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1、项目一:大气环境质量评价,任务一：大气环境质量标准认知,能力目标：可判断出大气污染的类型及危害；可提出一些控制大气污染的技术措施框架；可测算出空气污染指数，确定首要污染物。 知识目标：通过对大气污染现状及主要来源的分析，可判断出大气污染的类型、及危害；借助资料可说出大气污染防治的法律法规和各种大气环境质量控制标准；根据监测数据可测算出空气污染指数，确定首要污染物。 素质目标：培养学生辨证思维能力；树立严谨的做事态度。,教 学 目 标,任务提出,1.为什么要建立大气环境质量标准体系？ 2.乌鲁木齐市2008年3月24日空气监测数据为SO2=0.023mg/mN3 、 NO2=0.100mg/mN
2、3、PM10=0.180mg/mN3 ，求当日空气污染指数(API）的值，并确定首要污染物。 3. 根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出SO2、NO2、CO三种污染物日平均浓度限值的体积分数。,任务分析,大气环境质量标准体系的建立必然和当前大气环境质量的污染存在必然联系。 我国的环境空气质量标准是全国范围内进行环境空气质量评价的准则和环境管理的依据。 各种标准的建立是为了防治大气的污染。 空气污染指数及首要污染物可反映出大气污染的状况及原因。,1.1 大气与大气组成,相关知识学习,一、大气与空气,大气以大区域或全球性的气流为研究对象,空气对于室内或者特指某个场所中供人和动物生存的气体。,
3、二、大气的组成,1.恒定组分：O2(20.95%)、N2(78.09%)、氩（0.93%）、惰性气体。,2.可变组分：CO2、水蒸汽、O3,3.不定组分：指大气中的悬浮颗粒物、H2S、SOx、NOx、CxHy、重金属元素及其氧化物，有机化合物废气等。,大气,大 气 的 分 层,1.对流层 气温随高度的增加而降低，空气具有强烈的对流运动，天气现象复杂多变。,2.平流层 气温的分布是下层等温，上层温度随高度增加而迅速增加。,3.中间层 大气温度随高度增加而迅速下降，空气垂直对流运动强烈。,4.热成层 气温随高度增加而迅速上升，大气处于高度电离状态。,5.散逸层 温度随高度增加而升高，大气十分稀薄。
4、,高度(km),大气圈垂直结构,每升高100m，气温降低0.65,N2,O2,Ar,CO2,Ne,He,Kr,H2,Xe,O3,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,1.2 大气污染与污染物,大气污染,一、大气污染的分类： （1）根据大气污染影响范围 局部地区污染 地区性污染 广域性污染 全球（或国际性）性污染。,煤烟型（或还原型）污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、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。,伦敦烟雾事件,（2）根据能源性质、大气污
5、染物组成和反应分类：,石油型（或交通型或氧化型）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。,洛杉矶光化学烟雾事件,几种典型的大气污染,（三）酸沉降 是指大气中的酸通过降水（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。酸沉降的研究始于酸雨研究。酸雨已成为当今世界上最严重的区域性环境问题之一。直接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
6、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。,酸 雨,混合型污染。包括以煤炭为主要污染源而排出的烟气、粉尘、二氧化硫及其它氧化物所形成的气溶胶；以石油为污染源而排出的烯烃和二氧化氮为主的污染物。此类污染，其反应更为复杂。如臭氧和烯烃反应生成的过氧化氢自由基等氧化物，可大大增加二氧化硫的氧化速率。 特殊型污染。主要产生于工厂生产过程中排出和发生意外事故释放的废气，如氯气、氟化物、金属蒸气或酸雾等所引起的污染。,（）,二、大气污染形成具备的条件： （1）大气污染源 （2）大气作用 （3）复杂地形 （4）受害对象,三、全球大气环境问题,全 球 变 暖,臭氧层破坏,空中恶魔酸雨
7、,1.全球变暖,温室效应加剧,太阳辐射透过大气层到达地球表面后，被岩石土壤等吸收，地球表面温度上升，与此同时，地表物质向大气发射出红外长波（400800nm）为主的辐射。大气层中某些气体对短波和可见光吸收很弱，而对长波辐射吸收强烈，因此地球表面从太阳辐射获得的热量相对多，而散失到大气层以外的热量相对少，地球表面的温度得以维持，这就是大气的“温室效应”。,“温室气体”： 主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化氮等。 当它们在大气中的浓度增加时，大气的温室效应就会加剧，引起地球表面和大气层下部的温度升高 。,熊不冬眠鸟不迁徒 暖冬后果重,厄尔尼诺,厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带
8、大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每27年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。 厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高，海水水位上涨，并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域，结果引起海啸和暴风骤雨，造成一些地区干旱，另一些地区又降雨过多的异常气候 现象。,厄尔尼诺,“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语，原意为“圣婴”。19世纪初，在南美洲的厄瓜多
9、尔、秘鲁等西班牙语系的国家，渔民们发现，每隔几年，从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流，随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一，但这股暖流一出现，性喜冷水的鱼类就会大量死亡，使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后，于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子圣婴。后来，在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时，大范围的海水温度可比常年高出36摄氏度。太平洋广大水域的水温升高，改变了传统的赤道洋流和东南信风，导致全球性的气候反常
10、。 厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期，历时一般一年左右，大气的变化滞后于海水温度的变化。,拉尼娜,拉尼娜是西班牙语“La Nina”-“小女孩,圣女”的意思,是厄尔尼诺现象的反相，指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象，表现为东太平洋明显变冷，同时也伴随着全球性气候混乱，总是出现在厄尔尼诺现象之后。 气象和海洋学家用来专门指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象（海水表层温度低出气候平均值0.5以上，且持续时间超过6个月以上）。拉尼娜也称反厄尔尼诺现象。,拉尼娜,最近一次拉尼娜现象出现在1998年，持续到2000年春季趋于结束。 厄尔尼诺与拉尼娜现象通常交替
11、出现，对气候的影响大致相反，通过海洋与大气之间的能量交换，改变大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看，厄尔尼诺出现频率多于拉尼娜，强度也大于拉尼娜。 拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后，但也不是每次都这样。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变需要大约四年的时间。 中国海洋学家认为，中国在1998年遭受的特大洪涝灾害，是由“厄尔尼诺拉尼娜现象”和长江流域生态恶化两大成因共同引起的。,太阳光中的紫外线辐射，特别是UV-B辐射对生物有 较大的伤害。而阻挡UV-B辐射的就是臭氧。（紫外 线辐 射按照其波长的不同，可划分为UV-A（315- 400nm）、UV-B（280-315nm）和UV-C（280nm） 以
12、下三个波段）,2.臭氧层破坏,臭氧层破坏的原因,罪魁祸首： 含氯和含溴的简单卤代烷,我国青藏高原上空也存在一个相对周围地区浓度 较低的区域。,3.酸雨 酸雨：由于人类活动的影响，使降水中溶入其它酸性物质，从而使其pH值降到5.6以下的降水。 酸雨的形成：是复杂的大气化学和大气物理现象，是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过氧化反应（气相或液相反应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸，附在凝结核上降落到地面上的。 影响与危害： （1）损害水生、陆生生物：如鱼类和森林 （2）对人体健康影响：使有毒重金属溶入饮用水中，危害饮用者 （3）腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等,我国酸雨的化
13、学特征,中国酸雨的分布变化,酸雨的危害,水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡,引起树木的大量不正常死亡,严重腐蚀建筑物,1.3 大气污染物及其来源,一、大气污染物：由于人类活动或者自然过程排入大气，并对人和大气产生影响的那些物质,按存在状态，可以分为气溶胶状态污染物 和气态污染物,1.气溶胶状态污染物（颗粒物）： 气溶胶系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在介质中的悬浮体。 （1）粉尘（dust）：由于固体物质的破碎、研磨、筛分、输送等机械过程或土壤、岩石的风化等自然过程形成的，1200m。钢铁厂、冶炼厂、水泥厂、建筑材料厂等发生源。 （2）烟（fume）：固体气溶胶，0
14、.011m。 （3）飞灰（fly ash）：指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分。 （4）黑烟（smoke）：一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。 一般将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘； 将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟，在不需仔细分时，也称为烟尘。 在其他情况下，或泛指小固体颗粒的气溶胶时，则通称粉尘。 （5）雾（fog）：是气体中液滴悬浮体的总称，在气象中指造成能见度小于1K M的小水滴悬浮体。,降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大于10m的粒子，由于其自身的重力作用会很快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。,可吸入颗粒物（PM10）是指可
15、在大气中长期飘浮的悬浮物，直径小于10m的粒子。 飘尘能在大气中长期飘浮，易将污染物带到很远的地方，使污染范围扩大，同时在大气中还可为化学反应提供反应床。,气溶胶状态 污染物,用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物（TSP），空气动力学直径100m的颗粒物。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。,沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象，它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。沙尘暴作为一种高强度风沙灾害，并不是在所有有风的地方都能发生，只有那些气候
16、干旱、植被稀疏的地区，才有可能发生沙尘暴。 沙尘天气概念： 沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。 1.浮尘：尘土、细沙均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10公里的天气现象； 2.扬沙：风将地面尘沙吹起，使空气相当混浊，水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象； 3.沙尘暴：强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象； 4.强沙尘暴：大风将地面尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于500米的天气现象。,沙尘天气过程分类： 沙尘天气过程分为四类：浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。 1.浮尘天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了浮尘天气； 2.扬沙天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了扬沙天气； 3.沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天
