空气污染

空气污染_6分词条

(图)空气污染空气污染
空气污染(又称为大气污染),按照国际标准化组织(ISO)的定义,“空气污染(大气污染)通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象”。

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空气污染 基本概述

 
(图)空气污染城市空气污染
大气是由一定比例的二氧化碳水蒸气固体杂质微粒组成的混和物。就干洁空气而言,按体积计算,在标准状态下,氮气占78.08%,氧气占20.94%,氩气占0.93%,二氧化碳占0.03%,而其他气体的体积则是微乎其微的。各种自然变化往往会引起大气成分的变化。例如,火山爆发时有大量的粉尘和二氧化碳等气体喷射到大气中,造成火山喷发地区烟雾弥漫,毒气熏人;雷电等自然原因引起的森林大面积火灾也会增加二氧化碳和烟粒的含量等等。

一般来说,这种自然变化是局部的,短时间的。随着现代工业和交通运输的发展,向大气中持续排放的物质数量越来越多,种类越来越复杂,引起大气成分发生急剧的变化。当大气正常成分之外的物质达到对人类健康、动植物生长以及气象气候产生危害的时候,定义为空气受了污染,即为空气污染。


空气污染是大气中污染物浓度达到有害程度,超过了环境质量标准和破坏生态系统和人类正常生活条件,对人和物造成危害的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是空气污染物。空气污染物到2009年2月为止,已知约有100多种。有自然因素(如森林火灾、火山爆发等)和人为因素(如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、核爆炸等)两种,且以后者为主,尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素有污染物的性质(物理的和化学的),污染源的性质(源强、源高、源内温度、排气速率等),气象条件(风向、风速、温度层结等),地表性质(地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等)。防治方法很多,根本途径是改革生产工艺,综合利用,将污染物消灭在生产过程之中;另外,全面规划,合理布局,减少居民稠密区的污染;在高污染区,限制交通流量;选择合适厂址,设计恰当烟囱高度,减少地面污染 ;在最不利气象条件下,采取措施,控制污染物的排放量。

中国制订《中华人民共和国环境保护法(试行)》,并制订中国国家和平共地区的“废气排放标准”,以减轻大气污染,保护人民健康。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物,另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘烟液滴降尘飘尘悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物,以二氧化氮为主的氮氧化合物,以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物,而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质,大气污染物的种类和数量也在不断变化着。而且南极和北极的动物也受了空气污染的影响。

空气污染 主要污染源

 
(图)空气污染工业排放是空气污染其中一个污染源
空气污染源就是大气污染物的来源,主要有以下三个:

(1)工业:工业是大气污染的一个重要来源。工业排放到大气中的污染物种类繁多,性质复杂,有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等。其中有的是烟尘,有的是气体。

(2)生活炉灶与采暖锅炉:城市中大量民用生活炉灶和采暖锅炉需要消耗大量煤炭,煤炭在燃烧过程中要释放大量的灰尘、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等有害物质污染大气。特别是在冬季采暖时,往往使污染地区烟雾弥漫,呛得人咳嗽,这也是一种不容忽视的污染源。

(3)交通运输:汽车、火车、飞机、轮船是当代的主要运输工具,它们烧煤或石油产生的废气也是重要的污染物。特别是城市中的汽车,量大而集中,排放的污染物能直接侵袭人的呼吸器官,对城市的空气污染很严重,成为大城市空气的主要污染源之一。汽车排放的废气主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物等,前三种物质危害性很大。

空气污染 危害

 
(图)空气污染空气污染下的公路状况
大气污染的危害主要有以下几个方面:

(1)对人体健康的危害:人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次,吸入空气达15~20立方米。因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。大气污染物对人体的危害是多方面的,主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍,以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。

比如,1952年12月5~8日英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把这个灾难的烟雾称为"杀人的烟雾"。据分析,这是因为那几天伦敦无风有雾,工厂烟囱和居民取暖排出的废气烟尘弥漫在伦敦市区经久不散,烟尘最高浓度达4.46毫克/米3,二氧化硫的日平均浓度竟达到3.83毫升/米3。二氧化硫经过某种化学反应,生成硫酸液沫附着在烟尘上或凝聚在雾滴上,随呼吸进入器官,使人发病或加速慢性病患者的死亡。大气中污染物的浓度很高时,会造成急性污染中毒,或使病状恶化,甚至在几天内夺去几千人的生命。其实,即使大气中污染物浓度不高,但人体成年累月呼吸这种污染了的空气,也会引起慢性支气管炎支气管哮喘肺气肿肺癌等疾病。

空气污染会导致人的寿命下降。所谓空气污染就是指正常的大气中主要含对植物生长有好处的氮气(占78%)和人体、动物需要的氧气(占21%),还含有少量的二氧化碳(0.03%)和其他气体。当本不属于大气成分的气体或物质,如硫化物、氮氧化物、粉尘、有机物等进入大气之后,大气污染就发生了。大气污染主要由人的活动造成,大气污染源主要有:工厂排放、汽车尾气、农垦烧荒、森林失火、炊烟(包括路边烧烤)、尘土(包括建筑工地)等。空气污染主要分为有害气体(二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾卤族元素等)及颗粒物(粉尘和酸雾、气溶胶等)。它们的主要来源是工厂排放,汽车尾气,农垦烧荒,森林失火,炊烟(包括路边烧烤),尘土(包括建筑工地)等。

空气污染对人体的危害主要表现为呼吸道疾病;对植物可使其生理机制受压抑,成长不良,抗病虫能力减弱,甚至死亡;大气污染还能对气候产生不良影响,如降低能见度,减少太阳辐射(城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少10%-30%和10%-25%)而导致城市佝偻发病率增加;空气污染物能腐蚀物品,影响产品质量;近十几年来,不少国家发现酸雨,雨雪中酸度增高,使河湖、土壤酸化、鱼类减少甚至灭绝,森林发育受影响。酸雨是怎样形成的呢?当烟囱排放出的二氧化硫酸性气体,或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空中与水蒸气相遇时,就会形成硫酸和硝酸小滴,使雨水酸化,这时落到地面的雨水就成了酸雨。煤和石油的燃烧是造成酸雨的主要祸首。酸雨会对环境带来广泛的危害,造成巨大的经济损失,如:腐蚀建筑物和工业设备;破坏露天的文物古迹;损坏植物叶面,导致森林死亡;使湖泊中鱼虾死亡;破坏土壤成分,使农作物减产甚至死亡;饮用酸化物造成的地下水,对人体有害。

(2)对植物的危害:大气污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。当污染物浓度很高时,会对植物产生急性危害,使植物叶表面产生伤斑,或者直接使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时,会对植物产生慢性危害,使植物叶片褪绿,或者表面上看不见什么危害症状,但植物的生理机能已受到了影响,造成植物产量下降,品质变坏。

(3)对天气和气候的影响:大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的,可以从以下几个方面加以说明:
1、减少到达地面的太阳辐射量:从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒,使空气变得非常浑浊,遮挡了阳光,使得到达地面的太阳辐射量减少。据观测统计,在大工业城市烟雾不散的日子里,太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40%。大气污染严重的城市,天天如此,就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。

2、增加大气降水量:从大工业城市排出来的微粒,其中有很多具有水气凝结核的作用。因此,当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候,就会出现降水天气。在大工业城市的下风地区,降水量更多。

3、下酸雨:有时候,从天空落下的雨水中含有硫酸。这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸,随自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏,能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎,能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用,还会腐蚀、污染建筑物。

4、增高大气温度:在大工业城市上空,由于有大量废热排放到空中,因此,近地面空气的温度比四周郊区要高一些。这种现象在气象学中称做"热岛效应"。

5、对全球气候的影响:人们注意到大气污染对全球气候变化的影响问题。经过研究,人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中,二氧化碳具有重大的作用。从地球上烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳,约有50%留在大气里。二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射,使近地面层空气温度增高,这叫做“温室效应”。经粗略估算,如果大气中二氧化碳含量增加25%,近地面气温可以增加0.5~2℃。如果增加100%,近地面温度可以增高1.5~6℃。有的专家认为,大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去,若干年后会使得南北极的冰熔化,导致全球的气候异常。

空气污染 防治

 
(图)空气污染2008年统计城市空气污染导致死亡的全球分布情况
空气污染的防治措施很多,但最根本的一条是减少污染源。一般采用以下几种措施:
(1)工业合理布局:这是解决大气污染的重要措施。工厂不宜过分集中,以减少一个地区内污染物的排放量。另外,还应把有机原料供应关系的化工厂放在一起,通过对废气的综合利用,减少废气排放量。

(2)区域采暖和集中供热:分散于千家万户的炉灶和市内密如树林的矮烟囱,是煤烟粉尘污染的主要污染源。采取区域采暖和集中供热的方法,即用设立在郊外的几个大的、具有高效率除尘设备的热电厂代替千家万户的炉灶,是消除煤烟的一项重要措施。

(3)减少交通废气的污染:减少汽车废气污染,关键在于改进发动机的燃烧设计和提高汽油的燃烧质量,使油得到充分的燃烧,从而减少有害废气。

(4)改变燃料构成:实行自煤向燃气的转换,同时加紧研究和开辟其他新的能源,如太阳能、氢燃料、地热等。这样,可以大大减轻烟尘的污染。

(5)绿化造林:茂密的林丛能降低风速,使空气中携带的大粒灰尘下降。树叶表面粗糙不平,有的有绒毛,有的能分泌粘液和油脂,因此能吸附大量飘尘。蒙尘的叶子经雨水冲洗后,能继续吸附飘尘。如此往复拦阻和吸附尘埃,能使空气得到净化。

空气污染 构成物质

 
(图)空气污染1990到2000年发达国家与发展中国家的空气污染情况
空气的污染物可分为污染气体悬浮物
1、常见的污染气体包括:
可以和水混合而成酸雨的酸性气体,如二氧化硫、氮氧化物;
温室气体,如二氧化碳、氟氯碳化物(CFCs);
对人体有毒气体,如一氧化碳、碳氢化合物等。
对流层臭氧。 (注:在对流层以上的臭氧,如果在平流层的话,不会扩散;在电离层的话,可以阻挡紫外光及其它来自太阳的强烈幅射,反而对环境有好处。)

2、悬浮物通常以颗粒的大小来区分,而当中的可吸入悬浮粒子则可影响人体。这些可吸入悬浮粒子还可以再细分为PM10和PM2.5两类:
PM10(即直径小于10微米)的颗粒,这种颗粒不能被身体的防御机制阻挡,可以直达肺部,所以十分危险;
PM2.5的颗粒比PM10的更危险,因为它的颗粒小于2.5微米,可以穿透肺泡到达血液。
直径约为0.1mm的粉尘有超过50%会沉积在肺部,含硅的粉尘更会对人体造成永久伤害,例如引致硅肺病
香烟尘是常见的悬浮微粒,因粒径小(在0.001-0.1mm之间)、扩散力强,在静止空气中几乎可以不沉落,不仅实时可见污染恶果,长期吸入更可以导致肺癌。

3、其它常见的悬浮粒子:
Silicon、aluminum、calcium、manganese、iron (来源: 泥土/地壳和建筑活动)
Vanadium、nickel (来源: 以油作为燃料的燃烧工序)
cadmium 、碳氢化合物hydrocarbons (来源: 焚化)
lead、bromine、 碳氢化合物 (来源: 汽车废气)
Sodium、chloride、potassium (来源:海洋)
硝酸盐Nitrate、硫酸盐sulphate、ammonium (来源: 次生污染形成物)

空气污染 参考资料

 
[1] 空氣污染 http://www.skhasms.edu.hk/subjects/science/air_8th.htm
[2] 搜狐IT http://it.sohu.com/20080229/n255452184.shtml
[3] 新浪网 http://news.sina.com.cn/z/kqwrzzcs/index.shtml
[4] 北方网新闻中心 http://news.enorth.com.cn/system/2003/12/11/000687424.shtml
[5] 环境保护署 http://pc211.epd-asg.gov.hk/gb/www.epd-asg.gov.hk/cindex.php

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