第4讲 大气污染及大气环境安全

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1、第四章大气污染与大气环境安全大气环境的作用大气环境是地球的气体外壳，通常称为“大气圈”，是人类生存的重要组成部分。它养育地球上的生命，并保护其免遭外层空间各种有害因素的干扰。大气为生物提供呼吸所需的氧气，同时还为绿色植物的光合作用提供CO2，合成碳水化合物，作为人类和动物的食物。大气中的氮通过固氮作用以及一系列复杂的生物化学反应，转变为生命不可缺少的氨基酸。大气在水循环中起冷凝器的作用，形成降雨，从而把水从海洋输送到陆地，为陆地生物提供了必要的生活条件。大气能吸收来自外层空间的宇宙射线和来自太阳的短波辐射，使地球上的生物免遭其害。

2、同时大气中的某些气体能吸收太阳和地球的红外长波辐射，对保持地球的能量平衡起了重要作用，从而使地表维持有利于生物生存的较适宜的温度。大气同时参与地球表面的各种过程，在物质循环和能量流动中起重要作用。大气的总质量约为6×105t，相当于地球质量的百万分之一。大气的厚度约为1000km，其中人类赖以生存的空气主要存在于地表至1．0～12km范围内的这部分。大气是多种气体的混合物，就其组成可以分为稳定成分和不稳定成分。前者包括N2(78.09％)、02(20.95％)、Ar(0.93％)，这三者共占空气总体积的99.97％，加上微量的Ne

3、、He、Kr、Xe、Rn等稀有气体，就是空气中的恒定组分，这一组分的比例，在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。后者系指空气中的CO2、S02、O3和水蒸气。此外，大气中还包含有一些固态和液态杂质，主要是自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等和人为活动产生的烟尘、硫化物、氮氧化物等，这是空气中不稳定组分的主要组分和来源。大气环境中各组分之间保持着精细的平衡，这是地球环境一万年来发育的结果。保持这种平衡乃是维护地球上的生物所必须，破坏这种平衡就是破坏生命的基础。然而，人类社会实现工业化以来，规模和强度日益加大的人类活动正在破坏

4、这种平衡。工业革命尤其20世纪中叶以后，大气环境污染已发展成公害。震惊世界的八大公害中的五个是大气污染问题(表5—1)，由此可见，大气污染是影响范围最广泛，也是最严重的污染。并且，当今最为人们关注的全球性环境问题－97臭氧层空洞、温室效应加剧和酸雨，都是与大气污染直接相关的。大气污染是指在空气的正常成分之外又增加了新的成分(如S02的增加)，或者原有成分的骤然增加(如CO2的增加)，从而对人类健康和动植物生长产生伤害，对人类的生活、工作、生产等方面直接和间接地产生恶劣影响的现象。大气的污染物分气体和颗粒两大类。呈气体状态的有SO2

5、、氟化物、氮氧化物、C12、H2S、O3及碳氢化合物等。颗粒状的污染物是悬浮于空气中的气溶胶如光化学烟雾、硫酸烟雾、硝酸烟雾及重金属Cd、Pb、As氧化物的烟气和飘尘。大气污染的特点首先是它的不可见性，除颗粒污染外，大多数气体污染是看不见的，如当一个人下地窖窒息致死，是CO2的作用，人们是看不清楚的。其次，污染的广泛性和危害的严重性，由于气体的流动性，甚至由于地球的转动等，大气一旦受到污染，很易扩散开来。一方面，在大气中，污染物传播最快，蔓延的距离最远，大大超过在水中或海洋中；另一方面，大气还仅是一个过渡地带，气体或颗粒物只是暂时

6、在空气中存在，最终将污染水体或土壤等。再次，控制的复杂性。有的过去甚至不被认为是有害的气体(如C02)亦可危害人类，CO2在人类活动中大量产生，控制困难，解决CO2的污染是一项长期、艰巨的任务。最后，就是大气污染的无国界性。空气污染扩散是在空间进行，如S0297的污染是1972年在斯德哥尔摩召开的第一届联合国人类环境会议上由瑞典人首先提出，他们的代表做了一个《超越国境的污染大气中硫化物和降雨对环境的影响》的报告，指出瑞典天空的SO2有75％是人类活动产生，而77％来自国外，即来自南部的英国。氟氯烃引起的臭氧层破坏，以及CO2引起的

7、温室效应，毋庸置疑都是全球的大气污染问题，因此，大气污染控制更具有国际性。空气中有污染物质不一定构成大气污染，只有到大气当中的有害物质浓度达到一定程度，才会对人体、动物、植物以及其他材料产生危害，甚至影响气候。大气污染物产生的来源造成大气污染的污染物产生场所统称大气污染源。大气污染源可分为如下两类。1）天然污染源是指自然界本身发生自然灾害而影响大气质量的污染来源，如火山爆发、地震、龙卷风、海啸、森林火灾等自然现象。它们能产生大量尘埃、CO2、SO2等有害气体，从而影响大气质量。天然污染源不是我们的研究对象，因为它不是当今大气污染的

8、主要因素。2）人为污染源是指由于人类的生产和生活活动而形成的大气污染源。包括如下几种。(1)生活污染源城市居民、机关、服务行业等的生活活动如烧饭、取暖等向大气排放污染物，就是生活污染源。(2)工业污染源由于人类的工业生产活动而向大气排放各类废气、粉