物理高新技术环境科学下的物理学热污染市公开课获奖课件

1、 热污染第1页第1页一、 热环境定义：就是指供应生物种群赖以生存繁衍空间温度环境。第2页第2页1.1环境热源基础热源太阳能辅助能源地热能其它辅助能源化石燃料（煤、石油、天然气等）、风能、水能、海洋温差能、自然冷能、波浪能、生物质能、潮汐能等。第3页第3页1.2热环境对人体影响生物体有自己特定体温和体温调整系统，另外人类对热环境有较大范围适应性。低温环境对人体影响造成人体环境散热加剧，容易引起伤风感冒或其它疾病，减少人体抵抗力；高温环境对人体影响引起人体过多热量在人体内积累，同时造成人体大量出汗而脱水，会造成积热中暑；另外还容易引起事故和减少劳动效率。16-25是人们感觉最舒适温度范围。第4页第

2、4页1.3高温环境依据环境温度及人体热平衡之间关系，普通将35以上生活环境和32以上生产劳动环境作为高温环境。特点自然高温环境比如，夏季高温受纬度、海拔高度和当地气候相关，含有影响范围广特点。人为高温环境对自然高温含有加剧作用，受影响范围相称较小。第5页第5页1.3高温环境高温环境对人体影响及危害破坏人体热平衡状态气温过高会造成人体体温升高影响人体水盐代谢出现食欲减退、消化不良等症状加重心脏承担，增长血液粘稠度减少神经系统兴奋性，继而引起中暑中暑：热射病、日射病、热痉挛、甚至会造成出现忽然情绪失控加重肾脏承担，减少机体免疫力高温还会造成不育症第6页第6页1.3高温环境高温防护局部防护全身性防护

3、环境温度干预与调整积极防护：高温适应性训练第7页第7页1.4人类活动对热环境影响温室效应温室效应概念？温室效应原理？温室气体种类？第8页第8页1.4.1温室效应概念温室效应是指地球大气层一个物理特性，即大气层中温室气体吸取红外线辐射量多于它释放到太空外量，使地球表面温度升高现象。第9页第9页1.4.2温室效应原理第10页第10页1.4.2温室效应原理第11页第11页1.4.3温室气体种类温室气体占大气层不足1%。其总浓度需视乎各源和汇平衡结果。源是指一些化学或物理过程使到温室气体浓 度增长，相反汇是令其减少。人类活动可直接影响各种温室气体源和汇而因此改变了其浓度。大气层中主要温室气体可有二氧化

4、碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)。第12页第12页1.4.4主要温室气体特性气体 源 汇 对气候影响 CO21) 燃料；2) 改变土地使用 （砍伐森林） 1) 被海洋吸取2) 植物光合作用 吸取红外线辐射，影响大气平流层中O3浓度 CH4 1) 生物体燃烧 ；2) 肠道发酵作用；3) 水稻 1) 和OH起化学作用2) 被土壤内微生物吸取 吸取红外线辐射，影响对流层中O3及OH浓度，影响平流层中O3和H2O浓度， 生成CO2 N2O 1) 生物体燃烧；2) 燃料；3) 化肥 1) 被土壤吸取；2) 在大气平流层中被光线 分解与及和O起化

5、学作用 吸取红外线辐射，影响大气平流层中O3浓度 O3光线令O2生成光化作用 与NOx，ClOx及HOx等化合物催化反应。 吸取紫外光及红外线辐射 CO1) 植物排放；2) 人工排放（交通 运送和工业） 1) 被土壤吸取 2) 和OH起化学作用 影响平流层中O3和OH循环，生成CO2 CFCs工业生产 在对流层中不易被分解，但在平流层中会被光线分解和跟O生成化学作用 吸取红外线辐射，影响平流层中O3浓度 SO21) 火山活动 2) 煤及生物体燃烧 1) 干和湿沉降 2) 与OH生成化学作用 形成悬浮粒子而散射太阳辐射 第13页第13页1.4.6温室效应增强后影响 气候转变，全球变暖比如：大气层

6、云量及环流转变。当中一些转变可使地面变暖加剧(正反馈)，一些则可令变暖过 程减慢(负反馈)。 海平面升高 一个是海水受热膨胀令水平面上升。二种是冰川和格陵兰及南极洲上冰块溶解使海洋水份增长。 第14页第14页1.4.7温室效应对人类生活影响 经济影响 海平面上升对沿岸低洼地域及海岛会造成严重经济损害比如：加速沿岸沙滩被海水冲蚀、 地下淡水被上升海水推向更远内陆地方。 农业影响 在CO2高浓度环境下，植物会生长得更快速和高大。改变全球雨量分布与及各大洲表面土壤含水量。 海洋生态影响 沿岸沼泽地域消失必定会令鱼类，尤其是贝壳类数量减少。河口水质变咸可会减少淡水鱼品种数目，相反该地域海洋鱼类品种也也

7、许相对增多。 水循环影响 全球降雨量也许会增长。 区域分布情况复杂第15页第15页1.4.8温室气体浓度转变 第16页第16页1.5热岛效应都市热岛效应就是指由于都市化发展，造成都市中气温高于外围郊区现象。在气象学近地面大气等温线图上，郊外辽阔地域气温改变很小，如同一个安静海面，而城区则是一个明显高温区，如同突出海面岛屿，由于这种岛屿代表着高温都市区域，因此就被形象地称为都市热岛。在夏季，都市局部地域气温，能比郊区高6甚至更高，形成高强度热岛。热岛现象也称为“大气热污染现象”第17页第17页1.5.1都市热岛效应成因都市下垫面热力学属性改变，即都市化造成人工下垫面增长，自然下垫面减少； 人工热

8、源造成热量增长；都市大气污染 。第18页第18页1.5.2都市热岛效应与能源消耗一年四季都也许出现都市热岛效应。对居民生活和消费构成影响主要是夏季高温天气下热岛效应。为了减少室内气温和使室内空气流通，人们使用空调、风扇等电器，而这些都需要消耗大量电力。如当前美国1/6电力消费用 于降温目的，为此每年需付电费400亿美元。 第19页第19页1.5.3都市热岛效应影响影响人们生活，减少人们工作效率加剧大气污染造成局部地域水灾热污染会造成恶性循环，增长人为热源增长，进而加剧都市热岛效应。加剧水资源供应紧张改变城区季节改变，减少霜雪。第20页第20页1.5.4缓和都市热岛效应路径 绿地能够有效缓和都市

9、热岛效应都市绿化覆盖率与热岛强度成反比，绿化覆盖率越高，则热岛强度越低。当覆盖率不小于30%后，热岛效应得到明显削弱；覆盖率不小于50%，绿地对热岛削减作用极其明显。规模不小于3公顷且绿化覆盖率达到60%以上集中绿地，基本上与郊区自然下垫面温度相称，可消除热岛现象，在都市中形成了以绿地为中心低温区域。水面、风等也能缓和都市热岛效应。 第21页第21页1.5.4缓和都市热岛效应路径减少人为热量排放源合理规划都市布局引导新式健康生活习惯改变建筑材料和热学特性革新设计，减少都市建筑密度第22页第22页1.5.4缓和都市热岛效应路径采用高反射能素材、涂料；采用透水性、保水性铺修； 确保“都市风道”；地

10、面洒水 。第23页第23页二、热污染第24页第24页1、热污染概念热污染是指人类生产和生活活动中排放废热，造成环境温度改变并对环境和人类产生影响现象。主线原因是能源未被完全有效合理地利用而被弃置于环境中。我国尚未制定环境热污染控制原则。第25页第25页1.1热污染形式主要包括： 改变大气构成，改变太阳辐射和地球辐射透过率。如大气中颗粒物浓度增长、对流层上部水蒸汽增长、臭氧层破坏都会改变大气构成。 改变地表情况，改变反射率，改变地表和大气之间换热过程。如过度农牧造成沙漠化会改变地表反射率，都市建设形成都市热岛，污染物排放造成冰面反射率减少而吸热溶化等。 直接向环境排热。如炼钢、炼焦向大气放热，电

11、厂向水体放热等。第26页第26页1.2 热污染影响水体热污染直接危害水生生物气候异常生存陆地减少危害人类健康加剧了能源消耗严重可致人类灭亡第27页第27页2、水体热污染及防治水体热污染起源水体热污染影响水体热污染防治第28页第28页水体热污染由于人类活动向自然水体排放温水，使水体温度升高到有害程度，影响到水生生物生长，最后减少水体功效现象就称为水体热污染。 第29页第29页2.1水体热污染起源水体热污染主要由于工业冷却水排放。电力工业，冶金化工石油造纸机械工业等。第30页第30页2.2水体热污染影响水体热污染会影响水质和水生生物和生态，给人类带来间接危害。水各种物理性质受温度影响，比如氧气在水

12、中溶解度会减少。水温升高、水体中物理化学和生物反应速度会加快，由此带来后果是：有毒物质毒性加强，需氧有机物氧化分解速度加快，耗氧量增长，水体缺氧加剧等等。水温升高造成水体生态结构改变，水温越高，蓝藻越占优势，从而越不宜饮用和渔业用。 第31页第31页2.2水体热污染影响减少水中溶解氧含量造成水生生物种群改变加快生化反应速度破坏水产品资源影响人类生产和生活危害人类健康第32页第32页2.3水体热污染防治技术路径改进冷却方式，减少温排水废热水综合利用废热水技术原则化法律路径尽快完善我国水体热污染防治法体系中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国海洋环境保护法第33页第33页3、大气热污染影响及防治当大气升温影响到人类生存环境是