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大气污染的特征大全11篇

时间:2023-07-25 16:45:37

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇大气污染的特征范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

大气污染的特征

篇(1)

1实验部分

1.1采样采样时间为2013年2月(冬季)和3月底(春季,采暖期结束后),采样离地面高度约1.6m。每个采样点连续采样3d,每个地点采3组样品。由于工作原因,冬季采样地点只设在阿克苏地区环保局院内,春季采样地点见表1。采样仪器为中流量TSP颗粒物采样器,采样滤膜为使用前经350℃高温焙烧2h的玻璃纤维滤膜,采样时间为24h。

1.2样品预处理称取一定量的滤膜样品剪碎放入25mL比色管中,加入100mL萃取溶剂丙酮+二氯甲烷(1:1,V/V),用超声提取10min,提取液通过无水硫酸钠柱后收集于蒸馏瓶中,提取两次合并提取液,浓缩至2mL左右,加入10mL环己烷后再浓缩至1~2mL,溶剂转换3次。按EPA3630方法用硅胶柱净化分离多环芳烃,淋洗液为戊烷+二氯甲烷(3:2,V/V),样品浓缩后体积为1mL。取1μL进GC/MS分析。

1.3GC/MS分析条件岛津GC/MS-QP2010Ultra色质联用仪;Rxi-5ms毛细管色谱(30m×0.25mm×0.25μm)。色质操作条件:进样口温度280℃;不分流进样;载气流速1.0mL/min;柱温,起始温度55℃,保持2min,以15℃/min升至100℃后,再以6℃/min升至290℃保持6min;传输线温度为290℃;EI源:230℃;sim方式定量分析。

2结果与讨论

2.1实验结果将采集到的TSP样品进行检测,春、冬季大气颗粒物中多环芳烃的分析结果见表2和表3。由表2可以看出,阿克苏市5个采样点大气颗粒物中多环芳烃浓度分布为市政府>环保局>红旗坡糖厂>南工业园区>西工业园区。大气TSP中不同环数PAHs春季呈现规律均为5环>4环>6环>3环>2环。春季6环PAHs比重高,一方面由于春季主要受汽车尾气排放影响,6环的苯并[g,h,i]芘含量相对较高;另一方面由于16种PAHs中,3环和4环是半挥发性的,存在于气相和颗粒物中,而5环(分子量>252)以上PAHs是难挥发的,有80%以上存在于颗粒物中,春季采样气温相对较高,致使颗粒相中部分半挥发性物质向气相转移。由表3可以看出,冬季大气TSP中苯并[a]芘的浓度是春季的7.65倍,冬季大气颗粒物中PAHs对人体健康危害风险高。大气TSP中不同环数PAHs冬季和春季分布规律不尽相同,冬季为4环>5环>6环>3环>2环。阿克苏市大气TSP中不同环数PAHs明显的季节变化主要源自半挥发性4环和难挥发性5环的相对贡献。

2.2阿克苏市多环芳烃源解析阿克苏地区位于新疆维吾尔自治区中部,是南疆中心城市,近年来,该地区强力推进新型工业化进程,石油石化、钢铁冶炼、矿产开发、煤电能源、煤化工、盐化工、棉纺织、农林产品深加工等支柱产业迅速崛起。另阿克苏地区属暖温带大陆性气候,气候干燥,降雨量少,具有夏季干热和冬季干冷的气候特点,年平均气温在9.9~11.5℃;采暖期为5个月,冬季时间长,锅炉污染严重;再加上城市交通不够发达,冬季严寒,导致汽车数量激增。这三方面的原因给环境保护带来了不小的压力。由于特征比值法可以定性分析一些特征污染源,特别在PAHs污染源解析上相当有用,本文亦根据一些文献特征值(见表4)来对PAHs污染源进行定性分析[4]。名称根据表4,本文对测定的环境空气TSP中不同PAHs之间的比值进行分析,见表5。春季采集的样品中苯并[a]芘/苯并[g,h,i]苝的比值基本在0.9左右,而荧蒽/芘的比值在0.7,苯并[a]蒽/屈的比值在0.7左右,说明此时的PAH主要受汽车燃烧排放影响,而燃煤污染则相对较弱;冬季采集的样品中,苯并[a]芘/苯并[g,h,i]苝的比值大于1,而菲/蒽的比值在3.5,苯并[a]蒽/屈的比值在1.04,而荧蒽/芘的比值依然保持在1.11,这说明此时的PAHs主要来源受燃煤污染的作用。

3结论与建议

篇(2)

伴随着现代化技术的快速发展,环境的改变正严重的损害着人类的健康,越来越多的人们开始意识到保护环境的迫切性和重要性。环境的污染包括大气污染、水污染和噪音污染等等,其中大气污染是和人类联系最紧密的。近些年来衡水市的大气污染愈加严重,污染严重的影响了衡水市的环境,同时威胁了人们的身体健康。大气污染不仅是我国各个城市环境中要面临的重要问题,对衡水市而言,更是重中之重。

1 大气污染的特征

大气污染不仅是影响衡水市城市环境的重要因素,也是需要环境治理的重点内容。由于治理大气污染工作的不完善和治理过程中的困难,没有得到显著的治理效果,衡水市的大气污染主要具有以下几个方面的特征:

1.1 污染物较多

随着衡水市工业新区和其他一些工厂的发展,大气污染源在逐渐增加,工厂生产和居民生活产生的废气,以及私家车产生的尾气都在一定程度上增加了污染源,PM2.5是近期各个城市中雾霾天气中的主要颗粒,雾霾天气更加剧了大气污染的速度。

1.2 污染范围较大

由于空气的扩散使污染物漂浮,同时受到风向和气候的严重影响,增大了大气污染的影响范围,并在一定程度上增加了大气污染治理的难度。

1.3 污染治理困难

大气污染的治理工作是十分复杂和繁琐的,需要完善的治理措施和有效的预防措施,但很难准确的控制污染源,并且没有完善的治理措施和监管制度,使整个大气污染治理的工作存在很多困难。

2 衡水市大气污染的原因

大气污染的来源可以分为固定污染源和移动污染源两类。由于衡水市工业新区的发展,工农业生产活动中燃料燃烧产生的污染物和居民产生的生活垃圾属于固定污染源;由于衡水市机动车的发展,私家车大量使用产生的汽车尾气属于移动污染源,两种污染源造成了严重的大气污染,并严重的威胁了城市的发展和人们的健康,但是大气污染治理工作十分困难,大气污染的影响因素主要有以下几个方面:

2.1 衡水市经济发展方式的影响

衡水市的发展主要依靠工业生产,而传统的工业生产会产生大量的废气和污染物,产生的废气和污染物是导致大气污染的重要因素之一。

2.2 居民环保意识的薄弱

当前衡水市居民的环保意识还很淡薄,多数居民认为只有工业废气才导致大气污染,没有意识到自身的生活中产生的废气也污染了大气,比如汽车产生的尾气、烟花爆竹产生的气体和生活垃圾等等,都污染了大气。

2.3 治理措施的不完善

由于大气污染的治理过程缓慢,且环保部门的治理措施不完善,使现有的治理难以发挥有效的作用。环保部门没有实时的对污染进行监测,对大气污染物的监测力度不够,监测范围不合理,导致一些容易控制的污染物释放到大气中,对大气治理造成了不利的影响。

3 综合治理大气污染的建议

改善环境对于城市发展和人们的健康很重要,但治理大气污染是改善环境重中之重的举措,为了尽快改善衡水市的环境,能更好的综合治理大气污染问题,提出如下建议:

3.1 提高居民的环保意识

造成衡水市大气污染的因素是多方面的,其中居民对环保意识的认识薄弱是重要的因素,应通过加强环保的宣传教育,普及环保知识,使居民提高对环保的认识,明确知道造成大气污染的污染源和重要原因,进而正确的改善自己的生活方式,减少生活废物,自觉保护环境。

3.2 完善衡水市大气污染的治理措施

为了进一步完善治理措施,衡水市的环保部门可以通过相关的法律手段对造成污染的工厂企业进行限期整理,并通过限制发放生产许可证的方法要求工厂企业进行整改;市政府应该加快餐饮行业的油烟净化装置的安装进度,减少油烟的排放,加大力度取缔或者整改露天烧烤;在完善治理措施的同时,市政府应积极开展大气环境治理考核活动,将日常大气的督查情况应用于考核结果,并定时定期的公布衡水市大气环境的质量和排名。

3.3 采用科学技术减少污染物

在综合治理大气污染的过程中应合理的采用现代的科学技术,在大气污染的源头做好净化防治工作,减少工业生产过程中产生的废气和烟尘的排放量,使污染物扼杀在污染源的摇篮中。采用先进的科学技术做好排污大户工厂的整理建设工作,并大力推行洁净且无污染的技术,尽可能的减少污染物排放。

3.4 调整工业布局,搞好城市绿化

为减少污染物排放到大气中,应将排污量大的工厂企业设置在城市的郊区,在郊区和城市之间建造防护林,并在城市中种植能吸收一些有害气体和粉尘的有针对性的植物,以起到净化空气和保护大气环境的作用,降低大气污染对人们造成的危害。

3.5 提高政府部门的监管力度

衡水市政府部门应加强对环境的监管力度,针对环境问题应出台相应的监管方案,提高所有工作人员的环境保护意识,降低工厂企业所排放的污染物数量,努力使污染物数量符合国家检测标准,并严肃处理污染物排放超标的工厂,从政治和经济等多方面遏制工厂的违规行为,确保衡水市相关部门的执法质量,有效的控制大气污染物的排放。

4 结束语

我们对大气污染的特征和形成大气污染的原因进行了详细的叙述,治理大气污染是衡水市改善环境面临的重要问题,而治理大气污染又是一项复杂的系统工作,要想真正的治理大气污染问题,应需要衡水市各个部门和居民的密切配合,认真分析大气污染的形成原因,并制定出有效的综合治理对策,对大气环境进行实时的监测和科学的管理,从而提高衡水市的空气质量,保证人们的身体健康。

参考文献

[1]何静华.有关大气污染预防及防治工作的探讨[J].科技资讯,2013(29).

[2]陈智.浅谈城市大气污染极其综合防治[J].科学时代,2013(4).

篇(3)

引言

城市化进程加快的同时,环境污染问题日益加重,城市酸雨以及温室效应等问题所带来的后续反应已经逐渐加重,对人们的身体健康乃至生存等都带来了很大威胁。加强对城市大气污染的问题治理就新的比较关键,这也是当前城市化发展当中比较重要的课题。通过从理论层面对城市大气污染问题的分析探究,就能有助于从理论层面为解决大气污染问题提供理论支持。

1.城市大气污染的特征以及现状分析

1.1城市大气污染的特征体现分析

城市化的发展为人们的生活品质提高起到了促进作用,但环境污染问题尤其是大气污染问题在城市化发展中愈来愈突出。从大气污染的主要特征来看,在细菌的含量方面相对比较高。由于城市的人口相对比较密集,在绿化的面积上比较小等,这就使得大气当中有着大量细菌存在[1]。特别是在工业区的细菌量是比较大的,然后就是在城市的商场以及街道等领域的细菌含量比较高。这就对人们的身体健康有着很大的影响。

城市大气污染的特征还体现在,总悬浮颗粒以及可吸入颗粒物的含量相对比较高。对大气污染的成分分析来看,其中在二氧化硫以及可吸入颗粒物等方面的浓度是比较高的。这些物质是对人体有着严重危害的。大气污染当中的煤烟型是比较主要的污染类型。这就和我国对煤炭资源的应用有着紧密联系,在对经济发展的同时,煤炭的使用也对大气环境带来了很大的影响。大气污染中的新兴城市以及大城市的大气污染是比较严重的。

1.2城市大气污染的现状分析

从当前我国的城市大气污染的现状来看,主要的污染是以煤炭污染为主。我国作为煤炭能源消耗大国,在城市化发展过程中的能源消耗当中,比较突出的就是煤炭资源的消耗。在人们的生活质量水平的提高下,家用汽车的增多,在汽车尾气的增加下,对城市大气的污染就有了加重。而这些大气污染最为主要的源头就是煤炭资源的消耗所致[2]。再者,城市化进程中的城市大气颗粒物污染的问题相对比较严重,以及在新兴的城市污染方面有了加重。在这些层面的污染方面,就对城市大气污染的严重性有了加强。

城市大气污染重的扬尘污染的问题也比较突出。城市的迅速发展期,由于对房屋的拆迁以及施工建筑等,就造成了大量的扬尘,对城市的大气环境有了很大影响,使得整体的大气环境质量大大降低。这就不利于城市环境的保护。对于这些层面的问题就要能充分重视,并要能找到大气污染的主要因素,从根本上进行有效解决。

2.城市大气污染的成因以及防治的措施探究

2.1城市大气污染的成因分析

造成当前的城市大气污染的成因是多方面的,其中由于人们在环境保护的意识层面没有加强,以及在环境保护执法过程中没有加强,这就使得大气污染的问题比较严重。城市化进程中,政府的只能发挥是比较重要的,对当地的经济发展推动有着重要责任。但是一些政府为了当地经济的增加,对环境保护的问题就没有得到充分重视,对环境保护的基础设施建设工作方面没有加强,这就必然会影响城市的大气环境质量。

另外,由于在对产业结构方面没有注重优化,在对能源资源的利用方面没有合理化实施,这就造成了大气环境的污染问题愈来愈严重。工业能源的消耗方面,主要是煤炭为主,在当前的可持续发展策略的实施过程中,由于没有充分注重能源利用的合理性,在产业结构方面没有注重优化等,这就造成了大气污染问题的出现[3]。还有就是在对大气污染的防治技术层面相对比较缺乏,这也是造成大气污染问题存在的重要因素。

2.2城市大气污染的防治的措施探究

为能有效防治城市大气污染,就要注重多方面措施的实施。笔者结合实际的情况,对大气污染的防治方法进行了探究,通过相应的方法研究,就能有助于大气污染问题的解决。

第一,加强居民的环保意识。对城市化进程中的大气污染问题进行防治,就要能充分注重让全民的环保意识得到加强,在城市的空气质量监控能力方面不断加强。环境问题在当前的经济发展过程中愈来愈重要,加强大气空气的问题解决,就要从思想观念上进行及时性的转变。政府方面要将自身的职能充分的发挥,对大气环境保护的宣传工作妥善实施,能结合具体的大气污染问题的严重程度来构建与之相适应的空气监测管理体系。注重对城市居民在大气环境保护层面的教育工作实施,从基础做起才能有利于保障大气污染问题的有效解决。

第二,加强法律层面的制度完善制定以及执行。大气环境的污染问题解决,要能从法律层面进行着手加强。通过法律体系的完善实施,注重城市大气污染的法律体系完善化建立,才能真正有助于大气污染问题的解决。在当前的法治化进程中,在法律方面的加强就能有效对大气污染问题得以解决[4]。这就需要按照《21世纪议程》以及《中国21世纪议程》当中的环保原则加以执行,并要充分重视对大气污染防治的法规原则加以严格的遵循。只有在这些层面得到了加强,才能真正有利于大气污染问题的解决。

第三,注重从产业结构方面科学化调整,对颗粒物的排放量最大化控制。城市大气污染问题的解决,就要能从根本上进行解决,在产业结构层面能够及时有效的调整。其中在重工业的污染源问题上就要针对性解决,对环保型以及技术型的重工业发展进行加大扶持,并对严重污染的工业发展进行整改以及关停等措施的实施,要能使得废弃污染物的排放量达到相应的标准。工业企业自身要在社会责任感方面良好树立,并能对自身的环保措施的实施有着使命感。只有在产业结构层面得到了优化调整,才能真正有利于大气污染问题的有效解决。

第四,注重城市扬尘以及机动车污染源的解决。城市大气污染的成因中,扬尘以及车辆尾气的排放是重要的污染源,这些都对人的身体健康有着很大威胁。这就需要能够注重将城市扬尘的污染治理工作得以完善化实施。在建设工程中的施工,就要在施工中设置围挡墙,防止扬尘的大量扩散造成空气环境的污染[5]。并要在汽车尾气的排放方面加强技术的应用,注重对汽车的环保检验的工作良好实施,对不达标的车辆要采取相应的手段进行解决,在尾气排放量方面能够达到一定标准。这些方法都是对大气污染问题解决的有效措施。

第五,对大气污染问题的解决,要能在资金投入上能充足化的呈现,在环境监测的工作上能得以完善化实施,以及注重植树造林的工作实施。通过多方面的手段方法实施,就能有助于大气环境污染问题的有效解决。

3.结语

总而言之,对城市大气污染的问题解决,就要能注重多样化措施的综合性利用,在技术层面以及管理层面和政策上等,都要能和当地的环境问题相结合,针对性的解决才能有助于大气污染问题的有效解决。希望能通过此次理论研究,能为城市大气污染问题的解决起到促进作用。

参考文献:

[1]郑娟,郭治敏,李刚.城市大气污染的治理方法探讨[J]. 资源节约与环保. 2015(11).

[2]王海云.城市大气污染的特征及其防治研究[J]. 中国新技术新产品. 2016(03).

[3]张越,张国峰,佟霁坤.试论城市大气污染的治理方法[J]. 科技展望. 2016(06).

[4]乔晶晶.我国城市大气污染现状及防治措施研究[J]. 企业技术开发. 2016(02).

篇(4)

1城市大气污染概述

在城市化、工业化迅速发展的情况下,能源消耗与日俱增,大气污染变得愈来愈严重。我国已经成为了世界上大气污染最为严重的国家之一。从整体上来看,我国城市大气污染物排放总量呈现递减趋势,在部分大气污染十分严重的城市,空气质量已经有所改善。在环境质量劣于三级城市比例不断下降的同时,空气质量达到二级标准的城市数量也有所下降,城市大气污染防治依旧不容乐观。

2城市大气污染的主要特征

不同城市大气污染程度存在一定差异,但在某些特征上也表现出了一定的共性,具体表现为以下几个方面[1]:(1)空气污染日趋严重。以往城市空气污染物主要为颗粒物及二氧化硫。但近年来,随着机动车辆数量的不断增加,一些城市空气污染特征逐渐由烟煤型向汽车尾气型转变,空气中的氮氧化物及一氧化碳含量明显有所上升。华中、华南等多个地区酸雨现象日趋严重,雾霾发生频率也有所上升。(2)采暖期大气污染程度较非采暖期明显更高。在一些北方城市,颗粒物、二氧化硫、一氧化碳等污染物最高值几乎出现在冬季,夏季污染相对较轻。(3)大气污染呈现出工业区向清洁地区转移的趋势。很多城市工业区大气污染程度有所下降,但城市居民区及清洁区却有所上升。特别是可吸入颗粒物、氮氧化物在居民区及清洁区的增速要明显高于工业区。

3城市大气污染相关影响因素分析

城市大气污染相关影响因素来源于多个方面,具体如下[2]:(1)环保意识不足。很多城市在发展过程中,存在“重经济、轻环保”的现象。地方政府为了地区政绩,往往会将经济发展与环境保护分离,偏重于发展经济,却忽视了环境保护的重要性。同时,在制定经济政策及产业政策时,未能充分考虑大气环境容量,只在乎短期利益,却缺乏长远发展规划。短期内以环境为代价,确实能够获得一定的经济成果,但却带来了严重的资源浪费,这与可持续发展观显然是相悖的。(2)相关部门缺乏联动机制。在开展环保工作的过程中,相关部门缺乏联动机制,各自为政,协调性不足,这使得环保工作进展大打折扣。相关部门在进行大气环保项目审批时,过于重视自身利益,而忽视了城市环境效益,甚至存在相互推脱责任的情况。环保部门受自身权限影响,无法及时制止企业污染行为,结果大气污染加重。(3)能源利用不合理。能源消费结构及利用不合理、能源利用率偏低所带来的能源浪费是造成城市大气污染的主要原因之一。在我国的一次能源消费结构当中,煤炭占比高达75%。然而,仅有30%的煤炭用于发电,其他煤炭多用于工业燃烧及民用燃烧。这种能源利用方式造成了严重的能源资源浪费,也产生了较大范围的大气污染。我国所有煤炭资源当中,高硫煤占比较重,燃烧高硫煤会进一步增加大气中的二氧化硫,使大气污染加剧。

4加强城市大气污染防治的有效对策

4.1加强大气污染防治机构建设

在大气污染防治机构建设过程中,要建立有效的联动机制。在发挥环保部门职能的情况下,还要整合建设、卫生、城管、园林等部门的力量,构建出一个统一化的大气环境管理部门。由该部门负责大气环境建设,并及时协调解决重大问题。与此同时,要建立城市空气重度污染预警机制。环保部门要与市委宣传部充分合作,及时向社会群体发出大气污染预警信息,提醒相关部门积极做好预防工作。另外,要将大气污染防治与政府绩效考核及领导政绩考核关联起来,以促进大气污染防治工作实施。

4.2加大政府财政支持

大气污染防治是一项系统性的工作,离不开资金支持。所以在防治大气污染的过程中,要充分利用经济手段。以财政资金为基础,发挥其导向作用,让更多的社会资本及企业资本投入到大气污染防治领域当中。同时,政府方面也要加大资金投入,保证环境保护资金专款专用。对重点治污项目和区域的空气质量监测、监控能力建设给予更大的资金支持和政策扶持,构建出长效管理机制。

4.3加强汽车尾气排放管理

随着城市机动车数量的不断增多,城市大气环境压力愈来愈大。在加强汽车尾气排放管理的过程中,要不断提升尾气排放标准;合理限制城市购车,以降低汽车保有量;严格实行限号出行、单双号出行,以降低汽车上路量。与此同时,还要对尾气排放控制技术进行优化,并积极推广新技术。采用优化配方的全Pd型三效催化剂,以及真空吸附蜂窝状催化剂的定位涂覆技术。该技术可以精确控制催化剂涂覆量,有效提高产品的一致性。全Pd催化剂配方根据发动机型号不同,其Pd含量约在1~3g/L范围内[3]。较传统的Pd-Pt-Rh三效催化剂而言,全Pd型三效催化剂不仅尾气处理效果更好,成本也更低,催化剂寿命超过10万公里。

4.4加强城市扬尘污染控制

城市道路扬尘是城市扬尘污染的主要来源,控制道路扬尘可明显提升环境空气质量。一方面,要做好道路绿化工作。采取乔木、灌木、草相互结合的“三位一体”绿化方式,以减少地面的面积,并可增强绿化带抗雨水侵蚀的能力。对于城市施工地区,需采取针对性的抑尘措施,对运输货物的车辆进行封闭,并要求及时清洗车身,以保证施工路段的清洁。另一方面,要加快城市道路清扫机械化建设步伐。积极推广先进的环卫洗地作业车辆,以提升城市道路洁净度,对道路扬尘进行有效控制。与此同时,要规划好道路冲洒水作业范围,根据实际气候情况,规律实施冲水作业,以降低大气悬浮物含量。

5结语

大气环境是人类生存的宝贵资源,若大气环境持续恶化,将会对城市进一步发展造成严重影响。因此,政府及相关部门必须重视城市大气污染防治。通过综合性手段,从源头上遏制大气污染,以创建出一个良好的城市生存环境。

【参考文献】:

篇(5)

[8]四川省环境监测总站.关于全省空气质量状况的分析(2014年3月13日16时)[EB/OL].2014-03-13.http:///hbdt/8393.htm.

[9]李祚泳,丁晶,张欣莉.成都市大气颗粒物源解析的PPR法[J].环境科学研究,2000,13(5):40~42.

[10]黄伟,翟崇治,余家燕.重庆区域性灰霾天气下大气污染分析初探[J].西南师范大学学报:自然科学版,2012,37(7):142~146.

篇(6)

早在19世纪末,就有人开始注意到敏感植物的伤害症状与大气中二氧化硫之间的关系,并用植物来判别是否存在大气污染。如法国人尼兰德1866年在巴黎、英国人史特顿1874年在格拉斯哥,分别研究了地衣对大气污染的指示性,他们也因此成为开展大气污染指示植物研究的先驱人物。

地衣受大气污染的影响很明显,地衣的消失与二氧化硫的浓度之间存在很大的关联性。如今,生活在城市中的我们,很难看到地衣,就是这个原因。人们将因城市污染不能生长地衣的现象称为城市“地衣荒漠”。在自然界中,地衣是最耐受干旱瘠薄的类型,就是在严酷的荒漠中甚至的岩石上,也可以存活。但在不少城市里,地衣却消失了。可见,相对于自然环境,城市环境中的大气污染是客观存在的。

1971年,联合国教科文组织成立了人与生物圈(MAB)计划,其目的是寻找人类生存环境受环境污染以及自然资源枯竭后的解决之道。当时的人们已经觉察到越来越严重的土壤、水和大气污染问题,并一直在寻找适当的环境变化指示生物,这项研究也成为生态学家最感兴趣的课题。自20世纪50年代以来,国内外陆续开展各项利用绿色植物指示大气污染的研究。

利用叶片指示大气污染

从20世纪中叶以来,利用叶片典型症状指示大气污染研究得到众多生态学家与环境学家的青睐。他们发现,对大气环境污染敏感的植物,一旦处于污染环境中,受到污染物影响后,叶片上往往表现出伤害症状。如果大气污染物浓度很高,但污染持续时间很短,植物叶片会表现出急性受害症状,如叶片坏死,叶片颜色由绿变黄、变白等。当大气污染物浓度较低且污染持续时间较长时,叶片则会表现出慢性受害状态,比如叶片由绿变棕黄、脱绿、早熟落叶等。

这两种情况均属于叶片受到污染物伤害的典型症状,它们的不同之处仅仅在于植物对大气污染程度的反应状况不同。因而,利用绿色植物的典型症状,尤其急性症状,可以指示大气中是否存在某种污染物。例如,烟草对于臭氧非常敏感,它们受到臭氧污染后产生的伤害症状表现为叶片干枯,表面上出现斑点。对臭氧浓度敏感的植物还有大豆、葡萄、白皮松等。

甜菜、莴苣、早熟禾等,对光化学烟雾有一定的指示性。进行该项研究最多的是美国的加利福尼亚地区,因为人们最早在该地区发现了光化学烟雾污染。

植物受光化学烟雾伤害的症状表现为,下表皮泛白。科研人员还发现,烟草、芸薹(油菜)等,对氮氧化物污染有较好的指示作用。

许多植物在自然状态或实验状态下,受二氧化硫影响后都表现出典型的受害症状,这些症状包括:叶脉之间及叶缘变成白色、组织细胞脱水死亡,叶片焦枯、脱落。人们研究后发现,春季的杨树、桦树、紫花地丁,夏季的苜蓿、大麦,晚秋时的松树等,可以很好地指示大气中二氧化硫的污染情况。

同受到二氧化硫污染一样,氟化氢在高等植物的叶缘及叶尖聚集时,会使阔叶植物叶片边缘或先端出现坏死区,叶片还会逐渐变色――由正常的绿色变为浅褐色,甚至是褐红色。但氟化氢一般不引起植物出现落叶的情况。针叶植物受到氟化氢危害后的症状从叶子先端开始,尔后逐渐扩到叶基,叶子颜色则由绿色变为黄红色,最后呈现为棕色,并出现大量落叶的情况。

利用附生植物指示大气污染

附生植物之所以能较好地指示大气污染,主要源于以下理由:

一是附生植物分布很广,可以出现在各种自然环境甚至工业区和城市中;二是附生植物无表皮和角质层,污染物包括重金属离子很容易通过体表进入其体内,它们也极易因此受到伤害甚至死亡;三是附生植物无吸收器官(没有根),其所需要的矿物质主要通过大气的干湿沉降(降尘 、降水)这条途径实现。换句话说,附生植物受到的污染来自天上,因而它们能较客观地反应出大气污染状况;四是附生植物缺少微管组织,污染物在植物体内的转移很微弱,人们由此可以借助仪器定量地监测大气污染情况;五是附生植物的细胞大多为单层结构,污染物可以从背腹两面进入植物体,每个细胞所承受的污染物浓度高于其他高等植物受到的污染伤害。也就是说,附生植物和其他植物相比,对大气污染更敏感。如果周围的大气污染非常严重时,还会造成自然环境中附生植物的消失。从这一点来看,附生植物是以生命为代价指示大气污染物的存在的。

鉴于以上原因,地衣和苔藓植物被大量用来指示和监测大气污染和重金属污染。关于附生植物指示大气污染的研究主要集中在4个方面:一是对污染地区附生植物群落类型、种类组成与分布进行调查;二是移植附生植物于污染地区观察其受害直至死亡所需时间;三是利用附生植物群落学特征计算大气洁净度指数,进行环境评价;四是用物种的丰富度或种类数量特征绘制大气污染分布图。如欧洲从1955年注意到城市污染和地衣种类分布的关系,科学家吉尔伯特于1969年在英国首次发现市中心已成为地衣荒漠,以后他又进行了苔藓类调查,结果发现了同样的规律。

利用树皮指示大气酸度

树皮常年暴露于空气中,对于大气污染尤其是累计性大气污染有很好的指示作用。当空气中的酸性污染物增加时,树皮的酸碱度(pH值)会下降。1973年,有两位科学家研究了某地区落叶树树皮与大气酸度的关系,并绘制了树皮酸度中的硫含量。1977年,科学家格罗津斯克研究了波兰5种落叶树树皮pH值及其缓冲容量,并指出,利用树皮能够较好地指示大气中二氧化硫、氮氧化物影响所引起的酸度变化。

笔者也曾经利用树皮pH值的变化指示了城市大气污染状况。1991~1993年,笔者在河北省承德市5个大气监测点测定了油松、国槐、白蜡、刺槐、毛白杨、旱柳、垂柳、榆树这8种常见绿化树种树皮的pH值变化情况。结果表明,8种树皮的pH值为3.5~7,平均值为5.7。不同功能区中树皮的pH值从大到小依次为:公园区>工业区>生活居住区。这表明,树皮酸碱度的变化与大气中二氧化硫等酸性气体的污染有关。同种植物的树皮浸提液的硫酸根含量在不同地区亦不同,清洁区为2.561毫克/克,生活区为5.342毫克/克,树皮pH值与硫酸根含量呈极显著负相关。这些树种中,榆树等4种落叶阔叶树树皮对大气中二氧化硫的变化较敏感,可以用来作为二氧化硫等酸性气体的适宜指示与监测植物。

利用植物指示和监测重金属和降尘

粉尘中包括一些相对不活跃的物质,如来自石灰矿的一些碱性物质,以及诸如铬、铜、铁、铅、汞、镍、锌等重金属元素。这些颗粒既能被风吹走,也能停留在叶表皮上,进而通过气孔或叶片上的受损部位进入叶内。利特尔和马丁这两位国外学者采集了冶炼厂附近的榆树叶和山楂树叶片,分析后发现其中含有较高的镉、铅和锌,其浓度值与风向有关,即迎风向的叶片内重金属含量更高,这说明污染来自上风向的冶炼厂。还有人发现在污染环境中,草本植物紫羊茅叶的重金属含量较高,并由此断定表土和草本植物可以用来指示大气中的重金属污染情况。

对重金属指示性较好的植物还是附生植物,此类植物被大量用于环境监测中。人们除了可以观察附生植物的生长状况,并由此判断环境污染轻重之外,还可以利用苔袋等方法指示大气污染。所谓苔袋法,指的是将来自于清洁区的地衣或苔藓移植于污染区内,然后定期取样测定其体内的重金属含量。

在对粉尘指示植物的研究中,英国科学家曼宁研究了铁杉蒙尘状况,他在观察铁杉叶片的蒙尘形态,并进行理化分析之后,得出了所研究地区受到石灰性物质及水泥的影响情况,并发现铁杉叶片生物量会因受粉尘污染而降低的现象。

利用树木年轮指示与监测大气污染历史

树木的寿命很长,甚至可达数千年。在树木生长过程中,一些环境信息也被记录在了树木年轮中,其中就包括环境污染物。在做博士毕业论文的时候,笔者就曾利用采集于避暑山庄的油松年轮,对承德市自1800年以来的大气污染历史进行了研究。承德是先有避暑山庄,其后才有城市的,环境污染也是从近代工业革命之后才逐渐出现的。笔者研究后发现,避暑山庄油松年轮内的硫含量自20世纪初开始升高,该数值比19世纪初增加了1~2倍,及至20世纪七、八十年代,该比值达到了3~5倍,在20世纪末的8~10年则达到10倍以上。其中避暑山庄碧峰门古松木质部年轮内的硫含量,由40~50微克/克达到20世纪末的572.9微克/克,从而指示出承德市大气中二氧化硫浓度由城市化初期的

树木年轮还可以指示温室气体的变化过程。利用上述油松年轮,我们测定了稳定性同位素13C值自工业革命以来的变化,揭示出我国北方大气中二氧化碳浓度的变化规律。结果发现:承德市油松年轮中的同位素13C值自1810年以来平均下降了0.839‰,下降范围0.682‰~1.120‰,指示了大气二氧化碳浓度逐渐升高的特点。稳定性同位素13C值与历史时期全球大气二氧化碳浓度之间存在显著负相关关系。应用树木年轮稳定同位素13C值与大气二氧化碳浓度之间的关系式,我们推测出我国北方大气二氧化碳浓度从工业革命以前的约278.4ppm(ppm为百万分比浓度)上升到20世纪末的340ppm。

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据不完全统计,目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100种左右。其中影响范围广、对人类环境威胁较大、具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫 、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化含物及光化学氧化剂等。   三、大气污染的类型

大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,危害了人体的舒适、键康和福利或危害了环境的现象。

(1)根据污染物的化学性质及其存在的大气状况,可将大气污染分为还原型大气污染和氧化型大气污染。

(2)根据燃料性质和污染物的组成,可将大气污染分为煤炭型、石油型、混合型和特殊型四类。   四、中国大气污染的特征

中国是世界上大气污染最严重的国家之一,大气污染是我国环境问题中的一个主要问题。我国的经济发展、能源结构、地形及气候条件决定了我国大气污染具有以下特征:

①煤烟型污染是污染的普遍问题,主要污染物是烟尘和二氧化硫;

②汽车尾气污染明显增加,并逐渐上升为城市大气主要污染源,总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物;

③酸雨分布区域性、季节性明显,污染物成分特点突出,多以硫酸酸雨为主;

④工业“三废”任意排放是目前大气污染的罪魁祸首,但农业引发的大气污染仍不容忽视。

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物生存的保证。

人类的生产生活活动可能改变大气组成引起大气污染。由于大气的整体性和流动性,大气环境问题常常是全球性的、区域性的。目前国际关注的三大环境问题;全球

性的酸雨、CO2浓度的增加(温室效应)、臭氧层的破坏都成为全球性的环境问题。

一、大气的组成

大气就其组分的含量变动情况可分为恒定组分、可变组分和不定组分三种。恒定组分指N2、O2和Ar。N2占空气体积78.09%、O2占20.95%、Ar占0.93%.三者总和占空气总体积

的99.97%,其余为微量的氖、氦、氙、氡等稀有气体。可变组分指空气中的CO2和水蒸气,通常CO2含量为0.02-0.04%,水蒸气含量小于4%。可变组分在空气中的含量随季节、气

象与人类活动的变化而变化。不定组分指煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物及一氧化碳等,它与人类活动直接有关,这些组分达到一定浓度,会给人类、生物造成严重的危害。

二、大气污染源及污染物

(一)大气污染源

按污染源存在的形式分为固定源和流动源两类。所谓固定源就是位置和地点固定不变的污染源。主要指工矿企业在生产中排放的大量污染物。冶金、钢铁、建材等工业企业都

是对大气环境污染严重的固定源。流动污染源是指交通工具在行驶时向大气中排放的有害气体而形成的污染源。

按人类社会活动功能划分,还可以分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源等。

1、工业污染源 由火力发电、钢铁、化工和硅酸盐等工矿企业在生产过程、中所排放的煤烟、粉尘及有害化合物等形成的污染源。此类污染源由于不同工矿企业的生产性质和

流程工艺的不同,其所排放的污染物种类和数量大不相同,但有一个共同的特点是,排放源集中、浓度高、局地污染强度高。是城市大气污染的罪魁祸首。

2、农业污染源 主要是不当施用农药、化肥、有机粪肥等过程产生的有害物质挥发扩散,以及施用后期NOX、CH4、挥发性农药成分从土壤中逸散进入大气等形成的污染源。

3、交通运输污染源 由汽车、飞机、火车和轮船等交通运输工具运行时向大气中排放的尾气。这类污染源属流动污染源,主要污染物是烟尘、碳氢化合物、NOX、金属尘埃等,

是城市大气环境恶化的主要原因之一。

4、生活污染源 是指居民日常烧饭、取暖、沐浴等活动,燃烧化石燃料而向大气排放烟尘、SO2 、NOX等污染物。这类污染源属固定源,具有分布广、排量大、污染高度低等特

点,是一些城市大气污染不可忽视的污染源。但是,随着城市电气化的推进,城市生活污染源将从根本上得到遏制。

(二)大气污染物

1、一次污染物与二次污染物 一次污染物是从污染源直接排出的大气污染物,如颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等;二次污染物则是由污染源排出的一次污

染物与大气正常组分,或几种一次污染物之间,发生了一系列的化学或光化学反应而形成了与原污染物性质不同的新污染物。其毒性一般较一次污染物强。

2、常见主要大气污染物简介

据不完全统计,目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100种左右。其中影响范围广、对人类环境威胁较大、具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫

、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化含物及光化学氧化剂等。

三、大气污染的类型

大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,危害了人体的舒适、键康和福利或危害了环境的现象。

(一)根据污染物的化学性质及其存在的大气状况,可将大气污染分为还原型大气污染和氧化型大气污染。

(二)根据燃料性质和污染物的组成,可将大气污染分为煤炭型、石油型、混合型和特殊型四类。

四、中国大气污染的特征

中国是世界上大气污染最严重的国家之一,大气污染是我国环境问题中的一个主要问题。我国的经济发展、能源结构、地形及气候条件决定了我国大气污染具有以下特征:

①煤烟型污染是污染的普遍问题,主要污染物是烟尘和二氧化硫;

②汽车尾气污染明显增加,并逐渐上升为城市大气主要污染源,总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物;

③酸雨分布区域性、季节性明显,污染物成分特点突出,多以硫酸酸雨为主;

④工业“三废”任意排放是目前大气污染的罪魁祸首,但农业引发的大气污染仍不容忽视。

五、大气污染的危害

人类体验到的大气污染的危害,最初主要是对人体健康的危害,随后逐步发现了对工农业生产的各种危害以及对天气和气候产生的不良影响。人们对大气污染物造成危害的机

理、分布和规模等问题的深入研究,为控制和防治大气污染提供了必要的依据。

(一) 对人体健康的危害

大气污污染后,由于污染物质的来源、性质、浓度和持续时间的不同,污染地区的气象条件、地理环境等因素的差别,甚至人的年龄、健康状

况的不同,对人均会产生不同的危害。

大气污染对人体的影响,首先是感觉上不舒服,随后生理上出现可逆性反应,再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒、致癌三种

1、急性中毒 大气中的污染物浓度较低时,通常不会造成人体急性中毒,但在某些特殊条件下,如工厂在生产过程中出现特殊事故,大量有害气体泄露外排,外界气象条件突

变等,便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露,直接危害人体,发生了2500人丧生,十多万人受害的惨剧。

2、慢性中毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用,主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后,出现的患病率升高等现象。,近年来我国城市居民肺癌发病率很

高,其中最高的是上海市,城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区 。

3、致癌作用 这是长期影响的结果,是由于污染物长时间作用于肌体,损害体内遗传物质,引起突变,如果生殖细胞发生突变,使后代机体出现各种异常,称致畸作用;如果

引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用,又称致突变作用;如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。

(二)对工农业生产的危害 大气污染对工农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是

大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。

大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物

产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。

(三)对大气和气候的影响 大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低,减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中,在烟雾不散的情况下,日

光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解,引发的“臭氧洞”问题,成为了全球关注的焦点。

大气污染除对天气产生不良影响外,对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应,是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人

类的生态环境带来许多不利影响,人类必须充分认识到这一点。

六、大气污染的防治

从大气污染的发生过程分祈,防治大气污染的根本方法,是从污染源着手,通过削减污染物的排放量,促进污染物扩散稀释等措施来保证大气环境质量。但目前现有的经济技

术条件还不能彻底根治污染源,因此,大气环境的保护就需要通过运用各种措施,进行综合防治。

目前主要从以下几个方面入手寻求大气污染的控制途径。

(一)采取各种措施,减少污染物的产生

1、区域采暖和集中供热

2、改善燃料构成

3、进行技术更新,改善燃烧过程

4、改革生产工艺,综合利用“废气”

5、开发新能源,开发太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、生物能和核聚变能等清洁能源,以减少煤碳、石油的用量。以上新能源多为可再生性能源,在利用过程中不会产

生化石能源开采使用的环境问题,是比较清洁的燃料。

(二)采用各种技术,控制污染物排放

1、烟尘治理技术

2、二氧化硫治理技术

3、光化学烟雾的治理技术

(三)合理利用环境自净能力,保护大气环境

1、搞好总体规划,合理工业布局

(1)搞好城市规划,完善基础设施建设

(2)调整工业结构、合理工业布局

2、做好大气环境规划,科学利用大气环境容量

3、选择有利污染物扩散的排放方式

4、发展绿色植物,增强自净能力

(四)加强大气管理

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Abstract: With China's rapid economic development, industrialization and city of make a spurt of progress, the ecological environment has become a remarkable problem. Atmospheric pollution is an important part of environment pollution, which is a prominent environmental problems aroused people's attention. Air pollution not only affects people's health, but also inhibits the production of the development, so the research on this problem is of practical significance. This paper introduced the main hazards and control measures of the status quo, air pollution in china.

Key words: air pollution; present situation; harm; prevention countermeasures

中图分类号:[R122.7]文献标识码:A 文章编号:

大气是人类赖以生存和发展必不可少的环境要素之一,然而随着工业文明和城市发展,人类在创造巨大财富的同时,也把数十亿吨计的废物排入大气中,造成严重的大气污染。大气污染造成臭氧层破坏,酸雨和“温室效应”,危害人类健康,影响植物生长,给人们生活带来严重影响。世界卫生组织和联合国环境规划署发表的一份报告指出: “空气污染已成为全世界城市居民生活中一个无法逃避的现实”。

1 我国大气污染现状

当前,我国大气污染状况十分严重,主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标;二氧化硫污染保持在较高水平;机动车尾气污染物排放总量迅速增加;氮氧化物污染呈加重趋势;全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区。我国大气污染的主要来源是生产和生活用燃煤,主要污染物是二氧化硫和烟尘。在某些城市除燃煤污染外,还有与当地工业污染和气象地理条件密切关联的地方特点。我国城市大气污染时空分布特征明显,大气污染冬季最严重,其次为春秋季节,夏季最好;污染总体上北方重于南方。城市大气污染由人类活动及当地特殊的地理位置综合影响形成,沙尘天气加重了北方大气污染。

2 造成大气污染严重的主要原因

2.1 能源结构和工业布局不合理。由于我国大多城市工业布局、工业结构、能源结构不合理,技术水平落后,导致大量烟尘、粉尘、二氧化硫、氮氧化物进入大气。目前,我国的能源结构主要以煤炭为主,能源的总消耗量中煤炭占72%。

2.2 机动车尾气排放管理滞后。近几年我国主要大城市机动车的数量大幅度增长,而道路建设相对滞后,导致交通拥挤。机动车辆尾气污染程度加大,成为城市大气污染的主要来源。

2.3 环境监管乏力。环境监管力度不足是我国在环境治理中遇到困难和问题的根源。例如: 一些地方政府干预环保部门执法,批准建设短期经济效益好但能源资源消耗量大、对大气污染严重的工业项目。

2.4 缺乏实用的治理技术。我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面,虽然做了不少工作,但与大气污染控制的需求差距还较大,资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术; 冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技

术; 机动车机内净化技术等。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。

3 大气污染的主要危害

城市大气污染的主要来源是工业排放和机动车尾气排放,目前人们谈论的大气中的主要污染物是指二氧化硫、二氧化氮、臭氧、和总悬浮颗粒物。

大气中的二氧化硫主要来源于各类工业排放气体,在工厂比较集中的地区,二氧化硫的浓度往往较高。排放到大气中的二氧化硫在适当的气候条件下(如逆温、微风、日照等)极容易形成硫酸雾和酸雨,从而对人体健康(尤其是损害呼吸系统和皮肤等)和农作物等造成很大的危害。本世纪五十年代初发生的"伦敦烟雾"事件的罪魁祸首就是排放到大气中的硫化物。在这次事件中,约有4000 余人在很短的时间内死于呼吸器官疾病和心脏病,死亡者多是婴儿及45 岁以上的成年人。1948 年美国多诺拉镇由于工厂排放到大气中的二氧化硫等有害气体大量积累致使6000余人受害。上述二事件均被列入世界公害事件之列。

大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气和煤的燃烧。在交通繁忙的市区,氮氧化物的浓度往往超标。值得注意的是,近些年来,由于机动车数量的增加,城市空气中的氮氧化物呈明显增长趋势。作为大气主要污染物并对人体健康有严重损害的主要是一氧化氮和二氧化氮,这两种氮氧化物在大气中的寿命都不长(一般不超过一周)。从危害人体健康的角度来看,氮氧化物污染的最大的问题是二氧化,它是形成严重危害人体健康的光化烟雾的罪魁祸首。本世纪40 年代初发生的"洛杉矶光化学烟雾"事件,当时有白色变为青灰色的薄雾笼罩在整个城市上空,多数居民眼睛灼热感、疼痛,咽喉有刺激感等,重者出现眩晕、呕吐和痉挛等症状。这次事件也曾使几千人受害,几百人丧生。

煤的不完全燃烧和汽车尾气是大气中一氧化碳的主要来源,在一般城市的中心区域,一氧化碳几乎全部都是汽车尾气排出的。大气中的一氧化碳能迅速进入人体的肺部而被血所吸收并与血中的血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白,由于后者会大大降低血液的载氧能力,从而导致血管疾病的发生。可见,我们决不能忽视大气中的一氧化碳污染,那些已有心脏疾病、贫血等症的患者以及孕妇等尽量少在一氧化碳浓度较高的地区停留。

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大气污染问题严重影响着人民群众的身体健康和环境的可协调发展。通过对焦作市代表区河南理工大学校区内的大气沉降颗粒进行的矿物学分析研究,了解研究区内大气沉降颗粒的物质组成、有害元素含量及其赋存形式、迁移演化机理、与城市各类污染的相关关系,研究对人体产生较大危害的细粒物质来源和体积分数, 分析城市不同功能区颗粒物的可能来源和空气动力学特征, 为评价焦作市大气环境的整体状况提供资料和参考。

图1 焦作市区区划及采样点位置图

焦作市位于河南省西北部,属于暖温带半干旱大陆性季风气候,年平均气温14.9℃, 年平均降水量为603~713mm,年平均蒸发量为2039mm。河南理工大学分南北两个校区,南校区位于焦作市高新区,校区污染源少,车流量小,空气质量较市区优良。北校区(老校区)即河南理工万方科技学院位于焦作市市中心空气质量较差,在这两地对大气沉降颗粒进行取样研究在地域上具有良好的代表性。

1.研究区大气污染特征

研究区以可吸入颗粒物污染的煤烟型污染为主要特征。大气污染物主要以SO2、TSP、降尘为主,烟尘年平均排放量为4.6583万吨,SO2平均排放量约为7.68万吨。同时机动车排气污染对焦作大气状况的影响日益严重,SO2、CO2、碳氢化合物、可吸入颗粒物、氮氧化物等有害物质和温室气体的排放量呈上升趋势。

2.大气沉降颗粒矿物学分析讨论

2.1取样情况

在样品采集过程中,本着使大气沉降颗粒样本少受风力、风向、温度、地面粉尘不良因素影响的原则,取样地点选择在河南理工大学南、北校区内离地面高度约20米处,采样时尽量避开直接污染源(如工业污染、民用燃煤、油漆等), 24h连续采样,采样同时记录每天的气温、气湿、气压、风向、风力等天气状况。由于大气沉降颗粒物混合较均匀,在校区内设置多个收集点意义不大。经过收集和处理最后得到新校区大气沉降颗粒样本DQ-1和老校区大气沉降颗粒样本HC-1,作为分析样本。

2.2大气沉降颗粒特征及衍射分析

基本原理是运用特定波长特定入射角度的X射线与晶体晶面间距满足布拉格条件产生衍射,形成衍射花样(实际就是对应的倒易点阵)每种矿物都对应一套X 射线谱图,根据X 衍射图给出的d 值,查询JCPDS 标准卡片,可以准确地鉴定出矿物.根据不同矿物的衍射强度的大小,可以半定量地计算出它们的含量。

Gypsum - 石膏;Quartz - 石英;Calcite - 方解石氯

Gypsum - 石膏;Quartz - 石英;

Calcite - 方解石氯;Sal-ammoniac - 化钠(岩盐)

对两大气沉降颗粒进行衍射实验得到数据,最后通过分类整理得出样本中的矿物种类和含量综合表。

3.分析结果与讨论

通过对样品的X衍射实验分析可知,研究区内大气沉降颗粒物的矿物组成以石英和方解石为主,且在大气颗粒样本中含量较大,说明这两种矿物在焦作的大气中长期存在且在含量较大。河南理工大学北校区位于城区中心,附近工业设施密集,交通流量较大,污染物排放密集,是历年来焦作市市区大气污染的主要来源地之一。而河南理工大学新校区则位于焦作市南部的高新区,附近工业设施较少,车流量也不大,相对与老校区环境相对较好, 工业污染源较少。

比较两个样本中的石英含量,可以看出石英在两个颗粒物样本中含量都占主要地位,且在整个研究区分布比较均匀。石英是高温下稳定的硅酸盐矿物,其可以来自地表扬尘,也可以源自工业烟尘、粉尘。但从各种工业使用原料(如原煤)的矿物组成来看,石英的含量一般较少,因而样本中的石英来源于地面扬尘的可能性比较大,当然也不排除来源于工业排放的可能。

方解石做为碳酸盐矿物的代表,具有着碳酸盐矿物共有的特性,从其本次实验样本含量的多寡和两个取样地的地理位置可以看出,方解石矿物同样在焦作大气中存在,且从来源上说可能是来子于地面扬尘或者城市建筑物。

石膏在空间分布上主要位于老校区的试样中,其存在特征与焦作市工业布局有一定的相似性,研究了大气中硫酸铵和矿物颗粒在凝聚过程中的化学反应, 在23 ℃和70%的湿度条件下分析碳酸钙和硫酸铵, 发现一天后形成铵石膏, 七天后形成云母。结果表明碳酸钙和硫酸铵发生了化学反应。

以上三个化学反应与温度和湿度有关,当湿度小于80%时发生反应当湿度到达80%时发生反应,焦作年平均温度为14.9℃,在夏季城市空气湿度较高时发生以上反应的几率较大,此次实验的取样工作是在夏季进行,可以推断样本DQ-1中石膏可能是在此反应中产生。在本次可以得出焦作市市区的大气沉降颗粒主要来源于工业烟尘,少数来源于地面扬尘。

另外,样本中除存在以上矿物外同时存在碳酸盐、硫酸盐、硫化物、铁的氧化物以及难以鉴定的矿物;相比来说,在焦作市河南理工大学新校区的大气颗粒样品中,矿物的种类有所减少,但是却有新的物种出现,如NH4Cl、岩盐等,表明焦作的大气中存在强烈的大气化学反应。

4.结语

(1)焦作市市区的大气沉降颗粒主要有石英、方解石、岩盐、石膏、等矿物组成,其中石英含量较高。矿物的性质特征和大气颗粒沉降样本中矿物组成的空间分布特征显示出此次研究中大气沉降颗粒为地面扬尘和城市工业烟尘的混合物。

(2)在大气沉降颗粒的物质组成及矿物含量特征分析表明,沉降颗粒的赋存形式、迁移演化机理、与城市各类污染的相关关系等均呈现出一定的规律性,反映了大气沉降颗粒在城市中不同位置的变化情况,为城市处理大气污染问题提供参考,对研究城市中大气环境的整体状况具有一定的指导意义。 [科]

【参考文献】

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中图分类号:X51 文献标志码:A 文章编号:1673-8500(2014)01-0120-01

大气环境是人们赖以生存的空间,其质量的好坏关系到群众的身心健康、经济社会的发展、城市的总体形象,更关系到国计民生和人民的幸福指数。近年来,随着人民生活水平显著提高、环保意识不断增强,大气污染已成为一个突出的环境问题引起了人们的广泛关注,保护和改善大气环境质量已成为全社会的迫切愿望,《大气污染防治法》中除了上述对大气污染防治采取的一些带有共性的监督管理措施。

一、清醒认识大气污染防治的严峻形势

最新的《2013年6月份及上半年重点区域和74个城市空气质量状况》显示,2013年6月份及上半年京津冀、长三角、珠三角和74个城市空气质量状况。结果显示,6月份,74个城市平均达标天数比例为64.4%,超标天数比例为35.6%,其中轻度污染占21.5%,中度污染占8.8%,重度污染占4.9%,严重污染占0.4%。海口、珠海、舟山和哈尔滨的达标天数比例为100%,26个城市达标天数在80%-100%之间,25个城市达标天数在50%-80%之间,19个城市达标天数不足50%,首要污染物为O3和PM2.5。污染物排放量大是影响空气质量的根本原因。

二、大气污染防治措施

一是防治燃煤污染。在我国,煤炭占一次能源消费量的70%左右,并且由于煤炭资源的相对丰富,它在我国能源结构中所占的重要地位不会轻易改变。所以对于燃煤特别是直接燃用煤炭导致的大气污染给予了重视,成为防治大气污染的一个重点。对此,改善能源结构,提高能源利用效率。要加快开展工业炉窑煤改气改造工程,坚决淘汰集中供热范围内小锅炉,加大热电行业整治整合,推进火电厂技术改造,减少能源终端利用原煤的消费量。开展清洁能源替代工程,加快淘汰落后燃烧工艺,推广节能减排先进技术,扩大集中供热范围,调整能源利用结构,并积极推广节能、清洁、混合燃料汽车等节能型交通工具,逐步以天然气、液化石油气等清洁能源替代原来的污染原料。大力推进可再生能源的开发利用,推进以秸秆和垃圾为主的生物质能发电和太阳能的综合利用。

二是机动车船污染控制。机动车船在流动中排放大气污染物,这种流动污染源有其特点,但是又必须加以控制,考虑到机动车船排放污染的流动性这一特征。突出车辆防治,控制车辆尾气污染。进一步加快机动车排放标准的实施进程,严格地方标准,加快推进实施国柴油Ⅳ标准、车用燃油低硫化进程,提高机动车尾气排放标准,减少污染物排放。加大在用车辆排气污染管理力度,普及机动车环保分类合格标志发放,推进重点区域“黄标车”限行的实施,强化对机动车排气污染实施道路抽检,对尾气排放不合标准、伪造环保贴等违法车辆进行曝光,对经修理和调整后仍然超标排放的车辆强制报废。推广使用节能环保型和新能源型汽车,积极推进公交车实行“油改气”,提高清洁能源车辆使用比重;加大对公共交通的建设投入力度,提高公交出行比例,降低机动车尾气排放污染。严格规范公务用车配备使用,提高使用效率,加快推进公务用车改革。

三是防治废气、尘和恶臭污染控制。废气、尘和恶臭是造成大气污染的主要污染物,必须采取一些特定的措施进行防治,以防止或者减轻对人体健康的危害,防止或者减轻对动物、植物的危害,防止对经济资源的损害,也要防止严重的污染所导致的大气性质的改变。

四是大气污染的综合防护措施。首先,改进生产工艺,减少废气排放。通过改革工艺过程,以无毒或低毒的原料替代毒性大的原料,减少污染物的排出。第二,加强居住区内局部污染源的管理。第三,卫生部门应与有关部门配合,对居住区内饭店、公共浴室的烟囱、废品堆放处及垃圾箱等可能污染室内外空气的污染源加强管理。第四,改善能源结构,大力节约能耗。在城市应尽量选择使用低硫和低灰份的燃煤。应因地制宜地开发水电、地热、风能、海洋能、核电以及太阳能等。第五,合理安排工业布局,调整工业结构。应结合城镇规划,全面考虑工业布局。工业建设应多设在小城镇和工矿区;避免在山谷内建立有废气排放的工厂;将工业区配置在当地最小风向频率的上风侧;在工业企业与居民区之间应设置一定的卫生防护距离。第六,完善城市绿化系统。城市绿化系统是城市生态系统的重要组成部分。完善的城市绿化系统可调节水循环和“碳-氧”循环,调节城市的小气候,阻挡、滤除和吸附风沙和灰尘,吸收有害气体。

四是提高公众环保意识。进一步加大宣传教育力度,引导公众自觉保护生态环境。强化领导干部的环境保护意识和可持续发展意识,切实提高社会环保意识,使各项社会经济重大决策更具科学性和合理性。通过媒体宣传、事迹推广、横幅标语、知识竞赛、定期区域空气质量和大气污染防治工作进展等多种途径,广泛宣传“生态”的理念、普及大气污染防治科学知识,提高环境状况的社会透明度,引导企业和公民从自身做起、从小事做起,形成人人关注大气污染防治、人人保护大气环境的良好社会氛围。积极与周边地区协调配合,定期通报大气质量监控数据,建立健全联防联控机制,共同做好区域大气污染防治工作。

三、结语

人类共同寄居的地球和共同享有的天空是不可分割的整体。让我们积极行动起来,为了地球上的生命,为了保护我们赖以生存的空间,从我做起,从身边的小事做起。我相信,有了科学的方法,再加上我们的实际行动,在不远的将来,我们将拥有一片美丽而完整的蓝天。