第二章 大气环境.

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1、第二章 大气环境保护,我们离不开大气 ,如同鱼儿离不开水。,目 录,第一节、大气结构及组成,第二节、大气污染及主要污染物,第三节、大气污染控制对策,第四节、全球大气环境问题,一、大气的成分,1、N2、O2等气体,3、冰晶和固体微粒 （如尘埃、花粉）,2、水滴 （如云滴、雾滴）,第一节 大气结构及组成,高度（km）,二、大气分层,每升高100m降低0.65,越往上氧、氦等气体的原子态越多,紫外线的强烈照射，N2和O2产生不同程度的离解,O3,下面给大家介绍一些,与环境问题有关的,大气成分,二氧化碳： 来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。 现状：在大气中的含量有增加的趋势。 影响：强烈吸收地面的长

2、波辐射， 引起温室效应的加剧。,臭氧： 来源：高空通过光化作用，低空通过闪电 或有机物氧化及高空传输。 作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生 物免受过量紫外线的灼伤。 分布：自然大气中含量很少。随高度分布 不均匀，也随纬度和时间而异。,水汽： 来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。 分布：随时间、地点变化很大。在铅直 方向，一般随高度增加而减少。 影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。 对生物的生长和发育有重要影响。,微粒： 种类：固体微粒与液体微粒。 影响：影响太阳辐射传输，使能见度 变低，有的能起凝结核的作用。,第二节 大气污染及主要污染物,按照ISO作出的定义：大气污染是指由于人类活动 或自然过

3、程引起某些物质介入大气中，呈现出足 够的浓度达到了足够的时间，并因此危害了人体 的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。,一、大气污染源及污染物,污 染 源,天然源：自然界自行向大气环境排放污染物的污染源。,人为源：人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。,火山,雷电造成的森林大火,燃煤,汽车,空调,空气污染物的来源和归宿,工业,交通,生活,大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气， 并对人和环境产生有害影响的物质。,按形成，分一次污染物和二次污染物,直接由污染源排放的污染物,进入大气的一次污 染物之间或与正常 大气组分发生反应， 以及在太阳辐射下 引起光化学反应而 产生的新的污染物， 它常比

4、一次污染物 对环境和人体的危 害更为严重。,按污染物形成的方式可分为一次污染物和二次污染物。受到普遍重视的二次污染物是硫酸烟雾和光化学烟雾； 硫酸烟雾是指大气中SO2等硫化物，在有水雾、含有重金属的飘尘或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶； 光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色），其主要成分有臭氧、过氧乙酰基硝酸脂（PAN）、酮类和醛类等。,按存在状态，分为颗粒物和气态污染物,常表示为总悬浮微粒物（TSP）、飘尘和降尘。,主要有一次污染物： SO2、H2S 、NO、NH3

5、 、CO、CO2 、HF、HCl 。 二次污染物： SO3、H2SO4、MSO4 、NO2、MNO3 、醛类、酮类、酸类。,其粒径绝大多数在100m以下，其中多数在10m以下。它是分散在大气中的各种粒子的总称，也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。,飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为PM10（粒径10m）和PM2.5（粒径2.5m）。PM10可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM2.5的危害则更为严重。,降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物,一般直径大于30m，由于其自身的重力作用会很快沉降下来。单位面积的降尘量可作为评价大气污染物程度的指标之一。,（一）煤烟型污染

6、主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和 微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且 风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染 物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。,二、几种典型的大气污染,伦敦烟雾事件,原因： 1、冬季取暖燃煤和工业燃煤排放的烟雾（元凶） 2、高压中心，几天无风,数据： 伦敦上空大气中烟尘浓度比平时高 10倍，SO2的浓度是以往的6倍,后果： 4天时间，死亡人数达4000多人。2个月后，又有8000多人陆续丧生。,整个伦敦像一个大的毒气室一样！,伦 敦 烟 雾,（二）石油型污染 污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。 主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较

7、低的夏 季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二 次污染光化学烟雾。它对人体、动植物、材料 均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。,来源 汽车废气；生活和工业生产中煤、石油燃烧,从油箱和汽化器中挥发的汽油 碳氢化合物20%,从曲轴箱漏出的气体 碳氢化合物 20%,汽 车 排 气 一氧化碳 100% 碳氢化合物 60% 氮氧化物 100%,低 平 流 层 Lower troposphere,氮氧化物+碳氢化合物+阳光=臭氧+各种氧化剂+颗粒物 NOx + VOC + light = O3 + Oxidants + Aerosol,洛杉矶光化学烟雾,（三）酸沉降污染 它是指大气中的酸通过降

8、水（如雨、雾、雪） 迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直接 迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为和 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，而人为排放的 SOX和NOX则具有地区性分布的特点。,SO2,NOx,SO2 SO4 2- NOx NO3-,（一）大气污染对人体健康的危害,（二）大气污染对植物的危害,（三）大气污染对材料的危害,（四）大气污染对大气环境的危害,三、大气污染的危害,（一） 大气污染对人体健康的危害,A、呼吸道吸入； B、随食物和饮水摄入； C、体表接触侵入。,1、大气颗粒物,4、氮氧化物,5、光化学氧化剂,3、一氧化碳

9、,2、二氧化硫,颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置； 化学组成决定沉积位置上对组织的影响。,损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。,NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。,所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。,臭氧：对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时吸入则更严重。,（二）大气污染对植物的危害,损害植物酶的功能组织；影响植物新陈代谢的功能；破坏原生质的完整性和细胞膜。此外，还会损害根系生长及其功能；减弱输送作用与导致生物产量减少。,（三）大气污染对材料的危害,大气污染

10、可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。,（四）大气污染对大气环境的危害,大气污染会导致降水的增加或减少，它对降水化 学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。 大气污染还会产生全球性的影响：大气中CO2等 温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生 产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。,室内空气污染,污染原因： 建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质 的挥发、人们不健康的生活习惯。,苯、甲醛、氡,多开窗换气，戒烟，正确使用家庭化学剂， 增加户外活动，摆放室内花卉植物,四、中国大气环境问题的发展历程,中国经济高速发展进程 Ec

11、onomic Growth in China (1985-2001),全国人均GDP 1981：489元 2001：7543元 15.4倍,Under Urbanization 城市化进程中,人口增长 population growth,能源消费增加 energy consumption increase,机动车motor vehicles,燃 煤 coal combustion,复合空气污染 complex air pollution,Photochemical smog,Acid Rain,Poor Visibility (Fine Particles),复合型污染 不是简单叠加,大城市当

12、前大气污染的特征,+,+,当前城市大气污染的特征,复合型 大气污染,以城市为中心 呈区域性,大气氧化性增强 夏季出现 光化学烟雾现象,能见度降低,第三节 大气污染控制,无论是大气污染源、污染物、污染类型 还是大气污染的危害，都具有多样性。,多种手段 五律协同,一、清洁能源,二、绿色交通,三、末端治理,四、环境自净,清洁能源,包括常规能源的清洁利用；可再生能源的利用； 新能源的开发；各种节能技术等,世界一次能源替代趋势,上海世博会一座主题馆屋顶上铺满了太阳能电池板,云南大理郊外的者摩山风电场,中国官方目前计划到2020年风力发电目标达到1,000亿瓦。较之前的官方目标高出了两倍多。（目前全世界的

13、风力发电总容量为1,200亿瓦，其中中国为120亿瓦。）,中国甘肃省的风电机组,这是9月3日拍摄的位于荷兰艾默伊登海岸附近海上的风力发电厂的叶轮机。,这是9月3日拍摄的位于荷兰艾默伊登海岸附近海上的风力发电厂的变电站和传输装置。,联合国国际原子能机构(IAEA)称，到2030年，全球核能发电量可能翻倍，原因有二，在于新兴经济体对能源极为渴求，人们对能源供应安全感到担心。另外，气候变暖也是促进核能发电量增加的因素。,生物质能,是当代中国重要的能源资源，尤其在农村地区； 取暖和发电，低成本实现农村现代化； 资源： 农业和林业残余物 家蓄粪便 市政固体废弃物 生物质能技术： 厌氧发酵 640万个家庭

14、沼气系统, 600多个工业沼气系统 农作物气化 可燃组分包括一氧化碳和烃类, 300套发生炉气体系统 甘蔗渣热电联产 玉米制乙醇,图为海尔节能冰箱,清洁能源的典型案例,1、洁净煤技术,洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术，主要包括煤炭洗选、加工、转化、先进发电技术、烟气净化等方面的内容。,煤的清洁利用-合成气,煤蕴藏量非常丰富； 不依赖进口； 继续使用,摆脱空气污染和降低二氧化碳； 关键技术-以煤为原料,通过吹氧气化,生产合成气； 合成气-多产品生产战略： 发电,供热，多种清洁燃料(二甲醚、F-T液体、氢气等），二氧化碳副产

15、品等 长远目标：煤能源系统向电力和氢气的联合生产转变,国际能源署(International Energy Agency)警告说，中国必须净化其煤炭行业，以免让全世界为之付出代价。国际能源署署长田中伸男(Nobuo Tanaka)说，其实只有三个途径能做到这一点，那就是：提高整个能源领域的效率；让有待开发的清洁煤炭技术成为现实；对碳排放明码标价。,清洁能源的典型案例,2、西气东输,清洁能源的典型案例,3、西电东送,它有南、中、北三大通道。一是将乌江、澜沧江、红河水的水电资源，以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东；二是将长江三峡和金沙江干支流水电送往华东地区；三是将黄河上游水电和山西、

16、内蒙古坑口火电送往京、津、唐地区。 它是从根本上实现全国能源资源优化配置的关键性工程，是一项东西部“双赢”的战略。,绿色交通,我国一些主要城市的大气污染类型正在由煤烟型向交通型转化，汽车尾气排放已成为城市重要污染源。,合理的交通规划、发展清洁汽车,绿色交通的典型案例,1、上海的新世纪交通蓝图,加快轨道交通建设：形成地铁、城市轻轨、新型有轨电车等多种方式组成的轨道交通网络体系。 建设约650公里的高速公路网路：实现15分钟上网、30分钟互通、60分钟抵达的“15、30、60”目标。 公交优先：大力发展轨道交通，优化调整地面交通，适度发展小汽车，限制摩托车，逐步替换助动车。,绿色交通的典型案例,2、电动汽车,电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型。经过多年的探索与努力，我国电动汽车电池、电机、电控