空氣污染概況及防治理論

馬 坤

（海南熱帶海洋學(xué)院海洋科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南 三亞 572000）

1 國內(nèi)空氣污染普遍現(xiàn)象與空氣質(zhì)量概述

根據(jù)相關(guān)調(diào)查，我國的二氧化硫排放量處世界第一位，二氧化碳排放量處世界第二，在全球空氣污染最重的30個(gè)城市中我國占有20個(gè)。我國每年的燃煤量處于世界第一位，從這一數(shù)據(jù)顯然可以得出，我國每年的二氧化硫與粉塵排放量較大，這嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量。另外，加上我國汽車增多的現(xiàn)況，更是加劇了空氣的污染?，F(xiàn)階段，空氣污染已成為影響我國社會(huì)發(fā)展的嚴(yán)峻問題，雖政府采取了相應(yīng)的措施，但從當(dāng)前情況來看，大氣污染的治理不容樂觀。

2 污染的成因與源頭

2.1 自然原因

自然來源污染其成分包含致密顆粒、流體、氣體等。污染物分為主要污染物和次要污染物。如，因受氣象自然因素影響而導(dǎo)致天氣干旱，干旱期延長，森林會(huì)變得干燥，可能會(huì)發(fā)生自燃導(dǎo)致火災(zāi)產(chǎn)生。一旦森林火災(zāi)蔓延，極可能產(chǎn)生大量的煙霧、一氧化碳等污染物，會(huì)對當(dāng)?shù)卦斐煽諝馕廴綶1]。土地沙漠化出現(xiàn)的沙塵暴揚(yáng)塵、地形地貌和氣象等也是影響空氣質(zhì)量的重要因素。沙塵暴這種顆粒物對空氣的污染也不容小覷。部分干旱地區(qū)植被稀疏，植被覆蓋低，風(fēng)會(huì)帶走大量的土壤和灰塵，產(chǎn)生沙塵暴，進(jìn)而造成嚴(yán)重的空氣污染，且灰塵和顆粒物被生物吸入后會(huì)對生物健康造成危害。另外，這些灰塵和顆粒物還會(huì)在植物頂部形成一層覆蓋物，影響自然植被光合作用[2]。除上述以外，在自然原因中還有一種常令公眾所忽略的污染—花粉和霉菌?；ǚ叟c霉菌暴露會(huì)加速哮喘發(fā)作或者過敏反應(yīng)，有些霉菌甚至?xí)a(chǎn)生毒素，人體吸入后會(huì)產(chǎn)生加大危險(xiǎn)。雖然它們與人類行為的聯(lián)系并不緊密，但是仍被視為一種空氣污染。

2.2 人為原因

化石燃料燃燒會(huì)向大氣中釋放氮氧化物，形成煙霧和酸雨，這些都是污染空氣的元素。人類釋放的大部分氮氧化物來自于交通和工業(yè)相關(guān)的化石燃料燃燒，隨著交通業(yè)和工業(yè)的不斷發(fā)展，空氣中所釋放的氮氧化物不斷增多，加劇了空氣污染。此外發(fā)電廠、工業(yè)設(shè)施、廢物爐、焚燒爐與其他種類的燃料燃燒加熱設(shè)備所產(chǎn)生的煙霧，也會(huì)對空氣造成污染。

汽車向空氣中釋放的有毒氣體—氮，是最容易識別的空氣污染物[3]。它包含了大部分空氣污染的元素:地面臭氧、各種形式的碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物、多環(huán)芳烴。臭氧是一種可被人為制造的大氣氣體（如通過激光打印機(jī)），可以由發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐、煉油廠以及其他來源排放的污染物在陽光下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生。雖然臭氧在大氣平流層起到保護(hù)人類與環(huán)境的重要作用，但在對流層濃度增加，則會(huì)對人體產(chǎn)生有害影響。

傳統(tǒng)的生物質(zhì)如木材、農(nóng)作物殘?jiān)图S便等的燃燒都是造成空氣污染的原因。垃圾填埋場會(huì)釋放甲烷，這種氣體同樣會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)與空氣污染。值得注意的另有小規(guī)模源頭，即各種采礦作業(yè)涉及挖掘，其作業(yè)極可能使大量的灰塵和其他化學(xué)物質(zhì)釋放到空氣中，從而造成空氣污染[4]。另外，一些家庭清潔用品、殺蟲劑和墻上的油漆會(huì)釋放有害的污染物，還有各種化肥、除草劑、殺蟲劑等會(huì)向空氣中釋放有害物質(zhì)，造成空氣污染。

3 治理與減緩空氣污染的對策

3.1 法律與條約層面治理

法律和法規(guī)在控制污染方面起著重要的作用。多年來，許多發(fā)達(dá)國家實(shí)施了清潔空氣法案以限制污染物向大氣的排放。如：美國政府不僅提出指導(dǎo)方針和任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，還引入了“碳信用計(jì)劃”，鼓勵(lì)各方通過采用可再生能源來減少碳排放。再如，美國政府實(shí)施了《美國清潔空氣法案》環(huán)保法，此法主要針對空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)，該法案提倡以調(diào)節(jié)有害空氣污染物的排放來保護(hù)公眾健康。此外，還通過《污染防治法》確立了一項(xiàng)由環(huán)境保護(hù)局實(shí)施的國家政策，即在源頭預(yù)防或減少污染，無法防止的污染應(yīng)盡可能地以環(huán)境安全的方式回收。在美國，《美國清潔空氣法案》自1970年通過以來，一直是控制空氣污染的重要法律依據(jù)，確保這一基本環(huán)境法保持完整并得到適當(dāng)執(zhí)行，始終是保持和改善空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。

與法律規(guī)定有相似之處的是國際層面的減排協(xié)議:各國一致同意，空氣污染不能局限于地方或國家層面，因?yàn)榭諝馕廴緯?huì)在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生影響。就第21屆巴黎氣候變化會(huì)議，當(dāng)時(shí)各國一起制定了一個(gè)行動(dòng)框架，旨在穩(wěn)定全球溫室氣體的濃度。然而相關(guān)研究及預(yù)測表明，即使各國的承諾得以實(shí)現(xiàn)，氣溫仍將上升3攝氏度左右。為了阻止這一現(xiàn)象發(fā)生，主要的空氣污染國還需做出更大的努力和承諾[5]。

需要補(bǔ)充的是，對于工業(yè)來說，通過生產(chǎn)、操作和原材料使用的成本效益變化，從源頭上減少或防止污染才更為重要。因此，需制定切實(shí)可行的減少排放源的相關(guān)法律法規(guī)。例如：一項(xiàng)來自美國的《p2法規(guī)》表明如下：“環(huán)境保護(hù)局必須建立一個(gè)減少污染源的計(jì)劃，收集和傳播信息，為各州提供財(cái)政援助，并實(shí)施對其他可能造成嚴(yán)重大氣污染活動(dòng)的限制……”

3.2 向清潔能源技術(shù)轉(zhuǎn)移

人們對化石燃料發(fā)電的依賴是空氣污染的主要原因。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)向污染更少的清潔能源，如核能、太陽能等便能緩解污染。目前新穎且充滿發(fā)展前景的清潔能源如下所述：

核能，即利用持續(xù)的核裂變來產(chǎn)生熱和電，其占中國發(fā)電量的近5%。多年來，中國一直使用核能來生產(chǎn)可靠的低碳能源，并支持民生與工業(yè)活動(dòng)，為滿足我們國家的能源供應(yīng)、能源安全以及環(huán)境需求做出了重大貢獻(xiàn)。同時(shí)，通過先進(jìn)核技術(shù)的發(fā)展，國家核能技術(shù)部門能提供更加安全、低溫室氣體的清潔能源，進(jìn)一步改善空氣污染現(xiàn)狀。

生物能源，又稱綠色能源，是指從生物質(zhì)得到的能源。其中，生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)和森林殘留物、能源作物和藻類等材料?，F(xiàn)階段，科學(xué)家和工程師正在尋找新的方法將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料，以取代汽油等傳統(tǒng)燃料。除利用生物質(zhì)直接或間接當(dāng)作燃料外，還有其它間接使用生物服務(wù)人類的案例例如用生物發(fā)光進(jìn)行照明、大規(guī)模培養(yǎng)食用微生物作為食品以間接節(jié)能減排。

地?zé)崮?，即是來自地球表面以下的熱量，是至關(guān)重要的清潔能源，全天候提供可再生能源，幾乎不排放溫室氣體。地?zé)崮苣軌蛲ㄟ^地?zé)岚l(fā)電裝置直接產(chǎn)出電能，這是目前全世界最主流的利用方法。在部分寒冷地區(qū)，地?zé)崮芤嗫芍苯颖挥糜诩訜嵫b置，使得熱力資源十分廉價(jià)與清潔。然而這都需要一個(gè)比較嚴(yán)苛的環(huán)境要求。由于我國乃至全世界的地?zé)豳Y源都較稀少，這亦表明此能源在我國的推廣程度并不大，因而沒有得到廣泛應(yīng)用。

潮汐能與波浪能，即水體因月球引力變化引起了潮汐，進(jìn)而導(dǎo)致海平面呈周期性地升降，其中海水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量即潮汐能。潮汐能是完全無污染的一次能源。中國領(lǐng)海遼闊，然而波浪、潮汐的大部分能量仍未被開發(fā)。雖然潮汐能的蘊(yùn)藏量十分可觀。但中國潮汐能資源的地理分布并不均勻。沿海潮差以東海為最大，南海最小。目前我國正使用三種潮汐發(fā)電方式，即單庫單向電站、單庫雙向電站與雙庫雙向電站。能源部正致力于推動(dòng)此方面的研究工作，以推廣此清潔能源。與此同時(shí)，相關(guān)技術(shù)部門正探索著流體動(dòng)力技術(shù)的領(lǐng)域，意在海中更高效地獲取能量。

3.3 高效利用傳統(tǒng)化石燃料

燃料效率可以定義為通過給予燃料熱能，將燃料的化學(xué)勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程效率活動(dòng)。提高化石燃料的利用率，相當(dāng)于直接減少污染排放。另外，對于提高化石燃料利用率，催化劑同樣是一項(xiàng)值得研究的課題，新型催化劑可以使化石燃料更加高效、清潔、綠色，由此削減化石燃料污染物的排放。科學(xué)家們一直在繼續(xù)制造更好的催化劑材料。鉛最初被添加到汽油中就是為了提高燃燒效率。隨著時(shí)間的推移，人們開發(fā)了更好的催化劑，逐步淘汰了鉛，使得制造更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)變得更為容易，這部分被淘汰的鉛，同時(shí)亦為減少土地污染與空氣污染做出了貢獻(xiàn)。

3.4 植樹造林，改善空氣質(zhì)量

植樹造林是治理以及減緩空氣污染的一種有效措施。首先，植樹造林可以防風(fēng)固沙，風(fēng)一旦遇上防護(hù)林，速度會(huì)減弱70%～80%。所以，人們可以在風(fēng)沙較大的地區(qū)，每相隔一定的距離，就并行排列許多林帶，再種上草，從而減少風(fēng)能刮起的浮塵，減少對空氣的污染。其次，植樹造林可以凈化空氣。人們需充分利用植物的光合作用以及樹葉的粘附性，使植物大量吸收二氧化碳，釋放出氧氣，起到調(diào)節(jié)空氣成分的作用；使樹葉分泌粘液，粘附空氣中的塵埃，以此達(dá)到凈化空氣的目的。

4 結(jié)語

綜上所述，空氣污染嚴(yán)重影響了社會(huì)發(fā)展和人們的生產(chǎn)與生活。因此，目前，有效防治大氣污染十分重要，這需要國家重視，深入分析污染的原因和來源，并通過積極制定相應(yīng)法律法規(guī)、向清潔能源技術(shù)轉(zhuǎn)移以及高效利用傳統(tǒng)化石燃料等方式，進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。