南京市将军山小学

第二节 大气环境保护

大   气

包围地球的空气称为大气。象鱼类生活在水中一样，我们人类生活在地球大气的底部，并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。  

　　大气污染对大气物理状态的影响，主要是引起气候的异常变化。这种变化有时是很明显的，有时则以渐渐变化的形式发生，为一般人所难以觉察，但任其发展，后果有可能非常严重。大气是在不断变化着的，其自然的变化进程相当缓慢，而人类活动造成的变化迫在眉捷，已引起世界范围的殷切关注，世界各地都已动员了大量人力、物力，进行研究、防范、治理。控制大气污染，保护大气环境，已成为当代人类的一项重要工作。

主要大气污染物来源及其危害

一、大气污染

按照国际标准化组织（ＩＳＯ）作出的定义：大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，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的现象。

造成大气污染的原因是人类活动和自然过程。人类活动包括人类的生活和生产两个方面，而生产活动又是造成大气污染的主要原因。自然过程则包括了火山活动、森林火灾、海啸、土壤和岩石的风化以及大气运动等。上述所说的原因导致一些非自然大气组分如硫氧化物、氮氧化物等进入大气，或使一些组分的含量大大超过自然大气中该组分的含量，如碳氧化物、颗粒物等。

形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，并在此浓度下对受体作用足够长的时间。在此条件下对受体及环境产生了危害，造成了一定的后果，称之为大气污染。由于大气的自净作用，会使自然过程造成的大气污染，经过一段时间后自行消除。

二、主要大气污染物来源

根据大气污染的定义，大气污染物主要来源于自然过程和人类活动。大气污染物的排放来源如下表所示：

主要大气污染物的来源

名称	化学式	主要来源
二氧化硫	SO2	煤、石油等含硫燃料的燃烧，火山活动。
硫化氢	H2S	化工厂、油井、提炼厂等生产过程，火山活动、沼泽中的生物作用。
一氧化碳	CO	矿物燃料不完全燃烧，汽车尾气及森林火灾。
二氧化碳	CO2	燃烧过程，生物腐烂及海洋释放。
碳氢化合物	CxHy	石油燃料的不完全燃烧，有机物的蒸发及石油化工厂的尾气排放。
一氧化氮	NO	矿物燃料的燃烧，硝酸工厂、氮肥厂、金属冶炼厂等的尾气排放。
二氧化氮	NO2	同上
卤素化合物	——	化工厂、金属冶炼厂的尾气排放。
颗粒物	——	燃料燃烧，工业生产，建筑，森林火灾，火山活动、垃圾焚烧

由自然过程排放的污染物所造成的大气污染多为暂时的和局部的，人类活动排放的污染物是造成大气污染的主要根源。因此，我们对大气污染所作的研究，针对的主要是人为造成的大气污染问题。

三、大气污染的危害

世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实。”如果人类生活在污染十分严重的空气里，那就将在几分钟内全部死亡。工业文明和城市发展，在为人类创造巨大财富的同时，也把数十亿吨计的废气和废物排入大气之中，人类赖以生存的大气圈成了空中垃圾库和毒气库。因此，大气中的有害气体和污染物达到一定浓度时，就会对人类和环境带来巨大灾难。

大气污染物主要通过三条途径危害人体：一是人体表面接触后受到伤害，二是食用含有大气污染物的食物和水中毒，三是吸入污染的空气后患了种种严重的疾病。从下面的表格中，可以看到：各种大气污染物是通过多种途径进入人体的，对人体的影响又是多方面的。而且，其危害也是极为严重的。

几种大气污染物对人体的危害

名 称	对 人 体 的 影 响
二 氧 化 硫	导致视程减少，流泪，眼睛产生炎症。其产生的异味，导致胸闷，呼吸道炎症，呼吸困难，肺水肿，迅速窒息死亡
硫 化 氢	恶臭难闻，引起恶心、呕吐，影响人体呼吸、血液循环、内分泌、消化和神经系统，引起昏迷，中毒死亡
氮 氧 化 物	闻到有异味，可导致支气管炎、气管炎，肺水肿、肺气肿，呼吸困难，直至死亡
粉 尘	伤害眼睛，视程减少，慢性气管炎、幼儿气喘病和尘肺，死亡率增加，能见度降低，交通事故增多
光化学烟雾	眼睛红痛，视力减弱，头疼、胸痛、全身疼痛，麻痹，肺水肿，严重的在1小时内死亡
碳氢化合物	皮肤和肝脏损害，致癌死亡
一 氧 化 碳	头晕、头疼，贫血、心肌损伤，中枢神经麻痹、呼吸困难，严重的在1小时内死亡
氟和氟化氢	强烈刺激眼睛、鼻腔和呼吸道，引起气管炎，肺水肿、氟骨症和斑釉齿，
氯气和氯化氢	刺激眼睛、上呼吸道，严重时引起中毒性肺水肿
铅	引起神经衰弱，腹部不适，便泌、贫血，记忆力低下

 

全球性大气污染及对策

1、“空中的死神”——酸雨

洁净雨水的PH值约等于5.6。这是因为

CO2是空气的一种组分，它会溶于雨雪中而使降水呈弱酸性。酸雨是指PH值明显低于5.6的酸性降水。

酸雨的形成过程是一种复杂的大气化学和大气物理学的现象。一般认为，由污染源向大气排放的SOＸ、NOＸ发生一系列化学物理变化后，在高空大气中，遇到水汽变成硫酸酸雾和硝酸酸雾漂浮空中，然后随同降水落到地面，形成酸雨。

我们可简单地用下面反应式表示酸雨的形成过程：

2SO2+O2→2SO3

SO3+H2O→H2SO4

2NO+O2→2NO2

2NO2+H2O→HNO3+ HNO2

人们把酸雨称之为“空中死神”，它的危害是多方面的：

★ 对植物的影响：树木受酸雨侵袭以后，破坏了叶片气孔，阻碍植物的光合作用，从而导致叶子脱落，根系死去，树木抗病虫害能力下降，然后枯死。   

★ 使土壤酸化：由于酸雨的降落，土壤中的营养成分被淋洗，微生物活动受到抑制，造成土壤贫瘠化，导致作物和森林植被生产能力降低，同时土壤中的铝、镉、汞等也会被溶出而进入水体造成污染。

★ 使湖泊酸化：酸雨降落之后，流到河、湖中使水变酸，并使土壤和水底泥中有毒的重金属释放出来进入水中。很多国家由于酸雨而出现了酸湖。水体酸化导致水生生物的组成结构发生变化，耐酸的藻类、真菌增多，而有根植物和脊椎动物减少。

★ 腐蚀建筑物：研究表明，全世界每年生产的钢铁中，约有10%是被腐蚀掉的。许多建筑物遭受损害，许多文物古迹越来越失去昔日的风采。

 

2、“地球变暖的元凶”——温室效应

      1989年6月5日“世界环境日”的主题是“警惕，全球变暖”。联合国环境规划署又确定1991年“世界环境日”的主题是“气候变化——需要全球合作”。因为气候变化，已经成为与人类生存、生产、生活息息相关的大事，成为全世界关注的问题之一。

我们都知道，大气中含有二氧化碳、甲烷、水气等，它们组成了一道无形的玻璃墙，让太阳的热量通过，而尽量避免地球散发的热量通过，使得地球表面的温度不致过低，这种作用我们称之为“温室效应”。导致温室效应的气体叫做温室气体。当大气组成含量维持一种动态平衡时，地球气温也会保持平衡。但当温室气体含量增多时，地球热量不易散发，会导致地球平均气温升高，全球气候产生变化。 

温室气体主要是二氧化碳，此外还有氟氯烷烃、一氧化二氮、甲烷等。工业革命以来，人类开始大量燃烧化石燃料，释放出大量二氧化碳，每年全世界大约排放出200亿吨二氧化碳。科学家预计到2050年， 大气中的二氧化碳浓度将比现在增加一倍，到那时地球表面温度将平均升高2.5度左右

    

 

全球变暖的后果，将使人类面临许多空前的灾难：

★ 地球变暖——将会使海水体积膨胀，极地及高山冰山融化，从而使海平面上升，海岸线后退，不仅沿海城市受淹，很多经济发达的三角洲也将被淹没。

★ 地球变暖——将会使北半球的冬季变短，气温升高，夏季变长，湿度减少；温带冬天更湿，夏天更旱；亚热带湿度减小，大陆内地更加干燥，沿海更加潮湿。

我国地处温带和亚热带，是地球变暖的主要受害地区之一。

★ 地球变暖——将会使世界粮食生产发生变化，北半球的一些国家的永久性冻土将消失，那里可能成为世界大粮仓，现在的粮食产地则由于土壤、温度和湿度变化而可能消失，使农作物发生大迁移，带来粮食的大减产。

★ 地球变暖——还将会使荒漠扩大，土地侵蚀加重，森林退向极地，甚至影响人的寿命。

你知道吗？      

据科学家估计，到下一世纪中叶，地球表面平均温度将上升1.5-4.5℃，海平面将上升20—165厘米，海水的上涨会带来灾难性的后果：人口稠密的沿海城市会被海水吞没，向上海、意大利的威尼斯、泰国的曼谷、美国的纽约等海滨城市以及地势低洼的孟加拉国、荷兰等国将会遭到巨大的灾难。

 

3、“城市的魔鬼”——光化学烟雾

    汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物在阳光（紫外线）作用下发生光化学反应可生成二次污染物，参与光化学反应的过程的一次污染物和二次污染物的混合物（其中有气体污染物，也有气溶胶）所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。

汽车尾气中的氮氧化合物以及石油和煤燃烧废气是形成光化学烟雾的主要污染源。空气中光化学氧化剂，特别是O3（也包括PAN及其它化合物）和阳光对烟雾的氧化起着至关重要的作用，此外，在形成光化学烟雾时也有烃类物质和氮氧化合物参加。光化学烟雾是汽车尾气所致，因此应大力控制汽车业的发展，并淘汰掉那些产生污染物多的汽车，同时，对上路行驶的汽车，必须安装一定的设备，使之作到达标排放。

   光化学烟雾的危害：

★ 光化学烟雾可使人的眼、鼻、气管、肺粘膜受到反复刺激，出现流眼泪、红眼睛、气喘、咳嗽等。受害严重者，呼吸困难、头晕、发烧、恶心、呕吐、颜面潮红、手足抽搐、血压下降、昏迷不醒。长期伤害可引起肺功能衰退、支气管发炎、肺癌等。

★ 光化学烟雾还可使环境能见度降低，容易造成交通事故。

 

4、“隐秘的杀手”——大气颗粒物

   进入大气的固体粒子和液体粒子均属于颗粒污染物，颗粒污染物由于半径的不同可分为尘粒、粉尘、烟尘、雾尘等。

   半径较小的大气颗粒物能进入肺细胞内，导致呼吸、心血管、神经等系统疾病，固体颗粒物中含有多种有毒金属和致癌物质，是慢性气管炎、肺气肿和支气管哮喘等疾病的直接原因或诱发原因。

 

5、“无形的屠刀”——氯氟烃

臭氧是无色气体，特臭，因此而得名“臭氧”。大气中的臭氧是由太阳飞出的带电粒子进入大气层，遇到氧分子使之裂变成氧原子，而部分氧原子重新结合成臭氧分子。在距地面15-50千米高度的大气平流层集中了大气中90%的臭氧，科学家称之为臭氧层。臭氧层是地球一道天然的屏障，使地球上的生命免遭紫外线的强烈伤害，是地球上众多生灵的保护伞。

然而破坏臭氧层的恰恰是人类自己，人类在使用冷冻剂、消毒剂和灭火剂等化学制品时，向大气排放出大量的氯氟烃气体，这种气体缓慢上升到大气圈臭氧层顶部，在紫外线的照射下，会放出氯原子，氯原子夺去臭氧中的一个氧原子，使臭氧变成纯氧，从而使臭氧层遭到破坏。

 

                    图4-11 南极洲上空的臭氧层空洞

臭氧层减薄或出现空洞会产生哪些危害呢？

★臭氧层的破坏——可使到达地球表面的紫外线辐射量增加，从而增加皮肤           

  癌、角膜炎和白内障的发病率，抑制人类的免疫系统。

  ★臭氧层的破坏——将伤害海洋中浮游生物，使地球上空二氧化碳含量增加， 导致温室效应加剧，直接影响全人类。

★臭氧层的破坏——导致紫外线辐射增加，可损害建筑物和原材料，加速其老化，还会导致光化学烟雾的增加。

 

大气污染的综合防治

    工农业生产、交通运输和人类生活活动中所排放的有害气态物质种类繁多，依据这些物质不同的化学性质、物理性质，需采用不同的技术方法进行治理。

主要治理方法

1、 吸收法

采用适当的液体作为吸收剂。如氨、碱、水等吸收酸性气体。

2、 吸附法

使废气与大表面多孔性固体物质相接触。吸附剂有活性炭、分子筛等。

3、 催化法

催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用，使废气中有害组分发生化学反应并转化为无害物或易于去除的物质。

4、 燃烧法

燃烧净化法是对含有可燃有害组分的混合气体进行氧化燃烧或高温分解，从而使这些有害组分转化为无害物质的方法。

5、冷凝法

冷凝法是采用降低废气温度或提高废气压力的方法，使一些易于凝结的有害气体或蒸汽态的污染物冷凝成液体并从废气中分离出来的方法。