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空气污染
2011-12-04 22:03:29   来源:   点击:

    大气中含有足以直接或间接妨害人体健康或生活环境之物质。光化烟雾和悬浮微粒,是造成全球都会地区空气品质恶化的主要原因。

    空气的成分会因污染而改变,原本在环境中自动恢复到原来的平衡状态,称为「自净作用」。但由於人口增长、工业发展或都市扩张,工厂与车辆排放出来的废气改变空气的组成,远超过环境负荷,导致空气品质恶化。若这些空气中的物质含量、性质及存在的时间,足以伤害人类健康或影响动植物的生长,称为「空气污染物」。空气污染物在大气的排放、累积及随时空的变化过程,会改变局部和大范围地区的辐射收支平衡,对大气的云降水过程产生影响。

    空气污染物包括气态污染物、悬浮微粒、二次污染物等。都会地区气态空气污染物的产生主要来自人为的「一次污染物」,如氮氧化合物、一氧化碳,及挥发性有机气体等。当气态污染物进到大气後,再经过太阳辐射所启动的光化学反应,就会生成「二次污染物」臭氧。由於臭氧是因太阳辐射光化的过程而形成,因此称为光化臭氧。光化臭氧是构成光化烟雾(photochemical smog)的主要原因。

    空气中的悬浮微粒来源包括人为的燃烧排放、地表的扬沙、以及自然的过程。自然产生的悬浮微粒又以沙尘和生质燃烧过程最为明显。沙尘的产生,主要是透过沙漠地区的沙尘暴将地面的沙尘扬起而带至大气中,然後随着沙尘暴的移动而影响到路径上的空气中悬浮微粒浓度。另一个自然悬浮微粒的生成是透过生质燃烧。都会地区的悬浮微粒,亦可经由汽机车内燃机的不完全燃烧而释放到大气,或是经由挥发性有机体的排放,以及光化反应而形成有机性气溶胶。

    除了一次污染物和二次污染物外,因燃烧煤产生的二氧化硫,以及其他燃烧过程所产生的污染物,如戴奥辛和汞等有毒性气体,亦会对人体健康产生巨大的影响。

    空气污染的来源主要有3类:(一)工业污染源:火力发电厂及各种类型的工厂,燃烧燃料所排放出的废气、烟尘等。(二)交通污染源:汽机车、飞机、火车和船舶等交通工具,排出的废气中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物及铅等污染物。(三)生活污染源:日常生活产生污染空气的物质,如二手烟、油烟,冰箱、冷气泄漏出的冷媒等。

    台湾春季主要为滞留锋面及华南云雨带东移之天气型态。若形成连续性降水,则各地空气品质皆良好;但滞留锋面如徘徊於东海附近,台湾各地皆位於暖区,风速小,空气品质会较差。夏季与初秋,主要受太平洋副热带高压及西南季风之影响。若受西南季风影响,中南部地区风速较大,午後对流旺盛,空气品质普遍较佳;但北部及东北部地区因地形阻挡而空气品质较差。至於在太平洋副热带高压影响下,下沉气流伴随之空气较隐定且湿度小,不利於污染物之扩散。此外,此季节常受台风影响,若当台风来袭,各地风速显着增强,空气品质较佳。秋末与冬季,主要受锋面及东北季风影响,北部及东部地区空气品质普遍较佳;中南部地区因位於背风面,风速微弱,清晨近地面,易形成逆温层,不利於污染物之扩散,空气品质较差。污染物浓度容易累积,尤其是中部及云林嘉义地区易有污染物浓度高值出现。

    为使民众了解空气品质状况,事前采取配合措施,环境保护署於1996年起对全台湾每日进行次日空气品质预报作业。为作业需要,将台湾地区划分为台北基隆、桃竹苗、台中彰化、南投、云林嘉义、台南高屏、宜兰、花莲台东8区。预报作业采用污染物指标(pollutants standards index, PSI),以便民众了解空气品质状况。依据监测资料将当日空气中悬浮微粒、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳及臭氧浓度等数值,分别换算出不同污染物之副指标值,再以当日各副指标值之最大值为该测站当日之空气污染指标值。若指数小於100,表示空气品质尚可,但指数若超过100,对人体健康就会有不良的影响。由於台湾地区主要指标污染物为悬浮微粒及臭氧,预报作业便针对此两种空气污染物,利用气象资料如风向、风速、温度、露点、能见度等因子,污染物臭氧、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、悬浮微粒等浓度资料,配合次日天气预测及即时气象资料,研判各空气品质预报区大气扩散难易度,来预测次日空气品质变动趋势。

    中文关键字: 一次污染 , 二次污染 , 臭氧 , 悬浮微粒 , 光化反应

    英文关键字primary pollutants , secondary pollutants , ozone , suspended particle

    参考资料

    1. Wayne, Richard P. 2000. Chemistry of atmospheres: an introduction to the chemistry of the atmospheres of earth, the planets, and their satellites. New York: Oxford University Press.
    2. 2. Brasseur, Guy, John J. Orlando, and Geoffrey S. Tyndall, eds. 1999. Atmospheric chemistry and global change. New York: Oxford University Press.
    3. 3. Seinfeld, John H., Spyros N Pandis, and NetLibrary Inc., eds. 1998. Atmospheric chemistry and physics from air pollution to climate change. Cambridge: MIT Press. New York: Wiley.
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    5. 行政院环境保护署。http://www.epa.gov.tw。
    6. Air Now: Quality of Air Means Quality of Life. http://www.airnow.gov。
    7. NRL/Monterey Aerosol Page. http://www.nrlmry.navy.mil/aerosol。
    8. United States Environmental Protection Agency. www.epa.gov。

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