空气污染

空氣污染空氣污染成因廢氣排放環境破壞自然氣候變遷地質作用人文結果生物非生物空氣污染的來源：自然與人為自然：火山森林大火風暴植物土壤海洋規模都比人為大人為：發電場汽車工廠有限區域排放很多對污染貢獻很大人為空污的集中度比自然高故比自然的空污嚴重但自然多可飄散且頻率低污染物來源有三：交通運輸能源製造工業生產化石燃料：煤石油天然氣六大污染物COSOxNOx懸浮微粒碳氫化石物O3criteriaairpollutants燃燒燃料是主要製造者原生污染物與次生污染物原生：COCO2SONONO2次生：SO3HNO3H2SO4H2O2O3PANs有毒空氣污染物引起癌症工業城市煙霧與光化學煙霧工業城市(gray-aircities)：冷濕氣候，當SOx懸浮微粒+濕氣-灰霧(smog)使用煤或石油過多，冬天空氣差Brown-airCities:暖乾、陽光充足、較少工業，但汽車發電場多污染物為CO碳氫化物NOx受陽光作用產生二次污染物稱光化學煙霧今日大部分城市已無GrayAirCities&BrownAirCities之分氣候和地形對空氣污染的影響風和雨會清潔空氣但污染物不會消失只是移往別處或屯積起來山會阻止污染物進入也會阻止污染物離開山會阻擋陽光逆溫分二種：下沉逆溫和輻射逆溫使Pollutants累積下沉逆溫冷暖鋒交會滯留不動範圍大時間長輻射逆溫局部且短期山谷冬天環境安全經濟議題重大公害事件與台灣防治空氣污染的成果空氣污染對人體健康的影響直接影響慢性影響高危險群台灣地區近年呼吸器官疾病死亡人數統計相關報導直接影響成因：空氣中的污染物密度突然上升症狀：呼吸急促、眼睛過敏、上呼吸道過敏、感冒、咳嗽、鼻炎慢性影響支氣管炎肺氣腫肺癌哮喘1.支氣管炎：成因：上呼吸道受到感染而發炎症狀：晨間咳嗽有痰、痰愈來愈多，整天咳嗽、氣喘愈來愈嚴重主要致病污染物：SO2、NO2、O32.肺氣腫：成因：黏膜浮腫或支氣管積存黏液，空氣較易進入肺泡內，呼氣受到阻礙，使肺泡壁鬆弛、肺部失去彈性、空氣積存於肺部症狀：呼吸困難、胸部不適，緊悶、咳嗽，咳痰，夜間咳嗽喘嗚主要致病污染物：O3、NO2、氧化硫3.肺癌：成因：細胞發生病變症狀：早期–持續咳嗽、痰中帶血絲、呼吸急速、咳嗽或深呼吸時，胸口隱隱作痛或突然劇痛晚期–食欲不振及體重下降、極度虛弱和疲倦、頸部和腋下淋巴結腫脹4.哮喘：成因：病者的氣管因發炎而腫脹，呼吸管道變得狹窄，導致呼吸困難症狀：呼吸急促和呼吸困難、呼吸時有喘鳴聲音、咳嗽、胸口緊悶主要致病污染物：微塵高危險群兒童老人身體虛弱者(病人)台灣地區近年呼吸器官疾病死亡人數死亡原因年份死亡人數每十萬人死亡人數死亡人數每十萬人死亡人數8318768.92447621.288419909.38502023.668520369.5543925.378619469585727.078719879.1574926.338818068.21595927.078916047.23626128.22支氣管炎、肺氣腫及哮喘肺癌台灣地區近年呼吸器官疾病死亡人數圖0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0083848586878889年份人數支氣管炎、肺氣腫及哮喘每十萬人死亡人數肺癌每十萬人死亡人數相關新聞報導舊焚化爐致癌風險高(中央日報88.12.6)燒香拜拜易使人罹癌(中國時報89.10.7)臭氧污染升高氣喘越來越多(中時晚報89.2.29)北半球最大臭氧層破洞今春出現人類患皮膚癌機率可能增加(聯合報89.1.18)空氣污染嚴重心臟病患者致命危機(勁報90.6.12)盛夏髒空氣易引發心臟病(自由時報90.6.13)空氣微粒一增死亡率跟著上升(民生報89.12.20)空污微粒老人殺手(自由時報89.6.29)酸沈降由污染物帶來的酸沈降已經成為全球問題，對於社會、經濟、環境帶來相當大的衝擊。主要架構酸的介紹(pH值、氫離子濃度)什麼是酸沉降(乾沉降、濕沉降)污染物的結合(氧化硫、氧化氮)主要污染物酸的運送酸沉降的影響湖泊的酸化水棲生態系傷害榖類破壞森林建築物的損害解決方法酸真的利弊短期長期什麼是酸酸是加速氫離子溶解的化學物質，以pH值做衡量。強酸是因為加入許多氫離子，酸度視氫離子的濃度而定。什麼是酸沈降酸沈降是酸性物質的沈澱，大多由人類的污染所產生。雨水在未受污染的區域，pH差不多是5.7（微酸，原因：正常雨水中的酸性物質是由空氣中的CO2溶解在含有水分的雲、靄、霧中）。所謂的酸沈降就是雨或雪的pH值小於5.7，而且沈降酸性粒子或氣體。酸到達地面有濕沈降（雨或雪）及乾沈降（微粒狀物質和氣體）。濕沈降氧化硫以及氧化氮（都是氣體）在大氣中與雨水結合。氧化硫會形成硫酸，氧化氮的會形成氮酸。硫酸和氮酸是科學界中3個之中的兩個最酸的物質。濕沈降在大氣中，酸性物質會累積在雲中，隨著雨、雪降下。即使是海岸邊的霧也會包含酸性的沈降物。在低雲層的潮濕粒子比從那裡下的雨或雪傾向含有較濃度的酸性物質，而霧和雲或許會使樹木充斥在含酸量較多的水汽中。更糟的是，從森林中蒸發後酸性物質集中在葉表面的會比在雲中的高出許多。乾沉降懸浮微粒導致日照減少。空氣污染中的氣膠微粒產生直接輻射效應，使得陽光不易滲透，造成糧食減產、世界糧食分佈不均（有些國家以農立國）。如果依地表太陽輻射，每增減一個百分點，稻米的產能也會跟著減少一個百分點來看，中國大陸的縮減量每年縮減5%~30%不等，並抑制70%可耕地作物的成長。2000.3.7中國時報酸更廣的分散，造成更大的環境使用費。近期的報導指出，酸沈降造成全球性的威脅，不管是開發中或是已開發國家。在快速成長的都市中心，有著缺乏管理的工業以及擁擠的交通，是酸沈降的重要的因素。很諷刺的，在已開發國家中碰觸污染防制法的跨國公司、社團法人，刺激他們向開發中國家設立（污染防制法要求較低）。污染物的結合含有硫的煤礦、石油的化石燃料燃燒，會造成氧化硫氣體，到大氣後變成硫酸。硫和氧反應造成巨大的熱，氧化硫的氣體釋放在空氣中以及變為硫酸有機物在空中的燃燒，造成氮氣的高度集中，形成氧化氮。這些氣體在和水反應後形成大氣中的氮酸。許多自然的事件可以造成大量的氧化硫。由自然而來的有火山爆發和森林大火、細菌對有機物質的腐蝕，例如：植物也會產生氫硫化物的氣體，可以在大氣中結合成硫酸。由於人類大多集中在都市或工業區造成當地的含量滿高的，大約70％由人類造成的硫酸來自工廠（大多數燒煤礦），精鍊業者為了粹取純金屬而融化金屬礦石也釋放大量的氧化硫。森林大火，可以釋放上百萬噸的氧化氮。在人類方面有電力工廠和汽機車。酸的運送上百或千公里（從出產到沈澱）酸沈降的發生由主要工廠或都市的順風區酸沈降在增加酸度和廣度。酸性物質的形成可在空中傳播2～5天。酸沈降是全球性的現象所有被發現的地方都是嚴重污染區的順風地帶。酸沈降的影響湖泊的酸化殺害魚類以及其他水棲生物破壞森林傷害穀類改變土壤沃度損壞建築物湖泊的酸化造成世界上數以百計的湖泊不再支撐水棲生態，數以千計的湖泊面臨生態崩解邊緣。世界上湖泊、河流和其中的魚，將以令人擔憂的比例死去。瑞典當局評價該國17％的湖泊酸化是由於酸沈降。鮪魚在挪威減量，是因為酸沈降影響蛋的成長，使得某些內地的商業結束（pH值降低）。土壤和地表水的緩衝能力（反抗ｐH值改變的能力）主要決定了是否會被酸沈降損害。在主要工業中心的順風地帶較容易受傷害。但是區位並非可以充足的證明湖泊的未來，在有較薄土壤的分水嶺、少量的緩衝能力較不能抵抗污染。有些湖泊包含緩衝帶，化學物質允許水棲系統抵抗pH值的改變。當氫離子（H＋）的標準上升，緩衝帶集合成自由的離子，並排除氫離子，使得pH值保持一定。一般而言，在湖泊和附近分水嶺緩衝能力越強，越不易受傷害。水棲生態系酸性物質徹底的殺害水棲生物體，但是也損害了生長和生殖作用。酸度也會過濾大量從土壤而來對魚類有毒的物質。水棲生態系春天的融雪造成暫時酸性物質的流入以及嚴重對水棲環境有害的損害。許多種類的魚在pH值低於4.5～5死去。pH值的降落是魚類死去的原因之一。春天對魚類和其他的水棲生物造成特別的威脅。當雪開始融化時，表面最先融化。事實上，最初融水的30％，含有所有的酸性物質，以pH值介於3～3.5為代表，對蛋、魚苗和以長大的魚有毒。當雪開始融化，酸的集中在鄰近的湖泊或河流快速的上升。酸性物質的激增與許多魚類的敏感的再生時期同時發生。科學家發現酸雨或融雪從土壤或岩石中溶解有毒的物質，例如:鋁。這些酸性的水，把有毒物質帶入河川或湖泊，鋁刺激小河中溪流的魚類，造成黏液的集結，最終因窒息而死亡。許多其他種類的物質受酸沈降的影響。住在鄰近含酸湖泊附近的鳥，生的蛋殼會比住在較遠的鳥薄。鳥吃了住在酸性水中的水棲昆蟲，正常鈣沈降下鋁的改變，造成有缺陷的蛋殼和更少的幼獸。酸性物質殺害水棲的蟲，使得鴨子的數量減少（30年間減少60％）。蠑螈也受酸性物質的影響。在實驗室中，水中的pH值是5時，會阻止正常的幼蟲生長、造成顯著的畸形，而且通常是致命的。受精卵的死亡率在pH為6時是60％,而pH為7時是1％。在食物鏈中，蠑螈的重要性和鳥以及小的哺乳類動物一樣。在數量上激烈的改變會對整個生態系有嚴重的影響。許多其他的兩棲種類在他們的棲地消失或嚴重的減少，大部分由於酸沈降。森林的破壞樹和其他的植物被損害是由於酸性物質。但也間接由土壤化學的改變和在土壤居住的生物。由工業、汽、機車、霧造成的酸性物質，導致樹的死亡，大量的生態和經濟的損害。當森林死去時，森林居住的種類也死去了。木材的減量也影響收益。最近證實顯示酸會融化土壤中的鋁，鋁會損害樹的木質部，關閉水的傳送，樹會因吸不到水而死。瑞士的科學家相信，在山頂上樹的損壞會增加雪崩的可能性。因為樹幫助在陡峻的山坡上含有雪。在未來幾年裡，10％如柵欄般的森林或許會消失，造成住在山上或是滑雪者或是鐵路安全性的威脅。酸沈降損害森林的兩個途徑：直接和間接。直接：損害葉子、損害種子的發芽。腐蝕葉子上的蠟較低的雲層含有酸性物質如果含在樹中…樹葉含有酸性物質，基部會燒焦。間接影響：親酸性苔藓長在森林的地上。這些台苔蘚像海綿一樣，保有許多水，使得土壤表面飽和。在受影響的區域，水排除土壤中的空氣，導致植物窒息，使樹的根部和樹本身死去（含有過多的水）。苔蘚也許也殺害細菌，幫助樹吸收養分。苔蘚也使得經過他們的水成酸性。酸性的水溶解有毒微量物質，像土壤中的鋁（殺害根部系統）。葉的損害和根的損害會加強力量。酸沈降減少穀物的生產量，但是有些地方卻增加？還有些卻發現沒有影響？穀物的直接影響：葉或芽的損害春天（一年中非常重要的時候）酸沈降在穀物上或許會損害生長。再加上，酸或許會禁止光和作用（植物製造碳水化合物或是其他重要化學物質的過程）。酸或許會間接的破壞植物：改變土壤。例如：酸性物質會過濾土壤中的重要物質，造成產量的減少。酸性物質會減弱土壤中在營養圈和氮固定（都與植物生長是必要的）。榖類的損害材料的損壞酸沈降也侵蝕人造的建築物。例如：自由女神像、埃及神廟、古希臘的雕刻，這些不但是建築上的工程，也是無價珍貴的藝術。酸雨也會造成房屋油漆的損壞以及刻蝕汽機車的表面。酸性物質真的好嗎？硫和氮酸促進植物生長，但他們的負面影響，例如：直接損害或影響土壤化學性的改變比他們在營養方面的影響重要。水棲和陸棲的植物需要硫和氮來生長。在有些例子，酸雨也許會加強土壤中的沃度以及增進穀物的生長。氮在硝酸鹽或是氮酸沈降，會刺激海藻和水棲植物的生長，植物在表面的成長，減少光滲透、阻隔更下層植物光和作用所需。這些這些深層幫助保留氧氣，如果沒有他們，或許有其他形式的水生生態會死去。另外，當水生植物在秋天死去，氧氣減少，細菌在生態中也搶劫水中的氧氣，殺害許多水棲生物。在大草原裡，增加的氮肥對瘦弱的雜草長得比對原來牧場的植物好，造成原來的種類被盡是雜草的種類窒息。這不只改變種類的競爭，還造成二氧化碳