大氣污染的現狀及綜合防治
專業:工業環保與安全技術
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目前,困擾世界全球性大氣污染的問題主要是溫室效應與臭氧層破壞。這種污染所造成的傷害已經沒有了國界的限制,足以威脅人類能否在地球上繼續居住下去,其后果十分嚴峻,已成為與世界各國都有切身利害關系的問題,引起了普遍的關注。全人類只有一個地球,共用一個大氣圈,全球性大氣污染所帶來的災害是全球性的,危及到每一個人的,使人類的生存和發展受到嚴峻的挑戰。因此,綜合治理全球性大氣污染需要各國政府協調一致的行動,需要全人類共同努力。聯合國1989年把“警惕全球變暖”作為6月5日全世界環境日主題,以喚起社會各界環境污染的關注和全世界人民對自己的生存環境的危機感與責任感。
關鍵詞:大氣污染
現狀
綜合治理
國際協議
法律政策
一、全球大氣污染的現狀
目前,困擾世界全球性大氣污染的問題主要是溫室效應與臭氧層破壞。這種污染所造成的傷害已經沒有了國界的限制,足以威脅人類能否在地球上繼續居住下去,其后果十分嚴峻,已成為與世界各國都有切身利害關系的問題,引起了普遍的關注。要解決這個問題,需要各國協調一致的行動。聯合國1989年把“警惕全球變暖”作為6月5日全世界環境日主題,以喚起社會各界環境污染的關注和全世界人民對自己的生存環境的危機感與責任感。
全球性大氣污染在世界范圍內引起了一系列問題。人類活動排入大氣的某些化學物質如CO2、CH4、N2O、CFC(氟氯烷烴)引起溫室效應,溫室效應導致全球變暖。近百年來,全球地面平均氣溫增加了0.3—0.6℃。地球變暖引起海平面的上升,當前世界大洋溫度正以每年0.1℃的速度上升,全球海平面在過去百年里上升了14.4cm,我國沿海的海平面也平均上升了11.5cm,海平面的上升將嚴重威脅低地勢島嶼和沿海地區人民的生產、生活和財產安全。
氟氯烷烴、N2O、CH4等不僅能產生溫室效應,而且還能與平流層的臭氧發生作用,導致臭氧層的消耗。研究結果表明,平流層臭氧濃度減少1%,紫外線輻射量將增加2%,皮膚癌發病率將增加3%,白內障發病率將增加0.2—1.6%,因此,臭氧層的消耗,已經造成了對人體的傷害,并使農作物減產,使森林、自然生物圈生成及海洋生態平衡受到嚴重的影響,保護臭氧層就是保護我們人類自身的健康與安全。
人為造成的各種溫室氣體對全球的溫室效應所起作用的比例不同,其中CO2的作用占55%,CFC占4%,CH4占5%,N2O占6%,因此,CO2的增加是造成全球變暖的主要因素。
大氣中二氧化碳濃度的上升,主要是由于煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒而造成的,換成燃料碳每年約為50億噸。其次是由于森林的采伐、燒毀,用作燃料所產生的二氧化碳量大約為10億—16億噸/年。森林通過光合作用吸收的二氧化碳,大片森林被毀,吸收的二氧化碳的能力大大減少。此外,近年科學家發現北冰洋沿岸凍土在秋季也釋放出大量的二氧化碳。由化石燃燒而排放的二氧化碳中,80%是發達國家生產的,而由森林破壞排放的二氧化碳主要發生在發展中國家。
甲烷的發生源有家畜腸胃內發酵,田地、沼澤等潮濕地帶,天然氣泄漏等。大氣中的N2O的主要發生源是土壤。在NH4+、NO3-等氮供應源充分的情況下,可以從潮濕的土壤中產生N2O。海洋中也同樣存在著脫氮現象。人為發生源主要是肥料,據有關研究結果,化肥使用時,在很短時間內就有近1/3的氮肥脫氮進入大氣中,其中約有5-20%變為N2O;燃燒樹木,農作物殘根和礦物,以及平流層超音速飛機的飛行也會產生N2O。
造成臭氧層破壞的主要原因是人類活動使大氣中某些化合物濃度增加,使平流層臭氧的產生、消失過程失去平衡,這些化合物中主要的是氟氯烷烴、哈龍、四氯化碳和甲基氯仿等,它們是人類在工業生產過程中制造、擴散出來的,如制冷裝置的冷凍劑,煙霧噴射劑、制造塑料的溶劑、泡沫發生劑、精密儀器和電子器件的清洗劑等。它們在低層大氣中都不活潑而轉入平流層后,強烈的太陽紫外線的照射使它們分解出了氯原子,從而破壞臭氧層。
二、全球大氣污染綜合治理措施及對策
全人類只有一個地球,共用一個大氣圈,全球性大氣污染所帶來的災害是全球性的,危及到每一個人的,使人類的生存和發展受到嚴峻的挑戰。因此,綜合治理全球性大氣污染需要各國政府協調一致的行動,需要全人類共同努力。不論是發達國家,還是發展中國家,都應努力減少污染氣體的排放,并為此作出貢獻,在公平合理的基礎上承擔起各自的責任和義務。
1、制定并履行國際協議,嚴格控制全球性大氣污染氣體的排放。
(1)越界大氣污染
1972年的斯德哥爾摩會議給大氣環境保護帶來了新的契機。1979年歐洲國家通過協商締結《遠程跨界大氣污染公約》(Convention
on
Long
Range
Trans-boundary
Air
Polloution,LRTAP),該公約的宗旨是保護人類及環境免受大氣污染的影響,并促進國際合作。
(2)全球氣候變化
控制全球變暖就必須要減少大氣中的溫室氣體的含量,其中關鍵的問題是控制CO2的含量。大氣中的溫室氣體,特別是CO2的增加,是發達國家近年來工業化積累的結果,就是在當前發達國家也是溫室氣體的主要排放者。占世界人口不到24%的發達國家消耗了世界能源的75%,他們向大氣排放的CO2的人均排放量比發展中國家的相對量更高。以美國為例,其人口占世界人口的5%不到,CO2排放量卻占世界的24%,而對一些發展中國家的統計,他們的人口占世界的76%,而CO2的排放量還不到世界的28%。由此可見,發展中國家是工業化國家所造成的CO2增加的受害者,發達國家對削減溫室氣體排放負有不可推卸的完全義務和責任。
在20世紀80年代中期,國際社會開始注意全球氣候變化問題。1997年12月,防止全球變暖京都會議通過了“京都宣言”簽訂《京都議定書》,宣言中指定CO2等6種氣體是造成地球變暖的主要因素,宣言中規定在2012年實現整體削弱1990年廢氣排放標準的5.2%,并要求發展中國家自主承擔削減廢氣排放量義務。議定書第12條還規定了“清潔機制”(Clean
Development
Mechanism,CDM).1992年6月《聯合國氣候變化框架公約》在里約熱內盧簽訂。我國是《聯合國氣候變化框架公約》的締約國之一,我國支持通過一項符合公約的議定書,但反對向發展中國家增加任何新的義務。盡管我國到2000年人均CO2排放量不到1989年世界人均水平(1.2噸/人)的一半,不及工業區化國家人均水平(3.3噸/人)的1/6,但仍努力履行義務。我國已開展了有關溫室氣體排放狀況分析及對策的研究,大力節能,改善能源結構,提高能源利用率;大力開展植樹造林,增加對CO2吸收能力;大力回收工業C02廢氣,盡量減少溫室氣體的排放。
(3)臭氧層
1981年聯合國環境規劃署經過5年條約談判,在1985年3月22日在維也納達成《臭氧層維也納公約》;1987年通過《蒙特利爾議定書》,1990年修訂的《消耗臭氧物質的蒙特利爾議定書》,把CFC及哈龍等6類幾十種都列為限控物質,在進行這樣的限定后,預計到2050年,北極臭氧減少速率將低于現在,而到2100年后,南極臭氧空洞將消失。
2、綜合治理措施及途徑。
減少溫室氣體的產生量,減少礦物燃料的使用量,提高能源效率與節能,這是控制C02排放的主要措施,也是目前控制CO2排放量的最經濟可行的辦法。為了減輕溫室效應可以在不同礦物燃料之間進行比較來作出選擇,產生相同能量,燃燒天然氣排出的二氧化碳為燃煤的60%,為燃油的80%,我國西氣東送工程將對全球性大氣污染的綜合治理發揮積極作用。
除去溫室氣體,人們已經設計出控制二氧化碳進人大氣層的幾種方案,其中之一是把發電廠排出的二氧化碳轉化成可以運走的碳酸鹽,用船運到海洋中,這一方案技術上可行,但代價極高,還在進一步研究之中。要除去二氧化碳以外的溫室氣體似乎不夠現實,因為它們是從許多小發生源發出的。
開發利用新能源。采用不產生二氧化碳的替代能源,最重要的替代能源有太陽能、風能、波浪能、核裂變與核聚變能。從減少CO2排放量的角度而言,核能可能是理想的能源,并且是目前最可能成為取代化石燃料而大規模使用的主要能源。氫能是通過光解水的方法獲得的,利用水分解的H2作能源,氫燃燒后重新生成水,對環境完全沒有污染。目前有關地能的獲得與利用,雖處于研究階段,但將其作為一種大規模清潔能源的前景是十分樂觀的。
在地球上大批植樹造林,充分利用森林及綠色植被對溫室效應的調節作用。擴大生物鏈中的碳量,增加C循環,使大量碳不能轉化為CO2進人大氣中;適應氣候變化,培育出適宜氣候變化的農作物新品種等等,種種措施都能減緩溫室氣體對環境的影響。
三、我國大氣污染的現狀
當前我國大氣污染狀況依然十分嚴重,主要表現為煤煙型污染。城市大氣環境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標;二氧化硫污染一直在較高水平;機動車尾氣污染物排放總量迅速增加;氮氧化物污染呈加重趨勢。
大氣污染物排放總量現狀如下:
1.二氧化硫。煤炭消耗量不斷增加,隨之帶來二氧化硫排放總量
急劇上升。在各類排放源中,電廠和工業鍋爐排放量占到70%。由二氧化硫排放引起得酸雨污染范圍不斷擴大,現已擴展到長江以南、青藏高原以東的大部分地區,遍及廣東、廣西、四川、貴州、云南、湖南、江西、福建、浙江、上海、安徽、山東等十多個省、市、自治區。華中酸雨區比較嚴重的中心區域為長沙、衡陽和贛州,西南為宜賓、南充和重慶,華東為廈門、寧波和南京。目前年均降水pH值低于5.6酸雨臨界值的地區已占全國面積的30%左右。
2.煙塵、粉塵。煙塵的主要排放源也是火電廠和工業鍋爐,由于地方電廠使用的大多為低效除塵器,所以煙塵排放量一般是國家大型電廠的5-10倍。曾經在上海參觀過的銅加工廠的大型袋式除塵器除塵效率也達到了99%以上,它雖然是一種傳統的除塵方式,但由于效率高,性能穩定可靠,操作簡單,還是獲得了很廣泛的應用。還有象電除塵器、濕式除塵器也是應該深入研究和針對各種場合大力推廣的新型除塵設備。
3.機動車排氣污染。受經濟增長的推動,我國機動車近年來數量增長迅速,尤其是一些大城市如北京、上海、廣州等機動車數量增長速率更是遠遠高于全國平均水平。汽車排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物排放總量逐年上升。由于城市人口密集,交通運輸量相對大,機動車排氣污染在城市大氣污染中所占比例也不斷上升。
四、我國大氣污染綜合治理措施及對策
1、大氣污染綜合防治涉及面比較廣,影響因素比較復雜,一般來說,可以從下列幾個方面加以考慮。
(1)全面規劃,合理布局
大氣污染綜合防治,必須從協調地區經濟發展和保護環境之間的關系出發,對該地區各污染源所排放的各類污染物質的種類、數量、時空分布作全面的調查研究,并在此基礎上,制定控制污染的最佳方案。
工業生產區應設在城市主導風向的下風向。在工廠區與城市生活區之間,要有一定間隔距離,并植樹造林、綠化、減輕污染危害。對已有污染重,資源浪費,治理無望的企業要實行關、停、并、轉、遷等措施。
(2)改善能源結構,提高能源有效利用率
我國當前的能源結構中以煤炭為主,煤炭占商品能源消費總量的73%,在煤炭燃燒過程中放出大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)以及懸浮顆粒等污染物。因此,如從根本上解決大氣污染問題,首先必須從改善能源結構入手,例如使用天然氣及二次能源,如煤氣、液化石油氣、電等,還應重視太陽能、風能、地熱等所謂清潔能源的利用。我國以煤炭為主的能源結構在短時間內不會有根本性的改變。對此,當前應首先推廣型煤及洗選煤的生產和使用,以降低煙塵和二氧化硫的排放量。
我國能源的平均利用率僅30%,提高能源利用率的潛力很大。我國有20余萬臺鍋爐,年耗煤2億多噸,因此,合理選擇鍋爐,對低效鍋爐的改造、更新、提高鍋爐的熱效率,能夠有效地降低燃煤對大氣的污染。
(3)區域集中供熱
分散于千家萬戶的燃煤爐灶,市內密集的矮小煙囪是煙塵的主要污染源。發展區域性集中供曖供熱,設立規模較大的熱電廠和供熱站,用以代替千家萬戶的爐灶,是消除煙塵的有效措施。這樣還具有以下各項效益:①提高熱能利用率;②便于采用高效率的除塵器;③采用高煙囪排放;④減少燃料的運輸量。
(4)植樹選林、綠化環境
綠化造林是大氣污染防治的一種經濟有效的措施。植物有吸收各種有毒有害氣體和凈化空氣的功能。植物是空氣的天然過濾器。茂密的叢林能夠降低風速,使氣流挾帶的大顆?;覊m下降。樹葉表面粗糙不平,多絨毛,某些樹種的樹葉還分泌粘液,能吸附大量飄塵。蒙塵的樹葉經雨水淋洗后,又能夠恢復吸附、阻攔塵埃的作用,使空氣得到凈化。
植物的光合作用放出氧氣,吸收二氧化碳,因而樹林有調節空氣成分的功能,一般1公頃的闊葉林,在生長季節,每天能夠消耗約1t的二氧化碳,釋放出0.75t的氧氣。以成年人考慮,每天需吸入0.75kg的氧氣,排出0.9kg的二氧化碳,這樣,每人平均有10m2面積的森林,就能夠得到充足的氧氣。
有一些植物能夠吸收大氣中的有毒成分,如1公頃柳杉林每年可吸收720kg二氧化碳。
有一些林木,在其生長過程中能夠揮發出檸檬油、肉桂油等多種殺菌物質。有人作到分析測定,在百貨大樓內,每立方米空氣中細菌數達400萬個,林區則僅僅有55個,這樣,林區與百貨大樓空氣中的含菌量相差7萬多倍。
2、我國對大氣污染的法律政策
(1)中華人民共和國大氣污染防治條例
第六十條 違反本法規定,有下列行為之一的,由縣級以上人民政府環境保護行政主管部門責令限期建設配套設施,可以處二萬元以上二十萬元以下罰款:
(一)新建的所采煤炭屬于高硫份、高灰份的煤礦,不按照國家有關規定建設配套的煤炭洗選設施的;
(二)排放含有硫化物氣體的石油煉制、合成氨生產、煤氣和燃煤焦化以及有色金屬冶煉的企業,不按照國家有關規定建設配套脫硫裝置或者未采取其他脫硫措施的。
違反本法規定,有下列行為之一的,由縣級以上地方人民政府環境保護行政主管部門或者其他依法行使監督管理權的部門責令停止違法行為,限期改正,可以處五萬元以下罰款:
(一)未采取有效污染防治措施,向大氣排放粉塵、惡臭氣體或者其他含有有毒物質氣體的;
(二)未經當地環境保護行政主管部門批準,向大氣排放轉爐氣、電石氣、電爐法黃磷尾氣、有機烴類尾氣的;
(三)未采取密閉措施或者其他防護措施,運輸、裝卸或者貯存能夠散發有毒有害氣體或者粉塵物質的;
(四)城市飲食服務業的經營者未采取有效污染防治措施,致使排放的油煙對附近居民的居住環境造成污染的。
參考文獻:1.中華人民共和國大氣污染防治條例
2.環境與資源保護法第三十章第一節
3.中國環??偩謹祿y計
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