第3章大气环境与保护知识课件

《第3章大气环境与保护知识课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章大气环境与保护知识课件（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、资源环境学院,1,我们离不开大气， 如同鱼儿 离不开水。,第三章 大气环境与保护,第一节、大气概述（成分、分层、边界层）,第二节、大气污染（源、物、类型、危害）,第三节、大气污染控制（四个对策）,第四节、全球大气环境问题（两大问题）,2,一、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 大气概述,没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气。,地球大气圈的总质量约6000万亿吨，只占地球总质量的百万分之一左右，而其成分极为复杂。,大气中的悬浮物称为气溶胶质粒。,3,表3-1 干洁大气的成分（85km以下）,注：引自高伟生等，1992，环境地学

2、，66页。,5,二氧化碳： 来源：生物呼吸作用，有机体燃烧与分解。 现状：在大气中的含量有增加的趋势。 影响：强烈吸收地面的长波辐射， 引起温室效应的加剧。,臭氧： 来源：高空通过光致离解作用，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，使平流层大 气温度较快增加。 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、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：固体微粒与液体微粒。

3、来源：固体微粒来源于火山爆发、沙土飞 扬、物质燃烧颗粒、植物花粉等； 液体微粒指大气中的水滴等。 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。,6,大气中二氧化碳、臭氧、水汽、悬浮微粒及微量有害气体的含量是不断变化的。,目前认为引起空气污染的物质在自然大气中的含量很少，如CO、NH3、SO2、H2S、Cl2、NO2和甲醛等均在百万分之一（1ppm）以下。,但是，随着工业的发展和化石燃料耗量的增多，污染性气体将日渐增多。,几点认识,7,高度（km）,二、大气的分层,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,8,三

4、、大气边界层 的主要特征,对流层下部靠近下垫面的1.2-1.5公里 范围内的薄层大气，又称摩擦层。大气污染物质绝大部分在此层活动。,（一）湍流运动 地面粗糙度的影响，产生了风速的垂直梯度，形成湍流。 湍流对污染物的扩散稀释起重要作用。 （二）风 白天风速大、夜间风速小；最大值出现14时左右，最小值出现在清晨日出前。 边界层风的垂直分布和变化规律，对于调配燃料，控制排放，控制污染是十分有益的。 （三）温度的垂直分布 边界层中温度场比较复杂。白天气温随高度的递减型分布；夜晚气温随高度的递增型分布 。,9,问题：影响大气污染的气象因素,湍流,必读参考书： 鞠美庭主编，环境学基础，北京：化学工业出版社

5、，2004，7。第4章 大气污染与防治 4.2 影响大气污染的气象因素。,大气的运动和风,逆温,污染系数、风向频率、风向玫瑰图,大气稳定度,10,第二节 大气污染,大气污染的定义起源于对有害影响的观察，即若大气污染物达到一定浓度，并持续足够的时间， 达到对公众健康、动植物、材料、大气特性或环境美学产生可以测量的影响，就是大气污染。,这种定义方法在很大程度上是基于传统的公害概念，现在又有新的延伸。例如，大量能量（如热 能）释放进入大气引起不良影响，人类活动导致大气中某些组分变化产生的危害等也归入了大气污染的范畴。,11,一、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

6、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,12,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。,按来源， 分为一次污染物 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， 它常比一次污染物 对环境和人体的危 害更为严重。,13,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 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1C1

7、2化合物 。 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。,14,（一）煤烟型污染 主要污染物:SO2

8、、NOx、CO和颗粒物。 气象条件：低温、高湿的阴天，风小并伴有逆温 出现现象：一次污染物扩散受阻，在低空聚积， 生成还原型烟雾。 典型事件：伦敦烟雾事件、马斯河谷事件等。 主要污染源：燃煤。,二、几种典型的大气污染,15,（二）交通型污染 主要污染物：CO、NOX和HC。 气象条件：在相对湿度较低的夏季睛天。 出现现象：出现一种淡蓝色烟雾光化学烟雾。 典型事件：1940年洛杉矶化学烟雾事件。 主要污染源：机动车和机动船。,光化学烟雾是在一定的条件下（如强日光、低风速和低湿度等），氮氧化物和碳氢化合物发生化学转化形成的高氧化性的混合气团。,16,（三）酸沉降污染 它是指大气中的酸通过降水（如雨

9、、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。,17,（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,18,（一）大气污染对人体健康的危害,1、对人体健康构成危害的主要成份,（1）、大气颗粒物 （2）、二氧化硫 （3）、一氧化碳 （4）、氮氧化物 （5）、光化学氧化剂,2、危害的方式,A、呼吸道吸入； B、随食物和

10、饮水摄入； C、体表接触侵入。,19,1、大气颗粒物 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。,2、二氧化硫 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。,3、一氧化碳 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。,4、氮氧化物 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。,5、光化学氧化剂 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。,20,（二）大气污染对植物的危害,1、损害植物酶的功能组织； 2、影响植物新陈代谢的功能； 3、破坏原生质

11、的完整性和细胞膜。 4、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。,21,大气污染物对植物的危害程度取决于污染物 剂量、污染物组成等因素。 例如，环境中的SO2能直接损害植物的叶子， 长期阻碍植物生长；氟化物会使某些关键的酶催 化作用受到影响；O3可对植物气孔和膜造成损害， 导致气孔关闭，也可损害三磷酸腺苷的形成，降 低光合作用对根部的营养物的供应，影响根系向 植物上部输送水分和养料。,22,（三）大气污染对材料的危害,大气污染可使建筑物、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。,23,如：SO2与其他酸性气体可腐蚀金属、建

12、筑石料 及玻璃表面。SO2还可使纸张变脆、褪色，使胶 卷表面出现污点、皮革脆裂并使纺织品抗张力降 低。O3及SO2会使染料与绘画褪色，从而对宝贵 的艺术作品造成威胁。,24,（四）大气污染对大气环境的危害,1、大气污染会导致城市地区能见度的变化； 2、大气污染会导致降水的增加或减少，并导致 酸性化合物的输入，即出现酸雨； 3、大气污染还会产生全球性的影响： （1）CO2等温室气体浓度增加导致的全球变暖； （2）氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。,25,问题一：危害是严重的，我们怎么办？,-多种手段并行，从源头到末端的综合防治 。,-要控制！,问题二：无论是大气污染源、污染物、污染类型，还是大气

13、污染的危害，都具有多样性，这种多样性给大气污染控制带来了很大的难度。我们理当如何控制？,26,第三节 大气污染控制,清洁能源,绿色交通,末端治理,环境自净,27,一、清洁能源,随着人们对环境与资源保护意识的提高，能源结构将会发生较大的改变。优质、高效、洁净的能源（如天然气、水能、风能、太阳能等）在21世纪将有长足的发展。,28,图 世界一次能源替代趋势（C.Marchetin, U.S.A）,从图中不难看出，这种能源取代的本质是能源的开发利用从资源型向技术型转化的过程，从粗放式利用向高效率利用的转变进程，从污染环境到保护环境的提高过程。,29,清洁能源战略的四大内涵,（一）常规能源的清洁利用,

14、（二）可再生能源的利用,（三）新能源的开发,（四）各种节能技术,30,（一）常规能源的清洁利用,常规能源指已经大规模生产和广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能和电力等能源。,图 目前中国能源消费结构,中国能源以煤为主，传统的煤原料开发利用方式导致严重的大气污染煤烟型污染。,31,1994年国务院决定成立由国家计委、国家科委、国家经贸委和煤炭部、电力部等13个部委组成的洁净煤技术推广规划领导小组，统一组织协调洁净煤技术的开发、示范和推广应用工作。,如何清洁利用煤炭是我国能源领域 急需解决的问题之一。,洁净煤技术是解决我国燃煤污染问题的技术基础。,1997年经国务院批准，正式出台了中国洁净煤技术“九

15、五”计划和2010年发展纲要。科技部根据洁净煤技术的发展纲要，在有关的科技计划，如基础研究计划、国家科技攻关计划中安排了一批相关的项目，旨在减少煤炭利用中的污染和提高转换燃烧效率。,32,1、洁净煤技术,洁净煤技术是指在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（型煤、水煤浆） 、转化（煤炭气化、液化） 、先进发电技术（常压循环流化床、加压流化床、整体煤气联合循环） 、烟气净化（除尘、脱硫、脱氮）等方面的内容。,33,中国东部的长江三角洲地区是中国经济实力最强、经济增长最快的地区，但是当地自产能源很少，大部分由外地调入，其

16、中调入最多的能源是煤炭。以煤炭为主体的能源结构会造成严重的大气污染，因此改变现有的能源结构成为必然。天然气是一种相对洁净的能源，它的二氧化硫、粉尘排放量接近为零，二氧化碳的排放量也很低。,2、西气东送,中国天然气生产潜力巨大，但中国天然气资源约有60集中在中西部地区：一是陕甘宁地区，现已探明天然气储量为2.31011m3；二是在四川东部地区，现已探明天然气储量为21011m3；三是在新疆地区，过去5年中探明天然气储量为1.61011m3。此外，在青海东部的涩北地区，也发现了新气田，已探明储量为51010m3。,34,如何让西部的天然气为东部经济发展服务，让西部富起来呢？中国政府决定启动“西气东输”工程，并将其列为西部大开发的首批重点工程。这将在西部资源与东部市场之间架起一座桥梁，为西部天然气资源开发创造条件，并有效带动西部经济的快速发展。,但是每年西部地区都有大量的油田伴生气因用不掉被白白地放空烧掉，当地人守着这样的宝盆却过着穷日子。,35,“西气东输”有广义和狭义两个概念。,广义的“西气东输”是指青海涩