技術導則與標準學習資料:大氣污染
大氣的組成會因自然災害或人類活動而發生變化。這主要是由于自然災害及人類活動向大氣中排放各種有毒、有害氣體和飄塵所至。當這些排放物超過一定界限,造成對人類和其他生物的危害時,就發生了大氣污染。在這里,我們主要討論人為因素造成的大氣污染及其危害。
大氣污染物
依據大氣污染物存在的形式,可以將大氣污染物分為顆粒物質和氣態物質。
所謂顆粒物質是指大氣中粒徑不同的固體、液體和氣溶膠體。粒徑大于10微米的固體顆粒稱為降塵,由于重力的作用,能在較短時間內沉降到地面;粒徑小于10微米的固體顆粒稱為飄塵,飄塵能夠長期地漂浮在大氣中;粒徑小于1微米稱為煙,通常煙是由燃燒過程產生的。霧是液體顆粒,其粒徑一般在0.1-100微米之間。氣溶膠體則是空氣中的固體和液體顆粒物質與空氣一起結合成的懸浮體,它的粒徑在1微米以下,可以懸浮在大氣中。氣態物質主要有含硫化合物、氮化合物、碳氫化合物、碳氧化合物、鹵素化合物等。這些氣態物質對人類的生產生活以及對生物所產生的危害主要因其化學行為造成。在污染物中,直接排放到大氣中的稱為一次污染物,有些一次污染物質在大氣中通過與其他物質發生反應,化合成新的污染物質,這種污染物質為二次污染物。在氣態污染物質中有不少二次污染物質。
幾種典型的污染化合物
(1)二氧化硫(SO2) 二氧化硫是含硫化合物質典型的大氣污染物。在煤和石油這些化石燃料中都含有一定量的硫,通過燃燒,90%以上的硫被氧化成二氧化硫。化石燃料燃燒過程中二氧化硫的散發。據估計,地球地球中的二氧化硫中1/3山通過化石燃料燃燒排放的。此外,在金屬礦石冶煉和硫酸制品等工業生產中也向大氣排放二氧化硫。
(2)一氧化碳(C0) 在煤、石油燃料的燃燒中,由于氧氣不充足就會生成一氧化碳;當氧充足時,則生成二氧化碳并釋放出大量的熱能,因此可以作為氣體燃料使用。在環境中,作為大氣污染物的一氧化碳有80%是由汽車排出的。汽油在汽車發動機中燃燒時排出大量的一氧化碳。空檔行駛時廢氣中的一氧化碳高達12%,常速行駛時排出的一氧化碳為空檔行駛的1/4.因此,在大城市交通路口汽車來往頻繁的地方,空氣中的一氧化碳有時可達50*10-6.城市空氣中的一氧化碳含量往往與交通量成正比。
(3)氮氧化物(NOx) 大氣中作為污染物的氮氧化合物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)兩種,它們一般通過含氮的有機化合物燃燒時生成或者在高溫下由空氣中的氮(N2)直接被氧化生成。含氮有機化合物的燃燒主要是指化石燃料的燃燒。氮氧化物的危害作用較為復雜,對它們的了解遠沒有像對一氧化碳那么清楚。
(4)碳氫化合物 碳氫化合物又稱為烴。烴一般分為飽和烴與不飽和烴。當碳鍵上的化學鍵是單鍵時,就是飽和烴,稱為烷;當化學鍵是雙鍵或三鍵時,就是不飽和烴,分別稱為烯和從物質狀態來分,烴類化合物有氣態的、液態的和固態的三種,碳鏈短的如甲烷、乙烯等在常溫下呈氣態;稍長一些的如汽油、煤油則呈液態;更長的可以呈固態。碳氫化合物排入大氣主要是由汽車尾氣中沒有充分燃燒的烴類(如汽油、煤油、柴油等)以及石油化工工業裂解石油時排出動廢氣所致。全世界每年由人為因素排入大氣的烴類約9000萬噸。烴類作為污染物質,主要是由于它們與光化學氧化劑的產生有關。