大氣污染與防治

第三章

大氣污染及其防治第一節(jié)大氣的結(jié)構(gòu)及其組成

在自然地理學(xué)上，把隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層稱為大氣圈。在通常狀態(tài)下，可以認(rèn)為從地表至1000-1400km的氣層作為大氣圈的厚度。在大氣圈中的大氣分布不均勻，隨著離地表高度的增加，空氣越來(lái)越稀薄。

一、大氣的組成1、干潔空氣氣體按容積百分比按質(zhì)量百分比分子量氮78.08475.5228.0134氧20.94623.1531.9988氬0.9301.2839.948二氧化碳0.0360.0544.0099干潔空氣主要成份表成分體積分?jǐn)?shù)[10-6]性質(zhì)多量成分N2780840永久氣體不可變成分O2209460Ar9300CO2360少量成分Ne18He5Kr1Xe0.09CH41.7CO0.1半永久氣體H20.5N2O0.31O30.005-0.05微量成分H2S0.0002可變成分SO20.0002NO20.001地球與最鄰近行星的大氣組成比較2、水汽：所占百分比低，但含量變化大3、懸浮微粒物含量、種類及化學(xué)成分變化較大大氣顆粒物粒徑10～200μm——降塵

顆粒物粒徑<10μm——飄塵（可吸入顆粒物）

總懸浮顆粒物(TSP)：大氣中粒徑0.1～100m的所有固體顆粒。自然來(lái)源——火山噴發(fā)，森林火災(zāi)，海水蒸來(lái)源發(fā),土壤侵蝕,吹揚(yáng)……

人為來(lái)源——燃料燃燒，工業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸……

大氣的恒定組分:大氣的恒定組分是指大氣中的O2、N2和稀有氣體。在近地層大氣中這些氣體組分地含量幾乎可認(rèn)為使不變的，它們約占大氣總量的99.96%。

大氣的可變組分:主要指CO2和H2O（g），這些氣體組分受不同地區(qū)氣候、季節(jié)等多種因素的影響而發(fā)生變化。正常狀況下，H2O(g)約占0－4％，CO2約占0.033%。由恒定組分和可變組分所組成的大氣稱為潔凈大氣。

大氣的不定組分:大氣中的塵埃、硫化物、氮氧化物、硫氧化物等是大氣中的不定組分，當(dāng)它們進(jìn)入大氣后，可能造成大氣污染。對(duì)流層特點(diǎn)：①氣溫隨高度增加而降低；②空氣具有劇烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)；③密度大二、大氣層結(jié)構(gòu)對(duì)流層平流層中間層電離層散逸層（1）對(duì)流層:是大氣圈的最下層，是指從地表至離地10－12km以內(nèi)的這一層大氣。對(duì)流層的大氣密度最大，只有十幾千米厚的對(duì)流層的空氣量就占了整個(gè)大氣層大氣總質(zhì)量的75％左右。（2）平流層:對(duì)流層以上直至離地表50km的大氣層為平流層。在平流層中沒(méi)有什么塵埃和水汽，空氣比對(duì)流層稀薄得多。平流層的特點(diǎn)：①溫度隨高度的增加而升高；②大氣穩(wěn)定，沒(méi)有上下對(duì)流；③在平流層的中上部，由于受陽(yáng)光紫外線輻射，使O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了O3而形成了臭氧層,15-50km。（3）中間層平流層頂至離地表80km這一層。（4）電離層在離地80－500km左右的這一空間稱為電離層。（5）散逸層電離層以上的大氣層稱為逸散層，是大氣層向星際空間過(guò)渡的區(qū)域，沒(méi)有什么明顯的界限。一、大氣污染的概念

由于人類活動(dòng)或自然過(guò)程引起某種物質(zhì)的含量超過(guò)正常含量，引起空氣質(zhì)量惡化，從而造成對(duì)人體健康和動(dòng)植物生長(zhǎng)的危害，這種現(xiàn)象叫大氣污染。

二、大氣污染源1、天然污染源2、人為污染源各類工礦企業(yè)稱為工業(yè)污染源。工業(yè)污染源污染物排放的三個(gè)途徑能源燃燒過(guò)程中排出大量廢氣和粉塵由于生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜落后，排放無(wú)用的有害副產(chǎn)品由于生產(chǎn)管理不善造成的跑、冒、滴、漏及固體廢物處理過(guò)程中排放大量污染物以煙塵，SO2、CO、NOX、CmHn等為主造紙廠、煉油廠、染料廠等排放惡臭氣體及一些有機(jī)氣體如甲醛、甲醇等氨氣的泄漏等生活污染源這類污染源低矮而數(shù)量多，面積廣而分散，直接燃煤且煤質(zhì)低劣，極易造成煤煙型大氣污染。在我國(guó)大多數(shù)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)以氣化、液化為燃料的中小城鎮(zhèn)顯得尤為嚴(yán)重，因此，生活污染源也是我國(guó)不容忽視的大氣污染源。居民供熱取暖鍋爐的煙囪及居民中一家一戶的小爐灶是最普遍的生活大氣污染源。指交通工具如汽車、飛機(jī)、船舶、火車等。在交通沿線、船舶集中的碼頭，大型火車站及飛機(jī)場(chǎng)。車、機(jī)來(lái)往頻繁，排放污染物比較集中，不易擴(kuò)散，可造成嚴(yán)重的空氣污染。交通污染在現(xiàn)代化大城市中更突出，在發(fā)達(dá)國(guó)家中，汽車成為大氣的主要污染源。美國(guó)擁有汽車1億多輛，占全世界半數(shù)以上，汽車的排放物占全部大氣污染的60%，在歐洲為50%以上。交通污染源農(nóng)業(yè)污染源使用農(nóng)藥、化肥等化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量急劇增加,種類也愈來(lái)愈多,造成大氣污染。按排放空間分：1、高架源：在距地面一定高度排放污染物，如電廠煙囪等2、低架源：在地面上或離地面高度很低的排放源按區(qū)域分類：局部地區(qū)大氣污染；區(qū)域性大氣污染廣域性大氣污染；全球性大氣污染按排放形式（位置）分1、線源沿著一條線排放污染物，如汽車、火車等2、面源在一個(gè)大范圍內(nèi)排放污染物，如煤田自燃的煤堆、密集而低矮的居民住宅煙囪群等3、點(diǎn)源：集中在一點(diǎn)或在可當(dāng)作一點(diǎn)的小范圍內(nèi)排放污染物，如煙囪等三、大氣主要污染物

（一）大氣污染物的分類1.按污染物存在的物理形態(tài)：氣體狀態(tài)污染物和固體顆粒狀態(tài)污染物2.按形成過(guò)程分類：一次污染物和二次污染物直接從污染源排放的污染物質(zhì)－－－一次污染物由一次污染物在大氣中互相作用經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)形成的與一次污染物的物理化學(xué)性質(zhì)完全不同的新大氣污染物－－－－二次污染物（二）主要的大氣污染物顆粒物含硫化合物氮氧化物碳氧化物光化學(xué)氧化劑顆粒物

1、顆粒污染物是指固體粒子、液體粒子或它們?cè)跉怏w介質(zhì)中的懸浮體，又稱為氣溶膠狀態(tài)污染物

可吸入粒子：易于通過(guò)呼吸過(guò)程而進(jìn)入呼吸道的粒子。目前目際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議將其定為粒徑≤10um。飄塵<10μm可長(zhǎng)時(shí)間漂浮于大氣降塵﹥10μm在較短時(shí)間內(nèi)沉降到地面總懸浮微粒（TSP)<100μm的所有固體顆粒尤以10um以下的為最多?！住住住住住住住住住住住住住住住住住追蹓m(dust)1μm<<200μm先懸浮后沉降煙(fume)0.01μm<<1μm漂浮于大氣霧(fog)<100μm懸浮于大氣的小水滴飛灰（flyash)

特指燃料燃燒產(chǎn)生的較細(xì)的灰份黑煙（smoke)特指燃料燃燒產(chǎn)生的可見的氣溶膠2、大氣飄塵的危害

據(jù)分析，在總懸浮顆粒物中

硫酸鹽：約10％（主要為硫酸銨）

硝酸鹽：約5％

金屬：約5％（三十多種，以鐵為最多）

有機(jī)物：約5％（脂肪烴多于芳香烴）（1）影響大氣的物理性質(zhì)（能見度、空氣混濁、減少太陽(yáng)輻射等）（2）使建筑物、金屬制品等受到腐蝕；（3）對(duì)人、動(dòng)植物產(chǎn)生危害（顆粒中的各種致癌物質(zhì)）；（4）與其它大氣污染物協(xié)同作用形成大氣污染。

時(shí)間飄塵濃度SO2濃度死亡人數(shù)（mg/m3）（mg/m3）1952.124.463.84000多19563.251.61000多19572.401.84001962.122.84.1750含硫化合物

污染大氣的含硫化合物有H2S、SO2、SO3、硫酸酸霧及硫酸鹽氣溶膠等，但在大氣中主要是SO2。

大氣中的SO2主要來(lái)源于礦物燃料的燃燒。據(jù)估計(jì)，全世界每年由于人類活動(dòng)排放到大氣中的SO2可能超過(guò)一億五千萬(wàn)噸，其中2/3來(lái)自于煤的燃燒，1/3來(lái)自石油的燃燒，礦物燃料燃燒時(shí)，主要生成SO2。所以人類活動(dòng)排放到大氣中的硫氧化物主要是SO2。

SO2是無(wú)色、有刺激性和窒息性的氣體，對(duì)呼吸道有刺激作用，能引起呼吸道和心血管疾病。值得注意的是SO2與飄塵的協(xié)同作用將使其毒性大大增強(qiáng)，使得大氣污染加劇。大氣中的SO2可以通過(guò)均相或非均相氧化生成SO3。SO3一經(jīng)形成，便迅速與大氣中的水蒸氣作用生成硫酸，因此大氣中SO3的含量十分低微，生成的硫酸是嚴(yán)重危害健康的物質(zhì)，其毒性遠(yuǎn)大于SO2。氮氧化物

對(duì)流層中危害較大的氮氧化物是NO和NO2，統(tǒng)稱為總氮氧化物（NOx）。當(dāng)?shù)V物燃料高溫燃燒時(shí)，空氣中的N2與O2結(jié)合而生成NO,溫度越高，生成NO的速度和量越大，由這種方式生成的NOx稱為熱NOx；另一類是因燃料中含有吡啶、氨基化合物等含氮化合物，在燃燒的過(guò)程中生成了NOx，這種方式數(shù)生成的NOX稱為燃料NOx；另外一些工廠(如生產(chǎn)硝酸或使用硝酸、氮肥廠等)的生產(chǎn)過(guò)程中排放到大氣中的NOx。

NO是無(wú)色，有刺激性氣味不活潑的氣體，它能與血紅蛋白結(jié)合生成亞硝基血紅蛋白而引起中毒，并可產(chǎn)生缺氧癥狀和中樞神經(jīng)受損。NO氧化后生成紅棕色、有刺激性的NO2，它的毒性較強(qiáng)，能迅速破壞肺細(xì)胞，可能是引起肺氣腫和肺癌的病因。NO2又是一吸光物質(zhì)，與CH化合物易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，是形成光化學(xué)反應(yīng)的元兇，由此產(chǎn)生的二次污染物光化學(xué)煙霧（過(guò)氧乙?；跛狨AN）的危害更大。碳氧化物1、一氧化碳大氣中CO來(lái)源于燃料的燃燒。而由汽車尾氣中的CO造成的大氣污染已引起世界各國(guó)的重視。值得注意的是一氧化碳的另一人工源是吸煙排出的煙氣。吸煙者吸入的CO遠(yuǎn)高于不吸煙者，尤其是吸過(guò)濾嘴香煙的人。

CO的主要危害是妨礙體內(nèi)氧氣的傳輸。它與血紅蛋白的親和力比氧大二百多倍，而生成的羰基血紅蛋白的解離速度比氧合血紅蛋白小三千六百多倍，因此一旦生成羰基血紅蛋白就很難解離，導(dǎo)致輸氧能力降低，造成機(jī)體缺氧，危害人體健康。體內(nèi)缺氧時(shí)對(duì)所有的器官都有影響，而最敏感的是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心肌。2、CO2CO2是無(wú)色、無(wú)毒的氣體，目前由于人類活動(dòng)排放到大氣中的CO2的量不斷增加，而吸收CO2的森林反遭到嚴(yán)重破壞，使得大氣中CO2的濃度不斷增加。據(jù)測(cè)定，一個(gè)世紀(jì)前，大氣中CO2的含量約為284ppm,目前已達(dá)到379ppm。CO2濃度的增加，可能對(duì)全球的氣候產(chǎn)生影響，因而是目前環(huán)境科學(xué)上頗為注意的問(wèn)題之一。

光化學(xué)氧化劑

1、光化學(xué)反應(yīng)和光化學(xué)煙霧在太陽(yáng)紫外線作用下，大氣中的某些污染物發(fā)生反應(yīng)，生成新的污染物，這種反應(yīng)叫光化學(xué)反應(yīng)。由此產(chǎn)生的煙霧稱為光化學(xué)煙霧。

2、光化學(xué)煙霧形成的條件（1）充足的陽(yáng)光，無(wú)風(fēng)；（2）出現(xiàn)逆溫；（3）大氣含有一定濃度的NO2和碳?xì)浠衔铩?、光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理（1）污染空氣中NO2的光解是光化學(xué)煙霧形成的起始反應(yīng)NO2+hv(λ＜430nm)——NO2*,NO2*——NO+OO+O2+M——O3+MO3+NO——O2+NO2（2）碳?xì)浠衔锱cO、O3、OH、NO等自由基作用生成醛、酮、酸以及RO2、HO2、RCO等自由基。（3）過(guò)氧自由基引起NO向NO2轉(zhuǎn)化，并導(dǎo)致O3和過(guò)氧乙酰硝酸脂（PAN）等生成。4、光化學(xué)煙霧的危害（1）、對(duì)人體健康的影響光化學(xué)煙霧最明顯的危害是對(duì)人眼的刺激作用。出現(xiàn)眼流淚、發(fā)紅(俗稱紅眼病)。除眼外，對(duì)鼻、咽、氣管和肺均有明顯的刺激作用。對(duì)老人、兒童和病弱者尤為嚴(yán)重。污染嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，使視覺敏感度和視力降低。受害嚴(yán)重者，呼吸困難、胸痛、頭暈、發(fā)燒、嘔吐、以致血壓下降、昏迷不醒。長(zhǎng)期慢性傷害，可引起肺機(jī)能衰退、支氣管炎、甚至發(fā)展成肺癌等。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，美國(guó)加里福尼亞洲由于光化學(xué)煙霧的作用，曾使該州3／4的人發(fā)生了紅眼病。日本東京1970年發(fā)生的光化學(xué)污染時(shí)期有20000人患了紅眼病。1952年洛杉礬事件發(fā)生時(shí)，兩天內(nèi)就使65歲以上的老人死亡400余人。（2）對(duì)植物的傷害光化學(xué)煙霧能使植物葉片受害變黃以致枯死。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，僅加利福尼亞州1959年由于光化學(xué)污染引起的農(nóng)作物減產(chǎn)損失已達(dá)800萬(wàn)美元。使大片樹木枯死，葡萄減產(chǎn)60％以上，柑橘也嚴(yán)重減產(chǎn)。對(duì)光化學(xué)煙霧敏感的植物還有棉花、煙草、甜菜、番茄、菠菜、某些花卉和多種樹木。2000年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)——大氣環(huán)境

第三節(jié)大氣污染物的擴(kuò)散一個(gè)地區(qū)大氣污染的程度與下列因素有關(guān)：（1）源參數(shù)：污染物數(shù)量、組成、排放方式排放源的密集程度及位置（2）氣象條件：（3）下墊面狀況（地理因素）一、影響大氣污染物擴(kuò)散的氣象因素風(fēng)定義：空氣的水平運(yùn)動(dòng)成為風(fēng)

（每個(gè)地區(qū)有其主導(dǎo)風(fēng)向）風(fēng)對(duì)污染物的擴(kuò)散作用：輸送作用擴(kuò)散和稀釋作用（與風(fēng)速有關(guān)）（1）風(fēng)和大氣湍流的影響

大氣湍流定義：大氣從不同的尺度作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的流體狀態(tài)作用：使氣體各部分得到充分的混合形成因素：機(jī)械因素——當(dāng)空氣流過(guò)粗糙的表面時(shí)，隨地面的起伏而抬升或下沉，產(chǎn)生垂直方向的湍流熱力因素——由于大氣鉛直方向溫度變化所引起的湍流（2）溫度層結(jié)和逆溫

溫度層結(jié)就是指大氣的溫度垂直分布在對(duì)流層內(nèi)，實(shí)際的氣溫垂直分布比較復(fù)雜，分三種情況：

氣溫隨高度遞減；氣溫隨高度遞增（逆溫）；氣溫隨高度變化不大（等溫）。逆溫的發(fā)生原因：

輻射逆溫下沉逆溫

地形逆溫平流逆溫鋒面逆溫（3）大氣穩(wěn)定度氣溫垂直遞減率：?jiǎn)挝桓卟睿?00m）氣溫變化速率的負(fù)值。干絕熱直減率：干空氣在絕熱升降過(guò)程中，每升降單位距離引起氣溫變化速率的負(fù)值。氣溫垂直遞減率小于干絕熱直減率，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)；氣溫垂直遞減率大于干絕熱直減率，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)；氣溫垂直遞減率等于干絕熱直減率，大氣處于中性狀態(tài)；綜上所說(shuō)，風(fēng)越大，湍流越強(qiáng)，大氣越不穩(wěn)定，擴(kuò)散稀釋就越迅速，越不易污染。海陸風(fēng)從海上吹向陸地的風(fēng)，叫做海風(fēng)；從陸地吹向海上的風(fēng)，稱為陸風(fēng)。氣象上常把兩者合稱為海陸風(fēng)。二、影響大氣污染物擴(kuò)散的地形因素山谷風(fēng)白天風(fēng)從谷底吹向山坡，這種風(fēng)叫谷風(fēng)；到夜晚，風(fēng)從山坡吹向山谷，這種風(fēng)稱山風(fēng)。山風(fēng)和谷風(fēng)總稱為山谷風(fēng)。

谷風(fēng)山風(fēng)城市風(fēng)城市所發(fā)出的巨大熱量，使得城區(qū)成為好比在冷涼郊區(qū)農(nóng)村包圍中的溫暖島嶼，因此得名“城市熱島”。城市風(fēng)是由城市熱島效應(yīng)造成的。造成的原因：城市能源消耗量大城市建筑物及路面硬化覆蓋率大，散熱差。第四節(jié)大氣污染的危害一、大氣污染對(duì)人體健康的影響大氣污染物的種類繁多，排放量大，污染范圍廣，對(duì)人體健康的危害是多方面的，如呼吸道疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損、癌癥等。大氣污染對(duì)人體健康的影響與污染物的種類、性質(zhì)、暴露時(shí)間及個(gè)體敏感性有關(guān)。大氣污染物通過(guò)三個(gè)途徑侵入人體：①直接呼吸②附于食物或溶解于水，隨飲食、飲水侵入；③接觸和刺激皮膚進(jìn)入，尤其是脂溶性物質(zhì)更易從完整皮膚侵入。其中，從呼吸侵入是主要途徑，危害也最大。原因是：①人每天吸入量極大；②肺泡面積50~70m2，且布滿毛細(xì)血管，進(jìn)行氣體交換，其濃縮作用強(qiáng)；③整個(gè)呼吸道富含水分，對(duì)有些物質(zhì)的粘附、溶解、吸收能力大，感受性強(qiáng)，因此，大氣污染對(duì)人體的影響，先在感覺上，隨后生理出現(xiàn)可逆性反應(yīng)，進(jìn)一步出現(xiàn)急性危害癥狀。對(duì)人的危害大致可分為急性中毒、慢性中毒和致癌作用。

1)急性中毒污染物在高濃度、短時(shí)間內(nèi)的突然作用下，或由于外界氣象條件突變時(shí)，會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害，死亡率較大。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。倫敦上空的煙霧印度博帕爾：1984年12月3日，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司的農(nóng)藥廠，因管理不善，使一個(gè)貯45t異氰酸甲酯(MIC)劇毒液體的貯氣罐里壓力升高而爆炸，MIC溢出，氣體和液體的混合物形成大量濃煙進(jìn)入有20萬(wàn)人口的貧民區(qū)，使數(shù)千居民在睡夢(mèng)中死去，25萬(wàn)km2環(huán)境受到破壞。死亡2048人，受害達(dá)20萬(wàn)人，其中2萬(wàn)人受到嚴(yán)重毒害，雙目失明或終生殘廢，20多萬(wàn)人逃離博市。墨西哥液化氣爆炸事件，1984年11月19日，油庫(kù)發(fā)生一連串爆炸起火，被炸碎的罐片四處橫飛，一個(gè)15米長(zhǎng)的丙烷汽罐飛到空中，中毒死亡1000多人，4200多人受傷，周圍50萬(wàn)居民撤離。2)慢性中毒人體長(zhǎng)期連續(xù)地吸入低濃度的污染物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致患病率上升，SO2、飄塵、NOX等即使是濃度較低也能刺激呼吸系統(tǒng)，誘發(fā)呼吸道的各種炎癥，包括慢性氣管炎、肺氣腫、支氣管哮喘、塵肺、肺癌等。呼吸道疾病是大氣污染引起的常見疾病。日本“四日市哮喘病”是慢性中毒的典型例子，另?yè)?jù)調(diào)查證實(shí)，大氣污染嚴(yán)重地區(qū)的呼吸道疾病發(fā)病率和死亡率都較高，英國(guó)五十年代空氣污染嚴(yán)重時(shí)期與平時(shí)相比，肺氣腫的發(fā)病率高11倍，支氣管炎高7倍多。3)致癌空氣污染危害更嚴(yán)重的是能誘發(fā)癌癥，因?yàn)榭諝庵杏胁簧僦掳┪?，諸如飄塵上吸附的3,4-苯并芘，汽車廢氣中的多環(huán)芳烴，粉塵中的石棉、鎳、鉻、鈹、砷等重金屬，1kg煤燃燒可以產(chǎn)生0.21mg的3,4–苯并芘，100g煤煙中含6.4mg、100支香煙的煙氣中含有4.4g3,4–苯并芘，汽車行駛1小時(shí)，大約排出300g3,4–苯并芘。4）對(duì)人體健康的間接危害這些污染物使人類生活條件與環(huán)境變壞，間接影響人體健康。影響太陽(yáng)輻射和小氣候污染－透明度低－光和紫外線減弱疾病流行佝僂病多降低大氣能見度影響居民衛(wèi)生生活條件大氣污染物對(duì)器物的損害大氣污染對(duì)暴露在大氣中的建筑物、金屬制品、名勝古跡、鐵路橋梁、橡膠制品、紡織品、皮革、紙張等物品的損害是很嚴(yán)重的。這種損害包括玷污性損害和化學(xué)性損害兩個(gè)方面。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)，如SO2與水汽結(jié)合成的酸霧、霧滴使金屬物品產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕；使織物、皮革腐蝕破碎，使紙張褪色變脆、剝蝕，損壞了名勝古跡原貌而失去了藝術(shù)價(jià)值。經(jīng)歷五千年的埃及獅身人面象，在近幾十年由于開羅上空大氣污染而幾乎面目全非。羅馬古跡，高達(dá)44米的特立揚(yáng)石柱表面2500個(gè)栩栩如生的人物，因空氣污染已看不清楚了，威尼斯、雅典、吳哥等從西方到東方的古跡，包括法國(guó)的84座教堂，英國(guó)歷史人物的雕塑，都受到空氣污染煙霧的加速摧殘。代表中國(guó)建筑華夏的北京漢白玉石雕，也普遍遭到嚴(yán)重腐蝕。例如，故宮太和殿臺(tái)階的欄桿和欄桿柱，是在近五十年開始變得模糊，有的已腐蝕成光板。類似上述現(xiàn)象，比比皆是，舉不勝舉，并有日益嚴(yán)重趨勢(shì)。對(duì)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。二、大氣污染對(duì)植物的影響和危害(1)急性危害短時(shí)期內(nèi)，高濃度污染物造成的危害癥狀：植物葉上有傷斑、葉片逐漸枯萎脫落–––死亡(2)慢性危害長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，低濃度的污染物造成植物葉片褪綠，影響生長(zhǎng)發(fā)育(矮小、變細(xì)、脆弱)(3)隱性危害外表生長(zhǎng)發(fā)育正常，但生理機(jī)能受到影響，產(chǎn)量下降。三、大氣污染對(duì)氣候的影響（一）大氣污染對(duì)城市氣候的影響大氣污染使得城市氣溫高于農(nóng)村，城市的能見度較農(nóng)村低，云、霧、降雨比農(nóng)村多。（二）對(duì)全球氣候的影響目前對(duì)地表氣溫上升的真正原因還未證實(shí)，提得較多的是“溫室效應(yīng)”。的確，人類的活動(dòng)已使得大氣中二氧化碳的含量有所升高，因此不得不引起人們的高度重視。

結(jié)束（1）溫室效應(yīng)：大氣層中的某些微量組分，能使太陽(yáng)的短波輻射通過(guò)，加熱地面，而地面增溫后所放出的熱輻射卻被這些組分吸收，使大氣增溫，這種現(xiàn)象稱溫室效應(yīng)。

溫室效應(yīng)和溫室氣體（2）溫室氣體：能使大氣增溫的微量組分稱溫室氣體。結(jié)束結(jié)束溫室效應(yīng)的危害全球變暖將可能導(dǎo)致兩極的冰川融化，使還海平面升高，淹沒(méi)許多城市。世界上大約有1/3的人口生活在沿海岸線60Km以內(nèi)，世界上35座最大的城市中，有20座地處沿海。海平面升高無(wú)疑將是對(duì)人類的巨大威脅。

結(jié)束地球表面氣溫升高，各地降水和干濕狀況也會(huì)發(fā)生變化?，F(xiàn)在溫帶的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，由于氣溫升高，蒸發(fā)加強(qiáng)，氣候會(huì)變得干旱，農(nóng)業(yè)區(qū)會(huì)退化成草原；干旱區(qū)會(huì)變得更干旱，土地沙漠化，使農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。溫室效應(yīng)影像資料主要的溫室氣體有氟里昂甲烷全球氣候變化趨勢(shì)1860年以來(lái)全球氣溫的變化過(guò)去1000年北半球氣候變化的趨勢(shì)對(duì)沿海地區(qū)的影響對(duì)人類健康的影響

對(duì)水資源的影響

對(duì)森林影響

對(duì)生物物種的影響

對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響

溫室效應(yīng)的影響和危害南極巨型冰架拉森Ｂ轟塌

——美國(guó)國(guó)家冰雪信息中心2002年3月19日

在南極洲，短短一個(gè)月內(nèi)，一座相當(dāng)于英國(guó)威爾士大小的巨型冰架轟塌瓦解。它的面積為３２５０平方公里，厚２0０米，估計(jì)重量達(dá)到５０萬(wàn)萬(wàn)億噸。全球變暖控制對(duì)策

(1)能源對(duì)策——提高能源效率與節(jié)能

發(fā)展核能和氫能。

開發(fā)利用新能源——太陽(yáng)能與風(fēng)能

開發(fā)替代能源——水力發(fā)電

(2)綠色對(duì)策——綠化造林

固碳技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)（簡(jiǎn)稱風(fēng)電場(chǎng)）是將多臺(tái)大型并網(wǎng)式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在風(fēng)能資源好的場(chǎng)地，按照地形和主風(fēng)向排成陣列，組成機(jī)群向電網(wǎng)供電。

秦山一期核電站秦山二期核電站秦山三期核電站大亞灣核電站嶺澳核電站

田灣核電站（建設(shè)中）（江蘇連云港市）《京都議定書》(1997.12,160個(gè)國(guó)家參加）在2008年至2012年期間，發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室氣體排放量要在1990年的基礎(chǔ)上平均削減5.2％，其中美國(guó)削減7％，歐盟8％，日本6％。但美國(guó)2001年3月28日突然宣布將不履行《京都議定書》規(guī)定的義務(wù)！四、臭氧層破壞和耗損（一）臭氧層及其作用臭氧層：濃度峰值在于平流層(30km)以下離地面20～25km的大氣中臭氧的生成和消除：臭氧在平流層的產(chǎn)生和消除都是通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的臭氧的作用：它能強(qiáng)烈吸收太陽(yáng)輻射中大部分波長(zhǎng)為220-330nm的紫外線，從而防止過(guò)強(qiáng)的紫外線對(duì)地球上生物的直接傷害。臭氧空洞逐年增大（二）平流層中臭氧層對(duì)地球生命的重要性以紫外線對(duì)人體效應(yīng)為依據(jù)，按照波長(zhǎng)的順序?qū)⒆贤饩€分為紫外線A(320~400nm)、紫外線B(290~320nm)、紫外線C(190~290nm)。盡管紫外線C的危害最大，但它幾乎全部被臭氧層吸收，即使是平流層中臭氧濃度大大降低，紫外線C也幾乎不能到達(dá)地球。紫外線B能強(qiáng)烈影響人類的基因物質(zhì)脫氧核糖核酸而導(dǎo)致皮膚衰老，產(chǎn)生曬斑，形成皮膚癌。而且這種波長(zhǎng)的紫外線的能量足以破壞C—H鍵，對(duì)地球上的生命及有機(jī)物均有破壞作用。正是由于臭氧層能吸收λ≤330nm的紫外線，因而對(duì)地球上的生物起了保護(hù)作用。但紫外線B的吸收與臭氧的濃度密切相關(guān)，隨著臭氧層中臭氧濃度大大降低，到達(dá)地面的紫外線的量大大增加，給人類的生存帶來(lái)極大威脅，同時(shí)，危害農(nóng)作物和水生生物，所以臭氧層的破壞已引起全世界的廣泛重視和關(guān)注。（三）大氣污染物對(duì)臭氧層的破壞

目前人類認(rèn)識(shí)到的直接破壞臭氧層的基團(tuán)主要有4種類型：

(1)可產(chǎn)生自由基ClOx.(如Cl.,ClO.)的物質(zhì)。

(2)可產(chǎn)生自由基BrOx.(如Br.,BrO.)的物質(zhì)。

(3)氮氧化物NOx(如NO，NO2)及可生成氮氧化物的物質(zhì)。

(4)可產(chǎn)生自由基HOx.(如H.，HO.，HO2.)的物質(zhì)。

Cl來(lái)源于氟氯烴，在對(duì)流層中氟氯烴具有無(wú)毒、不燃燒且有較高的穩(wěn)定性等特點(diǎn)而被廣泛用作制冷劑（25萬(wàn)噸/年）、噴霧劑（30萬(wàn)噸/年）、溶劑（18萬(wàn)噸/年）及制作泡沫塑料（26萬(wàn)噸/年）等。全世界估計(jì)年產(chǎn)量在100多萬(wàn)噸，目前世界上許多國(guó)家對(duì)禁止使用氟氯烴持積極支持的態(tài)度。但就算目前全世界都禁止使用氟氯烴，已經(jīng)散發(fā)到環(huán)境中的氟氯烴對(duì)臭氧層的破壞作用仍將持續(xù)下去。臭氧層耗損2000年6月美國(guó)宇航局（NASA）科學(xué)家拍攝到的南極上空臭氧層空洞照片（面積到達(dá)2830萬(wàn)平方公里）氯氟烷烴及其對(duì)臭氧層的破壞

導(dǎo)致臭氧耗損的物質(zhì)：

◎氟里昂(氟氯烷烴，記為CFCs)：如CFCl3(F-11)、CF2Cl2(F-12)、CF3Cl(F-13)、CHFCl2(F-21)、CHF2Cl(F-22)

◎哈龍(溴氟烷烴)：如哈龍1211(CF2ClBr)、哈龍1301(CF3Br)

◎N2O

◎CCl4

1個(gè)氯原子可以消耗10萬(wàn)個(gè)臭氧分子！臭氧層耗損造成的危害對(duì)人類健康的危害：使皮膚癌、白內(nèi)瘴患者增加，人的免疫能力下降（臭氧每減少1%，到達(dá)地球表面的紫外線B強(qiáng)度增加2%，皮膚癌的發(fā)病率可能上升5-7%，，白內(nèi)障的發(fā)病率將上升0.6-0.8%）加速氣候變暖造成農(nóng)牧業(yè)的減產(chǎn)、生態(tài)系統(tǒng)破壞和導(dǎo)致某些生物物種的突變制定國(guó)際協(xié)定減少或禁止氟里昂生產(chǎn)

《消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾協(xié)定書》研制氟里昂替代品氫氟烴

HFC-134a(CF3CH3)----CFC-12替代物氫氯氟烴

HCFC-134(CF3CHCl2)----CFC-11(發(fā)泡劑)的替代物其它替代物

臭氧層耗損對(duì)策淘汰消耗臭氧層物質(zhì)的國(guó)際行動(dòng)

1985年，制定了保護(hù)臭氧層的《維也納公約》,我國(guó)于1989年加入《維也納公約》。

1987年，制定了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》，對(duì)8種破壞臭氧層的物質(zhì)（簡(jiǎn)稱受控物質(zhì)）提出了削減使用的時(shí)間要求。這項(xiàng)議定書得到了163個(gè)國(guó)家的批準(zhǔn)。

1990年、1992年和1995年，對(duì)議定書又分別作了3次修改，擴(kuò)大了受控物質(zhì)的范圍，并提前了停止使用的時(shí)間。根據(jù)修改后的議定書的規(guī)定，發(fā)達(dá)國(guó)家到1994年1月停止使用哈倫，1996年1月停止使用氟利昂、四氯化碳、甲基氯仿；發(fā)展中國(guó)家到2010年全部停止使用氟利昂、哈倫、四氯化碳、甲基氯仿。中國(guó)于1992年加入了《蒙特利爾議定書》。

目前世界上許多國(guó)家對(duì)禁止使用氟氯烴持積極支持的態(tài)度。但是，在對(duì)消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）實(shí)行控制之前（1996年以前），全世界向大氣排放的ODS已達(dá)到了2000萬(wàn)噸，由于ODS相當(dāng)穩(wěn)定，可以存在50-100年，所以被排放的大部分ODS目前仍留在大氣層中。就算目前全世界都禁止使用氟氯烴，已經(jīng)散發(fā)到環(huán)境中的氟氯烴對(duì)臭氧層的破壞作用仍將持續(xù)下去。五、大氣污染的影響－酸雨（一）酸雨（1）酸雨的定義酸雨又稱酸沉降，它是指pH<5.6的天然降水(濕沉降)和酸性氣體及顆粒物的沉降(干沉降)（二）、酸雨的化學(xué)組成酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸及其鹽。其中絕大部分是硫酸和硝酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。從污染源排放出來(lái)的SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物。除此以外，不少地方的降水中發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸（甲酸、乙酸）。酸雨的化學(xué)組成酸雨的化學(xué)組成我國(guó)與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的酸雨在化學(xué)組成上的明顯差異：降水中[SO42-]占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),[SO42-]

/[NO3]

的平均比值在5～10之間，而國(guó)外一般為1左右（三）酸雨的形成礦石燃料的燃燒排放大量的SO2和氮氧化物NOx，在大氣層里，由于水蒸汽的存在，它們可以轉(zhuǎn)化為硫酸、硝酸，在特定條件下隨雨水降落下來(lái)就成為酸雨。酸雨的成因和危害（四）、酸雨的危害當(dāng)水體酸化至pH為6.5-6時(shí)，魚類的孵化率明顯下降；pH為6以下時(shí)，魚苗的數(shù)量減少；pH小于5.5時(shí)，大部分魚類難以生存；pH為5以下時(shí)，各種魚類和兩棲動(dòng)物和絕大部分昆蟲將死亡，水草大量死亡，浮游生物瀕臨滅絕。

（1）對(duì)魚類和水生生物的危害使湖泊酸化；酸雨使流域土壤和水體底泥中的金屬(例如鋁)可被溶解進(jìn)入水中毒害魚類。酸雨的危害（2）對(duì)陸生生態(tài)系統(tǒng)的危害抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定、淋洗與土壤粒子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化。酸雨傷害植物的新生芽葉，干擾光合作用，影響其發(fā)育生長(zhǎng)。生態(tài)系統(tǒng)失去了恢復(fù)力，樹木瀕臨死亡。

酸雨危害酸雨的危害酸雨的危害（3）對(duì)建筑材料和金屬材料的腐蝕（4）酸雨對(duì)人體健康的影響（五）世界酸雨發(fā)展?fàn)顩r和

我國(guó)酸雨現(xiàn)狀酸雨早在19世紀(jì)中葉就在英國(guó)發(fā)生過(guò)，英國(guó)是工業(yè)革命的發(fā)源地，煤炭的大規(guī)模的利用和燃燒，造成大氣質(zhì)量惡化和酸雨的產(chǎn)生。從1870年起到1963年近百年中發(fā)生了幾十起煙霧事件

20世紀(jì)50一60年代，北歐的瑞典和挪威地區(qū)開始受到來(lái)自歐洲中部工業(yè)區(qū)(英、法、德等國(guó))S02的長(zhǎng)距離輸送(高煙囪)的影響，湖泊中魚類開始減少，古建筑和石雕受侵蝕。到60年代末北歐湖水酸化十分明顯，許多湖泊成為沒(méi)有魚類和其他水生生物的“死湖”，酸雨的危害逐步發(fā)展為“區(qū)域性”事件。

最早歐洲的酸雨多發(fā)生在挪威、瑞典等北歐國(guó)家，后來(lái)擴(kuò)展到東歐和中歐，直至幾乎覆蓋整個(gè)歐洲。在酸雨最嚴(yán)重的時(shí)期，挪威南部約5000個(gè)湖泊中有1750個(gè)由于pH過(guò)低而使魚蝦絕跡；瑞典的9萬(wàn)個(gè)湖泊中有1／5已受到酸雨的侵害。

20世紀(jì)70一80年代，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，酸雨范圍由北歐擴(kuò)大至中歐。德國(guó)約有1/3的森林受到酸雨不同程度的危害；在巴伐利亞每4株云杉就有一株死亡；在瑞士，森林受害面積已達(dá)50％以上。20世紀(jì)80年代初，整個(gè)歐洲的降水pH在4.0~5.0之間，雨水中硫酸鹽含量明顯升高。

同時(shí)，在北美(主要是美國(guó)的東部和北部五太湖美、加交界區(qū))也形成了大面積的酸雨區(qū)。成為美國(guó)和加拿大棘手的環(huán)境問(wèn)題。加拿大抽樣調(diào)查的8500個(gè)湖泊已全部酸化.在美國(guó)南部的15個(gè)州曾達(dá)到降水平均PH值在4.2～4.5之間。美國(guó)曾報(bào)道至少有1200個(gè)湖泊己酸化，占可能酸化地區(qū)中全部湖泊的4％，在這些湖泊中．生物無(wú)法生存：此外，還有5％的湖泊酸度正在上升，雖未完全酸化，但已嚴(yán)重到威脅某些生物生存的程度；1972年在斯德哥爾摩召開的聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議上，瑞典政府提交給大會(huì)的研究報(bào)告《跨越國(guó)境的空氣污染：大氣和降水中的硫?qū)Νh(huán)境的影響》標(biāo)志著酸雨真正被作為一種國(guó)際性環(huán)境問(wèn)題正式提上議事日程。1982年6月在瑞典斯德哥爾摩召開了“國(guó)際環(huán)境酸化會(huì)議”，這標(biāo)志著酸雨污染已成為當(dāng)今世界重要的環(huán)境問(wèn)題之一。中國(guó)酸雨現(xiàn)狀

從20世紀(jì)80年代以來(lái)，中國(guó)的酸雨污染呈加速發(fā)展趨勢(shì)。在80年代，中國(guó)的酸雨主要發(fā)生在以重慶、貴陽(yáng)和柳州為代表的高硫煤使用地區(qū)及部分長(zhǎng)江以南地區(qū)。到90年代中期，酸雨已發(fā)展到青藏高原以東及四川盆地的廣大地區(qū)。

以長(zhǎng)沙、贛州、南昌、懷化為代表的華中酸雨區(qū)，現(xiàn)在已成為全國(guó)酸雨污染最嚴(yán)重的地區(qū)，其中心區(qū)年均降水PH低于4.0，酸雨頻率高于90％，已到了幾乎“逢雨必酸”的程度。北起青島、南至廈門．以南京、上海、杭州、福州和廈門為代表的華東沿海地區(qū)也成為我國(guó)主要的酸雨地區(qū)，年均降水pH低于5．6的區(qū)域面積已占全國(guó)面積的30％左右。

監(jiān)測(cè)表明，我國(guó)的廣東、廣西、四川盆地和貴州大部分地區(qū)已成為與歐洲、北美并列的世界三大酸雨地區(qū)之一。

我國(guó)酸雨的化學(xué)特征是pH低、離子濃度高，硫酸根、銨和鈣離子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美，而硝酸根濃度則低于歐美，屬硫酸型酸雨。六、對(duì)酸雨的防治對(duì)策技術(shù)改造改善能源結(jié)構(gòu)

風(fēng)能電站太陽(yáng)能利用三峽水利工程第四節(jié)大氣污染的生物監(jiān)測(cè)一、生物監(jiān)測(cè)1.概念就是利用生物對(duì)污染物敏感程度不同,根據(jù)生物在各種污染環(huán)境中的表現(xiàn)與反應(yīng),對(duì)環(huán)境污染情況做出判斷。2．生物監(jiān)測(cè)方法：目前,以指示植物監(jiān)測(cè)大氣污染已在實(shí)踐中被廣泛使用。3．優(yōu)點(diǎn)：具有可在大范圍內(nèi)長(zhǎng)期、連續(xù)進(jìn)行,不用貴重儀器只憑簡(jiǎn)單觀察就可初步確定污染物種類及其濃度,以及能觀測(cè)多種污染物的全面影響等優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)：但也有不能獲得精確數(shù)據(jù),反應(yīng)速度慢,不能表示大氣污染狀況瞬時(shí)變化的不足,所以被常用作化學(xué)監(jiān)測(cè)和儀器監(jiān)測(cè)的輔助手段。4．大氣污染的植物監(jiān)測(cè)：是要通過(guò)觀測(cè)指示植物在污染的大氣環(huán)境下產(chǎn)生的獨(dú)特受害癥狀或植物體內(nèi)污染物含量發(fā)生的顯著改變,來(lái)了解大氣污染程度,所以指示植物應(yīng)有較高的敏感性、傷害癥狀或受反應(yīng)的典型性。5．指示植物的選擇：（5）而在潮濕多雨適于苔薛和地衣生長(zhǎng)的南方,可利用苔蘚、地衣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（1）指示植物應(yīng)分布比較廣泛,在污染區(qū)常見,對(duì)病蟲害抵抗能力強(qiáng),生育期要長(zhǎng),最好能連續(xù)不斷地長(zhǎng)出新葉。（2）要根據(jù)大氣污染類別和已有的關(guān)于植物對(duì)各種污染物反應(yīng)的敏感性資料,盡可能選擇現(xiàn)成的適合監(jiān)測(cè)地區(qū)生長(zhǎng)的植物作為指示植物，因地制宜地挑選出對(duì)該監(jiān)測(cè)區(qū)大氣污染物敏感的植物作為指示植物并確定其受害劑量。（3）要選擇那些生長(zhǎng)在開闊平坦處的草本植物或蔬菜作為指示植物進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（4）樹木雖然一般比不上草本植物敏感,但由于它們的葉子與空氣接觸面積大、時(shí)間長(zhǎng),易于產(chǎn)生受害癥狀,還可以利用樹干年輪了解監(jiān)測(cè)地區(qū)環(huán)境的長(zhǎng)時(shí)間變化,所以也常被用于大氣污染監(jiān)測(cè)。6．一般來(lái)說(shuō),對(duì)大氣污染物反應(yīng)敏感的植物都可以作為該污染的指示植物。二氧化硫污染：紫花苜蓿、蕎麥、芝麻、胡蘿卜和菠菜。氟化氫：唐菖蒲和郁金香。臭氧：煙草。二、調(diào)查與鑒別大氣污染對(duì)植物的危害(一)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查1.調(diào)查基本情況（1）著重調(diào)查危害發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、受害面積、危害程度、當(dāng)?shù)匚廴練v史以及發(fā)生危害時(shí)的天氣情況。（2）降水、濕度、溫度、風(fēng)速和風(fēng)向、逆溫等天氣條件,能夠給大氣污染以重大影響,對(duì)這些因素要做細(xì)致地了解。（3）同時(shí),要對(duì)發(fā)生危害的農(nóng)田的施用農(nóng)藥、化肥、灌溉等田間管理情況進(jìn)行調(diào)查,以利于將大氣污染危害癥狀與旱災(zāi)、元素缺乏癥等相區(qū)別。2.了解污染源（1）了解受害地附近有元排放有毒有害氣體的工廠、車間或設(shè)施；（2）了解它們排放氣體的種類,例如是二氧化硫、氟化氫,還是氯氣、氯化氫、氨氣等。（3）同時(shí),還要了解排放污染物的濃度,包括正常生產(chǎn)時(shí)排放濃度和事故性排放時(shí)的濃度。（4）要了解有關(guān)工廠近期原料、燃料及設(shè)備等的變化情況。3.觀察葉片受害癥狀（1）大氣污染的癥狀觀察：植物所受傷害如為大氣污染急性危害所致,必然在葉片上產(chǎn)生傷斑等癥狀,所以區(qū)別這些癥狀是鑒別植物大氣污染的重要手段。植物受大氣污染的危害癥狀一般容易與受病蟲為害相區(qū)分,蟲害葉片上常有咀嚼的痕跡,病害帶有病原菌,有時(shí)還有孢子束群、分生于孢子和子囊孢子等,難于區(qū)別時(shí)可進(jìn)