城市空气污染之辨—

前言

天空是一个城市的容颜，空气则是城市的面部表情，清洁的空气对应的是高度的生活幸福感。近年来随着我国经济的快速发展，能源消耗量明显上升，机动车保有量急剧增加，城市建设呈蔓延式发展，空气污染形势发生了巨大转变，光化学和灰霾污染问题日益凸现，给人们生产生活造成了一定的影响，同时也带来巨大的经济损失。如何在发展与竞争中清楚的认识到城市空气污染的实质，如何制定有效的政策和措施，如何通过合理的城市设计手段来改变我们现有的居住环境，这些都是值得探讨，亟待解决的问题。

空气污染概述

概念

空气污染（又称为大气污染），按照国际标准化组织（ISO）的定义，“空气污染（大气污染）通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象”。

所谓空气污染，即指空气中含有一种或多种污染物，其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命，损害财物，或干扰舒适的生活环境，如臭味的存在。换言之，只要是某一种物质其存在的量、性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者，我们就可以称其为空气污染物；而其存在造成之现象，就是空气污染。

空气的组成：

即使天空晴朗时，我们周围的大气也并非如表面所见的明净。空气里充满了看不见的固体、液体和气体等不同形态的物质：如花粉、细菌、烟尘、湿气等。。在了解何种物质进入空气中会造成污染之前，我们需要先了解干净空气的组成。干净空气的组成如表一所示：通常我们所谓的「空气污染物」如二氧化氮、臭氧。二氧化硫、一氧化碳等物质，在干净空气中之含量均极微少；但在受到污染的情形下，这些特定物质中的某些种类会大量增加。换言之，某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。

空气污染指标
指标

空气污染指标(Pollutant Standard Index，简称PSI)为参考美国环保署及其他机构所研议决定的指标，以0至500的数值来表示空气污染的程度。这个指标值和健康的影响关系分为以下五个等级：

指标值

0～50 健康影响 :良好
51～100 (Good) 中等
101～199 (Moderate) : 不良
200～299 (Unhealthy) : 极不良
300～350 (Very Unhealthy) :有害
350～500(Hazardous) :危险

空气污染物的构成

空气污染物包括烟、蒸汽、焦纸（CharredPaper）、落尘（Dust）、油烟（Soot）、煤尘（Grime）、碳薰烟（CarbonFumes）、气体、霭（Mist）、气味（Order）、粒状物（ParticulateMatter）、放射性物质（RadioactiveMaterials）、有毒化学物（NoxiousChemicals），或其他室外大气中的含有物。

空气污染物的主要来源

空气污染即空气中含有一种或多种污染物，其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命，损害财物、或干扰舒适的生活环境，如臭味的存在。

自然污染源

这种污染危害范围有限，具有时限性和不可预见性，人力无法准确控制。如火山爆发喷出大量的粉尘、二氧化硫气体等，森林火灾产生大量二氧化硫、碳氢化合物和热辐射等。

人为污染源

人为污染源有汽车源和固定源。汽车源来自机动车的尾气排放，污染物有CO、NOx、HC及含铅颗粒物；固定源指工业和居民生活的排气污染，污染物有SO2、COx、NOx,以及颗粒物等。它具有持续时间长、危害范围广、可控制等特点，是世界上的主要污染。

空气污染的危害

城市空气中污染物的来源具有多源性。人类的许多活动都会向大气排放有毒有害污染物，如行驶的汽车石油化工产品的生产加工、日用消费品的生产、火力发电厂、室内火炉取暖、室内空气调解、餐饮业、楼房道路建设及维修废弃物焚烧等。

1、硫氧化物

硫氧化物主要是指二氧化硫，它是大气中数量最大、分布最广、造成人们生命财产损失最严重的气态污染物之一。其绝大多数来自含硫矿物燃料的燃烧，如煤、褐煤和石油的燃烧。其中，煤和褐煤燃烧所排放的二氧化硫占总排放量的80%。另外，柴油中含有0. 2%以上的硫，因此，以柴油为燃料的机动车辆也是造成城市二氧化硫含量增高的原因之一。二氧化硫的主要危害是引起酸性沉降和呼吸系统疾病(如哮喘病)。酸性沉降将导致良川荒漠，建筑物腐蚀，湖泊酸化，树木绿草枯萎，故有“空中死神”之称。

2、氮氧化物

氮的氧化物有N2O, N0, N02, N203, N204,等几种形式，但污染大气的主要是NO和NOZ，通常以NO、表示它们的混合体。氮氧化物主要来自燃料的燃烧和工业生产过程，燃料燃烧产生的氮氧化物占人类活动氮氧化物排放量的90%以上。机动车高速行驶时(速度超过80千米/时)，燃料高温燃烧，参与燃烧的空气中的氮气和氧气反应生成氮氧化物，随尾气排出。制造硝酸和大量使用硝酸的工厂，在生产过程中，也会排出大量含氮氧化物的废气。如制造一吨硝酸，大约排放25公斤氮氧化物。氮氧化物对人体有毒害作用，主要是导致人的中枢神经受损及呼吸系统机能慢性衰退。另外，它能与挥发性有机化合物在阳光中紫外线雾，从而对人体和植物产生严重危害。

3、一氧化碳

一氧化碳主要来自碳基燃料的不完全燃烧。煤、石油、天燃气三大资源的利用过程中，均会产生大量一氧化碳。城市中，90%以上的一氧化碳来自机动车排放的尾气，特别是汽车发动机在低温下首次发动及发动机空转时一氧化碳排放量最大。一氧化碳与人体内血红蛋白的亲合力比氧大200倍一300倍，因此，占据了结合氧的位置，形成碳氧血红蛋白，导致人体出现缺氧的各种症状，严重时会致人死亡。

4、挥发性有机化合物

挥发性有机化合物是指碳氢化合物及其衍生物，它的来源广泛，可产生于工业、交通的各个领域，但汽车尾气中挥发性有机化合物排放量占总排放量的三分之一。在城市空气中它的主要危害是与氮氧化物在对流层内反应生成光化学烟雾，光化学烟雾的主要成份是臭氧、过氧乙酞基硝酸酉n(PAN)、醛类、酮类等，近地大气层中的臭氧对人和农作物有严重危害。另外，一些挥发性有机化合物可以引起皮肤病，甚至致癌。

5、悬浮颗粒物

在燃料燃烧和工业生产过程中，‘常用液滴、固体尘粒产生并分散在大气中。它们是由有机质和无机质构成的复杂混合物。大于15微米的颗粒通常被阻止在人体的鼻孔和咽喉处，而5微米一10微米的颗粒能进入到人体肺部的深处，对人体危害较大。悬浮在空气中的颗粒物也为含硫、含氮等酸性气体提供了吸附、冷凝表面。造成酸雨。

往期专题

·2011企业作品展征集

·2011学生作品论坛

·2011北京大学建筑与景观设计学院国际论坛

城市空气污染加重的主要原因

城市规划不合理
近年来，由于环境保护规划没有与城市规划和城市建设同步落实，使城市环境遭到一定程度的破坏，环境污染日趋严重，城市环境不能进入良性发展的轨道。引起了水污染、城市空气质量恶化、固体废物垃圾围城以及噪声扰民等环境问题。[详细]

城市人口的急剧增长
人口的增加，就需要不断为其提供能源、食品、淡水、卫生设施、住房、交通、日常生活用品等项服务。任何一项服务，不可避免地增加了自然资源的消耗并加重了城市的空气污染。而许多发展中国家，由于这儿方面处于劣势，因而随着城市化进程的加快…[详细]

城市和工业的过度发展
进入80年代，世界经济进入了一个快速发展时期。各国政府为保持较高的经济发展速度，大力发展二、三产业。这些产业的发展，不仅消耗了宝贵的自然资源，污染了环境，破坏了生态平衡，而且投入了大量的人力资源，造成城市人口总量和人口密度不断增加…[详细]

机动车辆的迅猛增加
汽车作为现代社会一种重要交通运输工具，确实为在快节奏工作、学习和生活中的人们带来了诸多方便。另外，汽车产业的发展，拉动了经济增长，现已成为许多国家和地区新的经济增长点。但是城市机动车辆的猛增，恶化了城市空气质量。[详细]

中国城市空气污染现状

据世界银行一项报告公布，全球空气污染最严重的20个城市有一半在中国。中国城市空气中悬浮的微粒和硫磺含量目前是全世界最高的，大大高于世界卫生组织规定的标准，污染已经严重威胁到中国人的身心健康和智力发展。如果把污染.给中国国民经济造成的损失折合成美元计算，水污染每年给中国造成至少40亿美元的损失，大气污染和水污染加在一起每年造成的损失则高达540亿美元，这个数字接近1995年中国国内生产总值的8%。

北京
目前北京的污染排放水平已处于临界点，即对气象条件非常敏感，空气质量在扩散条件好或一般时都能达标，一旦遭遇极端天气，空气质量就会迅速下滑。

上海
但自10月31日世博会结束以来，上海上空逐渐笼罩了一层褐色雾霾，目前的污染程度相当于世博会前的三倍以上。

广州
亚运结束后，监测数据显示，今年前10个月广州灰霾天数共33天，同比大幅下降6成；而空气质量优良率更达到了99%；酸雨频率也同比再降7个百分点。

重庆
重庆空气质量在今年内得到较大的改善。截至10月8日，重庆市主城空气质量优良天数今年已达260天，与2009年同期相比增加4天，优良天数比例达92.5％。

四川盆地的城市
闭塞盆地，扩散困难，燃煤量大，污染较重，可引发酸雨。

长江流域内陆城市
处于内陆地形平缓区，大气系统滞留频繁，不利条件和污染源较强导致污染。

长三角城市
与长江流域内陆城市相似，不过由于处于沿海，空气污染较轻。

南方城市
污染源一般较少，大气扩散条件较好，空气污染轻微。

北方近海城市
扩散条件较好，但有沙尘影响，空气污染轻微但偶尔重污染。

华北平原城市
扩散条件相对较差，沙尘频繁，可吸入颗粒物污染严重。

西北地区城市
受沙尘影响严重，有些城市有重工业，污染一般严重。

东北地区城市
扩散条件一般，重工业发达，有一定污染。

城市空气污染治理的方法

燃料的选择、处理及燃烧方法的改进
通过对燃料的选择和处理，可以大幅度降低燃料中污染物的含量。另外，机动车使用无铅汽油、加氧燃料、乙醇燃料、生物燃料、液化石油气和压缩天然气等，也有利于空气质量的改善。燃烧方法的改进，可采用流化燃烧技术、低氮氧化物燃烧技术等来实现。

推广废气净化新工艺
目前广泛使用的废气净化新工艺包括氮氧化物选择性催化还原技术、挥发性有机化合物催化转化技术及二氧化硫催化氧化或claus还原工艺技术。可以有效的净化废气，不会加重大气环境的压力。

限制机动车使用
合理规划，控制城市人口和机动车辆的过快增长。建立方便、快捷、高效的公共交通运输体系，改变人们对私人汽车的过分依赖。在城市区域内，实行机动车限速，并加强机动车定时报废管理。

城市景观绿地空间对城市的总体改善

城市里的绿色主体是园林绿地系统，这些有生命的绿色植物在城市中具有不可替代和估量的效益。
一、净化空气，维持碳氧平衡
空气是人类赖以生存和生活不可缺少的物质，从城市的小范围来说，由于密集的城市建筑和众多的城市人口，形成了城市中许多气流交换减少和辐射热的相对封闭的生存空间。目前许多市区空气中的二氧化碳含量已超过自然界大气中二氧化碳正常含量300mg/kg的指标，尤以在风速减小、天气炎热的条件下，在人口密集的居住区、商业区和大量耗氧燃烧的工业区出现的频率更多。
二、吸收有害气体
当城市的工业生产和民用生活中燃烧煤碳产生的二氧化硫，以及工业生产和汽车尾气等产生的空气污染物质达到一定浓度时，就会使环境受到严重污染。如空气中的二氧化硫浓度高达100mg/kg时，就会使人感到不适，当浓度达到400mg/kg时就会使人致死。[详细]

细节探讨：植物对城市空气的净化

绿色植物对有害气体的吸收作用：绿色植物吸收有害气体主要是靠叶面进行的。据试验，一万平方米的高大森林，其叶面积可达75万平方米；一万平方米的草坪，其叶面积为22-28万平方米。庞大的叶面积在净化大气方面起到了重要的作用。但大气中的有害气体超过了绿色植物能承受的浓度，植物本身也会受害，甚至枯死。只有那些对有害气体抗性强、吸收量大的绿色植物才能在大气污染较严重的地区顽强地生长，并发挥其净化作用。

二氧化碳的吸收
当大气中的二氧化硫浓度达到0.2-0.3ppm并持续一定时间的情况，有些敏感植物可能受到危害，达到1ppm时有些树木出现受害症状，特别是针叶树则出现明显的受害症状。达到2-10ppm时，一般树木均发生急性受害。通过有关部门试验，认为抗性强的植物主要有侧柏、白皮松、云杉、香柏、臭椿、榆树等近80种草木对二氧化硫的抗性较强。抗性中等的植物主要有20余种，如华山松、北京杨、合作杨、美杨、枫杨、桑等。抗性弱的植物有合欢、黄金树、五角枫等。硫是植物所需要的营养元素之一，在非污染地区，一般叶中硫的含量为0.1-0.3％(干重)左右。对二氧化硫吸收能力较强的树木有垂柳、加杨、山楂、洋槐、云杉、桃树等15余种。对二氧化硫吸收能力中等的有侧柏、桧柏、紫穗槐、金银木等10余种。

氟化氢的吸收
氟化氢主要来自化肥、冶金、电镀等工业产生的废气。氟化氢危害植物的浓度见表7-9。氟化氢使植物受害的原因主要是积累性中毒，接触时间的长短是危害植物的重要因素。植物对氟化氢抗性强的植物主要有40余种，如白皮松、松柏、侧柏、银杏、枸树、胡颓子等。植物吸收氟化氢净化大气的作用是很明显的。植物对氟化氢的最大吸氟量可达1000ppm以上，不同植物的最大吸氟量一般相差约2-3倍，不同树种每公顷树木的含氟量见表7-10。由于树叶、蔬菜、花草等植物都能吸收大量的氟，人食用了含氟量高的粮食、蔬菜就会引起中毒，牲畜食用了含氟量高的饲料，蚕吃了含氟量高的桑叶也会引起中毒。所以，在氟化氢污染比较严重的地区，不宜种植食用植物，而适于种植多种非食用的树木、花草等植物。

氯气的吸收
氯气是一种具有强烈臭味的黄绿色气体，主要来自化工厂、制药厂和农药厂。根据有关试验说明，氯气的浓度为2ppm作用6小时，朝鲜忍冬即有25％的叶面积受害，小叶女贞三天之后30％的叶面积受害，而侧柏、桧柏、大叶黄杨、鸢尾等均不受害。对氯抗性强的植物主要有桧柏、侧柏、白皮松、皂荚、洋槐、银杏等近30种；抗性中等的植物主要有华山松、垂柳、拘树、白蜡树、泡桐、桑等；抗性弱的植物主要有油松、紫微、火炬树、雪柳、苹果等。植物对氯气有一定的吸收和积累能力。每万平方米植物的吸氯量为：柽柳140千克、皂荚80千克、刺槐42千克、银桦35千克、兰桉32.5千克、华山松30千克、桂香柳26千克、构树20千克、垂柳9千克。

其他有害气体吸收
烟草叶子吸汞量可高达0.47％，即使吸收了如此数量的汞，也只出现轻微症状，这是净化汞蒸气的极好植物，但吸汞后的烟草不宜再供人吸用。铅烟环境下植物叶中的含铅量，每克干重叶中的含铅量为：大叶黄杨为42.6毫微克，女贞、榆树为36.1毫微克，石榴、枸树为34.7毫微克，刺槐为35.6毫微克。以上这些植物达到上述含铅量后均未表现受害症状。大多数植物都能吸收臭氧，其中银杏、柳杉、樟树、青冈栎、夹竹桃、刺槐等10余种树木净化臭氧的作用较大。

防尘
防尘树种应选择树叶的总叶面积大、叶面粗糙多绒毛，能分泌粘性油脂或汁浆的树种都是比较好的防尘树种，如核桃、毛白杨、构树、板栗、臭椿、侧柏、华山松、刺楸、朴树、重阳木、刺槐、悬铃木、女贞、泡桐等。

隔声吸滞放射性物质
绿色植物有减弱噪声、吸滞放射性物质的作用。比较好的隔声树种有：雪松、桧柏、龙柏、水杉、悬铃木、梧桐、垂柳、云杉、山核桃、柏木、臭椿、樟树、榕树、柳杉、栎树、桂花、女贞等。绿色植物也具有吸滞放射性物质的作用。据有关试验表明，在有辐射性污染的厂矿周围，设置一定结构的绿化林带，可明显地防止和减少放射性物质的危害；杜鹃花科的一种乔木在中子-伽玛混合辐射剂量超过15000拉德时，仍能正常生长，这说明绿色植物抗辐射的能力是很强的。

城市空气污染治理案例

景观案例

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城市案例

世界卫生组织于9月26日公布了其首个空气质量数据库，其中包括全球９１个国家和地区近１１００个城市的空气质量数据，这些城市包括首都城市和人口超过１０万的城市。加拿大与澳大利亚在空气质量国家和地区排名中并列第三，仅次于爱沙尼亚和毛里求斯。北京的空气质量在排名中接近垫底。世界卫生组织所作的全球空气检测结果显示，尽管2008年奥运会期间在清除污染空气方面取得了短暂的成功，但北京如今在世界最脏首都中名列第10位，仅略好于乌兰巴托、哈博罗内、新德里、伊斯兰堡、利雅得、达喀尔、开罗、达卡和科威特城。海口排名第814位，是中国内地空气质量最好的城市，每立方米空气中悬浮颗粒物为38微克。拉萨和南宁在内地城市的排名中分别排在第二和第三位，广州排名第六，每立方米空气中悬浮颗粒物为70微克。