大氣及空氣污染治理（三）

　　全球大氣污染問題

　　地球上人口在急劇增加，人類經(jīng)濟(jì)在急速增長，地球上的大氣污染也日趨嚴(yán)重。由于一些有害氣體的大量排放，不僅使大氣造成局部地區(qū)的污染，而且影響到全球性的氣候變化以及大氣成分的組成，即出現(xiàn)所謂的全球環(huán)境問題。目前，全球性大氣污染問題主要表現(xiàn)在溫室效應(yīng)、酸雨和臭楊層遭到破壞三個(gè)方面。

　　(1)溫室效應(yīng)

　　農(nóng)作物和花卉用的溫室，是一座用玻璃蓋成的房屋，用來培育需要適當(dāng)溫度的植物。當(dāng)太陽的輻射能量進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，透明的玻璃房屋使熱量保存在室內(nèi)。而由于大氣中某些氣體含量增加，引起地球平均氣溫上升的情況，則稱溫室效應(yīng)。這類氣體，即叫溫室氣體，主要包括CO2、CH4、O3、氧化亞氮和氯氟烴(氟利昂)等，其中尤以CO2的溫室作用最明顯。CO2等溫室氣體產(chǎn)生溫室效應(yīng)的機(jī)理，至今仍有爭議。然而普遍認(rèn)為，這與溫室氣體的物理性質(zhì)有關(guān)。CO2等溫室氣體對來自太陽的短波輻射具有高度的透過性，而對地面反射出來的長波輻射卻具有高度的吸收性能。CO2等溫室氣體在大氣中迅速增加，而將地面反射的紅外輻射大量截留在大氣層內(nèi)，使地球表面的能量平衡發(fā)生改變。溫室氣體如同幕照一樣，阻止紅外輻射的外逸，勢必導(dǎo)致大氣層溫度升高，氣候變暖，形成“溫室效應(yīng)”。我們知道，CO2是所有碳?xì)浠衔锶紵幕井a(chǎn)物。由于世界上人口的增加和經(jīng)濟(jì)的迅速增長，排入大氣中的CO2也愈來愈多。有關(guān)資料指出，過去100年人類通過化石燃料的燃燒，約把4150億噸的CO2排入大氣，結(jié)果使大氣中CO2含量增加15%。據(jù)計(jì)算，這將使全球平均氣溫上升0.83C，而此數(shù)字與百年來全球平均氣溫升高的記錄接近。有人估計(jì)，按照目前化石燃料燃燒的增加速率，大氣中CO2將在50年內(nèi)加倍，這將使中緯地區(qū)溫度升高2-3C，極地升高6-10C。

　　溫室效應(yīng)將導(dǎo)致全球環(huán)境的重大變化，其主要影響有：

　　1.氣候變化。溫室效應(yīng)首先表現(xiàn)為全球性氣候變暖。在北半球，冬天變短、變濕，夏季變長、變干燥。亞熱帶可能會(huì)比現(xiàn)在更干，而熱帶則可能變得更濕。由此海洋產(chǎn)生更多多熱量和水分，氣流更強(qiáng)，熱帶風(fēng)暴的能量比現(xiàn)在大50%，臺(tái)風(fēng)和颶風(fēng)將更加頻繁。氣溫升高會(huì)使極地或高山上的冰川融化，導(dǎo)致海平面上升。據(jù)推算，全球增溫1.5-4.5C，海平面會(huì)上升20-165厘米，從而將淹沒沿海大量繁華的城市、低地和海島。

　　2.生態(tài)環(huán)境變化。全球氣候的變化，可能會(huì)對陸地自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生難以預(yù)料的影響，熱帶雨林減少，生物多樣減少，農(nóng)作物減產(chǎn)。盡管有人對溫室效應(yīng)提出種種不同看法，然而，由于CO2等氣體的濃度增長是無法逆轉(zhuǎn)的，所以引起了全球的普遍關(guān)注。世界上曾召開過一系列國際會(huì)議，從技術(shù)手段和政策戰(zhàn)略上進(jìn)行協(xié)商。

?2009環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程師網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程輔導(dǎo)方案
 

　　(2)酸雨

　　酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大氣降水(如霧、露、霜)，是一種大氣污染現(xiàn)象。酸雨又稱酸性(降)雨。因大氣中CO2的存在，所以即使是清潔的雨雪等降水，也會(huì)因CO2溶于其中形成碳酸而呈弱酸性?？諝庵蠧O2濃度平均在621毫克/米3(316×10-6)左右，此時(shí)雨水中飽和CO2后的PH值為5.6，故定PH<5.6為酸雨指標(biāo)。由于人為向大氣中排放酸性物質(zhì)，使得雨水PH值降低，當(dāng)PH值低于5.6時(shí)，便發(fā)生了酸雨。大氣中不同的酸性物質(zhì)所形成的各類酸，都對酸雨的形成起作用，但它們作用的比例不同。一般來說，對形成酸雨的作用，硫酸占60%-70%，硝酸占30%，鹽酸占5%，有機(jī)酸占2%。所以，人為排出的SO2和NOX是形成酸雨的兩種主要物質(zhì)。

　　據(jù)估計(jì)，人為排入大氣中的SO2約為13000萬噸/年，其中9000萬噸來自煤的燃燒，約占76%。大量SO2進(jìn)入大氣中后，在合適的氧化劑、催化劑存在時(shí)，就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成硫酸。在干燥條件下，SO2通過化學(xué)過程被氧化成SO3，然后轉(zhuǎn)化為硫酸，但這個(gè)反應(yīng)十分緩慢，在潮濕大氣中，SO2轉(zhuǎn)化成硫酸的過程常與云務(wù)的形成同時(shí)進(jìn)行，先由SO2生成亞硫酸(H2SO3)，在Fe、Mn等金屬鹽雜質(zhì)作為催化劑的作用下，H2SO3迅速被催化氧化為H2S04。當(dāng)空氣中含有NH4時(shí)，這類酸化反應(yīng)會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。

　　形成大氣污染的NOx主要是NO和NO2。人為排放的NOx主要是化石燃料在高溫下燃燒產(chǎn)生的。在化石燃料燃燒過程中，NO占95%以上，但一進(jìn)入大氣后，NO又大部分轉(zhuǎn)化為NO2。在大氣中，NO2除了本身直接反應(yīng)形成硝酸外，當(dāng)它與SO2同時(shí)存在時(shí)，還可以促進(jìn)SO2向SO3和H2SO4轉(zhuǎn)化，從而加速酸雨的形成。由于酸雨的出現(xiàn)，破壞了森林生態(tài)系統(tǒng)，改變土壤性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)，腐蝕建筑物和損害人體的呼吸道系統(tǒng)和皮膚。例如，在歐洲15個(gè)國家中有700萬公頃森林受到酸雨的影響，森林在遭到死亡綜合癥的侵襲;座瑞典北部地區(qū)，因受酸雨影響，土壤酸化而使肥力減退，河湖酸化而影響水生生物的生長和繁殖。此外，還有因酸雨水滲入地下，使地下水酸化而造成地下水污染的事例。在世界上酸雨分布的地區(qū)較廣，有時(shí)飄越國境影響別國，所以它不僅是一個(gè)環(huán)境問題，也是一個(gè)國家間的政治問題。

　　(3)臭氧層破壞

　　臭氧是大氣中的微量氣體之一，它主要濃集在平流層中20-25公里的高空中，即大氣的臭氧層。臭氧層作為環(huán)繞地球的保護(hù)層，其作用是吸引太陽紫外線中對生物有害的部分，保護(hù)地球上的生命界，并調(diào)節(jié)地球的氣候。然而，近些年來，由于在平流層內(nèi)運(yùn)行的飛行器日益增多，人類活動(dòng)產(chǎn)生的一些氣體如NOx和氯氟烴等進(jìn)入平流層，使臭氧層遭到破壞，以致于在南極上空出現(xiàn)了“臭氧空洞”。導(dǎo)致大氣中臭氧減少和耗竭的物質(zhì)，主要是平流層內(nèi)超音速飛機(jī)排放的大量NOx，以及人類大量生產(chǎn)與使用的氯氟烴化合物(氟利昂)，如CFCl3(氟利昂-11)、CF3Cl2(氟利昂-12)等。被排放出來的氟利昂在大氣中的壽命可達(dá)數(shù)十年乃至100年，所以大部分進(jìn)入低層大氣，再進(jìn)入臭氧層。氟利昂在對流層內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定，但進(jìn)入臭氧層后，易與臭氧發(fā)生反應(yīng)而消耗臭氧，以致降低臭氧層中O3濃度。臭氧濃度降低，臭氧層的破壞，將對地球生命系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。首先，由于臭氧層的破壞，大量紫外光輻射將到達(dá)地面而危害人體健康。有人估計(jì)，如臭氧層中O3濃度減少?%，則地面紫外光輻射將增加2%，導(dǎo)致皮膚癌發(fā)病率增加2%-5%。此外，還會(huì)使白內(nèi)障發(fā)病率增高以及對人體免疫系統(tǒng)功能產(chǎn)生抑制作用。紫外光輻射增大，也會(huì)對動(dòng)、植物產(chǎn)生影響，而危及生態(tài)平衡。臭氧層破壞還將導(dǎo)致地球氣候出現(xiàn)異常，由此帶來災(zāi)害。正因如此，保護(hù)臭氧層已成為一個(gè)全球性的問題。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在1985年3月通過了《保護(hù)臭氧層維也納公約》，于1988年生效。到1993年4月為止，世界上已有119個(gè)國家和1個(gè)經(jīng)濟(jì)組織加入該公約。1996年11月，在哥斯達(dá)黎加首都圣何塞召開了世界臭氧層高峰會(huì)，參加這次會(huì)議的有164個(gè)國家800名代表。在會(huì)上，世界氣象組織發(fā)表了一份報(bào)告，指出1996年，南極上空臭氧層缺口進(jìn)一步擴(kuò)大，面積達(dá)到1800萬公里2，破了以往記錄，顯示情況已到了刻不容緩的地步。