水泥降雨不是夢(mèng)

    又一個(gè)暖冬悄然離去，鼠年的春天翩翩而至。春天讓我們感受鶯飛草長(zhǎng)之外，還讓我們想起遮天蔽日的沙塵暴。這已引起有關(guān)專家的關(guān)注，他們研究并提出許多防風(fēng)固沙、改變環(huán)境的措施。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥所教授級(jí)高級(jí)工程師秦至剛則在10多年前就提出了一個(gè)大膽的設(shè)想：開(kāi)發(fā)研制新型水泥作降雨劑，改造環(huán)境，造福人民和社會(huì)。今天，秦老仍不辭辛苦，多方奔走，為水泥作降雨劑研究工作的順利實(shí)施而努力。日前，記者就水泥作降雨劑的可行性問(wèn)題采訪了秦老。

    記者（以下簡(jiǎn)稱記）：您是怎樣想到用水泥作降雨劑的？它的原理是什么？

    秦至剛（以下簡(jiǎn)稱秦）：北京風(fēng)沙問(wèn)題已被大家關(guān)注。種樹(shù)種草固然有效，但都需要水。

    地上之水天上來(lái)，天上之水地上來(lái)。沙漠和沙化地太干燥，形不成蒸發(fā)水汽與天上的水汽結(jié)合成水滴降落到地面。因此，解決沙漠和沙化地的水資源一是灌溉；二應(yīng)該研究人工降雨，將別處飄來(lái)的水汽，如每年夏秋臺(tái)風(fēng)、暖濕氣流帶來(lái)的大量水汽中的水降落下來(lái)。

    搞人工降雨需要降雨劑。國(guó)內(nèi)外人工降雨一般用碘化銀或干冰作降雨劑，價(jià)高難得。上世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)曾用石灰作降雨劑，因飄灑性不好沒(méi)有成功。分析其原因有兩個(gè)：石灰吸水太快和當(dāng)時(shí)小飛機(jī)飛行高度不夠。鑒于前蘇聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)，我們提出可用水泥作降雨劑。主要是利用水泥遇水汽后水化吸水增重加快下落，與更多的水汽結(jié)合成水滴，水滴間的碰撞效應(yīng)形成大水滴，從而形成降雨的機(jī)理。除了高空飄灑，也可以在零線（冰點(diǎn)）以下發(fā)揮它吸水的特長(zhǎng)形成降雨。與碘化銀相比，水泥價(jià)廉易得兼有保水固土固沙之效。在1991年的人大會(huì)議期間，我提出研究利用特種水泥作人工降雨劑，用于治沙、治水、治山和消減臺(tái)風(fēng)影響的提案。這是因?yàn)橹袊?guó)北方缺的是水。水的問(wèn)題主要是存水和開(kāi)發(fā)。我國(guó)的水資源多從天上來(lái)。每年夏秋臺(tái)風(fēng)、暖濕氣流帶來(lái)大量的水，1975年河南大水是臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的水汽與西北冷空氣交匯形成。當(dāng)時(shí)北京也是傾盆大雨，可見(jiàn)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)水汽范圍之廣、水量之大。如能采用人工降雨并定點(diǎn)儲(chǔ)存起來(lái)，可提高儲(chǔ)水量。如果進(jìn)一步設(shè)想1975年時(shí)將部分水汽預(yù)降在粵北、贛湘山區(qū)的缺水地區(qū)，以至鄱陽(yáng)湖和洞庭湖一線（北緯29度線左右），減少與西北冷空氣交匯形成的雨量，有可能減輕河南大水的破壞力。因此研究人工降雨不僅是缺水補(bǔ)水，還可實(shí)現(xiàn)分流部分水分，成為一種減災(zāi)方法。

    為此我請(qǐng)教九三學(xué)社陳明紹老先生。他很贊同，并告訴我：“錢學(xué)森也很重視人工降雨，介紹過(guò)美國(guó)在30年代就開(kāi)始搞人工降雨，并對(duì)落點(diǎn)不準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行深入研究。越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，美國(guó)利用人工降雨將胡志明小道沖斷，可見(jiàn)其控制落點(diǎn)和水量之準(zhǔn)確。我們過(guò)去提過(guò)，你可再提。”1991年我提出后，得到許多有關(guān)專家和市科委的重視和支持，可惜當(dāng)時(shí)沒(méi)有做深入細(xì)致的深究，也怕計(jì)算機(jī)計(jì)算速度趕不上。因?yàn)?，?dāng)時(shí)有每秒運(yùn)算7000萬(wàn)次計(jì)算機(jī)的單位不多，怕數(shù)據(jù)測(cè)算不準(zhǔn)，涉及面廣不易組織試驗(yàn)，沒(méi)有堅(jiān)持做下去。90年代后期我又提此建議，有人怕水泥作人工降雨劑引起土壤板結(jié)，沒(méi)有作進(jìn)一步的試驗(yàn)，這個(gè)提案也就暫時(shí)擱置了。

（來(lái)源：中國(guó)建材報(bào)）

    記：水泥作降雨劑到底會(huì)不會(huì)引起土壤板結(jié)，甚至造成新的污染？

    秦：關(guān)于板結(jié)問(wèn)題，這要看雨降在什么地方。如在沙漠，作降雨劑的水泥形成降雨，和水、沙松散結(jié)合使沙子不再飛揚(yáng)，將能有效地改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。我們還希望它板結(jié)。

    現(xiàn)在看來(lái)，此舉就是為了解決沙化地的揚(yáng)沙，也是有意義的。因?yàn)檠芯克囡h灑、吸收水分后增重、加快降落時(shí)與其他水滴水汽的并碰效應(yīng)形成大水滴的過(guò)程，每個(gè)水滴中所含水泥的數(shù)量不會(huì)太多。水滴中所含水泥經(jīng)過(guò)沙層過(guò)濾多留在上部，下部的水中含有少量氫氧化鈣能與沙結(jié)合、板結(jié)，但畢竟數(shù)量很少。留在上部的水泥層如能輕微板結(jié)、保住水分，就有可能逐步發(fā)揮固沙功能。保住水分或減少水分蒸發(fā)，也應(yīng)該說(shuō)是有效的功能。

    對(duì)污染問(wèn)題，我認(rèn)為不會(huì)有。因?yàn)槭谴_定區(qū)域性降雨，不會(huì)降落城市街道。再者，一個(gè)水泥顆粒形成一滴水，降落中水滴增大、分散，有的水滴中不一定含有水泥。對(duì)于農(nóng)田，也沒(méi)害處。水泥水化后產(chǎn)生氫氧化鈣，石灰水化后也產(chǎn)生氫氧化鈣。多年來(lái)我在浙江曾看到灑石灰到水稻田里，據(jù)說(shuō)是為了提高水溫?？梢?jiàn)少量水泥對(duì)作物是允許的?！傲濉薄ⅰ捌呶濉睍r(shí)我曾研究沸騰煅燒和利用沸騰爐灰渣作混合材。記得有幾個(gè)單位研究利用灰渣作肥料，效果很好。因此，摻混合材的水泥還可調(diào)節(jié)水化性能、控制飄灑性，兼收施肥之利。

    20多年前浙江在研究石煤綜合利用中也曾發(fā)現(xiàn)使用石煤渣（含有燒石灰時(shí)留下的石灰渣）作肥料的2~3年后會(huì)引起板結(jié)。因此“六五”、“七五”時(shí)沒(méi)有再做研究，但這足以說(shuō)明含有石灰渣的石煤渣具有固土性。從研究水泥的角度來(lái)看，含有石灰渣的石煤渣實(shí)際上是一種強(qiáng)度很低的膠凝物質(zhì)，還談不上叫水泥。其性能有點(diǎn)像三合土—石灰加沙形成的化合物。水泥作降雨劑，其性能可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)、調(diào)整。

    記：作降雨劑的水泥是什么水泥，有何特點(diǎn)？

    秦：所用水泥不必要求多高強(qiáng)度，低標(biāo)號(hào)水泥都可以用，沸騰爐水泥更好。沸騰爐水泥是在燒煤矸石發(fā)電的沸騰爐內(nèi)加適量預(yù)處理過(guò)的石灰質(zhì)物料，在1000℃以下燒成熟料，再加少量礦渣、石膏磨制而成。主要成分是矸石和煤灰細(xì)粉。重慶永榮礦務(wù)局曾作過(guò)研究，沸騰爐煙道灰含有氮、磷、鉀，施用后可以改善土壤酸性，使水稻增產(chǎn)6%~14%，小麥增產(chǎn)5%~20%，紅苕增產(chǎn)10%~20%。湖南、浙江也有類似研究。當(dāng)然，應(yīng)用中還應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整水泥的成分和配方。因?yàn)椴灰髲?qiáng)度高，所以一般立窯就能生產(chǎn)，成本也非常低。價(jià)格不會(huì)高于現(xiàn)有大水泥廠的普通水泥。

    記：10多年來(lái)您一直為研究水泥作降雨劑而奔走，您覺(jué)得現(xiàn)在條件成熟了嗎？可行性如何？還需要做哪些工作？

    秦：用水泥作降雨劑，不同于其他降雨劑，對(duì)氣象部門的氣象預(yù)測(cè)及計(jì)算要求精度高，同時(shí)必須有部隊(duì)的配合及合適的場(chǎng)所。因此，這項(xiàng)研究一直進(jìn)展不快。目前，隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)和氣象研究的快速發(fā)展，我國(guó)應(yīng)用大型計(jì)算機(jī)的計(jì)算來(lái)研究氣象、洞察風(fēng)云，成效顯著。多普勒雷達(dá)原為探測(cè)飛行器的裝備，我國(guó)已能將其用于觀察暴雨運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如弄清1998年青藏高原飄來(lái)的水汽形成暴雨導(dǎo)致武漢大水的原因，認(rèn)識(shí)云行的能力已具備，人工降雨水平已大大提高，準(zhǔn)確實(shí)施人工降雨已不再是難事。國(guó)家氣象局的專家為保證上海東亞運(yùn)動(dòng)會(huì)順利開(kāi)幕，移雨他處就是很好的例證。這些成果使水泥作降雨劑的試驗(yàn)變得易行。

    據(jù)我了解，國(guó)家在2000年已開(kāi)始制定計(jì)劃，在西北地區(qū)建成現(xiàn)代化的人工影響天氣作業(yè)技術(shù)體系，以及有效的組織和協(xié)調(diào)體系，開(kāi)展跨地區(qū)、跨季節(jié)的飛機(jī)人工增雨（雪）作業(yè)，實(shí)現(xiàn)人工增雨（雪）規(guī)模效益。這一計(jì)劃為水泥作降雨劑的試驗(yàn)盡快進(jìn)行創(chuàng)造了條件。

    因此，我建議：北京市科委牽頭，組織有關(guān)部隊(duì)、中國(guó)建材研究總院和氣象部門聯(lián)合，在夏秋臺(tái)風(fēng)到來(lái)季節(jié)，以北京西北部的沙化地為施放目標(biāo)作水泥降雨劑研究。施放試驗(yàn)地點(diǎn)建議選在京北的了思臺(tái)。因?yàn)榍皫啄晡姨嶙h用特種水泥做人工降雨劑時(shí)，曾聽(tīng)了思臺(tái)主管馮永順談起試炮引起降雨的情況。了思臺(tái)過(guò)去是高炮靶場(chǎng)，至今尚存兩門雙管高炮供來(lái)客觀賞。1994年8月4日京城大雨，了思臺(tái)陰云密布，卻沒(méi)有雨。能否發(fā)射水泥彈形成降雨?老馮認(rèn)為完全可能。這里地形理想，排水通暢，就是大雨也不致成災(zāi)。有人擔(dān)心水泥污染環(huán)境、板結(jié)土壤。我認(rèn)為引發(fā)降雨之后，繼續(xù)降水的沖刷足以帶走水泥粒子。了思臺(tái)地層裂隙多存不住水，帶有水泥的水也許能引起板結(jié)存住水，這是許多有識(shí)之士熱烈議論后的共識(shí)。對(duì)部隊(duì)來(lái)講，如果用水泥彈降水成功，高炮老兵器又派上新用途，將成為我國(guó)對(duì)和平、發(fā)展的又一貢獻(xiàn)。

    因此，我個(gè)人認(rèn)為，把沸騰爐渣以至粉煤灰變成改善環(huán)境的有效組分，發(fā)揮立窯廠易調(diào)整的特點(diǎn)試產(chǎn)特種水泥作人工降雨劑，抑制沙化地的揚(yáng)沙問(wèn)題，值得重視研究。呼吁有關(guān)部門盡快立項(xiàng)，抓住有利時(shí)機(jī)盡快開(kāi)展研究和試驗(yàn)。

    水不僅是農(nóng)業(yè)的根，也是人類賴以生存和發(fā)展的源泉。在保護(hù)自然、改造自然這一人類經(jīng)濟(jì)生活的主題下，我們期盼有更多的技術(shù)成果能為人類的經(jīng)濟(jì)生活做出貢獻(xiàn)。因此，真誠(chéng)的希望，水泥作降雨劑的試驗(yàn)盡早能夠?qū)嵤?/SPAN>,讓水泥降雨不是夢(mèng)。