一-大气和大气污染的概念

一大气和大气污染的概念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合物。就干大气污染燥空气而言，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％，而其他气体的体积都大约是0.02%。各种自然变化往往会引起大气成分的变化。按照国际标准化组织（ISO）的定义，“大气污染通常是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、健康和福利或环境污染的现象”。二主要大气污染物及其来源按污染的范围，大气污染可分为四类：（1）局部地区大气污染如某个工厂烟囱排气所造成的直接影响；（2）区域性大气污染如工矿区或其附近地区的污染，或整个城市的大气污染；（3）广域性大气污染是指更广泛地区，更广大地域的大气污染，在大城市及大工业带可以出现这种污染，最主要的污染是酸雨；（4）全球性大气污染，指跨国界乃至涉及整个地球大气层的污染，如温室效应、臭氧层破坏等。主要大气污染物排入大气的污染物种类很多，依据不同的原则，可将其进行分类。依照污染物存在的形态，可将其分为颗粒污染物与气态污染物。依照与污染源的关系，可将其分为一次污染物与二次污染物。若大气污染物是从污染源直接排出的原始物质，进入大气后其性质没有发生变化，则称其为一次污染物；若由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或光化学反应，形成了与原污染物性质不同的新污染物，则所形成的新污染物称为二次污染物。二次污染物，如硫酸烟雾和光化学烟雾，所造成的危害，已受到人们的普遍重视。（一）颗粒污染物进入大气的固体粒子和液体粒子均属于颗粒污染物。对颗粒污染物可作出如下的分类。（1）尘粒一般是指粒径大于75μm的颗粒物。这类颗粒物由于粒径较大，在气体分散介质中具有一定的沉降速度，因而易于沉降到地面。（2）粉尘在固体物料的输送、粉碎、分级、研磨、装卸等机械过程中产生的颗粒物，或由于岩石、土壤的风化等自然过程中产生的颗粒物，悬浮于大气中称为粉尘，其粒径一般小于75μm。在这类颗粒物中，粒径大于10μm，靠重力作用能在短时间内沉降到地面者，称为降尘；粒径小于10μm，不易沉降，能长期在大气中飘浮者，称为飘尘。（3）烟尘在燃料的燃烧、高温熔融和化学反应等过程中所形成的颗粒物，飘浮于大气中称为烟尘。烟尘的粒子粒径很小，一般均小于1μm。它包括了因升华、焙烧、氧化等过程所形成的烟气，也包括了燃料不完全燃烧所造成的黑烟以及由于蒸汽的凝结所形成的烟雾。（4）雾尘小液体粒子悬浮于大气中的悬浮体的总称。这种小液体粒子一般是由于蒸汽的凝结、液体的喷雾、雾化以及化学反应过程所形成，粒子粒径小于100μm。水雾、酸雾、碱雾、油雾等都属于雾尘。（5）煤尘燃烧过程中未被燃烧的煤粉尘、大、中型煤码头的煤扬尘以及露天煤矿的煤扬尘等。（二）气态污染物以气体形态进入大气的污染物称为气态污染物。气态污染物种类极多，按其对我国大气环境的危害大小，有五种类型的气态污染物是主要污染物。（1）含硫化合物主要指SO2、SO3和H2S等，其中以SO2的数量最大，危害也最大，是影响大气质量的最主要的气态污染物。（2）含氮化合物含氮化合物种类很多，其中最主要的是NO、NO2、NH3等。（3）碳氧化合物污染大气的碳氧化合物主要是CO和CO2。（4）碳氢化合物此处主要是指有机废气。有机废气中的许多组分构成了对大气的污染，如烃、醇、酮、酯、胺等。（5）卤素化合物对大气构成污染的卤素化合物，主要是含氯化合物及含氟化合物，如HCl、HF、SiF4等。气态污染物从污染源排入大气，可以直接对大气造成污染，同时还可以经过反应形成二次污染物。主要气态污染物和由其所生成的二次污染物种类见表5-2。（三）二次污染物二次污染物中危害最大，也最受到人们普遍重视的是光化学烟雾。光化学烟雾主要有如下类型：（1）伦敦型烟雾大气中未燃烧的煤尘、SO2，与空气中的水蒸气混合并发生化学反应所形成的烟雾，也称为硫酸烟雾。（2）洛杉矶型烟雾汽车、工厂等排入大气中的氮氧化物或碳氢化合物，经光化学作用所形成的烟雾，也称为光化学烟雾。（3）工业型光化学烟雾在我国兰州西固地区，氮肥厂排放的NOx、炼油厂排放的碳氢化合物，经光化学作用所形成的光化学烟雾。根据大气污染的定义，大气污染物主要来源于自然过程和人类活动。大气污染物的排放源及排放量的情况如表所示。主要大气污染物的来源（一）大气污染源关于污染源的含义，目前还没有一个通用的确切定义。按一般理解，它含有“污染物发生源”的意思，如火力发电厂排放SO2，为SO2的发生源，因此就将发电厂称为污染源。它的另一个含义是“污染物来源”，如燃料燃烧对大气造成了污染，则表明污染物来源于燃料燃烧。通常我们所说的污染源，其含意指的是前者。为了满足污染调查、环境评价、污染物治理等不同方面的需要，对人工源进行了多种分类。下面简述一下人工源的分类。1．按污染源存在形式分固定污染源——排放污染物的装置、处所位置固定，如火力发电厂、烟囱、炉灶等。移动污染源——排放污染物的装置、处所位置是移动的，如汽车、火车、轮船等。2．按污染物的排放形式分点源——集中在一点或在可当作一点的小范围内排放污染物，如烟囱。线源——沿着一条线排放污染物。面源——在一个大范围内排放污染物。3．按污染物排放空间分高架源——在距地面一定高度上排放污染物，如烟囱。地面源——在地面上排放污染物。4．按污染物排放的时间分连续源——连续排放污染物，如火力发电厂的排烟。间断源——间歇排放污染物，如某些间歇生产过程的排气。瞬时源——无规律地短时间排放污染物，如事故排放。5．按污染物发生类型分工业污染源——主要包括工业用燃料燃烧排放的废气及工业生产过程的排气等。农业污染源——农用燃料燃烧的废气、某些有机氯农药对大气的污染，施用的氮肥分解产生的NOx。生活污染源——民用炉灶及取暖锅炉燃煤排放污染物，焚烧城市垃圾的废气、城市垃圾在堆放过程中由于厌氧分解排出二次污染物。交通污染源——交通运输工具燃烧燃料排放污染物。（二）大气污染物的来源造成大气污染的污染物，从产生源来看，主要来自以下几个方面。1．燃料燃烧火力发电厂、钢铁厂、炼焦厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量污染物。燃烧排气中的污染物组分与能源消费结构有密切关系。发达国家能源以石油为主，大气污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有机化合物。我国能源以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫。2．工业生产过程化工厂、石油炼制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成品的过程中，都会有大量的污染物排入大气中，由于工艺、流程、原材料及操作管理条件和水平的不同，所排放污染物的种类、数量、组成、性质等差异很大。这类污染物主要有粉尘、碳氢化合物、含硫化合物、含氮化合物以及卤素化合物等多种污染物。3．农业生产过程农业生产过程对大气的污染主要来自农药和化肥的使用。有些有机氯农药如DDT，施用后在水中能在水面悬浮，并同水分子一起蒸发而进入大气；氮肥在施用后，可直接从土壤表面挥发成气体进入大气；而以有机氮或无机氮进入土壤内的氮肥，在土壤微生物作用下可转化为氮氧化物进入大气，从而增加了大气中氮氧化物的含量。此外，稻田释放的甲烷，也会对大气造成污染。4．交通运输各种机动车辆、飞机、轮船等均排放有害废物到大气中。由于交通运输工具主要以燃油为主，因此主要的污染物是碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、含铅污染物、苯并[a]芘等。排放到大气中的这些污染物，在阳光照射下，有些还可经光化学反应，生成光化学烟雾，因此它也是二次污染物的主要来源之一。大气污染物的上述几个来源，具体到不同的国家，由于燃料结构的不同，生产水平、生产规模以及生产管理方法的不同，污染物的主要来源方向也不相同。根据对烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳四种主要污染物的统计表明，我国大气污染物主要来源于燃料燃烧，其次是工业生产与交通运输，它们所占的比例分别为70％、20％和10％。我国的燃料构成是以燃煤为主，煤炭消耗约占能源消费的75％，因此煤的燃烧成为我国大气污染物的主要来源，同时也形成了我国煤烟型大气污染的特点。虽然随着交通运输等事业的发展，这种状况会有所改变，但我国的资源特点和经济发展水平决定了以煤为主的能源结构将长期保持，因此，控制煤烟型的大气污染，将是我国大气污染防治的主要任务。大气污染的危害人类体验到的大气污染的危害，最初主要是对人体健康的危害，随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机理、分布和规模等问题的深入研究，为控制和防治大气污染提供了必要的依据。一、对人体健康的危害大气污染后，由于污染物质的来源、性质、浓度和持续时间的不同，污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别，甚至人的年龄、健康状况的不同，对人均会产生不同的危害。大气污染对人体的影响，首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种。（一）、急性中毒性中大气中的污染物浓度较低时，通常不会造成人体急性中毒，但在某些特殊条件下，如工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体泄露外排，外界气象条件突变等，便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露，直接危害人体，发生了2500人丧生，十多万人受害。（二）、慢性中毒大气污染对人体健康慢性毒害作用，主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后，出现的患病率升高等现象。，近年来我国城市居民肺癌发病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。（三）、致癌作用这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物，物理性致癌物，生物性致癌物等。致癌作用过程相当复杂，一般有引发阶段，促长阶段。能诱发肿瘤的因素，统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤，称环境瘤。二、对工农业生产的危害大气污染对工农业生产的危害十分严重，这些危害可影响经济发展，造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种：一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等，对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀；二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害，从经济角度来看就是增加了生产的费用，提高了成本，缩短了产品的使用寿命。大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长，又可以通过渗入土壤及进入水体，引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出，从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。三、对大气和气候的影响大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减少40%。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解，引发的“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物，大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶，从而改变了该地区原有降水（雨、雪）的情况。人们发现在离大工业城市不远的下风向地区，降水量比四周其它地区要多，这就是所谓“拉波特效应”。如果，微粒中央夹带着酸性污染物，那么，在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。大气污染除对天气产生不良影响