大气污染及其防治 万德武

大气污染及其防治制作者万德武地环学院2005级环科学号：200575020121SOSSO2CO2:哈哈，你死定了O3:我快完了GODSAVEME!大气污染物のFamilytree二氧化硫污染悬浮颗粒污染生物性大气污染温室效应光化学烟雾污染臭氧空洞家族大事记体检报告单姓名：臭氧层年龄：几十亿年性别：不详地址：平流层病症：在过去10—15年间、每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，有近95%的臭氧被破坏。卫星观测表明，空洞覆盖面积有时比美国的国土面积还要大。到1998年臭氧空洞面积比1997年增大约15%，几乎相当于三个澳大利亚大。前不久，日本环境厅发表的一项报告称，1998年南极上空臭氧空洞面积已达到历史最高记录，为2720万平方公里，比南极大陆还大约1倍。近年来，北极上空臭氧层也减少了20%。在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧正在以每10年2.7%的速度减少。根据全球总臭氧观测的结果表明，除赤道外，1978—1991年总臭氧每10年间就减少1%—5%。病因：自30年代以来，氟氯碳被广泛用作冰箱、冷冻机、空调等设备的制冷剂，聚氨醋泡沫和聚乙烯、聚苯乙烯泡沫中的发泡剂，气雾剂制品中的推进剂，电子线路板、精密金属零部件等的清洗剂及烟丝的膨胀剂等。哈龙则主要用作灭火器中的灭火剂。上述化学物质非常稳定，排到大气中可存留数十年，甚至100年左右，因此最终会破坏臭氧层。X片：成病原理：CClF2Cl2O3==3O2社会危害：使皮肤发生癌变。治疗方案:停止氟氯烃的生产和使用。1号通缉令嫌疑犯：二氧化硫年龄：不详性别：酸性地址：allovertheworld籍贯：化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼，硫酸、磷肥、纸浆生产等产生的工业废气。逮捕原因：1、刺激呼吸道。2、二氧化硫和悬浮颗粒物的联合毒性作用。此外，当悬浮颗粒物中含有三氧化二铁等金属成分时，可以催化二氧化硫氧化成酸雾，吸附在微粒的表面，被吸入呼吸道深部。3、二氧化硫的促癌作用。嫌疑犯照片可能逃向：此类犯罪预防措施：减少二氧化硫的排放，燃料脱硫。重酸区的稻田治理后的稻田酸雨对植物的危害遭酸雨腐蚀的雕像工厂肆意排放废气被酸雨侵蚀的林木酸雾遭酸雨腐蚀的树雨中垂钓我国降水PH年平均值2号通缉令嫌疑犯：光化学烟雾性别：不详年龄：近几年地址：大城市籍贯：大气中的氮氧化物和碳氢化物主要来自汽车尾气、石油和煤燃烧的废气、及大量使用挥发性有机溶剂等。在太阳紫外线的作用下，产生化学反应，生成臭氧和醛类等二次污染物。日光辐射强度是形成光化学烟雾的重要条件。逮捕原因：光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜，引起眼睛红肿和喉炎。光化学烟雾对人体的另一些危害则与臭氧浓度有关。当大气中臭氧的浓度达到200－1000微克/立方米时，会引起哮喘发作，导致上呼吸道疾患恶化，同时也刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低；浓度在400--1600微克/立方米时，只要接触两小时就会出现气管刺激症状，引起胸骨下疼痛和肺通透性降低，使机体缺氧；浓度再高，就会出现头痛，并使肺部气道变窄，出现肺气肿。接触时间过长，还会损害中枢神经，导致思维紊乱或引起肺水肿等。光化学烟雾形成机理（1）光化学形成的主要反应A、NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应，并生成O3：NO2+hν→NO+O（1）O+O2+M→O3+M（2）O3+NO→NO2+O2（3）所产生的O3要消耗在NO的氧化上而无剩余，所以要产生光化学烟雾必需有碳氢化合物存在。B、碳氢化合物(HC)被·OH、O和O3氧化，产生醛、酮、醇、酸等产物以及中间产物RO2·、HO2·、RC·O等重要的自由基：RH+O→RO2·(4)RH+O3→RO2·+O(5)RH+·OH→RO2·+H2O(6)RCHO与·OH反应如下：RCHO+·OH→RC·O(酰基)+H2ORC·O+O2→RC(O)O2·(过氧酰基)丙烯的氧化反应为：C、过氧自由基引起NO向NO2转化，并导致O3和PAN等氧化剂的生成(自由基传递形成稳定的最终产物，使自由基消除而终止反应)：RO2·+NO→NO2+RO·(RO2·包括HO2·)(7)·OH+NO→HNO2(8)·OH+NO2→HNO3(9)RC(O)O2·+NO2→RC(O)O2NO2(10)由于反应(7)使NO快速氧化成NO2，从而加速NO2光解，使二次产物O3净增。同时RO2·(如丙烯与O3反应生成的双自由基CH3C·HOO·)与O2和NO2相继反应产生过氧乙酰硝酸酯(PAN)类物质。CH3C·HOO·+O2→CH3C(O)OO·+·OHCH3C(O)OO·+NO2→CH3C(O)OONO2(PAN)可以认为上述反应是大大简化了的光化学烟雾形成的基本反应。1986年Seinfeld用12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：引发反应：NO2+hν→NO+OO+O2+M→O3+MNO+O3→NO2+O2链传递反应：RH+·OH→RO2·+H2ORCHO+·OH→RC(O)O2·+H2ORCHO+hν→RO2·+HO2·+COHO2·+NO→NO2+·OHRO2·+NO→NO2+R′CHO+HO2·RC(O)O2·+NO→NO2+RO2·+CO2终止反应：·OH+NO2→HNO3RC(O)O2·+NO2→RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2→RC(O)O2·+NO2（2）光化学烟雾形成机理清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，·OH基开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制；当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中；当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量；当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大。光化学烟雾的形成示意图此类犯罪预防措施：制定法规，监测废气排放，改良汽车排气系统和提高汽油质量及减少挥发性有机物如油漆、涂料的使用等。曼哈顿上空的光化学烟雾污染请假条上帝：我因发烧体温升高了0.6～0.9摄氏度。出现两极冰川融化、海平面升高、陆地减少、气候干燥、土地沙漠化、农业减产等症状，大气环流不能正常进行。故特向您请病假，望能批准。Earth公元2007年×月×日附：医院证明大量CO2气体的排放，导致大气中CO2浓度不断上升，CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，使地表气温增高。地球近照回复亲爱的地球：鉴于你病情之严重、社会危害之大，特此批准休假，日期取值范围（-∞，+∞）。另附治疗方案：减少矿物燃料的使用，开发利用新能源，大力植树造林。上帝2007AD地球健康时的留影另：请速将5寸免冠近照一张寄至上帝办公室。悬浮颗粒物选择在地球生活的N个理由你们好！我是悬浮颗粒物。本人身材娇小，粒径小于100微米；因粒小体轻，平日居无定所，能在大气中长期飘浮，飘浮范围从几公里到几十公里，可在大气中造成不断蓄积，使污染程度逐渐加重。我喜欢在地球居住，尤其是历史悠久的中国。理由如下：NO.1这里燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气。中生成的相应的盐类颗粒，很适合我的繁衍。NO.2我能随人们呼吸空气而进入肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道不同的部位，粒径小于5微米的多滞留在上呼吸道。滞留在鼻咽部和气管的颗粒物，与进入人体的二氧化硫等有害气体产生刺激和腐蚀粘膜的联合作用，损伤粘膜、纤毛，引起炎症和增加气道阻力。持续不断的作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。NO.3我能降低大气透明度，减少地面紫外线的照射强度；紫外线照射不足，会间接影响人类儿童骨骼的发育。······虽然人类为了对付我已经采取了一些措施，如加强对施工工地和拆迁工地的扬尘的管理，扩大道路的喷水清洁措施，发展区域集中供暖，减少分散烟囱。改造锅炉、改进燃料的燃烧方法，安装净化除尘设备，利用一切空地种植花草树木使城市绿化等。但是因为地面扬尘和燃煤排放的烟尘还大量存在，所以我们的家族依然快乐地生活着。最后，欢迎那些还在其他星球苦苦挣扎着的兄弟们光临地球，来看看我们丰硕的成果——Joininus！悬浮颗粒物的危害悬浮在空气中的粒径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物，其中粒径小于10微米的称为可吸入颗粒物。可吸入颗粒物因粒小体轻，能在大气中长期漂浮，漂浮范围从几千米到几十千米，可在大气中不断蓄积，使污染程度逐渐加重。可吸入颗粒物成分很复杂，并具有较强的吸附能力。例如可吸附各种金属粉尘、吸附病原微生物等。可吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎或造成角膜损伤。此外，悬浮颗粒物还能降低大气透明度，减少紫外线对地面的辐射强度。总之，悬浮颗粒物对健康的危害是多方面的、复杂的，应引起人们的高度重视。20世纪大气污染事件马斯河谷烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件伦敦烟雾事件多诺拉烟雾事件四日市哮喘病事件马斯河谷烟雾事件发生于1930年比利时的马斯河谷工业区，由于二氧化硫和粉尘污染对人体造成综合影响，一周内有近60人死亡，数千人患呼吸系统疾病。洛杉矶光化学烟雾事件发生于1943年美国洛杉矶，当时该市的200多万辆汽车生病在排放大量的汽车尾气，在紫外线照射下产生光化学烟雾，大量居民出现眼睛红肿、流泪、喉痛等症状，死亡率大大增加。伦敦烟雾事件发生于1952年英国伦敦，由于冬季燃煤排放的烟尘和二氧化硫在浓雾和中积聚不散，头两个星期死亡4000人，以后的两个月内又有8000多人死亡。多诺拉烟雾事件发生于1948年美国宾夕法尼亚州的多诺拉镇，因炼锌厂、钢铁厂、硫酸厂排放的二氧化硫及氧化物和粉尘造成大气严重污染，使5900多居民患病。事件发生的第一天有17人死亡。四日市哮喘病事件发生于1961年前后的日本四日市，由于石油化工和工业燃烧重油排放的废气严重污染大气，引起居民呼吸道病症剧增，尤其是使哮喘病的发病率大大提高，50岁以上的老人发病率约为8%，死亡10多人。常见12种大气污染物的危害及人为排放源1）二氧化硫SO2：人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、柴油发动机、金属冶炼厂、造纸厂等。主要危害：形成工业烟雾,高浓度时使人呼吸困难,是著名的伦敦烟雾事件的元凶；进入大气层后，氧化为硫酸（SO4）在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；形成悬浮颗粒物，又称气溶胶,随着人的呼吸进入肺部,对肺有直接损伤作用。2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、各种工厂、柴油发动机、建筑、采矿、露天采矿、水泥厂等。主要危害：随呼吸进入肺,可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在绿色植物叶面,干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程,从而影响植物的健康和生长；厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统；杀伤微生物,引起食物链改变，进而影响整个生态系统；遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。3）氮氧化物NOx人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、使用汽油的汽车等。主要危害：刺激人的眼,鼻,喉和肺,增加病毒感染的发病率,例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒,诱发肺细胞癌变；形成城市的烟雾,影响可见度；破坏树叶的组织,抑制植物生长；在空中形成硝酸小滴,产生酸雨。4）一氧化碳CO人为排放源有：使用汽油和柴油的汽车、燃料燃烧等。主要危害：极易与血液中运载氧的血红蛋白结合,结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓