全球大氣污染問題

　　地球上人口在急劇增加，人類經濟在急速增長，地球上的大氣污染也日趨嚴重。由于一些有害氣體的大量排放，不僅使大氣造成局部地區的污染，而且影響到全球性的氣候變化以及大氣成分的組成，即出現所謂的全球環境問題。目前，全球性大氣污染問題主要表現在溫室效應、酸雨和臭楊層遭到破壞三個方面。

　　(1)溫室效應

　　農作物和花卉用的溫室，是一座用玻璃蓋成的房屋，用來培育需要適當溫度的植物。當太陽的輻射能量進入室內時，透明的玻璃房屋使熱量保存在室內。而由于大氣中某些氣體含量增加，引起地球平均氣溫上升的情況，則稱溫室效應。這類氣體，即叫溫室氣體，主要包括CO2、CH4、O3、氧化亞氮和氯氟烴(氟利昂)等，其中尤以CO2的溫室作用最明顯。CO2等溫室氣體產生溫室效應的機理，至今仍有爭議。然而普遍認為，這與溫室氣體的物理性質有關。CO2等溫室氣體對來自太陽的短波輻射具有高度的透過性，而對地面反射出來的長波輻射卻具有高度的吸收性能。CO2等溫室氣體在大氣中迅速增加，而將地面反射的紅外輻射大量截留在大氣層內，使地球表面的能量平衡發生改變。溫室氣體如同幕照一樣，阻止紅外輻射的外逸，勢必導致大氣層溫度升高，氣候變暖，形成“溫室效應”。我們知道，CO2是所有碳氫化合物燃燒的基本產物。由于世界上人口的增加和經濟的迅速增長，排入大氣中的CO2也愈來愈多。有關資料指出，過去100年人類通過化石燃料的燃燒，約把4150億噸的CO2排入大氣，結果使大氣中CO2含量增加15%。據計算，這將使全球平均氣溫上升0.83C，而此數字與百年來全球平均氣溫升高的記錄接近。有人估計，按照目前化石燃料燃燒的增加速率，大氣中CO2將在50年內加倍，這將使中緯地區溫度升高2-3C，極地升高6-10C。

　　溫室效應將導致全球環境的重大變化，其主要影響有：

　　1.氣候變化。溫室效應首先表現為全球性氣候變暖。在北半球，冬天變短、變濕，夏季變長、變干燥。亞熱帶可能會比現在更干，而熱帶則可能變得更濕。由此海洋產生更多多熱量和水分，氣流更強，熱帶風暴的能量比現在大50%，臺風和颶風將更加頻繁。氣溫升高會使極地或高山上的冰川融化，導致海平面上升。據推算，全球增溫1.5-4.5C，海平面會上升20-165厘米，從而將淹沒沿海大量繁華的城市、低地和海島。

　　2.生態環境變化。全球氣候的變化，可能會對陸地自然生態系統發生難以預料的影響，熱帶雨林減少，生物多樣減少，農作物減產。盡管有人對溫室效應提出種種不同看法，然而，由于CO2等氣體的濃度增長是無法逆轉的，所以引起了全球的普遍關注。世界上曾召開過一系列國際會議，從技術手段和政策戰略上進行協商。

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　　(2)酸雨

　　酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大氣降水(如霧、露、霜)，是一種大氣污染現象。酸雨又稱酸性(降)雨。因大氣中CO2的存在，所以即使是清潔的雨雪等降水，也會因CO2溶于其中形成碳酸而呈弱酸性。空氣中CO2濃度平均在621毫克/米3(316×10-6)左右，此時雨水中飽和CO2后的PH值為5.6，故定PH<5.6為酸雨指標。由于人為向大氣中排放酸性物質，使得雨水PH值降低，當PH值低于5.6時，便發生了酸雨。大氣中不同的酸性物質所形成的各類酸，都對酸雨的形成起作用，但它們作用的比例不同。一般來說，對形成酸雨的作用，硫酸占60%-70%，硝酸占30%，鹽酸占5%，有機酸占2%。所以，人為排出的SO2和NOX是形成酸雨的兩種主要物質。

　　據估計，人為排入大氣中的SO2約為13000萬噸/年，其中9000萬噸來自煤的燃燒，約占76%。大量SO2進入大氣中后，在合適的氧化劑、催化劑存在時，就會發生化學反應而生成硫酸。在干燥條件下，SO2通過化學過程被氧化成SO3，然后轉化為硫酸，但這個反應十分緩慢，在潮濕大氣中，SO2轉化成硫酸的過程常與云務的形成同時進行，先由SO2生成亞硫酸(H2SO3)，在Fe、Mn等金屬鹽雜質作為催化劑的作用下，H2SO3迅速被催化氧化為H2S04。當空氣中含有NH4時，這類酸化反應會進一步發展。

　　形成大氣污染的NOx主要是NO和NO2。人為排放的NOx主要是化石燃料在高溫下燃燒產生的。在化石燃料燃燒過程中，NO占95%以上，但一進入大氣后，NO又大部分轉化為NO2。在大氣中，NO2除了本身直接反應形成硝酸外，當它與SO2同時存在時，還可以促進SO2向SO3和H2SO4轉化，從而加速酸雨的形成。由于酸雨的出現，破壞了森林生態系統，改變土壤性質與結構，破壞水生生態系統，腐蝕建筑物和損害人體的呼吸道系統和皮膚。例如，在歐洲15個國家中有700萬公頃森林受到酸雨的影響，森林在遭到死亡綜合癥的侵襲;座瑞典北部地區，因受酸雨影響，土壤酸化而使肥力減退，河湖酸化而影響水生生物的生長和繁殖。此外，還有因酸雨水滲入地下，使地下水酸化而造成地下水污染的事例。在世界上酸雨分布的地區較廣，有時飄越國境影響別國，所以它不僅是一個環境問題，也是一個國家間的政治問題。

　　(3)臭氧層破壞

　　臭氧是大氣中的微量氣體之一，它主要濃集在平流層中20-25公里的高空中，即大氣的臭氧層。臭氧層作為環繞地球的保護層，其作用是吸引太陽紫外線中對生物有害的部分，保護地球上的生命界，并調節地球的氣候。然而，近些年來，由于在平流層內運行的飛行器日益增多，人類活動產生的一些氣體如NOx和氯氟烴等進入平流層，使臭氧層遭到破壞，以致于在南極上空出現了“臭氧空洞”。導致大氣中臭氧減少和耗竭的物質，主要是平流層內超音速飛機排放的大量NOx，以及人類大量生產與使用的氯氟烴化合物(氟利昂)，如CFCl3(氟利昂-11)、CF3Cl2(氟利昂-12)等。被排放出來的氟利昂在大氣中的壽命可達數十年乃至100年，所以大部分進入低層大氣，再進入臭氧層。氟利昂在對流層內性質穩定，但進入臭氧層后，易與臭氧發生反應而消耗臭氧，以致降低臭氧層中O3濃度。臭氧濃度降低，臭氧層的破壞，將對地球生命系統產生極大的危害。首先，由于臭氧層的破壞，大量紫外光輻射將到達地面而危害人體健康。有人估計，如臭氧層中O3濃度減少?%，則地面紫外光輻射將增加2%，導致皮膚癌發病率增加2%-5%。此外，還會使白內障發病率增高以及對人體免疫系統功能產生抑制作用。紫外光輻射增大，也會對動、植物產生影響，而危及生態平衡。臭氧層破壞還將導致地球氣候出現異常，由此帶來災害。正因如此，保護臭氧層已成為一個全球性的問題。聯合國環境規劃署在1985年3月通過了《保護臭氧層維也納公約》，于1988年生效。到1993年4月為止，世界上已有119個國家和1個經濟組織加入該公約。1996年11月，在哥斯達黎加首都圣何塞召開了世界臭氧層高峰會，參加這次會議的有164個國家800名代表。在會上，世界氣象組織發表了一份報告，指出1996年，南極上空臭氧層缺口進一步擴大，面積達到1800萬公里2，破了以往記錄，顯示情況已到了刻不容緩的地步。