第八章全球环境问题

第八章全球环境问题一、温室效应与全球气候变暖（GreenhouseEffectandGlobalWarming）1.温室效应：大气层本身具有的属性。它是确保地球气温总能维持在相对稳定范围的保障，而不会出现其它星球的剧烈冷热变化原理:2.全球气候变暖的特征：近百年来，全球气温呈上升趋势，平均升温为0.6℃全球气温的变化不呈直进式，而是呈现冷暖交替的波动3.温室气体主要指：二氧化碳、臭氧、甲烷、氟里昂、一氧化碳等对地球辐射热量的收支平衡起重要作用1）CO2:主要来源于以下：燃料的使用：石油、天然气、煤等化石燃料的使用水泥的生产不合理的土地利用，改变并破坏植被的自然排放2)CH4主要来源：沼气、稻田以及工业生产CH4的温室效应为CO2的20倍3)N2O主要来源：化肥的使用、燃料的使用年增长率：0.2-0.3%4)O3:在大气中的浓度仅次于CO24.全球气候变暖与温室效应的危害全球平均气温上升沿海地区的海岸线变化:海平面上升气候带移动:干旱森林面积锐减5.控制的综合对策1）调整能源战略：提高能源利用率，向清洁生产转化。2)绿化对策3)控制人口，提高粮食产量，限制毁林4)加强环境意识教育，促进全球合作采用高效能转化设备采用低耗能工艺改进运输，降低油耗推出新型高效家电改进建筑保温利用废热、余热集中供暖，可节能30％加强废旧物质回收利用采用新能源：太阳能、核能、风能、地热能等能源战略的调整二、酸雨（acidrain）1.酸雨的界定：指PH值〈5.6的降水、包括雨、雪、霜、雹、雾和露等各种降水形式。2.酸雨的起因由于燃料燃烧和天然排放的SO2和NOx所造成的。3.酸雨的形成(1)SO2的氧化途径2SO2+2H2O+O22H2SO4催化剂(2)NOx氧化途径4.酸雨的化学组成酸雨中含有多种无机酸和有机酸及其盐。其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。从污染源排放出来的SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物。除此以外，不少地方的降水中发现有机酸（甲酸、乙酸）。酸雨的化学组成酸雨的化学组成5.世界酸雨发展状况和我国酸雨现状酸雨早在19世纪中叶就在英国发生过，英国是工业革命的发源地，煤炭的大规模的利用和燃烧，造成大气质量恶化和酸雨的产生。从1870年起到1963年近百年中发生了几十起烟雾事件。20世纪50一60年代，北欧的瑞典和挪威地区开始受到来自欧洲中部工业区(英、法、德等国)S02的长距离输送(高烟囱)的影响，湖泊中鱼类开始减少，古建筑和石雕受侵蚀。到60年代末北欧湖水酸化十分明显，许多湖泊成为没有鱼类和其他水生生物的“死湖”，酸雨的危害逐步发展为“区域性”事件。最早欧洲的酸雨多发生在挪威、瑞典等北欧国家，后来扩展到东欧和中欧，直至几乎覆盖整个欧洲。在酸雨最严重的时期，挪威南部约5000个湖泊中有1750个由于pH过低而使鱼虾绝迹；瑞典的9万个湖泊中有1／5已受到酸雨的侵害。20世纪70一80年代，随着经济快速发展，酸雨范围由北欧扩大至中欧。德国约有1/3的森林受到酸雨不同程度的危害；在巴伐利亚每4株云杉就有一株死亡；在瑞士，森林受害面积已达50％以上。20世纪80年代初，整个欧洲的降水pH在4.0~5.0之间，雨水中硫酸盐含量明显升高。同时，在北美(主要是美国的东部和北部五太湖美、加交界区)也形成了大面积的酸雨区。成为美国和加拿大棘手的环境问题。加拿大抽样调查的8500个湖泊已全部酸化.在美国南部的15个州曾达到降水平均PH值在4.2～4.5之间。美国曾报道至少有1200个湖泊己酸化，占可能酸化地区中全部湖泊的4％，在这些湖泊中．生物无法生存：此外，还有5％的湖泊酸度正在上升，虽未完全酸化，但已严重到威胁某些生物生存的程度；1972年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议上，瑞典政府提交给大会的研究报告《跨越国境的空气污染：大气和降水中的硫对环境的影响》标志着酸雨真正被作为一种国际性环境问题正式提上议事日程。1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了“国际环境酸化会议”，这标志着酸雨污染已成为当今世界重要的环境问题之一。中国酸雨现状从20世纪80年代以来，中国的酸雨污染呈加速发展趋势。在80年代，中国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的高硫煤使用地区及部分长江以南地区。到90年代中期，酸雨已发展到青藏高原以东及四川盆地的广大地区。以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区，现在已成为全国酸雨污染最严重的地区，其中心区年均降水PH低于4.0，酸雨频率高于90％，已到了几乎“逢雨必酸”的程度。北起青岛、南至厦门．以南京、上海、杭州、福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨地区，年均降水pH低于5．6的区域面积已占全国面积的30％左右。监测表明，我国的广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区已成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨地区之一。我国酸雨的化学特征是pH低、离子浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高于欧美，而硝酸根浓度则低于欧美，属硫酸型酸雨。6.酸雨的危害1)长距离输送的影响2)对水生生态的影响3)对森林的影响4)对金属材料、建筑结构、桥梁水坝、工业装备、供水管网、电缆等的腐蚀5)对人体的影响6)土壤的酸化对水生生态的影响使湖泊变成酸性，水生生物的死亡；酸雨浸渍了土壤、浸蚀了矿物，使AL元素沿着基岩裂缝流入水体，影响水生生物的生长或使其死亡；磷酸盐附着在铝上，难以被生物吸收，其营养价值就会降低，并使赖以生存的水生生物的初级生产力降低。7.酸雨的控制对策1)使用低硫燃料和改进燃烧装置2)脱硫脱氮技术的研究和使用：烟道气脱硫脱氮3)控制汽车尾气排放4)能源的转化及燃料的代换：清洁能源的使用，能源结构的改变，降低含硫燃料的使用比例等。三、臭氧层破坏（OZONEHOLE）1.臭氧层变化与臭氧洞臭氧层的作用：平流层中的臭氧：吸收紫外线对流层中的臭氧：为温室气体臭氧洞：-出现时间－每年9月－11月表现：臭氧层出现浓度减少区域，对紫外线的抵挡功能削弱；发生地区：1984南极上空首次1989北极上空首次其它地区也有类似情况出现2.臭氧层破坏的原因人类过多使用氟氯烃（CFCS）影响臭氧浓度的物理化学过程：影响臭氧层物质的来源：化学物质来源CFC-11,CFC-12用于火箭的燃料气溶胶、制冷剂、发泡剂及溶剂CFC-22制冷剂CFC-113溶剂甲基氯仿溶剂四氯化碳生产CFC及粮食熏烟处理哈龙1301,哈龙1211灭火器氧化氮工业活动副产品二氧化碳化石燃料燃烧副产品甲烷农业产品及采矿活动的副产品3.臭氧层的变化对人类的影响1)对人体健康的影响（UV-B的影响）：a.损坏人体的免疫系统，使呼吸道疾病增加b.可破坏蛋白质与DNA结构，引发皮肤癌c.可使眼睛受损，白内障发病率增高2)对植物的影响3)对水生生态的影响4)对其它方面的影响：4.控制对策提高利用效率，降低操作损失回收和再循环改进CFCS产品非CFCS产品的替代品“蒙特利尔条约”：限制CFCS的生产和使用5.淘汰消耗臭氧层物质的国际行动1985年，制定了保护臭氧层的《维也纳公约》,我国于1989年加入《维也纳公约》。1987年，制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，对8种破坏臭氧层的物质（简称受控物质）提出了削减使用的时间要求。这项议定书得到了163个国家的批准。1990年、1992年和1995年，对议定书又分别作了3次修改，扩大了受控物质的范围，并提前了停止使用的时间。根据修改后的议定书的规定，发达国家到1994年1月停止使用哈伦，1996年1月停止使用氟利昂、四氯化碳、甲基氯仿；发展中国家到2010年全部停止使用氟利昂、哈伦、四氯化碳、甲基氯仿。中国于1992年加入了《蒙特利尔议定书》。目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持积极支持的态度。但是，在对消耗臭氧层物质（ODS）实行控制之前（1996年以前），全世界向大气排放的ODS已达到了2000万吨，由于ODS相当稳定，可以存在50-100年，所以被排放的大部分ODS目前仍留在大气层中。就算目前全世界都禁止使用氟氯烃，已经散发到环境中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。四、生物多样性的损害