大氣污染與全球氣候

1、大氣污染與全球氣候現(xiàn)在，大氣污染的問題已經(jīng)越來越嚴重的呈現(xiàn)在了我們的面前。我們每天呼 入的空氣都是被污染的。而汽車排放的尾氣，工廠排放出的廢棄又使大氣污染的 情況日趨嚴重。大氣污染不僅有害于我們的健康，也是全球變暖的原因之一。環(huán) 境問題需要我們每個人提高意識。下面我們就先來研究一下大氣污染的原因：大氣污染物一般分為兩類：一級（原生）污染物，即由污染源直接排入大氣的； 二級（次生）污染物，是由一級污染物在大氣中進行熱或光化學反應后的產(chǎn)物。后 者往往危害性更大。大氣污染主要來源于人類生活及生產(chǎn)活動，大氣的人為污染 源主要有三種：（1）生活污染源 人們由于燒飯、取暖、沐浴等生活上的需要，如爐灶、鍋爐

2、 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。（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)；化纖廠排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等）以及生產(chǎn) 過程中排放的各種礦物和金屬粉塵。（3）交通運輸污染源 由飛機、船舶、汽車等交通工具排放的尾氣。在一些發(fā) 達國家，汽車排放氣己構成大氣污染的主要污染源。許多氣體成分既造成局地空氣污染，又影響氣候變化。在已知的三十多種與 氣候變化相關的大氣組分中，二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氟利昂和臭氧是

3、對氣 候變暖貢獻最為顯著的 5 種大氣成分（表 12-2）。而氣溶膠的制冷作用也逐漸得 到重視。（1）CO2: 我們所熟知的溫室效應是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺 乏熱交換而形成的保溫效應。而 CO2 作為最主要的溫室氣體，對全球氣候 變暖的貢獻率達 50%-60% 。自工業(yè)革命以來， 大氣中 CO2 濃度一直在增加， 尤其是到 20 世紀 50 年代以后，增加速度迅速加快。下圖顯示了近半個多 世紀來大氣中 CO2 濃度變化。有足夠的證據(jù)表明，現(xiàn)代大氣中 CO2 的增加 主要是由于人類使用化石燃料（煤、石油、天然氣）以及生產(chǎn)水泥所導致 的。另外，熱帶土地利用的改變（砍伐森林）也向大氣中釋放

4、了相當多的CO2 。這兩部分是大氣中 CO2 的重要來源。作為吸收大氣 CO2 的主要因素， 除大氣圈增加 CO2 的量外，海洋吸收、北半球的森林生長以及植被的 CO2 施肥效應是主要的 CO2 的歸宿。此外，還有一部分 CO2 的去向不明。（2）甲烷：甲烷也是一種重要的溫室氣體，它在大氣中的增長速率很快。 200 多年前，大氣中的甲烷濃度在 8*10 （-7）左右，但到了 2000 年則增加 到 1.75*10 （-6），目前的甲烷濃度是 42 萬年來最大的。全球?qū)τ诩淄榈南?統(tǒng)觀測是從 20 世紀 80 年代開始的。 CH4 的釋放源主要有自然源和人為源 兩大類，而它的消除則主要是通過與大

5、氣對流層和平流層中的 OH 自由基進 行反應而實現(xiàn)的。 OH 自由基的濃度取決于太陽光的強度以及 O3、NOx 、 CH4 和 CO2 等的濃度。（3）氧化亞氮：科學家最近發(fā)現(xiàn)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用化學肥料。產(chǎn)生了 大量的無色有甜味的氣體氧化亞氮 （ N2O ）。據(jù)估計，大約 1/3 的 N2O 排放 量是由人類活動產(chǎn)生的。研究證明，氧化亞氮是一種非常強大的溫室效應 氣體，是京都議定書規(guī)定的 6 種溫室氣體之一。 大氣中氧化亞氮的含 量雖約僅為二氧化碳的 9，但其產(chǎn)生的溫室效應卻是二氧化碳的 310 倍， 對全球氣候的增溫效應在未來將越來越顯著。 N2O 在大氣中的存留時間 長，并可輸送到平流層

6、，同時， N2O 也是導致臭氧層損耗的物質(zhì)之一。 N2O 的消除主要是在平流層中進行的光分解。（4）氟利昂：作為臭氧層破壞的元兇，氟利昂是本世紀20 年代合成的，其化學性質(zhì)穩(wěn)定，不具有可燃性和毒性，被當作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑， 廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學品、汽車、消防器材等領域。由 于它們在大氣中的平均壽命達數(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流層，一小部分升入平流層。在對流層相當穩(wěn)定 的氟利昂，在上升進入平流層后，在一定的氣象條件下，會在強烈紫外線 的作用下被分解，分解釋放出的氯原子同臭氧會發(fā)生連鎖反應，不斷破壞 臭氧分子?？茖W家估計一個氯原子可以破壞

7、數(shù)萬個臭氧分子 .（5）氣溶膠：大氣氣溶膠是懸浮在大氣中的顆粒物，包括沙塵、煙塵、揚 塵、硫酸鹽顆粒、硝酸鹽顆粒、火山塵和其他有機顆粒物。盡管氣溶膠在 大氣中含量較低，但由于它們通過對太陽輻射和地面長波輻射的散射和吸 收，影響著大氣的加熱或冷卻， 進而影響整個地氣系統(tǒng)的輻射平衡。 同時， 它們通過改變云的微物理結(jié)構而影響云的輻射特性。在地球能量平衡中， 氣溶膠和云能吸收和放射紅外線，但也反射太陽輻射。因此，它們的總體 效果是使地球表面變冷。目前有研究表明，氣溶膠的冷卻效應應是與溫室 氣體的加熱效應在同一數(shù)量級上，在局部地區(qū)，氣溶膠的冷卻效應甚至可 能超過溫室氣體的加熱效應。除了這些氣體的排放以

8、外，還有其他的假說嘗試解釋全部或部分的全 球溫度升高的原因，有些假說如下：地球溫度上升導致喜馬拉雅等高山的冰川消融、對淡水資源形成長期隱患；海平面上升，上海、廣州等人口密集的沿海地區(qū)面臨咸潮破壞，甚 至淹沒之災；凍土溶化，日益威脅當?shù)鼐用裆嫼偷缆饭こ淘O施；熱浪、 干旱、暴雨、臺風等極端天氣、氣候災害等越來越頻繁，導致當?shù)鼐用裆?命財產(chǎn)損失加??； 糧食減產(chǎn)，千百萬人面臨饑餓威脅；每年，全球因氣候變化導致腹瀉、瘧疾、營養(yǎng)不良多發(fā)而死亡的人數(shù)高達 15 萬。氣候問題對我們的生活產(chǎn)生了深遠的影響和危害：1海平面上升：全球氣候變暖導致的海洋水體膨脹和兩極冰雪融化，可能在 2100年使海平面上升50厘米

9、，危及全球沿海地區(qū)，特別是那些人口稠密、經(jīng)濟 發(fā)達的河口和沿海低地。這些地區(qū)可能會遭受淹沒或海水人侵，海灘和海岸遭受 侵蝕，土地惡化，海水倒灌和洪水加劇，港口受損，并影響沿海養(yǎng)殖業(yè)，破壞供 排水系統(tǒng)。2影響農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)：隨著二氧化碳濃度增加和氣候變暖，可能會增加 植物的光合作用，延長生長季節(jié)，使世界一些地區(qū)更加適合農(nóng)業(yè)耕作。但全球氣 溫和降雨形態(tài)的迅速變化，也可能使世界許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)無法適 應或不能很快適應這種變化，使其遭受很大的破壞性影響，造成大范圍的森林植 被破壞和農(nóng)業(yè)災害。3加劇洪澇、干旱及其他氣象災害：氣候變暖導致的氣候災害增多可能是一個 更為突出的問題。全球平均氣

10、溫略有上升，就可能帶來頻繁的氣候災害-過多的 降雨、大范圍的干旱和持續(xù)的高溫，造成大規(guī)模的災害損失。有的科學家根據(jù)氣 候變化的歷史數(shù)據(jù)，推測氣候變暖可能破壞海洋環(huán)流，引發(fā)新的冰河期，給高緯 度地區(qū)造成可怕的氣候災難。4影響人類健康：氣候變暖有可能加大疾病危險和死亡率，增加傳染病。高溫 會給人類的循環(huán)系統(tǒng)增加負擔，熱浪會引起死亡率的增加。由昆蟲傳播的瘧疾及 其他傳染病與溫度有很大的關系，隨著溫度升高，可能使許多國家瘧疾、淋巴腺 絲蟲病、血吸蟲病、黑熱病、登革熱、腦炎增加或再次發(fā)生。在高緯度地區(qū)，這 些疾病傳播的危險性可能會更大。雖然迄今為止，我們無法提出有效的解決對策，但是至少應該想盡辦法努力

11、抑制排放量的增長，不可任憑發(fā)展。我們可以做到如下幾點：一、全面禁用氟氯碳化物二、.控制溫室氣體的排放。我們可以改變能源結(jié)構，提高能源轉(zhuǎn)換效率，提 高能源使用效率，減少森林植被的破壞，控制水田和垃圾填埋場的甲烷排放三、增加溫室氣體的吸收。例如植樹造林，采用固碳技術（C02分離、回 收，注入深?；虻叵禄蛘呋瘜W、物理、生物方法固定），適應氣候變化，培 養(yǎng)新農(nóng)作物品種，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構等等四、控制對臭氧層的破壞。開發(fā)消耗臭氧層物質(zhì)的替代技術如無氟氯昂制冷 設備，制定淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的措施。五、開發(fā)新能源。 再具體一些，我們可以改善汽車使用燃料的狀況，改善其他各種場合的能源使用效率 ，對石化燃料的生產(chǎn)與消

12、費，依比例課稅，鼓勵使用天然煤氣作為當 前的主要能源，汽機車的排氣限制，鼓勵使用太陽能 。另外，科學家想出很多辦法來減少溫室效應氣體，這些辦法有的是設想，有 的正在認真執(zhí)行，有的將來有可能實現(xiàn)。這些措施有：大力開發(fā)核能，代替火力發(fā)電和常規(guī)供熱，這是核能重新受到重視的原 因所在。發(fā)射一大群隊列太陽能衛(wèi)星，將太陽能轉(zhuǎn)變成微波，再發(fā)回地球變成電能，以減少化石燃料的消耗。 大力發(fā)展海洋藻類和浮游生物，特別設置巨大的軌道反射器，把太陽光折射到兩極，讓浮游生物生長，以代替化石燃料。設置軌道傘，也就是在太空設置屏障，部分遮住射往地球的太陽，以降 低溫度。這種屏蔽層面積相當大，實現(xiàn)起來比較困難。停止生產(chǎn)和使用氯氟烴（因為氯氟烴對溫室效應作用更大。一個氯氟烴 分子吸熱能力相當于 1500個二氧化碳分子），并實施冰箱節(jié)電。大氣污染，全球氣候的變化對人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響，要想改變這種 現(xiàn)象，我們每個人必須從身邊做起，從小事開始，從現(xiàn)在開始，關心我們生活的 環(huán)境。相信我們只要肯努力，人與自然一定能夠和平相處，我們的地球也會越來 越美麗。參考文獻：【1】“大氣污染的原因” . HYPERLINK