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走进环境(二)
 签发时间 2014-08-19

  大气环境——生存的空间(二)

  二氧化硫的来源及其危害

  二氧化硫是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,是造成空气污染的主要物质之一。患有心脏病和呼吸道疾病的人对这种气体最为敏感,就是正常人在二氧化硫浓度过高的地方停留得过久也会生病。有关研究表明,大气中二氧化硫的浓度每增加1倍,总死亡率就会增加11%。二氧化硫的危害还在于它可以在高空中与水蒸气结合形成酸性降水,对生态环境造成危害。

  空气中的二氧化硫很大部分来自煤的燃烧,含硫矿石的冶炼及硫酸、磷肥等生产过程。原油、煤以及铁、铜、铅、锌、铝矿石等许多原料中都含有硫。煤和油等含硫燃料的燃烧、原油的炼制、金属矿石的冶炼等过程中,燃料和工业原料中的硫与氧结合,生成二氧化硫气体,排放到大气中,造成二氧化硫污染。

  二氧化氮的来源及其危害

  二氧化氮是氮氧化物的一种,人类活动和自然行为都有可能产生二氧化氮。二氧化氮的自然源主要是闪电和微生物生命活动,除自然来源的二氧化氮外,能导致环境污染的二氧化氮主要来自于燃料的燃烧,城市汽车尾气中也含有较多的二氧化氮。此外,工业生产过程也可产生一些二氧化氮。据估计,全世界人为污染源每年排出的氮氧化物大约为5300万吨。德国在2004年利用卫星数据绘制了一张二氧化氮全球分布图,该图表明,全球二氧化氮水平较高的是欧洲大部分地区、北美一些城市和我国东北部分地区。

  二氧化氮可以在大范围内引起多种环境问题。它是形成光化学烟雾的主要因素之一,也是酸雨的来源之一。二氧化氮被人体吸入后,能够对肺组织产生强烈的刺激作用和腐蚀作用,从而引起肺水肿。呼吸系统有疾患的人如哮喘病患者,较易受二氧化氮的影响。对于儿童来说,二氧化氮可能会造成肺部发育障碍。研究指出,长期吸入二氧化氮会导致肺部构造改变。

  颗粒物的来源及其危害

  大气中颗粒物是悬浮在大气中的固态、液态颗粒状物(或称气溶胶)的总称。由于来源和形成不同,它的形状、密度、粒径大小,光、电、磁学等物理性质及化学组成有很大差异。大气中颗粒物的粒径从0.001~1000微米,一般粒径大于50微米的颗粒物受重力作用很快沉降到地面,在大气中滞留几分钟到几小时;粒径为0.1微米的颗粒不但在大气中滞留时间长,而且迁移距离远。

  颗粒物的水源可分为天然来源和人为来源。人为排放源有化石燃料燃烧产生的煤烟;工业生产、建筑产生的工业粉尘、金属尘、水泥尘等;汽车、飞机排气等。天然源有土壤尘、火山灰、森林火灾灰、海盐粒等。

  当颗粒物的颗粒小到10微米以下(称可吸入颗粒物)就可以随着人们的呼吸吸入人体肺部,容易引起呼吸道感染、心脏病、支气管炎、哮喘、肺炎、肺气肿等疾病,影响人体健康。因此空气质量日报选择可吸入颗粒物作为一个指标。

  悬浮颗粒物还会造成大气能见度降低。其中0.1~1微米的微粒对能见度的影响最大,特别是浓度大于100微克/立方米的时候。

  空气中污染物的归宿

  空气中的污染物主要有颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物及重金属颗粒和氟化物等。

  可吸入颗粒物容易引起呼吸道感染、心脏病、支气管炎、哮喘、肺炎、肺气肿等疾病,影响人体健康;二氧化硫具有强烈的刺激气味,能刺激人的眼睛,损伤呼吸器官,特别是二氧化硫被氧化成三氧化硫,再与水蒸气结合,能形成细硫酸雾,造成森林大面积死亡,并能腐蚀建筑物;人体吸入一氧化碳后会使血红蛋白失去携氧能力;氮氧化物对人的呼吸道刺激更严重,并能使血色素发生硝化反应而失去生理功能,浓度大时可使人死亡,二氧化氮还能转化为硝酸雨,危害植物生长;碳氢化合物的危害是多方面的,其中有些物质被认为是致癌物。

  随着人类活动的不断增多而生产的污染物不会在空气中凭空消失,那么这些物质都跑哪里去了呢?一是随风从一个地方被吹到另一个地方,如果遇上静风的天气,也就是几乎没有风的天气,那么城市上空的污染物就不能被吹散,而是停留在本地上空;二是遇上降雨或者下雪的天气,空气中的污染物随着降水落到地面,经过地表径流流入大海或者下渗到土壤中,进入到土壤中的污染物有一部分被植物吸收,还有一部分就留在土壤中;三是落在城市建筑的表面,再随雨水冲刷落入地面;四是被动植物,乃至是人类通过呼吸进入生命系统,危害生态平衡和人类健康。

  逆温静风与污染物扩散

  冬春时节的早晨或傍晚,在城市和市郊,常常见到烟雾上升到一定高度之后,就向水平方向漂浮起来,弥漫四方。在无风又降温剧烈的情况下,整个视野很快就变得模糊起来,随着烟雾的袭来,压得人透不过气。身体抵抗能力较差的人,便会出现胸闷、咳嗽、喉痛、呕吐、呼吸困难等症状。这是由于空气中形成了逆温,使低层空气迅速污染而造成的。

  什么叫逆温呢?在低温大气中,通常气温是随高度的增加而降低的,即越高越冷,“高处不胜寒”。但有时在某些层次可能出现相反的情况,气温随高度的增加而升高,这种现象称为逆温。出现逆温现象的大气层称为逆温层。在逆温层中,较暖而轻的空气位于较冷而重的空气上面,形成一种极其稳定的空气层,就像一个锅盖,笼罩在近地层的上空,严重地阻碍着空气的对流运动,近地层空气中的水汽、烟尘以及各种有害气体,上天无路,入地无门,只好漂浮在逆温层下面,使得空气中的污染物不能及时扩散,加重大气污染,给人们的生命财产带来危害。近代世界上所发生的重大公害事件中,有许多与逆温的影响有关。

  沙源近在咫尺

  从北京驱车沿八达岭高速公路向西北方驶去,出延庆县界不足10千米,在河北省怀来县境内,官厅水库的西南侧,就可以看到一片面积多达66.67公顷的沙漠——天谟。天谟由4个大沙丘组成,最高的有20多米。

  谁也说不清这片沙漠是什么时候“冒出来的”,只知道当初它很小,也许只是个小沙堆,并没有引起人们的注意,即便是住在它附近的农民,也忽略了它的存在。但谁也没想到这些年来它竟然一天天“发展壮大”,以至于形成了如此壮观的景象。

  虽然说不出天谟始于何时,但对于它的发展速度,当地人却是有目共睹。20世纪70年代初,天谟只有7米多高,但现在已“长”到了24米了。天谟的移动速度也是惊人的,平均每年向东移动4~5米。

  天谟由于距北京最近,所以引起了人们的普遍关注,其实天谟只是张家口坝下五大沙地之一。沿着桑干河、洋河自西北向东南分布着五片沙地,像一条“黄龙”直逼北京,“龙头”自然是天谟。这五大沙地总面积多大2万公顷,是最直接威胁北京的沙源。

  话说欧Ⅲ标准

  为了促使汽车生产厂家改进产品,从源头减轻机动车排气造成的大气污染,欧、美、日等发达国家都制定了相应的机动机动车污染物排放标准。欧Ⅲ即是欧盟机动车污染物排放系列标准之第Ⅲ阶段标准,于2000年开始实施。

  欧Ⅲ标准严于欧Ⅱ标准,进一步降低了污染物排放限值,达到欧Ⅲ标准的轻型车污染物排放量会比欧Ⅱ标准的车降低约50%;在技术内容上欧Ⅲ标准对发动机控制精度、净化器质量,低温排放控制提出了更高要求;同时要求安装具备提示功能的车载诊断系统,随时提示车主车辆排放是否符合标准。另外,达到欧Ⅲ标准的车必须使用相配套的油品才能使车辆的污染物排放稳定达标。

  我国机动车污染物排放标准借鉴了欧洲标准,于2005年4月发布的国家第Ⅲ、Ⅳ阶段机动车污染物排放标准(国Ⅲ、国Ⅳ)等效于欧Ⅲ、欧Ⅳ标准。

  机动车是氮氧化物污染的主要来源

  汽车快速奔跑,燃料不断燃烧。在发动机内的高压和高温条件,空气中的氮和氧发生反应,形成多种氧和氮的化合物,统称为氮氧化物。美国的资料表明,按氮氧化物排放源划分,机动车辆占总排放量的49%,发电厂占27%,其他排放源占24%。可以看出,汽车是城市氮氧化物污染的主要来源。

  机动车是碳氧化合物污染的主要来源

  汽车尾气中的碳氧化合物是燃料在发动机中燃烧不完全造成的。美国的资料表明,按碳氢化合物排放源划分,上路机动车辆排放碳氢化合物的量占总排放量的29%,非上路机动车辆占总排放量的18%,其他排放源(固定源)占53%。可以看出,汽车是城市碳氢化合物污染的一个主要来源。

  机动车是一氧化碳污染的首要来源

  一氧化碳是燃料未完全燃烧的产物,燃料氧化不完全时生成一氧化碳,完全氧化时则生成二氧化碳。美国的资料表明,按一氧化碳排放源划分,上路车辆排放一氧化碳的量占总排放量的51%,非上路流动排放源占26%,固定源占23%。可以看出,汽车是城市一氧化碳污染的首要来源。

  机动车是颗粒物污染的重要来源

  颗粒物是指悬浮在空气中的固体或液体微粒。有一些颗粒物直径较大或者是黑颜色的,肉眼可以看得见,例如汽车排气管冒出来的黑烟。还有一些颗粒物直径很小,肉眼看不见,汽车尾气排放的主要是这种细小的颗粒物。就其直径大小而言,颗粒物有总悬浮颗粒物(TSP,直径为0.1~100微米)、PM10(直径小于10微米的颗粒物)和PM2.5(直径小于2.5微米的颗粒物)之分。它们的来源、环境影响和对人体的危害程度也不尽相同。PM2.5主要来自燃料燃烧过程(例如机动车辆、发电厂和工业设施),以及民用的烧煤和烧柴。二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等气体污染物在大气中发生反应也能生成PM2.5。PM10主要来自车辆行驶(交通扬尘)、物料堆放运输、粉碎和研磨工艺等。车辆行驶造成的交通扬尘也是TSP和PM10的重要来源。

  天空的颜色与大气污染

  日出与日落的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。但是很少有人知道,我们目睹的天空美丽壮观、瞬息万变的颜色还可以说明大气污染的不同程度。城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。在非常洁净、未受污染的大气中,落日的颜色特点鲜明。太阳是灿烂的黄色,同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。当落日缓缓地消失在地平线下面时,天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。即使太阳消失以后,贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。因为天空的蓝色和云层反射的红色阳光融合在一起,所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。几分钟后,天空充满了淡淡的蓝色,它的颜色逐渐加深,向高空延展。

  但在一个高度工业化的区域,当污染物以微粒的形式悬浮在空中时,天空的颜色就截然不同了。圆圆的太阳呈现出橘红色,同时天空一片暗红。红色明暗的不同反映着污染物的厚度。有时落日以后,天空出现两道宽宽的色带,地平线附近时暗红色的,而它的上方是暗蓝色。当污染格外严重时,太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。甚至在它达到地平线之前,它的颜色就会逐渐褪去。城市日落一旦出现暗红色,那便是对我们的警告:今天的空气质量太糟了。

  据《环境保护365》

来源: 鸡西日报
作者: 编辑: 陈江
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