公选课《大气灾害与污染防治》简介及教学进程

1、公选课大气灾害与污染防治简介及教学进程主讲：王枫一、课程编号、类别与授课学时课程编号：601020991 类别：自然科学类 授课学时：16学时二、课程教学内容自然界中局部的质能变化（如火山爆发）和人类活动向大气中排放各种物质、改变大气组成，从而使大气质量恶化。其原有生态平衡破坏，这就是大气污染。大气污染威胁着人类生命，危害人类社会的工农业生产。大气灾害与污染防治课程注重科普性与前沿性相结合，贴近生活，以专题的形式介绍并讨论地球大气的演变与发展，以及几种典型的大气灾害（酸雨、沙尘暴、温室效应增强、臭氧层空洞）与大气污染的现状及防治对策，以及简要介绍气溶胶科学的诞生与发展。主要内容摘录如下：一、大

2、气污染的定义大气中污染物质的浓度达到有害程度，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因：自然因素：火山爆发，森林火灾等。人为因素：工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。 二、大气污染物的分类大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。颗粒物： 指大气中液体、固体状物质，又称尘。碳的氧化物： 主要包括二氧化碳和一氧化碳。硫氧化物： 是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫等。氮氧化物： 是氮的氧化物的总称，包括一氧化氮，二氧化氮等。碳氢化合物： 是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷等。其它有

3、害物质： 如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。 三、大气污染的危害大气污染对气候的影响很大,大气污染排放的污染物对局部地区和全球气候都会产生一定影响，尤其对全球气候的影响，从长远的观点看，这种影响将很严重。1、温室效应大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。      二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03%，许多其它痕量气体也会产生温室效应，如臭氧、甲烷、氟氯烃等。设在华盛顿的地球政策研究所说，由于温室效应造成海平面上升，大洋洲岛国图瓦卢的居民从2002年

4、起将被迫举国搬迁。 这个环保机构的所长布朗在一项声明中指出：“图瓦卢的领导人承认由于抵挡不了日渐上升的海水，他们将迫不得已舍弃家园。” 2、臭氧层的破坏臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分紫外线。然而近二十年的科学研究和大气观测发现：每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄，事实上在极地大气中存在一个臭氧“洞”。臭氧层臭氧量的减少，除太阳活动等自然原因外，人们使用冰箱、空调时释放出的氟氯烃化合物，通过光化学反应大量消耗臭氧也是极其重要的原因。这种臭氧损耗现象是一种反常现象，这是否表明这一紫外线吸收层正处于全球性灾难呢？通过不断的科学研究，人们发现人类社会活动释放的物质严重的破坏了臭氧

5、层，当然这种现象还受到这一地区独特的气象状态（极涡、寒冷的平流层温度、极地平流层云）的影响发现过程 英国南极测量局的大气科学家在南极进行了一项研究计划， 这一研究计划分别在地面和空中进行。球载仪器一般是检测该仪器所行进的大气的构成及其化学性质。陆基探测仪和星载探测仪则执行遥测任务。这些研究活动采取了国际合作方式。例如，1987年代表19个组织和四个国家的大约150名科学家和辅助人员聚会于智利的蓬塔阿雷纳斯,进行了一项规模空前的研究，即机载南极臭氧实验。这项实验表明1987年臭氧洞大小达到历史最大。这一发现震惊了科学界。形成机理 南极“臭氧洞”的成因目前尚无定论，其中最为令人信服的当是污染物质学

6、说。此外还有：美国宇航局汉普顿芝利中心Callis等人提出南极臭氧层的破坏与强烈的太阳活动有关；麻省理工学院的Tung等人认为是南极存在独特的大气环境造成冬末春初臭氧耗竭，指出大量氯氟烃化合物的使用，以及南极初春没有足够阳光产生大量氧原子，并因此提出了不需要氧原子的循环机理。    通过分析我们似乎可以得出以下的主要观点：（1）南极"臭氧洞"是在南极春季特殊的温度和环流状况下由极地平流层云参与和非均相化学反应而引发产生的特殊现象。（2）极地旋涡等其它因素对气体成分输送的影响不是南极"臭氧洞"形成的决定因素，而只能影响臭氧洞的

7、强度。（3）太阳周期变化通过光化学反应对南极"臭氧洞"强弱的影响可以忽略。主要影响 由于人类对自然的严重破坏，在世界范围内掀起了保护大气环境的浪潮。许多国家围绕大气污染物的来源与归宿，大气化学过程中反应机理及效应进行了大量研究工作，促进了人类对一系列环境问题的认识，“臭氧洞”的研究促使人类更加小心地使用我们的地球资源，并清醒地认识我们所处的世界。同时臭氧洞也有一种积极的作用，除了说服国际社会相互合作以减少对环境的威胁之外，“臭氧洞”一直激励着研究人员在新的深度和高度上研究大气化学和大气动力学。3、酸雨有人认为酸雨是一场无声无息的危机,而且是有史以来冲击我们最严重的环境威胁，

8、是一个看不见的敌人。这并非危言耸听。随着工业化和能源消费增多，酸性排放物也日益增多，它们进入空气中，经过一系列作用就形成了酸雨。人们对酸性排放物已经有了控制，但仍然还有酸雨现象。大气尘埃可能是造成酸雨问题的另一原因。什么是酸雨？ 硫的氧化物以及所形成的硫酸和硫酸盐。随雨雪降到地面，这就是所谓的“酸雨”。 正常的雨水pH = 5.6 。pH < 5.6 的降水都称为酸雨。酸雨的分布四、大气层的保护许多环境问题是跨国界的，甚至是全球性的，如温室效应和臭氧层破坏等大气污染，需要世界各国的共同努力才能逐步解决。人们在70年代早期开始认识到氟氯烃可能对环境有害，并且开始寻找代替品。到了80年代中期

9、,臭氧层破坏的证据已经日益清楚，采取共同行动的呼声也日益高涨。到了1987年，许多国家的代表汇集在加拿大第二大城市蒙特利尔，签署了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书。这个协定书是对付世界环境公害的一个开创性的国际协定，目的是控制氟氯烃和其它破坏臭氧层的物质的消费量，保护地球的“外衣”，也保护人类自己。经过修正后的蒙特利尔协定书是一个有约束力的国际协定。按照规定，工业国的氟氯烃和其他受限制物质的排放量必须立即减少，在2000年以前逐步完全停止使用这类物品。发展中国家在1996年以前可以继续有限度的增加这些物质的消费，然后就应当逐步减少，到2010年时必须完全停止使用这些有害物质。除了时间上的优惠

10、以外，这一协定书还包含了两个对发展中国家有利的条款：一个是建立一项临时多边基金，帮助发展中国家采取代替氟氯烃的技术；另一个是技术转让条款，要求签字国把最好的技术按照“公平和最有利的条件”转让出去。通过本课程的学习，要求学生了解大气科学的基本内容和发展背景以及当今大气污染现状及原因，初步了解气溶胶的相关理论和气溶胶检测的相关手段，为初步了解气溶胶科学大气科学的相关理论做出铺垫。三、课程修读要求1.先修课程 无2.适合专业、年级 对专业和课程无专门要求四、教学进程课次日期周次星期大节主讲内容1大气科学概述2大气灾害与大气污染3酸雨与大气环境酸化4大气臭氧层空洞5温室气体与气候变化6沙尘暴影响及危害7大气气溶胶8人类与气候（含课程总结）说明：每次课2学时五、参考资料（至少