相關(guān)研究，但尚未開發(fā)出可供大規(guī)模消費的相關(guān)產(chǎn)品。

儲存大自然的能量。可再生能源對減少人類在全球產(chǎn)生的破壞性足跡很重要。風(fēng)能、水電或光伏能源分布廣泛，但它們都存在一個問題，即常受天氣和時間的限制，且難以累積。為此，科學(xué)家們正致力于開發(fā)效率遠高于鋰電池，且成本和環(huán)境影響要低得多的釩電池。與此同時，其他替代方案也不斷涌現(xiàn)，氫能源就是一例。多余的可再生能源可轉(zhuǎn)化為氫氣。這些氫氣可儲存起來，供必要時使用。