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大气污染的危害以及防治措施

作者:安全管理网  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2016年05月28日

摘要 :二十一世纪的钟声已经敲响,转眼之间过去了九年多,回首二十世纪,我国经济获得了长足的发展,生产力水平大大提高。但是,传统模式下的生产力的提高在驱动经济增长和为企业带来的利润的同时,却使我们的地球家园变得千疮百孔,不堪重负。1987年,世界环境与发展委员会发布了长篇报告《我们共同的未来》该报告首次提出了“可持续发展”的定义,即“既满足当代人的需要,又不对后代满足其需要的能力够成危害的发展”。这个定义鲜明的表达了两个基本观点:人类要发展,尤其是贫困地区的发展;发展要有限度,他不应危及后代人的发展。
        关键词:大气污染;防治措施;环境保护;对人体的危害;影响;
        1 大气污染、大气污染物的概念及来源
        大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子,称之为大气圈。像鱼类生活在水中一样,人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。它的状态和变化,时时处处影响到人类的活动与生存。大气是由一定比例的氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混和物。随着现代工业和交通的迅猛发展 ,烟尘和汽车尾气等的过量排放 ,人类人为向大气中排放的污染物越来越多 ,种类越来越复杂 ,引起大气成分发生急剧的变化 ,超越了大气自然净化的能力界限 ,接踵而至带来的是一个十分严峻的问题—大气污染。
        大气污染: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”
        大气污染的主要原因为以下几种:
        (1)生产性污染,这是大气污染的主要来源,包括:①燃料的燃烧,主要是煤和石油燃烧过程中排放的大量有害物质,如烧煤可排出烟尘和二氧化硫;烧石油可排出二氧化硫和一氧化碳等;②生产过程排出的烟尘和废气,以火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂、水泥厂等对大气污染最为严重;③农业生产过程中喷洒农药而产生的粉尘和雾滴。
        (2)由生活炉灶和采暖锅炉耗用煤炭产生的烟尘、二氧化硫等有害气体。
        (3)交通运输性污染,汽车、火车、轮船和飞机等排出的尾气,其中汽车排出有害尾气距呼吸带最近,而能被人直接吸入, 其污染物主要是氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和铅尘等。
        2 大气污染物的种类以及对人体危害的途径
        随着现代科学技术的发展和进步 ,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 ,迄今研究认为对大气
        污染影响较大的污染物有 :以二氧化硫为主的含硫化合物 ;以氧
        化氮和二氧化氮为主的含氮化合物 ;碳氢化合物及卤素化合物等。
          对人体危害有 3 条途径 :1)通过呼吸吸入污染空气进入人体 ;
        2)附着在食物上或溶于水中 ,随饮食侵入人体 ;3)通过皮肤接
        触进入人体。其中通过呼吸侵入人体是主要的途径 ,危害也最大。
       
        3 大气污染的原因
        气体污染物在大气中平均停留时间少至几分钟,多至几十年、百余年。大气污染物一般分为两类:一级(原生)污染物,即由污染源直接排入大气的;二级(次生)污染物,是由一级污染物在大气中进行热或光化学反应后的产物。后者往往危害性更大。大气污染主要来源于人类生活及生产活动,大气的人为污染源主要有三种
        (1) 生活污染源 人们由于烧饭、取暖、沐浴等生活上的需要,如炉灶、锅炉等燃烧化石燃料,而向大气排放的煤烟和SO2等,具有量大、分布广、排放高度低等特点,其危害性不容忽视。
        (2) 工业污染源 包括火力发电厂、钢铁厂、水泥厂和化工厂等耗能较多企业燃料燃烧排放的污染物,各生产过程中的排气(如炼焦厂向大气排放H2S、酚、苯、烃类等有毒物质;各类化工厂向大气排放具有刺激性、腐蚀性、异味性或恶臭的有机和无机气体;化纤厂排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生产过程中排放的各种矿物和金属粉尘。
        (3) 交通运输污染源 由飞机、船舶、汽车等交通工具(移动源)排放的尾气。在一些发达国家,汽车排放气己构成大气污染的主要污染源。
        人为排放的大气污染物有数十种之多,量多危害也较大的主要大气污染物有以下五种。
        (1) 颗粒物质 颗粒物质的来源可分为天然来源和人为来源,而以人为来源为主。直接由污染源排放出来的称为一次颗粒物质;大气中某些污染组分之间,或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的微粒,称为二次颗粒物质。人为来源主要是燃料燃烧过程中形成的煤烟、飞灰等,各种工业过程排放的原料或产品微粒,汽车排放的含铅化合物,以及化石燃料燃烧排放的SO2在一定条件下转化为硫酸盐等。天然来源,如风起尘埃,海浪溅出的浪沫,火山灰,森林火灾的燃烧物,宇宙陨星尘以及植物的花粉等。颗粒物质是重要的大气污染物,大气中的一些有毒物质绝大部分都存在于颗粒物质中,对人及动植物的危害很大。
        (2) 硫氧化物SOx 大气中的硫氧化物主要是SO2,还有小部分SO3。主要来自发电厂和供热厂中含硫化石燃料(其中80%是煤)的燃烧,其次是冶炼厂、硫酸厂的排放气,有机物的分解和燃烧,海洋及火山活动等。从化学热力学来看SO2的平衡转达化率高,易生成SO3。从化学动力学看,可以通过催化氧化(悬浮在大气中的铁盐、镁盐起催化剂作用)或学化学氧化(主要是在波长为290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3极易与水汽生成硫酸雾或硫酸雨。SO2不但对人的呼吸道有强烈的刺激性,它对植物还会产生漂白的斑点、抑制生长、损害叶片和降低产量。当空气中有微粒物质共存时,其危害可增大3~4倍(如前述的伦敦烟雾就是例证)。SOx许多不良作用是由于SOx与水作用生成的硫酸造成的。硫酸和硝酸的酸雨己严重危害我国和世界许多地区,成为举世瞩目的三大全球性公害之一。
        (3) 氮氧化物NOx 氮氧化物的种类很多,造成大气污染的主要是NO和NO2 等。它们主要来自矿物燃料的高温燃烧(如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉等的燃烧)过程中,由空气中的N2和O2反应生成的NO、NO2(N2+O2??===2NO, 2NO+O2===2NO2)也部分来自于生产和使用HNO3的工厂的排放气,还有氮肥厂、有机中间体厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂的某些生产过程。现在,每年向大气排放NOx几千万吨。NO会刺激呼吸系统,还能与血红素结合成亚硝基血红素而使人中毒。NO2能严重刺激呼吸系统,并能使血红素硝基化,危害比NO的更大。另外。NO2还会毁坏棉花、尼龙等织物,使柑桔落叶和发生萎黄病等。另外,也会形成硝酸酸雨产生危害。
        (4) CO和CO2 CO是人类向大气排放量最大的污染物,主要来自燃料的不完全燃烧。但是近来的研究指出天然产生的CO也不容忽视。由于近代对燃烧装置和燃烧技术的改进,所以从固定燃烧装置排放的CO量逐渐有所减少,而由汽车等移动源燃烧产生CO的量每年约有2.5亿t,占人为污染源排放的CO总量的70%左右。现代发达国家城市空气中的CO有80%是汽车排放的。
        低层大气中相当丰富的CH4可被氢氧自由基(––OH)作用生成甲基自由基(––CH3),继而转变成CO。海洋是另一个重要的天然来源。早先人们认为海洋是吸收CO的重要渠道,但现在发现海洋对CO是过饱和的,这样海洋中的CO浓度反而高于大气中的CO浓度。海洋每年向大气排放CO约达0.6亿t。
        CO是无色、无臭、无气味的气体。一般城市空气中的CO含量水平对植物及有关微生物均无害,但对人和动物有害,因CO能与血红蛋白化合,生成“碳氧血红蛋白”。CO与血红蛋白的结合能力比O2与血红蛋白的结合能力要大200~300倍,因此CO进入血液后,会使血液输氧能力降低甚至失去输氧能力,导致人体缺氧。轻度中毒有头痛、恶心等症状,严重时则昏迷、痉挛甚至死亡。
        CO2与CO不同,它本身没有毒性,因此过去都不把CO2列为污染物,但从长远观点年,CO2也是相当重要的污染物。近一个多世纪以来,随着工业、交通和能源的高速发展,排入大气中CO2的日益增多,超过了植物的光合作用等自然界消除CO2的能力,而使CO2浓度迅速增加。CO2是一种温室气体,其含量的不断增加会引起全球气候变暖。
        (5) 烃类CxHy (或简写为HC) 烃类是通过炼油厂排放气、汽车油箱的蒸发、工业生产及固定燃烧污染源等进入大气的。一个更重要的来源是汽车尾气,尾气中总含有相当量的未燃尽的烃类,除非采取特别措施保证燃烧完全。这些烃类大多是饱和烃(如CH4、C2H6、C8H18等),更为严重的是其中一小部分由饱和烃裂解而产生的活性较高的烯烃,例如辛烷裂解产物乙烯、丙烯、丁烯等不饱和烃(可占排放气的45%)更易和O2、NO及O3等发反应,生成光化学烟雾中的某些极有害成分
        烃类的生物来源也是不容忽视的,其中主要释放物有CH4、萜烯类化合物(广泛存在于某些植物的叶、花或果实中)等。这些物质释放量虽大,但分散在广阔的大自然中,所以并未构成对环境和人类的直接危害。但研究表明,CH4浓度的增加会强化温室效应。
        还应特别提出的其他大气有机污染物中,应首推氟利昂。研究表明,它是破坏高空臭氧层的主要物质
       
        4 大气污染的危害
        大气污染对气候的影响很大,大气污染排放的污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响,尤其对全球气候的影响,从长远的观点看,这种影响将是很严重的。
        1)二氧化硫SO2 主要危害:形成工业烟雾, 高浓度时使人呼吸困难,是著名的伦敦烟雾事件的元凶;进入大气层后,氧化为硫酸(SO4)在云中形成酸雨,对建筑、森林、湖泊、土壤危害大;形成悬浮颗粒物,又称气溶胶, 随着人的呼吸进入肺部,对肺有直接损伤作用。
        2)悬浮颗粒物TSP(如:粉尘、烟雾、PM10)主要危害:随呼吸进入肺, 可沉积于肺,引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质,有些有致癌性,有些会诱发花粉过敏症;沉积在绿色植物叶面,干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程, 从而影响植物的健康和生长;厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统;杀伤微生物,引起食物链改变,进而影响整个生态系统;遮挡阳光而可能改变气候,这也会影响生态系统。
        3)氮氧化物 Nox(如:NO、NO2、NO3)主要危害:刺激人的眼, 鼻,喉和肺, 增加病毒感染的发病率,例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒, 诱发肺细胞癌变;形成城市的烟雾,影响可见度;破坏树叶的组织, 抑制植物生长;在空中形成硝酸小滴,产生酸雨。
        4)一氧化碳CO 主要危害:极易与血液中运载氧的血红蛋白结合, 结合速度比氧气快250倍,因此,在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕,头疼, 重者脑细胞受到永久性损伤,甚至窒息死亡;对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大;引起胎儿生长受损和智力低下。

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