全球十大环境问题课件

环境科学专题讲座1第一讲全球十大环境问题2我们生活的大气环境3我们的水资源和水环境4我们的土地资源和土壤环境5青海湿地6什么是环境问题？广义：包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响；狭义：指环境污染。环境问题≠环境污染7环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱或破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。具体：有害物质对大气、水体、土壤、动植物的污染，并达到致害的程度，生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏，不可再生资源被滥采滥用，以及因固废、噪声、振动、恶臭、放射线等造成对环境的损害。8

造成环境污染的因素化学(80～90%)*物理(热,噪声,噪光,振动,电磁,放射性)生物(病菌,病毒)9环境问题的分类第一环境问题(原生环境问题)

第二环境问题(次生环境问题)

第三环境问题

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第一环境问题(原生环境问题)

由自然灾害引起的环境问题。11第二环境问题(次生环境问题):

由人为因素引起的环境问题。①生态的破坏②环境污染12①生态的破坏

珍惜物种灭绝水土流失草原退化13②环境污染:“三废”(废水,废气,废渣)14

第三环境问题

人口发展，城市化以及经济发展带来的社会结构和社会生活问题.留守儿童城中村农民工下岗等15人为排放的化学污染物导致的污染事件：20世纪30～70年代世界著名8大公害事件20世纪70年代后世界著名公害事件16比利时-马斯河谷事件-1930.12-空气污染出现逆温，工厂排出有害气体在近地层积累，形成浓雾，一周内约60多人死亡20世纪30～70年代世界著名8大公害事件17美国-多诺拉事件-1948.10-空气污染受反气旋逆温控制，SO2及其演化化产物积累不散，损害呼吸系统,4天内死亡约17人，病5900人.18美国洛杉矶-光化学烟雾-1946-1955HC、NOX、CO等汽车排放物在日光下形成以O3为主，并伴有醛类、过氧硝酸酯等污染物刺激眼睛，损害呼吸系统,1955年事件中，65岁以上老人死亡约400人.19英国伦敦-硫酸烟雾-1952尘埃中的Fe2O3等金属化合物催化SO2转化成硫酸烟雾;尘埃浓度4.46mg/cm3，SO2质量分数为1.34×10-6，3天死亡4000人20日本富山县-骨痛病事件-Cd-1955-1972矿山Pb、Zn冶炼厂排出的含镉废水，污染稻米，居民食用，肾损害，疼痛，死亡81人，患者130余人。21日本熊本县-水俣事件-甲基汞-1953-1956化工厂排放出含汞废水，无机汞转化为有机汞(主要是甲基汞)通过食物链转移、放大，动物和人出现语言、动作、视觉等异常，死60余人，病约300人。22四日市哮喘事件-日本-1955～1972年-酸沉降SO2浓度高，降酸尘，导致呼吸系统受损,哮喘病发病率高，患者800余人.23日本北九洲-米糠油事件“火鸡事件”-多氯联苯-1968年生产米糠油过程作为脱臭工艺中的热载体的多氯联苯，混入米糠油中，居民食用发生中毒，死16人，患病5000余人，1968年3月，在九州、四国等地有几十万只鸡突然死亡。24污染物事件名,地点、时间简况二恶英类二恶英污染事件,意大利米兰1976由化工厂爆炸散发PCDDS，家畜大量死亡，自然流产和畸形儿增多，8个月后在法国北部某地检测到越界的PCDDS原油海难事件,南美洲邻近特立尼达海域1979斯波莱士号大型油轮沉没，32.5万屯原油入海，造成大片水域生态灾难钚Pu核事件,英国威尔士，1983温茨凯尔核燃料后处理工厂含Pu废液大量流出，当地小儿白血病患者激增20世纪70年代以后发生的重大公害事件25甲基异氰酸酯MIC毒气泄露事件印度博帕尔市1984从储罐泄露46屯MIC，转化气体，20万人吸入毒气，约3000人死亡核裂变产物核事件前苏联乌克兰1986切尔诺贝利核电站运行中发生火灾和爆炸，放射性污染波及欧洲，约300万人受核辐照，死亡4000于人农药排毒事件瑞士莱茵河1986沿河药品仓库失火，30屯农药等随灭火用水河中。50万尾鱼死亡，4000万人饮水受影响20世纪70年代以后发生的重大公害事件(续)26原油战事中东1991伊拉克军队放火焚烧625口油井，将储油库中大量原油放入海湾，引起天降黑雨，饮水源受污染，呼吸道疾病患者激增甲氟瞵酸异丙酯Sarin投毒事件日本东京1996奥姆真理教教徒在地铁投毒，约5500人患病，12人死亡，上百所学校停课铀U战事南斯拉夫1999北约军事集团连续78d轰炸南联盟国土，弹头中所含23屯贫铀产生严重的放射性污染20世纪70年代以后发生的重大公害事件(续)27切尔诺贝利核电站核泄漏28第一讲全球十大环境问题29全球十大环境问题臭氧层的损耗与破坏全球气候变暖全球气候变暖全球气候变暖30全球十大环境问题酸雨蔓延生物多样性减少31全球十大环境问题森林锐减土地荒漠化32全球十大环境问题水污染大气污染33全球十大环境问题海洋污染危险废弃物越境转移34全球气候变暖臭氧层的损耗与破坏酸雨蔓延35温室效应与全球变暖36自然温室气体效应的理想模式1.什么是温室效应GreenhouseEffects？37温室效应1896年，瑞典科学家诺贝尔化学奖得主，S.阿仑组斯首创地球“温室效应”概念。单向过滤器38温室效应是一种自然现象，维持地球平均温度15℃,若没有温室效应地球平均气温为-18℃,将是冰天雪地。392.全球变暖(GlobalWorming)40（1）主要非人力所能控制的因素太阳黑子活动周期缩短,太阳输出能量增多海水对流减弱,向海底输送热量和CO2的能力降低周期性发生的厄尔尼诺现象和拉尼娜导致全球气候反常,局部地区温高干旱。（2）人力可控因素人为因素导致温室气体排放增多，温室效应加重3.什么导致了全球变暖？41温室气体大气中体积分数/10-9年平均增长率/%CO23440000.4CH416501.0CO3040.25C2H4Cl20.137.0O3不定—CFC-110.235.0CFC-120.45.0CCl40.1251.04.主要的温室气体（GreenhouseGas）42年份温度上升值℃5.不同温室气体对温度升高的分担率其他：CH4,CFCS,N2O,strH2O43温室气体及其贡献率气体平均浓度/10-6(v/v)效应(大气温度/k)工业革命前1987年2050年(预计)1987年2050年(预计)CO22703404400.540.67CH41.01.74.00.210.38N2O0.280.300.350.030.11CO0.100.130.400.010.09SO20.02×10-35×10-30.020.05NH30.06×10-31.45×10-20.060.17C2H40.02×10-45×10-40.010.02CFCS0.01.5×10-41.0×10-30.070.4844不同温室气体对温度升高的分担率大气中温室气体的浓度温室气体的温室作用的强弱

全球变暖潜势(GWP)(GlobalWormingPotential)CO2对温度上升的分担率最大。456.全球变暖带来的影响(1)导致陆地冰川融化、海水膨胀，从而使海平面上升，侵蚀沿海陆地，引起海水倒灌，使沿海和岛国居民的生活受影响。46南极冰盖每年消融570亿吨，使海平面上升。地球水域面积扩大，导致雨季延长，各地洪水频发。47消融的永冻土永冻土加速解冻48全球变暖带来的影响(2)对气候的影响，引起全球降雨量的变化，灾害性天气(干旱、洪水、暴风雪、沙尘)增多，使粮食减产，干旱导致沙漠化加重。

电影“后天”49受长江罕见低水位和江西境内降雨偏少的影响，星子水域呈现出一片干旱的景象：水位下降，洲滩裸露，渔船搁浅湖滩、渔网暴露在外。中国，江西，鄱阳湖。2009年10月9日，肯尼亚瓦基，因干渴而死的长颈鹿躺在公路上。该国最近几年滴雨未降，面临严重的水危机。50新疆天山北麓地区自22日晚开始降下的大雪，至23日累计已超50厘米，这一数据在奎屯市、乌苏市与沙湾县一带更是近60年罕见。512011年8月31日，飓风艾琳经过新泽西州帕特森的几天后，帕塞伊克河的洪水冲上街道，淹没汽车，其中包括一辆雪佛兰SUV。

52冰冻53沙特阿拉伯首都利雅得：全球气候变暖，导致干湿地区差异加剧，在内陆地区，沙尘暴每年正愈发嚣张的肆虐着人类。54全球变暖带来的影响(3)对生物的影响：据2004.1.8《自然》杂志报道，由于全球变暖，在未来50年中，地球陆地上1/4的动物和植物将遭到灭顶之灾，他们预计在2050年地球上将有100万物种灭绝。552011濒危物种红色名录：斯欧岛眼镜猴遗鸥56阿拉伯羚羊黄嘴白鹭57埃及斑蚊致倦库蚊蜱虫舌蝇：舌蝇属的几种双翅吸血非洲蝇，常带有致病锥体虫并传染给人类或家畜(4)对人体健康的影响，增加疾病危险和死亡率，增加传染病。58(1)国际行动（2）国家行动（3）个人行动7.全球变暖的防治59(1)国际行动1988年，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)1994.3联合国环境开发会议“气候变暖框架条约”1997.12联合国,日本东京,通过了“京都协议书”60“京都协议书”：各国在2008～2012年间要将温室氧化物的排放量在1990年的基础上削减5.2%，发达国家中的“三巨头”欧盟、美国、日本应带头削减温室气体的排放量，发达国家要从资金和技术上帮助发展中国家实施减少有害气体的排放的工程。61世界上有害气体排放最多的国家，占全球人口的不足5%，有害气体排量却占全球排放量的25%。但2001.3.28布什总统为维护本国经济利益宣布美国暂不会执行“京都协议书”；既不批准也不退出条约；唯一没有签署《京都议定书》的工业化国家。(2)国家行动-美国62转变能源结构，减少化石燃料的燃烧(2)国家行动-中国63依靠先进技术，工业行业节能减排64国际上存在转移排放，在CO2排放问题上：

不能只讲总量，而不讲人均；不能只讲现状，而不讲历史；不能只讲生产，而不讲消费。外交部长杨洁篪65保护森林，植树造林(3)个人行动66据测定,1公顷阔叶林每天约吸收1吨CO2,释放700公斤O2。67生活中的节能减排，倡导低碳生活686970作业：根据上图，写出在日常生活中，我们能为缓解全球变暖做些什么？（至少10条）71倡导低碳生活！72臭氧层损耗Ozonelayerdestraction731.平流层臭氧大气中的90%以上O3存在于平流层中，在高15～35Km范围内的低平流层，厚约20Km，O3含量很高，称为“O3层”。这并不意味着O3是该层的主要成分，只是相对最高，但仍属于微量气体，最高只达10-5(V/V)。如果把平流层中的O3压缩成平流层的一层，将只有3mm厚。74

2.O3层的作用“地球的保护伞”

光波长(nm)危害O3的作用可见光400～700基本无害不吸收UV-A400～320基本无害不吸收UV-B320～290有一定危害部分被O3层吸收UV-C

290危害最大完全被吸收757677

3、臭氧形成与消除反应

(1)形成

O2+h

(

240nm)2O2O+2O2+M2O3+M

总：3O2+h2O3(2)消除

O3+h(325nm)O2+OO+O3

2O2

总：O+O3

2O2保持动态平衡，O3浓度保持恒定。784.O3层损耗与“空洞”从20世纪50年代开始，在南极设立观测站，对南极O3进行观测；1957～1975年变化很小；1979～1985年有明显减少，1985年发现了南极O3层“空洞”，1986～1987年仍存在；1992～1993年10月最严重，洞的大小和深度达到了最低点，个别区域O3下降了99%;北极也观测到了O3的下降。79南极臭氧层空洞80

臭氧层被损耗的规律性现象：(1)臭氧层上部的损耗比下部严重；(2)地球中、高纬度区域上空的损耗比其它地区严重，两极地为甚；(3)与南极相比，北极上空臭氧的损耗程度要小得多。81白内障皮肤癌免疫下降5、平流层臭氧损耗的危害826、损耗O3物质（ODS）

(OzoneDepletingSubstance)

氯氟烷烃(CFxCl4-x,又称CFCs氟利昂):“地球杀手”，广泛用于冰箱和空调制冷、泡沫塑料发泡、电子器件清洗。溴氟烷烃(CFxBr4-x,又称Halons哈龙):用于特殊场合灭火的化学物质。损耗臭氧潜势，臭氧层破坏系数ODP(OzoneDepletingPotential)83氯氟烷烃(CFCS)(氟利昂)

命名CFC-abc

a：C原子数-1b：H原子数+1c：F原子数不饱和的用Cl补CFC-11

CCl3FCFC-12

CCl2F2

CFC-113C2Cl3F3CnH2n+284溴氟烷烃(哈龙类物质)(Halon)

命名Halon—abcd

a：C原子数b：F原子数

c：Cl原子数d：Br原子数

Halon-1211(CF2ClBr)Halon-1301(CF3Br)857、平流层臭氧损耗的防治人们已经认识到氟利昂等人造物质对O3层造成破坏，所以，国际组织通力合作来降低这些破坏性化合物的使用量，24个国家于1987年签订了限制使用氟利昂等化学品的条约。荷兰、墨西哥和美国三位科学家研究的结果，确认了人造物质对O3的破坏，因而获得了1995年的诺贝尔化学奖。86（1）国际行动1985年“保护O3层的维也纳公约”1987年9月16日“关于消耗O3层物质的蒙特利尔议定书”1989年“保护O3赫尔辛基宣言”1992年“中国消耗O3层物质逐步淘汰国家方案”9月16日被定为“国际保护臭氧层日”879月16日—“国际保护臭氧层日”88蒙特利尔议定书在CFCS控制方面的积极作用89中国：2006年发布《关于禁止生产、销售、进出口以氯氟烃（CFCS）物质为制冷剂、发泡剂的家用电器产品的公告》，要求，自2007年１月１日起，任何企业不得生产以CFCS为制冷剂、发泡剂的家用电器产品；不得在家用电器的生产过程中使用CFCs作为清洗剂。自2007年5月1日起，任何企业不得销售和进出口以CFCS为制冷剂、发泡剂的家用电器产品。按照《蒙特利尔议定书》的规定，2010年1月1日起全面禁用CFCS类物质。特别是新生产的家电产品中将全面禁止使用CFCS

。90（2）研究开发CFCS替代物已被用做CFCS替代物主要有：氢氯氟烃类HCFCS：部分Cl被H取代，仍含Cl，会造成O3损害；氢氟烃类HFCS：不含Cl，被认为是极有潜力的替代品，但会造成温室效应；碳氢化合物替代品91使用氟利昂的白色家电产品主要：空调，冰箱、冷柜等。92冰箱：禁氟的重点：R11(主要用作冰箱保温材料用发泡剂)R12(主要用作制冷剂)。制冷剂替代品：2大类氢氟烃类制冷剂(R134a为代表)(美国、日本)碳氢化合物制冷剂(R600a为代表)(欧洲)。臭氧层破坏系数(ODP)均为零。最佳替代选择：碳氢化合物制冷剂(R600a为代表)→R12，环戊烷(Cpentane)→R11。93空调：传统的含氟制冷剂R22现在最为流行的无氟空调制冷剂R410A，无F制冷剂，其制冷量及压力明显增高，所以不能直接使用于原制冷系统，需重新设计系统。原制冷剂每公斤只需要20元左右，新制冷剂的价格要贵2至3倍以上。无氟空调在日本家用空调市场的占有率为95%，而欧盟已经全面禁止采用以R22作为制冷剂的有氟空调。94使用氟利昂的药用气雾剂：目前国内使用氟利昂的药用气雾剂有69种，其中化学药品种40个，中药品种29个；涉及182个批准文号，59个生产企业；直接喷至皮肤的外用气雾剂和喷至腔道黏膜的非吸入式气雾剂有44个品种，吸入式气雾剂有25个品种。2010年起，在气雾剂中作为抛射剂使用的氟利昂将被全面禁止。9596保护臭氧层-人类共同的责任！97大气酸沉降（酸雨）Atmosphericaciddeposition981.大气酸沉降大气中的酸性物质通过干、湿沉降的途径到达地面的过程。大气酸沉降有干沉降和湿沉降。992.干沉降和湿沉降干沉降(drydeposition)重力沉降随气流的对流和扩散作用，被地表的土壤、水体、植被吸附或由碰撞而被捕获去除。湿沉降(wetdeposition)

大气中的污染物和气溶胶物质通过降水而落到地面的过程，液态：雨、雾；固态：雪、雹等。酸雨100早期人们把所有的注意力集中在湿沉降上，后来发现干沉降的作用也不能低估，各占50%，引起的环境效应都是干、湿沉降综合作用的结果。1013.酸雨(AcidRain)的判断标准一般认为：降水pH＜5.6时，认为雨水被人为因素酸化，即是酸雨。102世界某些降水背景点的降水pH地点样本数pH平均值中国丽江2805.00Amsterdan(印度洋)264.92Porkflot(阿拉斯加)164.94Katherine(澳大利亚)404.78Sancarlos(委内瑞拉)144.81St.Georges(大西洋百幕大群岛)674.79以pH=5.6为酸雨判断标准存在哪些问题？103故如果pH

5.0就可确信有人为影响，所以提出以5.0为酸雨pH值的界限更为准确。104大气输送沉降过程物理化学转化4.降水的酸化过程105

物理化学转化：

SO3

H2SO4(慢)SO2H2SO3

H2SO4(快)湿度大

NOX

HNO3

NOX促进SO2

H2SO4Fe,Mn催化光化学氧化[O]对酸雨有贡献的主要是H2SO4和HNO3，90%以上；HCl、RCOOH次之。106

5.酸雨的危害“空中死神”1977年联合国会议承认酸雨是全球性环境问题。世界三大酸雨区先后出现在欧洲、北美、中国。我国，酸雨造成的直接和间接经济损失每年达160亿元。我国将投资千亿元防治酸雨。107108酸雨的危害109（1）腐蚀建筑材料(石质、金属)等1967年俄亥俄河桥的倒塌，造成46人死亡，其主要原因是酸雨的腐蚀。110（2）长期酸雨侵蚀会造成森林死亡使土壤中大量的营养元素被流失，使土壤中的Al从稳定态中释放出来，土壤中活性Al的增加能严重地抑制林木的生长，最终造成大而积森林死亡。111（3）酸雨引起河流湖泊的酸化，水生生物灭绝有毒金属释放，Al使鱼类无法呼吸；pH

5.5时大部分鱼类难以生存，pH

4.5时鱼类、昆虫、水草大部分死亡。挪威260多个湖泊曾鱼虾减量，加拿大有140个湖泊鱼迹难寻、美国至少有1200个湖泊酸化成为“死湖”。112（4）破坏土壤生态系统酸雨破坏土壤成分，抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶活性，使农作物大幅度减产甚至颗粒无收。113（5）危害居民健康可使儿童老人免疫功能下降，成年人慢性咽炎、支气管、哮喘发病率增加，老年人眼部、呼吸道患病率增加。通过对土壤、水体和森林的影响而间接影响人类。114

1979年开始我国一些城市陆续开展了酸雨监测，1982年组织了全国性酸雨普查工作，得出了我国酸雨问题的特点：(1)由北向南逐渐加重的趋势我