导语:空气污染源和类型是什么呢?在当今社会,空气污染已经成为一个备受关注的全球性问题,而且我们每天都在呼吸着这个污染的空气,而导致空气质量下降的原因有很多,并且从工业排放到交通尾气,再到生活中的各种污染源,空气污染源头层出不穷,种类繁多,下面就去看看空气污染的主要来源是什么吧!
空气污染源和类型
空气污染
空气污染是指空气中的粒子和气体浓度危及了人类健康和生命的福祉或破坏了环境的有序功能。污染物可以分成两类:一次污染物和二次污染物。一次污染物是从可确定的源直接排放出来,它们一旦放出就立即污染空气。二次污染物,是大气中的一次污染物发生某些化学反应后产生的,组成烟雾的化学物质就是最典型的例子。在某些情况下,一次污染物对人类健康和环境的影响没有它们生成的二次污染物的影响严重。
一次污染物
每种污染物的源是不一样的。例如,发电厂是二氧化硫最主要的排放源;行驶在道路上的汽车则是二氧化碳、氧化氮和挥发性有机化合物的最大排放源。显然,与其他排放源相比,大街上和高速公路上无数的轿车和卡车是最大的污染源。
下面是主要一次污染物的简单调查和介绍。颗粒物颗粒物(Particulatematter,PM)是空气中固体颗粒和水滴混合物的总称。有的颗粒较大和较黑,肉眼就可以看见,如煤灰和烟雾;其他的太小只能在电子显微镜下才能看到。颗粒的大小变化范围很大,细颗粒的直径小于2.5微米,粗颗粒直径大于2.5微米。这些颗粒产生于许多固定或移动源以及自然源。细颗粒物(PM2.5)主要来源于汽车、发电厂和工厂以及居民的壁炉和柴炉的燃料燃烧。
粗颗粒物(PM10)排放源主要有行驶在未铺设道路上的汽车、材料加工、粉碎和研磨以及风尘。有的颗粒由其源直接排放出来,如烟囱和汽车。而有些情况,如二氧化硫则是在空气中与其他化合物作用后形成细颗粒。颗粒常常是最明显的空气污染物形式,因为它们会降低能见度并在它们接触到的物体表面留下灰尘。此外,颗粒还可以携带任何或所有其他溶解在颗粒内或被表面吸收的污染物。早期是用总悬浮颗粒(TSP)作为指标来表示这一分类的,包括所有直径在45微米以内的颗粒。1987年,美国环境保护署(EPA)建立了仅与直径小于10微米的颗粒(PM10)有关的新标准。
此后,1997年EPA基于PM2.5再次修改了这一颗粒物标准。可吸入颗粒物包括细颗粒物和粗颗粒物。这些颗粒可以在呼吸系统内堆积而且会带来多种健康问题。粗颗粒主要会加重呼吸道环境恶化,如哮喘。细颗粒主要与其他健康问题有关,如心脏病、肺病的入院和急救人数的增加、呼吸系统症状和疾病的增加、肺功能的减弱甚至过早死亡等。这些影响对敏感性人群,包括老人、儿童和患有心肺疾病的人具有极大的危险。除了导致健康问题外,颗粒物还是全美国许多地方能见度降低的主要原因。
空中颗粒物还可能对油漆和建筑造成损坏。二氧化硫(SO₂)是无色而具有腐蚀性的气体,主要产生于含有硫的燃料(主要是煤和石油的燃烧)。其主要来源包括发电厂、冶炼厂、炼油厂和纸浆及造纸厂等。一旦SO₂进入空气,就会不断地转化为三氧化硫(SO₃),它与水汽或水滴作用后形成硫酸(H₂SO₄)。以非常小的颗粒作为介质,硫酸离子(SO2-)可以在大气中被输送很长的距离,最终当它被从空气中“清除”之后或附着在物体表面时就会导致严重的称为酸雨的环境问题。
高浓度SO₂可能引起在户外活动的患有哮喘的儿童和成人的短暂呼吸障碍。短时间内哮喘病人在较高SO₂浓度环境下做中等强度运动时可能会造成肺功能减弱,并可能伴有气喘、胸闷或呼吸急促现象。长时间处于高浓度SO₂并在高颗粒物水平环境下会加重其他健康问题,包括呼吸道疾病和已有心血管疾病等。氧化氮氧化氮是在高温燃烧情况下燃料或空气中的氮与氧发生反应而形成的气体。这些气体也可以在某些细菌氧化含有氮的化合物时自然形成。首先形成的是一氧化氮(NO),其在大气中进一步氧化形成二氧化氮(NO₂)。
通常用NO₄来表示这些气体。虽然NO,是自然形成的,但在城市中的浓度要比农村地区高10~100倍。氧化氮有一种特别的红褐色,频频造成城市空气的色彩污染并降低能见度。NO₂浓度很高时也会给心脏和肺带来问题。空气较潮湿时,NO₂与水汽发生反应而形成硝酸(HNO₃)。像硫酸一样,这种腐蚀物也会带来酸雨问题。另外,因为氧化氮是高度活跃的气体,因此在烟雾形成中也发挥着重要作用。
挥发性有机化合物挥发性有机化合物(VOC),也称为碳氢化合物(烃),广泛存在于由氢和碳组成的固态、液态和气态化合物中,在自然界中量很大,以甲烷(CH₄)为最多。但是,甲烷不与其他物质发生化学反应,而且对健康没有副作用。在城市中,汽车中汽油的不完全燃烧是VOC的主要来源。虽然其他来源的碳氢化合物有的具有致癌可能,但城市空气中的大多数VOC本身不会造成显著的环境问题。然而,在后面的讨论中你会看到,当VOC与某些其他污染物(特别是氧化氮)发生反应时,会产生有毒的二次污染物。一氧化碳一氧化碳(CO)是由煤、石油和木材等中的碳不完全燃烧而生成的无色、无味的有毒气体。
它是最丰富的重要污染物,在美国,约3/4以上的排放来自高速公路的行驶汽车和非道路设备燃油发动机。虽然一氧化碳会很快从空气中被清除,但它却是非常危险的。一氧化碳可以从肺部进入血液系统而减少对身体各器官和组织的氧气输送。因为一氧化碳是看不见、闻不到、尝不出来的,因而可以使人在毫无知觉的情况下受到影响。一氧化碳量较小时可以使人发困、反应迟钝和判断能力下降。浓度很高时,一氧化碳可以造成死亡。在一氧化碳浓度很高的地方,如通风不良的隧道和地下车库,一氧化碳成为严重的健康灾害。
在世界的不同地区和不同季节,一氧化碳浓度和排放源都有显著的变化。例如,在非洲,一氧化碳的季节变化与大范围的农业燃烧有关,并随着季节不同在赤道南北移动。在其他地区,燃烧也是重要的一氧化碳来源,如亚马逊流域和东南亚地区。另一方面,在美国、欧洲和中国,最高的一氧化碳浓度发生在城市近郊,因为这些地方的汽车和工厂密度高。某些年份,北美和俄罗斯的森林大火燃烧也成为重要的一氧化碳源。
铅铅(Pb)是非常危险的,因为它可以在人体血液、骨头和软组织中积累。铅可以损害许多器官的功能,即使是低剂量,铅也可能造成儿童神经系统的损害。过去汽车是大气中铅排放的主要来源,因为为了减少汽车发动机的爆震专门向汽油里加了铅。自从EPA强制使用无铅汽油以后,美国城市空气中铅的浓度有了显著的下降。但是,在靠近大的工业源附近,如铅冶炼厂,偶尔仍有违反空气质量标准的情况发生。
空气污染
二次污染物
前面讲过,二次污染物不是直接进入大气而是由大气中一次污染物发生反应而生成的。前面提到的硫酸就是二次污染物。在一次污染物二氧化硫进入大气之后,与氧结合生成三氧化硫,然后再与水结合就生成了具有刺激性和腐蚀性的硫酸。城市和工业区的空气污染常称为烟雾。这一术语是1905年一位伦敦物理学家哈罗德·德斯维奥克斯创造出来的,是将烟和雾两词合并而成的。德斯维奥克斯创造的这个词确实是伦敦主要空气污染危害最恰当的表达,因为它是多雾时期燃煤的产物。
然而,今天烟雾一词已用作为一般空气污染的同义词,而没有必要专指烟—雾的合并。因此,当需要更清楚地加以区分时,我们有时发现会在“烟雾”一词前加上了修饰词,如“伦敦型”、“经典型”、“洛杉矶型”或“光化学型”等。前两个修饰词代表了词的原意,而后两个则是指由二次污染物引起的空气质量问题。
光化学反应许多生成二次污染物的化学反应是由强太阳光引起的,因此这类反应称为光化学反应。一个最普通的例子,就是氧化氮吸收太阳辐射而触发的一连串复杂反应。当有某种挥发性有机化合物存在时,就会形成大量非常活跃的刺激性有毒二次污染物。所有这些有毒的气体和颗粒混合物称为光化学烟雾。其中通常含有一种称为PAN(过氧氮)的物质,它对植物有害并刺激眼睛。光化学烟雾中的主要成分是臭氧。回顾第1章我们知道,臭氧是在平流层自然形成的,但是如果臭氧生成在地面附近就是污染物。
因为产生臭氧的反应是由强太阳光激发的,所以这类污染物只有在白天形成,其峰值出现在连续较热、无风的晴天的午后。正如你可能估计到的,臭氧浓度在较热的夏季达到最高。不同地区“臭氧季节”出现的时间不一样。虽然5~10月是最典型的臭氧季节,但美国南部和西南部的阳光地带可能全年都面临臭氧问题。相对而言,北方各州的臭氧季节较短,如北达科他州是在5~9月。臭氧对健康和环境的影响已有许多论述。例如,根据美国环境保护署(EPA)的报告,臭氧引起的健康问题包括肺功能的显著损害和呼吸系统症状的增加,比如胸痛和咳嗽等。
臭氧还可使人呼吸道更容易受感染引起肺炎和加剧呼吸系统的疾病,如哮喘。这些影响一般发生在人们在室外锻炼、工作或游玩时。夏季臭氧含量最高时,在室外活动的儿童受到这些影响的风险最大。此外,长期处于中等臭氧水平的环境中有可能使肺组织结构发生不可逆变化,可能导致肺器官过早老化。臭氧也会影响植物和生态系统,导致农作物产量和商用林木材产量的减少、树苗生长和成活率降低,使植物更易受到病虫害和其他环境因素如不适天气等的影响。对生存期长的物种而言,这些影响可能会在多年或数十年后才显现出来,因此对森林生态系统具有潜在的长期影响。地面臭氧对树木和其他植物的损害还会使自然景观受到影响。
火山烟雾虽然烟雾在很大程度上是人类造成的大气灾害,但自然界也能产生这种灾害。在活火山地区就有这样的例子,如夏威夷。在这一地区,当来自基拉韦厄火山的二氧化硫和水蒸气在阳光照射下结合时就会形成烟雾。组成烟雾的微小硫酸盐颗粒可以很好地反射光线,因此在空中观察时很容易看到。2008年12月2日,当这一事件发生时,靠近基拉韦厄最高峰附近的夏威夷国家火山公园的SO₂浓度超过了健康值。除了降低能见度以外,火山烟雾还会加重例如哮喘这样的呼吸系统问题。火山烟雾不仅仅局限于夏威夷,在其他火山地区也会发生。
空气污染的主要来源是什么
空气污染指空气中污染物的浓度达到有害程度,以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件,对人和生物造成危害的现象。造成空气污染的主要物质有烟雾颗粒、尘土、生活垃圾、汽车尾气、油烟等。
空气污染的来源可分为自然污染源和人为污染源。自然污染源是由于自然原因(如火山爆发、森林火灾等)而形成的,人为污染源是由于人们从事生产和生活活动而形成的。在人为污染源中,又可分为固定的(如烟囱、工业排气筒)和移动的(如汽车、火车、飞机、轮船)两种。由于人为污染源普遍存在,所以比起自然污染源来,更为人们所密切关注。
目前,空气污染的来源主要分为四类:工业污染来源、生活污染来源、交通运输污染来源和农业污染来源。
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