大气环境

大气环境地表大气中气体成份成分含量体积%成份含量体积%氮氧氩二氧化碳氖氦氪氙78.0920.940.930.03180.00180.000520.000118×10-8氧化氮氢甲烷臭氧二氧化硫一氧化碳氨2.51×10-55×10-51.5×10-50.0620.0820.0410.051人们常讲水是生命之源，没有水就没有生命。但是，人和其他生物赖以生存的空气是比水更重要的物质资源，人类生存离不开空气，发展工农业生产离不开空气，燃料燃烧离不了空气。空气、水和土壤是人类生存所不可缺少的三大自然环境要素，缺一不可。人们时刻都要呼吸空气，一个成年人每天大约呼吸10～12m3约13～15kg空气，相当于一天食物量的10倍，饮量水的5～6倍。生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气：一个人五天不喝水，尚可能生存，而五分钟不呼吸空气就会死亡。人的生命离不开空气，健康的身体需要新鲜清洁的空气。然而，随着人类社会的不断前进与发展，人类对大气的污染达到了前所未有的程度：温室气体不断增多、酸雨不断加剧、臭氧层空洞继续扩大、沙尘暴全球肆虐、城市里空气浑浊等环境问题严重威胁着人类的生存与发展。而我国更是不容乐观，随着我国工业化和城市化步伐的进一步加快，以及我国粗犷型的经济增长方式---高能耗、低效率、低水平，我国的大气污染已经处于世界最严重之列。据有关部门统计，全国338个城市中，只有33.1%的城市达到国家空气质量二级标准，剩余的66.9%都超过二级标准，其中有137个超过三级标准，占统计城市的40.5%。（一）大气污染的定义在干净的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气（由混合气体、水气和杂质组成）除去水气和杂质的空气，其主要成分是氮气，占78.09%；氧气，占20.94%；氩，占0.93%；其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。二）大气污染物的分类及其产生原因（来源）大气污染物的分类大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。颗粒物：指大气中液体、固体状物质，又称尘。硫氧化物：是硫氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。碳的氧化物：主要包括二氧化碳和一氧化碳。氮氧化物：是氮氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。碳氢化合物：是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。其它有害物质：如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。•大气污染物的来源1、天然污染源－－－大气污染物的天然源主要有：1)火山喷发：排放出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。•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。大气的人为污染源主要有：1)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，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。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。•2)工业废气：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。•3)汽车尾气：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。•4)农业活动排放：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。•（三）大气污染的危害一：温室效应燃料中含有各种复杂的成分，在燃烧后产生各种有害物质，即使不含杂质的燃料达到完全燃烧，也要产生水和二氧化碳，正因为燃料燃烧使大气中的二氧化碳浓度不断增加，破坏了自然界二氧化碳的平衡，以至可能引发“温室效应”，致使地球气温上升。温室效应：大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系，吸收地球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样，促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03%，许多其它痕量气体也会产生温室效应，其中有的温室效应比二氧化碳还强。锅炉、汽车与工业设备排放大气污染物比重污染源污染物一吨燃料或原料产生污染物重量(公斤)锅炉粉尘、二氧化硫、一氧化碳、酸类和有机物5～15(燃料)汽车二氧化氮、一氧化碳、酸类、有机物40～70(燃料)炼油二氧化硫、硫化氢、氨、一氧化碳、碳化氢、硫醇25～150(燃料)化工二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、溶媒、有机物、硫化物50～200(燃料)冶金二氧化硫、一氧碳、氟化物、有机物50～200(燃料)采矿(矿石处理加工)二氧化硫、一碳、氟化物、有机物100～300(原料)•大气污染的危害大气污染对人体的危害主要表现为卢呼吸道疾病；对植物可使其生理机制受抑制，生长不良，抗病抗虫能力减弱，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，减少太阳的辐射(据资料表明，城市太阳辐射强度和此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的增加；大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，这与大气污染是有密切关系的。)某些大气污染物对人体的影响煤烟引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒)，则可引起相应的肺尘等疾病硫酸烟雾对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险铅略超大气污染允许深度以上时，可引起红血球碍害等慢性中毒症状，高浓度时可引起强烈的急性中毒症状二氧化硫浓度为1－5ppm时可闻到嗅味，5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以至窒息氧化氮主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用，重者可臻肺坏疽；对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害，高浓度氧化氮时可出现窒息现象一氧化碳对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍，能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳臭氧其影响较复杂，轻病表现肺活量少，重病为支气管炎等硫化氢浓度为100ppm吸入2－15分钟可使人嗅觉疲劳，高浓度时可引起全身碍害而死亡氰化物轻度中毒有粘膜刺激症状，重者可使意识逐渐昏，虽直性痉挛，血压下降，迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛，失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等氟化物可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体，主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡氯主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯会计师达0.04～0.06毫克/升时，30～60分钟即可致严重中毒，如空气中氯会计师达3毫克/升时，则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡四、大气污染的防治与控制(一)控制污染源污染源是防治大气污染危害的根本措施，而治理途径是多方面的，这里就其主要方法进行介绍。1.工业合理布局，以方便于污染物的扩散和工厂之间互相利用废气，减少废气排放量。2.实行区域集中供热，以高效率的锅炉代替分散的低矮烟囱群，以高效率的锅炉代替分散的低矮烟囱排放方式。这是城市大气污染防治的有力措施。3.改变燃料构成。如城市工业和民用煤气、液化石油气的发展，低硫燃料和新能源（太阳能、风能、地热等）的采用。要推行采煤，以除去煤中大部分硫（主要是硫铁矿硫）。4.减少汽车废气排放。主要是改时发动机的燃烧设计和提高油的燃烧质量，加强交通管理。5.工业装置排放的有毒气体，要从工艺改革和回收利用方面予以控制。6.烟囱除尘。烟气中二氧化硫控制技术分干法（以固体粉未或颗粒为吸收剂）和湿法（以液体为吸收剂）两大类。•2、改变燃料构成，开发新能源要逐步推广使用天然气、煤气和石油液化气，选用低硫燃料，对重油和煤炭进行脱硫处理，开发和利用太阳能、氢燃料、地热等新能源。•3、改革生产工艺，对废气进行治理工业排放的大气污染物的治理，主要集中在除尘、控制二氧化硫和氮氧化物排放两方面。•4、区域集中供暖供热设立大的电热厂和供热站，实行区域集中供暖供热，尤其是将热电厂、供热站设在郊外，对于矮烟囱密集、冬天供暖的北方城市来说，是消除烟尘的十分有效的措施。•5、高烟囱排烟烟囱越高越有利于烟气的扩散和稀释，一般烟囱高度超过100m效果就已十分明显，过高造价急剧上升是不经济的。应当指出这是一种以扩大污染范围为代价减少局部地面污染的办法。•6、控制废气的排放时间•7、交通运输工具废气的治理•(二)绿化造林植物有过滤各种有毒有害大气污染物和净化空气的功能，树林尤为显著，所以绿化造林是防治大气污染的比较经济且有效的措施•(三)栽培抗污染作物•(四)加强农作物田间管理•(五)加强大气质量管理酸雨本世纪以来，全世界的酸雨污染范围日益扩大。原只发生在北美和欧洲工业发达国家的酸雨，逐渐向一些发展中国家扩展，如印度、东南亚、中国等。同时酸雨的酸度也在逐渐增加。据欧洲大气化学监测网近20年连续监测的结果表明，欧洲雨水的酸度增加了10%，瑞典、丹麦、波兰、德国、加拿大等国的酸雨pH多为4.0-4.5，美国已有15个州的酸雨pH在4.8以下。•酸雨，顾名思义，雨是酸的，又名“酸性沉降”，是指pH值小于5.6的雨雪或其它形式的大气降水。正常的雨水也是微酸性，因为溶有CO2，但其pH值绝不会低于5.6，因为雨水为大气中CO2所饱和时，水溶液的pH值恰好为5.6。•一般，酸雨中主要含有H+，SO42－，NO3—，Ca2+等。数据表明我国酸雨中的离子成份远比外国多，而且酸雨的危害程度已排在世界的前列。•“酸雨”一词始用于130多年以前，它的词义是雨水比正常情况下偏酸性，即被酸化了的雨。目前大多数国家都取雨水PH小于5.6为酸雨的标准。5.6的来源是蒸溜水与大气中的CO2（浓度一般约为316ppm））达到溶解平衡时的