大气的污染与防治
摘要：正常的大气中主要含对植物生长有好处的氮气(占78%)和人体、动物需要的氧气(占21%),还含有少量的二氧化碳〈0.03%〉和其他气体。相对正常的大气而言，所谓的大气污染，就是指当本不属于大气成分的气体或物质,如硫化物、氮氧化物、粉尘、有机物等进入大气之后,大气污染就发生了。大气污染物主要分为有害气体（二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾和卤族元素等）及颗粒物（粉尘和酸雾、气溶胶等）。它们的主要来源是工厂排放，汽车尾气，农垦烧荒，森林失火，炊烟，尘土（包括建筑工地）等。在我国走向工业化、城市化、现代化的进程中, 大气污染问题日益成为我们必须面对的挑战之一。它影响了人民群众的生活质量和身体健康，也制约着我国经济快速健康的发展。 关键字：大气污染 有害气体 颗粒物 防治
正文：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。大气圈是人类赖以生存的地方，而如今，其中的大气正在严重的污染。
1．大气污染之有害气体
1.1 碳的氧化物
碳的氧化物主要包括一氧化碳和二氧化碳。一氧化碳为纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。大气中的CO主要来源是内燃机排气，其次是锅炉中化石燃料的燃烧。在正常情况下，经过呼吸系统进入血液的氧，将与血红蛋白（Hb）结合，形成氧血红蛋白（O2Hb）被输送到机体的各个器官和组织，参与正常的新陈代谢活动。如果空气中的一氧化碳浓度过高，大量的一氧化碳将进入机体血液。进入血液的一氧化碳，优先与血红蛋白（Hb）结合，形成碳氧血红蛋白 （COHb），一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200～300倍。碳氧血红蛋白 （COHb）的解离速度只是氧血红蛋白（O2Hb）的1/3600。一氧化碳与血红蛋白的结合，不仅降低了血球携带氧的能力，而且还抑制、延缓氧血红蛋白（O2Hb）的解析和释放，导致机体组织因缺氧而坏死，严重者则可能危及人的生命。
二氧化碳主要来源于汽车、工业、大气 污染,化石,燃料 收集有关资料和数据，就燃烧化石燃料和大气污染、温室效应的关系。近几十年来，由于人口急剧增加，
工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。
1.2 氮氧化物和硫氧化物
氮氧化物是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。造成NOX的产 生的原因可分为两个方面：自然发生源和人为发生源。自然发生源除 了因雷电和臭氧的作用外，还有细菌的作用。自然界形成的NOX由于 自然选择能达到生态平衡，故对大气没有多大的污染。然而人为发生 源主要是由于燃料燃烧及化学工业生产所产生的。 例如： 火力发电厂、 炼铁厂、 化工厂等有燃料燃烧的固定发生源和汽车等移动发生源以及 工业流程中产生的中间产物，排放NOX的量占到人为排放总量的90% 以上。这些氮氧化物的危害主要包括: ①NOX对人体及动物的致毒 作用; ②对植物的损害作用;③NOX是形成酸雨、酸雾的主要原因之一; ④NOX与碳氢化合物形成光化学烟雾;⑤NOX亦参与臭氧层的破坏。
硫氧化物是硫的氧化合物的总称。通常硫有4种氧化物，即二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3,硫酸 硫氧化物酐）、三氧化二硫（S2O3）、一氧化硫（SO）；它主要来自含硫燃料的燃烧、金属冶炼、石油炼制硫酸(H2SO4)生产和硅 硫氧化物酸盐制品焙烧等过程。硫氧化物是全球硫循环中的重要化学物质。它与水滴、粉尘并存于大气中，由于颗粒物（包括液态的与固态的）中铁、锰等起催化氧化作用，而形成硫酸雾，严重时会发生煤烟型烟雾事件，如伦敦烟雾事件，或造成酸性降雨。
2. 大气污染之颗粒物
2.1 粉尘
粉尘（Dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。粉尘来源：(1)固体物质的机械加工或粉碎，如金属研磨、切削、钻孔、爆破、破碎、磨粉、农林产品加工等。
(2)物质加热时产生的蒸气在空气中凝结或被氧化所形成的尘粒，如金属熔炼，焊接、浇铸等。(3)有机物质不完全燃烧所形成的微粒，如木材、油、煤类等燃烧时所产生的烟尘等。(4)铸件的翻砂、清砂粉状物质的混合，过筛、包装、搬运等操作过程中，以及沉积的粉尘由于振动或气流运动，使沉积的粉尘重又浮游于空气中(产生二次扬尘)也是粉尘的来源。飘逸在大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于5μm的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。沉积在肺部的污染物一旦被溶解，就会直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被细胞所吸收，导致细胞结构的破坏。此外，粉尘还会沾污建筑物，使有价值的古代建筑遭受腐蚀。降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作用，抑制其生长。
2.2 酸雾
酸雾（acid fog），通常是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小，比水雾的颗粒要小，比烟的湿度要高，粒径为0.1~10 μm，是介于烟气与水雾之间
的物质，具有较强的腐蚀性。其中包括硫酸、硝酸、盐酸等无机酸和甲酸、乙酸、丙酸等有机酸所形成的酸雾。酸雾主要产生于化工、电子、冶金、电镀、纺织(化纤)、机械制造等行业的用 酸雾酸过程中，如制酸、酸洗、电镀、电解、酸蓄电池充电等。另外，在一些科学研究的过程中，也会使用到不同的酸[2]。因为这些用酸工艺过程中使用的往往是多种酸的混合物，所以排放出的废气也大多是多种酸雾的混合。导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物酸雾，而酸雾的排放也不容忽视，因为和燃烧烟气相比较，酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲，它的毒性比二氧化硫高约10倍之多。
3. 大气污染的防治
防治大气污染是一个庞大的系统工程,需要个人、集体、国家、乃至全球各 国的共同努力，可考虑采取如下几方面措施：
① 减少污染物排放量。多采用无污染能源（如太阳能、风能、水力发电） 、 改革能源结构，用低污染能源（如天然气） 、对燃料进行预处理（如烧煤前，先 进行脱硫） 、改进燃烧技术等均可减少排污量。另外，在污染物未进入大气之前， 使用除尘消烟技术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部 分污染物，可减少进入大气的污染物数量。
② 控制排放和充分利用大气自净能力。气象条件不同，大气对污染物的容量 便不同，排入同样数量的污染物，造成的污染物浓度便不同。对于风力大、通风 好、湍流盛、对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多厂矿企业 地逆温的地区和时段，大气扩散稀释能力弱，便不能接受较多的污染物，否则会 造成严重大气污染。因此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制。
结论:我国目前人均耗能水平还很低,仅为世界人均的 l/4,能源消耗量也将呈现大幅度上升趋势。 在近期内,我国的能源结构仍将以煤为主,煤炭消耗量的增加将加重我国城市大气污染程度, 而大幅度提高治理城市大气污染的投资困难较大。因此,我国大气环境质量发展趋势不容乐观。根据我国多年环境保护工作的经验,在工业污染源或固定源的污染未得到根本控制之前, 我国城市大气污染治理还必须以命令控制型和法律、法规手段为主;随着我国市场经济的建 立和完善,环境经济手段无疑是我国环境政策的发展方向。
参考文献
[1]覃世金.黄磷生产中“三废”综合利用的思路[J].湖北化工, 1997,
[2]童志权,陈焕钦.工业废气污染控制与利用[M].北京:化学工业出版社,51-53
[3]林肇信.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社, 2000.
[4]席胜伟.大气污染危害性分析及治理途径[J].科技情报开发与经济, 2006
大气的污染与防治
摘要：正常的大气中主要含对植物生长有好处的氮气(占78%)和人体、动物需要的氧气(占21%),还含有少量的二氧化碳〈0.03%〉和其他气体。相对正常的大气而言，所谓的大气污染，就是指当本不属于大气成分的气体或物质,如硫化物、氮氧化物、粉尘、有机物等进入大气之后,大气污染就发生了。大气污染物主要分为有害气体（二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾和卤族元素等）及颗粒物（粉尘和酸雾、气溶胶等）。它们的主要来源是工厂排放，汽车尾气，农垦烧荒，森林失火，炊烟，尘土（包括建筑工地）等。在我国走向工业化、城市化、现代化的进程中, 大气污染问题日益成为我们必须面对的挑战之一。它影响了人民群众的生活质量和身体健康，也制约着我国经济快速健康的发展。 关键字：大气污染 有害气体 颗粒物 防治
正文：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。大气圈是人类赖以生存的地方，而如今，其中的大气正在严重的污染。
1．大气污染之有害气体
1.1 碳的氧化物
碳的氧化物主要包括一氧化碳和二氧化碳。一氧化碳为纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。大气中的CO主要来源是内燃机排气，其次是锅炉中化石燃料的燃烧。在正常情况下，经过呼吸系统进入血液的氧，将与血红蛋白（Hb）结合，形成氧血红蛋白（O2Hb）被输送到机体的各个器官和组织，参与正常的新陈代谢活动。如果空气中的一氧化碳浓度过高，大量的一氧化碳将进入机体血液。进入血液的一氧化碳，优先与血红蛋白（Hb）结合，形成碳氧血红蛋白 （COHb），一氧化碳与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200～300倍。碳氧血红蛋白 （COHb）的解离速度只是氧血红蛋白（O2Hb）的1/3600。一氧化碳与血红蛋白的结合，不仅降低了血球携带氧的能力，而且还抑制、延缓氧血红蛋白（O2Hb）的解析和释放，导致机体组织因缺氧而坏死，严重者则可能危及人的生命。
二氧化碳主要来源于汽车、工业、大气 污染,化石,燃料 收集有关资料和数据，就燃烧化石燃料和大气污染、温室效应的关系。近几十年来，由于人口急剧增加，
工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。
1.2 氮氧化物和硫氧化物
氮氧化物是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。造成NOX的产 生的原因可分为两个方面：自然发生源和人为发生源。自然发生源除 了因雷电和臭氧的作用外，还有细菌的作用。自然界形成的NOX由于 自然选择能达到生态平衡，故对大气没有多大的污染。然而人为发生 源主要是由于燃料燃烧及化学工业生产所产生的。 例如： 火力发电厂、 炼铁厂、 化工厂等有燃料燃烧的固定发生源和汽车等移动发生源以及 工业流程中产生的中间产物，排放NOX的量占到人为排放总量的90% 以上。这些氮氧化物的危害主要包括: ①NOX对人体及动物的致毒 作用; ②对植物的损害作用;③NOX是形成酸雨、酸雾的主要原因之一; ④NOX与碳氢化合物形成光化学烟雾;⑤NOX亦参与臭氧层的破坏。
硫氧化物是硫的氧化合物的总称。通常硫有4种氧化物，即二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3,硫酸 硫氧化物酐）、三氧化二硫（S2O3）、一氧化硫（SO）；它主要来自含硫燃料的燃烧、金属冶炼、石油炼制硫酸(H2SO4)生产和硅 硫氧化物酸盐制品焙烧等过程。硫氧化物是全球硫循环中的重要化学物质。它与水滴、粉尘并存于大气中，由于颗粒物（包括液态的与固态的）中铁、锰等起催化氧化作用，而形成硫酸雾，严重时会发生煤烟型烟雾事件，如伦敦烟雾事件，或造成酸性降雨。
2. 大气污染之颗粒物
2.1 粉尘
粉尘（Dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。粉尘来源：(1)固体物质的机械加工或粉碎，如金属研磨、切削、钻孔、爆破、破碎、磨粉、农林产品加工等。
(2)物质加热时产生的蒸气在空气中凝结或被氧化所形成的尘粒，如金属熔炼，焊接、浇铸等。(3)有机物质不完全燃烧所形成的微粒，如木材、油、煤类等燃烧时所产生的烟尘等。(4)铸件的翻砂、清砂粉状物质的混合，过筛、包装、搬运等操作过程中，以及沉积的粉尘由于振动或气流运动，使沉积的粉尘重又浮游于空气中(产生二次扬尘)也是粉尘的来源。飘逸在大气中的粉尘往往含有许多有毒成分，如铬，锰，镉，铅，汞，砷等。当人体吸入粉尘后，小于5μm的微粒，极易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有时还会引起肺癌。沉积在肺部的污染物一旦被溶解，就会直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物，也可能被细胞所吸收，导致细胞结构的破坏。此外，粉尘还会沾污建筑物，使有价值的古代建筑遭受腐蚀。降落在植物叶面的粉尘会阻碍光合作用，抑制其生长。
2.2 酸雾
酸雾（acid fog），通常是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小，比水雾的颗粒要小，比烟的湿度要高，粒径为0.1~10 μm，是介于烟气与水雾之间
的物质，具有较强的腐蚀性。其中包括硫酸、硝酸、盐酸等无机酸和甲酸、乙酸、丙酸等有机酸所形成的酸雾。酸雾主要产生于化工、电子、冶金、电镀、纺织(化纤)、机械制造等行业的用 酸雾酸过程中，如制酸、酸洗、电镀、电解、酸蓄电池充电等。另外，在一些科学研究的过程中，也会使用到不同的酸[2]。因为这些用酸工艺过程中使用的往往是多种酸的混合物，所以排放出的废气也大多是多种酸雾的混合。导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物酸雾，而酸雾的排放也不容忽视，因为和燃烧烟气相比较，酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲，它的毒性比二氧化硫高约10倍之多。
3. 大气污染的防治
防治大气污染是一个庞大的系统工程,需要个人、集体、国家、乃至全球各 国的共同努力，可考虑采取如下几方面措施：
① 减少污染物排放量。多采用无污染能源（如太阳能、风能、水力发电） 、 改革能源结构，用低污染能源（如天然气） 、对燃料进行预处理（如烧煤前，先 进行脱硫） 、改进燃烧技术等均可减少排污量。另外，在污染物未进入大气之前， 使用除尘消烟技术、冷凝技术、液体吸收技术、回收处理技术等消除废气中的部 分污染物，可减少进入大气的污染物数量。
② 控制排放和充分利用大气自净能力。气象条件不同，大气对污染物的容量 便不同，排入同样数量的污染物，造成的污染物浓度便不同。对于风力大、通风 好、湍流盛、对流强的地区和时段，大气扩散稀释能力强，可接受较多厂矿企业 地逆温的地区和时段，大气扩散稀释能力弱，便不能接受较多的污染物，否则会 造成严重大气污染。因此应对不同地区、不同时段进行排放量的有效控制。
结论:我国目前人均耗能水平还很低,仅为世界人均的 l/4,能源消耗量也将呈现大幅度上升趋势。 在近期内,我国的能源结构仍将以煤为主,煤炭消耗量的增加将加重我国城市大气污染程度, 而大幅度提高治理城市大气污染的投资困难较大。因此,我国大气环境质量发展趋势不容乐观。根据我国多年环境保护工作的经验,在工业污染源或固定源的污染未得到根本控制之前, 我国城市大气污染治理还必须以命令控制型和法律、法规手段为主;随着我国市场经济的建 立和完善,环境经济手段无疑是我国环境政策的发展方向。
参考文献
[1]覃世金.黄磷生产中“三废”综合利用的思路[J].湖北化工, 1997,
[2]童志权,陈焕钦.工业废气污染控制与利用[M].北京:化学工业出版社,51-53
[3]林肇信.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社, 2000.
[4]席胜伟.大气污染危害性分析及治理途径[J].科技情报开发与经济, 2006