严重了。到了20世纪,交通运输飞速发展,许多工业也从燃煤转 向燃油,因而石油类燃料大量被使用,使空气污染从燃煤型为主逐 步转变为燃煤和燃油的混合型污染 另一方面,由于城市人口集中、工业发达、交通繁忙,使局部空 气中污染物的浓度大幅度地提高而且不容易被稀释和分散到远 处的广大地区中去,从而使得近200年中,城市地区的空气污染问 题成了痼疾。 空气污染除了对人们的健康会有严重的影响外,对物体也会 产生腐蚀等损害作用。图2-1就是一个典型的例子,它是18世 纪初建造于瑞典威斯敏斯特城墙的一个石像,在20世纪初还能看 清脸部和整个图像的结构,但到了20世纪末就只能隐约地看到 些轮廓了。 图2-11702年建造于威斯敏斯特城墙的石像(引自(日)石弘之:酸性雨) (左图摄于20世纪初,右图摄于20世纪末) 16
2.2空气污染源 造成空气污染的空气污染物的发生源称之为空气污染源。可 分为自然源与人为源两大类。 2.2.1自然源 自然源主要有下列几类: 1)风吹扬尘,火山爆发产生的气体与尘粒; 2)闪电产生的气体如臭氧和氮氧化物; 3)植物与动物腐烂产生的臭气; 4)森林火灾造成的烟气与飞灰; 5)自然放射性源和其他产生有害物质并向大气排放的源。 由这些自然界产生的污染物构成了大气环境背景污染物以及 定的污染物浓度水平。在维持正常的生态平衡条件下,它们一 般并不恶化空气质量;另一方面,人们基本上还无法有效地控制它 们 2.2.2人为源 人为源是形成空气污染问题,尤其是局地空气污染的主要原 因。他们是由人们的生产和生活过程产生的。对它们的分类方法 有很多种。 在日常的工作和生活中一般可按源的功能划分,分成工业源 农业源交通运输源和生活污染源等。 1)工业污染源:这里包括燃料燃烧排放的污染物以及工艺生 产过程中排放的废气(如化工厂向大气排放的具有刺激性、腐蚀 性、异味或恶臭的有机和无机气体;炼焦厂排放的酚、苯、烃类和化 纤厂排放的氨、二硫化碳、甲醇丙酮等等有毒有害物质)以及生产 过程中排放的各类金属和非金属粉尘
最严重的空气污染是由燃烧产生的燃烧时一般会产生烟尘; 燃烧含硫的煤与石油,会产生硫氧化物;空气在高温下参加反应, 会产生氮氧化物;燃烧不完全时会产生碳氢化合物和一氧化碳;而 燃烧裂解汽油时,还会释放出铅……当然,即便是最洁净的燃料燃 烧,也会产生二氧化碳 2)交通污染源:在一些发达国家,汽车排气已构成空气污染 的主要污染源。目前全世界的汽车已超过两亿辆。一年内排出 氧化碳近2亿吨,铅40万吨。 世界上汽车最多的国家美国,它的汽车拥有量约一亿四千方 辆,每年由汽车排出的一氧化碳6600万吨,硫氢化合物1200万 吨;日本仅次于美国,拥有汽车2100万辆,每年由汽车排放的 氧化碳1000万吨,碳氢化合物200万吨。如此多的污染物排入大 气,造成的影响是可想而知的。 近年来,我国的公路交通也发展得很快,汽车的排放废气在 些大城市也已成为主要的空气污染源。 3)生活污染源:在我国家庭炉灶和北方的冬天取暖锅炉排气 是一种排放量大分布广、排放高度低、危害性不容忽视的空气污 染源。 4)农业污染源:农村地域广阔,通常情况下排放的空气污染 物不会产生明显的环境影响,但收获后茎干的集中焚烧也会引起 季节性的环境问题。这几年多次有报道说:秋季在城市郊区焚烧 植物的茎干,造成烟雾蔽天,严重地影响附近机场飞机的起降,严 重时机场不得不被迫临时关闭。 另外,从科学技术角度,也可按下列方法划分。 1)按污染源存在的位置划分,可分成固定源和移动源。固定 污染源位置固定,如工厂的排烟或排气;移动污染源的位置经常移 动,在移动过程中排放大量废气,如汽车等交通运输器等。 2)按污染影响范围划分,可分成局地源和区域性空气污染 源
3)按污染物排放的高度划分,可分为高架源和地面源。高架 源指污染物通过高烟囱排放。一般情况下,这是排放量比较大的 污染源。地面源指污染物在地面附近排放,一些生活源、农村源和 某些工厂的无组织排放都属于这一类。 4)按排放的几何形状划分,可分成点源线源、面源和体源 点源指污染物排放很集中,相对于周围的环境而言,近似于一个 点。例如烟囱就是这样的点源。一般情况下,这是排放量比较大 的主要污染源。线源指密集的连续的移动污染源,在总体上可看 成是一个线源,例如繁忙的交通道路就是这样的源。面源指许多 低矮小点源集中在一个较小的区域内,可以集中考虑为一个区域 性的污染面源。体源指有时候污染物从低矮烟道或房屋的排气通 风系统排放,常会受到附近建筑物的空气动力学效应的影响,或者 一些工厂的无组织排放和泄漏排放,形成了有一定宽度和高度的 污染排放源,这种源被认作为体源。 5)按排放的时间规律划分,可分成连续源间断源以及瞬时 源。连续源指污染物连续排放,如大型工厂的烟囱等。间断源指 排出源时断时续,如取暖锅炉的烟囱。瞬间源指排放时间短暂,如 某些工厂的事故排放原子弹的爆炸等。 在环境科学研究和空气污染预测与控制的工作中,最常见而 又处理最多的是连续排放的高架点源,如常见的工厂烟囱排放。 由于自然原因形成的空气污染,一般分布在全球在人群密集 地区通常起次要作用,而且它也超出了人类目前的控制能力,而人 为的空气污染对生态和人类的影响在目前是主要的环境问题,所 以本书主要讨论后者。 2.3空气污染物 随着城市人口的集中和工业的发展,人类的生产和生活活动 产生大量有害尘和废气,已经产生危害而受到人们注意的主要污
染物大致有100种左右 对空气污染物有多种分类方法,在上百种的空气污染物质中, 首先可根据它们的化学成分分成:含硫化合物、含氮化合物、含碳 化合物、卤代化合物、尘类颗粒物、有机化合物、放射性物质和其他 有毒物质等如表2-1所列。 表2-1几种主要的空气污染物质 污染物类别 主要的空气污染物质 尘类颗粒物 碳粒、飞灰、碳酸钙、氧化锌、二氧化铅金属粉末等 二氧化硫、硫酸盐、二硫化碳、二甲硫硫化氢、三氧化硫、 含硫化合物 硫酸雾、硫醇等 氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮、氨、硝酸、硝酸盐、铵盐 含氮化合物 等 氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物(包括烷烃、炔烃、脂环烃 含碳化合物 和芳香烃等) 氧化物 臭氧过氧化物、一氧化碳等 卤代化合物氯氟氯化氢氟化氢氯氟烃等 有机化合物碳氢化合物、有机酸焦油有机卤化物等 其他有毒有害物质放射性物质苯并芘过氧酰基硝酸酯(PAN等 另外根据实际工作的不同需要,也可按照污染物的相态或污 染物的形成方式来分类。 按照污染物的相态,则可分为气态、固态和液态污染物。悬浮 在空气中的固体和液体微粒一起构成气溶胶,这些微粒称之为气 溶胶微粒,它们包含有许多种化学成分,其中有不少是有害物质。 能悬浮在空气中的所有颗粒物称为总悬浮颗粒物(TSP),其直径一 般小于100微米,而那些直径≤10微米的悬浮在空气中的颗粒物 由于其更容易被人们吸入体内,从而具有更大的危害性而被特称 为可吸入颗粒物(PMo) 根据空气污染物形成的方式,则可分为一次污染物和二次污