一、大气污染：让地球无法自由呼吸
空气中固有成分以外的物质被称为污染物，如烟尘、二氧化碳、二氧化硫等物质，当这些污染物的浓度达到一定程度时，便会使原本清新的空气不再洁净，这种现象科学家称为大气污染。
工业化的发展和大规模使用煤炭给人类带来新的威胁——环境污染！煤燃烧之后的排放物几乎全部是污染物。某些人口和工业集中的城市，常年笼罩在烟雾弥漫之中，空气严重污染。这些有毒物质在地球上积蓄、蔓延，使一系列的公害事件接踵而至，各种源起受污染的病患也开始向人类报复。
大气污染的损害是多方面的，它既影响动、植物的生长，又破坏经济资源，甚至可以改变大气的性质。这其中尤其对人类的健康危害最引人注目。一般情况下，直接刺激呼吸道的有害化学物质（如二氧化碳、二氧化硫、硫酸雾、氯气、臭氧和烟尘等）被人体吸入后，首先引起支气管反射性收缩痉挛、咳嗽、喷嚏和气道阻力增加。在毒物的慢性作用下，呼吸道的抵抗力会逐渐减弱，从而引起慢性呼吸道疾病，严重的还可以引起肺水肿和肺心性疾病，以至诱发可怕的肺癌。大气中无刺激性有害气体的危害比刺激性气体还要大，如一氧化碳。在某些工厂附近的大气中，还含有潜在危害的化学物质，如镉、铍、锑、铅、镍、铬、锰、汞、砷、氟化物、石棉及有机氯杀虫剂等。它们虽然浓度很低，但可以在人体内逐渐蓄积。
二氧化氮在太阳紫外线照射下发生分解，产生一氧化氮和原子氧，原子氧迅速与空气中的氧反应生成臭氧，臭氧再与碳氢化合物作用，从而产生过氧乙酰硝酸酯、醛类和其他多种复杂的化合物，这些化合物统称光化学氧化剂（即二次污染物）。由这些光化学氧化剂形成的烟雾就叫光化学烟雾。这种烟雾若被人长期吸入，就会影响人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。
二氧化硫与飘尘结合起来，危害会大大增加。在1952年12月的伦敦烟雾事件期间，二氧化硫的最高体积分数才13×10-6，飘尘的密度是4.64毫克/米，但因为它持续时间长达数日，引起和加重了气管、支气管、肺部等呼吸道疾病的暴发，同时也使心脏病的死亡率增高，创造了一周内死亡人数的最高纪录。经研究，这种杀人的烟雾，就是工厂生产和市民取暖、做饭排出的煤烟，在一定的气候条件下积蓄和聚集的，其中烟尘和二氧化硫是这种杀人烟雾的主要成分。
二氧化硫对农业的危害很大。美国加利福尼亚州因二氧化硫及其他大气污染物的危害，每年的农业损失达600万美元。二氧化硫对工程器物的危害也非常明显。在伦敦，特拉法加广场上英王查理一世的塑像因烟雾腐蚀已面目全非。在巴黎，保持了20年的金属屋面，在前几年因烟雾侵蚀而变坏。在我国的沈阳，也有过类似的事件，只是未造成较大的损失。另外，以煤烟和二氧化硫为主的大气污染事件，在其他一些国家也发生过。此外，二氧化硫还是酸雨的一种重要来源，酸雨已成为一种全球性的危害。
自从20世纪30年代以来，石油化学工业迅速发展，世界上每年都有数十万吨有机溶剂、数百万吨乃至上千万吨的塑料单体、合成橡胶原料以及其他挥发性有机化合物投入应用，其中有相当一部分发散到空气中，成为重要的空气污染物。在众多的挥发性有机物中，以苯为母体衍生出成的千上万种化合物，是杀人不见血的刽子手。长期吸入低浓度的苯，会损害骨髓制造细胞的能力，引发难以治愈的再生障碍性贫血，甚至诱发致命的白血病。在意大利和土耳其，都曾发现鞋匠因使用苯作粘胶的溶剂而中毒，继而患白血病或再生障碍性贫血。美国劳工部调查发现，从事与苯接触工作的人，因白血病死亡的概率比一般居民高5倍之多。从1971年起，世界卫生组织已将苯列入致癌物质的行列。
有机溶剂的特性是能溶解脂肪，因而有机溶剂一旦进入人体后，特别容易与富含脂肪的脑神经组织起作用。这类物质的中毒多表现为头痛、眩晕、倦怠等症状。空气中的三氯甲烷体积分数一旦达到0.2%，人在其中5分钟就可以使中枢神经机能明显抑制。空气中三氯甲烷的体积分数达到0.5%时，10分钟就能使人丧命。人们熟知的汽油是含苯的，少则小于1%，多则大于 10%。大气中的苯，大部分来自汽油的燃烧与排放。而汽车排放的甲烷要比苯多几倍。
自然界中的碳循环是当前人们讨论最多的一个问题。它通常是指大气中二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。世界上每年有几十亿吨污染性二氧化碳被排入大气层，严重地影响了正常的碳循环。除了二氧化碳污染，还有9亿以上的人生活在对健康有害的二氧化硫密度超标的环境中，约10亿人生活在超标的悬浮颗粒物环境中。
造成大气污染的主要原因是人类无节制地向大气排放废气和固体废弃物。1990年，全球人类活动向大气排放硫氧化合物9900万吨、氮氧化物6800万吨、悬浮颗粒物5700万吨、一氧化碳1.7亿吨。我国1993年向大气排放的烟尘1416万吨，二氧化硫排放量呈急剧增长之势。20世纪90年代初，我国二氧化硫排放量为1800多万吨，到1995年，已上升至2370万吨。目前，我国已成为世界二氧化硫排放的头号大国。据有关资料，占全国面积40%左右的地区受到由于二氧化硫大量排放引起的酸雨污染。酸雨和二氧化硫不仅造成严重的环境污染，而且给国民经济造成巨大损失，成为制约我国经济可持续发展的重要因素。全世界每年排出的工业废渣约20亿吨，每年新增固体废弃物100亿吨，其中美国20亿吨，德国人均800千克。
严重的大气污染对人类的生产和生活造成了严重的影响。如1948年，美国洛杉矶发生光化学烟雾事件，导致几万人急性中毒；1952年，英国伦敦发生硫酸烟雾事件，短短5天时间就造成4000人死亡；1970年，日本出现硫酸和光化学混合烟雾事件；1984年12月3日，印度博帕发生异氰酸甲酯事件，有3400人丧生，3000人濒临死亡，12.5万人不同程度地遭到毒害，有10万人终生致残。
最近中美科学家对大气中的黑炭研究后发现，它很可能是导致青藏高原异常增温的重要原因，随着雪花从天而降的黑炭加速了青藏高原冰川的融化。漂浮在空中的黑炭是地球上含碳物质不完全燃烧的产物。它既加热大气，又为地面遮光，对全球气候产生极大影响。它除了直接左右地球温度，它还参与云的形成及“生长”，间接“掌控”大气中的水循环，增大区域尺度极端气候事件发生的概率。
二、臭氧层空洞：被破坏的地球保护伞
离地球表面10～50千米的这一层大气称为臭氧层。过去，人们不大注意它，但是它的作用很大，起着保护万物生灵的作用，被称为“保护伞”。它俨如一道无形的屏障，阻挡过量的太阳紫外线和其他天体的宇宙射线侵入地面，能把太阳辐射到地球表面的紫外线的99%吸收掉，从而保护了地球上的万物生灵免遭伤害。
经过臭氧层过滤后的太阳光线柔和，使地面温暖。穿透臭氧层辐射到地球上的少量紫外线不但对人体无害，而且能杀菌防病，促进人体内维生素D的形成，有利于体格增长和防止佝偻病。然而现在，对地球起着保护作用的臭氧层正在遭到破坏。如果臭氧层减少10%，海洋里10米深的鱼苗在15天内就会死亡。有关专家告诫：臭氧层到只剩20%时，将是地球上生命存在的临界点。
臭氧层减少是人类关注的环境问题之一。1985年5月英国科学家首次在南极洲上空发现臭氧层空洞之后，又发现北极地区乃至北半球人口最密集的中纬度地区的臭氧层也不断变薄并出现了季节性的空洞。研究表明：南极上空15～20千米的低平流层中臭氧柱总量平均已减少30%～40%，在某些高度，臭氧的损失可能达95%，北极平流层中也发生臭氧耗损。据《科技日报》2000年6月29日报道，那年1-3月间，北极上空18千米处的同温度层里，臭氧含量累计减少了60%以上。2000年，地球中部上空的臭氧层减少5%～10%。美国宇航局测试的数据表明，自1969年以来，横跨美国、加拿大、日本、中国、苏联、西欧等广阔地带的臭氧层稀薄了40%。在南美，由于紫外线辐射增加，大片牧场草地枯萎，大豆减产；在澳大利亚，大批的羊群患上了无法治愈的眼病……
1985年，英国南极观测队的法曼宣布：“自1975年以来，南极的臭氧持续减少。”并推测这是由于氯氟烃（氟利昂）等化学复合剂造成的。法曼的论文被认为是“世界上第一份对臭氧层遭到破坏提出警告的文件”。
出现臭氧层空洞的主要原因是生产冷冻剂、除臭剂的化合物排放的氟利昂。除此而外，大型超音速飞机排出的废气，高空原子弹爆炸的排放物都对臭氧层有破坏作用。
在现代生活中，人们大量生产和使用的电冰箱、空调机、洗涤剂、喷雾剂、塑料泡沫以及农用氮肥，这一切都离不开氟利昂。自从1930年美国杜邦公司研制的氟利昂问世后，产量已达100万吨，每年以30%的速度增长。到21世纪的前10年，大气中的氟利昂达到最高值。
臭氧层的破坏，空气中二氧化碳的增多，导致了全球的温室效应，使气候变暖，引起了海平面的升高和沙漠化的扩大等环境灾难。
随着人类文明的发展，人们越来越意识到保护大气层的重要性。但经验证明，当这种污染问题被人类注意到时已是相当严重了，因此人类一定要未雨绸缪，尽早做好自然生态平衡的保护。
1987年联合国环境规划署组织制定了《关于消耗臭氧层物质蒙特利尔议定书》，对8种破坏臭氧层物质（简称受控物质）提出了削减使用时间和要求。这个议定书得到了163个国家的支持。以后又经过3次修改，扩大了受控物质的范围，并提前了停止使用8种破坏臭氧层物质的时间。对发达国家，要求1996年1月停止使用氟利昂等；对发展中国家，要求到2010年停止使用氟利昂等。我国已于1991年正式签署《蒙特利尔议定书》。我国目前已制定并实施了20多项有关保护臭氧层的政策，主要包括：对哈伦和氟氯化学品实行生产配额制度；禁止新建生产和使用消耗臭氧层物质的生产设施；禁止在非必要场所新配置哈伦灭火器等。我国在保护臭氧层的工作中作出了积极的努力，并已取得了重要进展。
三、垃圾：让地球不再安全
最近几十年来，人类不仅把地球弄得肮脏不堪，而且使宇宙中也有大量太空垃圾围绕地球飞驰。太空垃圾就是那些宇宙航行中被抛弃的宇航器残体，包括卫星由于爆炸或故障而抛撒于太空的碎片以及寿命已尽的卫星残骸等。1969年到1991年间，美国先后11次由于推进剂泄漏等原因引发空间爆炸，有的是军事卫星失效后防止泄密由地面中心指令爆炸以及因反卫星对撞试验造成的爆炸。
这些飘浮于宇宙空间的垃圾跟人造卫星一样，也按照一定速度绕地球旋转着。太空垃圾的最大危害是威胁卫星航天安全，因为太空垃圾的飞行速度平均约为10千米/秒，动能很大，人造卫星遭到1厘米大小物体的撞击就是灾难性的。其撞击能量与一块重180千克、时速600千米的飞行物撞击产生的能量相当，足以使航天器遭到致命性破坏，而一块0.5毫米大小的碎片就可以撞死舱外的宇航员。例如，曾有一颗法国卫星与一太空垃圾相碰，所幸被击中的只是卫星的平衡杆。在碰撞中产生的高温下，这根金属制的杆子被完全气化。卫星与空间垃圾相碰撞并非太空中的第一次。1975年7月美国被动测地卫星就因被碎片击中而损坏；苏联核动侦察卫星“宇宙954号”受太空垃圾碰撞而坠落到加拿大北部的土地上，幸亏没有人员伤亡。1991年9月，美国“发现号”航天飞机距苏联火箭残骸特别近时，为了避免灾难性相撞，不得不改变其运行轨道。飘荡在地球上空的核动力装置则具有特别的危险性，现在太空中已经有60个。据估计，到21世纪，将会有上百个这种核装置，将载有1吨以上放射性物质。
宇宙中的核装置首先与用来同宇宙垃圾作斗争的所谓“宇宙扫雷舰”计划有关。苏联学者给自己设定的任务是，用专门卫星所携带的激光大炮消灭宇宙垃圾中最具危险性的较大的放射性残块。然而，这种想法遭到强有力的反对。反对者认为，在环地球空间使用强力激光会导致这个空间发生化学变化和引起空间变暖。科学家们说，在太空里，宇宙飞船和其他宇宙装置失灵爆炸也形成大量的太空垃圾。在近地球的宇宙空间，由这类爆炸生成的大小在10厘米以上的宇宙垃圾已达数万块，这些碎片在无拘无束的自由运动中相互吸引，逐渐靠拢，最终在轨道上形成速度为8千米/秒的高速“列车”，一旦它与目前运行中的2000多颗功能各异的人造卫星，特别是那些备有核电装置的人造卫星相撞，将会造成危害极大的全球核污染。若不及时进行清理，太空将逐渐成为规模庞大的宇宙垃圾场。
