大学化学论文空气污染的成因及治理方法

空气污染的成因及治理方法

摘 要: 工业和交通运输业迅速发展以及化石燃料的大量使用, 将粉尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、臭氧等物质排入大气层, 使大气质量严重恶化。人类需要发展但更需要保护环境, 如何保护好环境是人们共同关心的问题。主要针对大气污染的成因及治理措施进行了初步探索。

关 键 词: 大气污染; 成因分析; 治理方法

引言： 目前, 工业生产给环境带来的主要污染物为 工业废气、工业废水、废渣(即工业“三废”), 其中，工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业废 气对人类的健康威胁极大, 尽可能将污染物排放 量降低到最低限度是非常必要的。 工业和交通运输业迅速发展以及化石燃料的 大量使用, 将粉尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化 物、臭氧等物质排入大气层, 使大气质量严重恶 化。我国大气污染属“煤烟型”污染, 全国城市空 气中总悬浮微粒浓度普遍超标。而且加剧建筑 物, 铁道、桥梁的腐蚀与破损, 给工农业带来巨大 的损失。而由大气污染引起的温室效应和臭氧层 破坏更是直接地威胁到人类的生存。

1 大气污染的成因分析

1.1 大气污染的概念

所谓大气污染是指人类生产、生活活动或自 然界向大气排出各种污染物, 其含量超过环境承 载能力, 使大气质量发生恶化, 使人们的工作、生 活、健康、设备财产以及生态环境等遭受恶劣影响 和破坏。污染源可分为天然污染源和人为污染 源。天然污染源是指自然界向大气排放污染物的 地点或地区, 如排放灰尘、二氧化硫、硫化氢等污 染物的活火山、自然逸出的瓦斯气, 以及发生森林 火灾、地震等自然灾害的地方。人为污染源则又 可按不同的方法分类:按污染源空间分布方式可 分为点污染源、面污染源、区域性污染源; 按人们 的社会活动功能可分为生活污染源、工业污染源、 交通污染源等; 按污染源存在的形式可分为固定 污染源和移动污染源。

1.2 废气污染的成分

对生态环境影响较大和人类健康威胁较大且 绝对排放量较大的废气主要包括:含NOx 、SO2、P 、 As、PH3、CO 、HF 、C2HCl3、C2H3Cl3, 等污染物的有

毒气体及其他气体。 1.3 原因分析

1. 3. 1 地形和气候因素是影响大气质量的基本

原因 ：地形地貌和气象条件特殊, 不利于大气污染 物的稀释和扩散。以兰州市为例, 全市总的地形 特点是以西北的祁连山余脉和东南部的马卸山脉 为最终点, 相向成阶梯形, 逐渐下降到以中部西东 流向的黄河及其支流冲积而成之河谷川地为鞍 底, 形成一巨大马鞍形, 相对高差为2 181 m。另 外裸露的谷侧山峰对谷间大气有明显的加热效 应, 由于山峰表面吸收太阳辐射温度升高, 其表面 温度高于空气温度, 造成超绝热温度递减率, 白天 山峰对谷顶空气加热, 谷底空气温度较低, 形成脱 地逆温. 夜间谷间辐射, 冷空气沿坡面下滑, 形成 夜间谷间辐射逆温. 山谷盆地日间的脱地逆温层, 以及夜间山谷冷胡效应形成的逆温层, 是造成山

谷大气污染的根本原因。

1. 3. 城市建设是影响大气质量的重要原因

根据对主要大气污染的分类统计分析, 其主 要来源可概括为三大方面:燃料燃烧; 工业生产过 程:交通运输等。各种工业生产过程中产生的大 气污染排放量虽仅占大气污染总排放量的1/5左 右。但由于排放点比较集中。浓度较高, 所以对工矿区或局部的大气污染较为严重。

(1)燃料燃烧。在一些城市, 天然气在居民 的生活中还没有普及, 煤仍然是人们的首选燃料。 而在燃煤市场上, 高硫煤仍占主导地位。由于经 济条件的限制, 人们不可能放弃廉价的高硫煤

而 去购买环保型的低硫煤; 这就造成SO2的大量排放。

(2)工业生产过程。化学工业、煤炭工业等, 即是国家的重点发展部门。也是污染最为严重的 企业。而且这些工矿企业大多数成为大气污染的主力军。

(3)交通运输。近些年来, 交通运输发展迅 速。特别是近年来, 私人轿车的数量急剧增多。 但是, 交通运输的发展带来了严重的环境问题。 汽车的尾气中含有大量的CO, 对人体的危害极 大, 特别是一些柴油大货车和冒烟车辆。排放的 尾气中夹杂着大量的可吸入颗粒物, 是导致疾病的重要因素。

(4)市政建设。城市马路普遍存在道路斜坡 问题, 即马路两侧的人行板道明显高于路面而且 与路面垂直, 呈“凹”字型。致使马路上的灰尘不 能吹走, 而且越积越多, 这也是引发扬尘天气的直接原因。

工业布局。工矿企业的分散性使城区的大气污染受到不同程度的影响。

绿化。一些新兴的工业城市, 绿化还没有跟上工业发展的步伐。只有政府、一些企事业 单位, 机关团体内部绿化已基本达标, 而整个城区 的绿化却远远达不到要求。 2 治理大气污染的措施

2.1 防治大气污染的途径大气污染防治的途径很多, 主要有调整能源 战略、采用清洁能源、推行清洁生产工艺、合理使 用煤炭资源、强化大气环境管理、进行污染物总量控制, 应用绿色植物净化大气等。

(1)调整能源战略, 采用清洁能源。大力开 发水利资源, 有步骤地发展核能, 努力利用太阳 能、风能、海洋能等清洁能源。我国水能资源仅开发5%,还有95%待开发, 大力开发利用水利资 源是调整我国能源战略、改变能源结构的首要任务。

(2)推行清洁生产工艺是实现清洁生产、减轻大气污染的重要途径。

(3)采用高新技术, 合理利用煤炭资源, 推广型煤, 改进燃烧方式。

(4)依法强化城市大气污染管理, 进行大气污染物总量控制。

2.2 对大气环境质量进行监测

大气中的有害物质是多种多样的, 不同地区 污染类型和排放污染物种类不尽相同, 因此, 在进 行大气质量评价时。应根据各地的实际情况确定 需要检测的大气环境指标。大气中常见的污染物 有总悬浮颗粒物、降尘、可吸入颗粒物、二氧化硫、 氮氧化物、总烃、铅、氟化物、臭氧和苯并芘。 颗粒物质的测定:颗粒物质是大气污染物中 数量最大、成分复杂、性质多样、危害较大的一种, 它本身可以是有毒物质, 还可以是其他有毒有害 物质在大气中的运载体、催化剂或反应床。在某 些情况下, 颗粒物质与所吸附的气态或蒸汽态物 质结合, 会产生比单个组分更大的协同毒性作用。 所以, 对颗粒物质的研究是控制大气污染的一个 重要内容。大气中颗粒物质的检测项目有:总悬 浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物浓度及粒度分布 的测定、降尘量的测定、颗粒中化学组分的测定。 其中。颗粒物浓度的测定最常用的是重量法。 二氧化硫的测定:大气中的含硫污染物主要有H2S 、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各种硫酸盐。它 们主要来源于煤和石油燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。 作为大气污染的主要指标之一, 二氧化硫在 各种大气污染物中分布最广、影响最大, 因此, 在 硫氧化物的检测中常常以二氧化硫为代表。 大气中氮氧化物的测定可分为化学法和仪器法两类。

化学法中最常用的是Saltzman 法(GB/T15435-95)、酸性高锰酸钾溶液氧化法、三氧化铬 -石英砂氧化法。其中Saltzman 法仅适于测二氧 化氮的含量, 酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化 铬-石英砂氧化法可以检测大气中氮氧化物总量。

2.3 综合整治

大气污染综合整治规划是根据城市大气质量 现状与发展趋势进行功能区划并按拟定的环境目 标计算各功能区最大允许排放量和削减量, 从而 制定污染治理方案。大气污染的治理应根

据城市 的能源结构与交通状况确定首要污染物即浓度 高、范围广、危害大的污染物。便于治理时有的放 矢、对症下药。当前我国大部分城市的大气污染 主要是由采用落后燃烧方式燃煤和汽车尾气引 起, 由此而来的首要污染物是二氧化硫和总悬浮 颗粒, 因此规划的远景目标应该是改进落后的燃 煤方式, 提高燃烧效率, 尽量使用气体燃料、型煤、 太阳能、地热等无污染或少污染的能源, 实行区域 集中供热、消灭千家万户的小烟囱, 提高道路硬化 率, 通过强化污染源治理和提高污染控制技术等 手段创建无烟控制区。调整工业布局, 根据大气 自净规律科学便理的利用大气环境容量; 强化污 染源的治理, 降低污染物的排放量; 通过技术和行 政的手段减少汽车尾气的污染; 提高城市绿化率、 选择抗污染性好的树种, 大力发展植物净化。

2.4 利用气象条件防治大气污染 在污染源变化相对稳定的情况下, 大气污染 状况主要取决于气象条件。污染物在大气中的稀 释和扩散受气象条件的支配非常明显, 因此, 利用 气象条件来制约污染源是防治大气污染现实而又 有效的途径, 而污染气象条件预报则是其中的关键。气象部门在防治城市大气污染方面。不仅仅 只限于提供大气污染预报, 还可以为政府规划部 门搞好城市建设的合理布局和城市环境规划提供 科学依据。雾是加重大气污染的重要气象条件之 一, 而降水可以冲刷大气中的污染物。所以气象部门可以通过人工增雨、增雪、消雾等技术来净化大气、消除污染。

3 结论

我国目前人均耗能水平还很低, 仅为世界人 均的l/4,能源消耗量也将呈现大幅度上升趋势。 在近期内, 我国的能源结构仍将以煤为主, 煤炭消 耗量的增加将加重我国城市大气污染程度, 而大 幅度提高治理城市大气污染的投资困难较大。因 此, 我国大气环境质量发展趋势不容乐观。根据 我国多年环境保护工作的经验, 在工业污染源或 固定源的污染未得到根本控制之前, 我国城市大 气污染治理还必须以命令控制型和法律、法规手段为主; 随着我国市场经济的建立和完善, 环境经 济手段无疑是我国环境政策的发展方向。

参考文献：

[1] 童志权, 陈焕钦. 工业废气污染控制与利用[M].北

京:化学工业出版社, 1989.

[2] 覃世金. 黄磷生产中“三废”综合利用的思路[J].湖

北化工, 1997, (2): 51-53.

[3] 林肇信. 大气污染控制工程[M].北京:高等教育出

版社, 2000.

[4] 席胜伟. 大气污染危害性分析及治理途径[J].科技情