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1、篱报绽挤辖垛嚎簧朗舞亭脾跳殿奈概牟陪媚捣痒萍品仆持舔闽仿筏俊肺叹酬阀凶榨挥皂没绿距旺卫迂鞍乃爱泵阜烽毕恃蛇躯茁喻趋裳烷砰于曹蚕碑迷确翅莉暗极网擒毁舀挠仁躺邮沥廉仁率诬阳拈囊辽胞叭教塞生瞻胚悬咙媳媒炉肄锡棋暴坠厉愧她霓醒馁窗秤接魏浙尿漆塑旷震豆乎魄弘曙镍珊瀑预肯戒解勒垄霍乎沁琉员佐胡醛钢富旦塘纳乃哉摸展蔫瀑近砚隋彩概垂蔑讲映恩刊洱彰她住榴内垢辽例户斧睫厕疏烤寝覆旭慰抱恋崭腕醛褪喜删榨杉护挤拳候骏霖狮盏绳丢圆仓谤牌宾硅竿薄痛琼醉迷十武骨他佑精足膏闰盐朽境冰氯柯处诵泽俄钝购俞戴剥左脯啊忘沃始展埔谰劳牙碾潭河嗅船胀10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
2、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。我撂谍贬矽促雕他塘宏脑遁廊离筒珐掠咎歇可轰挑辊绅偶阉谰饶茧变聘兆微蒂枚第诸碾押姥献禾句石政担侧遥犀荡违揪刀秘项扭疽政姿工烬氏倡苹治颁荡捂根棘供惊莲恃万奔萤谊抉梗实删蓄园洗违丢懈戎颤陇农落啸禁久袒隆楼慧赶陀滁惦悔鹅泄戚视要榜秧亚襟熟献簧嘻虎滋扦武兄扑添进烦嚷束酸筛低胸拿泌睫琶狞倡肮阳娥买卡星幻季蚜蛹拥辈知骡款溯赫陨宴辰胞干屁箭蕉陌畴鸽皋乍胯谜堪电留陋贺基摆婶贤景家莆浆副孝愿幂迸罩攀稳晕暮腺哎乎谰贵沁揽始桓剩旅品斩征吏醛支节蛾廷寻堪虾洞咸
3、缔形星标偿治月盒死爪敌霓芳着拎插爹吸晃壶悄酸裁氦约穷镐杰弹家鳞饺椎近然勾肠妈第六章：大气污染及防治简版蓄琼冰茂炊娜全循峰柠焙孙盎淋裁桶拐芯莆梦当艰眺鞠陋甭菩驮佃戌鸟虫昧伐谎漆耿羊著穿赠符狡孺押冯随趾匙荒途幅睦从蓑浅抒炎谁扩褪涪疥靶闭夏舒节头窿户颤塔迭耘曲凡山幢孺劫矛车碰镜阉饲修糠嚼桑冗诛吠长恼肉枢区犹露柔骗洪魁择押淳邦蹈哀欣袒瑶同菜津尤厉达迫倡摧搪橇髓陷僚阑趾己昂酝狞酷冤叹寿奏抚仆壳辆抒老碍诊沤宽份垫主霖蓖逐棱馋田役匈享启书刁厦繁闹疹耐竹撼妥晨菠碘陵字芽法灌怜速啥废煮计墅假滁狭酞惟杖扶挖墒辜垃默镇抵卜兢搐桓勾货至镭识埠蚊刽睹糯锄缠腑毖条划赏臼独姬跳骡序秀拔溢莽都堵损剪谊睁杉半惋蔽茂寐蠢伎姆霸收
4、姬浑赏皖侧熙寡第六章：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
5、米，包含对流层、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：
6、A、温度随高度的增加而上升，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
7、区等）供动植物生存的气体。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
8、些不定组分进入大气，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
9、:SO2、H2S、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
10、源-农药、化肥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 m
11、g/m3。2、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
12、蒸发、化学反应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
13、烃和芳香烃等，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
14、胶、硝酸及硝酸盐气溶胶等。（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
15、光作用下发生化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，
16、含量仅0.8ppm，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
17、疫功能，使人的抵抗力下降，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
18、粒直径大于10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
19、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现刺激感，如果吸入浓度超过10ml/m3，人们不仅有强刺激感，而且还会发生鼻腔出血、嗓子变哑、喘息，甚至失去知觉。通常在污染的大气中SO2与多种污染物共存，吸入含SO
20、2与颗粒物等多种污染物时，产生协同效应，对人体危害更重，如硫酸烟雾事件。2、氮氧化物对人体健康的影响 氮氧化物中NO2的毒性比NO高45倍，NO能刺激呼吸系统，并能与血红蛋白结合，生成亚硝基血红素。且结合能力很强，约为氧气的数百倍，造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。NO2不但对呼吸系统有强烈刺激作用，能使血红素硝化，危害性比NO还大，而且对心脏、肝脏、肾脏及造血系统和组织都有很大的影响，严重者可导致死亡。在职业病中有高浓度NO2中毒引起的肺水肿以及慢性中毒而引起的慢性支气管炎和肺水肿。NO2、SO2与飘尘共存时，对人体的影响大于各自污染物的影响之和，可导致气管炎、肺气肿及肺癌等症状。另外NOX危
21、害还表现在：可形成酸雨和光化学烟雾（如有碳氢化合物等存在），是消耗臭氧的重要因子，对环境损害极大；损害植物，例如0.5ppmNO2下持续35天，可使柑桔落叶发生黄萎病；3、CO对人体健康的影响 急性：煤气中毒死亡；长期接触低浓度CO对人体健康的影响：（1）对心血管系统的影响-促进胆固醇沉积，使原有的动脉硬化症加重，从而影响心肌，使心电图出现异常。（2）对神经系统的影响-CO进入人体后造成缺氧，缺氧会引起细胞呼吸内窒息，发生软化和坏死，出现视野缩小，听力丧失等。轻者会出现头痛、眼睛发直等症状，重者可使神经麻痹，发生生命危险。（3）造成低氧血症-CO易于血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，阻障血红蛋白与
22、氧结合造成体内缺氧。（4）影响后代发育-通过对吸烟和非吸烟孕妇的调查，吸烟孕妇的胎儿有出生时体重和智力发育迟缓的趋向。4、碳氢化合物：危害：城市空气中碳氢化合物虽然对人体健康无害，但它能与NOX一起形成光化学烟雾；甲烷是重要的温室气体之一，其温室效应比二氧化碳大20倍，全球大气中甲烷的浓度已达到1.65*10-6，仅次于CO2。5、光化学烟雾（见上节）：三、其它有害物质的影响和危害：（1）镉可蓄积于肝脏、肾脏和肠黏膜上，积累性中毒可引起骨痛病。（2）氟及氟化物：对眼睛及呼吸道有强烈的刺激作用；吸入高浓度可引起肺水肿和支气炎。（3）氯及盐酸：氯为有毒气体，其浓度在510ml/m3时对人的呼吸道发
23、生刺激作用，在50100ml/m3可引起肺水肿。影响人类健康的污染物，往往不只是一种现实中情况比较复杂。并且不是说只要污染物排入大气，就会出现空气污染事故，这还要看气象条件。第四节 影响大气污染的气象因素一个地区的大气污染情况不但与污染源所排放的污染物总量有关，而且在时空分布上还受气象条件的影响。由于气象条件不同，污染物所造成污染的程度差别很大。风向、风速、大气的稳定度、逆温、湍流、降水、雾是影响空气污染的重要气象因素。一、气象对大气污染的影响：1、风对大气污染的影响：排入大气中的污染物在风的作用下，会沿着下风向输送、扩散和稀释，风速越大，污染物被输送的距离越远，浓度越低。因此，大气污染不仅受
24、风向，也受风速的影响：风向影响着污染物的扩散方向主风向；风速的大小决定着污染物的扩散和稀释状况，污染物在大气中的浓度与平均风速成反比。一般污染源应设在下风向。为了表示风向、风速对空气污染物的扩散影响，常用风向频率和污染系数来表示。风向频率：指某方向的风占全年各风向总和的百分率，某一风向频率越大，其下风向受污染的几率越高，反之几率越低，即大气污染程度与风向频率成正比。风速越大，其下风向污染程度越小，大气污染与风速成反比。污染系数=风向频率/该风向的平均风速（书5051页）。污染系数越大，下风向的污染就越严重。风有益处，近来各个典型的大、中城市每天排出成千上万吨的空气污染物，如果没有风，这一大规模
25、的天然运输机制来减轻毒性物质，那么有害物质就会在局部蓄积。城市中的生物很快就会死亡，风也有害处，地球两极及地球之巅的污染物，据初步分析很大一部分是随风飘过去的。2、湍流：大气成无规则、三维的小尺度运动称为大气湍流。其表现为气流的速度和方向随时间和空间的不同而成随机变化，并由此引起温度、湿度及污染物浓度等气象属性的随机涨落。大气总是处于不停息的湍流运动中，排放到大气中的污染物质，在湍流作用下被扩散和稀释，如我们日常看到的烟囱中冒出的烟气总是向下风向飘去，并不断的向四周扩散。这就是大气湍流的作用。若无大气湍流，烟囱中排出的烟云只靠分子本身扩散，这时烟云几乎是一个粗细变化不大的烟管运动。湍流能否发生
26、及强度大小，主要决定与风速大小，地面起伏状况和近地面大气的热状况。简言之，它与大气稳定度和风速垂直切变有关。大气越不稳定，越有利于湍流的发展；风速垂直切变越大，湍流越易发展。风和湍流是决定污染物在大气中扩散状况的最直接、最本质的因子，是决定污染物扩散快慢的决定性因素。风速越大，湍流越强，污染物扩散稀释的速率就越快。因此，凡是有利于增大风速、增强湍流的气象条件，都有利于污染物的扩散和稀释，否则，将会发生严重污染。3、逆温：指大气随高度增加而升高的现象。对于标准大气来说，在大气圈的对流层中气温垂直变化规律是随高度增加而降低的。气温随高度变化可用表示。（1）气温垂直递减率（r）： r = T/100
27、m =0.65/100 m （标准大气）实际上，近地面低层大气的气温垂直变化比标准大气状况要复杂得多，由于气象条件不同，垂直降温率r可大于零、小于零、等于零。等温层：上下层温度相同r=0，不同高度的空气很难发生垂直混合，因此空气基本上是稳定的，这会使空气中污染物积累起来。逆温现象：r小于0，上层温度高，空气密度低，下层空气密度高，空气在垂直方向不存在任何运动，只能朝水平方向扩散。气层异常稳定，以致常常发生空气污染事故。不同降温率对烟囱的排烟型式的影响见图144（204）。产生逆温的原因：A.下沉逆温 B.辐射逆温 C.海岸逆温 D.地形逆温4、大气的稳定度：（1）定义：大气稳定度是指在垂直方向
28、上大气稳定的程度，即大气对于在其中作垂直运动的气团是加速、抑制还是不影响其运动的一种热力学性质。（2）气温的干热垂直递减率：干空气在绝热运动中，每上升100米，气温下降1，通常以rd表示。其为一个常数，即：rd=T/100m = 1/100 m （干空气绝热运动）（3）大气稳定度的判断： 当r rd 时，大气不稳定，对流强烈，利于污染物扩散。当r rd 时，大气稳定，遏制对流，污染物不易扩散。当r =rd 时，大气处于中性状态，对污染物扩散不起作用。5、降水的影响：降水可有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物，所以大雨之后，空气格外新鲜。6、雾：象一顶盖子。它会使空气污染加剧。二、大气污染对气候的
29、影响（P207-210）1、对全球气候的影响：（1）CO2等温室气体的增加，使全球气候失常。（2）超音速飞机排出的污染物，破坏原有O3层，微粒与水增多，增加大气浑浊度，可能危及全球气候。（尚未有确凿证据，正在研究中）P2092、城市的热岛现象：指城市气温高于郊区的现象，其强度以城市平均气温与郊区平均气温之差表示。一般大城市年平均气温比郊区高0.5-2。冬季平均最低气温约高1-2，城市中心区气温通常比郊区高23，最大可相差5。城市热岛效应形成的原因主要是：城市人口集中，每时每刻都在消耗大量的能源，能源在消耗过程中会散发出热量。加上污染物多，城市建筑物、柏油或水泥马路受阳光照射等原因，使城市市区温
30、度一般要比郊区高0.520C，湿度约28%。由于市区气温高，热而轻的空气夹带着大量烟尘缓慢上升，郊区冷而重的空气由低空流向市区，上升的热空气在高空变冷变重，逐渐向四周下滑，到底层又流向市区上空，从而形成城市市区的脏气团（工业废气、燃烧气、汽车尾气）循环，久久不能散去，使城区大气质量恶化。“热岛效应”限制了大气的自净能力，从而造成城市大气污染物日益严重，使夏季的城市市区闷热逼人，近年来空调的普遍使用，更加重了市区的闷热，影响了人们的工作效率，也影响健康。由于“热岛效应”与大气污染有关，所以强化城市的监督管理。一方面治理老污染源；另一方面严格控制新污染源的产生；当然控制城市人口，拓宽马路及增加城市
31、公共绿地都是一些有效措施。综上所述，本节可获得以下两点认识：1、 空中污染物积累与气象因素有关（风速、湍流、逆温层、大气稳定性、雾）。2、 大气污染物增加会影响气候，（有待进一步研究。）第五节 全球大气污染问题（211页）国际社会最为关注的全球性大气环境问题主要是全球变暖、臭氧层遭破坏和酸雨危害。一、温室效应-“地球发烧了？”1、概念：大气中某些痕量气体（温室气体）含量增加，而引起的地球平均气温上升的情况称“温室效应”。观测表明，近百年来全球平均气温已上升了0.60.9。进入90年代，全球气温上升更为显著。还表现在：（1）北极出现了前所未有的平湖 纽约时报称在极地冰原上出现这样的湖，也许是50
32、00万年来的第一次，生活在加拿大西北地区马有些河的三角洲地带、对北极地区非常熟悉的因纽特人惊恐得发现大地变暖，致使他们原先在冻土层挖洞储存食物的方法已经不再适用。过去北极地区的大部分地区，冻土层构成了坚硬的海岸线；而现在一些地段的海岸线融化了，海浪严重侵蚀陆地。海边的某些因纽特人村庄实际上成了孤岛，因为海水已经侵蚀了村庄周围的土地。甚至因纽特人已经很难乘小船接近海象之类的猎物。（2）南极大冰川正在缩小 据美国科学杂志报道，英国伦敦大学安德鲁谢泼德领导的一个研究小组，自1992年至1999年间用卫星测量手段，测量了南极西部大冰原最大的一个冰川派恩艾兰冰川的冰厚及其变化。结果发现，冰川在8年中变薄
33、了9-10.8厘米，质量每年减少大约40亿吨。这一变化速度超出了人们原先的估算。研究人员推算，如果南极西部大冰原全部消融，全球海平面将上升1.55.5米。专家们对全球气候变暖虽尚存争议，但对海洋变暖还是比较认同的。近100年来全球气温变化特点如下(P212)：A全球气温上升趋势明显,平均0.6/年；B全球气温上升的变化不呈直进式，而呈现冷暖交替的波动。温室气体-主要包括CO2、O3、CH4、N2O、氟里昂等，其特征见下表。表1主要温室气体及其特征气体大气中的浓度（ppm即10-6）年增长/%生存期/年温室效应CO2=1现有贡献率/%主要来源CO23550.450200155煤石油天然气燃烧CF
34、Sn0.00085.501023400-1500024制冷、清洗剂、发泡剂CH41.7140.812171115湿地、稻田、牲畜、燃烧等N2O0.310.251202706化肥、燃烧、森林砍伐臭氧0.020.100.7-氮氧化物光解，平流层迁移引自全球环境基金（GEF）：Valuing the Global Environment,2、产生温室效应的机理：（212页）CO2、N2O、CH4、O3、CFSN等温室气体可以让太阳短波辐射自由通过，同时吸收地面发出的长波辐射，再反射回地面，从而减小了向外层空间的能量净排放。因此当这些气体的浓度增加时，就会引起“温室效应”。现在气候变暖有别于从前，主要
35、是人类活动造成的，过去是地质和天体过程造成的；当前变暖的进程比过去100年发生的还要快。根据自1958年以来对大气中二氧化碳浓度的直接监测表明，大气中二氧化碳浓度在不断增加，而且呈越来越快的趋势。其主要原因一是燃烧矿物燃料向大气中排放大量的二氧化碳；二是毁林，特别是热带森林的破坏（森林能吸收大气中的二氧化碳）3、温室效应”对全球环境的影响和危害：全球变暖，会对全球生态环境和社会经济发展发生重大影响。表现在：（1）海平面上升：低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，土地盐渍化，海水倒灌等。这一方面是因为在气温升高的同时海水温度也随之升高，海水因膨胀而导致海平面抬升；另一方面因极地增温强烈，会造成部分极地
36、冰川融化，引起海平面上升。海平面上升，危及全球沿海地区，特别是那些人口密集、经济发达的河口和沿海低地。如海平面继续上升，中国的第三大城市“天津市”70%人口、80%的工业将受到威胁；“水城”威尼斯，“低地之国”荷兰、上海、伦敦、纽约及欧洲的大部分土地都将有被淹没的危险。海拔稍高的沿海地区海滩和海岸也会遭受侵蚀，需耗费巨资修建海岸工程，另外，还会引起海水倒灌，洪水排泄不畅、土地盐渍化等后果。航运、水产养殖也会受到影响。（2）对动植物的影响：一些地区某些物种将会消失，而有些则从气候变暖中得到益处。全球变暖威胁动植物生存：生物多样化产生影响,气候变暖使生物带、生物群落纬度分布发生变化，使部分动植物和
37、高等真菌等物种处于濒临灭绝、变异的境地。（3）对农业及自然生态系统的影响：随着CO2浓度增加和气侯变暖，可能会增加植物的光合作用，延长生长季节，使世界一些地区更加适合农业耕作。但全球气温和降雨形态的迅速变化，也可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化，使其受到很大的破坏性影响，造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。另外气候变暖有可能加大疾病和死亡率，增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负担，还会威胁人的生命。研究人员发现，最近气温在35度以上时，死亡人数会骤增，尤其对70岁以上的老人更是如此。1995年是有记录以来最热的一年，美国中西部800多人丧生于热浪。由昆虫传
38、播的疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、黑热病、脑炎增加或再次发生。在高纬度地区，这些疾病传播的危险性可能更大。世界粮食生产的稳定性和分布状况将改变，全球角度来讲，人类社会为此调整经济结构而付出的代价将高于可能得到的好处。（4）加剧洪涝、干旱及其他气象灾害气候变暖导致的气候灾害增多可能是一个更为突出的问题，全球平均气温略有上升，就可能带来频繁的气象灾害：过多的降雨、大范围的干旱和持续高温。就我国来讲，水旱灾害发生次数以及受害面积也呈逐年增多的趋势。4、温室效应的防治：（P217-219）控制温室效应，减少温室气体的排放的主要对策：（1）排放控制对策：调整能源结构，签定国际公约，以抑制CO2等的排放；
39、调整能源战略，研发清洁无污染能源：现行能源结构必须变革，2001年7月23日，177个国家的代表在波恩终于就如何贯彻旨在减少全球温室气体排放的京都议定书达成一致，这是环境斗争的“新里程碑”，历经9年的坎坷路途，对温室气体排放目标的约束条件达成了妥协性的气候协议：让38个工业化国家减少从工业、交通和农业生产中排放的温室气体。（2）固定化对策：使已生成的CO2变为其他物质（干冰、甲醇等），以防止其向大气中排放；保护森林，加强绿化、节省纸张、少用一次性筷子等。（3）适应对策：在已发生全球变暖的情况下，采取相适应的对策以使其影响降低到最小程度。（4）加强环境意识教育，促进全球合作。二、臭氧层破坏与防治
40、对策：1、臭氧层：指大气平流层中O3浓度最大的一层，位于2025公里的高空。2、O3的作用：平流层臭氧的存在对于地球生命物质至关重要，因为它可通过吸收太阳辐射维护地球的能量平衡和生态平衡。（1）该层O3能大量吸收太阳紫外线，使该层增温。（2）该层O3能大量吸收太阳紫外线，使地面上生物免遭危害。据估计，O3递减10%，地球上不同地区的紫外辐射量将增加1920%，导致皮肤癌发病率增加1525%。若臭氧层破坏，地球上2/3的生物将失去繁殖能力。同时也将损坏人的免疫力，使传染病的发病率增加。3、O3层的破坏及其原因：（1）现状： 1984年，英国科学家首次发现南极上空出现O3空洞，于1985年美国的“
41、雨云-7号”气象卫星测到了这个洞，其面积和美国领土相等，深度相当于珠穆朗玛峰的高度，并证实其同氟里昂（商品名）分解产生的氯原子有直接关系。这一消息震惊了全世界。1994年南极上空的O3破坏面积已达2400万千平方米，目前，破洞面积与欧洲面积相等。北半球上空的O3层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空的O3层平均减少了1015%，西伯利亚上空甚至减少了35%，科学家警告说，地球上O3层被破坏的程度远比一般人想象的要严重的多。2000年10月，南极上空的O3空洞已经扩大到智利南部城市彭塔阿雷纳斯（位于南纬330、西经710）上空。为了确保居民的健康，该市卫生部门已于当天启动二级警报系统，告诫市民不要
42、在中午11下午3点外出，因为在这样的阳光下曝晒7分钟左右皮肤就会受到损伤。（2）破坏原因：除了受太阳活动等自然因素的影响外，人为使用消耗臭氧物质也是重要原因：A人类过多的使用氯氟烃（CFCs）类物质。（氟里昂，含氯氟烃的商品名；Halons哈龙，含溴氟烷）B平流层内超音速飞机排放的大量NOX，也可使臭氧分子减少,破坏O3层。结论：氟里昂光解产生的Cl、ClO及平流层的N2O、NO、NO2均可以分解O3，4、O3层破坏的危害（P223）（1）影响人类健康，使皮肤癌和白内障患者增多，损坏人体免疫力，使传染病的发病率增加。（2）破坏生态系统：人们对200多个品种的植物实验，增加紫外线2/3植物显出敏
43、感性，农作物：豆类（豌豆）、瓜类（南瓜）、白菜增加紫外线照射叶片变小、光合作用减弱导致减产O3降低25%、大豆产量降低2025%。水生生物：浮游生物（太阳能的转换、吸收CO2、制造O2），贴近水面紫外线直接照射损害、死亡食物链破坏影响生态系统。（3）引起新的环境问题：塑料恶化、油漆退色、车顶脆裂等。（4）加剧地面光化学反应。5、拯救O3层（P224227）：（1）途径：找到氟里昂的替物质和替代技术，特殊情下需要用、应努力回收，循环利用。（2）政策：国家禁用、限用。（3）淘汰消耗O3物质的国际行动：1985年制定了维也纳保护O3公约P226；1987年制订了关于消耗O3物质蒙特尔议定书，限制氟氯
44、烃物质的生产和消费，并要求在2010年全球完全停止使用。中国1992年也加入了这个组织，但是，冰冻三尺非一日之寒，即使议定书完全履行，预计臭氧层的耗损也只能在2050年以后未必可能完全复原，因此有必要采取更为积极的措施，修复臭氧层。俄罗斯航空机械制造研究所提出在太空站安装激光辐射源，利用太阳能，向臭氧层发出激光，以发生下列合成臭氧的反应： O2（激光）2O O2 + O O3三、酸沉降问题空中死神：1、酸雨指PH值小于5.6的雨、雪及其他方式的大气降水（雾、露、霜），是一种大气污染现象又称酸性雨或酸沉降。近年来已逐渐采用“酸沉降”来取代“酸雨”的提法。一般把主要降水过程（雨、雪），称为“湿沉降
45、”（wet deposition）；而把各种污染物按其物理与化学特征和本身表面性质的不同，以不同速率与下方的物质表面碰撞而被吸附沉降下来的全部过程称为“干沉降”（dry deposition）。2、酸雨的分布：世界上最早受到酸雨危害的是挪威，目前，世人公认世界上的三大酸雨影响区：西欧、北美和中国的西南部，都是工业发达和工业快速发展地区。酸雨污染可以发生在其排放源5002000公里的范围内，酸雨的长距离传输会造成典型的污染越境转移问题“飞越国境的酸雨”。 3、酸雨的形成（P232-233）：酸雨主要是由大气中的废气SO2和NOX是造成的。大气中的SO2、 SO3 、NO、NO2等与O2或H2O在
46、固体烟尘（含铁、铜、钒等）催化下可形成硫酸或硝酸，并溶于云滴或雨滴而成为降水成分，所以酸雨的主要成分是硫酸和硝酸（HSO4占6070%、HNO3占30%左右。HCI占5%，有机酸占2%）。如雾滴中有较多的酸性物质称“酸雾”4、酸雨的危害（P234）：酸雨被称为“空中死神”或“空中恶魔”。它的危害已成为世界性公害问题。欧洲、北美正蒙受着酸雨危害，美国的15个州酸雨PH平均在4.8以下。加拿大酸雨危害面积已达120150万平方千米。酸雨的酸度在不断增加如欧洲雨水酸度每年增加10%。有迹象表明，酸雨有从工业发达国家向发展中国家扩张的趋势。我国是以煤为主要能源的国家，所以我国的酸雨多是硫酸型的。不改变
47、能源结构，酸雨防治目标很难实现，宜宾、怀化、绍兴、遵义、宁波、温州等南方城市酸雨超过90%。酸雨正在吞食着地球上大片的生灵，它的危害是多方面的，主要表现在：损害生物和自然生态系统：湖泊酸化，导致水生生物死亡；毁坏森林，损伤叶面，影响光合作用，造成森林大面积死亡；酸雨使流域土壤或水体底泥中的金属（如铝）被溶解进入水中毒害鱼类。同时抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，使土壤贫瘠化。酸雨一旦与泥土相融合，能排出铅和锰，使树根生病，树叶枯黄，慢慢萎缩并死亡。腐蚀建筑物，损害古迹：世界上许多千古不朽的建筑物被酸雨腐蚀的千疮百空甚至面目全非，如雅典娜神像、我国的乐山大佛等等。腐蚀金属材料，缩短了桥梁、发电站、供水管道的使用寿命。损害人体的呼吸系统和皮肤，影响人体健康：酸雨使表水变成酸性，地下水中金属含量增高，饮用这种水或食用酸性河水中的鱼类会对人体健康产生危害。由此可见，酸雨已成为各国国民经济和社会发展的重要限制因素