環境科學,綜合性學科
環境科學本身是一個綜合性的學科,所以我們在講環境科學的時候,圈子里面經常有個玩笑話,就講我們環境科學這類的學生或者研究人員,學過流體力學里頭生物學是學的最好的,學過生物學里面經濟學是學的最好的,學過經濟學里頭是學過流體力學的,所以可以看得出來在環境科學里頭,你很有可能出現過這樣一種現象。當你換了一個角度,換了一個目標,你去考察一個現象的時候,會得出跟之前不一樣,甚至完全相反的一些結論。
舉一個例子,電動汽車。我們通常來說把它看作環保、清潔的交通方式,它之所以目前沒有受到廣泛的推廣,一個是因為成本原因造成的售價太高,另外還有一個原因,在使用上它電池的續航能力還有待改進。但是不可否認,幾乎在所有人眼里電動汽車是一個清潔的交通方式。而且我也同樣確實見到在我們環境圈子里的,經濟能力比較強的一些年輕人,他會選擇花同樣的價格去買對他來說,使用效果相對來說比較差一些的電動汽車,來代表他的一些環境理念。
但是電動汽車究竟是不是那么清潔呢,當你綜合分析了電動汽車它的生產過程,它在使用過程中的能源供給,以及它使用之后廢棄物的處理,也就是說做了一個電動汽車的全生命周期分析以后,你就會發現可能跟你原來的認知就不太一樣,尤其是我們中國目前能源結構當中80%都是火力發電站來提供電力的,那么在這樣一種能源結構下,你的電動汽車,雖然它在運行過程中沒有尾氣排放,但是它造成了一種污染轉移,它的尾氣是在火力發電站排放的,而火力發電站的二氧化碳和二氧化硫目前的排放還是比較高的。所以,從這個角度去看的話,電動汽車在中國就不是一個環保的選項。當然如果是法國,60%以上的能源都是由核電來供給的,那么電動汽車一定是一個清潔的交通工具。所以,可能很多時候,你換一個角度,你在考察一個問題時候,它究竟是環保還是不環保,就會得出一些不同的結論。
說到電動汽車的能源來源,我下面一個特別想講的是新能源。既然我們剛才都講過了火力發電站有那么多的問題,我們下一步應該怎么樣去調整我們的能源戰略,用什么新能源去替代它呢?你會發現,幾乎所有的新能源或多或少有一些環境問題,而且我們所謂新能源這個概念,通常會包括包括綠色能源,還有一些包括低碳能源和清潔能源,但是這幾個看上去都是很環保的詞,內涵還是有很大區別的。比如說垃圾焚燒,垃圾焚燒就是一個城市垃圾減量化一個非常有效的方法,同時還能提供相當大的能源,所以垃圾焚燒可以說是一種綠色能源。但是垃圾焚燒它就不是一個低碳能源,而且我們現在很多人,城市人居民很忌諱的,垃圾焚燒過程中,你的煙氣溫度如果控制得不好,就會差生二惡英,是一個毒性比較大的物質。
所以,從這個角度來看,任何一個可選項都有優勢和劣勢。我們國家煤炭資源比較豐富,那你就需要考慮地區的一些資源分配,還要考慮你的地形地貌,適不適合發展風電和水電,最重要一點,其實是總體上來說,幾乎所有選擇都是一個經濟選擇。
環境與經濟
我相信在座的大家都有一個比較共同的認識,認為環境和經濟是一個相對來說有沖突的一對矛盾。給大家簡單講一個例子,電除塵器可以去除0.2到2.5微米粒徑大小的粒子,當然剛才大家可以看到,0.2到2.5恰好就是我們的PM2.5,而且這個電除塵器處理效率相當高,可以達到98%以上,所以這時候我的學生立刻就問我一個問題:“老師,那我的家裝了一個電除塵器好不好?”于是,我就給他們看了一個電除塵器的圖。然后我就問他們一個問題,這次他們表現得比較好。我說:是不是每一個火力發電站、每一個工廠、每一個城市都裝一些電除塵器,就可以解決我們的PM2.5了?“這時候他們的反應還比較快,他們說:“這是一個成本問題。”所以就看得出來,在一定程度上,你如果對環境有比較高的標準,那可能就意味著你需要犧牲一些經濟效益。
另外一個例子,從上世紀八十年代開始,在全球生態工業領域非常聞名的案例,就是丹麥的卡倫堡的生態工業園。它一共有五個主體,核心是火力發電站,另外還有一個煉油長和一個制藥廠,這個制藥廠其實就是在全球胰島素生產產量最大的諾和諾德,諾和諾德實際上是一個通過轉基因酵母菌來生產人胰島素的一個工廠,所以它總體來說是一個發酵的過程。還有一個是石膏板廠,它的第五個實體是卡倫堡市政府,我主要講它其中的主要幾個物質流,第一個是火力發電站,因為火力發電站涉及到溫度控制,所以,它用到相當多的冷卻水,它的冷卻水最終都是一種熱水,它把熱水同時供給給另外四個機構,比如說在制藥廠控制發酵過程中的發酵罐溫度,卡倫堡市政府控制它冬季的供暖,然后給石膏板廠的石膏烘制供熱,然后可以給一些魚塘在冬季提供一些熱量,這是非常經濟的。同時火力發電站是用氫氧化鈣對二氧化硫吸收,最后生成的恰好就是石膏板廠的原料,硫酸鈣,這是另外一條途徑。
另外,像制藥廠生產完人的胰島素以后,它的酵母菌恰好是一種很好的土壤改良劑和肥料,所以它整個系統運行起來是自發的,這些工廠之間的企業主關系都比較好,他們通過私下的協定,逐漸建立起這個管道,這個管道初期建成的費用是六千萬美元,建成以后每年的經濟效益是一千萬美元,基本上五年左右就可以回收它的初建成本,而這個一個系統至少可以運行20年,所以大家可以看到它在經濟上是核算的,反過來說它大量節約了物質和資源的消耗。所以,卡倫堡市的這樣一個生態工業園,成了全球生態工業領域的一個標桿級的現象。
我們國家從2010年開始規定,所有的新建工業園必須得是生態工業園區,也就是說如果你在園區內沒有這種資源循環利用設施的話,是不允許批準上馬的。所以,可以看得出來,對于環境標準來說,一方面我們講,可能你環保標準定的更高,就會影響你的經濟發展,但是另一方面,當你的經濟發展到一定水平,你有了一定承受能力以后,可以考慮利用環境杠桿來翹動經濟轉型。目前,從發達國家看,一般來說這種經濟轉型,或者是向低勞動密集,低資源消耗的這種信息化轉型,或者是進行生態化的轉型。
環境和科技
經常會出現一種反智反科技的言論“還是過去的生活好,過去的水也是甜的,西紅柿也是香的,雞蛋黃都是黃色的”,但是可以把這種問題歸咎于科技的發展嗎?或者反過來問一下,古代就沒有環境問題嗎?我們知道杜甫的《阿房宮賦》里頭就講過兩句話叫做:“渭流漲膩,棄脂水也;煙斜霧橫,焚椒蘭也。”用環境科學角度去分析一下,渭流漲膩,棄脂水也,其實就是富營養化,煙斜霧橫就是PM2.5。
所以環境問題其實自始至終一直都有,那么環境問題本質原因是什么呢?我覺得根本的原因是人口數量的不斷上升,和這些不斷上升的人口對生活質量的要求不斷提高,科技在其中起到什么作用?實際上是這樣,科技幫助你在不斷提高了人口,不斷的提高生活質量。在有限的資源環境條件下,能夠實現你的人口增長和你生活質量的提高。或者反過來說,如果你的人口或者是人的生活質量不變,那么科技會更有利于環境的改善。舉一個例子,宋朝的時候發明了活字印刷術,活字印刷術跟早期的木板印刷術相比起來,用現代的話講是一個更綠色、更清潔、更環保的一個技術。因為,它極大的減少了人力和資源,反過來說在上世紀九十年代或者這世紀初,電腦排版業替代了活字印刷術,進一步的科技更替提高了能源的利用率,資源的使用效率。所以,我認為科技并不是反環保的,實際上科技是更環保的,是幫助環境改善的。
道德和情感讓環境問題復雜化
有條微博最主要的觀點因為氣候變暖,造成了環境的破壞,引起了北極熊的饑餓致死,但是這個微博發出去大概十天左右,出現了一些反面的聲音,是說這只成年的北極熊,它生活的環境不大可能說單純是受氣候變化的影響,有一定的可能性是自然死亡的。就是說,單純這只北極熊,你不能把它跟氣候變化直接掛起鉤來,后來這反面的聲音其實是沒有什么傳播的。而最開始的這條微博,實際上利用了我們的情感共鳴,實現了傳播的效果。
放生是某些宗教信仰中的一個行為,是想讓這些生物去活。但是實際上放生過程中,現在看起來引起了很多問題,第一個,放生的通常是買賣過來的生物,而買賣的生物通常是在野外捕捉的,在捕捉和運輸過程中實際上就已經造成了大量的死亡。第二,如果你放生的這個生境并不適合這些生物的生活,即使把它們放出去,它們還是絕大部分會死掉。即使你放出來的生境適合這些生物的生活,這些生物就會在當地的生境中,蹂躪生境中本來穩定的一個生態系統,就會造成生態系統其它層級生物的死亡。所以,總體來說,放生就是一個事與愿違的一種通過道德和情感的綁架,來進行牟利的行為。
但是道德和情感是不是不能在環境類的報道中使用呢?世界野生動物組織的Logo是大熊貓,為什么選熊貓呢?一方面,熊貓的保護是可以帶動其它生物和環境的保育的。也就是說通過保護大熊貓,也可以保護它所生活的環境中的其它各種瀕危動植物。所以熊貓有很大保護的生物價值。但是另一方面,是因為熊貓它很萌,因為人們一看到滾滾就情不自禁的喜歡它,所以它的傳播效果一定是最好的。右邊那張圖是墨西哥灣原油泄露的圖片,幾乎所有的原油泄露事故的圖片,大家可以留意一下,所有的圖片用的都是大型脊索動物,包括魚類或者是海豚或者是大型的水鳥,但是受原油泄露的影響最深的種群是不是它們?其實是整個水生生態系統中的生產者,就是藻類,因為藻類是整個生態系統中的生產者,它的種群實際上就進一步影響著整個生態系統的其它生物。所以,最深遠的影響是在藻類中,但是我們其實沒有見過哪個原油泄露用藻類作為受害者來傳播的,因為沒有感情共鳴。所以,我想說的是在信息傳播過程中,你可以用感情或者道德,但是你用的時候,注意一定要慎重。
環境問題中的健康話題
我想請問大家一下,如果你在日常生活中,別人跟你提到環境問題,第一個進入你的腦海是什么問題?大下面四類環境問題哪一個是你最關注的?土壤重金屬污染、水體污染、PM2.5、生物入侵。大家篩選一下,這四個里頭你覺得最重要的是哪個?
美國環保局所做了所有環境類的問題對人類影響程度的排序,發現我們經常會在環境問題的傳播中,混淆了環境和健康的問題。很多時候,我們發現關注度很大的問題其實是健康問題。
第二點,人的關注都是短視的,都是跟自己相關的,所以在信息傳播中,往往是健康類的問題,傳播更廣泛。而像有些影響更加深遠的環境問題,卻不能得到很好的傳播。
環境是一個大系統
在這個大系統中,你就很難把自然因素和人為因素區分開。所以經常有時候,就像PM2.5把一些自然因素當成人為因素,還有的時候把人為因素當成自然因素。
在氣候變化問題中還有一個重要的原因,造成了大家對氣候變化陰謀論這樣一個認識。所謂我們在報道中經常講到一個原則,平衡報道,一件事你正方的聲音要讓人聽到,反方的聲音也要讓人聽到,但是在科學的問題中,比如說氣候變化,因為傳播界所謂的平衡報道的這種理念,就造成非主流的聲音更容易被讀者聽到,你究竟應該怎樣去報道這件事,才是所謂的理性、客觀、公正呢?這是需要我們好好考慮的。這種平衡報道最容易出現誤區的地方,我觀察有兩個,一個是氣候變化,還有一個是轉基因問題。
數據,數據,數據
你的主觀感受如何和科研數據來結合。我們現在都很關注食品、空氣、水里面的污染物,很關注的一個點就是毒性,毒字究竟是不是能涵蓋一個物質它的所有特性呢?“不談劑量談毒性是耍流氓”。你究竟怎么去評價一個物質的毒性?首先對物質你要關注它的特性,比方說物質的脂溶性還是水溶性就決定了,它在你的脂肪組織中的存留能力,物質是揮發性或者是液態的還是固態的,就決定了你可能從哪種途徑攝入這些物質,還有一個就是這些物質是否有爆炸的能力,這是對于物質本身它的一些物理化學特性。
另外一類你需要考察的點是,你這類物質所謂的毒性隱含了哪些信息。第一個,它的急性毒性,這個是最容易比較的,LD50、EC50,怎樣去比較?比方說前一段時間最流行的讓大家去散步的PX,對二甲苯,實際上對二甲苯的LD50值跟經常喝的酒里面的乙醇的LD50的值是相當的,差不多的,也就是它的急性毒性并不是那么大。除了急性毒性以外還有其它一些指標,你可以去衡量,比如說致癌、致畸、致突變效應,還有是類激素效應,還有一些對發育的影響,對神經系統的影響。所以,你單純簡單來說這些東西有沒有毒,實際上是非常外行的一種說法。
單獨考慮這些并不足夠,還需要考慮的一大類問題就是你暴露的劑量,暴露的劑量還分兩大類,一個是你接觸的物質到底有多少,還有一個是接觸到了多長時間。這里面有一個非常有意思的例子。大概在1997年的時候,比利時政府爆出一個丑聞,就是他們在雞飼料里面出現了痕量的二惡英。我剛才講過二惡英是垃圾焚燒中毒性非常大的一個物質,當時在整個歐洲都震驚了,因為比利時的雞肉都賣到全歐洲很多地方,二惡英毒性又這么大,所以就造成了整個比利時政府內閣集體辭職。那件事過去大概一年以后,反面的聲音才傳出來,就是說這個雞肉中含有的二惡英,你要考慮到它的劑量和暴露時長的話,最后進行一個安全性評估,一個人每天要吃半只雞,他要連續吃70年才有可能造成致癌的效應。實際上當時就有人認為,這其實是拿二惡英做的一個政治游戲。
環境科學的局限性
的確,目前以我們的科學研究,確實還是有一些問題是不能用科學來證明的,比如說手冊里講過一個癌癥聚集的病例,當時是一個美國汽巴嘉基的一個生產廠,現在這個生產廠已經被山德士收購了,是一個很重要的制藥企業,當時它的生產廠生產的化合物里面有很多是有毒性的,這個工廠的工人們就注意到他們周圍的群體中得癌癥的人比較多,尤其是很多人得腦癌,他們注意到有三四個人都是因為得腦癌死掉的。所以,工會跟這個工廠去建議去調查一下,于是這個工廠就請來的阿拉巴馬大學的研究人員,而研究人員的調查結果是這樣的,他說已調查了所有工廠的員工,大概是幾千個員工,去跟普通的市民對照幾千個人里,腦癌的發病率大概是二到三,而你這個工廠的腦癌的發病率是三到四,所以用嚴格的統計學來驗證,很可能三到四,就比它高一個左右,是一種偶然性,并不能證明你的這個工廠出現了癌癥聚集。但是這個結果又過了幾年以后被證實,實際上確實是有腦癌聚集的,因為大概沒有過兩三年,就同時又出現了四到五例的腦袋患者,所以一下子在人群中的腦癌比例就提高到,可以確信它是有這個問題了。
所以,這個案例實際上說明很多時候,科學的統計方法,特別是嚴格的流行病學統計并不證明你的一些假想,你一定要知道科學的局限性,你該在什么地方停住不說。你應該是要抽提出來可以用科學去解答的問題,而不是說天馬行空。另外,一定要問對的人,所謂的專家不是說他在這個領域是專家,他在其他的領域也是專家,他一定有他的局限性,所以我們一定不能迷信專家。
還有一個是心中對網上查閱的資料靠譜程度要有一個排序,知道哪些地方來源的資料更可靠,哪些地方來源的資料可靠性要差一些,應該說科學研究,所以你總是要有一個存疑的態度。
(關于作者白鳥:科學松鼠會成員,環境生物學博士,天津理工大學教師)