何强环境学导论课件-水资源及其利用与保护

第二节酸雨各种溶液酸碱度与酸雨对比一、酸雨的含义（一）酸雨的概念干沉降：指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质。湿沉降：pH值小于5.6的天然降水，所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面。（二）我国酸雨的主要特点频率高、酸度大分布有明显的区域性1、酸雨污染物：较重要的物质包括H+、Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、K+、Na+、Ca2+及Mg2+等九种。一、酸雨的形成（一）酸雨污染物及来源2、酸雨来源：自然来源和人为来源硫化物及悬浮固体CO、HC、SO2、NOx及悬浮固体酸化污染物湿沉降干沉降（二）酸雨的形成过程1、成雨过程SO2、NOx在云层雨滴形成过程中被吸收和转化：（1）水蒸汽冷凝在含硫酸盐、硝酸盐或氯离子等的凝结核上；（2）形成云雾时，SO2、NOx和CO2等气体被水滴吸收；（3）气溶胶粒子和水滴在形成云雾的过程中互相碰撞而结合。2、冲刷过程酸性污染物被雨水从大气中冲刷、消除：（1）云单体形成期间凝结核的消耗；（2）布朗运动使气溶胶粒子附着到云单体上；（3）云体对微量气体的吸收与吸附；（4）下降雨滴对气溶胶粒子和SO2、NOx的捕获。三、酸雨的危害（一）对水生生态系统的影响由于水体酸化，促使土壤中重金属溶入水体中（二）酸雨对陆生生态系统的影响1、酸雨对土壤的影响土壤酸化后形成植物可吸收形态的铝化合物2、酸雨对农作物的影响破坏作物细胞正常代谢活动杭州灵隐寺石刻著名的杭州灵隐寺的“摩崖石刻”近年经酸雨侵蚀，佛像眼睛、鼻子、耳朵等剥蚀严重，面目皆非。第三节臭氧层破坏小知识臭氧浓度的表示法：柱浓度法，单位用多布森来表示（Dobsonunit,简称D.U.）。D.U.的含义：将0℃，一个大气压力下，10-5m厚的臭氧定义为1个Dobson单位。臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200D.U.，即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少超过30%的地区。臭氧知识问答1“国际保护臭氧层日”是哪一天A9月15日；B9月16日2、臭氧在大气中臭氧的总含量A1ppm;B2ppm3什么是ODSAOzoneDepletingSubstancesBOxygenDegenerationSubstances4北极没有产生大的臭氧空洞，是因为什么区别南极？A气候；B地貌5CFCs，俗称氟里昂是什么物质？A氟氯碳化合物；B氟溴碳化合物6哈龙（Halons）是什么物质？A含溴化合物；B含氟化合物7每一个Cl自由基可以消耗多少个臭氧分子？A100万；B10万1、英国住南极考察站的科学家法曼（Farman）等人报道了该考察站自1975年起每年早春（10月份）的臭氧观测结果，该地区的总臭氧在这一时期会减弱30%。2、近几年臭氧洞的深度和面积仍在继续扩展，1998年臭氧洞的持续时间超过了100天，是南极臭氧洞发现以来的最长记录，而且臭氧洞的面积也在扩大，几乎可以相当于3个澳大利亚。3、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。一、臭氧层变化臭氧性质：氧的同素异性体。臭氧层位置：距地面20~30公里处。臭氧层作用：吸收紫外线。太阳光中的紫外线辐射，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以下）三个波段，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。太阳光组成：红外光50%；可见光40%；紫外光10%；其余部分1%；二、臭氧层破坏的原因（一）引起臭氧层破坏的物质氟氯碳化物：含氯化合物（Chlorofluorocarbon,CFCs）哈龙（Halons)：含溴化合物（CFCS于1930年由美国杜邦公司投入生产，二战后开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂等）臭氧层中存在着O、O2、O3的动态平衡，CFCS非同寻常的稳定性使NOX、Cl、Br活性物质很容易在臭氧层中聚集，使平衡向着臭氧分解的方向转移。O来源于：X+O3→XO+O2XO+O→X+O2O+O3→O2+O2NO2+h→NO+OO2+h→O+OO3+h→O2+O（1）氟氯烃（CFCs）：制冷剂、发泡剂等卤原子主要来源于：（2）哈龙（halons)：含溴化合物，灭火器在太阳辐射下可分解成活性卤原子CFC-11：CCl3FCFC-12：CCl2F2（二）臭氧层的破坏过程三、臭氧层的变化对人类的影响（一）对人类健康的影响免疫系统紊乱平流层臭氧每损耗1%，皮肤癌的发病率约增加2%破坏DNA，皮肤病，白内障等（二）对植物的影响紫外线辐射使植物叶片变小，因而使获取阳光进行光合作用的有效面积减小；影响种子的质量；使作物减产（三）对水生系统的影响紫外线辐射增加直接导致浮游植物、浮游动物、幼体鱼类、幼体虾以及其它水生食物链中重要生物的破坏。研究表明，臭氧层厚度减小25%可导致水面附近的初级生物产量降低35%。。主要是控制CFCS的使用。目前各国都在加紧替代物品的开发，从长远看，采用生物圈中固有的、对环境不起任何破坏作用的物质是制冷剂发展的方向。1985年《保护臭氧层维也纳公约》1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》1999年11月29日《北京宣言》臭氧层的保护第四节温室效应一、温室效应与温室气体（一）、温室效应太阳发出的短波辐射透过大气层到达地面，使地表温度上升，发出长波辐射，大气中的温室气体对短波吸收很弱，而对长波辐射吸收很强。因此地表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。Why?6000k288k（二）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的气体-温室效应作用：对地球辐射热量的收支平衡起重要作用。温室气体：二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、CFC11、CFC12、四氯化碳、一氧化碳大气中CO2浓度：工业化以前270ppm1988年350ppm大气中CO2浓度急剧增加的原因主要有两个：人类消耗的矿物燃料迅速增加，燃烧产生的CO2释放进入大气层，使大气中CO2浓度增加，大片森林的毁坏一方面使森林吸收的CO2大量减少，另一方面烧毁森林时又释放大量的CO2，使大气中CO2含量增多。1、二氧化碳(CO2)36%甲烷：温室效应比CO2大20倍，0.7ppm→1.65ppm氟氯烃:CFC-11（0.23ppb）,CFC-12（0.4ppb）N2O：0.3ppm臭氧：大气中浓度仅次于CO2的温室气体，0.02-10ppm这些微量气体的吸收带在7500-13000nm，一旦这些微量气体大量增多，在7500-13000nm谱段的地球长波辐射也将被大量吸收，即地球赖以散失辐射热量的大气窗被关闭，温室效应就会加剧。2、其他温室气体二、全球变暖对人类的影响（一）使海水平面上升若全球增暖1.5-4.5℃，海水平面可能上升20-165cm。近百年来全球气候增暖0.6℃，海水平面大约上升了10-15cm。低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，土地盐渍化，海水倒灌等未来海平面变化的预测预测者预测年份上升（cm）世界气象组织（WMO）202520~140Mercer2030500日本环境厅203026~165Bloom2030100欧洲共同体21世纪20~165Barth&Titus202513~55联合国环境规划署（UNEP）21世纪末65（二）气候带移动引起温度带北移引起全球降水量的变化引起生态系统的改变（三）对植被分布的影响全球升温，植物种将会向北（北半球）推移。（四）对农业生产的影响有利影响：全年生长期延长，热带、亚热带的经济作物将北移，有利于一年多熟制。不利影响：CO2浓度增加，作物产量增加，但质量下降。（五）全球气候变暖对中国的影响气候变暖使中国农业生产的不稳定性增大海水平面上升使中国沿海经济发展受到威胁全球气候变暖还会对中国生物多样化产生影响减缓全球变暖的对策主要是控制CO21、排放控制对策：控制化石燃料消耗，以抑制CO2的排放；2、固定化对策：使已生成的CO2变为其他物质，以防止其向大气中排放；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。