熱污染及其防治

熱污染及其防治第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日熱環(huán)境定義：提供給人們生產(chǎn)、生活以及生命活動(dòng)的生存空間的溫度環(huán)境。定義：就是提供給生物種群的賴以生存繁衍的空間溫度環(huán)境。第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日熱環(huán)境自然熱環(huán)境人工熱環(huán)境第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日熱污染定義：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活中排放出的廢熱造成的環(huán)境熱化，損害環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而又影響人類生產(chǎn)、生活的一種增溫效應(yīng)。第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日類型水體污染大氣污染（一）溫室效應(yīng)（二）城市熱島效應(yīng)第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日水體熱污染定義：是指受人工排放熱量進(jìn)入水體所導(dǎo)致的水體升溫。大量熱能排入水體，使水中溶解氧減少，并促使水生植物繁殖，魚類的生存條件變壞。熱污染主要來源于發(fā)電廠和其他工業(yè)的冷卻水。如發(fā)電廠燃料中只有三分之一熱能轉(zhuǎn)化為電能，其余三分之二則流失于大氣或冷卻水中。水溫高還會(huì)使氰化物、重金屬離子等污染物的毒性增強(qiáng)。第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日危害富營養(yǎng)化水體生物死亡第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日一溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)，又稱“花房效應(yīng)”，英文：Greenhouseeffect，是指能透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應(yīng)，是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。太陽短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖后放出的長波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而使地表與低層大氣變暖的效應(yīng)。如果大氣不存在這種效應(yīng)，那么地表溫度將會(huì)下降約33℃或更多。反之，若溫室效應(yīng)不斷加強(qiáng)，全球溫度也必將逐年持續(xù)升高。第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日溫室效應(yīng)是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的?？諝庵泻卸趸?，而且在過去很長一段時(shí)期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗”的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80％來自人和動(dòng)、植物的呼吸，20％來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5％的二氧化碳通過植物光合作用，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)貯藏起來。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分?jǐn)?shù)）始終保持不變的原因。第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日近幾十年來，由于人口急劇增加，工業(yè)迅猛發(fā)展，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去的水平。而另一方面，由于對森林亂砍亂伐，大量農(nóng)田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加?？諝庵卸趸己康脑鲩L，就使地球氣溫發(fā)生了改變。第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日除了二氧化碳外，還包括甲烷(CH4)、一氧化氮(N2O)、氟氯碳化物（HFCS，氟里昂是其中一種）、全氟化碳(PFCS)、六氟化硫(SF6)以及水氣等。二氧化碳是數(shù)量最多的溫室氣體，約占大氣總?cè)萘康?.03%，許多其它限量氣體也會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，其中有的溫室效應(yīng)比二氧化碳還強(qiáng)。如，每分子甲烷的吸熱量是二氧化碳的21倍，一氧化氮(N2O)更高，是二氧化碳的270倍。不過，它們和人造的某些溫室氣體相比就不算什么了。目前為止，吸熱能力最強(qiáng)的是氟氯甲烷（HFCS）和全氟化碳(PFCS)。第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日現(xiàn)狀二氧化碳(CO2)——由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，導(dǎo)致全球的二氧化碳正以每年約六十億噸的量逐漸增加中。氟氯碳化物(CFCs)——以CFC─l1、CFC─12及CFC─113占最大使用量。簡單說就是使用冷媒、清洗、噴霧及發(fā)泡等用途，同時(shí)此類化合物也是破壞臭氧層的禍?zhǔn)住＜淄?CH4)——甲烷產(chǎn)生源自于發(fā)酵與腐化的變更過程及物質(zhì)的不完全燃燒，主要來自牲畜、水田、汽機(jī)車及掩埋場的排放。氧化亞氮(N2O)——源于石化燃料的燃燒，微生物及化學(xué)肥料分解而排放出來。臭氧(O3)——來自地面污染，如汽機(jī)車、發(fā)電廠、煉油廠所排放的氮氧化合物及碳?xì)浠衔?，?jīng)光化學(xué)作用而產(chǎn)生臭氧。目前這些溫室氣體仍持續(xù)增加中，至1994年，二氧化碳CO2每年平均增加0.4％，濃度約358PPM；甲烷CH4每年平均增加0.6％，濃度約1.7PPM；氧化亞氮N2O每年平均增加0.25％，濃度約0.31PPM；氟氯碳化物CFC─11濃度約268PPT；CFC─12濃度約480PPT。第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日煉獄般的金星表面，罪魁禍?zhǔn)渍菧厥倚?yīng)第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日影響：溫室效應(yīng)就是由于大氣中二氧化碳等氣體含量增加，使全球氣溫升高的現(xiàn)象。如果二氧化碳含量比現(xiàn)在增加一倍，全球氣溫將升高3℃～5℃，兩極地區(qū)可能升高10℃，氣候?qū)⒚黠@變暖。氣溫升高，將導(dǎo)致某些地區(qū)雨量增加，某些地區(qū)出現(xiàn)干旱，颶風(fēng)力量增強(qiáng)，出現(xiàn)頻率也將提高，自然災(zāi)害加劇。更令人擔(dān)憂的是，由于氣溫升高，將使兩極地區(qū)冰川融化，海平面升高，許多沿海城市、島嶼或低洼地區(qū)將面臨海水上漲的威脅，甚至被海水吞沒。20世紀(jì)60年代末，非洲下撒哈拉牧區(qū)曾發(fā)生持續(xù)6年的干旱。由于缺少糧食和牧草，牲畜被宰殺，饑餓致死者超過150萬人。第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日防止一、全面禁用氟氯碳化物實(shí)際上全球正在朝此方向推動(dòng)努力，是以此案最具實(shí)現(xiàn)可能性。倘若此案能夠?qū)崿F(xiàn)，對于2050年為止的地球溫暖化，根據(jù)估計(jì)可以發(fā)揮3%左右的抑制效果。第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、保護(hù)森林的對策方案今日以熱帶雨林為生的全球森林，正在遭到人為持續(xù)不斷的急劇破壞。有效的因應(yīng)對策，便是趕快停止這種毫無節(jié)制的森林破壞，另一方面實(shí)施大規(guī)模的造林工作，努力促進(jìn)森林再生。目前由于森林破壞而被釋放到大氣中的二氧化碳，根據(jù)估計(jì)每年約在1～2gt.碳量左右。倘若各國認(rèn)真推動(dòng)節(jié)制砍伐與森林再生計(jì)劃，到了2050年，可能會(huì)使整個(gè)生物圈每年吸收相當(dāng)于0.7gt.碳量的二氧化碳。具結(jié)果得以降低7%左右的溫室效應(yīng)。第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日三、汽車使用燃料狀況的改善日本汽車在此方面已獲技術(shù)提升，大幅改善昔日那種耗油狀況。但在美國等地，或許是因油藏豐富，對于省油設(shè)計(jì)方面，至今未見有何明顯改善跡象，仍舊維持過度耗油的狀況。因此，該地區(qū)生產(chǎn)的汽車在改善燃油設(shè)計(jì)方面，具有充分發(fā)揮的余地。由于此項(xiàng)努力所導(dǎo)致的化石燃料消費(fèi)削減，估計(jì)到了2050年，可使溫室效應(yīng)降低5%左右。第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日四、改善其他各種場合的能源使用效率是要改善其他各種場合的能源使用效率。今日人類生活，到處都在大量使用能源，其中尤以住宅和辦公室的冷暖氣設(shè)備為最。因此，對于提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，這對2050年為止的地球溫暖化，預(yù)計(jì)可以達(dá)到8%左右的抑制效果。第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日五、對化石燃料的生產(chǎn)與消費(fèi)，依比例課稅如此一來，或許可以促使生產(chǎn)廠商及消費(fèi)者在使用能源時(shí)有所警惕，避免作出無謂的浪費(fèi)。而其稅金收入，則可用于森林保護(hù)和替代能源的開發(fā)方面。用可再生能源替代化學(xué)能是一項(xiàng)長期工程任何化石燃料一經(jīng)燃燒，就會(huì)排放出二氧化碳來。惟其排放量會(huì)因化石燃料種類而有不同。由于天然瓦斯的主要成分為甲烷，故其二氧化碳排放量要比煤炭、石油為低。同樣是要產(chǎn)生一千卡的熱量，煤炭必須排放相當(dāng)于0.098公克碳量的二氧化碳；這在石油則為0.085公克；若是換成天然瓦斯只需排放0.056公克即可。因此，有人提案依照天然瓦斯、石油、煤炭的順序予以加重課稅。譬如生產(chǎn)方面，要對二氧化碳排放量較高的煤炭，以能量換算，每十億焦耳課稅0.5美元，而對天然瓦斯則只課稅0.23美元。亦即二氧化碳排放量愈高的化石燃料課稅愈重。至于消費(fèi)方面的情形亦復(fù)加此，其課稅比例在煤炭訂為23%，在天然瓦斯訂為13%。當(dāng)然，現(xiàn)今階段只不過是有這么一個(gè)構(gòu)想而已。但若果真付諸實(shí)行，可望對于2050年為止的地球溫暖化，提供大約5%的抑制效果。第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日六、鼓勵(lì)使用天然瓦斯作為當(dāng)前的主要能源因?yàn)樘烊煌咚馆^少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案則是希望更進(jìn)一步推廣這種運(yùn)動(dòng)。惟其抑制溫暖化的效果并不太大，頂多只有1%的程度左右。七、汽機(jī)車的排氣限制由于汽機(jī)車的排氣中，含有大量的氮氧化物與一氧化碳，因此希望減少其排放量。這種作法雖然無法達(dá)到直接削減二氧化碳的目的，但卻能夠產(chǎn)生抑制臭氧和甲烷等其他溫室效應(yīng)氣體的效果。預(yù)計(jì)將對2050年為止的溫暖化，分擔(dān)2%左右的抑制效果。第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日八、鼓勵(lì)使用太陽能譬如推動(dòng)所謂“陽光計(jì)劃”之類。這方面的努力能使化石燃料用量相對減少，因此對于降低溫室效應(yīng)具備直接效果。不過，就算積極推動(dòng)此項(xiàng)方案，對于2050年為止的溫暖化，只具4%左右的抑制效果。其效果似乎未如人們的期待。九、開發(fā)替代能源利用生物能源(BiomassEnergy)作為新的干凈能源。亦即利用植物經(jīng)由光合作用制造出來的有機(jī)物充當(dāng)燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。十、徹底、簡單、最佳方案低碳因溫室效應(yīng)成為時(shí)尚名詞地球表面的C循環(huán):從大氣中的CO2經(jīng)過植物的光合作用，變成C經(jīng)過，植物的呼吸作用、自然分解者分解、燃燒、動(dòng)物的呼吸作用等等化學(xué)|生物過程，變成CO2，重新返回大氣。第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日二城市熱島效應(yīng)城市熱島效應(yīng)(Urbanheatislandeffect)是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。在近地面溫度圖上，郊區(qū)氣溫變化很小，而城區(qū)則是一個(gè)高溫區(qū)，就象突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表高溫的城市區(qū)域，所以就被形象地稱為城市熱島。城市熱島效應(yīng)使城市年平均氣溫比郊區(qū)高出1°C，甚至更多。夏季，城市局部地區(qū)的氣溫有時(shí)甚至比郊區(qū)高出6°C以上。此外，城市密集高大的建筑物阻礙氣流通行，使城市風(fēng)速減小。由于城市熱島效應(yīng)，城市與郊區(qū)形成了一個(gè)晝夜相反的熱力環(huán)流。第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日近年來，隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯。城市熱島形成的原因主要有以下幾點(diǎn):首先，是受城市下墊面特性的影響。城市內(nèi)有大量的人工構(gòu)筑物，如混凝土、柏油路面，各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱力屬性，這些人工構(gòu)筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日另一個(gè)主要原因是人工熱源的影響。工廠生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料，每天都在向外排放大量的熱量。此外，城市里中綠地、林木和水體的減少也是一個(gè)主要原因。隨著城市化的發(fā)展，城市人口的增加，城市中的建筑、廣場和道路等大量增加，綠地、水體等卻相應(yīng)減少，緩解熱島效應(yīng)的能力被削弱。第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日當(dāng)然，城市中的大氣污染也是一個(gè)重要原因。城市中的機(jī)動(dòng)車、工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活，產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物。這些物質(zhì)會(huì)吸收下墊面熱輻射，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，從而引起大氣進(jìn)一步升溫。第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日原則上，一年四季都可能出現(xiàn)城市熱島效應(yīng)。但是，對居民生活和消費(fèi)構(gòu)成影響的主要是夏季高溫天氣下的熱島效應(yīng)。為了降低室內(nèi)氣溫和使室內(nèi)空氣流通，人們使用空調(diào)、電扇等電器，而這些都需要消耗大量的電力。如目前美國1/6的電力消費(fèi)用于降溫目的，為此每年需付電費(fèi)400億美元。高溫天氣對人體健康也有不利影響。有關(guān)研究表明，環(huán)境溫度高于28°C時(shí)，人們就會(huì)有不適感；溫度再高還容易導(dǎo)致煩躁、中暑、精神紊亂等癥狀；氣溫持續(xù)高于34°C，還可導(dǎo)致一系列疾病，特別是使心臟、腦血管和呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率上升，死亡率明顯增加。此外，氣溫升高還會(huì)加快光化學(xué)反應(yīng)速度，使近地面大氣中臭氧濃度增加，影響人體健康。第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日影響由于熱島中心區(qū)域近地面氣溫高，大氣做上升運(yùn)動(dòng)，與周圍地區(qū)形成氣壓差異，周圍地區(qū)近地面大氣向中心區(qū)輻合，從而在城市中心區(qū)域形成一個(gè)低壓旋渦，結(jié)果就勢必造成人們生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通工具運(yùn)轉(zhuǎn)中燃燒石化燃料而形成的硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳?xì)浠衔锏却髿馕廴疚镔|(zhì)在熱島中心區(qū)域聚集，危害人們的身體健康甚至生命。表現(xiàn)在：一方面，大量污染物在熱島中心聚集，濃度劇增，直接刺激人們的呼吸道粘膜，輕者引起咳嗽流涕，重者會(huì)誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，尤其是患慢性支氣管炎、肺氣腫、哮喘病的中老年人還會(huì)引發(fā)心臟病，死亡率高，如英國倫敦在1952年12月份，因?yàn)檫@個(gè)原因死亡4000余人。第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日另一方面，大氣污染物還會(huì)刺激皮膚，導(dǎo)致皮炎，甚而引起皮膚癌。有的物質(zhì)如鉻等，若進(jìn)入眼內(nèi)會(huì)刺激結(jié)膜，引起炎癥，重者可導(dǎo)致失明。汞的含量較多，可損害人的腎臟，引起劇烈腹痛、嘔吐。汞慢性中毒還會(huì)損害人的神經(jīng)系統(tǒng)。第三方面，長期生活在熱島中心區(qū)的人們會(huì)表現(xiàn)為情緒煩躁不安、精神萎靡、憂郁壓抑、記憶力下降、失眠、食欲減退、消化不良、潰瘍增多、胃腸疾病復(fù)發(fā)等，給城市人們的工作和生活帶來說不盡的煩惱。在中國，素有“火爐城市”之稱的南京、武漢、重慶等許多大城市在發(fā)展中都不同程度地出現(xiàn)了以上這些現(xiàn)象，所以，城市熱島效應(yīng)已成為城市發(fā)展中應(yīng)正確面對、亟待解決的問題。第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日如何防止一、從綠化城市及周邊環(huán)境方面：1．選擇高效美觀的綠化形式、包括街心公園、屋頂綠化和墻壁垂直綠化及水景設(shè)置，可有效地降低熱島