光污染的主要原因篇1
关键词：城市光化学烟雾；汽车尾气；防止措施
城市大气污染一般分为煤烟型和光化学烟雾型,前者因燃煤排放引起,其主要污染物为颗粒物和二氧化硫So2;后者因汽车和石油化工排放氮氧化物nox和挥发性有机物VoCs等前体污染物引起,其特征污染物为臭氧o3等强氧化剂。光化学烟雾具有很强的氧化性,可使橡胶开裂,对眼睛和呼吸道有很强的刺激性,损害人体肺功能和伤害农作物,并使大气能见度降低。我国城市大气污染虽受以煤炭为主的能源结构的制约,目前仍呈现出明显的煤烟型污染特征,但早在70年代末就在兰州西固石油化工区首次发现了光化学烟雾并开展了大气物理和大气化学的大规模综合研究,1986年夏季在北京也发现了光化学烟雾的迹象,近10年来日趋严重。随着经济的高速发展,我国中、南部特别是沿海城市均已发生或面临光化学烟雾的威胁,上海、广州、深圳等城市也频繁观测到光化学烟雾污染的现象。以广州为例研究我国城市光化学烟雾的污染状况及污染特征,探讨光化学烟雾的形成机制,预测城市光化学烟雾的发展趋势。
1.城市光化学烟雾的形成机理
光化学烟雾的形成机理可以定性地表述为:光化学烟雾是由链式反应形成的。它以no2光解生成原子氧的反应为引发,原子氧的产生导致了臭氧的形成。由于烃类参与链式反应产生多种自由基,造成了no向no2的迅速转化。在此转化中Ro・和Ro2・自由基起了主要的作用Co3参与的少),以致基本上不需要消耗o3就能使大气中no转化为no2。no2又继续光解产生o并导致o3的产生,从而使o3浓度不断升高。同时产生的醛类和新的自由基又继续和烃类反应,生成更多的自由基。如此继续不断,循环往复地进行链式反应,直至烃类耗尽,no全部氧化为no2。
概括起来影响光化学烟雾的主要(污染物)因素是:(1)碳氢化合物的活性。(2)吸收光能的引发剂。(3)no2和CxHy的浓度比。
汽车废气作为空气污染中的一种特殊情形，其主要污染物有碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、硫氧化物、铅化合物、苯并芘等。对于未装尾气净化器的汽车,65%的烃类及Cox、nox和铅化合物均从尾气中排入大气。目前,许多国家制定的汽车排气标准中,都把一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物作为主要污染物来控制。对光化学烟雾形成有关的气体主要是后2种,尤其是其中的no、no2和烯烃、芳烃。汽车废气的数量是很大的,若平均每天燃用5kg汽油,则生成2.1kgCo、0.62kgCxHx、0.11kgnox。那么一个拥有10万辆汽车的城市,每天空气中就要增加210万吨Co、62吨的CxHx、11吨nox。可见汽车确实成了污染空气的“罪魁”。
2.广州大气光化学污染状况
广州市近20年来主要的大气污染物有:二氧化硫(So2)、氮氧化物(nox)、一氧化碳(Co)、总悬浮微粒(tSp)、降尘(DF)等,其中So2及nox和Co分别主要来源于工业生产和交通运输,tSp和DF则主要来源于餐饮业和建筑业。目前,广州交通污染源尾气排放量对广州大气质量的“贡献”跃居为首位。
分析广州市1981～1997年的环境监测资料表明，年纪之间具有光化学污染逐年增强的趋势。以1981～1997年全市各监测点的监测结果为基础数据,以我国《大气环境质量标准》的日平均质量浓度二级标准为依据计算广州市1981～1997年的各大气污染物的指数及污染负荷率,计算公式如下:
Fi=pi/p
其中:pi=Ci/Si,p=∑pi
式中:Fi为污染物i的负荷率,pi为污染物i的分指数,p为大气污染综合指数,Ci为污染物i的实测值,Si为污染物i的评价标准(其中So2为0.06mg/m3、nox为0.1mg/m3、Co为4mg/m3、tSp为0.3mg/m3,DF为8t/km2・月)。计算结果如表1所示。
表11981～1997年广州市各大气污染物的评价指数和污染负荷率(%)
从表1的结果发现,虽然各污染物的负荷率随年份不断波动,但nox和Co的负荷率逐年增加、So2和tSp则逐年减少的趋势明显。比较1981～1997年大气污染物评价指数和负荷率的结果说明:广州在20世纪80年代中期以前(1981～1986)各污染物的负荷率以DF最高、So2次之、Co最低为煤烟型污染特征;1987～1997年间,全市大气中气态污染物评价指数和负荷率则以nox最高,如1994年全市实测nox年均日浓度值为:1.16mg/m3,污染指数为1.16,污染负荷比为25.2%,1996年达35.6%。这充分说明广州自80年代末以来nox的污染相当严重,光化学污染有逐年增强的趋势。特别是越秀区、东山区的主要干道的nox已大大超国家二级标准。
3.广州光化学污染趋强的主要原因
VoCs和nox两者构成光化学污染中最主要的一次污染物;控制大气光化学污染最有效的手段是同时控制VoCs和nox污染水平.，结合广州的气象、地理条件，从VoCs和nox来源着手来分析广州市区光化学污染趋强的原因。
3.1广州光化学污染趋强主要与机动车辆的迅速增加有关
自上世纪80年代末以来,广州大气中nox和Co的污染负荷率逐年增加,光化学类污染急剧发展,这主要与车辆的迅速增加密切相关。据统计,广州机动车排放的nox约占全市nox总量的60%。加之广州地处低纬度,高温、多雨、湿度大;风向以北和东北及东和东南方向为主,具有通风不良和静风频率高、近地层的逆温频率高、热岛效应强等特征。不仅不利于污染物的对流和扩散,还有利于贴近城区周围工业和建筑业、交通业的大气污染物向西区和市中心集聚,形成局地的堆积污染,也有利于大气污染物nox的转化,更进一步加大了光化学的污染程度,特别是交通拥挤,汽车在路上重新启动和发动机空转的次数越多,尾气排放量越大,因而越秀区和东山区及市内的主要交叉路口和交通要道等地带成为nox和Co污染的“重灾区”。因此，要解决nox和Co污染问题,控制及改进广州市交通环境是关键。
3.2广州市内各功能区VoCs污染源分析
表2给出了市区内典型功能区VoCs的监测结果，作为交通主干道的东风路、环市路和新港路污染最为严重,检出的VoCs种类较多,浓度也较高;而文化区和居民区的污染相对小些,但也不可忽视.图1是三个功能区大气中苯系物(BteX)的浓度分布情况,用来判断功能区的VoCs污染来源.三个功能区的BteX线图基本上平行重合,说明它们的来源都相同.甲苯的浓度仍然是最高的,苯和乙苯浓度相当.这说明了,市区内VoCs的污染特征与交通源相似,即VoCs的污染主要是由于机动车排放引起的.另外,各类型加油站的油库、市内三产燃料燃烧,还有市郊工业区排放的贡献也是不可忽略的。由图表可知，广州地区空气中的挥发性有机物的总量已很高,广州市区的VoCs主要来自人为污染源,尤其是交通源。
表2市内典型功能区VoCs监测结果(μg・m-3)
图1内典型功能区苯系物浓度分布图
4.光化学污染的防治措施
注：文章内所有公式及图表请用pDF形式查看。
4.1安装排放孔昂志装置控制污染源
碳氢化合物是光化学烟雾形成过程中必不可少的重要组成,因此控制碳氢化合物,尤其是那些反应活性高的有机物(如烯烃、含有侧链的苯烃)的排放,能有效地控制光化学烟雾的形成和发展。另外,光化学烟雾形成的光化学反应中,自由基反应占很重要的地位,而自由基的引发反应主要是由no2光解而引起的,所以控制氮氧化合物的排放也十分重要。据统计，大气中Co污染物的75％、HC和no污染物的50％来源于汽车的尾气排放。随着汽车保有量的日益增多，汽车的排放污染已成为大气光化学污染的元凶，汽车排放的污染源来自车上的众多系统，如果不安装各种排放控制装置，那么将有大约20％的有害物质来自曲轴箱通风系统，60％来自排气系统，另有,20％来自供油系统的蒸发。近年来生产的汽车中，差不多每一种污染源均有独自的排放控制技术及装置。如电子控制装置、发动机曲轴箱的污染控制装置（pCV）、燃油蒸汽污染控制系统（eCS）、排气再循环系统（eGR）、空气喷射系统、催化式净化装置、微粒搜捕器等等。其中利用催化剂对汽车的废气进行净化应用已经比较普遍，其基本原理是:
2no(g)+2Co(g)=====n2(g)+2Co2(g)
2Co(g)+o2(g)=====2Co2(g)
从而使汽车尾气无害化。欧共体规定，所属各国从1993年开始销售的装有汽油发动机的汽车一律要配置三元催化转换器。该装置可净90％的有害物质。
4.2完善车辆管理和发展公共交通
加快城市公共交通的发展和道路建设的步伐,推广环保型交通工具及尾气净化等新技术,合理分流市区交通压力并强化机动车排气污染控制工作,从而有效减轻市中心机动车排气污染，建立和完善机动车管理体系,都是控制城市光化学污染的，改善空气质量的当务之急。
4.3利用清洁能源
如使用氢作为发动机燃料,利用氢氧燃料电池供电来驱动运输工具(电动车),利用电磁感应的方法推动火车(超导悬浮列车)等。核能的安全使用，风能、太阳能的开发利用。利用清洁能源,开发无污染运输是今后的导向。
光污染的主要原因篇2
【关键词】大气污染源危害激光质谱法防治措施
1大气污染源及危害
1.1我国大气污染因素及现状
对于大多数发展中国家来说，在经济发展的头些年都要走先污染后治理的老路，在各项技术不够成熟的情况下，只依靠充分的资源以及廉价的劳力来实现经济的快速发展，在发展过程中经济效益始终排在第一位，对于环境的保护工作做的不够到位，导致了生态的破坏以及空气污染等环境问题，尤其是在工业废气方面，由于没有先进成熟的废气处理工艺，很多工厂对废气都只进行高空排放处理，使得我国大气污染近些年来日益加重。
1.2危害
大气污染的危害首要就是对人体和动物的健康伤害，人或动物吸入过多的污染空气或吃了被空气污染的食物就会危害健康，造成病变甚至死亡；此外，大气污染严重之后有可能形成酸雨对农业、林业、养殖业还有建筑物等造成影响；大气污染要是更加严重会破坏臭氧层形成空洞，或者由于Co2的排放过多形成温室效应，造成全球变暖，对人类和生物的生存环境造成危害。
2激光质谱大气探测方法
2.1激光质谱法的原理
大气污染主要是由燃烧气体造成的，而大气污染源气体主要有Co、Co2、nox、So2以及二恶英类化合物等，其中二恶英有毒并且是严重的致癌物质，二恶英主要来源是垃圾的焚烧，应用激光质谱法能够有效的检测出空气中的二恶英化合物。激光质谱法是共振多光子电离（Rempi）与飞行时间质谱（toF-mS）的结合，在共振多光子电离时，中性分子吸收一个或多个光子达到中间激发态，再吸收一个或多个光子实现电离，通过与分子中间激发态的共振，产生电离的几率很高，最简单的情况就是中性分子吸收一个光电子达到其激发态，再吸收第二个光子达到电离限之上的连续态，这就是（1+1）共振多光子电离过程。此时，需要通过高阶多光子电力过程，依据每个分子特殊的吸收光谱的特点，可以用合适的激光波长来选择电离某些分子，同时可以抑制其他分子的电离信号，因此共振多光子电离法可以实现多组分分析；同时激光质谱法还会使用飞行时间质谱仪，这个质谱仪可以对脉冲激光产生的离子进行选择性探测，高速的对离子进行质量分辨，具有高灵敏度和高质量分辨率的特点，其激光器和进样系统的重复率可达到100Hz，能够实现10ms的时间分辨。
2.2激光质谱法的优势和应用
与传统的大气污染源探测技术相比，激光质谱法具有高灵敏度、高选择性、高速度分辨和多组份一起分析等优点，是目前国内对大气污染源探测的主要探测技术，激光质谱发不仅能够实现实时动态监控，还能有效地对大气进行全面的污染源确认，有利于快速、全面地得出分析数据以及确定污染气体治理方案。目前，激光质谱法在我国汽车尾气和垃圾焚烧气体探测中得到了大力应用，采用可移动的激光质谱仪，可以有效地对汽车尾气中各个成分实时动态变化进行监控和绘图，对汽车在不同行驶状态时的尾气污染物变化提供可靠证据，得出汽车在什么行驶状态下才能使尾气中有害物质浓度最低，确认什么时候燃烧最为安全，对空气污染最小；总的来说激光质谱仪起到了排放气体的有效在线检测的作用。
3大气污染防治措施
我国目前空气污染的主要问题是含菌量大、悬浮颗粒和可吸入颗粒含量高、工业废气排放不达标、机动车尾气排放量大、生活垃圾焚烧不完全等，针对我国大气污染的国情，在大气污染防治措施方面主要从以下几个方面着手：
3.1采用激光质谱法对大气污染源进行实时探测
治理污染的同时也应该控制污染源，才能保证空气治理工作得到效果，因此对大气的污染源进行实时探测就是尤为重要的，采用激光质谱法高速高效的进行探测，通过得出的数据和图谱分析空气污染情况，及时采用有效手段解决污染源问题，不能彻底解决也要把污染指数控制在国家法律规定的合格值范围内。
3.2改善燃烧工艺
其实大多数的工业污染和生活垃圾焚烧污染都是由于燃烧不完全造成的，采用先进的国外技术或者自主研发更好的燃烧技术是解决大气污染的重要一步，如果燃烧工艺不能够得到改善，废气中的污染物质不会减少，会对大气的治理工作造成困难。
3.3大力推广空气净化装置，开发新技术
在控制污染源污染物排放量的同时，也要重视空气净化装置的使用，一定要要求工业废气经过净化处理达标后才可以排放，汽车排气管也要大力推广尾气净化器，减少汽车尾气对大气的污染。
3.4增加城市绿化面积，保护树木
绿化就是城市的肺，增加城市的绿化面积、保护树木也是一种治理大气污染的一个途径，树木能够起到吸收有害气体，净化空气的作用，因此城市绿化工作不可忽略，还要严格要求，大力推广，保护环境。
4结语
大气污染与人们的身体健康和生活环境息息相关，我国是大气十分污染严重，严重的大气污染已经对我国部分城市造成了酸雨、雾霾等恶劣的空气问题，已经影响到了人们的正常生活，我国对大气污染的治理工作已经到了迫在眉睫的地步，并且对大气的治理工作还要几十年如一日的持续下去才能见到成效。而解决大气污染问题首要就是对对大气污染源的探测工作，近些年来我国对大气污染源的探测工作也有所进展，其中激光质谱探测技术已经在汽车尾气和生活垃圾焚烧气体检测等方面日臻成熟和完善，激光质谱探测法也是目前最高效、最灵敏、最先进的大气污染源探测技术。
参考文献：
[1]樊新岩.激光质谱法在大气污染物分子探测中的应用研究[J].曲阜师范大学，2005.01.
[2]章莲蒂，魏杰.激光质谱法探测度量污染气体的定标研究[J].中国环境科学，2000.5.
光污染的主要原因篇3
1引言
光化学烟雾污染，是指大气中的氮氧化物(nox)和碳氢化合物(HC)等一次污染物在阳光照射下发生一系列光化学反应，生成o3、pan、高活性自由基、醛、酮、酸等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象[1]。
随着国家环保力度的加大，大气污染物的在线监测项目的扩大，臭氧超标污染的报道屡见不鲜。2015年5月起，臭氧取代pm2.5，成为四川夏天空气污染“杀手”。5月、6月、7月、8月，臭氧都居高不下，成为污染祸首。臭氧污染超标的问题同样也发生在南京，2015年南京臭氧超标已达40d成首要污染物。现实中，臭氧正成为环境污染的重要因素之一。
开封作为中原旅游与文化城市，对环境的要求日渐提高。开封市从2013年开始了空气质量6参数的监测与统计。2013年全年臭氧作为首要污染物天数为54d，其中达到轻度污染以上的14d。2014年全年臭氧作为首要污染物天数为20d，其中达到轻度污染以上的12d，2015年全年臭氧作为首要污染物天数为23d，其中达到轻度污染以上的12天。臭氧已成为新的重要污染物。因此，分析臭氧污染的特点与来源，更好的防治臭氧污染已迫在眉睫。
2监测环境及监测方法
选取开封市区内具有代表性的监测点位(河大一附院)进行监测统计。该点位位于开封市龙亭区，人口较为稠密，周边为旅游区与商住居民区。站房位于河大一附院4楼顶，采样口距地面大于1.5m，距站房内有pm10、pm2.5、So2、nox、Co、o3及气象五参数。污染物监测仪均使用美国thomeFisher公司仪器。
所用监测仪器定期进行标定校准，其中pm10、pm2.5、每周进行流量检查，定期更换纸带，清洗外置采样头及管路。So2、nox、Co、o3分析仪每周进行一次校零和校标，每季度进行一次多点校准，数据审核时剔除异常点，数据均符合国家环境保护局的数据质量控制标准。
研究数据采用河南省环境空气自动监控系统小时值。变化特征分析利用excel软件处理。利用SpSS17.1软件进行相关性分析。
3结果与分析
3.1污染物浓度的时间变化特征
2015年4月23～5月3日，开封市臭氧污染物连续超标，选取河大一附院站点各项污染物小时均值数据进行分析，可以看出这几天So2、nox、Co、o3、pm10、pm2.5的时间变化趋势。详细见图1。
3.1.1污染期间污染物浓度特征
由图1可知，在整个污染期间，So2平均浓度26.99μg/m3，最高浓度94μg/m3，nox平均浓度35.5μg/m3，最高浓度106μg/m3，Co平均值1.61mg/m3，最高浓度3.7mg/m3，均未超过国家二级标准。pm10平均值120μg/m3，pm2.5平均值65.4μg/m3，4月28日因为出现暂时的大风扬沙天气，pm10为首要污染物，最高浓度743μg/m3。其余天数首要污染物均为o3，平均浓度183.8μg/m3，最高值412μg/m3，超过国家二级标准(160μg/m3)。这是一次以高浓度o3为突出特征的光化学污染事件。
3.1.2污染物浓度日变化特征
由图1可以看出，污染期间So2、nox、Co等污染物日变化呈现双峰型。在0：00～10：00时段逐渐升高，且在7：00～10：00达到一天内的峰值，随后逐渐降低，在18：00～20：00之后逐渐升高，早晨气态污染物的增高可能与上班人车流量增大有关，夜晚So2、nox、Co升高可能由于下班车流人流增加与出现逆温层污染物不易扩散有关。颗粒物pm10和pm2.5多在7：00和23：00左右出现峰值，这主要是白天人类活动增加与夜间边界层的日变化特征造成，夜间出现逆温层，颗粒物容易积聚形成高值。o3呈现单峰型变化。从0：00～6：00逐渐降低，随后迅速升高，在11：00～15：00到达峰值，随后逐渐下降。臭氧在8：00～12：00的生成速率平均为25.4μg/(m3·h)。最快可达到76.6μg/(m3·h)。这与徐鹏的研究接近[2]。徐鹏对于重庆市的大气污染浓度变化特征的研究表明，o3为单峰型的日变化形式，其中o3的日变化峰值出现在午后16：00，而nox及So2的日最大值则出现在08：00～11：00;no2和pm2.5的日变化模态呈双峰型，有早晚两个峰值。
通过分析可以知，So2、nox、Co、pm10、pm2.5与o3有一定的负相关关系。So2、nox、Co、pm10、pm2.5多在7：00左右出现峰值，随后降低。而o3则多在7：00左右快速升高，在14：00左右到达峰值，而So2、nox、Co、pm10、pm2.5此时多为一天内的谷值，这可能由于臭氧的形成主要由于So2、nox、Co、pm10、pm2.5等污染物在阳光的照射下进行光化学反应形成臭氧。说明So2、nox、Co、pm10、pm2.5为o3的前体物。
o3生成积累主要依靠nox循环[3]，化学反应方程式：
no2+hvno+o
no+HC+o2+hvno2+o3
由于晚间no氧化的结果，已有少量no2存在，清晨大量的碳氢化合物和no由汽车尾气及其他源排入大气。当日出时，no2光解离提供原子氧，然后no2光解反应及一系列次级反应发生，-oH开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，自由基将no氧化成no2，no2光解产生no并生成o3，这部分no(再生的no)将再次被自由基氧化成no2，依次循环往复，完成nox循环。臭氧的消耗主要用于氧化no形成no2，而此次污染期间no平均注入量不高，仅为2μg/m3，臭氧难以被消耗。高温强辐射天气使得nmHC氧化生成大量的过氧自由基，no2的化学生成量较大，更多的再生no被过氧自由基氧化，nox循环次数多，导致最终生成的o3浓度极高。当no2达到一定值时，o3开始积累，而自由基与no2的反应又使no2的增长受到限制;当no向no2转化速率等于自由基与no2的反应速率时，no2浓度达到极大，此时o3仍在积累之中;当no2下降到一定程度时，就影响o3的生成量;当o3的积累与消耗达成平衡时，o3达到极大。
3.2气象条件的时间变化特征
气象条件也是导致臭氧污染物形成的一个重要原因。将气象数据(气温、气压、相对湿度)及臭氧小时数据进行比对分析。详细见图2。
由图2可知臭氧浓度的变化与风速、温度呈现正相关关系，而与相对湿度有负相关关系。气温平均值22.47℃，多数时间低于30℃。相对湿度平均值：64.92%，风速平均值1.72m/s。风速多数时间小于3m/s。可见此次污染发生在一个高温、高湿、静风的气象条件下。臭氧浓度与温度时间轴变化一致，说明臭氧的变化取决于阳光的强度。紫外线是光化学反应一个重要的条件因素[4]。前体物光化学反应加速，加速臭氧增高。稳定的气象条件降低了污染物的消散，而高温、高湿为一次污染物的光化学反应提供了条件。
3.3污染物与气象要素的相关性分析
选取2015年4月23～5月2日的大气污染物六参数及气象要素利用SpSS17.1软件进行相关性分析。结果如表1。
3.3.1污染物之间的相关性分析
由表1可知，o3与其他污染物均呈现负相关关系。o3与nox相关性最高(-0.601)，与pm10的相关性不显著。与Co、So2、pm2.5均呈现显著相关性。结合nox、Co、So2、pm2.5与o3的日变化规律。可以看出nox、Co、So2、pm2.5是o3主要的前体物。
o3与Co的相关系数(-0.488)明显低于o3与nox的相关系数(-0.601)，这表明除Co外，nmHC作为大气中重要的还原物种，也是o3生成的关键前体物之一，由于本监测站缺乏nmHC的观测资料，本研究没有进行深入探讨。nox和Co的相关性较高，相关系数为0.695，两者两者呈正相关关系，可能由于来源同为汽车尾气。2015年的统计发现，开封地区的nox/Co基本维持在0.03左右，而美国该值约为0.1[5]，而汽车燃油中Co不完全燃烧还是比较严重，也给o3污染提供一定的反应条件。据报道，人类活动排放的Co量增加1倍，臭氧浓度增加12%[6]。
pm2.5与Co、nox、So2均呈现较好的正相关性，分别为：0.727、0.475、0.397，pm2.5与o3呈现较显著的负相关性(-0.475)，环境空气中的pm2.5主要来自2个方面，一方面是直接排放的pm2.5，包括扬尘、采选矿、金属冶炼、有机化工生产和餐饮业油烟等;另一方面是二次颗粒物，主要是前体物二氧化硫和氮氧化物、挥发性有机物(VoC)等排放到空气中，通过化学反应产生的硝酸盐、硫酸盐、二次有机气溶胶等，造成pm2.5升高。本次研究中pm2.5与Co的相关性高于与nox的相关性，一次颗粒物对于pm2.5的贡献要大于nox经光化学反应后产生的二次颗粒物。但nox是光化学反应前体物之一，也是pm2.5的源头之一。很多研究表明，污染日温度高太阳辐射强烈，大气光化学反应异常活跃，有利于二次粒子如硫酸盐、硝酸盐和铵盐等的生成，这三者总质量在夏季占细粒子质量的1/3以上[7，8]。
3.3.2污染物与气象条件之间的相关性分析
由表1中o3与气象要素的相关性分析表明，o3与温度的相关性极高(0.772)，与相对湿度的相关性略低(-0.729)，与风速的相关性最低(0.219)。可见，地面温度和相对湿度是影响o3生成的重要因素。持续高温期间，由于日照时间长、总云量和低云量较少、气温高，光化学反应尤其活跃，往往容易出现高臭氧浓度值[9，10]。pm10与温度呈负相关，与相对湿度呈正相关，pm2.5与温度和风速呈负相关，与相对湿度呈正相关。
4结语
(1)2015年4月23～5月3日开封市除4月28日外其余天数主要污染物均为o3。o3超标率多在10%以上，其中5月1日超标率高达30%，4月23日臭氧峰值最高达到412μg/m3，这是一次以高浓度o3为主要表征的光化学污染事件。
(2)o3呈现单峰型变化。则从夜间至清晨逐渐降低，随后迅速升高，在11：00～15：00到达峰值，随后逐渐下降。臭氧在上午的生成速率平均为25.4μg/(m3·h)。最快可达到76.6μg/(m3·h)。So2、nox、Co多在夜晚与上午形成峰值。
(3)天气晴朗，紫外线较强，加速了一次污染物的光化学反应。相对湿度和风速均较小，静稳天气条件减弱了污染物的扩散。
(4)o3与So2、Co、nox、pm10、pm2.5均呈现负相关关系。与nox相关性最高，与pm10的相关性最低。o3与Co的相关系数低于o3与nox的相关系数。结合污染物的日变化规律，可以看出So2、Co、nox、pm2.5是o3主要的前体物。nox和Co的呈较显著正相关，说明两者的来源相近，同为汽车尾气的排放。
pm2.5与Co、nox、So2均呈现正相关性，与o3呈现负相关性，说明Co、nox、So2为pm2.5形成的重要前提物，o3与So2和nox的光化学反应也造成大气中二次颗粒物的产生，导致o3消耗降低而pm2.5升高。而pm2.5中VoC的光解析也可导致nox、自由基的升高，加速臭氧的形成。
(5)o3与温湿度的相关性极高，与风速的相关性最低。可见，地面温度和相对湿度是影响o3生成的重要因素。局地光化学反应为主对o3起增值作用。pm10与温度呈负相关，与相对湿度呈正相关，pm2.5与温度和风速呈负相关，与相对湿度呈正相关。
开封市此次光化学污染过程的主要原因是由于在稳定的气象环境下气态污染物及颗粒物不易扩散，晴稳天气条件下发生光化学反应导致o3浓度急剧升高，而臭氧的升高也造成了pm2.5中二次颗粒物的产生，形成污染。因此，减少汽车尾气、工业生产中的noX等一次污染物的排放是解决城市光化学污染的当务之急。
光污染的主要原因篇4
关键词:光污染;立法现状;防治措施
中图分类号:R145
文献标识码:a
一、光污染概述
光污染是继废气、废水、废渣和噪声污染之后的一种新型环境污染。在世界各国有着不同的表述,我们可以发现光污染的特征如下:第一,造成光污染的人工照明都超过一定的标准与限度;第二,造成光污染的光照都会产生散射到指定区域之外的余光;第三,光污染都会对人类和自然环境造成不利影响。
二、光污染防治立法的必要性和可行性分析
(一)光污染防治立法的必要性。立法的必要性是由客观现实之需要和有关立法之缺失所决定的。但是随着新污染源的出现,原有的环境法律体系难以解决现实问题,应当与时俱进尽快制定出有关光污染防治法。1,光污染的严重性:首先,光污染严重扰乱居民生活,如北京某小区的蝗虫危机。玻璃幕墙强烈的反射光可使室温升高,家具老化,甚至引发火灾,严重干扰居民正常生活。其次,光污染威胁人类安全和健康,成为制造交通事故的凶手。玻璃墙装饰的高层大厦,刺眼的路灯和沿途广告标志的反射光进入车内,造成视力错觉。以及可能导致视网膜脱落的电焊弧光等。2,环境法律的滞后性。在我国现阶段环境法律体系中,地方性法规效力有限且大多分散,基本只是简单的原则性规定,也无相应的罚则,不成体系。3,法律救济的局限性。在我国,现阶段针对光污染侵权的案件,法院往往只能根据《民法通则》83条关于相邻权的规定和124条关于环境侵权的规定来处理。但适用相邻权的规定来解决有关光污染纠纷具有局限性;在实体法空白的情况下我国程序法也未能涉及追究造成光污染者的行政、民事、刑事责任的规定。
(二)光污染防治立法的可行性。1,从国际角度看――国外立法经验的借鉴:捷克的《保护黑夜环境法》,瑞典的《环境保护法》,美国有十几个州制定了有关的光污染防治的法规。2,从理论角度看――国内法制环境的完善。我国虽然没有成熟的光污染立法,但政府在实践中也逐渐探索出不少成熟的经验,并制定了一系列规范性文件,出台了许多合理的并经实践检验确实可行的政策和制度。据此诸多地方性法规方向是正确的,措施是可行的,国家可以法律的形式加以扬弃,并以法律的形式确定下来。3,从实践角度看――公民环境权意识的增强。众所周知,环境权是一项内涵丰富的权利,体现为环境法律关系的主体对一定质量水平环境的享有并于其中生活、繁衍,其具体转化为生命健康权、日照通风权、清洁空气等各种权利,光污染行为影响了尘态环境,妨害了人们正常的生活学习、工作,损害了人们的身心健康。显然侵害了人们的环境权。近年来,不断有媒体报道有关光污染侵权案件,这正是光污染立法必要性和紧迫性的有力证明。
三、有关光污染防治的立法构想
光污染防治是一项从经济、技术、法律、教育、行政等各方面进行综合治理的大工程。从法律对光污染的规制角度来说,我国应在借鉴国外先进立法经验并结合我国国情的基础上,以经济、生态环境的可持续发展为指导,加快光污染的专项立法。
首先,要确定何为光污染。必须先用科学的手段确定光污染的质量标准、排放标准等。超过这些标准,危害人体健康,妨碍人们学习、生活和其他正常活动,破坏城市生态环境的现象即为光污染。
其次,要制定有关光污染的防治措施和建立监督管理体制,将光污染防治纳入环境保护规划,采取有利于光环境保护的经济、技术政策和措施。因此,在现代城市建设中应合理规划布局,保护生活、工作环境的舒适及城市生态环境的平衡。可以将光污染纳入建筑物生产施工许可中环境评价的标准之一。另外,还应鼓励新技术,研制不产生光污染的可替代建筑材料以及可防止强烈光照的防护材料等。
第三,建立光污染防治监督管理制度。光污染防治监督管理制度是确保光污染环境标准能够顺利实施的切实保障。主要应包括光污染防治规划,光污染建设项目环境保护措施,光污染源的管理等。光污染防治规划应当对规划的制定程序,规划的实施作出具体的规定。
光污染的主要原因篇5
【关键词】施工污染城市建设环境保护
科技的日益进步使现代人们的生活水平得到了显著提升，也使对社会价值观也转变了，这更使人民对于环境的态度也得到了转变，保护环境的意识在不断的加强，这也促使我国环保事业的发展，对其有着积极的影响，但是由于施工行业自身的性质，避免不了的就得污染环境，对生态环境造成污染和破坏，应当在现代化施工中对施工单位进一步管理，对施工污染加强看管，针对各种出现的环境问题进行集中处理和重视，使建筑行业健康的发展，保护人们赖以生存的环境。
1施工中存在的问题
1.1废水污染
工业废水的主要来源是桩基中产生的泥浆和清洗混凝土水还有施工人员的生活废水，施工用水还存在着浪费现象，因为施工过程中的很多供水都是临时搭建的，具有临时性，所以很大程度上都不受到重视，所以很多都存在滴漏现象，积少成多，在施工场地上就会出现漫流的现象，因为污水处理会需要花费大量的金钱，所以很多企业在施工过程中减少对污水处理，直接让污水和泥浆的混合物进入下水道，进行下水道的污染，使环境污染更加严重。
1.2固体废物污染
固体废物污染，大多都是建筑施工过程中所用材料的包装袋，以及装修留下来的废料所对环境造成的污染，在施工过程中，工程所用到的材料因为怕在运输过程中因碰撞而破损，所以都被包裹上很厚的外包装，一旦运输到目的地外包装就会被拆开而没有用了，这就会造成垃圾，而这种垃圾一般都是高分子材料制作而成，如果被随意丢弃的话不易被分解，这对社会环境危害是非常大的。
1.3粉尘污染
在工程项目施工过程中，灰尘的产生是不可避免的，不仅仅是对空气质量造成严重污染，空气污染如果大的话会对人民的健康造成影响，给人民的生活造成很大困扰，粉尘污染是目前施工建筑中最严重的问题，建筑施工中的粉尘垃圾主要是来自施工过程中的施工材料，石灰和沙土等，这些材料在运输过程中，都会使很多的灰尘进入空气中，并融入到周围的空气中，使空气质量得到影响，从根本上说造成粉尘污染的原因是人为的，因为在运输和施工过程中没有有效的使用防尘措施，没有采取有效的施工工艺，这才是造成粉尘的根本原因。
1.4光污染
作为施工过程中常见的污染之一光污染，也是对人民生活影响较大的污染，因为光污染严重的影响了人民的睡眠，也会使人们的眼睛造成不同程度的伤害，光污染的主要形成原因是在夜晚工地施工，工地的强光所造成的，以及电弧等都是造成污染的主要原因。
2施工污染防护措施
2.1污水处理
施工过程中所产生的废水，应该对其进行严格的净化处理，使其达到国家相关规定的标准，然后在对其进行排放，在施工过程中对废水的处理可以从以下几个方面着手；第一步，为混凝土搅拌机增加相应的废水沉淀池，这样也能使废水经过净化后重新被利用，第二步，在建筑工人的生活区添加污水排放管或者添加污水沉淀池，保证生活所产生的废水能够得到净化的处理，最后一步，在是施工过程中所用到的供水管道要严加检查，保证其不漏水，完善施工场地的供水设施，较少或者避免不必要的水流失。
2.2固体废料处理
在面对建设施工中的固体废弃料可以从两个方面着手进行防护处理，第一步，对施工过程和工人生活中所产生的废弃料集中投放到指定的位置，进行垃圾集中处理，但是要保证这个垃圾投放地点有可以处理这些垃圾的能力，第二步，在施工现场拆卸下来的废弃污染物应该及时的处理掉，保证施工现场的清洁，保护施工的环境。
2.3粉尘处理与防治
建筑工地上的粉尘污染，不仅对是施工地区的空气有很大的影响，对该地区的空气质量也有着很大的影响，所以施工的同时一定要保证对粉尘的防治要有充足的准备，第一步，建筑施工单位应该配备专人对施工现场进行定时的洒水清扫，保证施工粉尘得到有效控制；第二步，在对各楼层建筑垃圾进行清理过程中应该严格执行“洒水、清扫、垃圾装袋”程序，再按照相关规定将垃圾运输到指定地点，严格禁止在楼上直接进行垃圾抛洒，一旦发现此项行为应该对工作人员施以严厉批评教育和惩罚。最后，为了降低建筑粉尘污染，施工单位在建设过程中还应该尽量选用半成品建筑材料。
2.4光污染防止
光污染主要是以夜晚的施工强光污染为主，因此，在实际的建筑工程建设过程中，需要合理的对工期进行安排，并且合理的对施工时间进行调节，应该严格的遵循国家的相关施工标准22：00～06：00尽可能的降低施工的光污染产生。如必要需要在夜间进行施工，需要合理的对灯光的方向进行调整，减少对周围居民的影响。
总的来说在施工过程中应该在施工之前，必须砌筑好墙，仔细勘察地形，对现场进行合理的规划和布置，进行作业时，应该尽可能的选择噪音较低或者是安装有消声设备的机器在城区施工的建筑施工队伍必须向环保部门进行申清，需要延长施工或昼夜施工的时候必须是通过主管部门向环保部提前申请而且经过公示后才可以施工，同时要做好和附近居民的沟通协调工作。
3结语
综上所述，造成建筑施工现场生态破坏和环境污染的因素有很多，随着城市化进程的不断加快，建筑施工项目不断增加。建筑施工中不可避免的对环境造成一定的污染，影响生态环境的质量，与绿色经济和生态环境造成一定的影响。因此，需要加强对建筑工程中的施工污染环境问题进行分析，结合施工的实际情况，制定合理的防治措施，相关施工单位应该在严格遵守相关规定的前提下进行施工，积极采取有效措施预防环境污染问题，最大限度的在施工建设中实现人与自然的和谐共处。有效的降低施工对环境的污染，并重视节能、节水、节地等绿色技术的应用，从而促进建筑施工的顺利完成，实现建筑施工项目的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]李红，苑金芳.郭淑真.住宅建筑给排水设计中节能和节水技术的应用[J].河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集，2012（12）.
光污染的主要原因篇6
【关键词】光污染；危害；司法对策
一、光污染的概念和特点
（一）概念
1、狭义的光污染指干扰光的有害影响，其定义是：已形成的良好的照明环境，由于溢散光而产生被损害的状况，又由于这种损害的状况而产生的有害影响。
2、广义光污染指由人工光源导致的违背人的生理与心理需求或有损于生理与心理健康的现象。包括眩光污染、射线污染、光泛滥、视单调、视屏蔽、频闪等。
（二）光污染的特点
1.主动侵害，处于环境中的光污染往往是不可回避的，对于白天的视觉污染，人们可以采用“不看”的办法躲避。但对于光污染，由于夜间的视觉元素对比强烈，人们即使有主观的愿望，仍然是无法躲避。
2.难以感知，光是一种辐射，除了高强度的辐射(比如强光)人们能够下意识地傲出反应外，大部分紫外辐射、红外辐射都是难以感知的。即使是可见光，由于危害结果具有长期积累性，大多是损伤发生后，才做出反应。随着科学技术的发展，研究者发现过去许多莫名其妙的心烦、头晕以及一些皮肤疾病，其实都是照明光污染的直接结果。
3.损害累积，光污染的影响往往是微量的，短期内不会造成太大伤害。但这种危害尤其是生物的损害是具有累积性的，经过较长时间就能显现出来。由于损害的积累性，降低了人们对光污染警惕。
4.危害严重，光污染实际是无效光能辐射，这便造成电能的巨大浪费，浪费电能实质是加重了对环境的破坏。对人面言，紫外线辐射、红外线辐射、频闪、过强光对人眼的伤害往往是不可修复的，甚至还会造成令人致命的癌变。
5.非长期性，光污染和大气污染、土地污染、水污染不同，只要关闭了照明设备，污染过程就会停止。对光污染的防治其实是如何减少无效光和有害光的问题。只要做好有针对性地预防准备，将光污染消灭在源头，它的治理就会显得相对容易。
二、光污染的成因
1、经济因素：夜景建设投资巨大，在成本压力下，而我国现有的室外照明规范，除了对道路照明有防眩光要求外，建筑泛光照明、环境照明等均无此要求。防光污染构件也常常被核减(没有它灯也能亮)，这成为建设方降低造价或承建方谋取高利的重要手段。
2、意识形态因素：“金碧辉煌、火树银花、流光溢彩”等成语表达了中国人对宏伟建筑和夜景照明的赞美和喜爱。这种求亮丽、求奢侈、求豪华的审美标准放大到城市尺度，就会掩盖城市景观建设的科学性，导致盲目对建筑豪华外装修，过度追求夜景照明，实施“亮化工程”，结果导致严重的城市光污染。
三、光污染的危害
1、天文学家的噩梦，光污染给天文台和天文学家观察太空造成了许多困难。学者们只能“看见”比背景更亮的东西，当地球上空被人工灯光浸泡时，一些暗淡的星体就消失在视线里了。
2、危及野生动物，光污染就像有毒的化合物一样，对一些物种构成生理上的压力和伤害。人间灯火扰乱了许多夜间活动的动物生理节奏，干扰了它们的常态行为。生态学家指出，光污染对动物的危害，不亚于栖息地的缩小、含有化学物质的垃圾倾倒境问题。
3、威胁人类健康，夜晚强烈的灯光照射会扰乱人的正常激素的形成而影响人的健康，增加某些癌症的发病几率，甚至被医学专家称之为“仅次于吸烟的又一致癌根源”。医学专家认为，光污染与乳腺癌、抑郁症和其他人类疾病的发病率升高有着极大的关系。不适当的夜间人工照明灯光会扰乱人体的荷尔蒙水平，从而影响人体健康，这也是为何在工业化社会中乳腺癌的发病率要比发展中国家高5倍的原因。研究人员发现。大多数生命都能在黑暗的环境下分泌一种叫做褪黑激素的荷尔蒙。如果长时间处在光照情况下，荷尔蒙产生节律就会紊乱，引起长期疲劳、压抑、丧失生育能力甚至引发癌症。这也是夜间倒班工作的女性，如护士、纺织女工等息乳腺癌的风险要高出一般人的原因。
四、防治光污染的司法对策
(一)根据《中华人民共和国法院组织法》的相关规定，建立环境审判法庭目前我国法院对环境案件的审判一般是按如下原则划分的：一是触犯我国《刑法》有关环境和资源保护的法律的案件，为刑事案件；二是不服环境保护行政主管部门做出的某种具体行政行为，为行政案件；三是由于环境污染造成当事人伤残的案件，为民事案件。由于我国没有设置专门的环境司法机构，环境案件误判或错判的事情时有发生。随着环境案件的增多，特别是环境侵权案件的增多，应将环境侵权案件从一般的民事案件中区分出来，单独成立环境审判庭。
(二)建立具备特殊专业技能的审陪队伍。
1、组建专业审判队伍已经势在必行。目前，我国法院系统还没有专门的环境审判队伍，甚至几乎没有专门的环境审判人员，这种现状不能不说是我国环境审判不能长足发展的一个重大制约因素。
2、诚聘专家陪审队伍宜作应急之举。环境案件一般来说具有专业性强、影响面广、取证困难、类型新等特点。而我国现有的法院审判人员尽管经过九年义务教育，甚至更多的法学专业教育，但大多数审判人员缺乏自然科学知识，很难对环境案件做出合法又合理的处理。
(三)制定环境诉讼法。由于环境侵权案件具有其独有的特点，因而适用我国《民事诉讼法》关于一般民事案件审理程序的规定，似有一些缺憾。
1、关于的规定。根据我国《民事诉讼法》第108条，在环境侵权案件中，受到损害的不仅是周边环境的居民，而且也损害了国家利益和社会公共利益。在司法实践中，普遍存在着无人、无力、不愿等问题，致使国家和社会利益遭受损害。
2、环境职能部门应支持公民提起环境资源案件的诉讼，在目前我们所遇到的环境资源案件中，尚未发现有环境职能部门支持诉讼的。
光污染的主要原因篇7
关键词：重金属污染；检测；技术
我们通常所说的重金属污染是指因为人类活动导致环境中的有害有毒重金属含量增加并超出正常范围而引起的环境质量恶化。从食品安全方面关注的重金属污染，目前最引起人们关注的主要是汞、镉、铅、铬，以及类金属砷等有显著生物毒性的重金属。其中砷虽然是非金属元素，但其来源及危害都与重金属相似，所以通常也将其列为重金属进行研究讨论。重金属主要通过污染食品、饮用水及空气而最终威胁人类健康。受到重金属污染的蔬菜、水果、粮食、鱼肉等并不能通过浸泡、清洗或蒸煮来去除其所含有的重金属。重金属在环境中大多不能被生物所降解，相反却能在食物链的生物放大作用下成千百倍地富集，最后进入人体。随着人体中重金属的蓄积量增加，机体便出现各种反应而危害健康。有些重金属还有致畸、致癌或致突变作用而危及生命安全。据研究，重金属污染经食物链放大随食品进入人体后主要引起机体的慢性损伤，进入人体的重金属要经过较长时间的积累才会显示出毒性，因此往往不易被早期察觉而在毒性发作前就引起足够的重视，从而更加重了其危害性。
一、食品中重金属污染的来源
重金属污染食品的途径主要有以下几种：
1、某些地区自然地质条件特殊，环境中的高本底重金属含量。在一些特殊地区，如矿区、海底火山活动的地区，因为地层有毒金属的高含量而使动植物有毒金属含量显著高于一般地区。
2、人为的环境污染而造成有毒有害金属元素对食品的污染。工业生产中排放的含重金属的废气、废水和废渣，农用化学品，如含重金属的农药和化肥的使用，可造成水体及土壤的环境污染。值得提出的是，重金属污染和一般的农药、化肥造成的污染不同，即使它们在环境中的浓度很低，但由于环境不容易净化，生物从环境中摄取重金属后通过食物链的生物放大作用，可以在较高级生物体内成千上万倍地富积起来，然后通过食物进入人体导致潜在的危害。
3、在食品加工、储存、运输和销售过程中使用和接触的机械、管道、容器以及因工艺需要加入的添加剂中含有的有毒金属元素导致食品的污染。
二、食品中重金属的检测技术及其进展
1、食品中重金属的检测方法
食品中重金属元素限量的检测方法有光度法、比浊法、斑点比较法、色谱法、光谱法、电化学分析法、中子活化分析等。有关国家标准均详细规定了食品中重金属元素的含量测定方法。以下列出的是食品中的铅、镉、汞和砷的国家标准检测方法。其它一些重金属的测定方法可见有关参考文献。
（1）食品中铅的常用检测方法有：石墨炉原子吸收光谱法，其检出限为5微克/千克；火焰原子吸收光谱法，检出限为0.1毫克/千克；单扫描极谱法，检出限为0.085毫克/千克；二硫腙光度法，检出限为0.25毫克/千克；氢化物原子荧光光谱法，检出限为5微克/千克。
（2）食品中镉的常用检测方法有：石墨炉原子吸收光谱法，其检出限为0.1微克/千克；火焰原子吸收光谱法，检出限为5微克/千克；光度法，检出限为50微克/千克；原子荧光法，检出限为1.2微克/千克。
（3）食品中总汞的常用检测方法有：原子荧光光谱分析法，检出限为0.15微克/千克；冷原子吸收光谱法，检出限为0.4微克/千克（压力消解法）或10微克/千克（其它消解法）；二硫腙光度法，检出限为25微克/千克。甲基汞的分析常常先用酸提取巯基棉吸附分离，然后用气相色谱法或冷原子吸收光谱法进行测定。
（4）食品中总砷的常用检测方法有：氢化物原子荧光光谱法，检出限为0.01毫克/千克；银盐法，检出限为0.2毫克/千克；砷斑法，检出限为0.25毫克/千克；硼氢化物还原光度法，检出限为0.05毫克/千克。
2、食品中重金属的检测技术进展
食品中重金属的检测技术进展主要表现在三个方面，一是检测仪器本身的技术进步，其硬件和软件功能的不断提升；二是样品的处理，包括样品的消解和必要的富集方法的进步；三是测定方法的改进和优化。
原子吸收光谱法是食品中重金属的主要检测技术之一，它可以采用电热原子化（石墨炉），火焰原子化或氢化物发生等方式。这些方法均具有较低的检测限。目前原子吸收光谱仪多采用CCD固态检测器代替光电倍增管，其自动化程度大大提高，可以实现火焰和石墨炉一体机并自动切换。仪器的软件功能已有很大提高，操作更加灵活方便。
采用电感耦合等离子体质谱法（iCp-mS）不仅可以测定金属元素的浓度，而且可以同时给出有关同位素的信息，因此可以进行同位素的示踪研究。目前iCp-mS最引人注目的进展是动态反应池技术。该技术可以大大延长了iCp-mS质量分析器的寿命，提高了iCp-mS的分析灵活度。
现在电感耦合等离子体原子发射光谱法（iCp-oeS）法也已成为食品中重金属测定常用的方法。经过消解的样品可直接进入温度为5000～7000K的高温等离子体，并通过多色仪观测发射线同时进行分析。这种方法的优点是能进行约70多个元素的分析，每个元素都有很高的灵敏度，其检出限可以达到通常为ppb级。而采用双单色仪光学系统和具有双检测器的全谱直读iCp-oeS仪则可以避免传统全谱直读iCp光谱仪预热时间较长、入射光狭缝小、检测器寿命短等不足，应该是今后全谱直读iCp光谱仪发展的方向。
在实际工作中，往往要求能够较快地得到检测结果，因此研究发展快速检测技术将是今后的重要发展方向之一。对于检测仪器本身来说，其发展的趋势将是具有越来越好的稳定性和检出限，越来越容易使用，分析的速度也更快，且能同时获得越来越丰富的信息。而对于食品中重金属污染快速检测技术的发展，不仅有赖于先进仪器的使用，在很大程度上也有赖于样品的前处理和制备技术。随着各种既高效快又灵敏的金属污染物分析仪器及分析方法的不断出现，传统的样品前处理和制备技术已不能满足实际工作的需要。食品的微波消解溶样技术的出现和快速发展，为重金属污染物的快速检测技术的发展提供了有利条件。微波消解方法具有简便快速、高效安全、重现性好、适用广泛的优点，和相应的仪器配合使用，完全可以满足食品中重金属污染物的快速检测要求。■
参考文献
光污染的主要原因篇8
关键词:火炸药，废水处理，光催化，环境保护
火炸药作为一种重要的化学能源物质，因其具有能量密度高、瞬间功率大等特点，不仅广泛用于军事领域，而且在工农业的建设以及生产上也有着广泛的用途。火炸药为有毒有害物质，不论是新型火炸药的合成与试制过程，还是定型火炸药的批量生产过程都会产生相应的火炸药废水污染物，其中含有大量的有毒有害物质，包括硝化甘油以及叠氮硝铵等污染物质，其含能高、爆炸性强、化学性质稳定，很难被一般微生物所降解，如果直接排入环境会严重的威胁生态平衡以及人类的健康和生存［1］。在过去的火炸药生产及使用过程中，许多国际及地区遭受到火炸药工业废水污染造成巨大损失。就在第一次世界大战期间，梯恩梯（tnt）生产以及装药过程中，中毒人数达2．4万人左右，死亡数百人。所以对火炸药废水进行有效的处理是军民各界必须重点考虑的问题之一，也是火炸药生产与应用的必要前提之一［2］。20世纪以来，世界上应用与研究最为广泛的火炸药物质主要有梯恩梯（tnt）、地恩梯（Dnt）、黑索金（RDX）、奥克托今（HmX）和CL－20等。现阶段，火炸药废水根据所用的火炸药原料的不同可以分为tnt生产废水、tnt包装装药废水、RDX废水、HmX废水、太安废水、Dnt废水以及混和火炸药废水等，其主要成分如表1所示。本研究就近些年国内外火炸药废水处理的现状进行综述，为今后火炸药废水的处理提供一定参考。
1火炸药废水处理方法
1．1物理方法
火炸药废水的物理处理方法主要有物理吸附法、焚烧法、萃取法、蒸发法膜分离法以及反渗透法。1．1．1物理吸附法该方法原理是利用多孔性物质，例如活性炭、黄油煤、分子筛以及吸附树脂等吸附性材料将火炸药废水中的有毒物质吸附到材料表面，并将吸附材料与废水进行分离从而实现去除废水中的有毒物质［6－8］。国外研究结果已经证明［9－10］，利用颗粒活性炭材料（GaC）作为吸附材料对火炸药废水中的tnt、Dnt进行吸附处理是完全可行的。marinovi＇c等［11］系统的研究了不同实验条件下GaC对tnt废水吸附系数的动力学参数；湖南省南岭化工厂也同样采用GaC吸附tnt废水中的污染物质，都取得了较为显著的效果。Vander等［12］对含有GaC－厌氧流化床接活性污泥处理工艺去除火炸药废水中的tnt污染物，其tnt去除率高达73％。美国依华阿（iowa）陆军弹药厂采用GaC吸附法处理含有tnt－RDX成分的混合废水，达到了较为理想的去除效果。范广裕等［13－14］采用磺化煤、树脂材料作为吸附材料对含有tnt成分的废水进行吸附去除，其去除结果满足了当时关于火炸药废水污染物排放的国家标准。刘国伟［15］采用GaC吸附法对tnt含量为（80～150）mg／L的火炸药进行吸附处理，去除率可达96％，出水tnt浓度低于3mg／L。1．1．2焚烧法焚烧法主要用于高浓度有机废水的处理，其实质是对废水进行高温空气氧化，使有机物转化为Co2、H2o等小分子。焚烧法对有机物要求浓度在100g／L以上，且需要蒸发浓缩设备以及焚烧炉。但是由于实际废水的组成较为复杂，焚烧后可能会产生硫化物等有毒气体进而导致二次污染。1．1．3萃取法在火炸药废水中加入适当萃取剂，由于废水中污染物对水及萃取剂的溶剂度不同而进行分离，达到去除污染物的目的。研究发现，在浓度较高的火炸药废水中，可以采用萃取法进行去除。williford等［16］通过选择合适的萃取剂，对含有硝基化合物的火炸药废水进行萃取除污，其去除率可达90％以上。虽然物理方法处理火炸药废水中的污染物质具有原理简单、易于操作等优点，但其存在着诸多的不足。如活性炭吸附法吸附污染物质后，其活性炭的再生较为困难，焚烧法又存在着安全隐患以及产生的废气、废渣等二次污染等问题。因此单独使用物理方法并不能高效安全的处理火炸药废水中污染物质。
1．2生物降解法
生物降解法是火炸药废水通过微生物的代谢作用，将其中的各类有机物质降解为较为稳定的物质。艾翠玲［4］对含RDX混合炸药废水进行连续厌氧生物处理，在一定条件下，RDX降解率达90％以上。生物降解技术虽然操作安全、运行成本低，能够实现污染物质的基本矿化，但是微生物耐受污染物浓度较低、降解速率较慢以及特效菌种筛选与培养都存在着较大的困难，因此并没有得到广泛实施。1．3化学方法化学方法主要是通过氧化的方法来降解火炸药废水中的有害物质，其主要包括湿式空气氧化法（wao）、Fenton试剂法［17］、光催化氧化法以及臭氧（紫外、双氧水）氧化法［5］等。1．3．1wao一般是高温（150～300℃）、高压（5～20mpa）下，在液相中用氧气或者空气作为氧化剂，降解火炸药废水中的有机物。wao最初主要用来处理高浓度、有毒和有害物质。据报道，用该方法处理tnt红水以及双基火药时，在340℃及14．8mpa情况下，火炸药去除率为96％～99％。1．3．2Fenton试剂氧化法Fenton试剂氧化法是以亚铁盐和过氧化物为催化剂，当pH值足够低时，Fe2＋和H2o2结合为Fenton试剂，过氧化氢会分解产生羟基自由基，从而引发氧化还原反应。Bier等［18］采用Fenton氧化法处理炸药废水，并应用同位素跟踪技术进行检测，24h后几乎全部降解。1．3．3光催化氧化法光催化氧化法是近二十年才发展起来的污水处理技术，其不仅可以处理各种废水，而且完全性好，无需根据火炸药废水中成分的不同做根本性的调整。光催化过程会产生羟基自由基强氧化剂，能将有害的有机物质直接矿化，对环境无任何危害，是处理有毒有机废水最有前途的方法之一。光催化氧化法是在传统的湿式氧化处理工艺中，加入适宜的催化剂以提高氧化分解能力。杜仕国等［19］将tio2负载在活性炭（aC）上制备aC／tio2复合型光催化剂，降解火炸药废水中的污染物，降解率可达80％以上。然而，现阶段tio2光催化降解火炸药废水并没有被广泛应用，依然存在着急需克服的问题，如成本问题、回收再利用问题以及光催化过程中太阳光的利用率较低等问题。针对以上问题，各国学者也对其进行了诸多的研究。由于aC具有超高的比表面积（＞1000m2／g），aC／tio2大大的增加了tio2与污染物接触的比表面积，提高tio2光催化剂整体活性位点的利用率。除此之外，aC对污染物有着超强的吸附作用，加速污染物附着于催化剂表面进而提高光催化效率。研究表明，掺杂阴离子、阳离子以及单质金属原子能有效的提高tio2在光催化过程中太阳光的利用率。研究表明：纳米银的掺杂能将tio2吸收峰从紫外向可见光波段方向移动。起初随着银原子浓度的增加tio2光催化效率增加，直至达到某一定值后，随着银原子浓度的增加光催化效率降低。pore等［20］利用原子层沉积（aLD）技术制备纳米级tio2光催化剂，充分利用了纳米tio2的小尺寸效应，降低了光生空穴与载流子的复合进而提高光催化效率。1．3．4臭氧（紫外、双氧水）氧化法由于臭氧具有较强的氧化性，因此可用于降解火炸药废水中的污染物质。单独使用臭氧对火炸药废水进行降解，其降解后废水依旧不能达到排放标准。因此，通过臭氧和紫外或双氧水的有效组合，能有效的提高火炸药废水中污染物的降解率并达到排放标准。Bose等［21］利用臭氧与紫外以及臭氧与双氧水对RDX废水进行降解，其降解率能达到100％，但同时也会有难以降解的副产物产生而造成降解不完全。自1972年，Fujishima等［22］发现tio2电极的光解水特性以来，研究人员在化学、物理以及化工方向展开了tio2多相催化的广泛研究。起初，关于tio2的研究主要集中在能源存储及能源的再利用［23－24］，现阶段，大量研究是关于如何有效的使用tio2降解有机污染物［25－26］。tio2作为一种半导体，在发生光催化反应的过程中，光生电子在导带发生还原反应与光生空穴在价带发生的氧化反应同时发生［27］。综上所述，各类化学方法都能有效的降解火炸药废水，其中光催化降解火炸药废水不仅高效节能，同时无二次污染，因此光催化降解火炸药废水是今后火炸药废水降解研究的主要方向。
2结语与展望
化学方法与其他方法相比，方法多样而且有较大的改进空间，尤其是光催化降解有机污染物，通过有效的改善光催化工艺能实现低成本、高效率的降解有机污染物。光催化降解火炸药废水是最有望成为今后现代化高效、低能耗降解火炸药废水污染物的处理方法。可通过适当的掺杂改性、充分利用纳米材料的小尺寸效应以及充分利用自然光实现对火炸药废水污染物的降解。当然，若想从根本上控制火炸药废水的污染，还需从源头抓起，优化生产工艺，发展绿色科学，严格控制污染物的排放。
作者:田杰谭彪刘亚东宋新潮冯国军方浩单位:西安近代化学研究所
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光污染的主要原因篇9
一、化学与资源开发
1.太阳能的开发
染料敏化太阳能电池具有类似三明治的结构,将纳米二氧化钛烧结在导电玻璃上,再将光敏染料镶嵌在多孔纳米二氧化钛表面形成工作电极,在工作电极和对电极(通常为承载了催化量铂或者碳的导电玻璃)之间是含有氧化还原物质对(常用i2和i-)的液体电解质,它浸入纳米二氧化钛的孔穴与光敏染料接触。在入射光的照射下,镶嵌在纳米二氧化钛表面的光敏染料吸收光子,跃迁到激发态,然后向二氧化钛注入电子,染料成为氧化态的正离子,电子通过外电路形成电流到对电极,染料正离子接受电解质溶液中还原剂的电子,还原为最初染料,而电解质中的氧化剂扩散到对电极得到电子而使还原剂得到再生,从而形成一个完整的循环,在整个过程中,表观上化学物质没有发生变化,而光能转化成了电能。
2.氢能源的开发
氢能的利用,主要包括两个方面:一是制氢工艺,二是储氢方法。氢的来源非常丰富,若能从水中制取氢,则可谓取之不尽、用之不竭。以水为原料制取氢气的设想比较可行的主要有两种:一是将太阳能聚焦产生高温使水分解;二是寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气。而在氢气的储存方面,可以利用储氢合金来储存氢气。目前研究发展中的储氢合金,主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。也可以用复合氢化物如铝氢化物和硼氢化物储氢。
二、化学与环境保护
1.水污染治理
水是生命之源,人类的生存和发展离不开水,而当今世界水资源匮乏且污染严重,处理水污染的方法有很多,如物理法、生物法和化学法。其中化学方法处理污水主要有以下三种:(1)混凝法――用混凝剂除去水中的悬浮颗粒物;(2)中和法――利用酸碱中和反应处理酸性或碱性废水;(3)沉淀法――使用沉淀剂将重金属离子转变成沉淀。在实际处理污水的过程中,往往是多种方法同时使用。
2.大气污染防治
光污染的主要原因篇10
关键词：地下水无机污染物检测技术
地下水主要存在于岩石及土层的空隙中，是一种十分重要的天然水资源，占整个淡水资源的30%左右。对于我国地下水而言，其供水量约占我国水资源总量的1/3，也是我国经济及社会实现可持续发展的宝贵资源。随着我国经济及社会的飞速发展以及城市化进程的不断加快，我国地下水污染情况日趋严重，其对环境及经济发展所造成的影响已显露出来。目前，我国有关地下水污染方面的研究多处于实验室阶段。因此，如何对地下水进行准确的检测已经成为摆在有关人员面前的重大课题之一。
1、地下水无机污染物及其危害
1.1阳离子无机污染物
1）砷离子。as容易引发皮肤斑点、眼病、癌症、心血管疾病等，还会对儿童的智力发育带来不良影响。根据我国标准，as限量为10μg/L，而地下水中as污染源通常来自于岩石风化及溶解等，此外，垃圾填埋或者化工厂污染也可能带来as污染。目前，发展高灵敏度及选择性的砷检测技术仍是一个挑战性课题。2）铬离子。Cr（Ⅲ）是人体内所必需的金属离子之一，Cr（Ⅵ）的氧化性及其对皮肤所具有的高渗透性可直接危害人体的肾脏与心肌，而离子态Cr（Ⅵ）在接触皮肤后会致癌，并产生变态反应，我国Cr标准限量为50μg/L。3）汞离子。Hg的污染源包括电池及杀菌剂生产过程，采矿冶金、煤烟沉降及废物处理等过程。Hg会对人的身体造成极大的危害，我国Hg标准限量为1μg/L。4）铅离子。由于地下水中所含的pb会被植物吸收，并经食物链及饮用水进入人体中，从而对人体健康造成危害。
1.2阴离子无机污染物
1）氟离子。氟是人体必需的微量元素之一，对于饮用水而言，适宜的氟浓度在0.5-1.0mg/L之间。若饮用水中缺乏氟时，人体容易患龋齿病，但是，若摄取过量氟将会对人的健康造成危害，例如引起氟斑牙病或氟骨病等。2）硝酸根。硝酸盐污染的主要来源为化肥、排泄物、氮氧化物的沉降等等，婴儿摄入硝酸盐将会产生低血氧，且同癌变相关。3）硫酸根。地下水中的硫酸根多来自地表污水入渗、垃圾场及尾矿淋洗、酸雨补给、含硫矿石自燃等等。水中含有少量硫酸盐不会对人体健康造成太大影响，但是，一旦浓度超过250mg/L，将会致泻。
2、地下水无机污染物常用检测技术分析
对于地下水无机污染物而言，其无机污染物的分离与检测过程是一个较为复杂的过程，如果对试样进行全分析，常需要采取合适的方法分离各种组分，然后对各组分含量进行鉴定和检测。由于不同地区的地下水体系各不相同，因此，必须采用不同的检测方法，有时，仅仅采用单一的方法很难实现最优化的检测，需多种检测方法联合进行使用。
2.1化学检测技术
化学检测法主要是依赖于特定化学反应来进行检测的一种方法，其主要包括重量法与容量法两种。前者主要是通过选择性地将被测物质转化为一种不溶沉淀，经其分离、灼烧及干燥后对质量进行准确称取，此法主要对阴离子无机物质进行检测。依据沉淀质量进行计算，并对被测物含量进行计算。在对地下水铁离子进行测定时，常采用的是重铬酸钾法，即氧化还原滴定法，此法具有较高的准确性，但是缺点在于测定时需采用剧毒氯化汞，会对环境造成危害，并危及人体健康，且容易造成二次污染。容量法也称滴定法，是借助已知浓度的标准溶同试液待测组分产生化学反应，并根据标准溶液浓度、体积及当量关系对试液中待测组分含量进行计算。总之，化学检测技术是最为传统的检测方法，但是过程较为繁琐，灵敏度也不高。
2.2色谱法
液相色谱检测法是具有分离效能高、速度快及自动化等特点，比较适合用于地下水无机污染物的检测中，特别对于痕量无机金属离子的检测具有极高的灵敏性。此外，其所具有的可见光度检测器克服了分光光度计选择性差等缺点，实现了多种元素的同时测定，及简便又快速。而离子色谱检测法可对地下水中无机污染阴离子进行检测和分析，并应用螯合离子色谱技术对钢系金属离子的定量测定及顺序分离进行优化，采用过程分析技术可对离子交换浓集器进行监控，离子交换浓缩器可用于对地下水中痕量无机离子进行检测。通过化学发光检测系统可对地下水中被过渡金属离子络合的氰化物含量及痕量阴离子含量进行检测。
2.3光谱法
光谱法可对无机污染物的化学成分进行检测。例如，火焰原子吸收光谱检测技术可对地下水中的痕量金属污染物进行检测，这些采用直接法很难进行检测，因此，必须将待测元素预先进行浓缩和分离。以有机萃取法作为鳌合剂，通过火焰原子吸收光谱技术可对地下水样中的各种重金属元素进行测定。
2.4极谱法
此法兼具了色谱法与常规方法的共同特点，将极小面积的滴汞电极同较大面积的极化电极浸入待测地下水样品中，并逐渐对两极之间的外加电压进行改变，从而获得相应的电流―电压曲线图，此即所谓的极谱图。通过分析极谱图可求得待测无机离子的浓度。
3、结语
面对已污染的地下水而言，必须采取有效的防治措施，防止污染进一步扩大。应先对地下水污染情况进行调查，再选择合适的防治技术，并提出如下建议：
1）若可以查明污染源，而其又为垃圾填埋场等产生的，应尽量采取隔离方法，此法最为经济、有效；
2）将易沉淀的无机金属污染物固定于含水层中，这样虽方便、经济，但无法达到有效治理的目的；
3）对于地下水的原位治理技术而言，渗透性反应墙技术可以对多数污染物进行有效处理，且较传统抽出处理技术而言，更具经济性；
4）植物修复法最经济、某些情况下也最有效，既可治理污染又实现了绿地面积的增加。
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