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关键词: 港口空气污染 污染危害防治措施
Abstract: In recent years, China's ports remains a serious air pollution, which directly affect people's daily lives and work. In this paper, there is a detailed analysis of the various factors what causing port air pollution and a series of control measures. For reference.
Keywords: Port air pollution, pollution prevention and control measures
一、港口空气污染及危害
1、港口空气的污染
港口空气污染的主要因素有颗粒物质(PM)、挥发性有机化合物(VOCS)、氮氧化物(NOX)、硫化物(SOX)、一氧化碳(CO)、甲醛、重金属、二氧(杂)芭等。就世界范围来看,海上船舶所排出的NOX和SOX分别占总量的14%和5%。美国2000年从事商业运输的海上船舶所排出的NOX和PM 分别占运输工具排放总量的7%和6%,这一数字还在逐年增长。据美国环境保护协会预测,到2020年,海上商船所排放的PM和NOX的比重将是现在的2倍。这部分是因为贸易量的增加所导致,还有一个就是其它污染源未得到比较有效的治理。据美国环境保护协会预
测,到2020年,商船所排出的PM量将占所有柴油机排放量的1/5。
2、港口空气污染的危害
(1)颗粒物质。柴油燃烧时,散发出大小不一的黑色或淡黑色颗粒物质,容易引起哮喘、慢性肺炎、支气管肺炎、心脏病等疾病。在美国一个为期2O年、对120万成年人做的跟踪调查,发现肺癌与PM污染物之间有很强的联系。
(2)挥发性的有机化合物。港口污染中的挥发性有机物来源于柴油的燃烧物、熏舱用的化学剂。有机化合物的特征是能够很快与空气中的氧气结合,形成有毒物质。柴油发动机排
出的有机化合物主要有苯、甲苯、丁二烯等。有机化合物能导致癌症、畸形儿、流产和神经错乱。
(3)氮化物和硫化物。柴油中一般都含有一定量的氮和硫,劣质柴油中的含量更高,在燃烧过程中会散发出含硫、含氮的氧化物,如SO2、NO2、含SO2、SO3的空气会刺激人的感官,易引起呼吸道感染性疾病。这些氧化物易与空气中的水汽相结合,形成强酸性物质。强硫酸、强硝酸遇雨水降落不但会污染河水、酸化土壤,而且会腐蚀含铁、铜的物体。
二、港口空气污染的防治
1.使用替代燃料
船舶一般使用劣质柴油,码头的装卸设备一般使用重柴油,这两种柴油的油质都比较差,可用较优质的燃料来代替,从而降低污染物的排放量。可用于代替的燃料有低硫柴油、水合
柴油、生物柴油、费希尔一曲泼斯奇柴油(Fischer-Tropsch)等。
低硫柴油价格比较便宜,供应也较方便, 一般能减少10% 左右的污染物,但足通常望与其它污染控制方法相结合。世界上的部分港口已经在日常操作中使用低硫柴油。如芬兰的
赫尔辛基港就已经在港口所用设备和拖轮上使用低硫柴油。
水合柴油也可以被港口用于作为减少污染的替代燃料,尽管这类燃料只能减少少量的氮化物, 但能大幅减少颗粒物质的排放量,大约能减少60%。对这种燃料的一些验证项目正
在美国的休斯顿、洛杉矶、长海滩等港口实施。
生物柴油是一种新兴的燃料,通过从有关植物身上榨取而获得,经提炼可获得柴油含量达80% 左右的燃料。与传统的柴油相比,这种燃料污染排放量能减少10%~20%。纯生
物柴油能够减少50%的CO2,和PM,但同时增加1O%左右的NOX。
费希尔一曲泼斯奇柴油通常由煤炭制得,有时也由天然气制得。它能减少10%的NOX,而其它污染物的减少范围一般在30%左右。
2、集卡空驶限制
集卡是目前载运集装箱的主要工具,但集卡在码头经常处于空驶状态。比如,集卡空车到堆场提取集装箱时在道口等待,或者是码头集卡把集装箱从堆场运到船边后,空车驶回
堆场。通过限制集卡的空驶时间,不但节约燃料,而且也是一种费效比较高的减少污染的方法。以洛杉矶港为例,l0分钟的空驶时间限制,使空气质量得到很大改善,每年除了少排
放400吨的NOX以外,还节约大约200万加仑的燃料。这还不包括其它污染物的排放量。此外,加利福利业州在2003年实施了一个州立空驶法案,要求所有主要城市港口的集卡空驶限制在30分钟内 其它一些港口(如两雅图港)也在实施空驶限制。
3、加强码头作业管理
由于港口吞吐量的增长太快,致使码头原有的操作流程不能适应实际的需要,导致设备处于大量的无效工作状态。如轮胎吊在堆场的翻箱、集卡在码头排队等待。因此,需要加强
码头的作业管理。制定比较准确的堆存计划,减少翻箱率,降低轮胎吊无效的工作时间;优化调度过程,开发装卸同时进行的工艺,减少集卡的使用量,减少集卡空车行驶时间,提高
集卡的使用效率。
4.更新设备
对那些老旧的、污染严重的车辆、设备、船舶可用新的适合现代排放标准的设备代替。对仍有较长生命周期的设备可以采用更换动力装置的方法。在有些情况下,可以在排放系
统上加装排放控制装置就行。更换旧的设备是最佳的方法,但成本高。由于船舶的使用年限比较长,初始投资也比较大,更换动力装置对有些船舶来说则是更有效的解决方法。
5.船舶在港的污染排放控制技术
对船舶在港的污染控制技术还处于论证阶段,但这些方法代表了未来的发展趋势。船舶驶进或驶离港口时要耗费大量柴油,船舶在港停泊时,也要用辅机为船舶提供必要的动力。
通常情况下,船舶在港逗留时,每天的柴油消耗量大约是3吨,给港E1带来了严重的空气污染。
在欧洲,关于船舶的排放控制技术已经研究较长时间,如选择性的催化还原控制技术,可以大幅减少船上烟囱排出的NOX。目前,大约在100艘船上采用了这种技术。但是,这种
技术成本比较高,还需要进一步论证。
使用岸上的能源为船舶提供动力是一些港口正在尝试的新方法。如瑞典的歌德堡港采用此方法,每年大约少排放8O吨的NOX、60吨的SOX、2吨的PM。美国的洛杉矶港、长海滩港和新西兰的奥克兰港也在尝试使用这种方法,如2001年,奥克兰港口在码头为拖轮安装了插入式电源,拖轮在码头靠泊后就可以关闭船上的动力装置。
为了使岸边提供电源的方法更为成功、有效,码头必须存有充足的能源。选择能源的方法包括新建或更新变电站、安装燃料电池组。对需要动力的码头来说,安装或更新码头变电所是最合适的方式。但这种方法不够灵活,只能在特定的位置使用,而且要解决与不同船舶上的动力系统相匹配的问题。在码头安装燃料电池组可以解决船舶在港的动力问题,而且可以用天然气作为电池的原料。与现有的柴油发电机相比,燃料电池具有污染小、运行平稳、燃值高的优点。但是,使用燃料电池作为船舶的推进动力和辅助动力,仍有一些需要解决的问题。
中国港口仍处于不断的发展之中,但港口的总吞吐量却急追发达国家的水平。随着吞吐量的增长,港口的污染问题也越来越严重。港口管理当局应借鉴发达国家港口的成功经验,利用中国港口后发展的优势,尽快采取文中所建议的措施,减少港口的空气污染。
参考文献:
【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.
空气污染对我们的生活有着极大的威胁,到底是什么造成了污染?又会有怎样的解决方法?我做了一次调查。
二、 调查方法
1. 注意新闻联播,晚报,天气预报对空气污染的报道,有选择性的记录,剪去。
2. 实际考察,感受受到污染的空气对人体的异处。
3.空气污染物有哪些
三、调查情况和资料整理
四、 结论
一、 大气污染的主要来源
(1)生产性污染,这是大气污染的主要来源,包括:①燃料的燃烧,主要是煤和石油燃烧过程中排放的大量有害物质,如烧煤可排出烟尘和二氧化硫;烧石油可排出二氧化硫和一氧化碳等;②生产过程排出的烟尘和废气,以火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂、水泥厂等对大气污染最为严重;③农业生产过程中喷洒农药而产生的粉尘和雾滴。
(2)由生活炉灶和采暖锅炉耗用煤炭产生的烟尘、二氧化硫等有害气体。
(3)交通运输性污染,汽车、火车、轮船和飞机等排出的尾气,其中汽车排出有害尾气距呼吸带最近,而能被人直接吸入,其污染物主要是氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和铅尘等。
二、 怎样才能保护好环境卫生
为了保护空气,使它不遭到污染,大家都能够愉快和健康,我建议:
1.要教育大家懂得爱护环境的重要,不要只顾赚钱,不顾环境污染。每个人都要自觉维护环境卫生。
关键词:室内空气污染;净化技术;防治对策
1引言
室内环境既包括办公室、教室、医院等室内环境,又包括图书馆、电影院等各种室内公共场所及飞机、火车、汽车等交通工具内环境。这里所说的室内空气污染主要是指居室内的空气污染,室内空气污染在此也可定义为:由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内环境通风不佳而导致室内空气中有害物质无论是从数量上还是种类上不断增加,并引起人的一系列不适症状的现象[1]。
现代居民对日常生活和工作的室内空气环境质量的要求不断增高,室内建筑的密闭性也越来越好,这导致室内外空气的交换越来越少,室内污染物容易积累,引发室内空气污染。另一方面,随着经济条件的改善,室内装饰材料和日用电器使用逐渐增多,使室内污染气体含量积累超标。本文旨在通过对室内空气环境的主要污染物、污染防治对策与净化技术的研究,全面客观地认识室内空气污染。
2室内空气环境污染的种类及其对人体健康影响
室内空气污染主要是人为污染,以化学性污染和生物性污染为主,同时存在少量物理性污染。
(1)挥发性有机化合物(VOCs)。挥发性有机化合物(VOCs)是室内空气污染物的主要组成部分。长期接触挥发性有机化合物可引起恶心、呕吐、胸闷、气喘甚至肺气肿,严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡,还可诱发呼吸道、皮肤和消化道细胞病变。
(2)无机含氮化合物和氧化剂。氨、氮氧化物。氨是室内臭气的主要来源,具有弱碱性,对接触的组织具有腐蚀和刺激作用,破坏细胞膜结构,减弱人体对疾病的抵抗力。短期内吸入大量氨气可出现流泪、咳嗽、呼吸困难等,严重者可发生肺水肿、成人呼吸道窘迫综合症等。
氮氧化物(NOX)主要是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),NO对人体肺部有较强的损害作用,浓度越大对人体的伤害越大,其对儿童肺功能和呼吸系统的危害性则更大。
(3)含硫化合物:SO2、H2S、SO2很少单独存在于空气中,往往和可吸入颗粒物(IP)一道进入体内。室内空气中SO2、IP污染主要由燃煤引起的,SO2很少达到呼吸道深部,但如果SO2附在IP上,则可随着IP进入细支气管和肺泡。当它们到达肺深部时,一部分被吸收,另一部分则沉积在肺泡内或粘附在肺胞壁上,产生刺激和腐蚀作用。
(4) 噪声。噪声是指人们主观上不需要的声音,它属于感觉公害,当声音超过卫生标准时,它将影响人们的休息和睡眠,长久接触强噪声会损害听力,甚至会造成耳聋,以及引起神经系统、心血管系统、消化系统等方面的疾病。
(5) 放射性物质与电磁辐射。某些室内用品中存在放射性元素,这些放射性元素在衰变过程中会产生放射性物质。这些辐射体直接照射人体时,会对人体的器官和系统造成伤害。
电磁辐射污染是家用电器以及日常使用的电子用品在工作时产生的各种不同波长频率的电磁波,其具有较强的穿透性,能穿过人体组织。人体如果长期暴露在超过安全的辐射剂量下,会使免疫和代谢功能降低,诱发疾病。
3室内空气污染物来源
室内空气污染物的主要来源有3个方面:建筑及室内装饰材料、室外污染物、人类活动。
(1) 建筑及室内装饰材料。建筑施工中加入了化学物质,以及家具和装修中的使用的物质都能产生挥发性有害气体,造成室内空气污染。油漆、泡沫填料、内墙涂料等室内材料中均含有多种挥发性有机物。
(2)室外污染物的污染。室外大气中污染气体及颗粒物质的超标,加剧了室内空气的污染。这些污染物质能通过门窗以及墙壁渗透到室内,对人体造成危害。
(3)人类活动。人类活动包括烹饪、吸烟及其取暖等,这些人类日常活动会产生CO、NO、SO2以及未完全氧化的烃类等污染气体,这也是室内空气污染的重要来源。
4室内污染物防治对策分析
4.1污染源控制
消除污染源常被认为是控制室内空气污染最有效的控制措施。
(1)改善室内通风环境。保持良好的室内通风状况有助于室内空气品质的改善。建筑设计人员在建筑设计阶段应选择合理的自然通风以改善室内环境[2]。为了减少室外环境空气污染物对室内的影响,需要掌握适宜的开窗通风的时间。一般来说,在天气正常情况下可以选择每天机动车流量小,室外空气质量较好的时段进行。
(2)合理选用建筑装潢材料。在装潢材料的选择上,要选用对室内环境危害较小的物质,一般遵循以下3个原则:选用环保安全型材料和资源利用率高的材料;选用可再生利用的材料;选用低资源消耗的复合型材料。
(3)合理布局室外污染源。对城市污染源进行全面规划可以降低居民区附近气体中污染物的浓度,这就在一定程度上减少了室外污染气体进入室内造成污染。一般来说,污染源应远离居民区同时大气扩散能力强的区域。
4.2空气环境污染净化技术
室内空气污染的净化技术近年发展较快,出现了许多新方法。目前,室内空气净化技术按作用原理主要有以下几种方法。
(1)光催化氧化技术。光催化氧化技术采用特定的波长照射纳米复合材料,产生强氧化剂,由光催化反应将反应体系吸收的太阳能转变为化学能,使室内有害气体及异味气体等分解为无臭无害的产物。此技术采用紫外光,它有除臭杀菌的功能。
(2)吸附技术。目前常见的吸附剂有颗粒活性炭、活性炭纤维、活性氧化铝、硅胶等[3]。吸附法法是通过吸收污染物而不能破坏污染物的成分,因此在吸附剂达到饱和的情况下去除效果较差,甚至会造成二次污染。
(3)室内空气污染的生物净化。生物技术基本方法有生物过滤法、生物洗涤法、生物吸收法等。生物吸附法是利用细胞和真菌菌丝巨大比表面积的特点。生物过滤技术是利用生物膜分离技术,是在过滤器中的多孔填料表面覆盖生物膜,废气流经填料床时,通过扩散过程,把污染成分传递到生物膜,并与膜内的微生物相接触而发生生物化学反应,使废气中的污染物完全降解为CO2和H2O。
(4)膜分离净化技术。用于分离气体的膜主要有有机聚合膜和无机膜。有机膜分离技术已成功地应用于有机物的分离,其分离系数较高,但有机聚合膜气体通透量低,不能在高温和腐蚀性强的环境中进行分离。无机膜分离技术则广泛应用于空气分离制取富氧、浓氮,其气体分离系数较低,但无机膜具有较高的通透性切能在高温和腐蚀性的环境中正常运行[4]。
(5)负离子空气净化。负离子能吸附室内空气中的微小颗粒物,形成带电的大离子,从而沉降。负离子空气净化技术对设备要求较高,且对空气中低浓度的污染物去除率不高。因此目前负离子空气净化技术还需进一步深入的研究,如何将负离子的发生和污染物的去除结合起来是研究重点。
(6)等离子体技术。等离子体技术主要有低温等离子体技术和放电等离子体技术。低温等离子技术是集物理学和化学于一体的全新技术。由于等离子体体系中含有大量活性基团并具有较高能量,因此足以使大多数气态有机物中的化学键发生断裂,从而使之降解。放电等离子体技术是利用放电等离子产生的能引起化学反应的多种自由基活性物质,有效地分解去除了室内气体状污染物质。为提高微粒状物质和气体状物质的去除率,现在多采用等离子体反应器与催化剂联合使用的球状颗粒填充式结构,脉冲放电和沿面放电形式。
(7) 组合技术。室内空气净化方法种类繁多,但各有优缺点,在实际的应用过程中常将不同的技术组合使用,以达到有效净化空气的效果。现在,已有许多采用不同组合技术的室内空气净化器投人生产,它们大致可按照净化技术的不同分为过滤式空气净化器、电子式空气净化器、离子发生器空气净化器、纳米光化学空气净化器、化学吸附或化学分解空气净化器等几大类。
5结语
随着科学技术的不断进步、人们生活水平的不断提高,室内环境问题越来越受到关注。我们不仅要提高公众的室内环境认识,加强自身防范意识,还需要建立一整套系统的、完善的管理体制和技术支持,这对今后解决我国室内环境空气污染极为重要。
参考文献:
[1] 韦冬萍.室内空气污染对人体健康影响研究[J].中国保健营养,2012(5):1057~1058.
[2] 汤雷,于丹丹,刘倩.居民室内空气污染的现状与防治[J].科技创业家,2012(5):243.
室内空气污染升级
谁来拯救我们的肺
高楼大厦、车水马龙是现代化都市的象征。然而,当人们置身繁华的都市,享受空调带来舒适而惬意的温度时,空气污染这个“隐形杀手”也悄悄地向我们走来。根据世界卫生组织的消息,在经历了工业革命带来的“煤烟型污染”和“光化学烟雾型污染”后,现代人正进入以室内污染为标志的“第三污染时期”。
许多人都有这样的感受,一进入开启中央空调的商场、超市、写字楼或者影剧院、火车、汽车等公众场所,眼、鼻、喉部会出现不适,要么头晕头疼,要么干咳不断,要么皮肤发痒,要么注意力不集中。只要离开建筑物,这些症状即可得到缓解,其实这就是典型的“致病建筑综合症”的表现。
室内环境专家的一项调查表明,现在人类大部分的时间是在室内度过的,成人在室内度过的时间平均为66%,儿童则高达90%。室内环境与人类健康关系是非常密切的,而目前室内环境的状况却并不尽如人意,甚至存在严重的污染情况。室内污染是多方面的,主要是可吸入颗粒物污染、居民装修尤其是豪华装修造成的化学污染、细菌污染以及异味污染。在中国环境部门的联合检测中,发现室内共有500多种有害的挥发性有机物,而有些有害气体的浓度比室外高出数十倍甚至上百倍,其中包含甲醛、苯等强致癌物质20余种,威尔斯菌、葡萄球菌等腐蚀性病毒200余种。每天呼吸这样的空气,儿童、孕妇、老人和慢性病人最易受到室内空气污染的危害,儿童比成年人更容易受到室内空气污染的危害。此外,目前我国汽车车内污染的形势也非常严峻。经中国室内环境监测中心对轿车抽检,发现90%存在车内空气污染。
据中国室内装饰协会室内环境监测中心统计,我国每年由室内空气污染引起的死亡人数超过11万人,每年有100多万儿童的死因与空气污染有关。近年来,由室内空气污染造成的男女不孕、胎儿畸形、弱智儿、侏儒儿及各种癌症的比例越来越高,其中由装潢污染引起的癌症、白血病、畸形儿、死亡等诉讼事件也急剧上升:
1987年6月,香港管弦乐团一鼓手 Kristan Philips因在香港演艺学院彩排时吸入保洁员喷洒的杀虫水帝龙,以致脑神经受损,获赔偿2400万,这是香港历来最巨额的人身伤害赔偿。更大的成本是长达十年的诉讼费用共合2.5亿元,一概由几家被告承担。
2000年7月,美国一家律师事务所驻北京办事处委托某装饰公司装修办公室,员工进驻后普遍出现头疼、胸闷、流泪等不适症状。经检测,结果发现室内空气中甲醛超过国家卫生标准,经法院裁决,装修公司退还20%的装修款及利息23万元;
2003年,香港有299名死于非典感染的家属及1000多名SARS感染幸存者,向香港医管局、卫生署等部门提起民事法律诉讼;
2006年,福建省福州市马尾区法院宣判了我国首例由于新房装修造成甲醛超标致人死亡案件。林先生的在入住新房后患白血病不治身亡,法院一审判决,两家公司承担同等连带责任,共同赔偿原告人民币17万元……
记者从今年北京市质监局和东城区质监局联合举办的“3・15”质量宣传咨询活动现场了解到,装修及家具污染已成为影响北京居民生活质量的五大投诉热点之首。
接连不断的环境问题引起了国家高层和人大代表的重视。国务院两位副总理曾连续3次批示,指出室内环境问题关系居民身体健康,要逐步加以解决。在刚刚闭幕的两会上,部分人大代表也提出了加强奥运体育场馆室内空气质量监督、确保室内环境安全的建议。
300亿元市场蛋糕待分
空气净化产业进入快速成长期
随着我国经济的快速增长,人们的环保意识越来越强,对室内空气的健康要求越来越高。各类流行性传染疾病,譬如非典、禽流感等频繁出现,更使人们对室内空气质量状况空前地高度关注。有数据显示,人们对室内环境保护的认知度由上世纪末的29.5%上升到现在的81.5%,足以看出百姓对室内空气污染的认识有了质的飞跃。但是,空气净化器作为室内空气净化的专业产品,在我国办公场所和家庭的使用刚刚起步,尚处在市场导入的起步阶段,普及率不到0.1%。而美国家庭加湿器使用率为27%,日本是15%。基于此,国家大力倡导和支持室内环保产业发展,引发了室内环保净化行业的巨大商机。各种室内环境净化治理产品应运而生,商场、超市一时间喷涂光触媒、甲醛灵、活性碳、消毒液、臭氧发生器、负离子发生器等随处可见,名目繁多,催生了许多研制和生产此类产品的企业。有专家分析认为,室内环保市场已经成为继房地产、汽车、电子通讯和旅游之后的“第五大消费热点”。
我国较早进入这一行业的企业有亚都、高田、美的、瑞虹等。其中亚都以加湿净化产品而著称;高田是以疏水晶态二氧化硅分子筛为过滤介质,过滤效果明显,而且能保持较长时间不用更换内芯,方便实用;瑞虹采用光维技术,整合紫外光、光触媒、臭氧、负离子四重净化技术,主动释放臭氧和负离子,是催化、分解的典型代表。
据中国室内装饰协会室内环境监测工作委员会初步统计,目前全国共有室内空气净化治理产品生产和企业200余家,以中小企业居多,约占到总数的64%,其中一部分是生产空气净化材料的企业,行业集中度比较低,也涌现出了一些大型骨干企业,有5%的企业年营业额超过了1亿元人民币。其中作为行业领头羊的北京亚都科技开发有限公司,近年的年营业额超过10亿元人民币。经过20多年发展,目前中国室内空气净化产品市场已经具有相当规模,进入高速成长期。具有杀菌、消毒、净化功能的空气清新剂、超声波空气加湿器、光触媒空气净化器、负氧离子空气净化器产品林林总总,已经迅速成为大众消费的潮流,使室内环境净化治理成为中国热门新兴产业和朝阳产业。
中国经济的空前发展,为推动室内空气治理行业扩张奠定了扎实基础。2006年,中国GDP(国内生产总值)已突破20亿元人民币,人们的生活消费逐渐从生存型向发展和享受型过渡,这为空气净化产品市场创造了巨大的消费空间。如今上海每销售一平方米房产,业主平均要花26元用于室内环境净化,这是历年来的最高点。上海市室内环境净化协会提供的数据表明,2006年全市室内环境净化行业总产值近八亿元,其中多数开销是市民为新房“洗气”。世界著名经济学家、诺贝尔经济奖获得者、室内空气污染问题专家罗佰特・福格尔先生曾经预测:按照目前中国经济的发展速度,到2010年,中国人均收入水平将比现在高出数倍,由此将导致中国室内空气污染治理由目前在国民生产总值中所占比重的0.5%升至15%左右,中国的室内空气污染治理市场将被放大数倍。据调查,中国拥有规模以上超市3000家,宾馆11000个,医院40000家,写字楼7000座;大中城市居民已达三亿多人。我们假定每五人为一个家庭单位消费1台空气净化器,则有6000万台的潜在市场,目前则只有不到100万台。在欧美发达国家,尽管空气质量已经很好,但空气净化产品已经普遍用于家居、办公生活空间。预计在今后几年内空气净化产品购买的消费空间将超过300亿元人民币,有着非常广阔的市场前景。
另一方面,国内汽车消费市场的快速持续升温,也为汽车用品行业的发展提供了巨大商机。专家指出,今后中国的汽车用品行业将朝着连锁业和国际化的方向发展,到2010年,中国汽车年销售量将超过400万辆;到2015年将成为仅次于美、日的全球第三大汽车市场。整个汽车空气净化用品市场将超过12亿元的整体市场规模,汽车空气净化行业也将大有可为。
整饬市场乱局
国家为新兴产业立“规矩”
目前全国从事室内空气净化治理及检测的企业绝大多数是从事家用净化产品的,而能够治理大面积污染的集中空调系统企业为数甚少,呈现出起步晚、企业规模小、技术含量低、技术标准滞后、行业多头管理、产业布局不合理等现象。尤其是中国空气净化企业普遍缺乏科研力量,所在净化领域的技术创新非常有限。在国外厂商纷纷推出高技术含量的高端产品时,国内厂商仍然停留在活性炭过滤、静电吸附和臭氧消毒的水平。例如在新近流行的光触媒市场,国内的一些厂商基本处于跟进的位置,匆匆推出的不成熟产品更是伤害了客户的信任,高端技术的缺失已经成为阻碍空气净化产业进一步升级的障碍。随着市场需求的膨胀,从事室内空气净化的公司实力、技术、产品参差不齐,部分企业的产品宣传夸大治理效果,受到专家和消费者的质疑,造成该类产品市场环境的混乱,亟须建立一套完整规范的体系,指定专门的监管单位。否则不但不能正确的进行室内环境污染的净化治理,反而给消费者以及经销商造成损失,同时也影响室内环境净化治理行业的健康发展。
为此,2001年底,国家质量监督检验总局和国家标准化管理委员会联合了《室内装饰装修材料有害物质限量》、《室内空气污染控制规范》等10项强制性国家标准。
2002年1月1日,建设部颁布《民用建筑工程室内环境污染控制规范》。
2006年2月,卫生部卫监督(2006)53号公告《室内空气质量标准》及《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》。
2006年12月1日,国家发改委又出台了56号公告《室内空气净化产品净化效果测定方法》。
这些行业规范及标准有什么不同呢?
首先,这些标准控制的时段和对象不同。如《室内空气质量标准》控制的是人们在正常活动情况下的室内环境质量;《民用建筑工程室内环境污染控制规范》控制的是新建、扩建和改建的民用建筑装饰工程室内环境质量;国家质量监督检验检疫总局制定的《室内装饰装修材料有害物质限量》标准控制的是造成室内环境污染的室内装饰装修材料中的有害物质。
其次,由于控制对象不同,检测条件也不同。《室内空气质量标准》要求评价人们在正常活动情况下室内空气质量对人体健康的影响,要求检测时每日早晨和傍晚采样,早晨不开窗通风。《民用建筑工程室内环境污染控制规范》规定,对采用自然通风的民用建筑工程,检测应在通风后门窗关闭1小时后进行。
三是标准的强制力不同。《民用建筑工程室内环境污染控制规范》和《室内装饰装修材料有害物质限量》是国家的强制性标准,必须强制执行;《室内空气质量标准》是国家的推荐性标准,相当于一些非强制性的法律法规。
消费者在装修家居前,应该了解《室内装饰装修材料有害物质限量》标准,选择符合标准的建材,委托装修公司选材应当在合同中约定,建材必须符合有关的标准。在装修完工后,应当委托有资质的检测单位依据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》进行检测。在入住一段时间后,如果发现居住环境不佳,可以委托检测单位依据《室内空气质量标准》检测,确保家人的健康。
绿色奥运商机无限
行业竞争趋于白热化
举办奥运会是中华民族的百年盛事。然而,以“绿色奥运”为主题的2008年北京奥运会面临最大的两个难题:一是交通拥堵,二是空气污染。交通拥堵相对容易解决,政府可以调控,但是空气污染的问题是长期形成的,对北京的形象会有损害。为此,国家专门成立了奥运空气保障组,协调京、津、蒙、晋、冀五省市,解决减少沙尘暴的问题,同时要求保障运动员比赛生活场馆有良好的空气质量。这就为中国的环保产业发展带来了绝好机会,空气净化产业迅速升温。
其实早在“十五”期间,建设部、国家环保总局已经针对建筑室内空气污染问题进行了重点科技攻关。为兑现北京申奥承诺,实现“绿色奥运”的理念,北京奥组委先后制定了《奥运工程环保指南》、《奥运改扩建工程环保指南》以及《奥运临建工程环保指南》。《指南》中明确规定,要解决奥运场馆的空气净化问题。本届奥运会数十万个比赛场馆、接待酒店和公共场所必须安装的空气安全设备、加湿器和净化器,直接采购和由此引发的民用市场规模高达100亿元之多。
随着“绿色奥运”的临近,企业间竞争异常激烈,趋于白热化。旷日持久的“2008奥运空气加湿净化器独家供应商”争夺战持续了几年时间,2006年5月11日,终于以亚都胜出GE和海尔两大巨头而划上了句号。对亚都科技总裁何鲁敏而言,亚都发起的“”大获全胜,希望通过与奥运品牌的互动,在进一步提升自身品牌形象的同时,为第29届奥运会组委会、中国奥委会以及参加第29届奥运会的中国体育代表团提供支持。据悉,这是奥运史上第一次出现这个产品的供应商,是零的突破。
在“北京2008年奥运会独家供应商配套供应商招标大会”上,亚都科技抛出了未来3年近20亿元的采购计划,吸引了500多家内地、港台及日本等配套企业蜂拥而至。
2007年,各类环保及空气净化产品展会、招商会、论坛竞相登台亮相,可谓烽烟滚滚,热闹非凡:
2007年3月,第四届上海国际室内环境技术与产品展览会暨论坛开幕。
2007年4月,首届中国上海室内环境净化双年会―上海室内环境净化技术国际论坛举行。
2007年6月,由中国环保产业协会和中国室内环境工作委员会主办的第五届国际室内(车内)环境保护产品与技术展览会将在北京国际展览中心举办。
Abstract: Air pollution is caused by numerous factors, including both natural factors like meteorological condition, pollution sources and their intensities and human factors like heating, traffic and so on. This paper takes meteorological condition, AQI and the main pollutants as indexes and uses the methods of factor analysis and correspondence analysis to conduct a comprehensive evaluation of air quality in Beijing based on historical data and gives some relevant solutions and reasonable suggestions.
关键词:空气质量;因子分析;对应分析
Key words: air quality;factor analysis;correspondence analysis
中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)19-0188-03
0 引言
空气污染是我国当前面临的较为严重的环境问题之一,因此,及时了解空气质量状况,并对此作出分析预测显得尤为重要。北京,是我国的政治、文化中心,北京的空气质量问题一直是人们讨论的环境热点。现搜集2015年北京市各气象条件数据,AQI数据,以及主要污染物的指标,通过因子分析和对应分析的方法,从客观数据角度出发,给出合理的评价,提出相应的解决方案及合理化建议[1-2]。
1 数据来源与指标选择
空气质量指数AQI是定量描述空气质量状况的非线性无量纲指数。其数值越大、级别和类别越高、表征颜色越深,说明空气污染状况越严重,对人体的健康危害也就越大[3]。本文涉及的数据是:2015年的1月北京每天的空气质量指数AQI数据,质量等级与排名,首要污染物的相关数据,数值单位:Ug/m3(CO为mg/m3),和2015年1月到5月的气象条件数据,相关数据均来自于中国气象天气后报网站。在因子分析中,我们选取空气中的主要污染物PM2.5,PM10,CO,NO2,SO2作为指标进行分析,而在对应分析中,我们选择风力,风向,气温为指标。
2 数据分析
在数据分析过程中主要采用了因子分析和对应分析两种方法。因子分析是指研究从变量群中提取共性因子的统计技术。因子分析可在许多变量中找出隐藏的具有代表性的因子。将相同本质的变量归入一个因子,可减少变量的数目,还可检验变量间关系的假设。对应分析也称关联分析、R-Q型因子分析,通过分析由定性变量构成的交互汇总表来揭示变量间的联系。可以揭示同一变量的各个类别之间的差异,以及不同变量各个类别之间的对应关系[4]。
2.1 因子分析
下面用因子分析法来研究北京市一个月中空气污染指数AQI,与人为因素造成污染物PM2.5,PM10,CO,NO2,SO2之间的关系:
①求主成分和公共因子。
所谓主成分,就是对原始变量进行线性组合。然后将该线性组合进行处理,将原始变量表示为各个主成分的线性组合。找主成分的意义是对变量进行降维,因为少数主成分就可以代表原始变量的大部分信息。再将那些少数主成分进行标准化就可以得到公共因子,此时的公共因子只是影响各个原始变量的某种抽象因素,后对公共因子进行旋转,这样旋转后的公共因子就有了实际意义,便于对实际问题进行分析[5]。
将原始数据导入SPSS进行主成分分析[6],结果如表1所示。
由表1可知,解释的总方差显示了各个主成分解释原始变量总方差的情况,保留两个主成分最为适宜,其可以包含98.436%原始变量的信息。
由表2可得到,原始变量可由各因子表示为:
PM10=0.936×Z1-0.340×Z2
CO=0.979×Z1-0.168×Z2
NO2=0.981×Z1+0.077×Z2
SO2=0.883×Z1+0.462×Z2
其中Zi(i=1,2)为主成分。
②因子旋转。
我们对公共因子进行方差最大化旋转得到旋转成分矩阵如表3所示。
提取方法 :主成份。
关键词:城市环境;空间监测点;布设方法
中图分类号:X823
文献标识码:A文章编号:16749944(2016)12013902
1引言
在污染治理过程中,如何选择空气污染监测点非常重要。监测点的布设是否合理对监测结果的有效性、准确性有直接的影响。但在实际工作中,由于受到多种因素的限制,布设空气污染监测点存在着很多问题,研究如何解决这些问题,确保空气污染点布设的科学性、准确性,有助于进一步推进我国城市环境监测水平的提高。
2布设空气污染监测点的基本原则
在布设空气污染点过程中,想要开展一系列的布设工作,需结合整个区域实际状况着手实施,在布设中分为低污染、中污染、高污染三个等级。通常情况下,还需考虑到结合地域条件、风向进行设置。针对两个风向点所设置的空气污染监测数量、监测类型也是有差异的。通常在实际工作中都是将工作的重点放在布置下风向的空气污染监测点上,综合对比这两个监测点的数据,最后得出科学、精确的监测数据。在布置中,还应结合城市人口进行实施,在不同密度下进行相应的调整,为准确采样奠定坚实的基础。另外,在设计置点时,应选择最佳的设置地带,特别是地域范围的宽广性,但也要防止在监测点周围内出现成片、大范围的草地及森林,如果一旦存在大规模、大范围的植被、绿化带,那么肯定不符合设计的要求及标准,因此要避免在大范围的森林或者草地上布设监测点,以免影响监测结果的准确性。
3布设空气污染监测点的基本问题
3.1监测目的
在监测空气中,无论是监测城市环境空气质量,还是监测乡村环境空气质量,都是非常重要的,与整个城市污染存在着直接的关系。但在实际工作中,工作人员通常重视监测城市空气污染,轻视监测乡村空气污染。调查城市空气质量和空气污染物的分布情况,这是监测城市环境质量的主要目的,从而为城市环境保护工作提供科学的依据。
3.2污染源基本情况
在布设空气污染监测点中,需要提前调查区域内污染源分布、构成等因素。这些因素在影响空气污染中扮演着重要角色,如在污染源分布较均衡的地方,应利用规格网格法实施分布,还需深入分析污染源形成规律,同时在实际分析中,也要结合实际情况进行综合分析,综合考虑各方面因素,确保分析的准确性和合理性,这样才能更好地进行后面的工作,确保城市空气监测的有效性,为恢复城市空气质量做好各项相关工作。
3.3条件和地貌差异
在监测环境质量中,影响空气监测点布设有多种自然因素,如风场情况、地貌状况、地形因素等,在选择布设点工作中,一定要注意这些自然因素,结合地理条件和地貌的差异,因地制宜地选择布设方法,最终选择出合理、科学的布设方法,以确保最终的监测数据满足监测需求,为后续监测工作的顺利进行做好各准备工作,保障城市环境空气监测的一系列相关工作顺利进行,并取得令人满意的监测效果。
4确定采样站的数目
在进行环境监测中,如何进行布设采样站点,应结合实际采样要求实施。如果没有按照当地分布实际热量和人口密度等状况实施布设,那么所获取到的监测数据,是不科学的,也就不能作为保护环境和管理环境的依据。在当前环境监测中,一般状况下,都是结合人口数量的多少而判定出采样站的实际数目,在应用过程中,通常采用两种测控方式来完成收集及整理目标地区空气污染状况的数据,即自动监测、人工连续采样。在设置我国空气环境污染例行监测采样点数目表过程中,已明确掌握各档监测点数据中所包括的城市主导风向。在国际污染监控管理中,该表应用范围很广,在监测城市环境质量中起到了非常重要的作用。下表1为监测采样点设置数目表,表2为世界卫生组织应用的城市空气自动监测站数目表。
5布设采样站的具体方法
5.1功能区布点方法
功能区布点法具有实用性和经济性特征,被广泛应用在监测多种污染源实际工作中。在实际布设中,判定采样站的实际数量,应根据工业区密度和人口信息两方面的数据进行,如果只考虑其中一方面,而忽视另一方面的数据,那么采样站所判定的数量可能与实际数量不符,直接影响后续工作的进行。
5.2网格布点方法
在我国环境监测过程中,网格布点法的运用也是比较多见,主要是把整个监测区域地面划分为多个大小均匀的网状方格,将采样点设置在两条直线焦点处中心上,进而对整体进行布设。在通常状况下,在下风向中应多布设一些监测点,在上风向布设少量的监测点,这样容易对比。同时,在这一方法具体应用中,网格大小也会影响应用效果,因此在实际应用中,需结合城市具体数据,对网格大小进行合理规划和设计,如果规划不当或者不合理,那么势必会影响到监测数据的准确性,所以合理规划对于网格布点方法的有效运用也起到关键作用。
5.3扇形布点方法
在监测孤立的高架点源中,可应用扇形布点法,且有明显主导风向的区域。顶点为所在的地区,轴线为主导风向,布点范围在下风向地面上划出扇形地区,以45°扇形角度为准。这样在实际布设工作中,应严格按照有关要求控制监测点的距离,最大程度地发挥监测作用。
在应用该布点法中,应全面考虑到高架点源排放污染物在实际传播中所具有的客观特点。如:对于在平坦地面上高度达到50 m的烟囱,表3为污染物最大地面浓度出现位置和气象条件的关系,显然随着烟囱高度的不断增加,最大地面浓度出现位置也会随之加大,两者呈正比关系。
在实际应用中,很难出现这样理想化的应用环境,所以在应用多种布局方法中,应综合考虑各种方法,进而提高整体监测力度,在收集、整理空气污染数据中布点法的应用是比较常见的,从客观意义上来讲起到了很大的支持作用。另外,城市空气监测有关部门人员也要从多方面加强环境监测,利用一些技术和新方法监测城市空气,结合各地区环境受污情况,制定出科学有效的解放方案,并采用针对性的措施,力求提高监测城市空气的水平。
6结语
随着我国社会经济的快速发展,人们越来越重视环境的建设,在监测城市环境中,如何布设监测点是必须要重点考虑的,深入研究和分析如何布设监测点,无论对于顺利实施城市环境监测而言,还是对于加大环境保护力度而言,都是一项基本工作。因此,加大力度分析城市环境空气监测点的布设,进而促进我国社会经济和生态环境稳定健康发展。
参考文献:
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郑贤勉.环境监测数据审核技巧及重点探讨[J].北方环境,2012(6).
[2]宋国君,钱文涛.城市空气质量连续监测数据处理方法研究[J].环境污染与防治,2012(12).
[3]贺心然,展卫红,曹亚丽.环境监测数据的可信度研究[J].环境监控与预警,2012(5).
8月8日,中国在天安门广场隆重举行了奥运会倒计时一周年的庆典活动。当带有哄骗性质的奥运歌曲《we Are Ready》唱响时,歌星和舞蹈演员们在巨大的肖像前面演出,而台下是来自全世界各奥运代表团的代表。
之所以说这首歌具有哄骗性,是因为当大部分北京的准备工作得到较高的赞扬时,空气污染问题却被认为非常严重,国际奥委会主席罗格偷偷地变换了庆典活动的议程来重点强调这一问题。
罗格表示:“空气污染并不会对所有的运动项目都产生影响。对于那些非耐力项目也许不是问题。但是对于像自行车赛这样需要6个小时才能完成的耐力项目来说,空气质量就确实变得很重要。如果届时空气质量不好,类似自行车这样的比赛就有可能就会推迟或延期到另外一天进行。”
有一点很清楚,空气质量很可能会影响到马拉松比赛的成绩。比赛延期对于奥组委和全体中国人民来说将是巨大的耻辱。其他存在空气质量问题的城市也曾经举办过奥运会,特别是雅典和洛杉矶,但是竞赛项目却并没有受到影响,也从来没有出现过延期比赛这样的话题。但是对于运动员来说,空气质量是一个非常值得关注的问题。澳大利亚的国际奥委会成员约翰・科茨(John coares)将北京的空气质量问题称为“普遍存在的担心”,他说:“长时间待在北京只会增加患呼吸和胃部疾病的可能性,尤其是如果你不住在奥运村的话。”
然而,当不满意北京空气质量的声浪都在指责严重工业污染所带来人的不良反应时,英国奥运代表团却平静地宣称,英国已为此做好了长期的准备。实际上,空气污染问题可能会为英国代表团提供一个竞争优势。
对于英国奥委会来说,空气污染问题是一个预料中的、可以应对的障碍。参加天安门广场庆祝活动的英国奥委会首席执行官西蒙・克莱格(Simon Clegg)说:“自从四年前我们来北京后就已经了解了来自环境方面的挑战。这确实是一个问题,我们已经为英国代表团制定了最佳的计划。北京奥运会将会出现特殊的挑战,这和以前历届奥运会没有什么两样。”他补充说:“是的,我们了解了这一问题并已经采取了应对之策。”
克莱格不愿透露这些计划,因为这可能会影响到英国在准备工作中所取得的竞争优势。
国际奥委会已经选派了研究管理人员特别关注北京的环境污染问题,并寻求最佳的解决方法。为英国奥林匹克协会和奥林匹克医疗机构工作的马克・卡迪内尔博士,很清楚地知道运动员将要在北京面临的空气问题。
他说:“我没有指望有选手在北京奥运会的马拉松比赛中打破世界纪录。因为这不仅仅是空气质量的问题,而是包括炎热的天气、湿度和糟糕的空气等综合性问题。这些问题对比赛成绩,特别是耐力型项目将会产生不利影响,这些项目的运动员在比赛中需要保持高换气率和高换气量,因此他们的肺部将会更长时间内暴露在更多的污浊空气中。”
早在16世纪,伦敦附近薪材和木炭短缺,而人口却连续增加,煤炭被迅速应用于室内取暖和室外工业生产。低效率的壁炉和啤酒厂、石灰窑等工厂密集排放的烟尘不但危及人体健康,还损害了城市建筑和绿色空间,引起市民不满和抗议。爱德华一世国王和伊丽莎白女王都曾皇室公告,要求石灰窑和啤酒厂不再使用或减少使用烟煤。工业革命开始后,英国迅速进入“煤烟时代”。燃煤蒸汽机的大量使用虽然迅速提高了生产效率,但也排放了大量煤烟和烟尘。“谢菲尔德有很多低烟囱的锻造工厂,街道本身也坐落在丘陵的斜面,因而烟尘顺着道路漂浮。孩子们满身都是灰尘和煤烟子,每天晚上睡觉前必须洗澡。来这里的人没有任何选择地吸食着煤尘,煤尘吸附在肺部侵蚀着身体。”除了煤烟之外,随着公共运输系统的发展和轿车进入家庭,城市的流动污染越来越严重。大量聚集的污染气体在寒冷的冬季极易形成雾霾,有些城市因为污染严重简直成了暗无天日的人间地狱。1952年12月,伦敦发生严重雾霾,空气中的污染物质含量达到每立方米3800微克,是平常的10倍,二氧化硫浓度高达1.34ppm,导致4000人死亡(根据最新研究成果,死亡人数大概是1.2万人)。到了20世纪70年代,无形污染气体和跨界空气污染成为英国面临的严重问题。随着石油逐渐替代煤成为主要燃料,含硫量更高的石油燃烧会释放出更高的硫氧化物。加上二氧化碳、氟氯烃(CFCs)和甲烷等温室气体的排放,不但使英国成为飘向斯堪的纳维亚国家的酸雨之重要来源地,也是影响全球气候变暖的一个重要因素。
虽然在不同时代,空气污染的表现形式、主导因素、形成机制等有所不同,但其造成的危害都是严重的。无论是煤烟还是酸雨都会造成树木枯萎、花草死亡,绿色乡村景观不再。浓雾和雾霾出现后,城市里的能见度很低,不仅严重影响交通,而且会造成酗酒和犯罪行为增多、主妇不再勤于打扫卫生、道德水平下降等社会问题。更为严重的是空气污染会直接危害人体健康,患呼吸系统和循环系统疾病的人数大幅度增加。支气管炎、肺病、肺结核成为工业污染城市的常见病。为了防止雾霾,人们喜欢关闭门窗,但时间长了容易导致心理疾病,如注意力不集中,自控能力减弱等。浓雾遮蔽阳光,导致城市居民因为光照不足而患上软骨症和佝偻病。从这个意义上说,英国的空气污染绝不仅仅是个环境问题,它同时也是技术问题、经济问题和社会问题。
对愈演愈烈的空气污染问题,整个社会包括学术界的认识都经历了一个发展过程。起初,人们对空气污染不仅不太介意,反而认为烟尘有益身体健康,工厂的高炉和烟囱是工业化和进步的标志。有学者承认城市环境问题是随工业化和城市化而来的副产品,但不承认工业化和城市化本身有问题,而是认为在快速的工业化和城市化进程中,旧的机制尚未完全根除,新的城市规划也未完全做好,因此解决城市环境问题只能通过放慢城市化进程来达成,尤其是要限制人口大量涌入城市,在规划好之后开始有序发展。但是,在英国的上升时期,限制城市化进程是行不通的,也是违背人口自由流动的基本权利的。于是科学家就把重点放在能源的更新换代上,尤其是鼓励在室内使用无烟煤,替代高硫煤。但是,这一设想的实现需要以丰富的无烟煤供应和相对低廉的价格为前提条件,而这两个条件在英国几乎都有问题。在二战之后,石油和天然气大量投入使用,恰好这时英国在北海发现油田和天然气田,虽然英国存在着严重的、对煤的路径依赖,但焦炭生产最终在1975年停产。石油和天然气这种相对于煤还算比较清洁的能源的使用,为治理英国的大气污染提供了契机。通过加高烟囱来降低本地区污染程度的做法扩大了污染传播的范围,形成跨界空气污染和酸雨问题,也增加了全球温室气体浓度。其实科学家早已开始探索全球变暖问题,只是到了1987年以后才成为大众关注的话题,引起政治家的注意。面对长距离的污染转移和全球环境问题,需要国际社会的广泛合作才能有效遏制和治理。
严重的空气污染对不同社会阶层都形成威胁,在下层发起抗议的同时,在中产阶级推动下,上层也不得不采取对策,有所行动。在工业污染开始的时候,由于污染源容易辨认,民间团体和相关机构采取的对策主要是要求污染企业搬出城市核心区,或禁止使用某种容易引发污染的燃料。但是,这种简单的做法对关系到每个家庭日常生活的室内取暖和煮饭是不起作用的。于是,英国科学家和政治家就倡导企业家使用“最可行的方法”防止污染气体的排放,其实就是通过安装在技术和经济上都可行的设备来去除污染物质。但是,在科学的减排方法尚未建立之前,“最可行的方法”往往成为企业家不作为或小作为的托词,因为企业家经常以生产可以创造就业机会、促进经济繁荣,而加装减排设施会影响经济效益等来为自己辩护。后来,随着技术的改进和批量化生产,减排设施的成本大大降低,但又遇到传统文化的影响。英式壁炉不仅浪费能源,而且污染严重,中央供暖系统无疑是可替代的良好选择。但是,因为壁炉和英国人的宗教文化传统等有机结合,“英国人发现他们突然没有了拨火的炉子,便会备感失落”。因此即使壁炉问题多多,但英国人宁愿付出更多金钱和健康代价也顽固维持自己的传统。不过,这种状况在第二次世界大战后得到改变,因为随着新居住区的建设和能源由煤向石油和天然气的转化,传统的壁炉逐渐被更为清洁便宜的集中供暖所取代。