何强环境学导论课件-全球大气环境问题

环境科学导论IntroductiontoEnviromentalScience张晋华南京理工大学环境科学系一、课程性质和目的1.性质：环境科学导论是为高等工科院校学生开设的“导论性”课程。2.目的：•提高环境保护意识；•普及环境保护知识。•提高我们的生活质量一、课程性质和目的3.任务：通过本课程的学习，使学生受到环境保护和可持续发展观点的教育，培养学生具有一定评估环境质量和在本专业范围内处理和解决环境问题的能力，树立保护环境的道德观和可持续发展的世界观。Case1：空气质量预报•空气污染指数？•空气质量级别？•空气质量状况？•首要污染物？城市污染指数首要污染物空气质量级别空气质量状况北京59可吸入颗粒物Ⅱ良环境知识影响着我们的生活。。。。•空气污染指数（API=AirPollutionIndex）•空气质量级别（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级）•空气质量状况（优、良、轻微污染、中度污染、重度污染）•首要污染物空气质量日报空气污染指数（API）是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康和生态环境的影响来确定的。API50点：对应的污染物浓度为国家空气质量日均值一级标准；API100点：对应的污染物浓度为国家空气质量日均值二级标准；API200点：对应的污染物浓度为国家空气质量日均值三级标准；API更高段的分级：对应于各种污染物对人体健康产生不同影响时的浓度限值，API500点对应于对人体产生严重危害时各项污染物的浓度。目前我国所用的空气污染指数的分级标准是：根据我国空气污染的特点和污染防治工作的重点，目前计入空气污染指数的污染物项目暂定为：•二氧化硫（SO2）•氮氧化物（NOx）•可吸入颗粒物（PM10、）•可能要考虑：•O3、火PM2.5我国城市空气质量日报API分级标准如表1：表1空气污染指数对应的污染物浓度限值污染指数污染物浓度（毫克/立方米）APISO2（日均值）NO2（日均值）PM10（日均值）CO（小时均值）O3（小时均值）500.0500.0800.05050.1201000.1500.1200.150100.2002000.8000.2800.350600.4003001.6000.5650.420900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200表2空气污染指数范围及相应的空气质量类别空气污染指数API空气质量状况对健康的影响建议采取的措施0～50优可正常活动51～100良101～150轻微污染易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动151～200轻度污染201～250中度污染心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状老年人和心脏病、肺病患者应在停留在室内，并减少体力活动251～300中度重污染300重污染健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动表1SO2空气污染指数API分级限值API50100200300400500SO2浓度，mg/m30.0500.1500.2501.6002.1002.620010020030040050060000.511.522.53SO2浓度,mg/m3API空气污染指数的计算：污染指数与各项污染物浓度的关系是分段线形函数，用内插法计算各污染物的分指数In，取各项污染物分指数中最大者代表该区域或城市的污染指数。即：API=max（I1，I2，……Ii，……In）该指数所对应的污染物即为该区域或城市的首要污染物。当污染指数小于50时，不报告首要污染物。①基本计算式：设I为某污染物的污染指数，C为该污染物的浓度。则：式中：C大与C小：在API分级限值表（表1）中最贴近C值的两个值，C大为大于C的限值，C小为小于C的限值。I大与I小：在API分级限值表（表1）中最贴近I值的两个值，I大为大于I的值，I小为小于I的值。②全市API的计算步骤c将各污染物的市日均值分别代入API基本计算式所得值，便是每项污染物的API分指数。d选取API分指数最大值为全市API。a求某污染物每一测点的日均值式中：Ci为测点逐时污染物浓度，n为测点的日测试次数b求某一污染物全市的日均值式中：l为全市监测点数③全市主要污染物的选取•各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该项污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。API=max(I1,I2…Ii…In）举例•假定某地区的PM10日均值为0.215毫克/立方米，SO2日均值为0.105毫克/立方米，NO2日均值为0.080毫克/立方米，则其污染指数的计算如下：按照表1，PM10实测浓度0.215毫克/立方米介于0.150毫克/立方米和0.350毫克/立方米之间，按照此浓度范围内污染指数与污染物的线性关系进行计算，即此处浓度限值C2=0.150毫克/立方米，C3=0.350毫克/立方米，而相应的分指数值I2=100，I3=200，则PM10的污染分指数为：•I＝（（200－100）/（0.350－0.150））×(0.215－0.150)+100＝132•这样，PM10的分指数I=132；其它污染物的分指数分别为I=76（SO2），I=50（NO2）。取污染指数最大者报告该地区的空气污染指数：•API=max（132,76,50）=132•首要污染物为可吸入颗粒物（PM10）。80公里污染带，1000万元用于事故应急处理Case2:松花江硝基苯事件事件前后•2005年11月13日，中石油吉化双苯厂爆炸导致松花江发生重大环境污染事件；•硝基苯主要有四个去向，一部分硝基苯与苯、苯胺一起挥发到大气中；一部分沉积在松花江的底质中；一部分被水稀释后随水流向下游扩散；一部分被光和生物降解；•静态实验、动态实验、水质模型建立等方面对松花江底质对硝基苯的吸附解析规律、结冰期硝基苯在冰水中的分配行为、硝基苯的光降解规律、硝基苯的生物降解规律等进行了系统研究；•鱼类硝基苯富集和释放实验。研究结果表明，江水中受硝基苯污染的鱼类经过25~30天后，其体内污染物浓度已经降至安全含量以下。•项目组对松花江沿岸两侧10公里范围内可能受影响的农灌区及畜产品养殖基地进行了调查。•2010年7月28日，位于栖霞大道的南京第四塑料厂拆迁工地丙烯泄漏，引发爆燃，13人死亡,120人住院治疗Case3:南京第四塑料厂爆炸事件事件后的思考•环境管理问题；•环境污染的连锁反应问题；•环境污染的扩大效应；•环境污染的危害；•环境污染的防治方法。环境知识影响着我们的思索和辨别能力。。。。Case4:《后天》的灾难背景背景-全球变暖问题•2003年，在欧洲有2万多人因气温过高死亡；美丽的自然景观将由于气温变暖而消失；由于气候变暖，各种疾病将在这个星球上大肆传播……•全球变暖的原因；•全球变暖引发的环境问题；•全球变暖是足以让世界停止一切战争真正团结起来共同面对的全球灾难。环境知识影响着我们的娱乐。。。。二、课程内容（1）基本概念和基本知识；（2）人类活动引起的各环境要素的污染过程、危害及污染控制原理和方法；（3）可持续发展战略的基本思想和意义。三、参考教材1..《环境学导论》第三版何强等编著，清华大学出版社，2004年9月2.《环境保护》第二版刘天齐主编，化工出版社出版，2000年4月3.《环境保护基础》程发良主编，清华大学出版社，2002年3月4.《环境与可持续发展导论》马光编著，科学出版社，2001年6月5.《环境导论》王淑莹，高春娣主编，中国建筑工业出版社，2004年1月6.《环境学》陈英旭编著，中国环境科学出版社，2001年3月相关网站：•1、中国可持续发展信息网（）•2、中国环保网（）•3、绿色中华环境保护网（）四、考核标准:•平时成绩占到20%；课程考试占80%•无迟到、无请假、无旷课10%•查资料、做演讲10%环境与工程系环境科学导论第一章绪论南京理工大学第一节环境及组成一、环境（一）环境含义1.环境的定义：环境是指与体系有关的周围客观事物的总和。环境就是人类进行生产和生活活动的场所，是人类生存和发展的物质基础。什么是环境呢？1）人以外的一切就是环境；2）每个人都是他人环境的组成部分。延伸的环境定义《中华人民共和国环境保护法》把环境定义为：第一章绪论影响人类生存和发展的各种天然和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然保护区、风景名胜、城市和乡村等。环境中心事物对立统一2.环境与中心事物的关系：•环境（二）环境组成对于环境科学而言，环境是指人类的生存环境•自然环境•社会环境•直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体。大气环境水环境土壤环境生态环境自然环境地质环境1.自然环境能量自然现象外太空环境地球环境社会环境是人类在长期生存发展的社会劳动中所形成的，在自然环境的基础上，人类通过长期有意识的社会劳动，加工和改造了的自然物质，所创造的物质生产体系，以及所积累的物质文化等构成的总和。社会环境的本质是什么呢？2.社会环境社会环境居住环境生产环境文化环境交通环境社会环境的分类：•自然环境对人的的影响是根本性的。人类要改善环境，都必须以自然环境为其大基础，谁超越它，势必一事无成。•根据不同原则，人类环境有不同的分类方法。下面是按环境的范围由近及远的分类：•（1）聚落环境•聚落是人类聚居的地方与活动中心。它分为•院落环境•村落环境•城市环境。•2）地理环境•地理环境位于地球表层，即岩石圈、水圈、土圈、大气圈与生物圈相互渗透、相互制约、相互转化的交错地带。•能量特点•三大特点基地特点•相关性•3）地质环境•地质环境指地理环境中除生物圈以外的其他部分。•4）宇宙环境•宇宙环境由广漠的空间和存在于其中的各种天体以及弥漫物质组成•1000km•2430km•2900km•35.4km•1000-1400km岩石圈：包括地壳和地幔的顶部•环境系统是一个复杂的，有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统。系统内外存在着物质和能量的变化和交换。•系统外部的各种物质和能量，通过外部作用，进入系统内部，这个过程称为输入；•系统内部的各种物质和能量，通过内部作用，排到系统外部，这个过程称为输出。•若输入等于输出，就出现平衡，称为环境平衡或生态平衡。•①整体性•②有限性•③不可逆性•④隐显性•⑤持续反应性•⑥灾害放大性是指构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分。•自然环境要素包括：大气、水、土壤、生物、阳光、岩石等。•人工环境要素包括：综合生产力、技术进步、人工产品和能量、政治体制、社会行为、宗教信仰等。二、环境要素与环境质量1.环境要素环境要素环境结构单元环境整体（环境系统）•水水体水圈•大气大气层大气圈•生物体生物群落生物圈•Ⅰ环境要素属性•②等值性•③整体性大于各个体之和•①最差（小）限制律•④出现先后，互相联系，互相依赖水微生物O高等生物土壤•一般是指在一个具体的环境内，环境的总体或环境的某些要素，对人群的生存和繁衍以及经济发展的适宜程度，是反映人群的具体要求而形成的对环境评定的一种概念。环境质量是对环境状况的描述2、环境质量影响环境质量的因素：•自然原因：•人为原因•污染•资源的不合理利用•人群的文化状态2、环境质量•水环境质量•大气环境质量•土壤环境质量•城市环境质量•生产环境质量•文化环境质量一、环境问题•环境问题就是指作为中心事物的人类与作为周围事物的环境之间的矛盾。第二节环境问题二、环境问题的分类环境问题（按发生的机制）环境破坏环境污染和干扰（一）环境破坏•是指人类的社会活动产生的有关环境效应，它们导致环境结构与功能的变化，对人类的生存与发展产生了不利影响。1.生物环境的破坏过度砍伐引起的森林覆盖率锐减过度放牧引起的草原退化滥肆捕杀引起的许多动物濒临灭绝