大气环境及其污染和保护
摘要：大气是人类赖以生存和发展的必不可少的环境要素之一。然而人口的增多，人类活动频繁，自然因素影响使大气污染严重，保护大气环境是我们刻不容缓的义务。
关键词：一控 双达标 绿化系统
概述
人类赖以生存的环境由自然环境和社会环境组成。自然环境是人类生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总和，即阳关、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然因素的总和。而社会环境是人类在自然环境的基础上，为不断提高物质和精神生活水平，通过长期有计划、有目的地发展，逐步创造和建立起来的一种人工环境。社会环境是人类物质文明和精神文明发展的标志，它随着经济和科学技术的发展而不断地变化。社会环境的质量对人类的生活和工作，对社会的进步都有极大的影响。
地球表面覆盖着多种气体组成的大气，称为大气层。一般是将随地球旋转的大气层称为大气圈。由于大气圈中空气质量的分布不均匀，通常将从地球表面到1000-1400千米的气层称为大气圈的厚度。
大气在垂直方向上的温度、组成与物理性质也是不均匀的。根据大气温度垂直分布的特点，在结构上可将大气圈分为五个气层：（一）对流层：对流层是大气中最接近地面的一层，它具有气温随高度增加而降低和空气具有强烈的对流运动两个特点；（二）平流层：对流层层顶之上的大气为平流层，其上界伸展到约55千米处。（三）中间层：由平流层顶至85千米高处范围内的大气称为中间层。（四）暖层：暖层位于85-800千米的高度之间。（五）散逸层：暖层层顶以上的大气，统称为散逸层。如果按空气组成成分划分大气圈层结构，又可将大气层分为均质层及非均质层。
大气是由多种成分组成的混合气体，这些混合气体的组成通常包括以下几部分：（一）干洁空气：它的主要成分为氮、氧、氩，它们在空气中的总容积约占99.96%。此外还有少量其他成分，如二氧化碳、氖、氦、臭氧等。干洁空气是大气中的不变组成。（二）水汽：大气中的水汽含量比较低，但它在大气中的含量随时间、地域、气象条件的不同而变化很大，在干旱地区可低到0.02%，而在温湿地带可达6%。水汽对天气起着重要的作用。（三）悬浮微粒：悬浮微粒是指由于自然因素而生成的颗粒物，如岩石的风化、火山爆发、宇宙落物以及海水溅沫等。无论是它的含量、种类，还是化学成分都是变化的。
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环境的现象。按污染的范围，大气污染可分为：局部地区大气污染，区域性大气污染，广域性大气污染和全球性大气污染。燃料的燃烧是造成大气污染的主要原因；石油工业和化工工业大规模的发展也增加了空气中污染物的种类和数量；在农业方面，由于各种农药的喷洒而造成的大气污染也是不可忽视的问题。主要公认的综合性大气污染现象有：
㈠汽车尾气：汽车是近代重要的交通运输工具，随着汽车数量的增加，汽车尾气造成的环境污染也日益严重。汽车尾气中的有害成分主要有CO，NO，HC，颗粒物和臭氧等。CO存在于所有燃烧器的尾气之中，它极易与血红蛋白结合。CO浓度低时会使人慢性中毒，浓度高时则会导致窒息死亡。
㈡光化学烟雾：大气中的大气中的HC和NO等为一次污染物，他在太阳光中紫外线的照射下能发生化学反应，衍生出二次污染物。由一次污染物和二次污染物混合所形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾。NOX是这种烟雾的主要成分。
㈢酸雨：酸雨通常是指PH值小于5.6的降水，是大气污染现象之一。酸雨的形成主要是由大气中的SOX和NOX造成的。酸雨对环境有多方面的危害，会造成水域和土壤的酸化，损害农作物和林木的生长，危害渔业生产;腐蚀建筑物，工厂设备和文物古迹，也危害人类健康。因此，酸雨会破坏生态平衡造成很大的经济损失。
㈣温室效应加剧。温室效应是地球上生物赖以生存的必要条件，由于人口激增，人类活动频繁，化石燃料用量的猛增，加上森林面积因滥砍滥伐而急剧减少，导致大气中二氧化碳和各种气体微粒含量不断增加，致使二氧化碳吸收反射回地面的长波辐射能增多，引起地球表面温度上升造成温室效应加剧，气候变暖。温室效应加剧导致全球变暖，会对气候，生态环境及人类健康带来严重影响。
㈤臭氧层空洞几高层大气中由氧吸收太阳光紫外线而生成的臭氧。臭氧能吸收波长在220nm-230nm范围的紫外线。防止这种高能紫外线对地球上的生物造成伤害。近年来，人类活动使臭氧层变薄，乃至出现空洞。这意味着有更多的紫外线辐射到达地面，从而造成更大的破坏。
1.大气污染对健康的危害
空气是人类生存所必需的，空气被各种有害物质污染将直接或间接影响到人们的健康。大气污染是随着现代工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料的迅猛增长而产生的。近百年来，西欧、美国和日本等工业发达国家大气污染事件日趋增多，20世纪50～60年代成为公害的泛滥时期，例如：英国伦敦烟雾事件，日本四日市哮喘事件，美国洛杉矶烟雾事件，印度博帕尔毒气泄漏事件等，不仅严重地危害居民健康，甚至造成数百、数千人的死亡。
1.1二氧化硫、颗粒物
随着经济的快速发展，因燃煤排放的二氧化硫、颗粒物等有毒有害的污染物急剧增多。空气污染以煤烟型为主，主要污染物是二氧化硫和烟尘。据统计，1990年全国煤炭消耗量10.52亿t，到1995年煤炭消耗量增至12.8亿t，二氧化硫排放量达2232万t，超过欧洲和美国，居世界首位。1997年，二氧化硫排放总量为2346万t，比1995年增加114万t，烟尘排放总量为1873万t，比1995年减少111万t。由于我国部分地区燃用高硫煤，燃煤设备未能采取脱硫措施，致使二氧化硫排放量不断增加，造成严重的环境污染。如不严格控制，到2000年我国煤炭消耗量增长到15亿t时，二氧化硫排放量将达2730万t。
空气中二氧化硫的主要危害是刺激和腐蚀呼吸道黏膜，引起炎症和气道阻力增加，长期作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎等。根据世界卫生组织资料，居民长期接触接近年平均浓度超过100μg／m3的烟尘和二氧化硫；短期接触日平均浓度超过250μg／m3的烟尘和二氧化硫，能促使呼吸系统疾病加重，患者病情恶化。从我国全球大气监测资料分析，北方几个城市(沈阳，北京等)居民区大气飘尘年平均超过400μg／m3，二氧化硫为100μg／m3左右；冬季飘尘日平均浓度超过500μg／m3，二氧化硫约为250μg／m3，均明显地超过或相当于引起呼吸系统疾病患者恶化水平。
上海市分析了1974～1982年大气中二氧化硫与飘尘浓度和同期人群死亡率有显著的相关性。有些地区则是由于大气污染严重，致使儿童肺功能和免疫水平明显低于对照区。儿童免疫能力降低，易感染传染性疾患，使慢性气管炎患病率增加。有慢性呼吸系统疾患的儿童，成年后，又有可能导致慢性肺部疾病患。燃煤型污染物危害健康的现象，在一些污染较重的城市已明显引起呼吸道疾病的患病率和死亡率增高。有文献报道，支气管哮喘、上呼吸道感染病人求诊次数与周围空气中颗粒物污染水平有关。
1.2硫酸雾和酸雨
大气中二氧化硫可被氧化成硫酸雾，随飘尘直接进入肺泡。它的危害作用比二氧化硫大10倍。由二氧化硫排放引起的酸雨污染范围不断扩大，已由80年代初的西南局部地区，扩展至西南、华中、华南和华东的大部分地区，目前年均降水pH低于5。6的地区已占全国面积的40％左右。酸雨和二氧化硫污染危害居民健康；腐蚀建筑材料；破坏生态系统，造成的巨大经济损失每年多达200多亿元，已成为制约社会经济发展的重要因素之一。最近，英国评论报导，英国每年有多达24000人由于大气污染而早死，有大约相当于此数的人由于短期大气污染事故而住院。报道估计，由于颗粒物的影响而造成每年约8000人早死，10500人住院，二氧化硫的影响约为3500人，臭氧的影响为12500早死和9900人住院。
1.3汽车尾气和光化学烟雾
监测分析表明，机动车辆排气型污染已代替煤烟型污染，成为城市主要大气污染源，并且这一趋势还将继续发展。以上海为例，1995年上海市中心城区内机动车CO、碳氢化物和氮氧化物排污负荷分别约占该区域内机动车和固定源排放总量的76％，93％和44％，如不采取措施，到2010年，机动车排污分担率将进一步上升至94％，98％和75％。
汽车尾气对北京市大气环境也造成了严重的污染。1998年9月底至10月中下旬，北京出现多日的无风闷热天气，污染物不能扩散稀释，致使大气质量严重恶化，市民感到浓重的污染物刺激咽喉和眼睛，咳嗽、呼吸不畅。人们经历了环境污染之苦以后，痛感现在已经到了非治理环境污染不可的时候了，如果不采取有效措施，也有重蹈工业发达国家污染事件的危险。北京市拥有各类汽车，1987年为42万辆，1997年已超过120万辆，10年间增加2倍。这些汽车给北京市的环境造成了严重的污染。现在大气中有害物浓度是1987年的十几倍，主要污染物是：一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物、碳氢化合物、苯并芘和铅等。尤其是含有较高浓度的苯并芘和铅。苯并芘在体内是强烈的致癌物质。铅影响造血功能和神经功能，特别是影响婴幼儿、儿童和青少年神经和智能的发育。碳氢化物、氮氧化合物和醛类等污染物，在阳光紫外线作用下相互作用，可以生成光化学烟雾，使毒性加剧。
1.4铅
汽车尾气的危害程度受汽油成分的直接影响。由易挥发、易爆的低沸点的石油分馏组成的汽油主要成分为辛烷，为提高汽油的抗爆性，通常添加一定量的四乙基铅，因此根据添加剂是否含有铅，将汽油分为含铅汽油和无铅汽油2大类。含铅汽油的汽车尾气中含有铅，它是一种有毒有害的重金属，扩散到大气中能随呼吸道进入人体影响身体健康。研究表明，铅对人体的影响是全身性的、多系统的。对神经、血液和造血、消化、泌尿、生殖、心血管、内分泌和免疫等系统以及儿童的身体发育均有毒性作用，其中神经系统和血液-造血系统对铅最敏感。环境铅污染已成为影响儿童生长发育的重要因素。铅能够影响儿童的智力发育，有人估计血铅每升高10μg，智高平均下降0.25。幼年时低水平的铅接触与儿童及青少年时期的神经行为方面的缺陷有关，应引起全社会和家长的高度重视。
北京、上海等城市先后强制汽车使用无铅汽油，大气中铅的浓度明显下降，这对保障人群健康特别是儿童健康有积极作用。但是，这些方法虽然消除了汽车尾气带来的铅污染，却产生了新的潜在健康危害。目前无铅汽油中常用芳烃、烯烃、含氧化合物以及异构烷烃取代四乙基铅，主要有芳香烃类物质、甲基叔丁基醚、羰基锰和醇类等，这些新型汽油添加剂在增加汽油抗爆性的同时，提高了汽油的辛烷值，增加氧的含量，使汽油充分燃烧，降低了一些有毒有害气体排出，但不同添加剂的单独或混合使用无疑增加了汽油的成分，使汽车尾气的构成更趋复杂化。芳香烃类物质，尤其是苯具有诱变性，甲基叔丁基醚虽在急慢性动物实验及有关的遗传毒性试验均为阴性，但在美国的实际使用中，有人主诉一些神经行为症状。事物总是矛盾发展的，旧的矛盾解决了，新的矛盾又出现。因此要不断研究解决问题的办法。
2.大气污染的防治策略和措施
基本的策略应该是监测-干预-评价。第1步，通过对环境污染和人群健康的监测，掌握情况；第2步，针对问题制订对策，进行干预治理；第3步，对干预的效果进行评价，再针对发现的问题采取相应的措施。如此循环往复，将环境治理得越来越好，人群健康状也越来越好。应采取以下措施：
2.1治理二氧化硫及酸雨污染
国家环境保护局制定了“二氧化硫污染控制区和酸雨控制区”综合防治规划；限制高硫煤的开采和使用；重点治理火电厂污染，削减二氧化硫的排放总量；防治化工、冶金、有色和建材等行业生产过程排放的二氧化硫污染；大力研究开发二氧化硫污染防治技术和设备；做好二氧化硫排污收费工作，运用经济手段促进治理；强化“两控区”环境监督管理。
2.2治理汽车尾气污染
在发展汽车工业的同时，应该改进汽车工艺；研究开发环保型的汽车；研究发展汽油的代用品。针对机动车排气污染，加强机动车出厂管理，提高机动车整车性能；加强机动车落户管理；加强机动车运行及维护管理；改善道路设施；改变燃料结构，大力推广无铅汽油；向发达国家学习，大力研究、开发机动车尾气净化技术，安装先进高效的尾气净化装置。在交通管理方面，应进一步加强研究、发展公共交通事业，疏通道路，减少汽车怠速、慢速行驶的时间。
2.3加强环境监测和人群健康监测
近年来的研究表明，在一些地方，大气污染水平及其不良的影响仍在逐年上升，有的地区大气污染甚至越来越严重。与大气污染有关的疾病发病率和死亡率也逐年上升，应引起人们的关注。制定切实有效的控制污染政策及措施势在必行。应该加强环境监测，除了监测二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等一些公认的大气主要污染物，还要扩大监测范围，如对多氯联苯和二噁等危害很大的污染物的监测，同时应该进行流行病学调查研究和毒理研究，宏观与微观的研究相结合，正确评估大气污染对健康的不良影响，加强环境卫生标准的研制。
2.4环境保护和环境卫生知识教育
大气污染是全球性的重大问题。日益恶化的生活环境，给人类生存带来了极大的威胁。加强环保意识和环境卫生知识的教育，积极主动地保护环境应深入到每个人的生活中去。
根据大气污染物和存在状态，其治理技术可分为两大类：颗粒污染物和气态污染物控制。
(1)颗粒污染物控制技术又称处尘技术，此技术和设备及方法很多，各具不同的性能和特点。常见的除尘设备有以下几类：
①重力沉将。②旋风除尘。③湿式除尘器除尘。
(2)气态污染物控制技术：气态污染物控制技术也有很多，归纳起来有：吸收，吸附，催化，燃烧，冷凝，生物膜分离，电子束等。
结束语：
随着人口的增加，空气质量仍在不断恶化。特别是在20世纪80年代以后，大面积生态环境的破坏，酸雨面积的逐年扩大，城市空气质量的日益恶化以及全球性污染的出现使大气污染呈现了范围大，危害严重，持续恶化等特点。因此，从整体出发，统一规划并综合运用各种手段和措施治理，有效地控制大气污染已经成为刻不容缓的事实。综合防止大气污染要从以下几个方面着手：(1)制定综合防治计划，实现一控双达标。(2)进行工业结构调整，推行清洁生产。(3)改善能源结构，大力节约能源。(4)综合防治汽车尾气及扬尘污染。(5)完善城市绿化系统。(6)强化城市大气环境质量管理。
参考文献：
1.徐新华，吴忠标，陈红主编<<环境保护与可持续发展>>
2.刘静玲<<人口，资源与环境>>
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