6.2.3 大气污染的类型
一、大气污染的分类
根据大气污染的影响范围,污染物的种类、性质,污染区域的气象条件,大气污染有不同分类方式。
(1)根据大气污染的影响范围,通常可将其划分为四种类型。
①局部性大气污染:由某个污染源如工厂烟囱排放造成的较小范围的污染。
②地区性污染:一些工业区及附近地区或整个城市的大气污染。
③广域性污染:超过行政区域的广大地域的大气污染,例如比一个城市更大区域范围的酸雨侵害。
④全球性大气污染:某些超越国界乃至涉及整个地球大气层,具有全球性影响的大气污染,如温室效应、臭氧层破坏等。
(2)常规能源利用中排放的废气是引起大气污染的主要原因。若按能源性质和污染物的种类也可将大气污染划分为四种类型。
①煤烟型:主要是煤炭燃烧时排放的硫氧化物、烟尘、粉尘等造成的污染,以及这些污染物发生化学反应而生成的硫酸及其盐类所构成的气溶胶而形成的二次污染物。18世纪末期到20世纪中期的大气污染和目前仍以煤炭作为主要能源的国家和地区的大气污染属于煤烟型。造成这类污染的污染源主要是工业企业废气排放,其次是家庭炉灶、取暖设备的烟气排放。
②石油型:指在石油开采和冶炼、石化企业生产、石油制品使用(如汽车)中向大气排放的氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等造成的污染,以及这些污染物经过光化学反应形成的光化学烟雾污染,或在大气中形成的臭氧、各种自由基及其反应生成的一系列中间产物与最终产物所造成的污染。
③复合型:大气污染物的排放具有煤烟型和石油型的综合特征,其污染源包括以煤炭为燃料的污染源、以石油为燃料的污染源,以及从工厂企业排出的各种化学物质的污染源。
复合型大气污染是指大气中由多种来源的多种污染物在一定的大气条件下(如温度、湿度、光照等)发生多种界面间的相互作用、彼此耦合构成的复杂大气污染体系。多种主导排放的大区污染互相叠加,局地、区域和全球污染相互作用;大气理化过程中,均相反应与非均相反应相互耦合,局地气象因子与区域天气形势相互影响,造成的结果主要是二次污染物,尤其是二次细颗粒物大量增加。朱彤等研究人员对大气复合污染的定义:城市化导致大量污染物集中释放到大气中,多种污染物均以高浓度同时存在,并发生复杂的相互作用;在污染现象上表现为大气氧化性增强、大气能见度显著下降和环境恶化趋势向整个区域蔓延。
当前我国以煤为主的能源结构和煤烟型为主的大气污染长期存在,城市大气环境中二氧化硫和细颗粒物问题没有全面解决;汽车保有量持续增加,汽车尾气污染严重,雾霾、光化学烟雾、酸雨等污染问题较重。臭氧、细颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物成为大气主要污染物。(https://www.daowen.com)
④特殊型:由工厂排放某些特殊的气态污染物所造成的局部或有限区域的污染,其污染特征由所排污染物决定。如核工业排放的放射性尘埃和废气、氯碱厂排放的含氯气体及生产磷肥的工厂排放的特殊含氟气体所造成的污染。
(3)煤炭类和石油类燃料排放的废气进入大气,在一定的气象条件下,引起化学或光化学反应而生成具有强刺激性和毒性的复杂烟雾,形成二次污染。这种二次污染物形成的大气污染也可划分为两种类型。
①氧化型大气污染(汽车尾气型):这种类型的污染物主要来源于汽车排气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物,多发生在以使用石油为燃料的地区。在强烈阳光作用下,这些污染物发生一系列的光化学反应后生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯类等氧化性二次污染物,强烈刺激人的眼睛、上呼吸道黏膜等。发生时的气象条件为:较强烈的阳光照射,气温高于23℃,湿度低于75%,风速小于3 m/s,通常发生在夏、秋季节的白天,以中午污染最严重。这种光化学烟雾最初出现在美国洛杉矶市,因此也称作洛杉矶型或石油型大气污染。
②还原型大气污染(煤炭型):这种类型的污染物主要来源于煤炭燃烧排气中的烟尘、二氧化硫和一氧化碳,多发生于煤炭和石油混合使用的地区。该类型的污染物主要是刺激上呼吸道,老幼病弱者受害严重。当天气为多云,气温低于8℃,湿度高于85%,基本无风并伴有逆温存在情况下,一次污染物受阻,容易在低空聚积,生成还原性硫酸烟雾。通常发生在冬季,以早晨污染最严重。伦敦烟雾事件就属于这类还原型污染,故还原型大气污染又称为伦敦型大气污染或煤炭型大气污染。
从发展趋势来看,由于汽车数量逐年增加及燃料的更换,氧化型大气污染有增加的趋势,应当引起高度重视。
二、污染源的类型划分方法
大气中污染物来自两个方面:一是自然源,像森林火灾、台风、地震、火山喷发等产生的烟尘、SO2等;二是人工源,即由于人类生产、生活过程产生的。
人工源的污染物来源广泛,种类繁多,进入大气中的方式不尽相同,因而污染源分类方法也多种多样。在大气污染研究中通常有下列分类方法。
(1)按污染物来源和性质分为工业企业排放源、交通运输污染源、生活污染源、农业污染源。
(2)按污染源几何形状分为点源、面源、线源和体源。
(3)按排放时间分为瞬时源和连续源。
(4)按排放方式分为地面源和高架源。
(5)按排放状态分为固定源和流动源。