【正文】 第一章 概論大氣污染的關(guān)注：；；。第一節(jié) 大氣和大氣污染一、大氣的組成l 大氣與空氣定義：大氣是指環(huán)繞地球的全部空氣的總和；環(huán)境空氣是指人類、植物、動(dòng)物和建筑物暴露于其中的室外空氣。區(qū)別和聯(lián)系：大氣所指的范圍比空氣大。大氣和空氣皆指環(huán)境空氣。l 大氣的組成大氣是由多種氣體混合組成的，按其成分可以概括為干燥清潔的空氣、水汽和懸浮微粒三部分。干燥清潔的空氣見表11，干潔空氣的組成比例在090km范圍內(nèi)基本保持不變。大氣中的水汽含量變化較大，%，許多天氣現(xiàn)象與水汽含量有關(guān)。大氣中的懸浮微粒主要是大氣塵埃和懸浮雜質(zhì)。表11 干潔空氣的組成成分分子量體積比（%）成分分子量體積比（106）氮(N2)氖(Ne)18氧(O2)氦(He)氬(Ar)氪(Kr)1二氧化碳(CO2)氫(H2)氙(Xe)臭氧(O3)甲烷(CH4)二、大氣污染l 大氣污染定義：大氣污染通常系指由人類活動(dòng)和自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣后，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到足夠的時(shí)間，并因此對(duì)人體的舒適、健康和福利或環(huán)境造成危害。分類：按大氣污染的范圍來說，大致可分為四類：（1）局部地區(qū)污染，如受某個(gè)工廠煙囪排氣的直接影響；（2）地區(qū)性污染，如工礦區(qū)域及其附近地區(qū)或整個(gè)城市大氣受到污染；（3）廣域污染，在大城市、大工業(yè)地帶可以看到的廣域污染；（4）全球性污染，如大氣中硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳和飄塵的不斷增加，造成跨國界的酸性降雨和溫室氣體效應(yīng)。全球性大氣污染受到世界各國的關(guān)注，需要國際間的合作加以解決。表12 清潔空氣與被污染空氣中污染物的含量污染物清潔空氣中的含量(106)污染空氣中的含量(106)二氧化硫~~2氮氧化物~~碳?xì)浠?1~20一氧化碳＜15~200二氧化碳310~330350~370顆粒物10~20μg/m370~700μg/m3影響大氣污染的主要因素：污染物的排放情況、大氣的自凈過程，以及污染物在大氣中的轉(zhuǎn)化情況。三、全球性大氣污染問題l 溫室效應(yīng)定義：溫室氣體可以使太陽短波輻射幾乎無衰減的通過，同時(shí)可以吸收地面長波輻射，由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象。溫室氣體：甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳（CFCs）、水蒸氣等。二氧化碳是最重要的溫室氣體。近100年，℃，海平面上升了1425cm.見下表：l 臭氧層破壞臭氧：O3含量一億分之一，集中在平流層，具有強(qiáng)烈吸收紫外線的功能?！皣H臭氧層日”：9月16日是。消耗臭氧層物質(zhì)：通常簡稱為ODS（Ozone depletion substance）破環(huán)原因：氟氯碳（CFCs）、氮氧化物排放。南極臭氧層：最新探測(cè)數(shù)據(jù)顯示，今年南極上空臭氧層空洞正以近２０年來最快的速度擴(kuò)展，目前空洞面積已超過２７００萬平方公里，直逼２０００年同期的歷史最高記錄３０００萬平方公里，預(yù)計(jì)空洞面積還將進(jìn)一步擴(kuò)大。造成這一現(xiàn)象的原因主要是氯氟烴、甲基溴、哈龍等人工合成化學(xué)物質(zhì)通過光化學(xué)作用對(duì)臭氧的消耗，而且人類幾十年前排放的臭氧層消耗物質(zhì)目前仍存在于大氣中。另外，除了化學(xué)物質(zhì)的排放，氣候也是影響臭氧層損耗情況的重要因素。去年，南極地區(qū)氣溫偏高，使得臭氧層損耗減弱，而今年該地區(qū)較為寒冷，也加劇了臭氧層空洞的擴(kuò)大。南極臭氧層恢復(fù)至少需要50年。結(jié)果：皮膚癌、角膜炎贈(zèng)加，生態(tài)系統(tǒng)破壞。l 酸雨定義：原因：硫氧化物、氮氧化物的排放，在大氣中形成硫酸和硝酸，以酸沉降的形式返回地面。分布：歐洲、北美、東亞。中國的西南、華南、東南嚴(yán)重。一般認(rèn)為酸雨中各種酸的貢獻(xiàn)率為H２SO４ 65%，HNO３ 30%，HCl 5%。國外如日本等酸雨嚴(yán)重 ,早在1975年東京一次酸雨的 。我國過去對(duì)SO2 未加控制, SO2排放量逐年增加 ,%的速度增長 ,19911994年SO2 排放量從1495萬噸增至1825萬噸 , 2000年SO2 排放量將達(dá)2600萬噸 ,超過美國 .目前居世界第一。因此 ,近年來我國許多地區(qū)酸雨不斷發(fā)生 ,特別是西南 ,因燃燒大量高含硫煤而造成。酸雨影響生態(tài) ,使水質(zhì)下降 ,土壤貧化 ,森林、作物枯萎 ,魚類死亡 ,腐蝕金屬和建筑物等。第二節(jié) 大氣污染物及其來源一、大氣污染物l 大氣污染物定義：大氣污染物是指由于人類活動(dòng)或自然過程排放到大氣，并對(duì)人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。l 大氣污染物分類：：氣溶膠狀態(tài)污染物（顆粒污染物也稱為氣溶膠狀態(tài)污染物，是指固體粒子、液體粒子或它們?cè)跉怏w介質(zhì)中的懸浮體）和氣體狀態(tài)污染物（以二氧化硫?yàn)橹鞯暮蚧衔?、以一氧化氮和二氧化氮為主的含氮化合物、碳的氧化物、碳?xì)浠衔锛胞u素化合物），可將其分為如下幾種：（1）粉塵（dust）系指懸浮于氣體介質(zhì)中的細(xì)小固體粒子。通常是由固體物質(zhì)的破碎、分級(jí)、研磨等機(jī)械過程或土壤、巖石風(fēng)化等自然過程形成。粉塵粒徑一般在１~200μm。（2）煙（fume）通常系指由冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠。它是由熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物，在生產(chǎn)過程中總是伴有諸如氧化之類的化學(xué)反應(yīng)。煙是很細(xì)的微粒，~1μm.。 （3）飛灰（flyash）系指由燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣帶走的灰分中分散得較細(xì)的粒子?；曳郑╝sh）系含碳物質(zhì)燃燒后殘留的固體渣，盡管其中可能含有未完全燃盡的燃料，作為分析目的而總是假定它是完全燃燒的。 （4）黑煙（smoke）通常系指由燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。~1μm。 （5）霧：氣體中液滴懸浮體的總稱，能見度1千米的小水滴懸浮體。煙塵（粉塵）：飛灰和黑煙此外，在大氣污染控制中，還根據(jù)大氣中粉塵顆粒的大小進(jìn)行分類，可分為總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物?？倯腋☆w粒物（ＴＳＰ）：指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑《100μm的顆粒物?？晌祟w粒物（PM10）：指懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑《10μm的顆粒物。，常見的有五大類：以二氧化硫?yàn)橹鞯暮蚧衔铩⒁砸谎趸投趸獮橹鞯暮衔?、碳的氧化物、有機(jī)化合物及鹵素化合物等，如表13所示。表13 氣體狀態(tài)大氣污染物的種類污 染 物一 次 污 染 物二 次 污 染 物含硫化合物SOH2SSOH2SOMSO4碳的氧化物CO、CO2無含氮化合物NO、NH3NOHNOMNO3碳?xì)浠衔顲mHn醛、酮、過氧乙酰硝酸酯、O3鹵素化合物HF、HCI無氣態(tài)污染物可分為一次污染物和二次污染物。若大氣污染物是從污染源直接排出的原始物質(zhì)，則稱為一次污染物。若是由一次污染物與大氣中原有成分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物，稱為二次污染物。在大氣污染中，受到普遍重視的二次污染物主要有硫酸煙霧（Sulfurous smog）和光化學(xué)煙霧（Photochemical smog）。硫酸煙霧是由大氣中的二氧化硫等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存在時(shí)，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。光化學(xué)煙霧是由大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锱c氧化劑之間在陽光照射下發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)所生成的藍(lán)色煙霧（有時(shí)帶紫色或黃褐色），其主要成分有臭氧、過氧乙酰基硝酸脂（PAN）、酮類及醛類等。二、大氣污染物的來源和發(fā)生量l 大氣污染源、人為污染源（點(diǎn)源、面源）：生活污染源、工業(yè)污染源和交通運(yùn)輸污染源：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸。前兩類污染源通稱為固定源，交通運(yùn)輸工具（機(jī)動(dòng)車、火車、飛機(jī)等）則稱為流動(dòng)源。自70年代的能源危機(jī)以來，為了節(jié)約能源，多國普遍開始建造密閉型房屋，以增加保暖效果。室內(nèi)空調(diào)的普遍采用和室內(nèi)裝潢的流行，都影響著室內(nèi)空氣質(zhì)量（I A Q,Indoor Air Quality）。使I A Q問題日趨嚴(yán)重。國外學(xué)者調(diào)查表明室內(nèi)空氣污染物種類已高達(dá)900多種，主要包括甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物、臭氧、一氧化碳、二氧化碳、氡及其子體等等?，F(xiàn)將室內(nèi)空氣主要污染物及其來源綜合列在表14中。表14 室內(nèi)空氣主要污染物及其來源污染物污染源甲 醛建筑材料：各種含脲醛樹脂的建筑材料，絕緣材料等裝飾材料：木制家具，墻壁涂料，油漆，粘合劑，化纖地毯等生活用品：液化石油氣的燃燒，化妝品，清洗劑，消毒劑，香煙煙霧，書刊雜志（油墨印刷）等氡及其子體建材（水泥、磚、地板等），地殼本體，地下坑道中的冷氣揮發(fā)性有機(jī)物涂料、化妝品、油漆、清潔劑、殺蟲劑、鞋油、指甲油、摩絲等臭 氧室外光化反應(yīng)進(jìn)入、復(fù)印機(jī)高壓產(chǎn)生一氧化碳燃料燃燒、吸煙、燃?xì)鉄崴魇褂貌划?dāng)二氧化碳燃料燃燒、吸煙、人類呼吸代謝、植物呼吸作用氮氧化物燃料燃燒、吸煙、使用電爐過敏反應(yīng)物植物花粉、孢子、動(dòng)物皮毛、家畜（貓、狗等），螨類菌類微生物人體、空調(diào)器、濕度器、家畜、不清潔的毛毯有機(jī)氯化物紡織物、殺蟲劑、集成電路半導(dǎo)體元件使用的有機(jī)氯清洗劑顆粒物室外、石棉、燃料燃燒、吸煙、發(fā)煙蚊香、室內(nèi)清掃、日化用品（如空氣清新劑、臭氧劑、化妝品）等l 大氣污染源的發(fā)生量 全球主要大氣污染物的來源、發(fā)生量、背景濃度和主要反應(yīng)見表13（P8）中國大氣污染主要以煤煙型為主，主要污染物為二氧化硫和煙塵。表14(P10)為美國主要大氣污染物的排放量，主要污染源為交通運(yùn)輸和燃料燃燒，主要污染物為CO、氮氧化物、二氧化硫和VOC三、城市的大氣污染狀況見表15（P11）,城市大氣污染嚴(yán)重，且北方重于南方。華中、華南、西南及華東地區(qū)酸雨嚴(yán)重，北方局部酸雨。酸雨區(qū)面積占國土面積的30%。長沙酸雨屬全國前三名（一）大氣污染水平我國目前大氣污染形勢(shì)仍然嚴(yán)峻，城市的大氣污染更加突出。主要是污染物放量相當(dāng)大。2000年全國二氧化硫排放總量為1995萬噸，其中工業(yè)來源的排放量1612萬噸，生活來源的排放量383萬噸；煙塵排放總量1165萬噸，其中工業(yè)煙塵排放量953萬噸，生活煙塵排放量212萬噸；工業(yè)粉塵排放量1092萬噸。我國已成為世界上大氣污染排放總量最大的國家之一。據(jù)2000年中國環(huán)境狀況公報(bào)。在實(shí)行環(huán)境統(tǒng)計(jì)的338個(gè)城市中，％的城市超過國家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中112個(gè)城市超過三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。城市空氣質(zhì)量總體上比1999年度好轉(zhuǎn)。但整體污染水平仍較嚴(yán)重。總懸浮顆粒物（TSP）中可吸入顆粒物（PM10）是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物，部分地區(qū)二氧化硫污染較重，少數(shù)大城市如北京、上海、廣州等空氣中的首要污染物為氮氧化物（NOx）。酸雨區(qū)面積約占國土面積的30％，酸雨區(qū)區(qū)域主要集中在華中、華南、西南及華東地區(qū)。 （二）當(dāng)前大氣污染的特點(diǎn) ，城市空氣質(zhì)量惡化的趨勢(shì)有所減緩，但整體污染水平仍較嚴(yán)重。我國大氣污染無論是排放總量還是城市空氣質(zhì)量總體上均有進(jìn)步，見表15 1995~2000年廢氣中主要污染物排放量對(duì)比。表15 1995~2000年廢氣中主要污染物排放量及對(duì)比年度二氧化硫/萬t煙塵/萬t工業(yè)粉塵/萬t19951996199723461873199820911455199911592000增減(%) ，大城市機(jī)動(dòng)車尾氣污染加劇，呈現(xiàn)汽車型污染特征。大氣污染的類型主要是由能源結(jié)構(gòu)決定。我國現(xiàn)階段以及今后相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，一次能源以煤為主。并且我國能源用煤的80％以上是直接燃燒，且燃燒方式落后，熱效率低，造成單位產(chǎn)品能耗大，排污大，加之煙氣凈化水平不高，是造成我國大氣污染嚴(yán)重的癥節(jié)所在。因此總體上我國大氣污染呈現(xiàn)以煙塵和SO2為特征污染物的煤煙型污染。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和我國城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量大幅度增長，但由于我國機(jī)動(dòng)車污染控制水平低，只相當(dāng)于國外70年代中期水平，單車污染排放水平是日本的10~20倍，美國的1~8倍。機(jī)動(dòng)車尾氣已成為空氣污染的重要來源，特別是北京、廣州等大城市，空氣中氮氧化物的空氣污染指數(shù)已達(dá)四級(jí)，成為空氣環(huán)境中首要污染物。有關(guān)研究結(jié)果表明，北京、上海等大城市機(jī)動(dòng)車排放的污染已占空氣污染負(fù)荷的60％以上。據(jù)測(cè)算，北京市大氣中74％的碳?xì)浠衔铩?3％的NO、50％的NOx來自機(jī)動(dòng)車的排放。這表明我國特大城市的空氣污染正由第一代煤煙型污染向第二代汽車型污染轉(zhuǎn)變。城市和工礦區(qū)的擴(kuò)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速發(fā)展，使大氣污染范圍逐漸擴(kuò)大。一般來說，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的生產(chǎn)工業(yè)和污染治理水平相對(duì)較低，加上城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及為減緩城區(qū)的環(huán)境壓力，將一些污染較重的生產(chǎn)企業(yè)向郊區(qū)或農(nóng)村轉(zhuǎn)移，使某些地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的環(huán)境惡化加劇。此外，我國大氣污染的致因除了工業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸和能源燃燒之外，目前我國不少北方城市大氣TSP的一半來自揚(yáng)塵，近兩年頻頻發(fā)生的沙塵暴使揚(yáng)塵污染更加嚴(yán)重。綜上所述我國大氣污染的防治范圍主要是重點(diǎn)城市的污染防治，燃煤的污染防治及其他領(lǐng)域的污染防治（包括機(jī)動(dòng)車尾氣及揚(yáng)塵污染等的控制）。嚴(yán)重的大氣污染，直接影響人體的身體健康和生態(tài)環(huán)境，影響我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)中國社會(huì)科學(xué)院的一項(xiàng)研究報(bào)告，1995年我國環(huán)境污染造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到1875億元，％。％，因總懸浮顆粒物影響導(dǎo)致的人體健康損失估算為171億元，因酸雨造成的損失為130億元，世界銀行的一份報(bào)告測(cè)算，1995年我國僅大氣和水污染造成的損失約540億美元，占當(dāng)年GDP的8％。第三節(jié) 大氣污染的影響一、對(duì)人體健康的影響l 大氣污染物侵入人體的三種途徑：表面接觸、食入含污染物的食物、吸入被污染的空氣。其中最后一條最為嚴(yán)重，大氣污染對(duì)人體健康的主要危害就是引起呼吸道疾病。比如顆粒物粉塵引起塵肺病、硫酸煙霧引起支氣管痙攣、CO濃度達(dá)到104時(shí)引起頭痛、眩暈、氮氧化物引起光化學(xué)煙霧、有機(jī)化合物致癌等。二、對(duì)植物的危害對(duì)植物的危害主要在葉子上，毒害氣體有二氧化硫、臭氧、HF、乙烯、氯化氫、硫化氫和氨等。三、對(duì)器物和材料的影響玷污性損害和化學(xué)性損害四、對(duì)大氣能見度和氣候的影響使大氣能見度（在指定方向上能用肉眼看見和辨識(shí)的最大距離）降低，有潛在影響的污染物是TSP、硫氧化物、氮氧化物、光化學(xué)煙霧。對(duì)氣候產(chǎn)