骆媛媛,李明文，王慧，彭巍

(1.黑河市林业科学院，黑龙江 黑河 164300；2.中国林业科学院研究院环森保所，北京 100091)

气体污染物主要分为硫氧化合物、氮氧化合物、碳氧化合物、碳氢化合物，常见的气体污染物包括SO2、NOx、CO和O3等[1]。气体污染物来源可分为天然源和人为源两大类。天然源包括火山爆发、森林火灾等自然灾害引起的大量有害气体、粉尘等，这种污染危害具有时限性和不可预见性，人力无法控制。人为源包括机动车尾气排放以及工业生产和居民生活所排放的废气，人为污染具有持续时间长、危害范围广、可控性强等特点[2]。

1 气体污染物国外研究进展

18世纪后，西方经济发达国家在工业革命和商业繁荣快速发展的过程中，由于缺乏环境保护认识，许多国家先后发生了严重的大气污染问题。20世纪30年代以来，相继发生过数起震惊世界的大气污染事件，引起了全球的广泛关注(见表1)。例如，比利时马斯河谷烟雾事件(1930年1月)严重危害了人的健康，造成许多居民短期内发病甚至死亡[3]。英国的伦敦烟雾事件(1952年12月)，源于冬季取暖引起煤烟和硫化物浓度在大气中短时间内急剧增加，加之逆温层现象，导致2个月内10 000多人死亡[4]。大气污染问题已经成为世界各国最为关注的环境问题之一[5]。

表1 国外不同地区气体污染案例

20世纪下半叶，随着城市大气污染状况的不断恶化，世界各国越来越重视大气污染的防治，制定相应法规、标准以及发展节能技术，遏制环境污染。英国成立专门的调查小组，确定伦敦大气污染主要成因是煤炭燃烧排放的烟气，相继颁布《空气清洁法案》、《污染控制法》、《机动车管理规定》和《烟气排放法》等一系列法律法规，推广使用清洁能源，建立新城，疏散人口和工业企业等。1955年，美国颁布《空气污染控制法》，推广空气污染控制技术，鼓励清洁能源和可再生能源的开发和利用。日本政府通过与企业合作防治污染，利用技术优势开展环保项目，注重循环经济的发展。德国以“节能减排”为核心，强化降污技术应用，扶持能源消耗少、科技含量高的新型产业发展。国外一些研究者通过对已掌握的气象资料和污染物浓度资料，来预测空气中污染物的时空变化规律，并及时对空气环境质量进行预报和控制[6,7]。

2 气体污染物国内研究进展

我国对大气污染问题的研究相比欧美发达国家起步较晚，20世纪70年代，在兰州首次发现了光化学烟雾污染事件并开展了相关研究[8]。此后，在北京、上海、广州等发达城市也频繁出现过光化学烟雾污染现象。面对严峻的环境问题，人们已经意识到环境污染带来的巨大危害，相继出台了相关政策法规，并开展了大量研究工作。我国正式开展大气污染研究工作始于1973年第一次全国环保工作会议[9]。1987年出台了《大气污染防治法》，对大气污染防治的基本制度及各种污染源管制做出了具体规定[10]。1996年制定了《环境空气质量标准》，2012年对其修订后重新规定了浓度限制，增加了对PM2.5等污染物指标的监测[11]。同时国内许多学者对城市大气环境污染预测和预报工作进行了相关研究。

20世纪20—30年代我国就陆续出现过高频率的酸雨，直到20世纪50—60年代，人们才逐渐认识并在理论上开始研究酸雨[12]。70年代末，在我国长江以南一些地区出现了酸雨[13]，酸雨的监测和研究工作由此正式展开。为了掌握酸雨分布并查明其污染的状况，1982年国家环境保护部门建立了全国酸雨监测网[14]，之后中国气象局在1989年也建立了气象部门的酸雨监测网[15]。通过全国酸雨监测网发现，酸雨主要分布在西南、华南以及东南沿海一带[16]，已成为当时我国严重的环境污染现象。酸雨监测网的建立，为我国降雨研究积累了大量数据，对我国酸雨预防和控制发挥了重要作用[17]。在认清酸雨污染严峻形势下，中国政府采取了有效措施，控制酸雨污染。1990年开始实施《关于控制酸雨发展的若干意见》，1996 年国务院批准的《关于环境保护的若干问题的决定》明确提出了对酸雨和SO2污染重点治理[18]。2000年再次修订了《中华人民共和国大气污染防治法》；2002年颁布了《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》；控制酸雨污染最有效方式是削减SO2和NOx的排放，改进脱硫脱氮燃烧技术，提高煤的燃烧效率，从源头上杜绝酸雨的形成。

进入21世纪， 随着我国经济的飞速增长，大气污染问题凸显。据《2014年中国环境状况公报》显示，全国116个城市中空气质量达标仅占9.9%，超标城市比例为 90.1%[19]。如何有效建立大气污染防控治理体系，有效改善大气环境质量问题是当前急需要解决的问题。

3 气体污染物的危害

气体污染物对大气环境、人体健康及植物生长均有很严重的危害。据世界卫生组织(WHO)统计，全球每年由于空气污染所导致的各类疾病死亡人数超过300万，约占当年全球死亡总数的5%左右[20]。研究表明，SO2和NOx能够降低人体自身的防御和免疫功能，引发系列呼吸系统疾病，导致哮喘、支气管炎等多种疾病。CO与血液中血红蛋白结合危害人体中枢神经系统和血液循环系统，使人出现头痛、恶心、乏力、呼吸困难等症状，轻者造成缺氧性伤害，重者导致生命危险[21]。O3被人体吸入后，刺激眼睛和呼吸道，导致肺功能减弱和肺泡损伤[22]。SO2和NOx还是形成酸雨的主要物质，酸雨能够破坏环境生态系统、腐蚀建筑物，并且对动物呼吸道和皮肤产生危害。

植物对于一定浓度范围内的大气污染物具有抵抗、吸收和净化能力，然而，当污染物达到一定浓度时，会导致植物受到不同程度的伤害[23]。气体污染通过气孔进入植物体，破坏细胞内的细胞器、膜系统等，出现退绿、色斑、干枯、老化等症状，影响植物的生长状况。有研究表明，高浓度SO2会使植物叶片出现斑点及坏死等症状。而植物长期暴露在低浓度的NO2条件下，一般表现为生长不良，轻度缺绿，衰老加速等现象[19]。

4 森林对气体污染物的消减作用

森林作为城市生态系统的重要组成部分，不仅具有美化、绿化城市的作用，而且对环境中污染物具有较强的吸收净化能力，能够有效控制大气污染。森林通过对SO2的吸收能够起到净化大气作用，不同树种吸收SO2的能力存在不同程度差异，有研究表明，落叶阔叶树>常绿阔叶树>常绿针叶树[24]。阔叶树叶片含硫量明显高于针叶树，一般阔叶树种每年吸收SO2量相当于针叶树种的4倍[25]。有研究表明，不同群落结构对SO2的消减效果，乔灌草>灌草>乔草>乔木>草坪。不同树种对NO2的吸收能力存在差异。另有研究表明杨属单位叶面积的NO2吸收速率为荚蒾属、樟属的4倍[26]。对NO2吸附能力较强的树种有洋槐、国槐、黑杨及日本晚樱[27]。不同群落结构绿地对NO2的消减作用，表现为灌草>乔灌草>乔草>乔木>草坪。可见，灌草结构绿地对NO2具有较佳的吸收净化效果。建议在NO2污染比较严重的地区，采用灌草结构对气体污染物吸收能够达到较佳的消减效果[28]。

5 小结

国内外对气体污物的研究主要集中在来源、时空分布特征、危害和预防治理等方面。国际

上通常采用先进的控制和新能源开发技术应用到削减工业、机动车污染物的排放、治理排放法规、标准和管理体系。近十年来，我国政府已经认识到大气污染危害的严重性，各相关部门正在努力通过一系列强有力的措施减少污染源的数量，控制污染气体的排放量，如采用新燃烧技术有效地减少氮化物和硫化物的排放。同时，森林植被对气体污染物有一定的吸收和净化作用，是防治空气污染的一种有效补充工具，充分发挥森林植被对大气环境的修复功能，达到良好的净化效果。