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1、第六章：大气污染及防治第一节：大气圈及大气的组成一、大气圈的含义（P199）： 我们把随地球引力而旋转的大气层叫做大气圈。一般情况下，可以认为地球表面到10001400千米气层作为大气圈的厚度。超出1400千米以外，气体非常稀薄，就是宇宙空间了。我们人类就生活在大气层的底部，大气圈是环境的重要组成部分，也是维持地球上一切生命生存的物质基础。大气圈中的大气，分布是不均匀的，大气质量的9/10都集中在近地面16公里以内的大气层中，离地面越高，空气越稀薄。二、大气圈的结构（P199）：根据不同高度上大气的特性不同，气象家们把大气划分为5个层次（P200图）：均质层（地表向上至大约90千米，包含对流层
2、、平流层和中间层）：大气组成比例几乎不变。非均质层（热层和散逸层）：其气体组成随高度升高有很大变化。1、对流层：距地球表面最近的一层，其厚度平均约12千米（两极薄：8千米；赤道厚：18千米），同大气层的总厚度相比，对流层非常薄，但它集中了整个大气圈8090%的质量和几乎全部的水汽。因此，对流层是大气圈中与一切生物关系最密切的一层，它对人类的生产、生活影响最大。通常所发生的大气污染现象主要在这一层，特别是靠近地面12千米范围内。对流层具有以下三个基本特征：A.气温随高度增加而减小 B.空气对流运动显著 C、天气现象复杂多变 2、平流层：从对流层顶至50千米左右为平流层。该层的特点：A、温度随高度
3、的增加而上升，并且经常保持平稳。这是因为该层臭氧含量高，吸收了大量紫外线，因此这里升温很快。B、空气稀薄，水气、尘埃很少，大气透明度好，气流以水平运动为主，很平稳，是超音速飞机飞行的理想场所。3、中间层：从平流层顶至85千米高空是中间层。4、热（暖）层 或 电离层：从中间层顶至800千米高空属于热层。该层的气温随高度增加而急剧升高（在距地面400千米的高空，温度可达到30004000）。5、散逸层（外层）：热层顶之上，即800千米以上的大气层，称为散逸层。三、大气的组成（P184）1、 区分大气与空气：两词从科学角度来看没有什么区别。一般用法：空气特指室内或某个地方（如：车间、厂区等）供动植物
4、生存的气体。而大气是指大区域或全球性的气流。大气或空气是多种气体组成的混合物，其中还含有一些悬浮的固体杂质和液体微粒。2、大气的组成：可认为是由恒定的、可变的、不定的三种类型组分组成。恒定组分：N2（78.09%）、氧（20.95%）、氩（0.93%）、微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体。可变组分：CO2（0.020.04%）、水蒸气（4%以下），随季节和气象的变化及人类活动而变化。含有恒定组分和可变组分的空气，我们认为是纯洁清净的空气（表13-1）。不定组分： 来源有二自然界-火山爆发、森林火灾、海啸、地震等自然灾害形成的尘埃、硫、H2S、硫氧化物、NO2、盐类及恶臭气体等，这些不定组分进入
5、大气，可造成局部和暂时的污染，人类活动：城市增加与扩大，人口密集或城市工业布局不合理、环境管理不善等人为因素，使大气中增加或增多了某些不定成分，如煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物等，这是空气中不定成分的最主要来源，也是造成污染的主要根源。第二节 大气污染源及大气污染物一、大气污染的含义（P185）大气污染是指大气中污染物质的浓度达到了有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象。二、大气污染源（P185-186）：大气污染源极其广泛，种类繁多，从不同角度可划分为很多种类。大气污染源的主要类型有：（一）按污染源产生的类型划分：1、 自然污染源：火山喷发:SO2、H2
6、S、CO2、CO、HF等 森林火灾:CO、CO2、SO2、NO2等 自然尘：沙、土、尘等 森林植物释放：烯类碳氢化合物 海浪飞沫：硫酸盐、亚硫酸盐2、人为污染源：世界各地的大气污染主要是人为因素造成的。（1）工业污染源火力发电、钢铁厂、化工厂、水泥厂等工矿企业在燃烧和生产过程中时释放出的烟尘、硫氧化物等有害气体。（2）生活污染源-烧饭、取暖、沐浴等排放煤烟。（3）交通污染源-汽车、飞机、火车、船舶等交通工具排放的废气。在发达的国家，汽车排气（CO、铅、硫氧化物、碳氮化合物等）已构成大气污染的主要污染源。目前，全世界汽车已超过2亿辆，一年内排出CO2亿吨、铅40万吨。（4）农业污染源-农药、化肥
7、在施用过程中飘散到空气中的有毒、有害及恶臭气态污染物。（二）按污染物存在的形式划分：1、固定污染源-位置固定，如工厂的排烟或排气.。2、移动污染源-位置可以移动，如交通工具。（三）按污染排放的时间划分：1、连续源-工厂； 2、间断源-冬季取暖。3、瞬间源-某些工厂的事故排放；闪电产生的气体等三、大气污染物：（一）微粒状污染物又称气溶胶状态污染物（占10%）：1、总悬浮颗粒物（T.S.P）：系指大气中粒直径小于100微米的所有固体颗粒，它是分散在大气中的各种颗粒的总称，也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。大气环境质量标准（343页附录十四），一级标准：日平均0.15 mg/m3。2、
8、飘尘（PM10）：粒直径小于10微米的粒子能长期飘浮在大气中。人们肉眼看不到，能长期飘浮在大气中而不沉降，雨水也不能将它们冲到地面，飘浮可到几千米甚至几十千米。它在大气中不断蓄积，使污染逐渐加重，它可直接到达肺细胞并沉积，也可随血液循环流遍全身，对人体危害最大。飘尘有规定的标准值（343页）。可吸入颗粒物（IP）与飘尘相当 粒径 10m 。3、降尘：粒直径大于10微米的粒子，在重力作用下，能在较短时间内沉降到地面称为降尘。其多产生于固体破碎、燃烧残余物的结块及研磨粉碎的细碎物质。自然界刮风及沙暴也可产生降尘。在某些工业区域，估计每月每平方公里有降尘40吨。4、烟：指固体升华，液体蒸发、化学反应
9、等过程生成的蒸气在空气或气体中凝结成的浮游粒子的气溶胶。烟气溶胶粒子的直径通常小于1微米。5、黑烟：固体微粒直径大约在0.051微米6、雾：蒸气状态凝结成液体的微粒，悬浮在大气中所出现的现象，其粒径小于100微米。 （二）气态污染物（90%）：一次污染物：由污染源直接排入大气；二次污染物：由一次污染物经化学或光化学反应生成的。1、 一次污染物：（1）硫化物：包括SO2、SO3、硫化氢等。（2）碳氧化物：主要指CO、CO2（P187188），（3）氮氧化物（P189）：主要是指NO、NO2、氧化亚氮（N2O）。（4）碳氢化合物：C和H形成的化合物，大多具有挥发性，包括烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等，
10、是形成光化学烟雾的前体物，其中甲烷约占总量的8090%。碳氢化合物主要来自天然源，生物分解产生的甲烷为主；人为排放量不足5%，主要来自汽油的不完全燃烧、焚烧过程、溶剂挥发、石油蒸发等。（5）其它污染物（194页）：石棉、铍和卤化物（卤代烃、氟化物、氟立昂）等，石棉：引起多种疾病还能引起职业肺癌；铍：用作火箭的燃料，能引起各种肺病，急性中毒可引起死亡；氟里昂是破坏臭氧层的重要物质。我国大气污染物构成表（P194表13-4），可见我国大气污染主要是煤直接燃烧所致。2、二次污染物：即由一次污染物化学反应的结果所生成的一系列新的污染物。如臭氧、过氧化乙酰硝化酯（PAN）、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸
11、盐气溶胶等。（1）硫酸烟雾：二氧化硫能与水生成亚硫酸，然后氧化为硫酸；三氧化硫与水反应生成硫酸。反应式如下：SO2 + H2O H+ +HSO3- （二氧化硫在湿度较高时）2HSO3- + 2H+ + O2 2H2 SO4若大气中含有NH3时，还可以形成硫酸铵气溶胶；硫酸烟雾是强氧化剂，对人体和动植物的危害极大。（2）光化学烟雾：指大气中的NOX、碳氢化合物等一次污染物，在强烈的阳光作用下发生光化学反应，生成臭氧、醛、酮、过氧乙酸硝酸酯（PAN）等二次污染物。这类光化学反应的反应物与生成物形成的特殊混合物即称为“光化学烟雾”。简言之（P195）：光化学烟雾是碳氢化合物和NOX在阳光作用下发生化
12、学反应而生成刺激性的产物。光化学烟雾最早发生在美国洛杉机，后来日本的东京，墨西哥市及我国兰州市也相继发生这类事件，其表现为城市上空笼罩着白色烟雾（有时带有紫色或黄色），大气能见度降低，具有特殊气味，刺激眼睛和喉黏膜，造成呼吸困难；生成的强氧化剂臭氧可使橡胶制品开裂；植物叶片受害、变黄甚至枯萎。光化学烟雾事件一般发生在相对湿度较低的夏季晴天，高峰出现在中午或刚过中午，夜间消失。（3）其它：无机汞化合物（微生物） 甲基汞化合物；农药降解产物等。二次污染对环境和人体的危害通常比一次污染物更严重，值得我们重视。二氧化硫在干燥空气中其含量达800ppm时，人还可以忍受。但形成硫酸气溶胶后，含量仅0.8p
13、pm，人即不可忍受。我国大气环境中，影响较大的污染物有总悬浮颗粒物（T.S.P）、飘尘、SO2、NOX、CO和光化学氧化物（O3）六种，我国已制定出这六种主要污染的大气标准。（343页）对于局部地区由特定污染源排放的其他危害较重的污染物，可作为该地区的主要污染物。第三节 大气污染物对人体健康的影响（P196） 污染的大气可以严重影响人们的健康。在低浓度空气污染物的长期作用下，可引起上呼吸道炎症、慢性支气管炎、支气管哮喘及肺气肿等疾病。冠心病、动脉硬化、高血压等心血管疾病的重要致病因素之一也是空气污染。癌症，尤其是肺癌的多发，更与空气污染有密切的关系。另外，空气污染还会降低人体的免疫功能，使人的
14、抵抗力下降，从而诱发或加重多种其他疾病的发生。大气污染物侵入人体主要有三条渠道：呼吸道吸入；随食物和饮水摄入；体表接触侵入，其中，以由呼吸道吸入大气污染物，对人体健康影响和危害最为严重。正常人每天要呼吸1015立方米的洁净空气，若吸入含污染的大气，轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感，重者就会发生呼吸器官障碍，使呼吸道和肺功能发生病变，出现支气管炎、支气管哮喘、肺气肿和肺癌等；若突然受到高浓度污染物作用，可造成急性中毒，甚至死亡。大气中污染物种类很多，不同污染物对人体健康所造成的危害程度也各不相同，下面对一些主要污染物对人体健康的影响作一简要介绍：一、颗粒污染物对人体健康的影响：颗粒直径大于10
15、微米的颗粒物，几乎都可被鼻腔和咽喉所阻隔，而不进入肺泡。对人体健康危害最大的是10微米以下飘尘可吸入颗粒物。粒直径为0.110微米的颗粒物有90%沉积于呼吸道和肺泡上，其中粒直径24微米的颗粒物在肺泡内沉积率为最大。沉积在肺部的污染物如被溶解就会直接侵入血液（不经过肝脏的转化就起作用），引起血液中毒；未被溶解的污染物则引起尘肺，如：煤矿工人吸入煤炭形成的煤肺；玻璃厂或石粉加工厂工人吸入硅酸盐粉形成矽肺、石棉厂工人多患石棉肺等。另外某些工业粉尘还可引起佝偻病、白喉、结核病等，这是因为粉尘阻挡阳光造成紫外线照射不足，对婴幼儿微生素D的合成产生了影响。颗粒状污染物导致能见度降低，引发交通事故发生空气中铅污染的主要来源是车辆排放的尾气，四乙铅在汽油防爆剂，燃烧后排入空气的铅达97%、直径0.5微米，人体对铅最敏感的两类组织脑、骨髓，铅中毒脑神经麻木和慢性肾病，儿童智商下降，成年人的生殖能力也将受到不利影响，铅中毒严重者导致死亡。二、气态污染物对人体健康的影响：1、SO2对人体健康的影响 SO2是无色、有刺激性臭味的窒息性气体，它对人的眼睛及呼吸道有强烈刺激作用。当吸入浓度为5ml/m3时，对鼻腔和呼吸道粘膜都会出
