二次污染物
概念
二次污染物對環(huán)境和人體的危害,通常要比一次污染物嚴(yán)重。例如,甲基汞比汞或汞的無機(jī)化合物對人體健康的危害要大得多。二汰污染物的形成機(jī)制,往往很復(fù)雜。在光化學(xué)煙霧和酸雨形成的研究中,二次污染物形成機(jī)制的研究是一個重要的內(nèi)容。
源頭
(1)工業(yè)污染源:由火力發(fā)電、鋼鐵、化工和硅酸鹽等工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中所排放的煤煙、粉塵及有害化合物等形成的污染源。此類污染源由于不同工礦企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)和流程工藝的不同,其所排放的污染物種類和數(shù)量大不相同,但有一個共同的特點(diǎn)是,排放源集中、濃度高、局地污染強(qiáng)度高。是城市大氣污染的罪魁禍?zhǔn)住?
(2)農(nóng)業(yè)污染源:主要是不當(dāng)施用農(nóng)藥、化肥、有機(jī)糞肥等過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)揮發(fā)擴(kuò)散,以及施用后NOx、CH4、揮發(fā)性農(nóng)藥成分從土壤中逸散進(jìn)入大氣等形成的污染源。
(3)交通運(yùn)輸污染源:由汽車、飛機(jī)、火車和輪船等交通運(yùn)輸工具運(yùn)行時向大氣
(4)生活污染源是指居民日常燒飯、取暖、沐浴等活動,燃燒化石燃料而向大氣排放煙塵、SO2、NOx等污染物。這類污染源屬固定源,具有分布廣、排量大、污染高度低等特點(diǎn),是一些城市大氣污染不可忽視的污染源。但是,隨著城市電氣化的推進(jìn),城市生活污染源將從根本上得到遏制。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前被人們注意到或已經(jīng)對環(huán)境和人類產(chǎn)生危害的大氣污染物大約有100種左右。其中影響范圍廣、對人類環(huán)境威脅較大、具有普遍性的污染物有顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠锛肮饣瘜W(xué)氧化劑等。
類型
大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達(dá)到足夠的時間,危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。
(一)根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)及其存在的大氣狀況,可將大氣污染分為還原型大氣污染和氧化型大氣污染。
(二)根據(jù)燃料性質(zhì)和污染物的組成,可將大氣污染分為煤炭型、石油型、混合型和特殊型四類。
中國是世界上大氣污染最嚴(yán)重的國家之一,大氣污染是我國環(huán)境問題中的一個主要問題。我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)、地形及氣候條件決定了我國大氣污染具有以下特征:
①煤煙型污染是污染的普遍問題,主要污染物是煙塵和二氧化硫;
②汽車尾氣污染明顯增加,并逐漸上升為城市大氣主要污染源,總懸浮顆粒物或可吸入顆粒是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物;
③酸雨分布區(qū)域性、季節(jié)性明顯,污染物成分特點(diǎn)突出,多以硫酸酸雨為主;
④工業(yè)“三廢”任意排放是目前大氣污染的罪魁禍?zhǔn)祝r(nóng)業(yè)引發(fā)的大氣污染不容忽視。
大氣二次污染物
1、二氧化硫(SO2)
二氧化硫主要由燃煤及燃料油等含硫物質(zhì)燃燒產(chǎn)生,其次是來自自然界,如火山爆發(fā)、森林起火等產(chǎn)生。二氧化硫?qū)θ梭w的結(jié)膜和上呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激性,可損傷呼吸器管可致支氣管炎、肺炎,甚至肺水腫呼吸麻痹。短期接觸二氧化硫濃度為0.5毫克/立方米空氣的老年或慢性病人死亡率增高,濃度高于0.25毫克/立方米,可使呼吸道疾病患者病情惡化。長期接觸濃度為0.1毫克/立方米空氣的人群呼吸系統(tǒng)病癥增加。另外,二氧化硫?qū)饘俨牧?、房屋建筑、棉紡化纖織品、皮革紙張等制品容易引起腐蝕,剝落、褪色而損壞。還可使植物葉片變黃甚至枯死。國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,居住區(qū)日平均濃度低于0.15毫克/立方米,年平均濃度低于0.06毫克/立方米。
2、氮氧化物(NOx)
空氣中含氮的氧化物有一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)等,其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮,以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要來源于生產(chǎn)、生活中所用的煤、石油等燃料燃燒的產(chǎn)物(包括汽車及一切內(nèi)燃機(jī)燃燒排放的NOx);其次是來自生產(chǎn)或使用硝酸的工廠排放的尾氣。當(dāng)NOx與碳?xì)浠锕泊嬗诳諝庵袝r,經(jīng)陽光紫外線照射,發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一種光化學(xué)煙霧,它是一種有毒性的二次污染物。NO2比NO的毒性高4倍,可引起肺損害,甚至造成肺水腫。慢性中毒可致氣管、肺病變。吸入NO,可引起變性血紅蛋白的形成并對中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。NOx對動物的影響濃度大致為1.0毫克/立方米,對患者的影響濃度大致為0.2毫克/立方米。國家國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,居住區(qū)的平均濃度低于0.10毫克/立方米,年平均濃度低于0.05毫克/立方米。
3、粒子狀污染物
空氣中的粒子狀污染物數(shù)量大、成分復(fù)雜,它本身可以是有毒物質(zhì)或是其它污染物的運(yùn)載體。其主要來源于煤及其它燃料的不完全燃燒而排出的煤煙、工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、建筑和交通揚(yáng)塵、風(fēng)的揚(yáng)塵等,以及氣態(tài)污染物經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)形成的鹽類顆粒物。在空氣污染監(jiān)測中,粒子狀污染物的監(jiān)測項(xiàng)目主要為總懸浮顆粒物、自然降塵和飄塵。
(1)總懸浮顆粒物(TSP):總懸浮顆粒物是指粒徑在100微米以下的顆粒物,簡稱TSP。其對人體的危害程度主要決定于自身的粒度大小及化學(xué)組成。TSP中粒徑大于10微米的物質(zhì),幾乎都可鼻腔和咽喉所捕集,不進(jìn)入肺泡。對人體危害最大的是10微米以下的浮游狀顆粒物,稱為飄塵。可經(jīng)過呼吸道沉積于肺泡。慢性呼吸道炎癥、肺氣腫、肺癌的發(fā)病與空氣顆粒物的污染程度明顯相關(guān),當(dāng)長年接觸顆粒物濃度高于0.2毫克/立方米的空氣時,其呼吸系統(tǒng)病癥增加。國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定居住區(qū)日平均濃度低于0.3毫克/立方米,年平均濃度低于0.2毫克/立方米。
(2)自然降塵:自然降塵指粒徑大于10微米在空氣中經(jīng)重力作用就能沉降到地面上的灰塵。其來源以風(fēng)沙揚(yáng)塵為主。人吸入灰塵會增加呼吸道的阻力,呼吸道出現(xiàn)狹窄現(xiàn)象。
4、酸雨
指降水的pH值低于5.6時,降水即為酸雨。煤炭燃燒排放的二氧化硫和機(jī)動車排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素;其次氣象條件和地形條件也是影響酸雨形成的重要因素。降水酸度pH<4.9時,將會對森林、農(nóng)作物和材料產(chǎn)生明顯損害。
5、一氧化碳(CO)
一氧化碳是無色、無臭的氣體。主要來源于含碳燃料、卷煙的不完全燃燒,其次是煉焦、煉鋼、煉鐵等工業(yè)生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的。人體吸入一氧化碳易與血紅蛋白相結(jié)合生成碳氧血紅蛋白,而降低血流載氧能力,導(dǎo)致意識力減弱,中樞神經(jīng)功能減弱,心臟和肺呼吸功能減弱;受害人感到頭昏、頭痛、惡心、乏力,甚至昏迷死亡。我國空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定居住區(qū)一氧化碳日平均濃度低于4.00毫克/立方米。
6、氟化物(F)
指以氣態(tài)與顆粒態(tài)形成存在的無機(jī)氟化物。主要來源于含氟產(chǎn)品的生產(chǎn)、磷肥廠、鋼鐵廠、冶鋁廠等工業(yè)生產(chǎn)過程。氟化物對眼睛及呼吸器官有強(qiáng)烈刺激,吸入高濃度的氟化物氣體時,可引起肺水腫和支氣管炎。長期吸入低濃度的氟化物氣體會引起慢性中毒和氟骨癥,使骨骼中的鈣質(zhì)減少,導(dǎo)致骨質(zhì)硬化和骨質(zhì)疏松。我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定城市地區(qū)日平均濃度7微克/立方米。
7、鉛及其化合物(Pb)
指存在于總懸浮顆粒物中的鉛及其化合物。主要來源于汽車排出的廢氣。鉛進(jìn)入人體,可大部分蓄積于人的骨骼中,損害骨骼造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),對男性的生殖腺也有一定的損害。引起臨床癥狀為貧血、末梢神經(jīng)炎,出現(xiàn)運(yùn)動和感覺異常。我國尿鉛80微克/升為正常值,血鉛正常值小于50微克/毫升。
危害
大氣中的二氧化硫70%來自燃煤,二氧化硫?qū)ρ劢Y(jié)膜和呼吸道黏膜具有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用。它可引起氣管和支氣管的反射性痙攣,使管腔縮小,呼吸道阻力增加,黏液分泌增多,換氣量減少。嚴(yán)重肺、心功能損害時,可造成肺氣腫甚或呼吸道腫脹;導(dǎo)致喉痙攣和聲門水腫,使人窒息而死亡。長期接觸含二氧化硫的空氣可引起鼻炎、咽炎、支氣管炎,及COPD等疾病。此外,二氧化硫?qū)π难芗膊∫灿杏绊?。二氧化硫又是一種促癌物質(zhì),能加強(qiáng)某些致癌物質(zhì)的作用。二氧化硫還可形成酸雨,對生態(tài)系統(tǒng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和建筑設(shè)施造成嚴(yán)重?fù)p害。
2、氮氧化物對健康的危害
氮氧化物是含氮?dú)怏w化合物的總稱,造成大氣嚴(yán)重污染的主要是一氧化氮和二氧化氮。在水中溶解度小,故對呼吸道和眼睛黏膜刺激作用相對來講較小。進(jìn)入深部呼吸道的氮氧化物能緩慢地溶解于肺泡表面的液體中,并逐漸形成亞硝酸及硝酸,對肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激及腐蝕作用,使肺毛細(xì)血管通透性增加,導(dǎo)致肺水腫。亞硝酸根進(jìn)入血液后可引起高鐵血紅蛋白癥和血管擴(kuò)張,引起組織缺氧,出現(xiàn)發(fā)紺、呼吸困難、血壓下降及中樞神經(jīng)損害。氮氧化物的慢性中毒作用主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征。
3、光化學(xué)煙霧對健康的危害
氮氧化物和碳?xì)浠镌谧贤饩€的參與下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),生成二次污染物如臭氧、醛類、過氧乙?;跛狨サ龋ǚQ為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧具有強(qiáng)烈的刺激性,對人體最突出的作用是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛紅腫和喉炎。高濃度光化學(xué)煙霧能損害深部呼吸道黏膜和組織可導(dǎo)致胸痛,甚至引起肺水腫。甲醛是一種刺激性的致敏物,能造成上呼吸道刺激及變態(tài)反應(yīng)性疾病。
4、可吸入性顆粒物及其危害
煤與其他碳?xì)浠镉捎谌紵蝗蚩諝庵信懦雒簾?,是大氣中懸浮微粒的主要來源。直徑小?0μm的微粒可被人體吸入呼吸道,稱為可吸入顆粒物。大于5μm的塵粒易被上呼吸道阻留,部分可隨痰排出,其局部刺激作用,可引起慢性炎癥。小于5μm的塵粒,可進(jìn)入支氣管和肺泡,引起支氣管反射性痙攣,黏液分泌增加,呼吸道阻力增大。塵粒作用于肺泡,能促使肺纖維組織增生,影響肺的換氣功能,引起慢性支氣管炎等呼吸系統(tǒng)疾患。有些可吸入顆粒物本身就是有毒的,或吸附其他有毒物質(zhì),可引起相應(yīng)的多種危害。大氣懸浮微粒中含有的苯并(a)芘等多環(huán)芳烴是致癌物質(zhì)。
由于大氣被氯氟烴污染,臭氧層遭破壞,致使射向地面的短波紫外線增多,可使皮膚癌、白內(nèi)障發(fā)病增加,并可危及生物,特別是海洋生物的生存。
大氣污染可使佝僂病發(fā)病率增加,某些經(jīng)空氣傳播的疾病容易流行。肺癌發(fā)病率及死亡率與大氣污染水平有關(guān),污染嚴(yán)重可引致公害事件。
防治
(一)采取各種措施,減少污染物的產(chǎn)生
1、區(qū)域采暖和集中供熱
2、改善燃料構(gòu)成
3、進(jìn)行技術(shù)更新,改善燃燒過程
4、改革生產(chǎn)工藝,綜合利用“廢氣”
5、開發(fā)新能源,開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物能和核聚變能等清潔能源,以減少煤碳、石油的用量。以上新能源多為可再生性能源,在利用過程中不會產(chǎn)生化石能源開采使用的環(huán)境問題,是比較清潔的燃料。
(二)采用各種技術(shù),控制污染物排放
1、煙塵治理技術(shù)
2、二氧化硫治理技術(shù)
3、光化學(xué)煙霧的治理技術(shù)
(三)合理利用環(huán)境自凈能力,保護(hù)大氣環(huán)境
1、搞好總體規(guī)劃,合理工業(yè)布局:(1)搞好城市規(guī)劃,完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);(2)調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)、合理工業(yè)布局
2、做好大氣環(huán)境規(guī)劃,科學(xué)利用大氣環(huán)境容量
3、選擇有利污染物擴(kuò)散的排放方式
4、發(fā)展綠色植物,增強(qiáng)自凈能力
(四)加強(qiáng)大氣管理
大氣環(huán)境管理就是運(yùn)用法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、教育等手段,通過全面規(guī)劃,從宏觀上、戰(zhàn)略上、總體上研究解決大氣污染問題。法律是環(huán)境管理中的一種重要手段,是以規(guī)范性、強(qiáng)制性、穩(wěn)定性和指導(dǎo)性的方式來管理環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境管理科學(xué)化、定量化,中國先后頒布了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《工業(yè)鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)》、《汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)》等一系列大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn),為大氣環(huán)境管理提供了依據(jù)。
