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1970年4月22日，数百万美国人参加了示威、环卫工作和其他活动，由此宣告世界地球日的诞生。当时，美国的环保运动日益壮大，时任美国威斯康星州民主党参议员盖洛德·尼尔森（Gaylord Nelson）构想了这场活动，而这也成为了环保运动的一个分水岭：美国人越来越清晰地意识到，工业化让这个国家变得富裕，但也正在对环境和他们自己的健康产生影响。在美国哥伦比亚广播公司（CBS）新闻频道的一期特别广播节目中，著名主持人沃尔特·克隆凯特（Walter Cronkite）道出了地球日参与者的心声：“他们有共同的目标，那就是让人们远离污浊的天空、肮脏的水域和扔满垃圾的土地，让生命能免受这些金钱带来的副产品的戕害。”
同年，美国环境保护署（Environmental Protection Agency）成立，一系列重要的环境法规也相继出台。自那时起，解决各种环境问题的工作经历了起伏：虽然人们在控制空气污染方面取得了巨大进展，但气候变化的威胁已经显现并迅速扩大。在这篇文章中，让我们来关注一些环境指标，看看自50年前的首个世界地球日以来，环境保护工作取得了哪些进展，又有哪些方面的工作仍然欠佳。
气候
在下面两张图中，曲线显然正在势不可挡地上升，这正是全球变暖问题的核心。随着汽车数量、燃煤和天然气发电量的增加，大气中的二氧化碳含量呈稳步上升态势。如今，大气中二氧化碳的平均浓度已超过410ppm（百万分之一），而在1970年时约为325ppm，在19世纪工业革命前为280ppm。自前工业化时期（通常指1850-1900年）以来，大气中的二氧化碳捕获的多余热量已经使全球气温升高了约1℃。根据2015年通过的《巴黎协定》，各国同意将全球平均气温较前工业化时期的上升幅度控制在2℃以内，但首选目标是保持在1.5℃以下。到目前为止，人类为减排所做的努力还不足以遏制气温上升的幅度，以实现这些目标。
1970-2019年全球大气二氧化碳浓度（上）和年平均气温（下）变化情况。图片来源：美国海洋和大气管理局（NOAA）
空气污染
美国的空气污染曾经严重到了致命的程度，这是促使尼尔森和同事创立世界地球日的根本原因之一。1948年秋天，在天气条件的影响下，美国宾夕法尼亚州的工业城市多诺拉烟雾弥漫，最终致使数千人患病、20人死亡，这成为美国历史上最严重的空气污染灾难之一。在随后的几年里，美国国会通过了多项防治空气污染的法律，但1970年的《清洁空气法案》（Clean Air Act）是具有里程碑意义的，因为这项法案真正促成了对发电厂、工厂和汽车的排放实行严格且全面的监管。
如下图所示，在这项法案及其后续修订法案的影响下，美国全国范围内三种主要空气污染物（二氧化氮、二氧化硫和铅）的含量显著下降。吸入二氧化氮和二氧化硫对人体健康有害，它们都会与大气中的其他化学物质发生反应，产生导致烟雾的颗粒物。铅具有剧毒，可引发神经和心血管问题。20世纪中叶，空气中铅污染的主要来源之一是含铅汽油；自20世纪70年代中期开始逐步淘汰含铅汽油以来，空气中的铅含量已大幅下降。许多研究空气污染的环保人士和科学家担心，尽管在过去50年间环保工作已经取得重大进展，但由于在特朗普政府执政期间，美国环境保护署削弱了空气污染法规和环保执法，所以未来这方面的进展可能会停滞不前，甚至是倒退。
1980-2018年美国大气二氧化硫（上）、二氧化氮（中）及铅（下）含量变化情况。图片来源：Amanda Montañez/美国环境保护署
水质
1969年6月22日，美国凯霍加河（Cuyahoga River）发生大火，这也许是影响美国水道运行的危机事件中最具象征性的一件。自19世纪中期以来，工业废水沿凯霍加河从俄亥俄州的阿克伦流到克利夫兰，废水中含有的可燃物导致了十多起火灾，并造成水道中的鱼类死亡。1969年的那场大火促成了1972年《清洁水法案》（Clean Water Act）的通过。该法案同样具有里程碑意义，重点关注了来自工业生产、污水处理厂和农业活动的水污染。
下图展示了美国两个重要水体（密歇根湖和伊利湖）的相关污染物测量结果。第一幅图显示了由莫米河（Maumee River）流入伊利湖的磷含量的变化。伊利湖为1100万人提供了饮用水，而磷是导致有毒藻华暴发的关键营养物质之一，伊利湖中的磷主要来源于从农田流入的径流。研究人员正在积极探索如何通过改变耕作方式来减少磷的流入。
第二幅图显示了密歇根湖中多氯联苯（PCB）含量的变化。多氯联苯会导致癌症和其他健康问题，已在1979年被禁止生产。尽管空气中（多氯联苯可从空气进入水中）和鱼类体内的多氯联苯水平已经有所下降，但它们的含量仍然很高，以致于美国的一些州警告人们减少食用湖泊中的鱼。
上图：1975-2019年从美国莫米河进入伊利湖的溶解活性磷含量变化。图片来源：Amanda Montañez/美国海德堡大学国家水质研究中心
下图：1972-2014年美国密歇根湖（北美五大湖之一）鱼类体内多氯联苯含量变化。图片来源：Amanda Montañez/美国环境保护署五大湖鱼类监测计划（Great Lakes Fish Monitoring and Surveillance Program）及五大湖大气沉降综合监测网络（Great Lakes Integrated Atmospheric Deposition Network）
固体废弃物
如今，美国人产生的垃圾比50年前多得多，这不仅仅是因为美国人口的增加：如今，美国人均每天产生4.5磅垃圾，而1970年仅有3.25磅。他们丢弃的东西也发生了变化，塑料垃圾所占比例比过去更大。这一变化反映了过去几十年来塑料制品的爆炸性增长——1970年全球的塑料产量不到5000万吨，今天已经达到3.2亿吨。尽管一些材料的回收和堆肥化处理量有所增加，但仍有大量垃圾最终进入垃圾填埋场：在2017年美国产生的2.678亿吨固体废弃物垃圾中，有1.396亿吨被填埋。不过，这个数字至少已经比1990年的1.453亿吨略有下降。
1970-2017年美国城市固体废物（MSW）总产量（上）和不同材料废弃物产量（下）的变化。图片来源：Amanda Montañez/美国环境保护署
很明显，美国和全世界已经认识到人类对环境的重大影响和保护环境的必要性，在这方面取得了长足的进步。但我们仍有很长的路要走。正如尼尔森在1984年所写的那样：“当今的人是否愿意为子孙后代牺牲自己的一些利益，可能是对人类良知的终极考验，因为我们听不到后代的感谢之词。”
撰文：安德烈亚·汤普森（Andrea Thompson）
翻译：彭容
审校：李诗源
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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