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1、大气环境安全,1 大气环境概述,大气环境的作用保护地球生命免受外层空间各种有害生物的干扰为生物提供生命必须物质为生物提供必须的生活条件,大气环境的组成总质量为61015吨厚度约为1000km多种气体的混合物稳定成分：N2（78.09%），O2（20.95%），Ar（0.93%）以及微量的Ne、He、Kr、Xe、Rn等稀有气体不稳定成分：CO2、SO2、O3和水蒸气，以及一些固态和液态的物质,世界八大公害中的5个与大气污染相关马斯河谷烟雾事件多诺拉烟雾事件伦敦烟雾事件洛杉矶光化学烟雾四日哮喘事件,今日空气污染指数（2012.11.15）,PM，英文全称为particulate matter(颗粒
2、物）。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。PM10，指直径等于或小于10微米，又称可吸入颗粒物，可以进入人的呼吸系统的颗粒物；总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于和等于100微米的颗粒物。,由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰
3、肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。PM2.5还可成为病毒和细菌的载体，为呼吸道传染病的传播推波助澜。,在欧盟国家中，PM2.5导致人们的平均寿命减少8.6个月。PM2.5和PM10浓度越高，儿童及其双亲呼吸系统病症的发生率也越高，而PM2.5的影响尤为显著。整体环境科学：2004年至2006年期间，当北京大学校园观测点的PM2.5日均浓度增加时，在约4公里以外的北京大学第三医院，心血管病急诊患者数量也有所增加。虽然PM10和PM2.5都是心血管病发病的危险因素，但PM
4、2.5的影响显然更大。世界卫生组织在2005年版空气质量准则中也指出：当PM2.5年均浓度达到每立方米35微克时，人的死亡风险比每立方米10微克的情形约增加15%。一份来自联合国环境规划署的报告称，PM2.5每立方米的浓度上升20毫克，中国和印度每年会有约34万人死亡。,世界卫生组织(WHO)认为，PM2.5小于10微克是安全值，而中国的这些地区全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠还要高很多。,2 大气污染概述,大气污染：指在空气的正常成分之外又增加了新的成分，或者原有成分的骤然增加，从而对人类健康和动植物生长产生伤害，对人类的生活、工作、生产等方面直接和间接的产生恶劣影响的现象。,大气污染物的
5、种类气体污染物：SO2、氟化物、氮氧化物、Cl2、H2S、O3及碳氢化合物等颗粒污染物：悬浮于空气中的气溶胶（光化学烟雾、硫酸烟雾、硝酸烟雾、重金属Cd、Pb、As氧化物的烟气）和飘尘,大气污染的特点不可见性污染的广泛性和危害的严重性控制的复杂性无国界性,大气污染物产生的来源天然污染源人为污染源,生活污染源 工业污染源主要污染源 交通污染源 农业污染源,大气污染的类型 还原型：SO2、CO和颗粒物 氧化型：CO、氮氧化物、碳氢化合物 石油型：NO2、烯烃、链烷烃、醇、羰基等碳氢化合物，以及由其形成的O3、各种自由基及其反应生成的一系列中间产物和最终产物 混合型 特殊型,大气污染的危害对人类健康
6、的影响污染物通过皮肤和眼睛黏膜的表面直接接触通过消化系统食入含有大气污染物的食物和水通过呼吸系统吸入被污染的空气,对植物的影响抑制植物的生长与发育抑制植物酶的功能组织干扰植物新陈代谢破坏原生质的完整性和细胞膜,对材料的影响建筑物,3 全球大气污染问题,温室效应及其危害温室效应温室气体：CO2（55%）、CFC（24%）、CH4（15%）、N2O（6%）、O3等,温室效应的危害全球气候变暖海平面上升世界粮食生产及其分布状况发生变化导致热带病的发生和蔓延,控制温室效应的措施气候变化框架公约京都议定书,臭氧层破坏 臭氧层空洞 1985年，英国科学家发现南极上空在9-10月平均O3含量减少50%左右，
7、并出现巨大的O3空洞,臭氧层被破坏的危害O3能吸收太阳紫外辐射中的UV-C射线的全部及大约90%的UV-B射线平流层O3浓度减少1%，紫外线辐射量将增加2%，皮肤癌发病率将增加3%，白内障发病率将增加0.2-0.6%紫外线能破坏蛋白质的化学键，杀死微生物并破坏动植物的个体细胞，损害细胞中的DNA，造成基因突变,造成O3损耗的物质：N2O、CCl4、CH4、溴氟烷烃及CFC臭氧在紫外线作用下 O3 O2+O 氯氟烃分解（以CF2Cl2为例）CF2Cl2 CF2Cl+Cl自由基链式反应Cl+O3 ClO+O2ClO+O Cl+O2,控制臭氧层破坏的措施1985年3月22日，联合国环境规划署，维也纳
8、，维也纳保护臭氧层公约将大气作为一种资源加以保护的第一个国际法律文件,1987年9月16日，加拿大蒙特利尔，“蒙特利尔保护臭氧层议定书”以1986年的生产量及消费量为基准CFCs从1989年7月1日起每年生产量及消费量均削减为不超过1986年的水平，从1993年7月1日起降至1986年的80%以下，从1998年7月1日起降至1986年的50%以下。对溴氟烷烃的生产量及消费量从1992年7月1日起控制在1986年的水平之内,1989年5月，第一次缔约国会议上通过了“赫尔辛基宣言”：最迟到2000年前应全部废除CFCs在尽可能条件下尽早全部废除溴氟烷烃，并控制、削减CCl4等其他破坏臭氧层的物质全
9、力开发代用品或代用技术尽力向发展中国家提供情报及培训机会1994年，联合国大会，确定每年的9月16日为国际保护臭氧层日,为实现蒙特利尔议定书的削减目标而采取的措施美国杜邦，1988年3月首次宣布将逐步淘汰CFCs和溴氟烷烃的生产1991年初，宣布关闭在美国新泽西的世界上最大的CFCs工厂，并增加用于CFCs替代物的投资,酸沉降及其危害 指通过大气中硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）一系列复杂的化学变化后，所产生的酸性化合物的大气干、湿沉降。,酸雨一般降雨pH为6，当降雨pH5.6时，被称为酸雨。酸雨中酸性主要来源于大气中的SO2和NO2酸雨的构成：H2SO465%，HNO330%，HCl5
10、%,酸雨形成过程（SO2）气体中：SO2+2OH-H2SO4在湿空气中：SO2+H2O H2SO3 H2SO4,Mn2+,O2,O3,H2O2,酸雨的形成过程（NOx）,NO,O3,H2O2,NO2,HNO2,OH-,HNO3,酸雨的危害 对生态环境造成的危害使河流湖泊变成酸性，水生动植物无法生存杀死土壤中的细菌和其他微生物，使有机物的分解变慢，土壤板结，透气性差，影响植物生长对植物组织有损坏作用,对人类健康造成的危害全美每年仅因矿燃料排放的酸性硫酸盐就夺去大约1万人的生命北欧斯堪的纳维亚半岛的婴儿，因饮用酸化后含铜较高的井水，经常出现腹泻病症使土壤中Cd含量增高，最终导致人类身体健康受影响是
11、导致癌症、肾病和先天性缺陷患者增加的环境因素之一,对物料的影响各地名胜古迹的风化腐蚀速度加快对纺织品、木制品和金属的影响,控制酸雨的措施开展国际合作长距离越界大气污染公约进行严格的排放控制和管理调整能源结构，改进燃煤脱硫技术,4.我国的大气污染问题,我国的大气污染现状我国为燃煤大国，2011年煤炭产量35亿吨主要排放物为粉尘、SO2、NOx等大多数城市直接燃烧原煤，燃烧设备效率低，数量大且分散，排放高度低，对环境影响极大,由于SO2的污染，我国30%的土地面积降过酸雨光化学烟雾污染频发光化学烟雾的危害：对人体健康的影响对人眼的刺激，导致流泪、发红；对呼吸器官的刺激作用对植物的伤害导致植物叶片变黄甚至枯死降低大气能见度,控制大气污染的措施 环境管理措施制定直接排放气体废物标准有效的土地利用计划提高能效，净化汽车废气严格审批，杜绝新污染完善立法，采取强制措施保护环境研究控制大气污染的技术和政策扩大森林面积，杜绝滥砍滥伐调整产业结构，减轻环境负担,工程技术措施清洁生产减少汽车尾气的排放努力开发新能源，合理利用现有资源,加强控制与监测加强污染总量的控制加强环境监测,
