大气污染与环境保护

2011-08-15 00:49:00王艳丽李东奇
河北建筑工程学院学报 2011年1期
关键词:污染源大气污染物

王艳丽 李东奇

(1.张家口市城市建设开发总公司,河北 张家口075000;2.河北新烨工程技术有限公司,河北 张家口075000)

回首二十世纪,我国经济获得了长足的发展,生产力水平大大提高.但是,传统模式下的生产力的提高在驱动经济增长和为企业带来的利润的同时,却使我们的地球家园变得千疮百孔,不堪重负,其中,尤其以大气污染最为严重.

1 大气污染源

大气污染源是指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所,设备和装置.按污染物质的来源可分为天然污染源和人为污染源.

1.1 天然污染源

自然界中某些自然现象向环境排放有害物质或造成有害影响的场所,是大气污染物的一个很重要的来源.仅管与人为源相比,由自然现象所产生的大气污染物种类少,浓度低,在局部地区某一时段可能形成严重影响,但从全球角度看,天然源还是很重要的,尤其在清洁地区.大气污染物的天然源主要有:火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放、海浪飞沫等.

在有些情况下天然源比人为源更重要,有人曾对全球的硫氧化物和氮氧化物的排放作了估计,认为全球氮排放中的93%,硫氧化物排放中的60%来自天然源.

1.2 人为污染源

人类的生产和生活活动是大气污染的主要来源.通常所说的大气污染源是指由人类活动向大气输送污染物的发生源.大气的人为污染源可概括为四方面:

(1)燃料燃烧:燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源.煤是主要的工业和民用燃料,它的主要成分是碳,并含有氢、氧、氮、硫及金属化合物.煤燃烧时除产生大量烟尘外,在燃烧过程中还会形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等有害物质.

(2)工业生产过程排放:工业生产过程中排放到大气中的污染物种类多,数量大,是城市或工业区大气的主要污染源.

(3)交通运输过程中排放:现代化交通运输工具如汽车、飞机、船舶等排放的尾气是造成大气污染的主要来源.内燃机燃烧排放的废气中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、含氧有机化合物、硫氧化物和铅的化合物等多种有害物质.由于交通工具数量庞大,来往频繁,故排放污染物的量也非常可观.

(4)农业活动排放:农药及化肥的使用,对提高农业产量起着重大的作用,但也给环境带来了不利影响,致使施用农药和化肥的农业活动成为大气的重要污染源.

2 大气污染的危害

(1)对人体健康的危害:人需要呼吸空气以维持生命.一个成年人每天呼吸大约2万多次,吸入空气达15~20m3.因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响.大气污染物对人体的危害是多方面的,主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍,以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病.大气中污染物的浓度很高时,会造成急性污染中毒,或使病状恶化,甚至在几天内夺去几千人的生命.其实,即使大气中污染物浓度不高,但人体成年累月呼吸这种污染了的空气,也会引起慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病.

(2)对植物的危害:大气污染物,尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的.当污染物浓度很高时,会对植物产生急性危害,使植物叶表面产生伤斑,或者直接使叶枯萎脱落;当污染物浓度不高时,会对植物产生慢性危害,使植物叶片褪绿,或者表面上看不见什么危害症状,但植物的生理机能已受到了影响,造成植物产量下降,品质变坏.

(3)对天气和气候的影响:大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的,可以从以下几个方面加以说明:

1)减少到达地面的太阳辐射量:从工厂、发电站、汽车、家庭取暖设备向大气中排放的大量烟尘微粒,使空气变得非常浑浊,遮挡了阳光,使得到达地面的太阳辐射量减少.据观测统计,在大工业城市烟雾不散的日子里,太阳光直接照射到地面的量比没有烟雾的日子减少近40%.大气污染严重的城市,天天如此,就会导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好.

2)增加大气降水量:从大工业城市排出来的微粒,其中有很多具有水气凝结核的作用.因此,当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候,就会出现降水天气.在大工业城市的下风地区,降水量更多.

3)下酸雨:有时候,从天空落下的雨水中含有硫酸.这种酸雨是大气中的污染物二氧化硫经过氧化形成硫酸,随自然界的降水下落形成的.硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏,能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎,能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用,还会腐蚀、污染建筑物.

4)增高大气温度:在大工业城市上空,由于有大量废热排放到空中,因此,近地面空气的温度比四周郊区要高一些.这种现象在气象学中称做“热岛效应”.

5)对全球气候的影响:近年来,人们逐渐注意到大气污染对全球气候变化的影响问题.经过研究,人们认为在有可能引起气候变化的各种大气污染物质中,二氧化碳具有重大的作用.从地球上无数烟囱和其他种种废气管道排放到大气中的大量二氧化碳,约有50%留在大气里.二氧化碳能吸收来自地面的长波辐射,使近地面层空气温度增高,这叫做“温室效应”.经粗略估算,如果大气中二氧化碳含量增加25%,近地面气温可以增加0.5℃~2℃.如果增加100%,近地面温度可以增高1.5℃~6℃.有的专家认为,大气中的二氧化碳含量照现在的速度增加下去,若干年后会使得南北极的冰熔化,导致全球的气候异常.

3 大气污染的综合防治

所谓大气污染的综合 防治,就是从区域环境的整体出发,充分考虑该地区的环境特征,对所有能够影响大气质量的各项因素作全面、系统的分析,充分利用环境的自净能力,综合运用各 种防治大气污染的技术措施,并在这些措施的基础上制定最佳的防治措施,以达到控制区域性大气环境质量、消除或减轻大气污染的目的.

大气污染综合防治涉及面比较广,影响因素比较复杂,一般来说,可以从下列几个方面加以考虑.

3.1 全面规划,合理布局

大气污染综合防治,必须从协调地区经济发展和保护环境之间的关系出发,对该地区各污染源所排放的各类污染物质的种类、数量、时空分布作全面的调查研究,并在此基础上,制定控制污染的最佳方案.

工业生产区应设在城市主导风向的下风向.在工厂区与城市生活区之间,要有一定间隔距离,并植树造林、绿化、减轻污染危害.对已有污染重,资源浪费,治理无望的企业要实行关、停、并、转、迁等措施.

3.2 改善能源结构,提高能源有效利用率

我国当前的能源结构中以煤炭为主,煤炭占商品能源消费总量的73%,在煤炭燃烧过程中放出大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)以及悬浮颗粒等污染物.因此,如从根本上解决大气污染问题,首先必须从改善能源结构入手,例如使用天然气及二次能源,如煤气、液化石油气、电等,还应重视 太阳能、风能、地热等所谓清洁能源的利用.我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本性的改变.对此,当前应首先推广型煤及洗选煤的生产和使用,以降低烟尘和二氧化硫的排放量.

我国能源的平均利用率仅30%,提高能源利用率的潜力很大.我国有20余万台锅炉,年耗煤2亿多吨,因此,合理选择锅炉,对低效锅炉的改造、更新、提高锅炉的热效率,能够有效地降低燃煤对大气的污染.

3.3 区域集中供热

分散于千家万户的燃煤炉灶,市内密集的矮小烟囱是烟尘的主要污染源.发展区域性集中供暧供热,设立规模较大的热电厂和供热站,用以代替千家万户的炉灶,是消 除烟尘的有效措施.这样还具有以下各项效益:①提高热能利用率;②便于采用高效率的除尘器;③采用高烟囱排放;④减少燃料的运输量.

3.4 植树选林、绿化环境

绿化造林是大气污染防治的一种经济有效的措施.植物有吸收各种有毒有害气体和净化空气的功能.植物是空气的天然过滤器.茂密的丛林能够降低风速,使气流挟带 的大颗粒灰尘下降.树叶表面粗糙不平,多绒毛,某些树种的树叶还分泌粘液,能吸附大量飘尘.蒙尘的树叶经雨水淋洗后,又能够恢复吸附、阻拦尘埃的作用,使空气得到净化.

植物的光合作用放出氧气,吸收二氧化碳,因而树林有调节空气成分的功能,一般1公顷的阔叶林,在生长季节,每天能够消耗约1t的二氧化碳,释放出0.75t的氧气.以成年人考虑,每天需吸入0.75kg的氧气,排出0.9kg的二氧化碳,这样,每人平均有10m2面积的森林,就能够得到充足的氧气.

3.5 大力发展环保科技,推动环保产业的发展

我国已经加入WTO,国内所有企业都要面临经济全球化的挑战和考验,那种仅凭人力资源、劳动力价格低廉去打开国际市场的办法是缺乏远见的,以民众的低收入额为代价的竞争,其出发点就不对,其可持续性等更值得怀疑.大量增强企业的科技内涵才是做根本的出路.面对环保领域企业数量小多、规模小的特性,大力发展科技型环保企业更是当务之急.政府应加强对环保企业科技化的支持和政策引导.(1)在财政税收政策上向企业的科技开发行为倾斜,如果通过相应的监督监察机制确证企业投资与技术开发,那么这种投资的税收可以减免;如果经过相应的论证,企业投资与某项技术研究可以促进整个地区整个行业的技术进步,那么可以取得政府的优惠贷款甚至贴息贷款.(2)在环境领域,面向环保企业设立技术研发课题,并有配套的资金保障.(3)选择有规模、有丰富实践经验、具有技术研究基础的环保企业作为重点扶持对象,有的放矢发挥最佳作用.

在经济发展迅猛增长的今天,随着科学技术的日新月异,环境保护问题会愈来愈引起人们的重视,大气污染一定能够得到控制与有效治理.

[1]郝吉明,马广大编著,大气污染控制工程..北京:高等教育出版社,2002

[2]钱易,唐孝炎主编,环境保护与可持续发展.北京:高等教育出版社,2000

[3]刘天齐主编.环境保护通论.北京:中国环境科学出版社,1997

[4]郝吉明,傅立新,贺克斌,吴烨编著.城市机动车排放污染控制.北京:中国环境科学出版社,2001

[5]刘天齐主编.三废处理工程技术手册:废气卷.北京:化学工业出版社,1999

[6]童志权,陈焕钦编著.工业废气污染控制与利用.北京:化学工业出版社,1989.612~614

[7]居沈贵,刘晓勤,等.天然气化工2000,Vol 25(03),22~25

[8]陈鸿雁,涂晋林,等.华东理工大学学报,1995,Vol.21(01),1~5

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