大气环境污染与防治

大气环境污染与防治我们离不开大气，如同鱼儿离不开水。目录第一节、大气组成与结构第二节、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、全球大气环境问题一、大气的组成1、N2(78.09%)、O2(20.95%)4、冰晶和固体微粒（如尘埃、花粉）3、水滴（如云滴、雾滴）第一节大气概述2、Ar(0.93%)CO2(0.03%)等微量气体下面给大家介绍一些与环境问题有关的大气成分二氧化碳：来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。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：高空通过光化作用，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。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：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。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：种类：固体微粒与液体微粒。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。臭氧吸收300平流层顶（+）（-）平流层对流层对流层顶散逸层（+）（-）（+）热成层电离层中间层中间层顶200250绝对温度（K）50030007080506020409030040020010001030高高高km高高度（km）高度(km)二、大气的分层每升高100m，气温降低0.65℃N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO3层越往上氧、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各层次特点（一）对流层范围：随纬度而变化，低纬度地区17~18km，高纬度地区8~9km，平均12km；占大气质量的75%；全部水汽。特点：温度垂直递减：г=-0.65C°/100m空气强烈对流运动：主要气候现象发生层次与人类关系最为密切：大气污染主要发生场所各层次特点（二）平流层范围：对流层顶至50~55km。无水汽、尘埃特点：温度垂直变化：先较小，随后增加无空气垂直对流运动，主要是平流运动：飞行器适宜场所、污染物难以扩散；臭氧层：平流层内，高度15~35km范围内；与人类关系密切保护地球生物免收紫外线危害。地球保温作用。各层次特点（三）中间层（高空对流层）范围：平流层顶至85km。无水汽、尘埃。特点：温度垂直变化：随高度增加气温迅速降低空气垂直对流运动强烈：高空对流层臭氧含量少、接受短波辐射少、温度低各层次特点（四）热成层（暖层）范围：平流层顶至85~800km。特点：空气稀薄、处于电离状态，又称为电离层。吸收大量短波辐射，气温随高度增加而增加可反射无线电波：无线电通讯各层次特点（五）散逸层范围：热成层以上。特点：空气极为稀薄、气温高。高速运动粒子可散逸至太空。大气边界层：在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。由于贴近地面，空气运动受到地面摩擦作用影响，又称摩擦层。大气边界层的主要特征：湍流运动、风、温度的垂直分布第二节大气污染一、大气污染（一）概念：基于传统的公害概念的定义：人类活动或自然过程引起大气中某种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。延伸定义：人类活动导致物质和能量（如热能）引起释放进入大气，使大气中某些组分变化而产生的不良影响。（二）大气污染的类型1、按范围大小分：•局部性•区域性•广域性•全球性2、按污染物的化学性质•还原性•氧化性3、按污染来源•煤炭型•石油型•混合型•特殊型二、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自然污染源火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物工业生产过程排放石化企业：SO2、H2S、CO2、NOx燃料燃烧：煤、石油、天然气等，包括工业生产和居民生活过程中燃料燃烧产生的污染森林火灾：排放出CO、CO2、SO2、NO2、HCl自然尘：风沙、土壤尘森林植物释放：萜烯类碳氢化合物海浪飞沫：硫酸盐、亚硫酸盐人为污染源有色金属冶炼工业：SO2、NOx、重金属烟尘磷肥厂：氟化物酸碱盐化工：SO2、NOx、HCl钢铁企业：SOx、CN-、CO、H2S、酚、苯类、粉尘交通运输排放：CO、NOx、CnHm、SOx、Pb等工业生产过程排放农药逸散化肥损失大气污染源按来源，分为一次污染物和二次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。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。直接由污染源排放的污染物按存在状态，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、C1—C12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100μm以下，其中多数在10μm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10μm）和PM2.5（粒径2.5μm）。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30μm，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。时间：1930年12月1～5日地点：比利时马斯河谷工业区原因：处于狭窄的盆地中，工厂排出的有害气体在近地层积累。后果：胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。三、几种典型的大气污染（一）煤烟型污染—硫酸型烟雾时间：1948年10月26～31日地点：美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇原因：大部分地区受反报旋和逆温控制，持续有雾，使SO2尘粒等大气污染物在近地层积累。后果：呼吸道、肠胃道疾病等。发病者5911人，占全镇人口43％，死亡17人。三、几种典型的大气污染（一）煤烟型污染—硫酸型烟雾时间：1952年12月5～8日地点：英国伦敦市原因：英国几乎全境为浓雾覆盖，使SO2尘粒等大气污染物在近地层积累。后果：呼吸道、肠胃道疾病等。四天中死亡人数较常年同期约多40000人。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。（二）交通型污染-光化学烟雾时间：20世纪50年代初地点：美国洛杉矶市原因：该市临海依山，处于50公里长的盆地中，全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳后果：光化学烟雾刺激人的眼、鼻、喉，引起眼病、喉炎和头痛。在1952年12月的一次烟雾事件中，65岁以上的老人死亡400人大气中的碳氢化合物（RH）和氮氧化物（NOX）等一次污染物，在紫外线照射下发生一系列光化学反应，产生O3（85％以上）、过氧乙酰硝酸酯PAN（10％）、高活性自由基（RO2·、HO2·、RCO·等）、醛类、酮类和有机酸等二次污染物。这些一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，被称为光化学烟雾。表2-7光化学烟雾形成的一个简化机制反应速度常数（min-1）(298K)引发反应：NO2+hvNO+O·0.533（假设）O·+O2+MO3+M2.18310-11O3+NONO2+O22.65910-5自由基传递反应：RH＋HO·RO2·＋H2O3.77510-3RCHO＋HO·RC(O)O2·＋H2O2.34110-2RCHO＋hvRO2＋HO2＋CO1.9110-10HO2·＋NONO2＋HO·1.21410-2RO2·＋NONO2＋RCHO＋HO2·1.12710-2RC(O)O2·＋NONO2＋RO2·＋CO21.12710-2HO·＋NO2HNO31.61310-2终止反应：RC(O)O2·＋NO2RC(O)O2NO26.89310-2RC(O)O2NO2RC(O)O2·＋NO22.14310-8污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染——光化学烟雾。它对人体、动植物、材料均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。（三）酸沉降污染它是指大气中的酸通过降水（如雨、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。（四）室内空气污染污染原因：建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质的挥发、人们不健康的生活习惯。苯、甲醛、氡多开窗换气，戒烟，正确使用家庭化学剂，增加户外活动，摆放室内花卉植物（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（一）大气污染对人体健康的危害A、呼吸道吸入；B、随食物和饮水摄入；C、体表接触侵入。1、大气颗粒物4、氮氧化物5、光化学氧化剂3、一氧化碳2、二氧化硫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。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。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。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。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。（二）大气污染对植物的危害损害植物酶的功能组织；影响植物新陈代谢的功能；破坏原生质的完整性和细胞膜。此外，还会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。1、二氧化硫症状：在各种植物叶片的叶脉间出现伤斑，伤斑由漂白引起失绿，逐渐呈棕色而坏死。产生伤斑的叶片首先是功能叶片，危害严重时，其他叶片也受损害。反应灵敏的植物：大麦、小麦、棉花、大豆、梨、落叶松等；有抗性的植物：玉米、马铃薯、柑橘、黄瓜、洋葱等。大气污染对植物的危害:2、氟化物•症状：主要是在嫩叶、幼芽上首先发生。在叶上发生伤斑的部位主要是叶的尖端和边缘，伤斑由油渍状发展至黄白色，进而呈褐色斑块在被害组织与正常组织交界处，显现稍浓的褐色或近红色条带，有的植物表现大量落叶。•敏感的植物：玉米、苹果、葡萄、杏等；•具抗性的植物：棉花、大豆、番茄、烟草、扁豆、松树等。大气污染对植物的危害:（1）臭氧：•症状：主要是从叶背气孔侵入，通过周边细胞、海绵细胞间隙，到达栅栏组织，使其首先受害，然后再侵害海绵细胞，形成透过叶片的坏死斑点。同时，植物组织机能衰退，生长受阻，发芽和开花受到抑制，并发生早期落叶、落果现象。•敏感的植物：烟草、番茄、马铃薯、花生、大麦、小麦、苹果、葡萄等；•具抗性的植物：胡椒、松柏等。大气污染对植物的危害:（2）氮氧化物氮氧化物进入植物叶气孔后易被吸收产生危害，最初叶脉出现不规则的坏死，然后细胞破裂，逐步扩展到整个叶片。（3）PAN是光化学烟雾的剧毒成分。•症状：叶子背面气室周围海绵细胞或下表皮细胞原生质被破坏，使叶背面逐渐变成银灰色或古铜色，而叶子正面却无受害症状。•敏感的植物：番茄和木本科植物；•对PAN抗性强烈的植物：玉米、棉花等。（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