中国大气污染_大气污染和中国
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中国的大气污染及治理概况
化学系环境科学2008135127邢丽湘
摘要:大气污染的日益严重的状况已经不容忽视,我们应该对它予以了解和重视,及时对防治并且对已经污染的地区进行治理,回归原来应有的清晰空气。本论文主要讲述大气污染的概念、主要污染源、大气污染的类型、大区污染的危害及影响和大气污染的治理(主要讲述城市的大气污染的防治与治理)。
关键词: 大气污染概念污染源类型危害及影响治理
(一)大气污染的概念
如果大气污染物达到一定浓度,并持续足够时间,达到对公众健康、动物、材料、大气特性或环境美学因素产生可以测量的影响,这就是大气污染。
4)森林植物释放:主要
为萜烯类碳氢化合物。5)海浪飞沫:颗粒物主
要为硫酸盐与亚硫酸盐。
在某些情况下天然源比人为源更重要,有人曾对全球的硫氧化物和氮氧化物的排放作了估计,认为全球氮排放中的93%,硫氧化物排放中的60%来自天然源。
2、人为污染源:人类的生产和生活活动是大气污染的主要来源。通常所说的大气污染源是指由人类活动向大气输送污染物的发生源。大气的人为污染源可概括为四方面:燃料燃烧工业生产过程交通运输农业活动
(二)主要污染源
大气污染源是指大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害的场所,设备和装
置。按污染物质的来源可分为天然污染源和人为污染源。
1、天然污染源:自然界中某些自然现象向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,是大气污染物的一个很重要的来源。尽管与人为污染源相比,由自然现象所产生的大气污染物种类少,浓度低,在局部地区某一段可能形成严重影响,但从全球角度看,天然源还是很重要的,尤其在清洁地区。大气污染物的天然源主要有:
1)
火山喷发:排放出
燃料燃烧:煤、石油、天然
气等燃料的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源。煤是主要的工业和民用燃料,它的主要成分是
[[left]][[image2]][[/left]]碳,并含有氢、氧、氮、硫及金属化合物。煤燃烧时除产生大量烟尘外,在燃烧过程中还会形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等有害物质。
火力发电厂、钢铁厂、焦化厂、石油化工厂和有大型锅炉的工厂、用煤量最大的工矿企业,根据工业企业的性质、规模不同,对大气产生污染的程度也不同。
SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物。
2)森林火灾:排放出CO、CO2、SO2、NO2、HC等。
3)自然尘:风砂、土壤尘等。
家庭炉灶排气是一种排放量大、分布广、排放高度低、危害性不容忽视的空气污染源。
工业生产过程排放:工业生产过程中排放到大气中的污染物种类多、数量大,是城市或工业区大气的重要污染源。工业生产过程中排放废气的工厂很多。例如,石油化工企业排放二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、氮氧化物;有色金属冶炼工业排出的二氧化硫、氮氧化物以及含重金属元素的烟尘;磷肥厂排出氟化物;酸碱盐化工工业排出的二氧化硫、氮氧化物、氯化氢及各种酸性气体;钢铁工业在炼铁、炼钢、炼焦过程中排出粉尘、硫氧化物、氰化物、一氧化碳、硫化氢、酚、苯类、烃类等。总之,工业生产过程排放的污染物的组成与工业企业的性质密切相关。
交通运输过程中排放:汽车排气已构成大气污染的主要污染源。机动车的发展速度很快,1950年全球机动车保有量为7000万辆,1996年增长到7.1亿辆。汽油车排放的主要污染物是:CO,NOX,HC和铅(如果使用含铅汽油);柴油车排放的污染物主要有NOX,PM(细微颗粒物),HC,CO和SO2。同发达国家相比,我国机动车污染物排放量相当惊人。以日本东京为例,90年代东京拥有机动车400万辆,而CO和NOX的排放量基本稳定在10万t和5万t左右,而北京市1995年机动车仅为100万辆,CO和NOX的排放量却高达97.2万t和9.8万t。
农业活动排放:农药及化肥的使用,对提高农业产量起着重大的作用,但也给环境带来了不利影响,致使施用农药和化肥的农业活动成为大气的重要污染源。
田间施用农药时,一部分农药会以粉尘等颗粒物形式散逸到大气中,残留在作物上或粘附在作物表面的仍可挥发到大气中,进入大气的农药可以被悬
浮的颗粒物吸收并随气流向各地输送,造成大气农药污染。
关于化肥在农业生产中的施用给
环境带来的不利因素,正逐渐引起关注。例如,氮肥在土壤中经一系列的变化过程会产生氮氧化物释放到大气中;氮在反硝化作用下可形成氮(N2)和氧化亚氮(N2O)释放到空气中,氧化亚氮不易溶于水,可传输到平流层,并与臭氧相互作用,使臭氧层遭到破坏。此外,为了分析污染物在大气中的运动,按照污染源性状特点可分为固定式污染源和移动式污染源。固定式污染源是指污染物从固定地点排出,如各种工业生产及家庭炉灶排放源排出的污染物,其位置是固定不变的;流动源是指各种交通工具,如汽车、轮船、飞机等是在运动中排放废气,向周围大气环境散发出的各种有害污染物质。按照排放污染物的空间分布方式,可分为点污染源,即集中在一点或一个可当作一点的小范围排放的污染物;面污染源;即在一个大面积范围排放污。
(三)大气污染的类型
大气污染类型很多,根据大气污染的成因和大气污染物的组成,大气污染可以分为4种类型,即煤烟型、石油型、混合型和特殊型。(1)煤烟型污染
煤烟型污染主要是由燃煤引起的,主要的大气污染物是烟尘和SO2。
(2)石油型污染
主要是由燃烧石油、石油冶炼、石油化工生产工程的排放物、汽车尾气造成的。主要的污染物为NO2,羰基等碳氢化合物,以及这些污染在大气中形成的O3、各种自由基及其反应生成的一系列中间产物和最终产物。
(3)混合型污染
混合型污染是由煤炭和石油在燃烧和加工过程中排放的污染物造成的大气污染要的污染物包括烟尘、SO2,NO2及其他气溶胶碳
氢化合物,是介于煤烟型和石油型之间的一种大气污染。(4)特殊型污染
特殊型污染是指有关工厂企业排出的特殊气体所造成的污染。如氯碱厂周围形王氯气污染,磷肥生产过程造成的氟化物污染,以及有色金属产生的金属蒸气污染等。通常这类污染都限于局部范围。一)大气污染源大气污染源可分为自然的和人为的两大类。自然污染源是由于自然原因(如火山爆发,森林火灾等)而形成,人为污染源是由于人们从事生产和生活活动而形成。在人为污染源中,又可分为固定的(如烟囱、工业排气筒)和移动的(如汽车、火车、飞机、轮船)两种。由于人为污染源普通和经常地存在,所以比起自然污染源来更为人们所密切关注。大气主要污染源有:
⑴ 工业企业:工业企业是大气污染的主要来源,也是大气卫生防护工作的重点之一。随着工业的迅速发展,大气污染物的种类和数量日益增多。由于工业企业的性质、规模、工艺过程、原料和产品种类等不同,其对大气污染的程度也不同。
⑵ 生活炉灶与采暖锅炉 在居住区里,随着人口的集中,大量的民用生活炉灶和采暖锅炉也需要耗用大量的煤炭,特别在冬季采暖时间,往往使受污染地区烟雾弥漫,这也是一种不容忽视的大气污染源。⑶ 交通运输 近几十年来,由于交通运输事业的发展,城市行驶的汽车日益增多,火车、轮船、飞机等客货运输频繁,这些又给城市增加了新的大气污染源。其中具有重要意义的是汽车排出的废气。汽车污染大气的特点是排出的污染物距人们的呼吸带很近,能直接被人吸入。汽车内燃机排出的废气中主要含有一氧化碳、氮氧化物、烃类(碳氢化合物)、铅化合物等。
(四)大气污染的危害与影响
大气污染物成分极其复杂,有害物质特性也有很大差异。大气污染物造成的危害有急性中毒、慢性呼吸系统疾病,重要机能障碍以及其他系统疾病等。
急性中毒是由大规模工业污染或企业偶
然性泄漏有毒废气而引起,至今人类历史上已有多起重大公害事件记载。1952年英国伦敦因家庭烧煤放出大量煤烟粉尘,在浓雾中长期蓄积不散。与空气污染物协同作用,使居民胸闷、咳嗽、呕吐,仅仅4天之内,造成4000人死亡,震惊一时。
空气污染引起的慢性中毒最重要的是呼吸道疾病,包括干性鼻炎、萎缩性鼻炎、慢性气管炎、肺气肿、支气管哮喘、尘肺、肺癌等。空气污染物中有不少致癌和促癌物质,汽车废气中的多环节香烃,粉尘中的石棉、镍、铬、砷等重金属,飘尘上吸附的3,4-苯并芘等,长期在这样污染的环境中工作和生活,癌症,特别是肺癌发病率明显增高。酸雨问题时当今全球关注的热点,我国也是一个酸雨污染灾害严重的国家,酸雨所致,林木枝叶枯萎,作物顿失生机,建筑物腐蚀锈损,酸雨使湖泊、江河酸度提高,鱼类由中毒、骨骼致畸、法语受阻到鱼卵不能孵化而断子绝孙,酸雨使土壤酸化造成土壤贫瘠,植物生长受阻,酸雨对人皮肤、眼镜、咽喉有很强的刺激性,人体吸入吸附有硫酸酸雾的微粒物质可在肺部蓄积,引起肺组织硬化、肺水肿等病症,酸雨不仅危害人类健康,由于环境生态平衡的破坏,也将威胁着人类的生存。
大气污染对人类及其生存环境造成的危害与影响,已逐渐为人们所认识,归结起来有如下几个方面:
①对人体健康的危害。人体受害有三条途径,即吸入污染空气、表面皮肤接触污染 空气和食入含大气污染物的食物,除可引起呼吸道和肺部疾病外,还可对心血管系统、肝等产生危害,严重的可夺去人的生命。②对生物的危害。动物因吸入污染空气或吃含污染物食物而发病或死亡,大气污染 物可使植物抗病力下降、影响生长发育、叶面产生伤斑或枯萎死亡。
③对物品的危害。如对纺织衣物、皮革、金属制品、建筑材料、文化艺术品等,造 成化学性损害和玷污损害。
④造成酸性降雨,对农业、林业、淡水养殖业等产生不利影响。
⑤破坏高空臭氧层,形成臭氧空洞,对人类和生物的生存环境产生危害。⑥对全球气候产生影响,如二氧化碳等温室气体的增多会导致地球大气增暧,导致 全球天气灾害增多,又如烟尘等气溶胶粒子增多,使大气混浊度增加,减弱太阳辐射,影响地球长波辐射,可能导致天气气候异常。如何防治大气污染,减轻大气污染的危害与影响,构成了当今重大而紧迫的研究课题
(五)大气污染的治理
大气污染防治是控制大气污染源,对工业进行合理布局。控制污染物的排放。环境中大量栽培树木,种植花草,不仅美化环境,还可净化空气。一个成年人每天要呼吸一万公升空气,在日常生活中,特别是在家庭中,空气清洁对人们健康至关重要。以下列举一些日常生活污染的防治措施。
由于大气污染一般在城市中较为严重,因此大气污染的治理也着重在于城市污染的治理
城市大气治理系统是将普通的喷泉放置在楼顶,喷水装置中添加喷雾装置,水中加入添加剂,通过联合可控的方法进行控制,地表采用喷雾系统。这种系统具有更多的优点,其不占用地面面积、不需要较大的水池、通视效果更好、蒸发节能汽车速度更快,具降温、湿度调节、空气净化等功能,而且其成本低,同时具雨水收集方案,具节能、环保、节水等诸多优点。多个系统可达到以下功能:
降温:水的蒸发潜热高达2550J/g,1g水能使1m3空气降温2.3℃,0.2kWh电+1T水所达到吸收的热量相当于普通空调耗300 kWh电达到的热红酒柜交换量。水喷成雾时具有较大的比表面,同时蒸汽压降低,更容易蒸发,降温速度控制方便,性能优于植物降温。当蒸发量在0.05g/sm2
时(白天11小时相当于2mm降雨量),大气平均降温达7℃。楼顶系统的水汽主要在上部,地面湿度增加小,减少地面水汽量可减缓水汽引起的温室效应。
湿度调节:水能增加空气中的湿度,空气中的湿度超过100%时,水能吸附空气中自
然形成的雾,从而除湿,当水中加入一定量的无机盐时,将维持一定的灭菌器相对湿度。传统的浓雾清除方法能耗和污染大,使用本系统时,使喷水粒径在0.1~1mm之间,加入NaHCO3后则可迅速吸收浓雾中的水雾,从而清除浓雾。当城市相对湿度较低时,喷水粒径在0.05~1mm之间则能以较少的能量迅速增湿。
除尘:空气相对湿度低是灭菌锅尘埃多的主要原因,现代城市建筑物不具备埃吸附能力,产生的灰尘返复运动,从而形成较严重的粉尘污染。楼顶系统呈三维立体构架,在自然通风条件下,楼顶系统能有效清除PM10和PM100级别尘埃,大于这个粒径范围的尘埃,由于空气湿度增加、水雾的吸附作用可使尘埃落至地面不易飘起。
空气净化:包括化学气体净化和混合动力车杀菌消毒,加入NaHCO3的稀溶液可以吸收有害酸性气体,巨大的吸附表面能够加强氧化各种有机气体和吸附细菌及病毒。经楼顶系统净化后化学气体污染指数可全部达到Ⅰ级。出现SARS等大规模的微生物污染时则可在水中加入消毒剂对整个城市的空气消毒。
景观效应:楼顶系统具有更长的通视距离,更高的构造区域,不仅能构造常规喷泉的效果,而且能构造更奇特的景观,如彩虹和雾帘,配上灯光时能构造更美的效果。
水资源利用:楼顶系统充分用利用雨水,具有自净化功能,无须使用复杂的净化系统,现代小区中产生的大量中水可以得到利用,蒸发后的水成为宝贵的雨水资源,可以扩大本地蒸发量和降雨量(本地蒸发量减少是北方地区降雨量减少的主要原因)。可解决的问题:城市的粉尘净化,中大型城市的夏季降温,北方城市空气增湿,缓解所有城市的酸性气体污染。使用楼顶系统基本上能解决现有的城市大气污染问题。
资料来源:中国环保工程师考试网-注
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