請問現(xiàn)在大氣污染主要包括哪些污染物,他們的化學成分是什么 ?
來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 10:32:35
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請問現(xiàn)在大氣污染主要包括哪些污染物,他們的化學成分是什么 ?【專家解說】:一、大氣污染的主要成份及危害有以下五種:(1) 顆粒物質(zhì) 顆粒物質(zhì)的來源可分為天然來源和人為來源,而以人為
【專家解說】:一、大氣污染的主要成份及危害有以下五種:
(1) 顆粒物質(zhì) 顆粒物質(zhì)的來源可分為天然來源和人為來源,而以人為來源為主。直接由污染源排放出來的稱為一次顆粒物質(zhì);大氣中某些污染組分之間,或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應而產(chǎn)生的微粒,稱為二次顆粒物質(zhì)。人為來源主要是燃料燃燒過程中形成的煤煙、飛灰等,各種工業(yè)過程排放的原料或產(chǎn)品微粒,汽車排放的含鉛化合物,以及化石燃料燃燒排放的SO2在一定條件下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等。天然來源,如風起塵埃,海浪濺出的浪沫,火山灰,森林火災的燃燒物,宇宙隕星塵以及植物的花粉等。顆粒物質(zhì)是重要的大氣污染物,大氣中的一些有毒物質(zhì)絕大部分都存在于顆粒物質(zhì)中,對人及動植物的危害很大。
(2) 硫氧化物SOx 大氣中的硫氧化物主要是SO2,還有小部分SO3。主要來自發(fā)電廠和供熱廠中含硫化石燃料(其中80%是煤)的燃燒,其次是冶煉廠、硫酸廠的排放氣,有機物的分解和燃燒,海洋及火山活動等。從化學熱力學來看SO2的平衡轉(zhuǎn)達化率高,易生成SO3。從化學動力學看,可以通過催化氧化(懸浮在大氣中的鐵鹽、鎂鹽起催化劑作用)或?qū)W化學氧化(主要是在波長為290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3極易與水汽生成硫酸霧或硫酸雨。SO2不但對人的呼吸道有強烈的刺激性,它對植物還會產(chǎn)生漂白的斑點、抑制生長、損害葉片和降低產(chǎn)量。當空氣中有微粒物質(zhì)共存時,其危害可增大3~4倍(如前述的倫敦煙霧就是例證)。SOx許多不良作用是由于SOx與水作用生成的硫酸造成的。硫酸和硝酸的酸雨己嚴重危害我國和世界許多地區(qū),成為舉世矚目的三大全球性公害之一。
(3) 氮氧化物NOx 氮氧化物的種類很多,造成大氣污染的主要是NO和NO2 等。它們主要來自礦物燃料的高溫燃燒(如汽車、飛機、內(nèi)燃機及工業(yè)窯爐等的燃燒)過程中,由空氣中的N2和O2反應生成的NO、NO2(N2+O2--===2NO, 2NO+O2===2NO2)也部分來自于生產(chǎn)和使用HNO3的工廠的排放氣,還有氮肥廠、有機中間體廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程。現(xiàn)在,每年向大氣排放NOx幾千萬噸。NO會刺激呼吸系統(tǒng),還能與血紅素結(jié)合成亞硝基血紅素而使人中毒。NO2能嚴重刺激呼吸系統(tǒng),并能使血紅素硝基化,危害比NO的更大。另外。NO2還會毀壞棉花、尼龍等織物,使柑桔落葉和發(fā)生萎黃病等。另外,也會形成硝酸酸雨產(chǎn)生危害。
(4) CO和CO2 CO是人類向大氣排放量最大的污染物,主要來自燃料的不完全燃燒。但是近來的研究指出天然產(chǎn)生的CO也不容忽視。由于近代對燃燒裝置和燃燒技術(shù)的改進,所以從固定燃燒裝置排放的CO量逐漸有所減少,而由汽車等移動源燃燒產(chǎn)生CO的量每年約有2.5億t,占人為污染源排放的CO總量的70%左右。現(xiàn)代發(fā)達國家城市空氣中的CO有80%是汽車排放的。
低層大氣中相當豐富的CH4可被氫氧自由基(––OH)作用生成甲基自由基(––CH3),繼而轉(zhuǎn)變成CO。海洋是另一個重要的天然來源。早先人們認為海洋是吸收CO的重要渠道,但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)海洋對CO是過飽和的,這樣海洋中的CO濃度反而高于大氣中的CO濃度。海洋每年向大氣排放CO約達0.6億t。
CO是無色、無臭、無氣味的氣體。一般城市空氣中的CO含量水平對植物及有關(guān)微生物均無害,但對人和動物有害,因CO能與血紅蛋白化合,生成“碳氧血紅蛋白”。CO與血紅蛋白的結(jié)合能力比O2與血紅蛋白的結(jié)合能力要大200~300倍,因此CO進入血液后,會使血液輸氧能力降低甚至失去輸氧能力,導致人體缺氧。輕度中毒有頭痛、惡心等癥狀,嚴重時則昏迷、痙攣甚至死亡。
CO2與CO不同,它本身沒有毒性,因此過去都不把CO2列為污染物,但從長遠觀點年,CO2也是相當重要的污染物。近一個多世紀以來,隨著工業(yè)、交通和能源的高速發(fā)展,排入大氣中CO2的日益增多,超過了植物的光合作用等自然界消除CO2的能力,而使CO2濃度迅速增加。CO2是一種溫室氣體,其含量的不斷增加會引起全球氣候變暖。
(5) 烴類CxHy (或簡寫為HC) 烴類是通過煉油廠排放氣、汽車油箱的蒸發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)及固定燃燒污染源等進入大氣的。一個更重要的來源是汽車尾氣,尾氣中總含有相當量的未燃盡的烴類,除非采取特別措施保證燃燒完全。這些烴類大多是飽和烴(如CH4、C2H6、C8H18等),更為嚴重的是其中一小部分由飽和烴裂解而產(chǎn)生的活性較高的烯烴,例如辛烷裂解產(chǎn)物乙烯、丙烯、丁烯等不飽和烴(可占排放氣的45%)更易和O2、NO及O3等發(fā)反應,生成光化學煙霧中的某些極有害成分。
烴類的生物來源也是不容忽視的,其中主要釋放物有CH4、萜烯類化合物(廣泛存在于某些植物的葉、花或果實中)等。這些物質(zhì)釋放量雖大,但分散在廣闊的大自然中,所以并未構(gòu)成對環(huán)境和人類的直接危害。但研究表明,CH4濃度的增加會強化溫室效應。
二、防治大氣污染的措施有以下幾種:
1. 合理安排工業(yè)布局和城鎮(zhèn)功能分區(qū)。應結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃,全面考慮工業(yè)的合理布局。工業(yè)區(qū)一般應配置在城市的邊緣或郊區(qū),位置應當在當?shù)刈畲箢l率風向的下風側(cè),使得廢氣吹響居住區(qū)的次數(shù)最少。居住區(qū)不得修建有害工業(yè)企業(yè)。
2. 加強綠化。植物除美化環(huán)境外,還具有調(diào)節(jié)氣候、阻擋、濾除和吸附灰塵,吸收大氣中的有害氣體等功能。
3. 加強對居住區(qū)內(nèi)局部污染源的管理。如飯館、公共浴室等的煙囪、廢品堆放處、垃圾箱等均可散發(fā)有害氣體污染大氣,并影響室內(nèi)空氣,衛(wèi)生部門應與有關(guān)部門配合、加強管理。
4. 控制燃煤污染。①采用原煤脫硫技術(shù),可以除去燃煤中大約40%一60%的無機硫。優(yōu)先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等。②改進燃煤技術(shù),減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液態(tài)化燃煤技術(shù)是受到各國歡迎的新技術(shù)之一。它主要是利用加進石灰石和白云石,與二氧化硫發(fā)生反應,生成硫酸鈣隨灰渣排出。對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。③開發(fā)新能源,如太陽能,風能,核能,可燃冰等,但是目前技術(shù)不夠成熟,如果使用會造成新污染,且消耗費用十分高.
5. 加強工藝措施。①加強工藝過程。采取以無毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取閉路循環(huán)以減少污染物的排除等。②加強生產(chǎn)管理。防止一切可能排放廢氣污染大氣的情況發(fā)生。③綜合利用變廢為寶。例如電廠排出的大量煤灰可制成水泥、磚等建筑材料。又可回收氮,制造氮肥等。
6.區(qū)域集中供暖供熱設立大的電熱廠和供熱站,實行區(qū)域集中供暖供熱,尤其是將熱電廠、供熱站設在郊外,對于矮煙囪密集、冬天供暖的北方城市來說,是消除煙塵的十分有效的措施。
7.交通運輸工具廢氣的治理。減少汽車廢氣排放。主要是改時發(fā)動機的燃燒設計和提高油的燃燒質(zhì)量,加強交通管理。解決汽車尾氣問題一般常采用安裝汽車催化轉(zhuǎn)化器,使燃料充分燃燒,減少有害物質(zhì)的排放。轉(zhuǎn)化器中催化劑用高溫多孔陶瓷載體,上涂微細分散的鈀和鉑,可將NOX、HC、CO等轉(zhuǎn)化為氮氣、水和二氧化碳等無害物質(zhì)。另外,也可以開發(fā)新型燃料,如甲醇、乙醇等含氧有機物、植物油和氣體燃料,降低汽車尾氣污染排放量。采用有效控制私人轎車的發(fā)展、擴大地鐵的運輸范圍和能力、使用綠色公共汽車(采用液化石油氣和壓縮燃氣)等環(huán)保車輛,也是解決環(huán)境污染的有效途徑。
8.煙囪除塵。煙氣中二氧化硫控制技術(shù)分干法(以固體粉末或顆粒為吸收劑)和濕法(以液體為吸收劑)兩大類。高煙囪排煙煙囪越高越有利于煙氣的擴散和稀釋,一般煙囪高度超過100m效果就已十分明顯,過高造價急劇上升是不經(jīng)濟的。應當指出這是一種以擴大污染范圍為代價減少局部地面污染的辦法
(1) 顆粒物質(zhì) 顆粒物質(zhì)的來源可分為天然來源和人為來源,而以人為來源為主。直接由污染源排放出來的稱為一次顆粒物質(zhì);大氣中某些污染組分之間,或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應而產(chǎn)生的微粒,稱為二次顆粒物質(zhì)。人為來源主要是燃料燃燒過程中形成的煤煙、飛灰等,各種工業(yè)過程排放的原料或產(chǎn)品微粒,汽車排放的含鉛化合物,以及化石燃料燃燒排放的SO2在一定條件下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等。天然來源,如風起塵埃,海浪濺出的浪沫,火山灰,森林火災的燃燒物,宇宙隕星塵以及植物的花粉等。顆粒物質(zhì)是重要的大氣污染物,大氣中的一些有毒物質(zhì)絕大部分都存在于顆粒物質(zhì)中,對人及動植物的危害很大。
(2) 硫氧化物SOx 大氣中的硫氧化物主要是SO2,還有小部分SO3。主要來自發(fā)電廠和供熱廠中含硫化石燃料(其中80%是煤)的燃燒,其次是冶煉廠、硫酸廠的排放氣,有機物的分解和燃燒,海洋及火山活動等。從化學熱力學來看SO2的平衡轉(zhuǎn)達化率高,易生成SO3。從化學動力學看,可以通過催化氧化(懸浮在大氣中的鐵鹽、鎂鹽起催化劑作用)或?qū)W化學氧化(主要是在波長為290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3極易與水汽生成硫酸霧或硫酸雨。SO2不但對人的呼吸道有強烈的刺激性,它對植物還會產(chǎn)生漂白的斑點、抑制生長、損害葉片和降低產(chǎn)量。當空氣中有微粒物質(zhì)共存時,其危害可增大3~4倍(如前述的倫敦煙霧就是例證)。SOx許多不良作用是由于SOx與水作用生成的硫酸造成的。硫酸和硝酸的酸雨己嚴重危害我國和世界許多地區(qū),成為舉世矚目的三大全球性公害之一。
(3) 氮氧化物NOx 氮氧化物的種類很多,造成大氣污染的主要是NO和NO2 等。它們主要來自礦物燃料的高溫燃燒(如汽車、飛機、內(nèi)燃機及工業(yè)窯爐等的燃燒)過程中,由空氣中的N2和O2反應生成的NO、NO2(N2+O2--===2NO, 2NO+O2===2NO2)也部分來自于生產(chǎn)和使用HNO3的工廠的排放氣,還有氮肥廠、有機中間體廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程。現(xiàn)在,每年向大氣排放NOx幾千萬噸。NO會刺激呼吸系統(tǒng),還能與血紅素結(jié)合成亞硝基血紅素而使人中毒。NO2能嚴重刺激呼吸系統(tǒng),并能使血紅素硝基化,危害比NO的更大。另外。NO2還會毀壞棉花、尼龍等織物,使柑桔落葉和發(fā)生萎黃病等。另外,也會形成硝酸酸雨產(chǎn)生危害。
(4) CO和CO2 CO是人類向大氣排放量最大的污染物,主要來自燃料的不完全燃燒。但是近來的研究指出天然產(chǎn)生的CO也不容忽視。由于近代對燃燒裝置和燃燒技術(shù)的改進,所以從固定燃燒裝置排放的CO量逐漸有所減少,而由汽車等移動源燃燒產(chǎn)生CO的量每年約有2.5億t,占人為污染源排放的CO總量的70%左右。現(xiàn)代發(fā)達國家城市空氣中的CO有80%是汽車排放的。
低層大氣中相當豐富的CH4可被氫氧自由基(––OH)作用生成甲基自由基(––CH3),繼而轉(zhuǎn)變成CO。海洋是另一個重要的天然來源。早先人們認為海洋是吸收CO的重要渠道,但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)海洋對CO是過飽和的,這樣海洋中的CO濃度反而高于大氣中的CO濃度。海洋每年向大氣排放CO約達0.6億t。
CO是無色、無臭、無氣味的氣體。一般城市空氣中的CO含量水平對植物及有關(guān)微生物均無害,但對人和動物有害,因CO能與血紅蛋白化合,生成“碳氧血紅蛋白”。CO與血紅蛋白的結(jié)合能力比O2與血紅蛋白的結(jié)合能力要大200~300倍,因此CO進入血液后,會使血液輸氧能力降低甚至失去輸氧能力,導致人體缺氧。輕度中毒有頭痛、惡心等癥狀,嚴重時則昏迷、痙攣甚至死亡。
CO2與CO不同,它本身沒有毒性,因此過去都不把CO2列為污染物,但從長遠觀點年,CO2也是相當重要的污染物。近一個多世紀以來,隨著工業(yè)、交通和能源的高速發(fā)展,排入大氣中CO2的日益增多,超過了植物的光合作用等自然界消除CO2的能力,而使CO2濃度迅速增加。CO2是一種溫室氣體,其含量的不斷增加會引起全球氣候變暖。
(5) 烴類CxHy (或簡寫為HC) 烴類是通過煉油廠排放氣、汽車油箱的蒸發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)及固定燃燒污染源等進入大氣的。一個更重要的來源是汽車尾氣,尾氣中總含有相當量的未燃盡的烴類,除非采取特別措施保證燃燒完全。這些烴類大多是飽和烴(如CH4、C2H6、C8H18等),更為嚴重的是其中一小部分由飽和烴裂解而產(chǎn)生的活性較高的烯烴,例如辛烷裂解產(chǎn)物乙烯、丙烯、丁烯等不飽和烴(可占排放氣的45%)更易和O2、NO及O3等發(fā)反應,生成光化學煙霧中的某些極有害成分。
烴類的生物來源也是不容忽視的,其中主要釋放物有CH4、萜烯類化合物(廣泛存在于某些植物的葉、花或果實中)等。這些物質(zhì)釋放量雖大,但分散在廣闊的大自然中,所以并未構(gòu)成對環(huán)境和人類的直接危害。但研究表明,CH4濃度的增加會強化溫室效應。
二、防治大氣污染的措施有以下幾種:
1. 合理安排工業(yè)布局和城鎮(zhèn)功能分區(qū)。應結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃,全面考慮工業(yè)的合理布局。工業(yè)區(qū)一般應配置在城市的邊緣或郊區(qū),位置應當在當?shù)刈畲箢l率風向的下風側(cè),使得廢氣吹響居住區(qū)的次數(shù)最少。居住區(qū)不得修建有害工業(yè)企業(yè)。
2. 加強綠化。植物除美化環(huán)境外,還具有調(diào)節(jié)氣候、阻擋、濾除和吸附灰塵,吸收大氣中的有害氣體等功能。
3. 加強對居住區(qū)內(nèi)局部污染源的管理。如飯館、公共浴室等的煙囪、廢品堆放處、垃圾箱等均可散發(fā)有害氣體污染大氣,并影響室內(nèi)空氣,衛(wèi)生部門應與有關(guān)部門配合、加強管理。
4. 控制燃煤污染。①采用原煤脫硫技術(shù),可以除去燃煤中大約40%一60%的無機硫。優(yōu)先使用低硫燃料,如含硫較低的低硫煤和天然氣等。②改進燃煤技術(shù),減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液態(tài)化燃煤技術(shù)是受到各國歡迎的新技術(shù)之一。它主要是利用加進石灰石和白云石,與二氧化硫發(fā)生反應,生成硫酸鈣隨灰渣排出。對煤燃燒后形成的煙氣在排放到大氣中之前進行煙氣脫硫。③開發(fā)新能源,如太陽能,風能,核能,可燃冰等,但是目前技術(shù)不夠成熟,如果使用會造成新污染,且消耗費用十分高.
5. 加強工藝措施。①加強工藝過程。采取以無毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取閉路循環(huán)以減少污染物的排除等。②加強生產(chǎn)管理。防止一切可能排放廢氣污染大氣的情況發(fā)生。③綜合利用變廢為寶。例如電廠排出的大量煤灰可制成水泥、磚等建筑材料。又可回收氮,制造氮肥等。
6.區(qū)域集中供暖供熱設立大的電熱廠和供熱站,實行區(qū)域集中供暖供熱,尤其是將熱電廠、供熱站設在郊外,對于矮煙囪密集、冬天供暖的北方城市來說,是消除煙塵的十分有效的措施。
7.交通運輸工具廢氣的治理。減少汽車廢氣排放。主要是改時發(fā)動機的燃燒設計和提高油的燃燒質(zhì)量,加強交通管理。解決汽車尾氣問題一般常采用安裝汽車催化轉(zhuǎn)化器,使燃料充分燃燒,減少有害物質(zhì)的排放。轉(zhuǎn)化器中催化劑用高溫多孔陶瓷載體,上涂微細分散的鈀和鉑,可將NOX、HC、CO等轉(zhuǎn)化為氮氣、水和二氧化碳等無害物質(zhì)。另外,也可以開發(fā)新型燃料,如甲醇、乙醇等含氧有機物、植物油和氣體燃料,降低汽車尾氣污染排放量。采用有效控制私人轎車的發(fā)展、擴大地鐵的運輸范圍和能力、使用綠色公共汽車(采用液化石油氣和壓縮燃氣)等環(huán)保車輛,也是解決環(huán)境污染的有效途徑。
8.煙囪除塵。煙氣中二氧化硫控制技術(shù)分干法(以固體粉末或顆粒為吸收劑)和濕法(以液體為吸收劑)兩大類。高煙囪排煙煙囪越高越有利于煙氣的擴散和稀釋,一般煙囪高度超過100m效果就已十分明顯,過高造價急劇上升是不經(jīng)濟的。應當指出這是一種以擴大污染范圍為代價減少局部地面污染的辦法
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