
大氣汙(wū)染的定(dìng)義
在幹潔的大氣(qì)中,痕量氣體的組成是微不足道的。但是(shì)在一定範圍的大氣中,出現了原來沒有的微量(liàng)物質(zhì),其數量和持續時間,都有可能(néng)對人、動物、植(zhí)物及物品、材料產生不(bú)利影響和危害。當大氣中汙染物質的濃度達到有害程度,以至破壞生態係統和(hé)人類正常生存和發展的條件,對(duì)人或物造成危害的現象叫(jiào)做大氣汙染。造(zào)成大氣汙染的原因,既有自然因(yīn)素又有人為因素,尤其是人為因(yīn)素,如工業廢氣、燃燒、汽車尾(wěi)氣和核爆炸等。隨著人類經濟活動和生產的迅(xùn)速發展,在大量消耗能源的同時,同時也(yě)將大量的廢氣、煙塵物(wù)質排(pái)入大氣,嚴重影響了大氣環(huán)境的質量(liàng),特別是在人口稠密的城市(shì)和工業區域。所謂幹潔空氣是指在自然狀態下的大(dà)氣(由混合氣體、水氣(qì)和雜質組成)除去水氣和雜質的空氣,其主要成分是氮(dàn)氣,占78.09%;氧氣,占20.94%;氬,占0.93%;其它各種含量不(bú)到0.1%的微量氣體(如氖、氦、二氧化碳、氪(kè))。
大氣汙染(rǎn)的原因
氣體汙染物在大氣中平均(jun1)停留時間少至幾分鍾,多至幾十年、百餘年。大氣汙染物一般分為兩(liǎng)類:一級(原生)汙染物,即由汙染源直接排入大氣的;二級(次生)汙染物(wù),是(shì)由一(yī)級汙染物在大氣中(zhōng)進行熱或光化學反應後的(de)產物。後(hòu)者往往危害性更(gèng)大。大氣汙染主要來源於人類生活及生產活動,大氣的人為汙染源(yuán)主要有三種。
(1) 生活(huó)汙染源 人們由於(yú)燒飯、取暖、沐浴等生活上的需要,如爐灶、鍋爐等燃燒化石燃料,而向大氣排放的煤(méi)煙和SO2等,具有量大、分布廣、排放高度低等特點(diǎn),其危害性不容忽視。
(2) 工業汙染源 包括火力(lì)發電廠、鋼鐵廠、水泥廠和化工廠等耗能較多企(qǐ)業燃料燃燒排放(fàng)的汙染物,各生產過程中的排氣(如煉焦廠向大氣排放H2S、酚(fēn)、苯、烴(tīng)類等(děng)有毒物質;各類化工廠向大氣排放具有刺(cì)激性、腐蝕性、異味性或惡臭的有機和無機氣體;化纖廠排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等(děng))以及(jí)生產(chǎn)過程中(zhōng)排放的各種礦物和(hé)金屬粉塵。
(3) 交通運輸汙染源 由飛機、船舶、汽車等交通工具(移動源)排放(fàng)的尾氣。在一(yī)些發達國家,汽車(chē)排放氣己構(gòu)成大氣汙染的主要汙染源。
人為排放的(de)大氣汙染物(wù)有數十(shí)種之多,量多危害也較大的主要大氣汙染物有以下(xià)五種。
(1) 顆粒物質 顆粒物質的來源可分為天然來源(yuán)和人為來源,而以人(rén)為來源為主。直接由汙染源排放(fàng)出來的稱為一次(cì)顆粒物質;大氣中某些汙染組分之間,或(huò)這些組分與(yǔ)大氣成分之間發生反應而產生的微粒,稱為二(èr)次顆粒物質。人為(wéi)來源主(zhǔ)要是燃料燃燒過程中形成的煤煙(yān)、飛灰等,各(gè)種工業過程排放的原料或產品微粒(lì),汽車排放的(de)含鉛化合物,以及化石燃料燃燒排放(fàng)的SO2在(zài)一定條件下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽(yán)等。天然來源,如風起塵埃,海浪濺出的浪沫,火(huǒ)山灰,森(sēn)林火災的燃燒物,宇宙隕星(xīng)塵以及植物的花粉(fěn)等。顆粒物質是重要的(de)大氣汙染(rǎn)物,大氣中的一些有毒物質絕大部分都存在於顆粒(lì)物質中(zhōng),對人及動植物的危害很大。
(2) 硫氧化物SOx 大氣中的硫氧化物主要是SO2,還有小部分SO3。主要來自發電廠和供熱廠中含硫化石燃(rán)料(其中80%是煤)的燃燒,其次是冶煉廠、硫酸廠的排放氣,有機(jī)物(wù)的分解和燃燒,海洋及火山活動等。從化學熱力學來(lái)看(kàn)SO2的平衡轉達(dá)化率高,易生成SO3。從化學動力學看,可(kě)以通過催化氧化(懸浮在大(dà)氣(qì)中的鐵鹽、鎂鹽起催(cuī)化劑作用(yòng))或學化學氧化(主(zhǔ)要是在波(bō)長(zhǎng)為290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3極(jí)易與水汽生成硫酸霧(wù)或硫酸雨。SO2不但(dàn)對人(rén)的呼吸(xī)道有強烈的刺激性,它對植物還會產生漂白的斑點、抑製生長、損害葉(yè)片(piàn)和(hé)降低(dī)產量。當空氣(qì)中有微粒物質共存時,其危害可增大3~4倍(如(rú)前述的倫敦煙霧就(jiù)是例證)。SOx許多不良作用(yòng)是由(yóu)於SOx與水作用生成的硫酸造成的。硫(liú)酸和(hé)硝酸的酸雨己嚴(yán)重危害我國和(hé)世界許多(duō)地區(qū),成為舉世矚目的三大性公害之一。
(3) 氮氧化物NOx 氮(dàn)氧化物的種類很多,造成大氣汙染的主要是NO和(hé)NO2 等。它們主要來自礦(kuàng)物燃料的高溫燃燒(如汽車、飛機、內燃機及工業窯爐等的燃燒)過程中,由空(kōng)氣中的N2和O2反應生成的NO、NO2,也部分(fèn)來自於生產和使用HNO3的工廠的排放氣,還有氮肥廠(chǎng)、有機(jī)中間體廠、有機中間體廠(chǎng)、有色及黑色金(jīn)屬冶煉廠的某些生(shēng)產過程。現在,每年向大氣排放NOx幾千萬噸。NO會刺激呼吸係統,還能(néng)與血紅素結合成亞硝基(jī)血紅素而使人中毒。NO2能嚴重刺激呼吸係統,並能使血紅素硝基化,危害比(bǐ)NO的更大。另外。NO2還會毀壞棉花、尼龍等(děng)織(zhī)物,使柑桔落葉和發生萎黃病等。另(lìng)外,也會形成硝酸酸雨產(chǎn)生危害。
(4) CO和CO2 CO是人類向大(dà)氣排放量zui大的汙染物,主要來自燃料的不*燃燒。但是近來的研究指出天然(rán)產生的CO也不容忽視。由於近代對燃燒裝置和燃燒技術的改進,所以從固定燃燒裝置排(pái)放的CO量逐漸有(yǒu)所減少(shǎo),而由汽車等移動源燃燒產生CO的量每年約有2.5億t,占人為汙染源(yuán)排放的CO總量的70%左右。現代發達國家城市空氣中的CO有80%是汽車(chē)排(pái)放的。
低(dī)層大氣中相(xiàng)當豐富的CH4可被(bèi)氫氧自由基作(zuò)用生成(chéng)甲基自由基,繼而轉變成CO。海洋是另一個重要的天然來源。早(zǎo)先人們認為海洋是吸收CO的(de)重要渠(qú)道,但現在發(fā)現(xiàn)海洋對CO是過飽(bǎo)和的,這樣海洋中的CO濃度反而高於大氣中的CO濃度。海洋每年向大(dà)氣排放CO約達0.6億(yì)t。
CO是無色、無臭、無氣味的(de)氣體(tǐ)。一般城市空氣(qì)中的CO含量水平對植物及有關(guān)微生物均無害,但對人和動物有害,因CO能與血紅蛋(dàn)白化合(hé),生成“碳氧血紅蛋白”。CO與血紅(hóng)蛋白的結合能力比O2與血紅蛋白的結合能力要大200~300倍,因此CO進入血液(yè)後,會使血液輸氧能力降(jiàng)低甚至失去輸氧能力,導致(zhì)人體缺氧。輕度中毒有頭(tóu)痛、惡心等症狀,嚴(yán)重時則昏迷、痙攣甚至死亡。
CO2與CO不同,它本身沒有毒性,因(yīn)此(cǐ)過去都不把CO2列為汙染物,但從長遠觀點年,CO2也是相當重要的汙染物(wù)。近一個多世紀以來,隨著工業、交通和(hé)能源的高速發展,排入大氣中CO2的日益增多,超過了植(zhí)物的光合作用等自(zì)然界消除CO2的能力,而使CO2濃度迅速增加。CO2是一種溫室氣體,其(qí)含量的不斷增加會引起氣候變暖。
(5) 烴類CxHy (或簡(jiǎn)寫為HC) 烴類是通(tōng)過煉油廠排放氣、汽車(chē)油箱的(de)蒸發(fā)、工業生產及固定燃燒汙染源(yuán)等進入大氣的。一個更重(chóng)要(yào)的來源是汽車尾氣(qì),尾氣中總含有相當量的未燃盡的烴類,除非采取特別措施保證燃燒*。這些烴類大多是飽和烴(如CH4、C2H6、C8H18等),更為嚴重的是其(qí)中(zhōng)一小(xiǎo)部分由飽和烴裂解而產生的活性較高的烯烴,例如辛烷裂解產物乙烯、丙烯、丁烯等不飽(bǎo)和烴(可(kě)占排(pái)放氣的45%)更易和O2、NO及O3等發反(fǎn)應,生成光化學煙霧中的某些(xiē)極有(yǒu)害成分。
烴類(lèi)的生物來源也是不容忽視的,其中主要(yào)釋放物有CH4、萜(tiē)烯類化合物(廣泛存在於某些植物的葉、花或果實中)等。這些物質釋放量雖大,但分散在廣闊的(de)大自然中,所以並未構成對環境和人類的直接危害。但研究表明,CH4濃度的增加(jiā)會強化(huà)溫室(shì)效應。
還(hái)應特別提出的其他大氣有機汙染物中,應*氟利昂。研究(jiū)表明,它是破壞高空臭氧層的主要物質。
一、環境意識薄弱對可持續發展戰(zhàn)略認識不足
大氣環境是人類賴(lài)以生(shēng)存的可貴資源,大氣環境資源的(de)破壞是一種不可逆的過程,恢複良好的大氣環境質量要比(bǐ)采取措施從根(gēn)本上防治大氣汙染付出更多的經(jīng)濟代價。但這種觀念長期以來並沒有被一些(xiē)部門和(hé)一些地區(qū)充分的理(lǐ)解和認(rèn)識。他們隻考慮近期的、局部的經濟(jì)發展(zhǎn)需要,在製訂一(yī)些綜合的經濟(jì)政策、產業政策以及城市建設發展規劃中缺乏對保護大氣環境的考慮,往往以犧牲環境為代價換取經濟的(de)快速發展,形成了盲目擴大生產規模、亂鋪攤子、重(chóng)複建設(shè)、技術裝備水平(píng)低、能源資源浪費大、鄉鎮企業無序發展、劣質煤炭流通失控等狀況。因此說缺乏對環境保護考慮的地方政(zhèng)策的出台,本身就是造成加重大氣(qì)汙染的誘因,所造成環境危害和損失是難以挽回的。
二、能源、利用不合理,能源浪費嚴重
能源的不(bú)合(hé)理利用以及(jí)能(néng)源的嚴重浪費是(shì)造成我國大氣汙染嚴重的原因之一,主要表現如下:①在我(wǒ)國一次(cì)能源消費結構中,煤炭占75%,而用於發電(diàn)的煤量僅占總煤(méi)量的35%,其它煤炭則用於工業及民用燃燒(shāo),有84%的煤炭直(zhí)接燃燒,這種煤炭消(xiāo)費構(gòu)成是狠不合理的。②我國煤炭生產過(guò)分注重產量的增(zēng)加,對(duì)控製高硫煤問題重視不夠(gòu),主要(yào)表現在煤炭的洗選率低和高硫煤地區(qū)的煤(méi)炭產量增長(zhǎng)過快。同時,由(yóu)於洗煤廠建設資金的限製、洗煤價格的不合理以及受鐵路運力和流向的製(zhì)約,洗,煤能力的增長落後於原煤生產量增長,原有洗選廠生產能力不能充分發(fā)揮(huī)出來。目前,我國煤炭入(rù)洗率為22%,發(fā)達國家一般多在60%--80%。動力煤洗選廠的(de)洗選設備(bèi)利用率僅(jǐn)為69%。③各類燃燒設備技術及製造水平較低,能源利用率不高,使用能耗高排汙量大和(hé)超期服役(yì)的燃燒設備的現象相當普遍。全國工業鍋爐50萬台,平均熱效率僅有(yǒu)60%左右;工業窯爐平均(jun1)熱效率約為40%;城鎮居民生活(huó)燃煤熱效率平均僅為22%左右。④鄉鎮工業(yè)發展迅速,大多(duō)數(shù)企業采用的生產技術、工藝比較落後,生產設備簡陋,資(zī)源能源利用率極低,所造成的大氣汙染(rǎn)是驚人的。
三、大氣汙染防治的資金投入不足
目前,全國汙染治理(lǐ)和用於汙染防治有關(guān)的城市基(jī)礎設施建(jiàn)設投資,隻占國民生產總值的0.7%,這與我國環境汙染嚴重、曆史欠帳太多和經濟快速發(fā)展對(duì)環保投資的需(xū)求相比,嚴重不足。①我國工業發展的起點低,基礎工業整體水平提(tí)高較慢(màn),技術改造(zào)難度大,汙染欠帳多。工業(yè)技術和裝備許多是50--60年代水平的,資源、能源消耗高。但由於工業的整體改造受到資金的限製,遲遲不能進行整體改造和(hé)市染治理,相當一批技(jì)術裝備落後的工業(yè)企業長期在生(shēng)產中排放大量的汙染物,造成嚴重(chóng)汙染。②國家在推行清潔煤炭政策、改善能源結構的措施如煤炭洗選加工、型煤、燃煤脫硫、使用清潔(jié)能源等(děng)方麵的投資力度太(tài)弱,遠遠不能滿足(zú)需要(yào)。③城市集中(zhōng)供熱、燃(rán)氣等基礎建設工程是解決城市大氣環境汙染的主(zhǔ)要措施。但不少地區仍然發展緩慢,關(guān)鍵還是資金投入不到位的問題。有些城市建完了熱電(diàn)廠,卻缺少資金建設供熱(rè)管網,分散熱源仍然存在,不但沒有(yǒu)減少汙染(rǎn),反而增加了排放量。④排汙收費標準太低,使得汙(wū)染(rǎn)企業(yè)寧可交排汙費,而不願意花錢治(zhì)理。例(lì)如,“兩省九市”的二氧化硫收費標準過(guò)低,一般都在每公斤二氧化硫0.20元以(yǐ)內,遠遠(yuǎn)低於每公斤1元左右的(de)脫硫成本,並不能促使企業投資用於二氧化硫治理。造(zào)成目前,兩(liǎng)省九市試點地(dì)區所建的脫硫設施(shī)很少。
四、執法不嚴(yán),監督管理力(lì)度不夠
盡管(guǎn)我國大氣汙染防治法規標準建設取得很大進展,但有(yǒu)法不(bú)依,執法不嚴,違法不究的現象仍(réng)然十分嚴重。①一些(xiē)地方(fāng)*幹預環(huán)保(bǎo)部門執法,批準建設短期經濟效益好但能源資源消耗量大、對大(dà)氣汙染嚴重的工業項目;不執行國家“先評價,後建(jiàn)設”的規定,出現了一些新的不合理布局和汙染超標的建設項目;對大氣汙染(rǎn)防治(zhì)措施的投資經常留有缺口或將資金挪作他用。②地方電廠、地方(fāng)水泥廠和鄉鎮企業執法不嚴,超標現象比較普遍(biàn)。③由於各地監(jiān)測機構受到經費的(de)限製,不能普遍開展對汙染源的經常性監督監測,從而削弱(ruò)了環保部門對汙染源的日常監(jiān)督管理。環保設施操作管理比較差,實際運行率低。許多項目盡管開工驗收時可達標,但實際運行中(zhōng)卻超標(biāo)排放(fàng)。據估算,全國目前(qián)工(gōng)業鍋爐(lú)煙塵排(pái)放超標(biāo)率平(píng)均為30%,工業窯爐平均為50%,地方水泥(ní)行業的粉塵排放(fàng)超標率為(wéi)40%。④機動車汙染防治起步(bù)晚,排氣監督管理機製還未真(zhēn)正建立,各監督執法部門職(zhí)責不清、監(jiān)督不力,尤其對汽(qì)車製造、銷售、使用、報廢全過(guò)程汙染監督管理還很薄弱,機動車排氣汙染監督監測還未納入國家(jiā)大氣(qì)環(huán)境質量和汙染源的常規監測體係中,從而缺(quē)乏對機動車排氣(qì)汙染的有效監督。
五、缺乏實用的治理技術
我國在大氣汙染治理技術和設(shè)備的研製、開發、推(tuī)廣和使用方麵,雖然做了不少工作,但與大(dà)氣(qì)汙染控製(zhì)的(de)需求差距還較大,資金、人力的投入(rù)以及實用技術商品化的程度遠不如發達(dá)國家。比(bǐ)較薄弱的領域是潔淨煤技術;冶金、化工、建(jiàn)材等行業的工業窯爐(lú)和生產設施(shī)排放汙染(rǎn)的治理技術;機動車機內淨(jìng)化技術等。實用技(jì)術的缺乏直(zhí)接影響了大氣汙染治理(lǐ)的進程和效果。