1、 本科毕业论文 文献综述 环境科学 中国大气污染现状 摘要： 本文对大气污染因子和中国城市大气质量的描述， 阐述了中国大气污染总体趋势、中国大气能见度、中国酸雨情况及中国二氧化碳排放情况， 并探讨了影响大气的因素，分析了污染源、地形及气象因素对大气污染的影响。 关键词： 大气污染；大气质量；影响因素 1前言 随着工业化进程的加快，大气污染问题越来越严重，空气质量受到了严峻的考验，随时危害着人们的生活和健康。比利时马斯河谷事件、洛杉矶光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件、日本四日市哮喘事件等八次轰动全球的公害事件中，有五次就是 由于大气污染造成的，因此大气污染受到了人们普遍的关注，近几年大气污染问题成了
2、世界各国面临的最大挑战之一，全球有越来越多的专家学者投入研究。 中国作为一个人口大国，为了满足人们生活需求，消耗大量的能源，废物排放量急剧上升，属于世界上污染最严重的国家之一；同时，作为发展中的国家，中国为了在经济上追赶上世界水平，大量的工业生产，严重影响了环境问题。 2 大气中污染因子的分类 大气污染通常指由于人类活动或自然过程引起 一些 物质进入大气中， 达到了足够的浓度及时间 ，并因此危害了人体的舒适、健康或环境污染的现象。 由于人类活 动，大气污染物分为自然因素和人为因素，人为因素是大气污染的主要因素。一般而言，大气污染物主要有可吸入颗粒物（ PM10）、氮氧化物（ NOX）、 SO2
3、和 CO2 等。 可吸入颗粒物指通过呼吸系统可吸入人体的颗粒，我国曾称为飘尘，通常是指 PM10。 PM10 在大气中停留时间长，严重伤害人体健康。同时还能使大气能见度降低，其原因主要有以下几点：（ 1）物体和环境之间失去了对比度；（ 2）大气细颗粒和气体污染物对光的吸收和散射减弱了光信号。可吸入颗粒物主要是工业生产中直接排放的细小颗粒物，或由大气中二次形成的细小颗粒物和气溶胶 等。如人类活动造成的沙尘、扬尘，沙尘暴等都将带动细小颗粒进入大气。 造成大气污染的 NOX 主要是 NO 和 NO2，它们是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也是消耗臭氧的重要因子。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼
4、睛，伤害植物，使大气能见度降低。大气中的 NOX 主要来自于人类活动，比如化石燃料（汽车、飞机、内燃机和工业炉）的燃烧，而自然产生的 NOX 极少。 SO2 是目前大气中分布最广，数量最多，危害人类健康最大的大气污染物，同时也是造成全球酸雨污染的主要原因。大气中 SO2 与水结合后便生成硫酸雾，可长期停留于空气中，毒 性比 SO2 大得多，又或与飘尘共存，联合危害或协同作用都比 SO2 单独危害大。大气中绝大多数的 SO2 主要是来自以煤和重油为燃料的工业企业。 CO2 是无色、无臭、具有酸味的气体，是一种温室气体，主要是矿物燃料燃烧的结果，还有石灰石生产、石油化工、化学纤维等也可排放出大量的
5、 CO2，此外还有人和动物的呼吸等产生的。 CO2 作为一种温室气体，直接影响了全球气候，导致海平面上升，气温不断升高，病虫害增加。 3中国大气污染现状 3.1 大气污染总体趋势 改革开放以来，绝大多数地区大气污染物随着 GDP 的增长而增长，直至这几年， 大气污染状况开始有所改善，但形势仍然很严峻。中国西部的河谷型城市是中国污染最严重的城市群之一，其中西南城市的 SO2 普遍高于西北城市 1。再者，我国海岸线长，有大面积沉淀区及三角洲，这些地区经济发达，人口庞大 2、3,各种工业迅速滋长，导致大气污染严重。比如长江三角洲是全国最大的综合性工业基地，且我国能源结构仍以煤为主，导致该地区不仅气溶
6、胶污染严重 4、 5，而且 SO2、 NOX 污染也相当严重，长江以南成为了全球重要酸雨区。 我国大气污染既是“煤烟型”污染，又是“存量型”污染 ,原来遗留下来的污染物对现在甚至 将来都有影响 6。比如北方地区常年累月的取暖燃煤，使北方地区 SO2 浓度偏高，加上北方内陆降水少，天气干燥，沙尘天气多等原因，使北方城市污染远远重于南方城市 7,8，冬季的污染重于夏季 9。 3.2 大气能见度 我国首要大气污染物是大气颗粒物，大气气溶胶污染直接表现为大气能见度下降。大气能见度小于 110km，则已形成大雾；能见度小于 10km，且相对湿度大于 90%时，则可以记录为一个灰霾日。 2009 年在枣庄
7、出现了持续两天的大雾天气，从大雾形成到轻雾，再到大雾、轻雾，之后消散的整个过程中，部分地区的大气能见 度最高都低于 30m10，严重影响了公路交通的运行，容易造成交通事故，同时对民航、海洋航行都是相当危险的天气。 大气能见度的变化是随着我国改革开放后的发展而发生变化的，在我国大气能见度的变化可近似划分为四个阶段，第一个阶段是解放初期，这个时期能见度低，主要是因为战争刚结束，前期的战火和后期清理工作增加了大气颗粒物浓度，造成气溶胶污染。第二阶段是 1954 年到 70 年代末，由于战火后期处理基本完成，人们处于调整状态，此时发展速度缓慢，一切都比较稳定，所以大气颗粒物减少了，能见度有所提高，也在
8、这个阶段能见度达到解 放后最好的状态。第三个阶段是 80 年代初到 2000 年左右，能见度开始降低，大量企业不断涌现，环境污染日益严重。第四阶段是 2000 年至今，高能耗、高污染企业不断扩大，机动车辆急剧增加及快速的城市化发展导致了大气中污染物增加，大气能见度再一次降低。 浙江省的 11 个城市能见度各不相同，目前浙北地区污染严重，大气能见度低，灰霾天数不断增加 11，危害了人们健康，控制大气气溶胶污染，改善空气质量至关重要。 3.3 酸雨情况 自 1872 年英国化学家 Smithra 提出酸雨概念到现在，经历了两百多年的时间，从人们对酸雨的不够 重视，到现在全球高度重视，可见酸雨已经成
9、为重大环境问题之一了。 我国酸雨区是继欧洲、北美之后的世界三大酸雨重灾区之一， 20 世纪 70 年代末在我国长江以南部分地区发现酸雨开始，到目前为止，我国的酸雨区已经遍布各个地区，除了西南、华南，还向北迁移，东北地区，华北地区均出现了不同程度的酸雨危害。在三大酸雨区中，我国强酸雨区面积最大，长江以南属于全球酸雨中心 12。面对如此恶劣的环境问题和社会压力，我国从 1982 年开始建立酸雨检测网站，研究酸雨情况。多年的调研中发现我国酸雨与我国改革开放政策息息相关，酸雨的形成与工 业化进程成正相关。 20 世纪 80 年代到 90 年代中期，我国酸雨急剧发展，而改革开放到这个时期，正是中国大力开
10、展工业革命时期；20 世纪 90 年代中后期到 21 世纪初，虽然各地区降水 PH 有增有减，酸雨情况开始进入稳定期，但仍然不容乐观 13。 我国酸雨由开始的硫酸型到硫酸与硝酸混合型发展 1,14，增大了控制措施的难度，而且不同区域还受到各种影响，比如沿海还受到工业发展排放大量的致酸物质和海洋天然排放的 (CH3)2S 影响。近年来酸性占据主导位置，大气中的碱性颗粒物浓度开始逐年下降，使酸雨进一步恶化。面对如此严峻的形 式，我国应采取 SO2 和 NOX 多物种协同控制，在调整工业布局的基础上，加快酸雨预测，即使防护。 3.4 二氧化碳排放 温室效应已经成为全球化问题，它的主要成因是 CO21
11、5-17。工业革命开始以后，大气中的 CO2 含量大幅度增加，气候异常变化。从 20 世纪 50 年代至今，我国海南岛先后经历了升温降温又到升温的过程 18。 专家预计到 2050 年，全球平均温度可能升高 1.5 4.5；大量的冰川融化，估计 90 年后，海平面可上升0.15 0.95 米；同时全球变暖加速水体蒸发，使湖泊水位下降，地表开始有下沉的迹象 19。 2006 年， 中国在经历了严冬之后，又立即进入了最暖年，随着季节的变化，它又经历了持续干旱及洪涝等灾害。夏季四川省、秋季中国东部由于遭遇了持续干旱天气，几百万公顷的农作物化为乌有。同时在中国登录了热带气旋，这是近10 余年台风灾害最
12、严重的一年，经济损失高达 100 亿美元 15。 CO2 不仅影响一个国家，它的影响更具有全球性，中国作为世界第二大 CO2排放国，甚至荷兰环境评价机构评估出中国已经超过美国，成为第一大 CO2 排放国，如此严峻的局面，使得世界人民都在关注我们。作为能源大国，中国必须要引起高度重视 20。 5 大气污染的影响因素 空气质量状况与多种因素相关，比如污染源的位置，风向，风速的大小，特殊的地形条件等。 5.1 污染源方面 大气污染物来源分为自然原因和人为原因，人为原因占主导位置，主要来自燃料燃烧，车辆、船舶、飞机尾气、工业等的排放，风沙扬尘等。 我国是一个能源生产和能源消耗大国，能源结构以煤为主，且
13、利用率低，排放出的烟尘、 SO2 量巨大。工业区是大气污染最主要的生产口，根据工业性质、规模不同，排放的污染物及其量也不同。中国中小企业多，尤以广东、浙江、江苏地区民营企业多，大多数这种企业规模小，对污染 控制及环境管理不够，使污染物排放量总大于治理量 21。 再者近几十年机动车辆明显增加，不仅造成交通拥堵，排放的尾气更是城市大气污染的主要元凶。为了控制城市大气污染必须要对机动车辆进行控制，同时改变能源结构。 5.2 气象因素 5.2.1 风向 由于风对污染物具有运输作用，在水平方向，高值污染浓度往往出现在污染源的下风向，而上风向污染物浓度相对低很多。如上海市，根据监测站测量结果显示，在东南风
14、作用下，位于工业区边缘的四平站的 SO2 浓度高于位于工业园区内的杨浦站，杨浦工业区的高值浓度中心有向西北方向移动的趋势 9,22。 5.2.2 风速 风速的大小和大气稀释扩散有直接的关系，一般而言，风速越大，污染物浓度越小，但有时候会出现相反的结果。在日本四日市发现，地面风速小于 3m/s时，浓度在 0.1ppm以下，当风速大于 5m/s 时，浓度达到 2ppm22，由此可见，风速对污染物扩散影响复杂。 风速小，虽然对大气污染物稀释扩散能力弱，会造成局部污染严重，但可以抬升热烟云，经过一段时间可以使地面浓度减少；风速大，虽然有利于污染物扩散稀释，但强风抑制了污染物上升，地面浓度就增加。 5.
15、2.3 温度层结 大气温度层结稳定度 对大气污染物稀释扩散相当重要，一般而言，逆温现象出现时，污染物浓度会随着逆温强度增加而增加，随着逆温层厚度增加而增加，但从日变化看，大气温度层结稳定时，污染物浓度不一定最高 22。 5.2.4 降水 降水对污染物具有净化作用，一般而言，降水强度越大，使大气中能被溶解的污染物就越多，对污染物净化作用就越强。但现在绝大多数的雨水中含有大量的 SO2，中国乃至全球很多地区降酸雨 12,14，对环境造成了另一种危害。 5.3 特殊地形 中国地大物博，几乎囊括了全球所有的地形，有高原、平原、山岭、丘陵以及盆地。如北 京这种内陆城市，降水少，气候干燥，植被干枯，容易引
16、发沙尘暴，因此二面环山的地形使得污染物在城市上空徘徊，不易扩散出去。再如重庆，它位于四川盆地内，海拔低，四周高山环绕，气流无法得到充分循环，并且存在大气汇聚带，形成了大范围污染区，大气污染物无法输送出去 7,8。 6结语 大气质量的安全问题一直受到普遍重视，它是人类赖以生存的必要条件，是可持续发展的基本元素，是社会稳定的重要因素。日益恶化的大气问题，给每个国家、每个人都敲响了警钟，严重影响国家的经济、政治等问题，全球上下应该团结一致，共同对付污染问题，保 护我们唯一的家园，做到保护大气环境人人有责。 参考文献 1 杨永春 ,刘治国 .近 30 年来中国西部河谷型城市大气环境污染变化趋势与机制
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