《環(huán)境學(xué)》第三章 大氣環(huán)境

第三章大氣環(huán)境我們離不開大氣，如同魚兒離不開水。目錄第一節(jié)、大氣概述（成分、分層、邊界層）第二節(jié)、大氣污染（源、物、類型、危害）第三節(jié)、大氣污染控制（四個對策）第四節(jié)、全球大氣環(huán)境變化一、大氣的成分1、N2、O2等氣體3、冰晶和固體微粒（如塵埃、花粉）2、水滴（如云滴、霧滴）沒有水汽和懸浮物的空氣稱為干潔空氣第一節(jié)大氣概述高度(km)二、大氣的分層每升高100m，氣溫降低0.65℃

N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO3越往上氧、氦等氣體的原子態(tài)越多紫外線的強烈照射，N2和O2產(chǎn)生不同程度的離解下面給大家介紹一些與環(huán)境問題有關(guān)的大氣成分二氧化碳：來源：呼吸作用，有機體的燃燒與分解?，F(xiàn)狀：在大氣中的含量有增加的趨勢。影響：強烈吸收地面的長波輻射，引起溫室效應(yīng)的加劇。臭氧：來源：高空通過光化作用，低空通過閃電或有機物氧化及高空傳輸。作用：能大量吸收太陽紫外線，使地面生物免受過量紫外線的灼傷。分布：自然大氣中含量很少。隨高度分布不均勻，也隨緯度和時間而異。水汽：來源：海洋和地面蒸發(fā)與植物蒸騰。分布：隨時間、地點變化很大。在鉛直方向，一般隨高度增加而減少。影響：形成云、霧、雨、雪等大氣現(xiàn)象。對生物的生長和發(fā)育有重要影響。微粒：種類：固體微粒與液體微粒。影響：影響太陽輻射傳輸，使能見度變低，有的能起凝結(jié)核的作用。大氣邊界層：在對流層下部靠近下墊面的1.2~1.5公里范圍內(nèi)的薄層大氣。由于貼近地面，空氣運動受到地面摩擦作用影響，又稱摩擦層。大氣邊界層的主要特征：湍流運動、風、溫度的垂直分布第二節(jié)大氣污染大氣污染的定義起源于對有害影響的觀察，即若大氣污染物達到一定濃度，并持續(xù)足夠的時間，達到對公眾健康、動植物、材料、大氣特性或環(huán)境美學(xué)產(chǎn)生可以測量的影響，就是大氣污染。這種定義方法在很大程度上是基于傳統(tǒng)的公害概念，現(xiàn)在又有新的延伸。例如，大量能量（如熱能）釋放進入大氣引起不良影響，人類活動導(dǎo)致大氣中某些組分變化產(chǎn)生的危害等也歸入了大氣污染的范疇。一、大氣污染源及污染物污染源天然源：自然界自行向大氣環(huán)境排放污染物的污染源。人為源：人類的生產(chǎn)活動和生活活動所形成的污染源?；鹕嚼纂娫斐傻纳执蠡鹑济浩嚳照{(diào)按來源，分為一次污染物和二次污染物進入大氣的一次污染物之間或與正常大氣組分發(fā)生反應(yīng)，以及在太陽輻射下引起光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的新的污染物，它常比一次污染物對環(huán)境和人體的危害更為嚴重。大氣污染物：由于人類活動或自然過程排入大氣，并對人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。直接由污染源排放的污染物按存在狀態(tài)，分為顆粒物和氣態(tài)污染物常表示為總懸浮微粒物（TSP）、飄塵和降塵。主要有一次污染物：SO2、H2S、NO、NH3、CO、CO2、HF、HCl、C1—C12化合物。二次污染物：SO3、H2SO4、MSO4、NO2、MNO3、醛類、酮類、酸類。

其粒徑絕大多數(shù)在100μm以下，其中多數(shù)在10μm以下。它是分散在大氣中的各種粒子的總稱，也是目前大氣質(zhì)量評價中的一個通用的重要污染指標。

飄塵指可在大氣中長期飄浮的懸浮物，分為PM10（粒徑<10μm）和PM2.5（粒徑<2.5μm）。PM10可以通過呼吸道進入人體，從而對人體健康產(chǎn)生危害，PM2.5的危害則更為嚴重。

降塵是指用降塵罐采集到的大氣顆粒物,一般直徑大于30μm，由于其自身的重力作用會很快沉降下來。單位面積的降塵量可作為評價大氣污染物程度的指標之一。（一）煤煙型污染主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和微粒物質(zhì)，它們遇上低溫、高濕的陰天，且風速很小并伴有逆溫存在的情況時，一次污染物擴散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧。倫敦煙霧事件二、幾種典型的大氣污染（二）交通型污染污染源主要是機動車（汽油車和柴油車）和機動船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相對濕度較低的夏季睛天，交通污染嚴重的地區(qū)可能會出現(xiàn)典型的二次污染——光化學(xué)煙霧。它對人體、動植物、材料均會產(chǎn)生破壞作用，并且嚴重影響大氣能見度。洛杉磯光化學(xué)煙霧酸雨（三）酸沉降污染它是指大氣中的酸通過降水（如雨、霧、雪）遷移到地表，或在含酸氣團氣流的作用下直接遷移到地表。引起酸沉降的主要物質(zhì)是人為和天然排放的SOX（SO2和SO3）和NOX（NO和NO2），其天然源一般是全球分布的，而人為排放的SOX和NOX則具有地區(qū)性分布的特點。（一）大氣污染對人體健康的危害（二）大氣污染對植物的危害（三）大氣污染對材料的危害（四）大氣污染對大氣環(huán)境的危害三、大氣污染的危害（一）大氣污染對人體健康的危害A、呼吸道吸入；B、隨食物和飲水攝入；C、體表接觸侵入。1、大氣顆粒物4、氮氧化物5、光化學(xué)氧化劑3、一氧化碳2、二氧化硫顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)合作用危害更大。NO2對呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。臭氧：對鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運動時吸入則更嚴重。（二）大氣污染對植物的危害損害植物酶的功能組織；影響植物新陳代謝的功能；破壞原生質(zhì)的完整性和細胞膜。此外，還會損害根系生長及其功能；減弱輸送作用與導(dǎo)致生物產(chǎn)量減少。（三）大氣污染對材料的危害大氣污染可使建筑物、橋梁、文物古跡和暴露在空氣中的金屬制品及皮革、紡織等物品發(fā)生性質(zhì)的變化，造成直接和間接的經(jīng)濟損失。（四）大氣污染對大氣環(huán)境的危害大氣污染會導(dǎo)致降水的增加或減少，它對降水化學(xué)的影響表現(xiàn)在酸性化合物的輸入，即出現(xiàn)酸雨。大氣污染還會產(chǎn)生全球性的影響：大氣中CO2等溫室氣體濃度增加導(dǎo)致的全球變暖、人們大量生產(chǎn)氟氯烴化合物等導(dǎo)致的臭氧層耗竭等。室內(nèi)空氣污染污染原因：建筑材料及裝潢材料、涂料中有害物質(zhì)的揮發(fā)、人們不健康的生活習慣。苯、甲醛、氡多開窗換氣，戒煙，正確使用家庭化學(xué)劑，增加戶外活動，擺放室內(nèi)花卉植物第三節(jié)大氣污染控制無論是大氣污染源、污染物、污染類型還是大氣污染的危害，都具有多樣性。多種手段五律協(xié)同清潔能源綠色交通末端治理環(huán)境自凈清潔能源包括常規(guī)能源的清潔利用；可再生能源的利用；新能源的開發(fā)；各種節(jié)能技術(shù)等世界一次能源替代趨勢清潔能源的典型案例1、潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)是指從煤炭開發(fā)利用的全過程中，旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等新技術(shù)，主要包括煤炭洗選、加工、轉(zhuǎn)化、先進發(fā)電技術(shù)、煙氣凈化等方面的內(nèi)容。清潔能源的典型案例2、西氣東輸清潔能源的典型案例3、西電東送它有南、中、北三大通道。一是將烏江、瀾滄江、紅河水的水電資源，以及黔、滇兩省坑口火電廠的電能開發(fā)出來送往廣東；二是將長江三峽和金沙江干支流水電送往華東地區(qū)；三是將黃河上游水電和山西、內(nèi)蒙古坑口火電送往京、津、唐地區(qū)。它是從根本上實現(xiàn)全國能源資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵性工程，是一項東西部“雙贏”的戰(zhàn)略。綠色交通我國一些主要城市的大氣污染類型正在由煤煙型向交通型轉(zhuǎn)化，汽車尾氣排放已成為城市重要污染源。合理的交通規(guī)劃、發(fā)展清潔汽車綠色交通的典型案例1、上海的新世紀交通藍圖

加快軌道交通建設(shè)：形成地鐵、城市輕軌、新型有軌電車等多種方式組成的軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系。

建設(shè)約650公里的高速公路網(wǎng)路：實現(xiàn)15分鐘上網(wǎng)、30分鐘互通、60分鐘抵達的“15、30、60”目標。公交優(yōu)先：大力發(fā)展軌道交通，優(yōu)化調(diào)整地面交通，適度發(fā)展小汽車，限制摩托車，逐步替換助動車。綠色交通的典型案例2、電動汽車電動汽車是全部或部分由電能驅(qū)動電機作為動力系統(tǒng)的汽車，包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池汽車三種類型。經(jīng)過多年的探索與努力，我國電動汽車電池、電機、電控三大關(guān)鍵技術(shù)相繼取得突破。業(yè)內(nèi)專家普遍認為，我國電動汽車技術(shù)群體性突破的時期已經(jīng)到來，電動汽車將迅速、大規(guī)模地進入市場。末端治理推行清潔能源與綠色交通從源頭上減少了大氣污染的產(chǎn)生。對于已經(jīng)產(chǎn)生的污染，則需進行末端治理。除塵、脫硫氮氧化物的治理技術(shù)、氟化物的治理技術(shù)環(huán)境自凈污染物經(jīng)過末端治理達到排放標準后被排入大氣，但此時它們的濃度一般要高于環(huán)境空氣質(zhì)量標準，要使其進一步達標將要依靠環(huán)境的自凈作用。利用氣象規(guī)律稀釋污染物、加強綠化環(huán)境自凈的典型案例城市綠化

城市綠化的實施需要五律協(xié)同自然：植物配植的適地適樹原則技術(shù)：園藝人員要有相當?shù)膶I(yè)知識與技術(shù)環(huán)境：城市綠化應(yīng)兼顧和諧與無污染經(jīng)濟：建立一套完善的市場機制保證其正常運行社會：城市廣場是社會規(guī)律在特定時期的一種表現(xiàn)形式第四節(jié)全球大氣環(huán)境變化全球變暖臭氧層破壞全球變暖原因：溫室效應(yīng)的加劇溫室效應(yīng)：太陽發(fā)出的短波輻射透過大氣層到達地面，使地表溫度上升，發(fā)出長波輻射，大氣中的溫室氣體對短波吸收很弱，而對長波輻射吸收很強。因此地表從太陽輻射獲得的熱量相對多，而散失到大氣層以外的熱量相對少，地球表面的溫度得以維持，這就是大氣的溫室效應(yīng)。溫室氣體：二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、CFC11、CFC12、四氯化碳、一氧化碳1、海平面上升：低地被淹，海岸被沖蝕，排洪不暢，土地鹽漬化，海水倒灌等。2、對動植物的影響：一些地區(qū)某些物種將會消失，而有些則從氣候變暖中得到益處。3、對農(nóng)業(yè)的影響：世界糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性和分布狀況的改變，農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易模式的變化。全球變暖可能產(chǎn)生的影響未來海平面變化的預(yù)測預(yù)測者預(yù)測年份上升量（cm）世界氣象組織（WMO）202520~140Mercer2030500日本環(huán)境廳203026~165Bloom2030100歐洲共同體21世紀20~165Barth&Titus202513~55聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）21世紀末65減緩全球變暖的對策主要是控制CO21、排放控制對策：控制化石燃料消耗，以抑制CO2的排放；2、固定化對策：使已生成的CO2變?yōu)槠渌镔|(zhì)，以防止其向大氣中排放；3、適應(yīng)對策：在已發(fā)生全球變暖的情況下，采取相適應(yīng)的對策以使其影響降低到最小程度。臭氧層破壞太陽光中的紫外線輻射，特別是UV-B輻射對生物有較大的傷害。而阻擋UV-B輻射的就是臭氧。（紫外線輻射按照其波長的不同，可劃分為UV-A（315~400nm）、UV-B（280~315nm）和UV-C（280nm以下）三個波段）1、1984年，英國科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧洞。2、NASA的“Nimbus-7”衛(wèi)星測定出，近年來南極上空的臭氧洞有惡化的趨勢。3、我國青藏高原上空也存在一個相對周圍地區(qū)濃度較低的區(qū)域。大多數(shù)科學(xué)家認為，人類過多地使用氟氯烴類化學(xué)物質(zhì)（CFCS）是破壞臭氧層的主要原因。

（CFCS

于1930年由美國杜邦公司投入生產(chǎn)，二戰(zhàn)后開始大量使用，主要用作氣溶膠、制冷劑、發(fā)泡劑等）臭氧層中存在著O、O2、O3的動態(tài)平衡，

CFCS非同尋常的穩(wěn)定性使NOX、Cl、Br活性物質(zhì)很容易在