環(huán)境科學(xué)概論-第二章大氣環(huán)境課件

1、第二章 大氣污染環(huán)境第二章 大氣污染環(huán)境2-1 大氣的結(jié)構(gòu)與組成一、大氣的結(jié)構(gòu)1、對流層: 對流運動顯著，四是大氣現(xiàn)象復(fù)雜多變 2、平流層:臭氧（ O3 ）層, 平流層中空氣無對流 ,適于空中飛行3、中間層 4、熱成層(暖層、電離層)5、逸散層 高層大氣2-1 大氣的結(jié)構(gòu)與組成高層大氣大氣的垂直分層對流層平流層對流旺盛近地面，緯度不同厚度變；高度增來溫度減，只因熱源是地面；天氣復(fù)雜且多變，風(fēng)云雨雪較常見氣溫初穩(wěn)后升熱只因?qū)又谐粞醵嗨搅鲃犹鞖夂酶呖诊w行很適合上冷下熱高空對流電離層高層大氣電離層能反射無線電波，對無線電通訊有重要作用大氣的垂直分層對流層平流層對流旺盛近地面，氣溫初穩(wěn)后升熱上冷環(huán)境

2、科學(xué)概論_第二章大氣環(huán)境課件二、大氣的組成 大氣是一個由多種氣體組成的混合物。它是由干潔空氣、水汽和雜質(zhì)三部分組成的。 干潔空氣中的主要成分為N2（占78.09%）、 O2(占20.95%)、Ar(占0.93%)及一些微量元素， 如CO2、O3、H2、CH4、He、Kr、Ne等。 大氣成分中有些是可變的成分，主要包括CO2、O3、水汽和雜質(zhì)。這些可變成分如含量正常，則對環(huán)境和生命有機(jī)體是有益而無害的，但含量變化后(過多或缺乏)都會造成不良影響及危害。 二、大氣的組成 大氣成分中有些是可變的成分，主要包括C成云致雨的必要條件主要成分次要成分水 汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動的必要物質(zhì)植物

3、光合作用的原料；對地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件；對地面保溫大氣組成主 要 作 用干潔空氣O3N2O2CO2大氣各成分的作用成云致雨的必要條件主要次要水 汽固體雜質(zhì)生物體的基本2-2 大氣污染和污染物一、大氣污染的發(fā)生 大氣污染指由于人類活動或自然過程使大氣中一些物質(zhì)的含量達(dá)到有害的程度(一般指有害物質(zhì)，如SO2、NOX、HC、O3、飄塵等超過國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))，以至破壞人和生態(tài)系統(tǒng)的正常生存和發(fā)展，對人體、生態(tài)和材料造成危害的現(xiàn)象。二、大氣污染源和污染物1、來源： 天然源 人為源2-2 大氣污染和污染物污染源 特 點 主要來源 排放的污染物 天 然 源它

4、和人為源相比產(chǎn)生的污染物較少，濃度較低，具有局部地區(qū)某段時間內(nèi)可能形成嚴(yán)重影響的特點。 火山噴發(fā)二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、火山灰 森林火災(zāi)一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳?xì)浠衔锏?自然塵風(fēng)砂、土壤塵等 森林植物釋放萜稀類碳?xì)浠衔铩?海浪飛沫 硫酸鹽和亞硫酸鹽人為源移動源汽車和火車、飛機(jī)等，分布廣泛分散，難于監(jiān)測和治理。交通運輸過程：現(xiàn)代化交通運輸工具一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⒘蜓趸衔锖豌U等靜止源 靜止源則包括工廠 、焚化爐等不移動的污染源。靜止源污染面積廣，易于集中監(jiān)測治理。 燃料燃燒二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化硫、硫化氫等農(nóng)業(yè)活動排放：農(nóng)藥

5、、化肥 顆粒物、粉塵、氧化亞氮等 大 氣 污 染 源污染源 特 點 主要來源 排放的污2、污染物： (1)氣溶膠狀污染物(粒狀) 總懸浮顆粒物(TSP) D(粒徑)在100m以下，其中多數(shù)在10 m以下，是分散在大氣中的各種粒子的總稱。 飄塵（可吸入粒子(IP)） D10m能在大氣中長期飄浮的懸浮物質(zhì)，如煤煙、煙氣、霧等。 降塵 D30m的粒子，靠重力作用可在短時間內(nèi)降到地面的。2、污染物：建筑粉塵 顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的云霧和霧滴，它們中一部分是致癌、致畸、致突變物質(zhì)，并能被人體吸收而危害人體健康，另一方面，它們是有毒物質(zhì)的載體，使一些氣體污染物轉(zhuǎn)化成為有害的顆粒物或使某些

6、污染物的毒性增強。建筑粉塵 顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的 煙塵的作用：1）凝結(jié)核 2）吸收太陽輻射 3）降低能見度 4）影響植物體生長飄塵（可吸入粒子(IP)） 大于10m的顆粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住，而小于10m的飄塵卻能長驅(qū)直入侵蝕肺泡，叫“可吸入因子”。在可吸入微粒中 80%可沉積于肺泡，且沉積時間可達(dá)數(shù)年之久。導(dǎo)致肺心病等一系列病變。 煙塵的作用：1）凝結(jié)核 含硫化合物 主要指SO2和SO3、H2S濕度大的情況下，含硫化合物最終被氧化形成硫酸，是形成酸雨的主要來源。二氧化硫是一種無色的刺激性氣體, 腐蝕性很大，會嚴(yán)重刺激人的呼吸系統(tǒng)，使人出現(xiàn)咳嗽、嗓子疼、胸悶和感到呼吸受阻

7、，刺激腐蝕人的肺部，可以造成肺氣腫和支氣管炎。并加重哮喘病情。二氧化硫破壞植物的葉綠素，使植物脫水壞死。在適當(dāng)條件下和飄塵結(jié)合在一起，或與水汽中的水蒸汽結(jié)合形成硫酸霧，硫酸霧微粒侵入人體肺部，可以引起肺水腫和肺硬化等疾病導(dǎo)致死亡。（2）氣狀污染物 含硫化合物（2）氣狀污染物 氮的氧化物 NOX是NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等的總稱，造成大氣污染的NOX最主要是NO和NO2。氮氧化物來源：主要來源于人類生產(chǎn)生活活動，以汽車尾氣排放造成的污染最為嚴(yán)重。氮氧化物危害：1）氮氧化物可以轉(zhuǎn)化為硝酸，是形成酸雨主要物質(zhì)之一2）是形成光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)3）是消耗臭氧的重要因子4）NO2

8、對人有生理刺激和腐蝕作用，引起城市居民產(chǎn)生急性呼吸道病變的一種原因5）可腐蝕織物、材料、破壞染料，使它褪色6）危害植物，使其組織受害而落葉，甚至枯萎 氮的氧化物 碳的氧化物 指CO和CO2。 CO主要是由含碳化合物不完全燃燒產(chǎn)生的無色無味無刺激性的有毒氣體。對人體的危害主要是阻礙體內(nèi)氧氣的傳輸，使人體缺氧，導(dǎo)致死亡。 CO2是一種無毒的氣體，是大氣中的 “正?！背煞?，主要來源于生物的呼吸和化石燃料等的燃燒。目前，大氣中CO2濃度逐漸升高，每年上升0.4%。由于二氧化碳吸收地面長波輻射，使地球升溫，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，從而形成全球氣候變化。 碳?xì)浠衔?HC) HC是自然界中必不可少的物質(zhì)，主要指烷烴

9、、烯烴和芳香烴等具有揮發(fā)性的有機(jī)物，它們主要是由碳原子和氫原子組成。碳?xì)浠衔镏饕獊碓从谧匀唤缰参锓纸?，人為產(chǎn)生的量很小，但它們是形成光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)。 含鹵素化合物主要指一些氟氯烴類物質(zhì)，它們主要破壞臭氧層，引起溫室效應(yīng) 碳的氧化物三、大氣污染類型 還原型(煤炭型)：主要污染物：SO2、CO和顆粒物，在低溫、高溫陰天、小風(fēng)、逆溫情況下，在當(dāng)?shù)氐匦螚l件的影響下，被封蓋在城市上空，造成對人體健康極大的危害，致使上千人死亡。類似這樣的事件發(fā)生過多起，最典型的當(dāng)屬1952年12月發(fā)生在英國首都倫敦的SO2煙霧中毒事件。 氧化型(汽車尾氣型)：污染物主要來自于汽車排氣、燃油鍋爐以及石油化工生產(chǎn)。一

10、次污染物主要為NOX和HC、生成的二次污染物為O3、醛類、酮類、過氣乙酸硝酸脂。發(fā)生在光照強烈的熱帶、亞熱帶、89月中午或午后陽光強烈時。最典型的當(dāng)屬1965年前后的洛杉磯光化學(xué)煙霧。 環(huán)境科學(xué)概論_第二章大氣環(huán)境課件被光化學(xué)氧化劑腐蝕的葉片 光化學(xué)氧化劑是臭氧、硝酸、醛類、酮類和及氧乙?；跛狨サ榷喾N物質(zhì)的混合物，其中80%是臭氧，可刺激人的眼睛、喉嚨，引起紅眼、流淚、肝炎、肺氣腫等。對植物、家畜、橡膠、染料等制品也造成危害。一方面臭氧具有殺菌作用，另一方面又是眼、喉和肺最危險刺激物之一。臭氧進(jìn)入呼吸道后，與所接觸器官迅速反應(yīng)。導(dǎo)致慢性肺疾病，肺氣腫和右心衰竭。 這是被光化學(xué)氧化劑腐蝕的葉片

11、。被光化學(xué)氧化劑腐蝕的葉片 光化學(xué)氧化劑是臭氧、硝酸、醛類酸雨 由于人類活動的影響，使降水中溶入其它酸性物質(zhì)，從而使其pH值降到5.6以下的降水。 酸雨的形成：是復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象，是由自然排放和人為活動等釋放到大氣中的SO2或NOx通過氧化反應(yīng)（氣相或液相反應(yīng)），生成硫酸或硝酸和亞硝酸，附在凝結(jié)核上降落到地面上的。 影響與危害：（1）損害水生、陸生生物：如魚類和森林（2）對人體健康影響：使有毒重金屬溶入飲用水中，危害飲用者（3）腐蝕建筑材料、金屬構(gòu)件、油漆以及名勝古跡等 酸雨環(huán)境科學(xué)概論_第二章大氣環(huán)境課件環(huán)境科學(xué)概論_第二章大氣環(huán)境課件2- 3 大氣中污染物的擴(kuò)散一、氣象因素1、

12、溫度層結(jié) 氣溫沿垂直高度的分布可用曲線表示，稱為溫度層結(jié)曲線，如圖有幾種情況：2- 3 大氣中污染物的擴(kuò)散 氣溫隨高度的增加而遞減，有利于污染物的擴(kuò)散。 氣溫不隨高度變化，為等溫層結(jié)。氣溫隨高度增加而增加，稱為逆溫，不利于大氣污染物的擴(kuò)散。2、逆溫定義：氣溫隨高度增加而增加的現(xiàn)象稱為逆溫；分類：根據(jù)逆溫的生成過程，分為五類：輻射逆溫，下沉逆溫，鋒面逆溫，.湍流逆溫，平流逆溫。 氣溫隨高度的增加而遞減，有利于污染物的擴(kuò)散。 (a) 正常溫度層結(jié)(b) 逆溫開始生成，隨地面輻射增強，迅速冷卻，逐漸向上發(fā)展(c) 輻射達(dá)到最強時為黎明前(d) 日出后，地面增溫，空氣自下而上增溫，逆溫逐漸消失(e)

13、上午10時左右，逆溫消失這種逆溫冬季最強，中緯度地區(qū)可達(dá)200300m(a) 正常溫度層結(jié)2、影響大氣污染的下墊面因素動力效應(yīng)：地形地物熱力效應(yīng)：山谷風(fēng)、海陸風(fēng)、城市熱島效應(yīng)2、影響大氣污染的下墊面因素動力效應(yīng)：地形地物（3）城市熱島效應(yīng) （3）城市熱島效應(yīng) 一、大氣污染與人體健康 大氣污染物通過三個途徑侵入人體：直接呼吸；附于食物 或溶解于水，隨飲食、飲水侵入；接觸和刺激皮膚進(jìn)入 1 急性中毒 典型事件如：1952年倫敦?zé)熿F，1984年印度博帕爾 農(nóng)藥泄漏 及1984年11月墨西哥液化汽爆炸事件等 2 慢性中毒 典型事件：日本“四日市哮喘病” 3 致癌2-5 大氣污染的危害一、大氣污染與人體

14、健康2-5 大氣污染的危害 (1)急性危害 短時期內(nèi)，高濃度污染物造成的危害 (2)慢性危害 長時間內(nèi)，低濃度的污染物造成的危害 (3)隱性危害 外表生長發(fā)育正常，但生理機(jī)能受到影響，產(chǎn)量下降。 主要污染物 SO2、氟化物、光化學(xué)煙霧、Cl、NOX、NH3等。二、大氣污染對植物的影響和危害 (1)急性危害二、大氣污染對植物的影響和危害玷污性損害和化學(xué)性損害玷污性損害是污染物顆粒落到器物上，有的可以沖洗掉，有的則很難除掉，如煤焦油等?；瘜W(xué)性損害是由于污染物的化學(xué)作用，造成了器物的腐蝕變質(zhì)對物品影響嚴(yán)重的污染物有SO2、H2S、O3和附有刺激性、腐蝕性物質(zhì)的顆粒物等 三、大氣污染對器物的損害玷污性損害和化學(xué)性損害三、大氣污染對器物的損害 一、綜合防治措施1、全面規(guī)劃、合理布局2、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略，改變供熱方式 城市燃?xì)饣欠乐蚊簾熜臀廴镜闹匾緩健?集中供熱較分散供熱可節(jié)煤3840%。 發(fā)展民用型煤。 3、控制流動源污染：汽車尾氣的治理4、加強環(huán)境管理，提高生物凈化能力2-6保護(hù)人類共同的藍(lán)天