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全球和区域影响对大气污染控制的影响

时间:2023-11-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:大气污染的全球性影响包括全球气候模式变化、臭氧层破坏和酸雨。全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化,可能在2100年使海平面上升50cm,危及全球沿海地区,特别是那些人口稠密、经济发达的河口和沿海低地。④影响人类健康。气候变暖有可能增加疾病危险和死亡率,促进传染病的传播。在高纬度地区,这些疾病传播的危险性可能会更大。⑤气候变化及其对我国的影响。

全球和区域影响对大气污染控制的影响

大气污染的全球性影响包括全球气候模式变化、臭氧层破坏和酸雨

(1)全球气候模式变化。大气污染对气候的影响很大,污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响,尤其是对全球气候的影响,从长远的观点看,这种影响将是很严重的。许多气体成分既造成局部地区大气污染,又影响气候变化。在已知的30多种与气候变化相关的大气组分中,二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氟利昂和臭氧是对气候变暖贡献最为显著的5种大气成分。而气溶胶的制冷作用也逐渐得到重视。21世纪以来所进行的一些科学观测表明,大气中各种温室气体的浓度都在增加。1750年之前,大气中二氧化碳含量基本维持在280×10-6工业革命后,随着人类活动,特别是消耗的化石燃料煤炭石油等)的不断增长和森林植被的大量破坏,人为排放的二氧化碳等温室气体不断增长,大气中二氧化碳含量逐渐上升,每年大约上升1.8×10-6(约0.4%),到目前已上升到近360×10-6。从测量结果来看,大气中二氧化碳的增加部分约等于人为排放量的一半。

按现在的一些发展趋势,科学家预测气候变化有可能出现的影响和危害有以下几项。

海平面上升。全世界大约有1/3的人口生活在离海岸线60km的范围内,经济发达,城市密集。全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化,可能在2100年使海平面上升50cm,危及全球沿海地区,特别是那些人口稠密、经济发达的河口和沿海低地。这些地区可能会遭受淹没或海水入侵,海滩和海岸遭受侵蚀,土壤恶化,海水倒灌和洪水加剧,港口受损,并影响沿海养殖业,破坏供排水系统。

②影响农业和自然生态系统。随着二氧化碳浓度增加和气候变暖,可能会促进植物光合作用,延长生长季节,使世界一些地区更加适合农业耕作。但全球气温和降雨形态的迅速变化,也可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化,使其遭受很大的破坏性,造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。

③加剧洪涝、干旱及其他气象灾害。气候变暖导致的气候灾害增多可能是一个更为突出的问题。全球平均气温略有上升,就可能带来频繁的气候灾害——过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温,造成大规模的灾害损失。有的科学家根据气候变化的历史数据,推测气候变暖可能破坏海洋环流,引发新的冰河期,给高纬度地区带来可怕的气候灾难。

④影响人类健康。气候变暖有可能增加疾病危险和死亡率,促进传染病的传播。高温会给人类的循环系统增加负担,热浪会引起死亡率的增加。由昆虫传播的疟疾及其他传染病与温度有很大的关系,随着温度升高,可能使许多国家疟疾、淋巴丝虫病、血吸虫病、黑热病、登革热脑炎增加或再次发生。在高纬度地区,这些疾病传播的危险性可能会更大。

⑤气候变化及其对我国的影响。从中外专家的一些研究结果来看,总体上我国的变暖趋势冬季将强于夏季;在北方和西部的温暖地区以及沿海地区降雨量将会增加,长江、黄河等流域的洪水暴发频率会更高;东南沿海地区台风暴雨也将更为频繁;春季和初夏许多地区干旱加剧,干热风频繁,土壤蒸发量上升。农业是受影响最严重的。温度升高将延长生长期,减少霜冻,二氧化碳的“肥料效应”会促进光合作用,对农业产生有利影响;但土壤蒸发量上升,洪涝灾害增多和海水侵蚀等也将造成农业减产。对草原畜牧业渔业的影响总体上是不利的。海平面上升最严重的影响是增加了风暴潮和台风发生的频率和强度,海水入侵和沿海侵蚀也将引起经济和社会的巨大损失。

全球气候系统非常复杂,影响气候变化的因素非常多,涉及太阳辐射、大气构成、海洋、陆地和人类活动等诸多方面。对气候变化趋势,在科学认识上还存在不确定性,特别是对不同区域气候的变化趋势及其具体影响和危害还无法做出比较准确的判断。但从风险评价角度而言,大多数科学家断言气候变化是人类面临的一种巨大环境风险。

(2)臭氧层破坏。大气中的臭氧含量极低,但在平流层中,存在着臭氧层,其中臭氧的含量占这一高度大气总量的十万分之一。臭氧层的臭氧含量虽然极少,却具有非常强烈地吸收紫外线的功能,可以吸收太阳光紫外线中对生物有害的部分(UVB)。由于臭氧层有效地挡住了来自太阳紫外线的侵袭,才使得人类和地球上各种生命能够存在、繁衍和发展。

氟利昂等消耗臭氧层物质(ODS)是臭氧层被破坏的元凶。氟利昂是20世纪20年代合成的,其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,广泛用于家用电器泡沫塑料、日用化学品、汽车消防器材领域。80年代后期,氟利昂的生产达到了高峰,产量达到了1.44×106t。在对氟利昂实行控制之前,全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2×107t。由于它们在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍留在大气层中,其中大部分仍然停留在对流层,一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂在上升进入平流层后,在一定的气象条件下,会在强烈紫外线的作用下被分解,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。

(3)酸雨(acidrain)。酸雨通常指pH值低于5.6的降水,但现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。湿沉降是指酸性物质以雨、雪形式降落地面,干沉降是指酸性颗粒物以重力沉降、微粒碰撞和气体吸附等形式由大气转移到地面。酸雨形成的机制相当复杂,是一种复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中的酸性物质绝大部分是硫酸硝酸,主要来源于排放的二氧化硫氮氧化物。(www.xing528.com)

“酸雨”这个名词是1872年由英国化学家RobertSmith在考察了英国曼彻斯特工业区上空煤气与当地降雨酸度的关系后而首次提出的,直到20世纪50年代,发达国家才设置监测网开始研究工作,从而使酸雨作为一个重大环境问题被认识。

20世纪六七十年代以来,随着世界经济的发展和矿物燃料消耗量的逐步增加,矿物燃料燃烧中排放的二氧化硫、氮氧化物等大气污染物总量也不断增加,酸雨分布有扩大的趋势。欧洲和北美洲东部是世界上最早发生酸雨的地区,但亚洲和拉丁美洲有后来居上的趋势。酸雨污染可以发生在距其排放地500~2000km的范围内,酸雨的长距离传输会造成典型的越境污染问题。

欧洲是世界上一大酸雨区。主要的排放源来自西北欧和中欧的一些国家。这些国家排出的二氧化硫有相当一部分传输到了其他国家,北欧国家降落的酸性沉降物一半来自欧洲大陆和英国。受影响重的地区是工业化和人口密集的地区,即从波兰和捷克经比利时、荷兰、卢森堡三国到英国和北欧这一大片地区,其酸性沉降负荷高于欧洲极限负荷值的60%,其中在中欧部分地区超过生态系统的极限承载水平。

美国和加拿大东部也是一大酸雨区。美国曾经是世界上能源消费量最多的国家,消费了全世界近1/4的能源,美国每年燃烧矿物燃料排出的二氧化硫和氮氧化物也名列前茅。从美国中西部和加拿大中部工业心脏地带污染源排放的污染物定期落在美国东北部和加拿大东南部的农村及开发相对较少或较为原始的地区,其中加拿大有一半的酸雨来自美国。

亚洲是二氧化硫排放量增长较快的地区,并主要集中在东亚,其中中国南方是酸雨最严重的地区,成为世界上又一大酸雨区。

酸雨的危害主要表现在以下几个方面。

①损害生物和自然生态系统。酸雨降落到地面后得不到中和,可使土壤、湖泊、河流酸化。湖水或河水的pH值降到5以下时,鱼的繁殖和发育会受到严重影响。土壤和底泥中的金属可被溶解到水中,毒害鱼类。水体酸化还可能改变水生生态系统。

酸雨还抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗土壤中钙、镁、钾等营养因素,使土壤贫瘠化。酸雨损害植物的新生叶芽,从而影响其生长发育,导致森林生态系统的退化。

②腐蚀建筑材料及金属结构。酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等。特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品,耐酸性差,容易受酸雨腐蚀和变色。

从欧美各国的情况来看,欧洲地区土壤缓冲酸性物质的能力弱,酸雨危害的范围还是比较大的,如欧洲30%的林区因酸雨影响而退化。在北欧,由于土壤自然酸度高,水体和土壤酸化都特别严重,特别是一些湖泊受害最为严重,湖泊酸化导致鱼类灭绝。据报道,从1980年前后,欧洲以德国为中心,森林受害面积迅速扩大,树木出现早枯和生长衰退现象。加拿大和美国的许多湖泊和河流也遭受着酸化危害。美国国家地表水调查数据显示,酸雨造成75%的湖泊和大约一半的河流酸化。加拿大政府估计,加拿大43%的土地(主要在东部)对酸雨高度敏感,有14 000个湖泊是酸性的。

目前,虽然酸雨和环境酸化还不如全球气候模式变化和臭氧层破坏那样构成全球性危害,但无论对生态系统破坏程度还是所造成的经济损失却是十分惊人的。酸雨和环境酸化已是不容忽视的重大环境问题。

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