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在远古时代，空气曾被人们认为是简单的物质，在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。德国史达尔约在1700年提出了一个普遍的化学理论，就是“燃素学说”。他认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，他认为，燃烧失去燃素现象，即：蜡烛-燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一是没有人见过“燃素”的存在；第二金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮和氧空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分所以几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。由于地球有强大的吸引力，使百分之八十的空气集中在离地面平均为十五公里的范围里。这一空气层对人类生活、生产活动影响很大。人们通常所说的大气污染指的是这一范围内的空气污染。工业的发展，向空气排放了有害物质，污染了空气，使空气里增加了有害成分。当空气里的有害物质达到一定浓度后，就会严重地损害人类的健康和农作物的生长，破坏了某些物质，又会使人的能见度降低，影响交通安全等等。因此，必须大力防止空气的污染。排放到空气里的有害物质，可以分为以下几类：粉尘类（如炭粒等），金属尘类（如铁、铝等），湿雾类（如油雾、酸雾等），有害气体类（如一氧化碳、硫化氢、氮的氧化物等）。从世界范围来看，排放量较多、危害较大的有害气体是二氧化硫和一氧化碳。二氧化硫是煤、石油在燃烧中产生的。一氧化碳主要是汽车开动时排出的。从全球估计，一氧化碳的排出量超过二氧化硫的排出量。 
我家附近有一条小河，名子叫龙山河。原来这河十分清澈、透明。通过河面能看到欢快的鱼虾在河里自由自在游来游去。可是后来，河水慢慢变浑变臭了。这是为什呢?我百思不得其意。于是，我对小河的污染进行了调查。调查我发现，河水污染最严重的地方有几个大污水排放口。每天中午，这几个排放口都排出一些工业污水，家庭废水，还散发出一阵阵难闻的臭味。而且小河污染严重的是一些游客随便把垃圾扔到小河里。分析那些工厂把工业污水通过排水管道直接排入河内。还有河边有许多居民区，那些家庭废水也最终流进了小河。使小河变臭变浑。河边还有买菜的小商小贩，把烂菜叶买剩下的菜都丢进河里等等一些原因引起河水污染。结论小河污染主要原因有：1、工业污水、家庭废水排进小河。2、市场管理不善，一些市场垃圾丢进河里。3、有些游客素质低，随手向河里对垃圾。建议工厂不应该把污水排入小河，应建污水处理厂，进行污水处理;市场管理人员应该加强市场管理，应该把垃圾运往垃圾处理场，不应随便丢进小河了事;游客应当自觉把垃圾放进垃圾桶，不应该把垃圾丢进河里，保护环境人人有责。
水污染问题已经成为国经济社会发展的最重要制约因素之一，已经引起国家和地方政府的高度重视。“十五”期间，国家和地方在政策、法规、工程、科技和教育等方面采取了一系列措施，对遏制水环境恶化的趋势发挥了重要作用。国家重大科技专项“水污染控制技术与治理工程”的实施也有利地提升了国水污染控制与治理的综合科技支撑能力，但水污染控制与治理将是一项长期、复杂和艰巨的系统工程，水污染控制与治理的重大关键技术远未得到解决，水污染治理企业的自主创新能力薄弱，设备产品制造水平偏低、质量有待全面提高，对水污染控制与治理规划制订、工程项目实施和运行监管的技术支撑仍然明显不足，水污染日益严重的发展趋势尚未得到根本扭转。 造成国水体环境严重污染且难以短期解决的原因是多方面和高度复杂的，涉及资金投入严重不足、产业结构不合理、管理体制不完善、决策与运行管理不当、监管与绩效管理不到位、关键技术与成套设备缺乏自主发展等方面。要解决现有的水污染问题，在各级政府和企业不断加大水污染控制与治理基本建设投入的同时，必须依靠科技的支撑，建立科学的工作平台，提升自身的能力，通过重大科技攻关与科技创新，一方面攻克水体污染控制与治理中的一些重点和难点问题，形成具有自主知识产权、适合国内实际需求的关键技术突破和成套技术方案，另一方面将国家在前几个五年计划期间研究和开发的成熟技术进行集成应用，探寻配套技术经济政策、技术标准、绩效平台和运行监管等方面的创新发展，并与水污染问题突出、亟待解决的区域治理工程规划相结合，进行系统技术集成和应用，建立城市水环境质量综合改善、饮用水安全保障、污水处理及再生利用、污泥处理处置等方面的系列示范工程和区域性综合示范。 因此，实施本重大专项，通过关键技术研究开发、系统集成和应用示范，将比较全面的解决国水污染控制与治理的重大技术瓶颈问题，健全水污染控制的支撑体系，提升政府部门的行政能力，建立水污染控制与治理技术及设备产品体系，带动水污染控制与治理行业的技术升级和产业发展，为国家和地方水污染控制与治理规划和重大工程建设提供强有力的技术支撑和科学示范，对构建和谐社会、实现可持续发展具有重大的战略意义。
