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大气污染危害情况

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摘要:大气污染是环境污染的一个重要方面。环境污染是指人类的各种活动引起环境的破坏,使环境质量下降,造成对人类及动、植物的危害。大气污染是指大气中的污染物及二次污染物的浓度达到有害程度的现象。由污染源直接排入大气的污染物是造成大气污染的主要原因。二次污染物是指排入环境中的污染物在各种因素作用下发生变化或与环境中的其他物质发生反应所形成的新的污染物,又称继发性污染物。二次污染物甲基汞比汞或汞的无机化合物对人体健康的危害要大得多。

关键词:大气污染、环境保护、综合防护

1.大气污染的定义

在干洁的大气中,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)。

2.大气组成

2.1大气是人类及一切生物赖以生存必不可少的物质和基本的环境要素之一,是自然环境的重要组成部分。

成年人每天要吸入10~12m3空气,质量约13—15kg,总计要呼吸两万多次。一般,人缺乏食物约可生存5周;断绝饮水,约可生存5天;而离开空气,则5min就会死亡。人类生存需要的是新鲜、清洁的空气,通常认为海平面附近的空气是干燥洁净空气,其组成基本上不变。为了研究评价大气质量和大气污染现象,首先要了解大气的组成。从地球表面至大约一千公里的高空,绕着地球的空气层称为大气层或大气圈,它是由多种气体组成。大气层的总质量约为5.3×1018kg,下层浓密,上层稀薄,其密度随着高度的减小而增加,大气质量约99.9%都集中在55km以下的空间。虽然大气层的质量仅占地球总质量的0.0001%左右,但它是人类和一切生物生存必不可少的环境要素之一。

2.2大气中的悬浮微粒是由大气中的固体和液体颗粒状物质所组成。

固体微粒是指因自然现象如大风、火山爆发、森林火灾、陨石流星烧毁等产生的各种各样的悬浮物,有尘土、火山灰、烟尘、宇宙尘埃以及飘逸的植物花粉、细菌等等。液体微粒系指水汽凝结物,如水滴、云雾和冰晶等。这些细小的微粒悬浮物能够影响大气的能见度,削弱太阳的辐射强度。由于自然环境因素的不确定性,大气中悬浮微粒物的形状、密度、大小、含量、种类及粒径分布和化学性质总是在不断变化。同样,大气中水蒸气的含量也是变化的,它取决于时间、地理位置及气象条件如大气环流、气温等自然因素。在干旱的沙漠地区可能低于0.01%,在温湿的热带可超过6%。大气中水汽含量虽然不大,但它却是构成各种天气现象,如云、雾、雨、霜、露等的主要因素。

3.大气污染

大气污染的形成具有一定的条件,国际标准化组织(1SO)对此作出如下定义:“空气污染,通常是指由于人类活动和自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。”

3.1从自然科学的观点来看,“空气”和“大气”两词并无实质性的差别。

空气污染(AirPollution)和大气污染(AtmosphericPollution)常常通用,但在研究近地层空气污染规律时,往往根据研究的范围加以区分。有学者将室外地区性空气污染称为大气污染,而对室内的空气污染称为空气污染;也有人认为空气污染是指小范围的气体污染,如室内、城市区域的空气污染,而大气污染则指大区域乃至全球性的空气污染,如气象学、大气环境讨论涉及的大范围污染。

定义明确了形成大气污染的原因包括自然因素和人为因素两个方面。自然因素是指自然过程造成的大气污染,包括火山活动、森林火灾、地震、土壤岩石风蚀、海啸、雷电、动植物尸体的腐烂及大气圈空气的运动等产生的尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。人为因素包括人类的生活活动和生产活动两个方面,来自人类生活、工业生产、交通运输等活动中的废弃物、燃烧、排放等,导致一些非自然大气组分的有害物质如粉尘、碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物等进入大气,在大气中积累后超过自然大气中该组分的含量而形成污染。通常说的大气污染主要是指人类活动造成的,与人类活动相比较,自然因素引起的大气污染大多是暂时性的。因为自然环境具有一定的自净化能力,能够通过自身的物理、化学和生物机能,如扩散、稀释、沉降、雨水冲洗、地面吸附、植物吸收等作用,经过一段时间后会自动消除大气污染,以恢复、维持生态系统的平衡。因此,人类活动,尤其是生产活动是大气污染的主要原因,是防止大气污染的主要对象。

3.2污染标准及危害影响

定义还强调了造成大气污染的必要条件,即污染物在大气中要含有足够的浓度,并且停留足够的时间,超过了允许限度,使得大气质量恶化,从而而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。这里所说的舒适和健康,是包括了对人体正常的生活环境和生理机能的影响,直至引起慢性病、急性病以致死亡等非常广泛的范围;而所谓的福利,则认为是指与人类协调共存的生物、自然资源、财产以及器物等等。需要指出的是,由于生物、建筑物及其它受体对污染物剂量和作用时间的反应存在各种差异,大气污染的“允许限度”难以准确界定。但是对污染物浓度和停留时间总要有允许值。根据人类生存对环境的要求和社会经济发展程度的不同,逐渐制定了各种污染物的排放标准。

4.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。

4.1对人体健康的危害

大气污污染后,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。

4.1.1急性中毒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。

4.1.2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。

4.1.3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。

4.2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。

4.3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外,对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应,是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响,人类必须充分认识到这一点。

5.影响大气污染形成的主要因素

进入大气的污染物,当其超过允许限度,即自然环境的自净化能力,就有可能造成大气的污染。大气污染是一个极其复杂的气象、物理和化学的变化过程,最终能否形成大气污染,主要取决于污染物在大气中的浓度和滞留时间。大气中含有的污染物的浓度愈高,停留时间愈长,污染就愈严重,对污染受体的危害也就越大。污染物质在大气中浓度,取决于排放源的排放总量,这与源强(单位时间污染物的排放量)与排放时间的综合效应有关。此外,排放物的污染程度,还与地理位置、地形特征、气象条件、以及排放源高度等因素有关。进入大气的污染物,在不同的地貌特征和气象条件之下会以扩散的形式在大气中被稀释、吸收。

5.1地理因素

地貌特征影响大气的稀释扩散能力。因为复杂的地形条件和地面状况,在不同的气候条件下,会在局部区域形成各种大气环流—风,如有随昼夜和年度变化的风、以四季为周期变化的季风,沿海地区的的海陆风,山区的山谷风,狭窄通道形成的峡谷风,以及城乡之间的热岛效应等。风的存在加速了污染源附近大气污染物的扩散稀释,但另一方面,气流产生环流、旋涡、以及不同性质风的锋面交汇处,不利于大气中污染物质的扩散稀释,从而影响了局部地区的大气污染的形成及危害程度。

5.2气候因素

气象条件是影响大气运动的另一环境因素,不同的气象条件之具有不同的稀释扩散能力。这些气象条件包括风速和风向变化、大气层气温垂直分布和稳定度、以及降水过程等。风速小,污染物扩散稀释速度慢。风向决定了污染物的水平扩散方向,处于污染源下风方向区域的容易受到污染,程度比较严重。气温垂直分布决定了污染物在垂直方向的扩散程度,若近地面气温随高度递减,在浮升力的作用下,大气层上下对流剧烈,促使污染物迅速扩散;若气温出现了随高度递增的情况,则气流难以在垂直方向上运动,阻碍了污染物在大气中的扩散,容易在近地面形成大气污染。大气的稳定度影响着污染物的扩散程度,而降水过程促进了污染物的沉降,因此能净化大气。

在工程中,采用高烟囱排放有害物质可以有效减轻局部地区污染。高烟囱把污染物排向远离污染源的高空,使它们在更广阔的区域中扩散、稀释、混合,从而降低了污染物在近地面空气中的浓度。但是污染物的总量并没有因此而减少,有害物质仍然存在于大气中,长年累月的排放可能会引起广域性或全球性的大气污染。

6.大气污染源

大气污染源通常是指造成大气污染的污染物发生源,也就是排放有害物质或对大气产生有害影响的场所、设备和装置等。如汽车尾气排放出NO,为NO的发生源,因此就将汽车称为大气污染源。大气污染源也可以理解为大气污染物的来源,如燃料燃烧产生了大气的污染物,则燃料燃烧为大气污染源。一般我们所说的大气污染源,其含意指的是前者。

大气污染物质产生于人类活动或自然过程因此大气污染源为天然污染源与人工污染源两类。天然污染源是指自然界向大气排放有害物质的场所,如活动火山向大气的喷发等。人工污染源是指人类在从事各种活动中所形成的污染源。天然污染源排放污染物所造成的大气污染多为暂时的和局部的,人工污染源排放的污染物是造成大气污染的主要根源。因此,在大气污染控制工程中,主要的研究对象是人工污染源。但是,从总体大气污染的来源考虑,通常人工污染源分为四类:生活污染源、工业污染源、农业污染源和交通污染源。

6.1生活污染源

生活污染源主要是生活中的炉灶、热水器、采暖锅炉等。日常生活中,人们由于生活需要使用这些设备时,必须燃用化石燃料。然而,液体燃料和气体燃料使用中,或煤的质量差,灰和硫的含量高,燃烧过程会排放出大量的烟尘和一些有害气体物质。再由于城市居住人口稠密,燃料使用量多,排放的污染物数量相当可观,危害有时甚至比工业生产所产生的污染还严重。此外,城市垃圾在焚烧过程中产生的废气,以及堆放过程中由于厌氧分解排出二次污染物都将污染大气。

6.2工业污染源

工业污染源是大气污染的一个重要来源,主要包括工业用燃料燃烧及工业生产过程排放的废气,对大气的危害最严重。火力发电厂、钢铁工业、石化企业、建材工业等各种类型的工矿企业,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,排放出的大量废气均含有不同的污染物进入大气中。如化工企业排出含有硫化氢、碳氢化合物、含氮化合物、氟化氢、氯化氢、甲醛、氨等有害气体;火电厂排放的废气中就含有CO、SO2、NO与粉尘等多种污染物。虽然不同的工业企业排放出不同的大气污染物,但生产过程中消耗的能源主要由燃烧化石燃料提供,这是造成大气污染的源泉。

6.3农业污染源

农业污染源包括施用某些有机氯农药和氮肥分解产生的氮氧化物,以及农用燃料燃烧的废气对大气的污染。化学肥料和农药的使用是农业生产过程对大气的主要污染主要物。如施用的氮肥一方面可直接从土壤表面挥发成气体进入大气,而入土壤内的有机氮或无机氮则在土壤微生物的生化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;某些有机氯农药施用于水中,能悬浮在水面,并同水分子一起蒸发而进入大气;此外,稻田释放的甲烷,也会对大气造成污染。

6.4交通污染源

交通污染源是指交通运输工具如汽车、摩托、飞机、火车及船舶等。这些交通工具使用汽油、柴油等燃料,燃烧过程中排放的含有氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物、含铅污染物、苯并[a]芘等有害物质。由于汽车和摩托数量众多,遍及全球人类居住区的各个角落,因此排放的污染物也最多。一些工业发达的国家和城市中,汽车和摩托已成为十分重要的,甚至是主要的大气污染源。这些污染物排放到大气中,在阳光照射和一定条件下,还可在光化学反应作用下生成光化学烟雾,成为二次污染物的主要来源之一。其余的交通工具数量也相当大,流动性来往频繁,故排出的污染物总量也是不容忽视的。需要指出的是,大气污染物的种类和来源,随各国、各地区的能源利用结构、经济发展水平、生产规模以及生产管理方法的不同而变化,因此随着年代也在改变。

7.我国的大气概况和特点

我国的能源消费以煤炭为主,且大部分直接燃烧,大气污染物主要是SO2和烟尘,大气污染的特征属于煤烟型。目前,由于我国能源利用方式相对落后、能耗高,利用率低、低空排放,以及城市畸形发展,人口、经济、交通过分集中,是世界上大气污染状况比较严重的国家之一,城市大气污染尤为突出。北方城市的污染水平高于南方城市,冬季高于夏季,早晚高于中午。南方城市是SO2造成的酸雨和高硫煤地区的SO2污染,北方城市的突出问题是冬季采暖期的烟尘和SO2污染,非采暖期由于风沙和扬尘的作用,大气中颗粒物浓度也较高。

8.治理方案

近几年,我国通过调整能源结构,降低原煤产量和消费量,对燃煤炉窑进行节能环保改造,加大了工业废气的治理力度,取得了一定的成效,使我国主要大气污染物的排放量有所降低。据2001年中国环境状况公报报道,全国城市空气质量基本稳定,城市空气质量满足国家《环境空气质量标准》二级、三级和劣于三级的城市比例各占三分之一。颗粒物仍是影响我国城市空气质量的主要污染物,64.1%的城市颗粒物年均浓度超过国家《环境空气质量标准》二级。其中101个城市颗粒物年均浓度超过三级,占统计城市数的29.2%。颗粒物浓度高的城市主要分布西北,华北等省区。2001年,341个城市空气中二氧化氮浓度年均值均达到国家环境空气质量二级标准。广州、北京、上海等特大城市,二氧化氮浓度相对较高。虽然自1997年以来,我国烟尘、二氧化硫和工业粉尘排放总量呈下降趋势,但排放数量仍然巨大;另一方面,随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高,石油消费和机动车辆急剧增加,大、中城市氮氧化物污染的上升趋势不容忽视。因此,要进一步加强大气污染的控制。总结治理大气污染工作的最后一个环节是评估,它也由环保部门来完成。环保部门要评估各个污染源经过治理后,大气的质量是否改善了,分担率的指标是否有所变化,哪一个污染源治理效果最好。环保部门通过科学的评估,可以了解前一阶段工作的实际效果,也更明确了今后治理的方向。这一阶段的大气污染治理工作完成后,环保部门将重新确定大气质量标准、进行大气监测、做分担率的研究,确定新的治理目标和分配方案,最后再进行评估。这就是国际上通行的、科学的、有效的、责任明确的治理大气污染的工作程序,而且这一系列的工作是循环往复、不能停歇的。只有通过这种循环的工作,我们治理大气污染的思路才能更明晰但是由于一些原因,目前我们国家对于大气的治理还没有走上这条科学之路。对此,有关专家认为最主要的就是我们没有准确的、合乎国际规范的分担率研究,管理体制还存在一些弊端。而没有分担率提供的数据,这一点恰恰是我们不能科学治理大气的关键。当前,提倡和实践科学的发展观,已经成为我们在经济建设中以及搞好各项工作的指导原则,中国治理大气污染也应该尽快走上科学的道路

参见《约翰内斯堡可持续发展宣言》第5段;《里约环境与发展宣言》原则5.

参见金瑞林、汪劲著:《20世纪环境法学研究评述》,北京大学出版社2003年版,第54页。

参见徐祥民:《对“公民环境权论”的几点疑问》,载《中国法学》,2004年第2期;徐祥民:《环境权论——人权发展历史分期的视角》,载《中国社会科学》2004年第4期。

28参见叶俊荣著:《环境政策与法律》,中国政法大学出版社2003版,第6页。

《水污染防治法》(1984年,1996年修订)第16条;《大气污染防治法》(1987年,1995年、2004年修订)第15条

48参见甘泽广等主编:《环境经济学概论》,西北工业大学出版社1987年版,第86页以下。

《水污染防治法》(1984年,1996年修订)第5条、《大气污染防治法》(1987年,1995年、2000年修订)第62条、《固体废物污染环境防治法》(1995年,2004年修订)第84条。

大气污染危害情况责任编辑:陈老师    阅读:人次