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空气污染

来源:华创风云 发布日期:2015-05-21 23:48:19
摘要
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。

概述

空气污染(air pollution)由于人类活动或自然过程排放到大气中的一次污染物或由它们转化成的二次 污染物的浓度及持续时间足以对人的舒适感、健康或对大气环流产生不利影响的现象。

大气是由一定比例的氮、氧、二氧化碳、水蒸气和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。
来自自然的污染物主要是火山喷发出来的烟尘;来自人类活动的污染物有大气中核试验的放射性沉降物,工业生产、交通运输及人们生活过程中排放出来的化学毒剂、有害气体及烟尘。后者是污染物的主要来源。污染物在近地面层的积累和扩散取决于环境条件及近地面层的风、大气稳定度、温度等气象条件。空气中污染物浓度超过一定的标准时,可以危害人体健康,影响作物生长,腐蚀材料,破坏建筑物,并对一个地区甚至全球的天气和气候发生影响。防止空气污染的主要措施是控制污染物排放量。世界上许多国家都制订了大气质量标准,当大气质量有可能超出这个标谁时,要求减少或停止排放污染物。我国大气质量暂行标准见附表。
中国大气质量暂行标准


构成物质


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:

硅Silicon、铝aluminum、钙calcium、锰manganese、铁iron(来源:泥土/地壳和建筑活动)

钒Vanadium、镍nickel(来源:以油作为燃料的燃烧工序)

镉cadmium、碳氢化合物hydrocarbons(来源:焚化)

碳、铅lead、溴bromine、碳氢化合物(来源:汽车废气)

钠Sodium、氯chloride、镁、钾potassium(来源:海洋)

硝酸盐Nitrate、硫酸盐sulphate、铵ammonium(来源:次生污染形成物)

主要污染源

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。

危害

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、肺气肿及肺癌等疾病。

空气污染会导致人的寿命下降。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、光化学烟雾和卤族元素等)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:

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。
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