大气污染与全球气候

大气污染与全球气候

现在，大气污染的问题已经越来越严重的呈现在了我们的面前。我们每天呼入的空气都是被污染的。而汽车排放的尾气，工厂排放出的废弃又使大气污染的情况日趋严重。大气污染不仅有害于我们的健康，也是全球变暖的原因之一。环境问题需要我们每个人提高意识。下面我们就先来研究一下大气污染的原因：大气污染物一般分为两类：一级(原生)污染物，即由污染源直接排入大气的；二级(次生)污染物，是由一级污染物在大气中进行热或光化学反应后的产物。后者往往危害性更大。大气污染主要来源于人类生活及生产活动，大气的人为污染源主要有三种：

(1) 生活污染源人们由于烧饭、取暖、沐浴等生活上的需要，如炉灶、锅炉等燃烧化石燃料，而向大气排放的煤烟和SO2等，具有量大、分布广、排放高度低等特点。

(2) 工业污染源包括火力发电厂、钢铁厂、水泥厂和化工厂等耗能较多企业燃料燃烧排放的污染物，各生产过程中的排气(如炼焦厂向大气排放H2S、酚、苯、烃类等有毒物质；化纤厂排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生产过程中排放的各种矿物和金属粉尘。

(3) 交通运输污染源由飞机、船舶、汽车等交通工具排放的尾气。在一些发达国家，汽车排放气己构成大气污染的主要污染源。

许多气体成分既造成局地空气污染，又影响气候变化。在已知的三十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（表12-2）。而气溶胶的制冷作用也逐渐得到重视。

（1）CO2: 我们所熟知的温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应。而CO2作为最主要的温室气体，对全球气候变暖的贡献率达50%-60%。自工业革命以来，大气中CO2浓度一直在增加，尤其是到20世纪50年代以后，增加速度迅速加快。下图显示了近半个多世纪来大气中CO2浓度变化。有足够的证据表明，现代大气中CO2的增加主要是由于人类使用化石燃料（煤、石油、天然气）以及生产水泥所导致的。另外，热带土地利用的改变（砍伐森林）也向大气中释放了相当多的

CO2。这两部分是大气中CO2的重要来源。作为吸收大气CO2的主要因素，除大气圈增加CO2的量外，海洋吸收、北半球的森林生长以及植被的CO2施肥效应是主要的CO2的归宿。此外，还有一部分CO2的去向不明。（2）甲烷：甲烷也是一种重要的温室气体，它在大气中的增长速率很快。200多年前，大气中的甲烷浓度在8*10（-7）左右，但到了2000年则增加到1.75*10（-6），目前的甲烷浓度是42万年来最大的。全球对于甲烷的系统观测是从20世纪80年代开始的。CH4的释放源主要有自然源和人为源两大类，而它的消除则主要是通过与大气对流层和平流层中的OH自由基进行反应而实现的。OH自由基的浓度取决于太阳光的强度以及O3、NOx、CH4和CO2等的浓度。

（3）氧化亚氮：科学家最近发现，由于农业生产中使用化学肥料。产生了大量的无色有甜味的气体氧化亚氮( N2O）。据估计，大约1/3的N2O排放量是由人类活动产生的。研究证明，氧化亚氮是一种非常强大的温室效应气体，是《京都议定书》规定的6种温室气体之一。大气中氧化亚氮的含量虽约仅为二氧化碳的9％，但其产生的温室效应却是二氧化碳的310倍，对全球气候的增温效应在未来将越来越显著。N2O在大气中的存留时间长，并可输送到平流层，同时，N2O也是导致臭氧层损耗的物质之一。

N2O的消除主要是在平流层中进行的光分解。

（4）氟利昂：作为臭氧层破坏的元凶，氟利昂是本世纪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、消防器材等领域。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.

（5）气溶胶：大气气溶胶是悬浮在大气中的颗粒物，包括沙尘、烟尘、扬尘、硫酸盐颗粒、硝酸盐颗粒、火山尘和其他有机颗粒物。尽管气溶胶在大气中含量较低，但由于它们通过对太阳辐射和地面长波辐射的散射和吸

收，影响着大气的加热或冷却，进而影响整个地气系统的辐射平衡。同时，它们通过改变云的微物理结构而影响云的辐射特性。在地球能量平衡中，气溶胶和云能吸收和放射红外线，但也反射太阳辐射。因此，它们的总体效果是使地球表面变冷。目前有研究表明，气溶胶的冷却效应应是与温室气体的加热效应在同一数量级上，在局部地区，气溶胶的冷却效应甚至可能超过温室气体的加热效应。

除了这些气体的排放以外，还有其他的假说尝试解释全部或部分的全球温度升高的原因，有些假说如下：

地球温度上升导致喜马拉雅等高山的冰川消融、对淡水资源形成长期隐患；·海平面上升，上海、广州等人口密集的沿海地区面临咸潮破坏，甚至淹没之灾；·冻土溶化，日益威胁当地居民生计和道路工程设施；·热浪、干旱、暴雨、台风等极端天气、气候灾害等越来越频繁，导致当地居民生命财产损失加剧；·粮食减产，千百万人面临饥饿威胁；·每年，全球因气候变化导致腹泻、疟疾、营养不良多发而死亡的人数高达15万。

气候问题对我们的生活产生了深远的影响和危害：

1．海平面上升：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50厘米，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人侵，海滩和海岸遭受侵蚀，土地恶化，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，可能会增加植物的光合作用，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影响，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