第四章大氣污染及控制

1、人可以5周不吃飯，5天不喝水，但5分鐘不呼吸就會死亡 Emission sources Source control Atmosphere Receptors Receptors Humans Animals Plants MaterialsResponse（響應(yīng)）（響應(yīng)）Automatic controlLegislative action Emission sourcesAtmosphere Receptors pollutantsmixed and chemical transformation源頭排放源頭排放大氣擴散大氣擴散危害受危害受體體v 直接以原始形態(tài)排放入大氣中并達到足夠的排放

2、量從直接以原始形態(tài)排放入大氣中并達到足夠的排放量從而造成健康威脅的污染物而造成健康威脅的污染物Sources of Primary Air PollutantsPollutantSourcesCarbon monoxide一氧化碳一氧化碳Incomplete burning of fossil fuels, Tobacco煙草煙草 smokeHydrocarbons碳氫化合物碳氫化合物Incomplete burning of fossil fuels, Tobacco burningParticulatesChemicals, Burning fossil fuels, Farming op

3、erations, Industrial wastes, Building demolition拆卸拆卸Sulfur dioxide二氧化硫二氧化硫Burning fossil fuels, Smelting ore冶煉礦石冶煉礦石Nitrogen compounds氮化合物氮化合物Burning fossil fuels馬斯河谷事件馬斯河谷事件-由于幾種有害氣體和煤煙粉塵的綜合作用由于幾種有害氣體和煤煙粉塵的綜合作用SO2濃濃度度25100mg/m3（60多人死亡）多人死亡）多洛拉事件多洛拉事件-1948.10.26-10.31，美國賓夕法尼亞州多洛拉小鎮(zhèn)，美國賓夕法尼亞州多洛拉小鎮(zhèn)，由由S

4、O2與金屬元素、金屬化合物相互作用所致（與金屬元素、金屬化合物相互作用所致（17人死亡）。人死亡）。倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F事件-1952年年12月，燃煤導(dǎo)致的，月，燃煤導(dǎo)致的，4天死亡天死亡4703人。人。洛杉磯煙霧事件洛杉磯煙霧事件四日事件四日事件居民長期吸入含有二氧化硫、鉛等物質(zhì)的混合大居民長期吸入含有二氧化硫、鉛等物質(zhì)的混合大氣，引發(fā)哮喘病，氣，引發(fā)哮喘病，切爾諾貝利核電站事故切爾諾貝利核電站事故印度帕博爾毒氣泄漏事件印度帕博爾毒氣泄漏事件重慶川東北重慶川東北12.23井噴事件井噴事件-硫化氫泄漏，死亡硫化氫泄漏，死亡243。延邊一氧化碳中毒事件延邊一氧化碳中毒事件-死亡死亡10余人。余人

5、。SO42-NO3-Ca2+NH4+ 針對酸沉降前體物質(zhì)針對酸沉降前體物質(zhì) 洗煤洗煤 開發(fā)低硫燃料開發(fā)低硫燃料 改進燃燒技術(shù)改進燃燒技術(shù) 煙氣脫硫煙氣脫硫 機動車凈化機動車凈化 1972年，聯(lián)合國人類環(huán)境會議，首次提出酸年，聯(lián)合國人類環(huán)境會議，首次提出酸雨問題雨問題 1979年，年，33個國家，長距離跨國大氣污染公個國家，長距離跨國大氣污染公約（約（LRTAP） 1985年，歐洲年，歐洲20個國家，硫排放控制協(xié)定個國家，硫排放控制協(xié)定2013年2月28日，北京第一次沙塵暴全球變暖全球變暖原因：溫室效應(yīng)的加劇原因：溫室效應(yīng)的加劇反 射 太 陽 輻射：107W/m2 云、氣溶膠和大氣反射 入 射

6、太 陽 輻射：342W/m2 大氣放射 出射長 波輻射： 107W/m2 大氣吸收 溫室氣體 大氣窗口 地表 輻射 地表吸收 地表反射 反輻射 地表吸收 暖氣流 蒸發(fā)蒸騰作用 潛熱 全球能量平衡示意圖。圖中給出了基于地球表面區(qū)域的平均能量（單位全球能量平衡示意圖。圖中給出了基于地球表面區(qū)域的平均能量（單位W/m2）流動。大）流動。大約有約有49的入射太陽輻射被地表直接吸收，但是溫室氣體效應(yīng)增加了流向地表的能量。的入射太陽輻射被地表直接吸收，但是溫室氣體效應(yīng)增加了流向地表的能量。（資料來源：（資料來源：IPCC, 1996a）Major Greenhouse Gases GasContribut

7、ion to global warming ()CO257CFCS25CH412N2O6CO2年排放量（MtC/年） （a） 美國 中國 俄羅斯 日本 印度 德國 英國 加拿大 意大利 韓國 1997年年10個個CO2排放量最大的國家的總年排放量（排放量最大的國家的總年排放量（a）和各國人均年）和各國人均年排放量（排放量（b）（資料來源：）（資料來源：Marland et al., 1999） CO2 CH4 N2O CFC-11 HCFC-22 CF4 工業(yè)化前的濃度 280ppmv 700ppbv 275ppbv 0 0 0 1994 年的濃度 358ppmv 1720ppbv 312pp

8、bv 268pptv 110pptv 72pptv 最近的濃度變化率 1.5ppmv/a(0.4%/a) 10ppbv/a(0.6%/a) 0.8ppbv/a(0.25%/a) 0ppvb/a(0%/a) 5pptv/a(0%/a) 1.2pptv/a(2%/a) 大氣壽命中的（年）b 50 200c 12 120 50 12 50000 a ppmv 每百萬體積中的份額； ppbv每十億體積中的份額； pptv每萬億體積中的份額。 b 初始質(zhì)量以指數(shù)形式衰減到其初始值的1/e0.368所需的時間。 c 對于 CO2，不能確定其唯一的大氣壽命。因為不同的匯，其吸收速率不同。 資料來源：IPCC

9、，1996 。 1850年以來大氣中溫室氣體濃度的增加 近代南北半球及全球平均溫度的變化近代南北半球及全球平均溫度的變化v在過去的在過去的100年間，地球的平均溫度增加了年間，地球的平均溫度增加了0.30.6 （1995年是記錄上最暖的一年），海平面高度增加年是記錄上最暖的一年），海平面高度增加了了1025cm。v氣溫和海平面高度仍會持續(xù)上升。眾多模型的模擬結(jié)氣溫和海平面高度仍會持續(xù)上升。眾多模型的模擬結(jié)果表明，到果表明，到2010年氣溫將增加年氣溫將增加13.5 ，海平面上升海平面上升1595cm。v氣溫升高和大氣中溫室氣體的濃度具有很強的相關(guān)性。氣溫升高和大氣中溫室氣體的濃度具有很強的相關(guān)

10、性。v人類活動極大地增加了大氣中溫室氣體的含量。人類活動極大地增加了大氣中溫室氣體的含量。降水模式改變降水模式改變冰川融化冰川融化 1. 控制溫室氣體的排放控制溫室氣體的排放 改變能源結(jié)構(gòu)改變能源結(jié)構(gòu) 提高能源轉(zhuǎn)換效率提高能源轉(zhuǎn)換效率 提高能源使用效率提高能源使用效率 減少森林植被的破壞減少森林植被的破壞 控制水田和垃圾填埋場的甲烷排放控制水田和垃圾填埋場的甲烷排放 2. 增加溫室氣體的吸收增加溫室氣體的吸收 植樹造林植樹造林 采用固碳技術(shù)采用固碳技術(shù) CO2分離、回收，注入深?；虻叵路蛛x、回收，注入深?；虻叵?化學(xué)、物理、生物方法固定化學(xué)、物理、生物方法固定 適應(yīng)氣候變化適應(yīng)氣候變化 培養(yǎng)新

11、農(nóng)作物品種，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等培養(yǎng)新農(nóng)作物品種，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等 1992年，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會年，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會氣候氣候變化框架公約變化框架公約 20世紀(jì)世紀(jì)90年代末，發(fā)達國家溫室氣體年排放年代末，發(fā)達國家溫室氣體年排放量控制在量控制在1990年水平年水平 1997年，年，京都議定書京都議定書 明確各發(fā)達國家削減溫室氣體排放的比例明確各發(fā)達國家削減溫室氣體排放的比例 國家 20082012 年的排放限值a 保加利亞，捷克，愛沙尼亞，歐盟（15 個國家） ，拉脫維亞，列支敦士登，摩納哥，羅馬尼亞，斯洛伐克，斯洛文尼亞，瑞士 削減 8 美國 削減 7 加拿大，匈牙利，日本，波蘭 削減 6%

12、克羅地亞 削減 5 新西蘭，俄羅斯，烏克蘭 不變 挪威 增加 1 澳大利亞 增加 8% 冰島 增加 10 a 相對于 CO2、CH4和 N2O 的 1990 年的排放量，和相對于 PFCs、HFCs 和 SF6的 1995 年的排放量。 京都議定書京都議定書規(guī)定的溫室氣體排放限值規(guī)定的溫室氣體排放限值臭氧層破壞臭氧層破壞 極地平流層云在南極臭氧空洞的形成過程極地平流層云在南極臭氧空洞的形成過程中起重要作用中起重要作用 吸附并聚集吸附并聚集CFCs及哈龍及哈龍 非均相反應(yīng)場所非均相反應(yīng)場所 為什么北極沒有形成臭氧空洞？為什么北極沒有形成臭氧空洞？ 北極為海洋環(huán)境，較南極大陸環(huán)境溫暖北極為海洋環(huán)境

13、，較南極大陸環(huán)境溫暖 周圍分布不規(guī)則大陸，大氣層較南極不穩(wěn)定周圍分布不規(guī)則大陸，大氣層較南極不穩(wěn)定 不易形成極地平流層云不易形成極地平流層云 開發(fā)消耗臭氧層物質(zhì)的替代技術(shù)開發(fā)消耗臭氧層物質(zhì)的替代技術(shù) 無氟氯昂制冷設(shè)備無氟氯昂制冷設(shè)備 制定淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的措施制定淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的措施 環(huán)境管理手段環(huán)境管理手段 經(jīng)濟手段經(jīng)濟手段 國際行動國際行動 1985年，年， 28個國家個國家 維也納公約維也納公約 1987年，年， 46個國家個國家 關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾公約的蒙特利爾公約2000年 之 前 需 停 止 生 產(chǎn) 的 氣 體 2030年 必 須 淘 汰 的 氣

14、體 CFC-11 HCFC-22 CFC-12 HCFC-123 CFC-113 HCFC-124 CFC-114 HCFC-141b CFC-115 HCFC-142b 四 氯 化 碳 HCFC-225ca 三 氯 乙 烷 HCFC-225cb 哈 龍 1211 哈 龍 1301 哈 龍 2402 環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類一類區(qū)為自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保一類區(qū)為自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護的地區(qū)。護的地區(qū)。二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。合區(qū)、文化區(qū)、

15、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級（環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級）環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級（環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級）一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)API空氣質(zhì)量狀況對健康的影響050優(yōu)可正?；顒?1100良可正常活動101150III1輕微污染長期接觸, 易感人群出現(xiàn)癥狀151200III2輕度污染長期接觸, 健康人群出現(xiàn)癥狀201250IV1中度污染一定時間接觸后, 健康人群出現(xiàn)癥狀251300IV2中度重污染一定時間接觸后,心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇300V重度污染健

16、康人群明顯強烈癥狀, 提前出現(xiàn)某些疾病IV空氣質(zhì)量級別IIIIII 2000 2000年年4 4月月2727日發(fā)布日發(fā)布來源：北京市環(huán)境保護局主頁（來源：北京市環(huán)境保護局主頁（http:/http:/）空氣污染指數(shù) 污染物濃度（mg/mN3） API PM10 （日均值） SO2 （日均值） NO2 （日均值） CO （小時均值） O3 （小時均值） 50 0.050 0.050 0.080 5 0.120 100 0.150 0.150 0.120 10 0.200 200 0.350 0.800 0.280 60 0.400 300 0.420 1.600 0.565 90 0.800 4

17、00 0.500 2.100 0.750 120 1.000 500 0.600 2.620 0.940 150 1.200 清潔生產(chǎn)：清潔的生產(chǎn)過程和清潔的產(chǎn)品清潔生產(chǎn)：清潔的生產(chǎn)過程和清潔的產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略改善能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和布局，提高清潔能源和優(yōu)質(zhì)能源比例改善能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和布局，提高清潔能源和優(yōu)質(zhì)能源比例提高能源利用效率和節(jié)約能源提高能源利用效率和節(jié)約能源推廣少污染的煤炭開采技術(shù)和清潔煤技術(shù)推廣少污染的煤炭開采技術(shù)和清潔煤技術(shù)積極開發(fā)利用新能源和可再生能源積極開發(fā)利用新能源和可再生能源建立綜合性工業(yè)基地：各企業(yè)間相互利用原材料和廢建立綜合性工業(yè)基地：各企業(yè)間相互

18、利用原材料和廢棄物，減少污染物排放總量棄物，減少污染物排放總量必要的環(huán)境保護投資必要的環(huán)境保護投資環(huán)保投資占國民生產(chǎn)總值（環(huán)保投資占國民生產(chǎn)總值（GNP）的比例，發(fā)展中國家為的比例，發(fā)展中國家為0.5%1，發(fā)達國家為，發(fā)達國家為1%2我國目前比例為我國目前比例為0.7%0.8，希望能達到，希望能達到1.5實行實行“污染者和使用者支付原則污染者和使用者支付原則”，可采用的經(jīng)濟手，可采用的經(jīng)濟手段：段：建立市場（排污許可證制度等）建立市場（排污許可證制度等）稅收手段（污染稅、資源稅等）稅收手段（污染稅、資源稅等）收費制度（排污費等）收費制度（排污費等）財政手段（生態(tài)環(huán)境基金等）財政手段（生態(tài)環(huán)境基金等）責(zé)任制度（賠償損失和罰款等）責(zé)任制度（賠償損失和罰款等）年份年份汽車保有量（萬輛）汽車保有量（萬輛）20054.02007年底年底9.02013年年3月月100.0機動車保有量機動車保有量 過百萬的城市過百萬的城市目前，北京、上海、成都、重慶、鄭州、青島、杭州、天津、深圳、廣州、目前，北京、上海、成都、重慶、鄭州、青島、杭州、天津、深圳、廣州、昆明、南京、石家莊、西安等城市的機動車保有量均突破昆明、南京、石家莊、西安等城市的機動車保有量均突破100萬輛大關(guān)。其中萬輛大關(guān)。其中北京最多，