大氣環(huán)境污染之化學(xué)元素 環(huán)境工程專業(yè)

1、名稱：大氣環(huán)境污染之化學(xué)元素 【內(nèi)容摘要】：由于人們對(duì)工業(yè)高度發(fā)達(dá)的負(fù)面影響預(yù)料不夠,預(yù)防不利，導(dǎo)致了全球性的三大危機(jī):資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞.人類不斷的向環(huán)境排放污染物質(zhì)。但由于大氣、水、土壤等的擴(kuò)散、稀釋、氧化還原、生物降解等的作用。污染物質(zhì)的濃度和毒性會(huì)自然降低，這種現(xiàn)象叫做環(huán)境自凈。如果排放的物質(zhì)超過(guò)了環(huán)境的自凈能力，環(huán)境質(zhì)量就會(huì)發(fā)生不良變化，危害人類健康和生存，這就發(fā)生了環(huán)境污染。【關(guān)鍵詞】：環(huán)境污染、酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層空洞、光化學(xué)污染【ABSTRACT】due to the people to the negative effects of highly develope

2、d industry, prevent adverse, not expected the three crisis led to a global shortage of resources, environment pollution and ecological destruction to environment. Human constant emission pollution substances. But because the atmosphere, water, soil, and the diffusion, dilute oxidation and reduction,

3、 biological degradation function. Pollutant concentration and toxicity will naturally decreases, the phenomenon is called environment since net. If emissions than the environment of material, the environmental quality self-purification would happen, adverse change is harmful to human health and surv

4、ival, that's what happened the pollution of environment. 【key words】:environmental pollution, acid rain, greenhouse effect, ozone hole, photochemical pollution .目錄引言4一、大氣環(huán)境污染概念5二、大氣環(huán)境污染的原因： 51、生活污染源： 52、工業(yè)污染源： 53、交通污染源 5三、酸雨 5四、溫室效應(yīng) 6五、臭氧層空洞的形成及其控制對(duì)策7六、光化學(xué)煙霧及其控制對(duì)策 8（一）、光化學(xué)煙霧深化認(rèn)知8（二）、光化學(xué)煙霧危害控制81

5、、改革燃料92、改進(jìn)汽車設(shè)備結(jié)構(gòu)93、研究無(wú)公害汽車和發(fā)展高效交通系統(tǒng)9結(jié)語(yǔ) 10參考文獻(xiàn)10謝詞11 引言環(huán)境污染會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響，如沙漠化、森林破壞、也會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)造成間接的危害，有時(shí)這種間接的環(huán)境效應(yīng)的危害比當(dāng)時(shí)造成的直接危害更大，也更難消除。例如，溫室效應(yīng)、酸雨、和臭氧層破壞就是由大氣污染衍生出的環(huán)境效應(yīng)。這 種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應(yīng)具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當(dāng)時(shí)不易被察覺(jué)或預(yù)料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)嚴(yán)重的地步。當(dāng)然，環(huán)境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人類環(huán)境的質(zhì)量下降，影響人類的生活質(zhì)量、身體健康和生產(chǎn)活動(dòng)。例如城市的空氣

6、污染造成空氣污濁，人們的發(fā)病率上升等等；水污染使水環(huán)境質(zhì)量惡化，飲用水源的質(zhì)量普遍下降，威脅人的身體健康，引起胎兒早產(chǎn)或畸形等等。嚴(yán)重的污染事件不僅帶來(lái)健康問(wèn)題，也造成社會(huì)問(wèn)題。隨著污染的加劇和人們環(huán)境意識(shí)的提高，由于污染引起 的人群糾紛和沖突逐年增加。 目前在全球范圍內(nèi)都不同程度地出現(xiàn)了環(huán)境污染問(wèn)題，具有全球影響的方面有大氣環(huán)境污染、海洋污染、城市環(huán)境問(wèn)題等。 就大氣的環(huán)境問(wèn)題而言，主要有酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層空洞，光化學(xué)煙霧等。一、 大氣環(huán)境污染概念 大氣環(huán)境污染時(shí)值由于人類的生產(chǎn)生活活動(dòng)，向大氣中排放的各種污染物質(zhì)超過(guò)了環(huán)境所能允許的極限，使大氣質(zhì)量惡化對(duì)人體、動(dòng)物、物品產(chǎn)生不良影響或受

7、到破壞時(shí)的大氣狀況。大氣污染是指由污染源、大氣圈和受影響者三部分組成的統(tǒng)一整體，被稱為大氣污染系統(tǒng)。研究大氣污染就是一這個(gè)系統(tǒng)為對(duì)象，以查明污染物來(lái)源并研究其控制方法；了解污染物在大氣中的物理化學(xué)行為；研究污染物對(duì)人體、動(dòng)植物、物品等的影響及立法管理等為目的。 二、大氣環(huán)境污染的原因 氣體污染物在大氣中平均停留時(shí)間少至幾分鐘，多至幾十年、百余年。大氣污染物一般分為兩類：一級(jí)(原生)污染物，即由污染源直接排入大氣的；二級(jí)(次生)污染物，是由一級(jí)污染物在大氣中進(jìn)行熱或光化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物。后者往往危害性更大。大氣污染主要來(lái)源于人類生活及生產(chǎn)活動(dòng)，大氣的人為污染源主要有三種。 1、生活污染源 人們由于

8、燒飯、取暖、沐浴等生活上的需要，如爐灶、鍋爐等燃燒化石燃料，而向大氣排放的煤煙和SO2等，具有量大、分布廣、排放高度低等特點(diǎn)，其危害性不容忽視。 2、 工業(yè)污染源 包括火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠和化工廠等耗能較多企業(yè)燃料燃燒排放的污染物，各生產(chǎn)過(guò)程中的排氣(如煉焦廠向大氣排放H2S、酚、苯、烴類等有毒物質(zhì)；各類化工廠向大氣排放具有刺激性、腐蝕性、異味性或惡臭的有機(jī)和無(wú)機(jī)氣體；化纖廠排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生產(chǎn)過(guò)程中排放的各種礦物和金屬粉塵。3、 交通運(yùn)輸污染源 由飛機(jī)、船舶、汽車等交通工具(移動(dòng)源)排放的尾氣。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，汽車排放氣己構(gòu)成大氣污染的主要污染源。 三、

9、酸雨 造成雨水酸化之污染物很多，其污染來(lái)源大致可分為兩類： 其一為自然物質(zhì)，其二為人為物質(zhì)。前者如：火山爆發(fā)噴出大量之硫化物及懸浮固體物，自然水域表面釋放之硫化氫，動(dòng)植物分解產(chǎn)生有機(jī)酸，土壤微生物及海藻釋放之硫化氫、二甲基硫及氮化物等，都會(huì)使雨水之pH值降至5.0左右;后者則為工業(yè)化后，燃料之大量使用，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生一氧化碳、 氯化氫 、二氧化硫 、氮氧化物及有機(jī)酸及懸浮固體物，排放至大氣環(huán)境中，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)使得雨水之pH值降低，形成酸雨。 由于酸雨為二次污染物且具有跨區(qū)污染的特性，以致影響層面相當(dāng)廣，故局部空氣污染的改善，空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成，對(duì)于酸雨的防制助益不大，必

10、須削減SO2、NOx的總量方能遏止酸雨的危害。 四、溫室效應(yīng) 溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的。 空氣中含有二氧化碳，而且在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于"邊增長(zhǎng)、邊消耗" 的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80來(lái)自人和動(dòng)、植物的呼吸，20來(lái)自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5的二氧化碳通過(guò)植物光合作用，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)貯藏起來(lái)。這就是多年來(lái)二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分?jǐn)?shù)）始終保持不變的原因。 但是近幾十年來(lái)，由于人口急劇增加，工

11、業(yè)迅猛發(fā)展，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去的水平。而另一方面，由于對(duì)森林亂砍亂伐，大量農(nóng)田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長(zhǎng)，就使地球氣溫發(fā)生了改變。 二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中，具有調(diào)節(jié)地球氣溫的功能。如果沒(méi)有二氧化碳，地球的年平均氣溫會(huì)比目前降低20 。但是，二氧化碳含量過(guò)高，就會(huì)使地球仿佛捂在一口鍋里，溫度逐漸升高，就形成"溫室效應(yīng)&q

12、uot;。 現(xiàn)今最受人青睞的是瑞士?jī)晌粴夂驅(qū)＜覍?duì)溫室效應(yīng)成因作出新的解釋，認(rèn)為造成溫室效應(yīng)的主要原因并不是汽車和工廠所排放的二氧化碳，而是大氣層中增多的水蒸氣。它是于2001年發(fā)表的。瑞典中部大學(xué)的KG·拉松和斯韋克·愛德華松說(shuō)，根據(jù)他們提出的一種計(jì)算未來(lái)氣溫的新模式，地球確實(shí)像其他研究人員所認(rèn)為的那樣，正在進(jìn)入一個(gè)逐漸變暖的時(shí)期，但這主要是因?yàn)榈厍蜉S心在向太陽(yáng)傾斜，而使地球與太陽(yáng)之間的距離在今后的一萬(wàn)年里有所縮短。他們說(shuō)，隨著氣溫的升高，地球大氣層中的水蒸氣逐漸增多。因此，造成溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)赘饕氖窃龆嗟乃魵猓⒉皇瞧嚭凸S所排放的二氧化碳。 還有，英國(guó)科學(xué)家

13、在最新一期科學(xué)雜志上發(fā)表的報(bào)告指出，他們?cè)诖髿鈱又邪l(fā)現(xiàn)一種學(xué)名為"五氟化硫三氟化碳"（化學(xué)分子式為SF5CF3）的稀有氣體。雖然這種氣體目前的濃度仍相當(dāng)?shù)停撬€(wěn)定熱的能力遠(yuǎn)超過(guò)其他任何已知的溫室氣體，而且正在快速積累，長(zhǎng)此以往，將會(huì)使"溫室效應(yīng)"形勢(shì)更趨惡化。 五、臭氧層空洞形成及其控制對(duì)策 大氣中的臭氧含量?jī)H一億分之一，但在離地面20至30公里的平流層中，存在著臭氧層，其中臭氧的含量占這一高度空氣總量的十萬(wàn)分之一。臭氧層的臭氧含量雖然極其微少，卻具有非常強(qiáng)烈的吸收紫外線的功能，可以吸收太陽(yáng)光紫外線中對(duì)生物有害的部分（UVB）。由于臭氧層有效地?fù)踝×?/p>

14、來(lái)自太陽(yáng)紫外線的侵襲，才使得人類和地球上各種生命能夠存在、繁衍和發(fā)展。 1985年，英國(guó)科學(xué)家觀測(cè)到南極上空出現(xiàn)臭氧層空洞，并證實(shí)其同氟利昂（CFCs）分解產(chǎn)生的氯原子有直接關(guān)系。這一消息震驚了全世界。到“1994年，南極上空的臭氧層破壞面積已達(dá)2400萬(wàn)平方公里，北半球上空的臭氧層比以往任何時(shí)候都薄，歐洲和北美上空的臭氧層平均減少了1015，西伯利亞上空甚至減少了35?？茖W(xué)家警告說(shuō)，地球上臭氧層被破壞的程度遠(yuǎn)比一般人想象的要嚴(yán)重得多。 氟利昂等消耗臭氧物質(zhì)是臭氧層破壞的元兇，氟利昂是本世紀(jì)20年代合成的，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不具有可燃性和毒性，被當(dāng)作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑，廣泛用于家用電器、泡沫

15、塑料、日用化學(xué)品、汽車、消防器材等領(lǐng)域。80年代后期，氟利昂的生產(chǎn)達(dá)到了高峰，產(chǎn)量達(dá)到了144萬(wàn)噸。在對(duì)氟利昂實(shí)行控制之前，全世界向大氣中排放的氟利昂已達(dá)到了2000萬(wàn)噸。由于它們?cè)诖髿庵械钠骄鶋勖_(dá)數(shù)百年，所以排放的大部分仍留在大氣層中，其中大部分仍然停留在對(duì)流層，一小部分升入平流層。在對(duì)流層相當(dāng)穩(wěn)定的氟利昂，在上升進(jìn)入平流層后，在一定的氣象條件下，會(huì)在強(qiáng)烈紫外線的作用下被分解，分解釋放出的氯原子同臭氧會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)，不斷破壞臭氧分子?？茖W(xué)家估計(jì)一個(gè)氯原子可以破壞數(shù)萬(wàn)個(gè)臭氧分子。 在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中，氟利昂等物質(zhì)應(yīng)用非常廣泛，要全面淘汰，必須首先找到氟利昂等的替代物質(zhì)和替代技術(shù)。在特殊情況下需要使

16、用，也應(yīng)努力回收，盡可能重新利用。目前，世界上一些氟利昂的主要生產(chǎn)廠家參與開發(fā)研究了替代氟利昂的含氟替代物（含氫氯氟烴HCFC和含氫氟烷烴HCF等）及其合成方法，有可能用作發(fā)泡劑、制冷劑和清洗溶劑等，但這類替代物也損害臭氧層或產(chǎn)生溫室效應(yīng)。同時(shí)，也在開發(fā)研究非氟利昂類型的替代物質(zhì)和方法，如水清洗技術(shù)、氨制冷技術(shù)等。 為了推動(dòng)氟利昂替代物質(zhì)和技術(shù)的開發(fā)和使用，逐步淘汰消耗臭氧層物質(zhì)，許多國(guó)家采取了一系列政策措施，一類是傳統(tǒng)的環(huán)境管制措施，如禁用、限制、配額和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，井對(duì)違反規(guī)定實(shí)施嚴(yán)厲處罰。歐盟國(guó)家和一些經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌國(guó)家廣泛采用了這類措施。一類是經(jīng)濟(jì)手段，如征收稅費(fèi)，資助替代物質(zhì)和技術(shù)開發(fā)等。美國(guó)

17、對(duì)生產(chǎn)和使用消耗臭氧層物質(zhì)實(shí)行了征稅和可交易許可證等措施。另外，許多國(guó)家的政府、企業(yè)和民間團(tuán)體還發(fā)起了自愿行動(dòng)，采用各種環(huán)境標(biāo)志，鼓勵(lì)生產(chǎn)者和消費(fèi)者生產(chǎn)和使用不帶有消耗臭氧層物質(zhì)的材料和產(chǎn)品，其中綠色冰箱標(biāo)志得到了非常廣泛的應(yīng)用。 人類的社會(huì)行為和對(duì)自然的加劇破壞改變了自然系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致自然環(huán)境加劇變化，就形成難以處理的難題，我們要發(fā)揚(yáng)可持續(xù)發(fā)展的精神，保護(hù)環(huán)境，保護(hù)地球。六、光化學(xué)煙霧及其控制對(duì)策(一)、光化學(xué)煙霧深化認(rèn)知含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大氣，在陽(yáng)光的照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。近年來(lái)

18、，汽車尾氣排放的NOx、CO及隨后形成的光化學(xué)煙霧，使得許多大城市的空氣質(zhì)量惡化。隨著全球工業(yè)和汽車業(yè)的迅猛發(fā)展，光化學(xué)煙霧污染在世界各地不斷出現(xiàn)，如美國(guó)洛杉磯、日本東京、大阪、英國(guó)倫敦、澳大利亞、德國(guó)等大城市及我國(guó)北京、南京、蘭州均發(fā)生過(guò)光化學(xué)煙霧現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧的形成條件是大氣中有氮氧化物和碳氧化物存在，大氣溫度較低，而且有強(qiáng)烈的陽(yáng)光照射，這樣在大氣中就會(huì)一系列復(fù)雜的反應(yīng)，生成出一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。光化學(xué)煙霧是一個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，其中關(guān)鍵性的反應(yīng)可以簡(jiǎn)單地分成3組：（1）NO2的光解導(dǎo)致O3的生成：(2)(HC)氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2等。（

19、3）通過(guò)以上途徑生成的HO2、RO2、RC（O）O2均可將NO氧化成NO2。光化學(xué)煙霧成分復(fù)雜，但是，對(duì)動(dòng)物、植物和材料有害的主要是O3、PAN、醛、酮等二次污染物。人和動(dòng)物受到的主要傷害是眼睛和黏膜受到刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等。1955年，美國(guó)洛杉機(jī)因?yàn)楣饣瘜W(xué)煙霧一次就死了400多人。植物受到臭氧的損害，開始時(shí)表皮褪色，呈蠟質(zhì)狀，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后色素發(fā)生變化，葉片上出現(xiàn)紅褐色斑點(diǎn)。PAN使葉子背面呈銀灰色或古銅色，影響植物的生長(zhǎng)，降低植物對(duì)病蟲害的抵抗力。O3、PAN等還能造成橡膠制品老化，脆裂，使染料褪色，并損害油漆涂料、紡織纖維和塑料制品等。（二）、光化

20、學(xué)煙霧危害控制工業(yè)上，較好的措施是對(duì)煤進(jìn)行加工，改進(jìn)燃燒技術(shù)，同時(shí)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，對(duì)污染物進(jìn)行后處理及合理排放。使用前對(duì)煤進(jìn)行脫硫加工，并盡可能除去灰分;使用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)鍋爐進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，同時(shí)加人固硫劑，可減少煙塵利二氧化硫的發(fā)生量;最后，對(duì)廢氣進(jìn)行綜合利用后，對(duì)不能利用的進(jìn)行無(wú)害處理后再進(jìn)行排放。對(duì)于生活燃煤，除了對(duì)煤跡行加工外，比較好的措施是改進(jìn)用能和供能方式，采用集中供熱、城市燃?xì)饣?。集中供熱和城市燃?xì)饣?，是城市?jié)能和綜合整治的重要內(nèi)容，能有效地改善城市大氣環(huán)境質(zhì)量，減少室內(nèi)空氣污染。此外，重點(diǎn)研究改革燃料和改進(jìn)汽車設(shè)備結(jié)構(gòu)， 試制無(wú)公害汽車和發(fā)展高效交通系統(tǒng)。具體舉措為:1、改革燃料。

21、采用液化天然氣、氫氣、液化煤氣與柴油的混合燃料和無(wú)鉛汽油來(lái)代替有鉛汽油作為汽車燃料，是減少汽車尾氣污染的有效措施。采用天然氣作燃料，在燃燒時(shí)不僅排出的污染物極少，沒(méi)有氣味，沒(méi)有鉛化物，而且噪聲很小，從而減少發(fā)生光化學(xué)煙霧污染的可能性。2、改進(jìn)汽車設(shè)備結(jié)構(gòu)。汽車尾氣污染的防治，除提高汽油燃燒質(zhì)量外，關(guān)鍵在于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒設(shè)計(jì)。美國(guó)福特公司制成一種“層化加油”發(fā)動(dòng)機(jī)，它改變了燃燒室的設(shè)計(jì)和燃料注人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而減少?gòu)U氣的排出。日本本田摩托車研制出三臺(tái)層狀燃燒的汽缸，它能使汽油與空氣的比例降到1:20，使排氣中氮氧化物減少2/3，一氧化碳、碳?xì)浠衔飵缀鯗p少一半以上。這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)，一種是減少基質(zhì)

22、的濃度，一種是減少引發(fā)物質(zhì)的濃度，其結(jié)果都是使光化學(xué)煙霧產(chǎn)生的可能性降低。3、研究無(wú)公害汽車和發(fā)展高效交通系統(tǒng)。從發(fā)展遠(yuǎn)景來(lái)看，國(guó)外正在大力發(fā)展無(wú)公害汽車如電子汽車、電動(dòng)汽車和蒸汽汽車等。通過(guò)發(fā)展高效率城市交通系統(tǒng)以代替市內(nèi)汽車。這些都是減少汽車尾氣排放和防止光化學(xué)煙霧污染城市大氣的重要措施通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件能有效減少污染物的發(fā)生但現(xiàn)階段這些措施仍不可能使尾氣達(dá)到直接排放的要求，還必須進(jìn)行廢氣凈化處理。一氧化碳和碳?xì)浠锏膬艋?，可用熱反?yīng)法或催化氧化法來(lái)達(dá)到目的。至于氮氧化物，采用三元催化的方法可達(dá)到凈化目的。另外，大面積地植樹造林綠色植物是二氧化碳的消耗者，氧氣的天然加工廠，在調(diào)節(jié)大氣中的二氧化碳的平衡上起著無(wú)可替代的作用，不同的