大氣中污染物或由它轉化成的二次污染物的濃度達到瞭有害程度的現象。

  自從人類用煤作燃料以後,大氣污染的現象就存在瞭。產業革命促進瞭工業的迅速發展,煤的消耗量急劇增多,工業區和城市的大氣嚴重地受到瞭煙塵和二氧化硫的污染。第二次世界大戰以後,工業國傢燃料消耗量繼續增長,石油代替煤成為主要燃料,煙塵污染雖有所減輕,但二氧化硫的污染仍在繼續發展。1930年12月比利時馬斯河谷重工業區的煙霧事件,1948年10月美國多諾拉鎮的煙霧事事件,以及1952年12月的倫敦煙霧事件是大氣污染的一些突出的典型事例。

倫敦煙霧

  城市中大量使用汽車,排出的廢氣含有氮氧化物和碳氫化合物,造成另一種類型的大氣污染,即最先在美國洛杉磯發現的光化學煙霧污染。煤和石油燃燒造成的大氣污染,是當前世界上最為普遍的環境問題之一。工農業生產以及其他人類活動排放的污染物,也使大氣受到不同性質和不同程度的污染。

  污染物 大氣污染物的種類很多,其物理和化學性質非常復雜,毒性也各不相同,主要來自礦物燃料燃燒和工業生產。前者產生二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、碳氫化合物和煙塵等;後者因所用原料和工藝不同而排放出不同的有害氣體和固體物質(粉塵),常見的有氟化物和各種金屬及其化合物。農業施用的農藥飛散進入大氣,也會成為大氣污染物。

  煙塵和粉塵統稱為顆粒物,它們的形態和組分極為復雜,有金屬、硫酸鹽和硝酸鹽、有機化合物和放射性物質等,還會吸附一些有害的氣體物質。顆粒物的粒徑從不足1微米到上百微米。粒徑小於10微米的,可在大氣中長期飄浮,稱為飄塵,危害較大;大於10微米的,由於重力作用會很快沉降下來,稱為降塵,危害較小。

  大氣層核試驗的放射性降落物也是一種重要的大氣污染物。

  形成條件 大氣中有害物質的濃度越高,污染就越重,危害也就越大。污染物在大氣中的濃度,除瞭取決於排放的總量外,還同排放源高度、氣象和地形等因素有關。

  污染物一進入大氣,就會稀釋擴散。風越大,大氣湍流越強,大氣越不穩定,污染物的稀釋擴散就越快;相反,污染物的稀釋擴散就慢。在後一種情況下,特別是在出現逆溫層時,污染物往往可積聚到很高濃度,造成嚴重的大氣污染事件。降水雖可對大氣起凈化作用,但因污染物隨雨雪降落,大氣污染會轉變為水體污染和土壤污染。

  地形或地面狀況復雜的地區,會形成局部地區的熱力環流,如山區的山谷風,濱海地區的海陸風,以及城市的熱島效應等,都會對該地區的大氣污染狀況發生影響。

  煙氣運行時,碰到高的丘陵和山地,在迎風面會發生下沉作用,引起附近地區的污染。煙氣如越過丘陵,在背風面出現渦流,污染物聚集,也會形成嚴重污染。在山間谷地和盆地地區,煙氣不易擴散,常在谷地和坡地上回旋。特別在背風坡,氣流作螺旋運動,污染物最易聚集,濃度就更高。夜間,由於谷底平靜,冷空氣下沉,暖空氣上升,易出現逆溫,整個谷地在逆溫層覆蓋下,煙雲彌漫,經久不散,易形成嚴重污染。位於沿海和沿湖的城市,白天煙氣隨著海風和湖風運行,在陸地上易形成“污染帶”。

  早期的大氣污染,一般發生在城市、工業區等局部地區,在一個較短的時間內大氣中污染物濃度顯著增高,使人或動、植物受到傷害。60年代以來,一些國傢采取瞭控制措施,減少污染物排放或采用高煙囪使污染物擴散,大氣的污染情況有所減輕。

  高煙囪排放雖可降低污染物的近地面濃度,但是把污染物擴散到更大的區域,從而造成遠離污染源的廣大區域的大氣污染。大氣層核試驗的放射性降落物和火山噴發的火山灰可廣泛分佈在大氣層中,造成全球性的大氣污染。

  

參考書目

 A.C.Stern,Air Pollution,3rd ed.,Academic Press,New York,1976.