环境学概论-第2章-大气环境

1、第二章大气环境第二章大气环境第第1 1节节 大气的结构与组成大气的结构与组成第第2 2节节 大气污染及其类型大气污染及其类型第第3 3节节 全球性大气环境问题全球性大气环境问题第第4 4节节 影响大气污染的地理及其他因素影响大气污染的地理及其他因素第第5 5节节 大气污染的综合防治与管理大气污染的综合防治与管理第一节大气的结构与组成第一节大气的结构与组成一、大气的结构一、大气的结构对流层对流层: 对流运动显著，大气现象复杂多变对流运动显著，大气现象复杂多变 平流层平流层:臭氧臭氧( O( O3 3 ) )层层, , 平流层中空气无对流平流层中空气无对流 , ,适于适于空中飞行空中飞行中间层中间

2、层 热成层（暖层、电离层）热成层（暖层、电离层）逸散层逸散层高层大气高层大气大气质量在垂直方向的分布大气质量在垂直方向的分布100Km以上，占0.0001%的质量5Km以下，占50%的质量10Km以下，占75%的质量30Km以下，占90%的质量1535大气的垂直分层大气的垂直分层对流层对流层平流层平流层对流旺盛近地面，对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；纬度不同厚度变；高度增来温度减，高度增来温度减，只因热源是地面；只因热源是地面；天气复杂且多变，天气复杂且多变，风云雨雪较常见。风云雨雪较常见。气温初稳后升热气温初稳后升热只因层中臭氧多只因层中臭氧多水平流动天气好水平流动天气好高空飞行很适合高空飞

3、行很适合上冷下热上冷下热高空对流高空对流电电离离层层电离层能反射无线电离层能反射无线电波，对无线电通电波，对无线电通讯有重要作用讯有重要作用中间层中间层热成层热成层中间层层顶中间层层顶第一节大气的结构与组成第一节大气的结构与组成二、大气的组成二、大气的组成干洁空气干洁空气概念：大气中除去水汽和杂质的空气。概念：大气中除去水汽和杂质的空气。干洁空气的组成干洁空气的组成干洁空气中的主要成分为干洁空气中的主要成分为N N2 2（占（占78.09%78.09%）、）、 O O2 2( (占占20.95%)20.95%)、Ar(Ar(占占0.93%)0.93%)及一些微量元素，及一些微量元素， 如如CO

4、CO2 2、O O3 3、H H2 2、CHCH4 4、HeHe、KrKr、NeNe等。等。 第一节大气的结构与组成第一节大气的结构与组成二、大气的组成二、大气的组成大气可变成分大气可变成分主要包括主要包括CO2、O3、水汽水汽和杂质。这些可变成分如含量正常，和杂质。这些可变成分如含量正常，则对环境和生命有机体是有益而无害的，但含量变化后则对环境和生命有机体是有益而无害的，但含量变化后(过多过多或缺乏或缺乏)都会造成不良影响及危害。都会造成不良影响及危害。干洁空气较稳定干洁空气较稳定原因：主要组成物质为原因：主要组成物质为N N2 2和和 O O2 2，前者化学性质不活泼，后者，前者化学性质不

5、活泼，后者的消耗与释放量相互补偿。此外，惰性气体性质稳定。的消耗与释放量相互补偿。此外，惰性气体性质稳定。 成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件主要主要成分成分次要次要成分成分水水 汽汽固体杂质固体杂质生物体的基本成分生物体的基本成分维持生物活动的必要物质维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成大气组成主主 要要 作作 用用干干洁洁空空气气O3N2O2CO2大气各成分的作用大气各成分的作用 重点

6、内容重点内容1.熟悉大气的垂直分层（五层）以及每层的特点。2.掌握干洁空气的概念。3.了解大气的组成。第二节大气污染及其类型第二节大气污染及其类型一、大气污染一、大气污染概念概念: 指由于人类活动或自然过程使大气中一些物质的含指由于人类活动或自然过程使大气中一些物质的含量达到有害的程度量达到有害的程度( (一般指有害物质，如一般指有害物质，如SOSO2 2、NONOX X、HCHC、O O3 3、飘尘等超过国家质量标准、飘尘等超过国家质量标准) )，以至破坏人和，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料人体、生态和材料造成危害造成危害的现象。的现象。

7、一、大气污染一、大气污染发生过程发生过程: 大气环境大气环境污染源污染源输入输入输出输出输入速率输出速率输入速率输出速率 二、大气污染源二、大气污染源概念概念: 向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的害影响的场所、设备和装置场所、设备和装置。分类分类: 按污染物质来源分：天然源和人为源。按污染物质来源分：天然源和人为源。按污染源性状分：固定源和移动源。按污染源性状分：固定源和移动源。按污染物空间分布分：点源、线源和面源按污染物空间分布分：点源、线源和面源按污染物排放时间分：连续源、间断源和瞬时源按污染物排放时间分：连续源、间断源和瞬时源。 污染

8、源污染源 特特 点点 主要来源主要来源 排放的污染物排放的污染物 天天 然然 源源它和人为源相比产它和人为源相比产生的污染物较少，生的污染物较少，浓度较低，具有局浓度较低，具有局部地区某段时间内部地区某段时间内可能形成严重影响可能形成严重影响的特点。的特点。 火山喷发火山喷发二氧化硫、硫化氢、二氧化二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、火山灰碳、一氧化碳、火山灰森林火灾森林火灾一氧化碳、二氧化碳、二氧一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物等化硫、碳氢化合物等自然尘自然尘风砂、土壤尘等风砂、土壤尘等森林植物释放森林植物释放萜稀类碳氢化合物。萜稀类碳氢化合物。海浪飞沫海浪飞沫 硫酸盐和亚硫酸盐硫

9、酸盐和亚硫酸盐人人为为源源移移动动源源汽车和火车、飞机汽车和火车、飞机等等, ,分布广泛分散分布广泛分散, ,难于监测和治理。难于监测和治理。交通运输过程：现交通运输过程：现代化交通运输工具代化交通运输工具一氧化碳、氮氧化物、碳氢一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、硫氧化合物和铅等化合物、硫氧化合物和铅等 静静止止源源静止源则包括工厂静止源则包括工厂 、焚化炉等不移动的焚化炉等不移动的污染源。静止源污污染源。静止源污染面积广，易于集染面积广，易于集中监测治理。中监测治理。 燃料燃烧燃料燃烧二氧化硫、氮氧化物、二氧二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳化碳、一氧化碳工业生产过程工业生产过程二氧化硫、

10、硫化氢等二氧化硫、硫化氢等颗粒物、粉尘、氧化亚氮等颗粒物、粉尘、氧化亚氮等 大大 气气 污污 染染 源源农业活动排放：农农业活动排放：农药、化肥药、化肥 三、大气污染物及大气污染类型三、大气污染物及大气污染类型大气污染物的概念大气污染物的概念指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人产生有害影响的那些物质。人产生有害影响的那些物质。大气污染物的分类大气污染物的分类: 从形成过程：一次、二次污染物从形成过程：一次、二次污染物从存在状态：气态和固体颗粒态的污染物从存在状态：气态和固体颗粒态的污染物 三、大气污染物及大气污染类型三、大气污染物及大气污染

11、类型气溶胶状污染物气溶胶状污染物(粒状粒状) 总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物(TSP)(TSP)：D(D(粒径粒径) )在在100100m m以下，其中多数在以下，其中多数在1010m m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。飘尘飘尘（可吸入粒子（可吸入粒子(IP)(IP)）：）：D D1010m m能在大气中长期飘浮能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、雾等。的悬浮物质，如煤烟、烟气、雾等。 降尘降尘：D D3030m m的粒子，靠重力作用可在短时间内降到地的粒子，靠重力作用可在短时间内降到地面的。面的。 颗粒物有固体的灰尘、烟尘、烟雾以及液体的云雾和雾

12、滴，它们中一部分是致颗粒物有固体的灰尘、烟尘、烟雾以及液体的云雾和雾滴，它们中一部分是致癌、致畸、致突变物质，并能被人体吸收而危害人体健康，另一方面，它们是癌、致畸、致突变物质，并能被人体吸收而危害人体健康，另一方面，它们是有毒物质的载体，使一些气体污染物转化成为有害的颗粒物或使某些污染物的有毒物质的载体，使一些气体污染物转化成为有害的颗粒物或使某些污染物的毒性增强。毒性增强。烟尘的作用：烟尘的作用：1）凝结核）凝结核 2）吸收太阳辐射）吸收太阳辐射 3）降低能见度）降低能见度 4）影响植物体生长）影响植物体生长飘尘飘尘可吸入粒子可吸入粒子(IP) 大于大于10m的颗粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住，

13、而的颗粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住，而小小于于10m的飘尘却能长驱直入侵蚀肺泡，叫的飘尘却能长驱直入侵蚀肺泡，叫“可吸入可吸入粒子粒子”。在可吸入微粒中。在可吸入微粒中 80%可沉积于肺泡，且沉可沉积于肺泡，且沉积时间可达数年之久，导致肺心病等一系列病变。积时间可达数年之久，导致肺心病等一系列病变。 三、大气污染物及大气污染类型三、大气污染物及大气污染类型气状污染物气状污染物含硫化合物含硫化合物主要指主要指SOSO2 2和和SOSO3 3、H H2 2S S。危害：危害：u 温度大时，与水作用，是形成酸雨的主要来源。温度大时，与水作用，是形成酸雨的主要来源。u 二氧化硫是一种无色的刺激性气体二氧化

14、硫是一种无色的刺激性气体, , 腐蚀性很腐蚀性很 大，会严重刺激人的呼吸系统。大，会严重刺激人的呼吸系统。u 二氧化硫破坏植物的叶绿素，使植物脱水坏死。二氧化硫破坏植物的叶绿素，使植物脱水坏死。u 在适当条件下和飘尘结合在一起，或与水汽中的在适当条件下和飘尘结合在一起，或与水汽中的水蒸汽结合形成硫酸雾，硫酸雾微粒侵入人体肺水蒸汽结合形成硫酸雾，硫酸雾微粒侵入人体肺部，可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡。部，可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡。 气状污染物气状污染物氮的氧化物氮的氧化物NONOX X是是NONO、NONO2 2、N N2 2O O、N N2 2O O3 3、N N2 2O O

15、4 4、N N2 2O O5 5等的总称，造成大气等的总称，造成大气污染的污染的NONOX X最主要是最主要是NONO和和NONO2 2。来源：汽车尾气排放来源：汽车尾气排放危害：危害：1 1）氮氧化物可转化为硝酸，形成酸雨）氮氧化物可转化为硝酸，形成酸雨2 2）是形成光化学烟雾的重要物质）是形成光化学烟雾的重要物质3 3）是消耗臭氧的重要因子）是消耗臭氧的重要因子4 4）NONO2 2对人有生理刺激和腐蚀作用，引起城市居对人有生理刺激和腐蚀作用，引起城市居 民产生急性呼吸道病变的一种原因民产生急性呼吸道病变的一种原因5 5）可腐蚀织物、材料、破坏染料，使它褪色）可腐蚀织物、材料、破坏染料，使

16、它褪色6 6）危害植物，使其组织受害而落叶，甚至枯萎）危害植物，使其组织受害而落叶，甚至枯萎 气状污染物气状污染物碳的氧化物碳的氧化物COCO：主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺激性的有毒气体。对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传激性的有毒气体。对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传输，使人体缺氧，导致死亡。输，使人体缺氧，导致死亡。COCO2 2：是一种无毒的气体，是大气中的是一种无毒的气体，是大气中的 “正常正常”成分，主成分，主要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧。目前，大气中要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧。目前，大气中COCO2

17、 2浓度逐渐升高，每年上升浓度逐渐升高，每年上升0.4%0.4%。由于二氧化碳吸收地。由于二氧化碳吸收地面长波辐射，使地球升温，导致温室效应，从而形成全球面长波辐射，使地球升温，导致温室效应，从而形成全球气候变化。气候变化。 气状污染物气状污染物碳氢化合物碳氢化合物(HC)(HC)HCHC是自然界中必不可少的物质，主要指烷烃、烯烃和芳香是自然界中必不可少的物质，主要指烷烃、烯烃和芳香烃等具有挥发性的有机物，它们主要是由碳原子和氢原子烃等具有挥发性的有机物，它们主要是由碳原子和氢原子组成。碳氢化合物主要来源于自然界植物分解，人为产生组成。碳氢化合物主要来源于自然界植物分解，人为产生的量很小，但它

18、们是形成光化学烟雾的重要物质。的量很小，但它们是形成光化学烟雾的重要物质。含卤素化合物含卤素化合物主要指一些氟氯烃类物质，它们主要破坏臭氧层，引起温主要指一些氟氯烃类物质，它们主要破坏臭氧层，引起温室效应。室效应。 三、大气污染物及大气污染类型三、大气污染物及大气污染类型大气污染类型大气污染类型 按按污染物的性质污染物的性质分分还原型还原型( (煤炭型煤炭型) )氧化型氧化型( (汽车尾气型汽车尾气型) ) 还原型还原型( (煤炭型煤炭型) )主要污染物主要污染物：SOSO2 2、COCO和颗粒物和颗粒物，在低温、高温阴，在低温、高温阴天、小风、逆温情况下，在当地地形条件的影响天、小风、逆温情

19、况下，在当地地形条件的影响下，被封盖在城市上空，造成对人体健康极大的下，被封盖在城市上空，造成对人体健康极大的危害，致使上千人死亡。类似这样的事件发生过危害，致使上千人死亡。类似这样的事件发生过多起，最典型的当属多起，最典型的当属19521952年年1212月发生在英国首都月发生在英国首都伦敦的伦敦的SOSO2 2烟雾中毒事件。烟雾中毒事件。 伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件氧化型氧化型( (汽车尾气型汽车尾气型) )污染物主要来自于汽车排气、燃油锅炉以及石油污染物主要来自于汽车排气、燃油锅炉以及石油化工生产。一次污染物主要为化工生产。一次污染物主要为NONOX X和和HCHC、生成的二、生成的二次污

20、染物为次污染物为O O3 3、醛类、酮类、过气乙酸硝酸脂。、醛类、酮类、过气乙酸硝酸脂。发生在光照强烈的热带、亚热带、发生在光照强烈的热带、亚热带、8 89 9月中午或月中午或午后阳光强烈时。最典型的当属午后阳光强烈时。最典型的当属19651965年前后的洛年前后的洛杉矶光化学烟雾。杉矶光化学烟雾。 还原型与氧化型烟雾的比较大气污染类型大气污染类型 按污染物的性质分按污染物的性质分还原型还原型( (煤炭型煤炭型) )氧化型氧化型( (汽车尾气型汽车尾气型) )按燃料性质和大气污染物的组成划分按燃料性质和大气污染物的组成划分煤炭型煤炭型：产生粉尘、二氧化硫、烟气等：产生粉尘、二氧化硫、烟气等石油

21、型石油型：产生氮氧化物、烯烃等碳氢化合物：产生氮氧化物、烯烃等碳氢化合物混合型混合型：有煤和石油的：有煤和石油的特殊型特殊型：磷肥厂氟污染：磷肥厂氟污染 重点内容重点内容1.熟悉大气污染、大气污染物和大气污染源的概念。2.掌握几种典型的大气污染类型。3.了解主要大气污染物的危害。29第三节全球性大气环境问题第三节全球性大气环境问题全球气候变化全球气候变化酸雨酸雨臭氧层破坏臭氧层破坏一、全球气候变化一、全球气候变化30温室效应31无温室效应-全球平均温度-18oC温室效应-全球平均温度15oC温室效应温室效应 (Greenhouse Effect)32大气中的大气中的COCO2 2、CHCH4

22、4等气体对太阳发出的短波吸收很弱，等气体对太阳发出的短波吸收很弱， 而对地面长波辐射吸收很强，从而使散失到大气层而对地面长波辐射吸收很强，从而使散失到大气层以外的热量相对减少，地球表面的温度得以维持，以外的热量相对减少，地球表面的温度得以维持，大气这种对地表热辐射遮挡保温的属性类似温室中大气这种对地表热辐射遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的作用，故被称为玻璃具有的作用，故被称为温室效应温室效应。温室效应温室效应的定义的定义 (Greenhouse Effect)33温室气体：温室气体： COCO2 2、CHCH4 4、二氯乙烷、臭氧、氯氟烃、二氯乙烷、臭氧、氯氟烃(CFC-11(CFC-11、

23、CFC-12)CFC-12)、四氯化碳、氧化亚氮等，其中尤以、四氯化碳、氧化亚氮等，其中尤以COCO2 2的温室的温室作用最明显。作用最明显。全球气候变暖全球气候变暖原因原因:温室效应的加剧温室效应的加剧34受人类活动影响的主要温室气体变化情况受人类活动影响的主要温室气体变化情况注：注：ppmv表示某成分体积单位为表示某成分体积单位为10-6；ppbv表示表示10-9；pptv表示表示10-12。相对于1750年长寿命温室气体的大气辐射强迫和NOAA年度温室 气 体 指 数(AGGI)的2014年度更新。注：引自注：引自WMO 2015年温室气体公报年温室气体公报35注：引自注：引自WMO 2

24、015年温室气体公报年温室气体公报WMO/GAW全球温室气体监测网络的主要温室气体全球年平均丰度(2014年)和趋势。单位是干空气摩尔分数，不确定度为68的置信区间。36气候变暖的主要原因气候变暖的主要原因自然因素自然因素包括太阳活动、地球轨道参数的改变、包括太阳活动、地球轨道参数的改变、地外物体的撞击等。其中，对太阳黑子地外物体的撞击等。其中，对太阳黑子活动影响的研究较多。最近活动影响的研究较多。最近100100年以来的年以来的太阳黑子相对数也呈现一个增强的趋势，太阳黑子相对数也呈现一个增强的趋势，与大气中二氧化碳的浓度值和全球变暖与大气中二氧化碳的浓度值和全球变暖的趋势基本吻合。的趋势基本

25、吻合。人为因素人为因素包括两方面内容：一方面，工业生产，燃包括两方面内容：一方面，工业生产，燃料燃烧排放大量的温室气体，引起温室效料燃烧排放大量的温室气体，引起温室效应增强；另一方面，热带森林和温带植被应增强；另一方面，热带森林和温带植被的破坏间接改变了大气中温室气体的浓度，的破坏间接改变了大气中温室气体的浓度，也可使气候变暖。也可使气候变暖。2011年世界各国二氧化碳排放量年世界各国二氧化碳排放量备注：颜色越深，排放量越高。下面的曲线表示历年全球排放总量备注：颜色越深，排放量越高。下面的曲线表示历年全球排放总量。381.海平面上升海平面上升: 低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，低地被淹，海岸被

26、冲蚀，排洪不畅， 土地盐渍化，海水倒灌、土地盐渍化，海水倒灌、等。等。全球变暖可能产生的影响全球变暖可能产生的影响未来海平面变化的预测未来海平面变化的预测 预测者预测者 预测年份预测年份 上升量上升量cm世界气象组织（世界气象组织（WMO） 2025 20-140 日本环境厅日本环境厅 2030 26-165 欧洲共同体欧洲共同体21世纪世纪 20-165 联合国环境规划署（联合国环境规划署（UNEP） 21世纪末世纪末 65394041全球气候变暖的悲剧性象征全球气候变暖的悲剧性象征2.2.影响农业和自然生态系统影响农业和自然生态系统3.3.加剧洪涝、干旱及其他气加剧洪涝、干旱及其他气象灾害

27、象灾害4.4.影响人类健康影响人类健康42减缓全球变暖的对策减缓全球变暖的对策2.2.控制控制COCO2 2向大气排放向大气排放3.3.从大气中消除过量的从大气中消除过量的COCO2 24.研究、制定适应气候变研究、制定适应气候变化的措施与规划化的措施与规划控制化石燃料的消费；采用排放量少控制化石燃料的消费；采用排放量少的能源；的能源； COCO2 2的固化；保护热带雨林等的固化；保护热带雨林等保护热带雨林；植树造林；通保护热带雨林；植树造林；通过海洋生物吸收固化过海洋生物吸收固化沿海城市规划；作物品种、耕种沿海城市规划；作物品种、耕种体制、适耕地区的规划等体制、适耕地区的规划等1.加强国际合

28、作，缔结国加强国际合作，缔结国际公约际公约气候变化框架公约气候变化框架公约43平流层的温度曲线平流层的温度曲线二二.臭氧层破坏臭氧层破坏（一）臭氧层主要特征（一）臭氧层主要特征n离地面离地面15-35km的平的平流层中流层中n臭氧非常稀少：臭氧非常稀少：1千千万个大气分子中只有三个万个大气分子中只有三个臭氧分子。臭氧分子。44| 臭氧的浓度单位柱浓度法：在0下，如果沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压，那么臭氧层的总厚度只有3mm左右。这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法，采用多布森单位（Dobsonunit，简称DU）来表示，正常

29、大气中臭氧的柱浓度约为300 DU .。臭氧洞：臭氧洞：理论上指臭氧的柱浓度小于理论上指臭氧的柱浓度小于200D.U.200D.U.，即，即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少3030的区域。的区域。（二）臭氧层破坏（二）臭氧层破坏4519551995每年十月份南极臭氧浓度（单位：每年十月份南极臭氧浓度（单位：DU）。数据点包括）。数据点包括了基于地面和卫星的观测。在这一时期内总臭氧总浓度下降了了基于地面和卫星的观测。在这一时期内总臭氧总浓度下降了50。（资料来源：（资料来源：NASA, 2000）462000年与2002年臭氧空洞比较。2830万平方公里万平方公里47大多

30、数科学家认为，臭氧层的破坏是包含大气化学、大多数科学家认为，臭氧层的破坏是包含大气化学、气象学变化的非均相的复杂过程。但是导致大气中气象学变化的非均相的复杂过程。但是导致大气中臭氧减少和耗竭的物质，主要是臭氧减少和耗竭的物质，主要是NONOX X、氯氟烃化合、氯氟烃化合物物(CFCs)(CFCs)，和哈龙（，和哈龙（HalonsHalons）。）。三、臭氧层破坏的原因三、臭氧层破坏的原因1987年制定的蒙特利尔议定书，中国自2010年1月1日起，除特殊用途外，全面禁止生产和使用哈龙。48（四）臭氧层破坏的危害（四）臭氧层破坏的危害1、对人体健康的影响：破坏、对人体健康的影响：破坏DNA，皮肤病

31、，白内障等，皮肤病，白内障等2、对陆生植物的影响：产量和质量下降，间接影响、对陆生植物的影响：产量和质量下降，间接影响3、对材料的影响：加速老化、对材料的影响：加速老化4、对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体、对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体（五）臭氧层破坏的控制策略（五）臭氧层破坏的控制策略开发消耗臭氧层物质的替代技术开发消耗臭氧层物质的替代技术无氟氯昂制冷设备无氟氯昂制冷设备制定淘汰消耗臭氧层物质的措施制定淘汰消耗臭氧层物质的措施环境管理手段环境管理手段 经济手段经济手段国际行动国际行动1985年，年， 25个国家个国家 维也纳公约维也纳公约1987年，年， 46个国家个国

32、家 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔公约公约491、酸雨、酸雨酸沉降指大气中的酸性物质酸沉降指大气中的酸性物质（主要是（主要是H2SO4、HNO3及其前体物及其前体物SOX、NOX等）等）通过降水通过降水（包括雨、雪、（包括雨、雪、雹、露等形式）雹、露等形式）或在气流、重力等作用下迁移到地表或在气流、重力等作用下迁移到地表造成污染的现象。造成污染的现象。前者称为湿沉降，后者称为干沉降。前者称为湿沉降，后者称为干沉降。50三、酸沉降与酸雨三、酸沉降与酸雨51湿沉降习称湿沉降习称酸雨酸雨是指是指pH90%HCl有机酸有机酸酸雨的主要成分酸雨的主要成分53人为致人为致酸酸物质

33、物质人为致碱物质人为致碱物质SO42- 石化工业、火电厂、能源燃烧Na+、Cl-、Mg2+ 海洋的海水飞沫NO3-工厂高温燃烧过程、交通工具排放Ca2+、K+ 尘土NH4+氮肥挥发氮肥挥发一般酸一般酸雨雨化学组成中，较重要的物种包括化学组成中，较重要的物种包括 H+、Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+、及及 Mg2+ 等九种。其来源包括等九种。其来源包括: 影响酸雨形成的因素影响酸雨形成的因素酸性污染物的排放酸性污染物的排放大气中的大气中的NH3：抑制酸雨的形成抑制酸雨的形成与与H2SO4气溶胶形成中性的气溶胶形成中性的NH4HSO4，降低了雨水的酸度。降低了雨水的

34、酸度。颗粒物的酸度及其缓冲能力颗粒物的酸度及其缓冲能力金属：催化SO2氧化；酸性物：贡献酸雨；碱性物：中和酸起缓冲作用地理和气象因素地理和气象因素54 大气中的大气中的NH3的来源的来源 有机物的分解：有机物的分解：氨基酸分解氨基酸分解含氮肥料的挥发；含氮肥料的挥发；土壤中土壤中NH3的挥发：的挥发：随土壤随土壤pH值的上升而增大值的上升而增大北方土壤北方土壤pH值在值在7- 8之间，南方土壤之间，南方土壤pH值值5-6。55 我国酸雨的化学特征：我国酸雨的化学特征：属硫酸型酸雨属硫酸型酸雨pHpH低、离子浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高于低、离子浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高于欧美

35、，而硝酸根浓度则低于欧美。欧美，而硝酸根浓度则低于欧美。酸雨中酸雨中H H2 2SOSO4 4和和HNOHNO3 3的比值高的比值高发达国家与地区一般为发达国家与地区一般为3 3：2 2或或2 2：1 1我国为我国为1010：1 1。563、酸雨的形成过程与机制、酸雨的形成过程与机制57雨水冲刷污染物之过程可分两个阶段：雨水冲刷污染物之过程可分两个阶段：u首先，污染物在雨滴形成之初期即被吸收，降雨时直接与首先，污染物在雨滴形成之初期即被吸收，降雨时直接与雨水一起降下，这种形成方式称为雨水一起降下，这种形成方式称为雨除作用雨除作用（RainoutRainout）；）；u然后，跟随的是然后，跟随的

36、是雨冲作用雨冲作用（WashoutWashout），雨滴在降落过程），雨滴在降落过程中中与下层的酸气接触及摩擦，而令酸性气体溶在雨中，下与下层的酸气接触及摩擦，而令酸性气体溶在雨中，下降至地面。降至地面。58酸雨的形成是一个复杂的问题，包括物理，化学和物酸雨的形成是一个复杂的问题，包括物理，化学和物理化学过程。理化学过程。一般认为，酸雨是由一般认为，酸雨是由SOSO2 2、NOxNOx和氯化物等大气污染物，和氯化物等大气污染物，在一定条件下通过化学反应而生成在一定条件下通过化学反应而生成H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3和和HClHCl并随雨、雪等降落到地面。并随雨、雪等降落到地面

37、。59604、酸雨的分布中国酸雨现状6162中国酸雨现状从从2020世纪世纪8080年代以来，中国的酸雨污染呈加速发展趋年代以来，中国的酸雨污染呈加速发展趋势。势。在在8080年代，以重庆、贵阳和柳州为代表的高硫煤使用地年代，以重庆、贵阳和柳州为代表的高硫煤使用地区及部分长江以南地区。区及部分长江以南地区。到到9090年代中期，酸雨发展到青藏高原以东及四川盆地的年代中期，酸雨发展到青藏高原以东及四川盆地的广大地区。广大地区。广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区已成为与欧洲、广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区已成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨地区之一。北美并列的世界三大酸雨地区之一。63思考

38、？我国酸雨污染区主要分布在南方的原因？污染源和污染物条件高硫煤使用区：含硫量高硫煤使用区：含硫量35地理和气象条件湿度大、温度高、太阳辐射强，有利于大气中酸性前体物转化湿度大、温度高、太阳辐射强，有利于大气中酸性前体物转化西南地区西南地区：地形闭塞，大气稳定度大，微静风频率高，易形成较厚的逆温层，不利于污染物稀释、扩散；大气中的NH3土壤土壤PH值较低，造成大气具有较低的值较低，造成大气具有较低的PH值值颗粒物特征植被覆盖率高，颗粒物多来自燃煤排放，碱性阳离子浓度低植被覆盖率高，颗粒物多来自燃煤排放，碱性阳离子浓度低其它北方排放的大量含硫化合物被大气远距离输送到南方北方排放的大量含硫化合物被大

39、气远距离输送到南方。645、酸雨的危害、酸雨的危害65在pH5.06.5之间时，鱼卵不容易孵化，鱼苗数量减少当湖水pH值低过5.0时，大多数鱼类死亡。虾比鱼更早灭绝。酸湖形成，鱼虾难存酸湖形成，鱼虾难存（1 1）对水生生态系统的危害）对水生生态系统的危害水生生物种群将减少。水生生物种群将减少。66在欧洲和北美洲，酸雨所引起的在欧洲和北美洲，酸雨所引起的湖泊酸化情形十分严重。瑞典湖湖泊酸化情形十分严重。瑞典湖泊共有八万五千个，其中有约两泊共有八万五千个，其中有约两万个已受到酸雨的影响。挪威有万个已受到酸雨的影响。挪威有二百六十五个湖泊已经没有鱼虾；二百六十五个湖泊已经没有鱼虾；而加拿大已有四百个

40、死湖，而加拿大已有四百个死湖，以前有鲑鱼的河川，现在都看不以前有鲑鱼的河川，现在都看不到鲑到鲑鱼鱼的踪影了。的踪影了。67（2 2）对陆生生态系统的危害）对陆生生态系统的危害直接危害农作物与森林；生物种类减少；土壤直接危害农作物与森林；生物种类减少；土壤酸化，营养流失。酸化，营养流失。68 酸雨可造成叶面损伤和酸雨可造成叶面损伤和坏死。坏死。造成森林消失。造成森林消失。中国中国的四川盆地受酸雨危害的森的四川盆地受酸雨危害的森林面积占林地总面积的三分林面积占林地总面积的三分之一。马尾松和华山松对酸之一。马尾松和华山松对酸雨十分敏感，由于发育不良，雨十分敏感，由于发育不良，虫害频生，酸雨亦使竹林消

41、虫害频生，酸雨亦使竹林消失，竹叶受损。难怪大熊猫失，竹叶受损。难怪大熊猫也将濒临灭绝。也将濒临灭绝。69酸雨使建筑材料如混凝土、砂浆和灰砂砖等的水泥溶解，腐蚀建筑物、公共设施、古迹和金属物质，造成人类经济、财物及文化遗产的损失。（3 3）对建筑材料和古迹的危害）对建筑材料和古迹的危害7071眼角膜和呼吸道粘膜对酸类十分敏感，受酸雨刺激，导致红眼病和支气管炎，也使皮肤疼痛，甚至令人脱发。农田土壤酸化，使土壤矿化物中的有害重金属，如汞及铅等再溶出，由食物链的传送，在人体内累积。（4 4）酸雨对人体键康的危害）酸雨对人体键康的危害香港酸雾酸雨如番茄汁港人眼睛如被镪水腐蚀 72736.减少酸雨的对策减

42、少酸雨的对策1979年联合国欧洲经济委员会签定了长距离越境大气污染条约。此后，在1985年国际间又缔结了赫尔辛基条约，有18国同意在1993年前硫化物排出量必须较1980年减少30%。1988年的索非亚协定，有12国宣布1989年起10年间，各国应削减氮氧化物30%。而美国与加拿大也在1980年缔结越境大气污染同意书。（1 1）国际性防制计划）国际性防制计划74l使用清洁能源使用清洁能源l使用固硫型煤使用固硫型煤l使用锅炉固硫和脱硫使用锅炉固硫和脱硫l发展内燃机代用燃料发展内燃机代用燃料l在汽车安装催化净化器在汽车安装催化净化器l培植耐酸雨的农作物和树种等培植耐酸雨的农作物和树种等. . （2

43、 2）减少酸性物质向大气的排放）减少酸性物质向大气的排放重点内容重点内容1.掌握全球性大气环境问题类型2.熟悉全球性大气环境问题的主要危害。第第4 4节节 影响大气污染的地理及其他因素影响大气污染的地理及其他因素一一. .逆温逆温 逆温逆温 (temperature inversion) 在大气对流层内，气温随高度增加而增加，其温在大气对流层内，气温随高度增加而增加，其温度垂直分布与标准大气的相反。这种现象称为温度垂直分布与标准大气的相反。这种现象称为温度逆增，度逆增，简称逆温简称逆温。出现逆温的气层叫。出现逆温的气层叫逆温层逆温层 。 逆温层的出现将阻止气团的上升运动，使逆温层逆温层的出现将

44、阻止气团的上升运动，使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层，只能在其下空扩以下的污染物不能穿过逆温层，只能在其下空扩散，因此可能造成高浓度污染。散，因此可能造成高浓度污染。 逆温的成因逆温的成因（1 1）辐射逆温）辐射逆温在冬季无风、少云的夜晚，地面无热量吸收，但同时在冬季无风、少云的夜晚，地面无热量吸收，但同时不断通过辐射失去热量而冷却，导致下层空气降温较不断通过辐射失去热量而冷却，导致下层空气降温较快，而上层空气降温较慢，形成逆温。快，而上层空气降温较慢，形成逆温。（2 2）地形逆温）地形逆温在盆地和山谷地形的夜晚，山在盆地和山谷地形的夜晚，山坡表面散热量大，冷却快。寒坡表面散热量大，冷却快。

45、寒冷的空气沿山坡下沉聚集在山冷的空气沿山坡下沉聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，谷谷中，形成滞止的冷气团，谷底的暖气团上移底的暖气团上移 。山谷中就。山谷中就形成了上温下冷的逆温层。形成了上温下冷的逆温层。 (3)(3)下沉逆温：下沉逆温：在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流，由于气流在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流，由于气流下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于副热带反气旋区。它的特点是范围大，不接地而出现在某一高度上。这于副热带反气旋区。它的特点是范围大，不接地而出现在某一高度上。这种逆温

46、因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散，如果延续时间较长，种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散，如果延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响。对污染物的扩散会造成很不利的影响。 (4)(4)平流逆温：平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较少，降温较的影响而迅速降温，上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地慢，从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地区。区。 (3)(3)地形逆温：地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和它主要由地形

47、造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。从而出现气温的倒置现象。 二二. .影响大气污染的其他因子影响大气污染的其他因子（一）污染物的性质和成分（一）污染物的性质和成分排入大气的污染物通常是由各种气体和固体颗粒排入大气的污染物通常是由各种气体和固体颗粒物组成，它们的性质是由它们的化学成分决定的。物组成，它们的性质是由它们的化学成分决定的。不同的化学成分在大气中造成的化学反应和清除不同的化学成分在大气中造成的化学反应和清除过程不

48、同。粒径大小不同的固体颗粒在大气中的过程不同。粒径大小不同的固体颗粒在大气中的沉降速度及清除过程是不同的，因而对浓度分布沉降速度及清除过程是不同的，因而对浓度分布的影响也不同。的影响也不同。 地面轴浓度地面轴浓度距离距离地面源地面源地面轴浓度地面轴浓度距离距离高架源高架源（二）污染源的排放强度和高度（二）污染源的排放强度和高度 （三）下垫面的影响（三）下垫面的影响 1 1、山谷风和地形风、山谷风和地形风山谷风山谷风逆温层暖空气冷空气山区地形山区地形山风山风谷风谷风地形风地形风山脉：过山气流（背风坡、背风涡、下洗）山脉：过山气流（背风坡、背风涡、下洗）2.2.海陆风海陆风陆地海洋盛行风海风海陆界

49、面海陆界面海风和陆风；海风和陆风；晚上晚上白天白天陆风陆风陆风陆风海风海风城市热岛效应城市热岛效应3.3.城市热岛效应城市热岛效应 城市热岛环流：由城乡温度差引起的局地风。城市热岛环流：由城乡温度差引起的局地风。 城市热岛效应城市热岛效应是指城市平均气温比周围乡村高的现是指城市平均气温比周围乡村高的现象，造成的原因有：城市能耗高、城市覆盖物热容象，造成的原因有：城市能耗高、城市覆盖物热容量大、城市上空笼罩一层烟雾和二氧化碳等。量大、城市上空笼罩一层烟雾和二氧化碳等。 1 1、空气中的污染物的积累取决于三个条件：、空气中的污染物的积累取决于三个条件：风速、风速、逆温层和地形；逆温层和地形； 2

50、2、厂址选择、新建城市选址应当考虑、厂址选择、新建城市选址应当考虑风向、风速、风向、风速、温度层结和地形的影响温度层结和地形的影响，应当选择在，应当选择在山谷外面、远山谷外面、远离海岸线的地方离海岸线的地方。小结小结: :大气污染综合防治与管理大气污染综合防治与管理93一一.主要大气污染物控制技术主要大气污染物控制技术94大大气气污污染染物物控控制制技技术术烟尘控制技术烟尘控制技术 改变燃料的构成改变燃料的构成 采用控制设备采用控制设备 机械式除尘装置机械式除尘装置袋式除尘装置袋式除尘装置湿式除尘装置湿式除尘装置电除尘装置电除尘装置 二氧化硫净化技术二氧化硫净化技术 燃料脱硫燃料脱硫 燃烧脱硫

51、燃烧脱硫 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫 低浓度低浓度SOSO2 2的吸附净化的吸附净化 汽车尾气的催化净化汽车尾气的催化净化 三效催化剂三效催化剂 机械式除尘装置9596湿式除尘装置9798二二.大气污染综合防治大气污染综合防治99无论是大气污染源、污染物、污染类型无论是大气污染源、污染物、污染类型 还是大气污染的危害，都具有多样性。还是大气污染的危害，都具有多样性。多种手段多种手段 清洁能源清洁能源绿色交通绿色交通末端治理末端治理环境自净环境自净二、大气污染综合防治二、大气污染综合防治100即从区域环境整即从区域环境整体出发，综合运体出发，综合运用各种防治大气用各种防治大气污染的技术措施污染

52、的技术措施和对策，充分考和对策，充分考虑区域的环境特虑区域的环境特征，对影响大气征，对影响大气质量的多种因素质量的多种因素进行综合系统分进行综合系统分析，提出最优化析，提出最优化对策和控制技术对策和控制技术方案，以期达到方案，以期达到区域大气环境质区域大气环境质量控制目标。量控制目标。 定义措施全面规划、合理布局全面规划、合理布局选择有利污染物扩散的排放方式选择有利污染物扩散的排放方式 区域集中供暖、供热区域集中供暖、供热 改变燃料构成改变燃料构成绿化造林绿化造林 大气污染控制技术大气污染控制技术101集中供暖、供热的好处集中供暖、供热的好处消除烟尘的有消除烟尘的有效措施效措施提高锅炉设备的效率，降低燃料消耗提高锅炉设备的效率，降低燃料消耗 利用利用“废热废热”，提高热效利用率，提高热效利用率 有利于采用高