碳氧化物污染
第三节 碳氧化物污染
碳氧化物污染包括一氧化碳(CO)与二氧化碳(CO2)对大气的污染。
一、一氧化碳污染
CO是无色、无臭的有毒气体,化学性质较稳定。CO的人为来源主要是矿物燃料燃烧、石油炼制、钢铁冶炼、固体废物焚烧等。CO是排放量最大的大气污染物。据估计,现今每年人为排放CO总量为3亿~4亿吨,其中一半以上来自汽车废气。过去曾认为CO大部分来自人类活动。近来的研究显示,CO的自然排放量比人为排放量大几倍,主要来自森林火灾、海洋与陆地生物的腐烂等过程。CO在大气中的存留时间约为几个月。大气中CO的消除作用现已知道的有HO自由基氧化作用(形成二氧化碳),更主要是土壤微生物的代谢过程。
大气中CO的本底浓度,北半球平均为1.4×10-7(0.17毫克/立方米),南半球要比北半球低得多。大城市汽车多,大气中CO含量较高。如美国芝加哥1972年的CO日含量最大值达(2.0~3.0)×10-5。英国伦敦1957年在交通岛上曾测到2.35×10-4的CO。法国巴黎1967年1.5%的监测记录超过1.0×10-4。中国北京1978年采暖期交通道口CO的最高8小时平均浓度达1.8×10-5(23毫克/立方米)。
CO能和血红蛋白结合,降低后者的输氧能力,严重时可使人窒息死亡。但环境大气中的CO浓度,尚不致于造成此种危害。关于人体长期接触低浓度CO对健康的影响问题,现今还没有肯定的结论。CO可参与光化学烟雾的形成反应而造成危害。
防止与控制CO污染的主要措施是:改革燃烧装置与汽车发动机;改进燃烧技术,使燃料得到充分燃烧;综合利用含CO的工业废气;采用不排放CO废气的无污染能源;加强管理,减少工业装置泄漏与逸散等。此外,许多国家都制定了控制CO的环境标准。中国颁布的《大气环境质量标准》规定:自然保护区、风景游览区等地区执行一级标准,CO日平均浓度值不得超过4.00毫克/立方米,任何一次采样的测定值不得超过10.00毫克/立方米;居民区、文化区等地区执行二级标准,CO的浓度容许值同一级标准;工业区等地区执行三级标准,CO日平均浓度值不得超过6.00毫克/立方米,任何一次测定值不得超过20.00毫克/立方米。
二、二氧化碳污染
二氧化碳是无色、无毒气体,对人无害,一般不列为环境污染物。由于大气中二氧化碳浓度不断上升,可能引起地球气候的变化,因而受到人们的关注。
据估计,现在每年排入大气中的二氧化碳总量为100亿~200亿吨,几乎全部来自矿物燃料的燃烧。其天然来源有森林火灾与火山爆发,但数量很少。CO的光化学氧化也产生二氧化碳。二氧化碳可为海水吸收与参与植物的光合作用而被消耗一部分。它在大气中的存留时间约10年左右。
近几十年来,由于矿物燃料用量的增加,以及能大量吸收二氧化碳的森林遭到破坏,大气中二氧化碳浓度不断上升。1896年为2.96×10-4,1960年为3.2×10-4,2000年增加到3.7×10-4。二氧化碳能吸收地面的长波辐射,对地球起着保温的作用,此种现象被称为温室效应。大气中二氧化碳含量增加,温室效应也随之增强,这样,两极积冰的融化将使海面升高,在某些地区会造成灾难性后果。但事实上,1940—1967年年平均气温不但没有上升,反而下降了0.2℃。地球的能量的平衡是极为复杂的。大气中的水气量、云量,以及颗粒物都有着和二氧化碳相反的作用,可能是这些因素抵销了温室效应。二氧化碳对全球气候的影响是正在研究的一个复杂课题。