空气污染概况及防治理论

2021-11-28马坤

皮革制作与环保科技 2021年18期

马坤

（海南热带海洋学院海洋科学技术学院，海南三亚 572000）

1 国内空气污染普遍现象与空气质量概述

根据相关调查，我国的二氧化硫排放量处世界第一位，二氧化碳排放量处世界第二，在全球空气污染最重的30个城市中我国占有20个。我国每年的燃煤量处于世界第一位，从这一数据显然可以得出，我国每年的二氧化硫与粉尘排放量较大，这严重影响到空气质量。另外，加上我国汽车增多的现况，更是加剧了空气的污染。现阶段，空气污染已成为影响我国社会发展的严峻问题，虽政府采取了相应的措施，但从当前情况来看，大气污染的治理不容乐观。

2 污染的成因与源头

2.1 自然原因

自然来源污染其成分包含致密颗粒、流体、气体等。污染物分为主要污染物和次要污染物。如，因受气象自然因素影响而导致天气干旱，干旱期延长，森林会变得干燥，可能会发生自燃导致火灾产生。一旦森林火灾蔓延，极可能产生大量的烟雾、一氧化碳等污染物，会对当地造成空气污染[1]。土地沙漠化出现的沙尘暴扬尘、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。沙尘暴这种颗粒物对空气的污染也不容小觑。部分干旱地区植被稀疏，植被覆盖低，风会带走大量的土壤和灰尘，产生沙尘暴，进而造成严重的空气污染，且灰尘和颗粒物被生物吸入后会对生物健康造成危害。另外，这些灰尘和颗粒物还会在植物顶部形成一层覆盖物，影响自然植被光合作用[2]。除上述以外，在自然原因中还有一种常令公众所忽略的污染—花粉和霉菌。花粉与霉菌暴露会加速哮喘发作或者过敏反应，有些霉菌甚至会产生毒素，人体吸入后会产生加大危险。虽然它们与人类行为的联系并不紧密，但是仍被视为一种空气污染。

2.2 人为原因

化石燃料燃烧会向大气中释放氮氧化物，形成烟雾和酸雨，这些都是污染空气的元素。人类释放的大部分氮氧化物来自于交通和工业相关的化石燃料燃烧，随着交通业和工业的不断发展，空气中所释放的氮氧化物不断增多，加剧了空气污染。此外发电厂、工业设施、废物炉、焚烧炉与其他种类的燃料燃烧加热设备所产生的烟雾，也会对空气造成污染。

汽车向空气中释放的有毒气体—氮，是最容易识别的空气污染物[3]。它包含了大部分空气污染的元素:地面臭氧、各种形式的碳氧化物、氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机物、多环芳烃。臭氧是一种可被人为制造的大气气体（如通过激光打印机），可以由发电厂、工业锅炉、炼油厂以及其他来源排放的污染物在阳光下发生光化学反应而产生。虽然臭氧在大气平流层起到保护人类与环境的重要作用，但在对流层浓度增加，则会对人体产生有害影响。

传统的生物质如木材、农作物残渣和粪便等的燃烧都是造成空气污染的原因。垃圾填埋场会释放甲烷，这种气体同样会导致温室效应与空气污染。值得注意的另有小规模源头，即各种采矿作业涉及挖掘，其作业极可能使大量的灰尘和其他化学物质释放到空气中，从而造成空气污染[4]。另外，一些家庭清洁用品、杀虫剂和墙上的油漆会释放有害的污染物，还有各种化肥、除草剂、杀虫剂等会向空气中释放有害物质，造成空气污染。

3 治理与减缓空气污染的对策

3.1 法律与条约层面治理

法律和法规在控制污染方面起着重要的作用。多年来，许多发达国家实施了清洁空气法案以限制污染物向大气的排放。如：美国政府不仅提出指导方针和任务标准，还引入了“碳信用计划”，鼓励各方通过采用可再生能源来减少碳排放。再如，美国政府实施了《美国清洁空气法案》环保法，此法主要针对空气质量调节，该法案提倡以调节有害空气污染物的排放来保护公众健康。此外，还通过《污染防治法》确立了一项由环境保护局实施的国家政策，即在源头预防或减少污染，无法防止的污染应尽可能地以环境安全的方式回收。在美国，《美国清洁空气法案》自1970年通过以来，一直是控制空气污染的重要法律依据，确保这一基本环境法保持完整并得到适当执行，始终是保持和改善空气质量的关键。

与法律规定有相似之处的是国际层面的减排协议:各国一致同意，空气污染不能局限于地方或国家层面，因为空气污染会在全球范围内产生影响。就第21届巴黎气候变化会议，当时各国一起制定了一个行动框架，旨在稳定全球温室气体的浓度。然而相关研究及预测表明，即使各国的承诺得以实现，气温仍将上升3摄氏度左右。为了阻止这一现象发生，主要的空气污染国还需做出更大的努力和承诺[5]。

需要补充的是，对于工业来说，通过生产、操作和原材料使用的成本效益变化，从源头上减少或防止污染才更为重要。因此，需制定切实可行的减少排放源的相关法律法规。例如：一项来自美国的《p2法规》表明如下：“环境保护局必须建立一个减少污染源的计划，收集和传播信息，为各州提供财政援助，并实施对其他可能造成严重大气污染活动的限制……”

3.2 向清洁能源技术转移

人们对化石燃料发电的依赖是空气污染的主要原因。结果表明，转向污染更少的清洁能源，如核能、太阳能等便能缓解污染。目前新颖且充满发展前景的清洁能源如下所述：

核能，即利用持续的核裂变来产生热和电，其占中国发电量的近5%。多年来，中国一直使用核能来生产可靠的低碳能源，并支持民生与工业活动，为满足我们国家的能源供应、能源安全以及环境需求做出了重大贡献。同时，通过先进核技术的发展，国家核能技术部门能提供更加安全、低温室气体的清洁能源，进一步改善空气污染现状。

生物能源，又称绿色能源，是指从生物质得到的能源。其中，生物质包括农业和森林残留物、能源作物和藻类等材料。现阶段，科学家和工程师正在寻找新的方法将生物质转化为生物燃料，以取代汽油等传统燃料。除利用生物质直接或间接当作燃料外，还有其它间接使用生物服务人类的案例例如用生物发光进行照明、大规模培养食用微生物作为食品以间接节能减排。

地热能，即是来自地球表面以下的热量，是至关重要的清洁能源，全天候提供可再生能源，几乎不排放温室气体。地热能能够通过地热发电装置直接产出电能，这是目前全世界最主流的利用方法。在部分寒冷地区，地热能亦可直接被用于加热装置，使得热力资源十分廉价与清洁。然而这都需要一个比较严苛的环境要求。由于我国乃至全世界的地热资源都较稀少，这亦表明此能源在我国的推广程度并不大，因而没有得到广泛应用。

潮汐能与波浪能，即水体因月球引力变化引起了潮汐，进而导致海平面呈周期性地升降，其中海水流动所产生的能量即潮汐能。潮汐能是完全无污染的一次能源。中国领海辽阔，然而波浪、潮汐的大部分能量仍未被开发。虽然潮汐能的蕴藏量十分可观。但中国潮汐能资源的地理分布并不均匀。沿海潮差以东海为最大，南海最小。目前我国正使用三种潮汐发电方式，即单库单向电站、单库双向电站与双库双向电站。能源部正致力于推动此方面的研究工作，以推广此清洁能源。与此同时，相关技术部门正探索着流体动力技术的领域，意在海中更高效地获取能量。

3.3 高效利用传统化石燃料

燃料效率可以定义为通过给予燃料热能，将燃料的化学势能转化为动能的过程效率活动。提高化石燃料的利用率，相当于直接减少污染排放。另外，对于提高化石燃料利用率，催化剂同样是一项值得研究的课题，新型催化剂可以使化石燃料更加高效、清洁、绿色，由此削减化石燃料污染物的排放。科学家们一直在继续制造更好的催化剂材料。铅最初被添加到汽油中就是为了提高燃烧效率。随着时间的推移，人们开发了更好的催化剂，逐步淘汰了铅，使得制造更高效的发动机变得更为容易，这部分被淘汰的铅，同时亦为减少土地污染与空气污染做出了贡献。

3.4 植树造林，改善空气质量

植树造林是治理以及减缓空气污染的一种有效措施。首先，植树造林可以防风固沙，风一旦遇上防护林，速度会减弱70%～80%。所以，人们可以在风沙较大的地区，每相隔一定的距离，就并行排列许多林带，再种上草，从而减少风能刮起的浮尘，减少对空气的污染。其次，植树造林可以净化空气。人们需充分利用植物的光合作用以及树叶的粘附性，使植物大量吸收二氧化碳，释放出氧气，起到调节空气成分的作用；使树叶分泌粘液，粘附空气中的尘埃，以此达到净化空气的目的。