大气环境与保护课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大气环境与保护,*,我们离不开大气， 如同鱼儿,离不开水。,第三章 大气环境与保护,第一节、大气概述（成分、分层、边界层）,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（两大问题）,1,大气环境与保护,一、大气的成分,1,、,N,2,、,O,2,等气体,3,、冰晶和固体微粒,（如尘埃、花粉）,2,、水滴,（如云滴、雾滴）,第一节,大气概述,没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气。,地球大气圈的总质量约6000万亿吨，只占地球总质量的百万分之一左右，而其成分极为复杂。,大气中的悬浮物称为气溶胶质粒。,2,大气环境与保护,表3-1 干洁大气的成分（85km以下）,成分,容积（%）,分子量,氮（N,2,）,78.09,28.016,氧（O,2,）,20.95,32.000,氩（Ar）,0.93,39.944,二氧化碳（CO,2,）,0.03,44.010,氖（Ne）,0.0018,20.183,氦（He）,0.0005,4.003,氪（Kr）,0.0001,83.700,氢（H,2,）,0.00005,2.016,氙（Xe）,0.000008,131.300,臭氧（O,3,）,0.000001,48.000,注：引自高伟生等，1992，环境地学，66页。,3,大气环境与保护,大气成份复杂多样，但本课程只重点关注两个问题：,一是哪些成份与环境问题有关？,二是这些成份是否变化？,4,大气环境与保护,二氧化碳：,来源：生物呼吸作用，有机体燃烧与分解。,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：高空通过光致离解作用，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，使平流层大,气温度较快增加。,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、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：固体微粒与液体微粒。,来源：固体微粒来源于火山爆发、沙土飞,扬、物质燃烧颗粒、植物花粉等；,液体微粒指大气中的水滴等。,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。,5,大气环境与保护,大气中二氧化碳、臭氧、水汽、悬浮微粒及微量有害气体的含量是不断变化的。,目前认为引起空气污染的物质在自然大气中的含量很少，如,CO,、,NH,3,、,SO,2,、,H,2,S,、,Cl,2,、,NO,2,和甲醛等均在百万分之一（,1ppm,）,以下。,但是，随着工业的发展和化石燃料耗量的增多，污染性气体将日渐增多。,几点认识,6,大气环境与保护,高度（km）,二、大气的分层,每升高,100m,降低,0.65,越往上氧、氦等气体的原子态越多,紫外线的强烈照射，,N,2,和,O,2,产生不同程度的离解,7,大气环境与保护,三、大气边界层,的主要特征,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，又称摩擦层。大气污染物质绝大部分在此层活动。,（一）湍流运动,地面粗糙度的影响，产生了风速的垂直梯度，形成湍流。,湍流对污染物的扩散稀释起重要作用。,（二）风,白天风速大、夜间风速小；最大值出现,14,时左右，最小值出现在清晨日出前。,边界层风的垂直分布和变化规律，对于调配燃料，控制排放，控制污染是十分有益的。,（三）温度的垂直分布,边界层中温度场比较复杂。白天气温随高度的递减型分布；夜晚气温随高度的递增型分布 。,8,大气环境与保护,问题：影响大气污染的气象因素,湍流,必读参考书：,鞠美庭主编，环境学基础，北京：化学工业出版社，2004，7。第4章 大气污染与防治 4.2 影响大气污染的气象因素。,大气的运动和风,逆温,污染系数、风向频率、风向玫瑰图,大气稳定度,9,大气环境与保护,第二节 大气污染,大气污染的定义起源于对有害影响的观察，即若大气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。,这种定义方法在很大程度上是基于传统的公害概念，现在又有新的延伸。例如，大量能量（如热 能）释放进入大气引起不良影响，人类活动导致大气中某些组分变化产生的危害等也归入了大气污染的范畴。,10,大气环境与保护,一、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,11,大气环境与保护,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。,按来源，,分为,一次污染物,和,二次污染物,直接由污染源排放的污染物,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。,12,大气环境与保护,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：,SO,2,、,H,2,S,、,NO,、,NH,3,、,CO,、,CO,2,、,HF,、,HCl,、,C,1,C,12,化合物,。,二次污染物：,SO,3,、,H,2,SO,4,、,MSO,4,、,NO,2,、,MNO,3,、醛类、酮类、酸类。,其粒径绝大多数在100m以下，其中多数在10m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PM,10,（粒径10m）和PM,2.5,（粒径2.5m）。PM,10,可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM,2.5,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30m，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。,13,大气环境与保护,（一）煤烟型污染,主要污染物:,SO,2,、NO,x,、,CO,和颗粒物。,气象条件：低温、高湿的阴天，风小并伴有逆温,出现现象：一次污染物扩散受阻，在低空聚积，,生成还原型烟雾。,典型事件：伦敦烟雾事件、马斯河谷事件等。,主要污染源：燃煤。,二、几种典型的大气污染,14,大气环境与保护,（二）交通型污染,主要污染物：,CO,、,NO,X,和,HC,。,气象条件：在相对湿度较低的夏季睛天。,出现现象：出现一种淡蓝色烟雾,光化学烟雾,。,典型事件：1940年洛杉矶化学烟雾事件。,主要污染源：机动车和机动船。,光化学烟雾是在一定的条件下（如强日光、低风速和低湿度等），氮氧化物和碳氢化合物发生化学转化形成的高氧化性的混合气团。,15,大气环境与保护,（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,SO,X,（,SO,2,和,SO,3,）,和,NO,X,（,NO,和,NO,2,）,，,其天然源一般是全球分布的，而人为排放的,SO,X,和,NO,X,则具有地区性分布的特点。,16,大气环境与保护,（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,17,大气环境与保护,（一）大气污染对人体健康的危害,1、对人体健康构成危害的主要成份,（1）、大气颗粒物,（2）、二氧化硫,（3）、一氧化碳,（4）、氮氧化物,（5）、光化学氧化剂,2、危害的方式,A、呼吸道吸入；,B、随食物和饮水摄入；,C、体表接触侵入。,18,大气环境与保护,1、大气颗粒物,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。,2、二氧化硫,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。,3、一氧化碳,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。,4、氮氧化物,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。,5、光化学氧化剂,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。,19,大气环境与保护,（二）大气污染对植物的危害,1、损害植物酶的功能组织；,2、影响植物新陈代谢的功能；,3、破坏原生质的完整性和细胞膜。,4、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。,20,大气环境与保护,大气污染物对植物的危害程度取决于污染物,剂量、污染物组成等因素。,例如，环境中的SO,2,能直接损害植物的叶子，,长期阻碍植物生长；氟化物会使某些关键的酶催,化作用受到影响；O,3,可对植物气孔和膜造成损害，,导致气孔关闭，也可损害三磷酸腺苷的形成，降,低光合作用对根部的营养物的供应，影响根系向,植物上部输送水分和养料。,21,大气环境与保护,（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、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。,22,大气环境与保护,如：SO,2,与其他酸性气体可腐蚀金属、建筑石料,及玻璃表面。SO,2,还可使纸张变脆、褪色，使胶,卷表面出现污点、皮革脆裂并使纺织品抗张力降,低。O,3,及SO,2,会使染料与绘画褪色，从而对宝贵,的艺术作品造成威胁。,23,大气环境与保护,（四）大气污染对大气环境的危害,1、大气污染会导致城市地区能见度的变化；,2、大气污染会导致降水的增加或减少，并导致,酸性化合物的输入，即出现酸雨；,3、大气污染还会产生全球性的影响：,（1）,CO,2,等温室气体浓度增加导致的全球变暖；,（2）氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。,24,大气环境与保护,问题一：危害是严重的，我们怎么办？,-,多种手段并行，从源头到末端的综合防治 。,-要控制！,问题二：无论是大气污染源、污染物、污染类型，还是大气污染的危害，都具有多样性，这种多样性给大气污染控制带来了很大的难度。我们理当如何控制？,25,大气环境与保护,第三节,大气污染控制,清洁能源,绿色交通,末端治理,环境自净,26,大气环境与保护,一、清洁能源,随着人们对环境与资源保护意识的提高，能源结构将会发生较大的改变。优质、高效、洁净的能源（如天然气、水能、风能、太阳能等）在21世纪将有长足的发展。,27,大气环境与保护,图 世界一次能源替代趋势（C.Marchetin, U.S.A）,从图中不难看出，这种能源取代的本质是能源的开发利用从资源型向技术型转化的过程，从粗放式利用向高效率利用的转变进程，从污染环境到保护环境的提高过程。,28,大气环境与保护,清洁能源战略的四大内涵,（一）常规能源的清洁利用,（二）可再生能源的利用,（三）新能源的开发,（四）各种节能技术,29,大气环境与保护,（一）常规能源的清洁利用,常规能源指已经大规模生产和广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能和电力等能源。,图 目前中国能源消费结构,中国能源以煤为主，传统的煤原料开发利用方式导致严重的大气污染煤烟型污染。,30,大气环境与保护,1994年国务院决定成立由国家计委、国家科委、国家经贸委和煤炭部、电力部等13个部委组成的洁净煤技术推广规划领导小组，统一组织协调洁净煤技术的开发、示范和推广应用工作。,如何清洁利用煤炭是我国能源领域,急需解决的问题之一。,洁净煤技术,是解决我国燃煤污染问题的技术基础。,1997,年经国务院批准，正式出台了,中国洁净煤技术“九五”计划和,2010,年发展纲要,。科技部根据洁净煤技术的发展纲要，在有关的科技计划，如基础研究计划、国家科技攻关计划中安排了一批相关的项目，旨在减少煤炭利用中的污染和提高转换燃烧效率。,31,大气环境与保护,1、洁净煤技术,洁净煤技术是指在煤炭开发利用的全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。主要包括煤炭洗选、加工,（型煤、水煤浆）,、转化,（煤炭气化、液化）,、先进发电技术,（常压循环流化床、加压流化床、整体煤气联合循环）,、烟气净化,（除尘、脱硫、脱氮）,等方面的内容。,32,大气环境与保护,中国东部的长江三角洲地区是中国经济实力最强、经济增长最快的地区，但是当地自产能源很少，大部分由外地调入，其中调入最多的能源是煤炭。以煤炭为主体的能源结构会造成严重的大气污染，因此改变现有的能源结构成为必然。天然气是一种相对洁净的能源，它的二氧化硫、粉尘排放量接近为零，二氧化碳的排放量也很低。,2、西气东送,中国天然气生产潜力巨大，但中国天然气资源约有,60,集中在中西部地区：一是陕甘宁地区，现已探明天然气储量为,2.310,11,m,3,；二是在四川东部地区，现已探明天然气储量为,210,11,m,3,；,三是在新疆地区，过去,5,年中探明天然气储量为,1.610,11,m,3,。,此外，在青海东部的涩北地区，也发现了新气田，已探明储量为,510,10,m,3,。,33,大气环境与保护,如何让西部的天然气为东部经济发展服务，让西部富起来呢？中国政府决定启动“西气东输”工程，并将其列为西部大开发的首批重点工程。这将在西部资源与东部市场之间架起一座桥梁，为西部天然气资源开发创造条件，并有效带动西部经济的快速发展。,但是每年西部地区都有大量的油田伴生气因用不掉被白白地放空烧掉，当地人守着这样的宝盆却过着穷日子。,34,大气环境与保护,“西气东输”有广义和狭义两个概念。,广义的“西气东输”是指青海涩北经甘肃兰州至北京、重庆忠县至湖北武汉、新疆塔里木至上海的输气管线。,狭义上的“西气东输”工程指的就是新疆塔里木至上海这条输气管线。这条线全长4000多km，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海9个省市区，年输气能力120-200亿m,3,。立足塔里木、陕甘宁地区天然气资源，面向上海及长江三角洲地区供气。,35,大气环境与保护,中国,西气东输图,36,大气环境与保护,讨论：“西气东送”有何意义？,可解决困扰东部城市日渐严重的空气污染问题；,可将西部资源优势转化为经济优势，与东部实现优势互补，促进区域经济和谐发展 ；,可带动国民经济许多部门，如钢铁、制管、建材及建筑安装行业发展。,“西气东输”工程的建设，对扩大内需、推动国民经济增长，最终实现东西部共同发展、共同富裕具有重要意义。,37,大气环境与保护,（二）可再生能源与新能源的开发利用,可再生能源与新能源包括太阳能、水能、风能、海洋能、生物质能、地热能、核能、氢能等，它们都属于,低碳或非碳能源,，对环境不产生或很少产生污染，是未来能源系统的重要组成部分。,38,大气环境与保护,1. 太阳能,太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，无需运输，对环境无任何污染。,中国陆地每年接收的太阳能能量相当于1.910,12,t标准煤。中国有2/3的地区年平均日照时间超过2000h，特别是中国的西部地区太阳能资源尤为丰富。,太阳能利用涉及的技术（采集、转换、贮存、传输）问题很多。,39,大气环境与保护,40,大气环境与保护,41,大气环境与保护,42,大气环境与保护,43,大气环境与保护,2. 水能,水能是一种清洁的能源。许多世纪以前，人类就开始利用水能。最初，人们以机械的形式利用这种能量。,在19世纪末期，人们学会了将水能转换为电能。早期的水电站规模非常小，只为电站附近的居民服务。,随着输电网的发展及输电能力的不断提高，水力发电已逐渐向大型化方向发展，并且获得了环境与经济的“双赢”。,44,大气环境与保护,此外，我国煤炭资源也集中在山西、陕西、内蒙古等西部地区。北京、广东、上海等东部七省市能源资源非常短缺，但电力消费却占到全国的40以上。,我国是世界上水能资源最丰富的国家，但水能资源的分布极不均匀，90的可开发装机容量集中在西南、中南和西北地区。,总之，我国能源分布与生产力布局的不协调。这也就决定了“西电东送”必然成为我国资源优化配置的基本取向。,我国水能开发重要策略之一-西电东送,45,大气环境与保护,它有南、中、北三大通道：,一是将乌江、澜沧江、红河水的水电资源，以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东；,二是将长江三峡和金沙江干支流水电送往华东地区；,三是将黄河上游水电和山西、内蒙古坑口火电送往京、津、唐地区。,“西电东送”：是指开发贵州、云南、广西、四川、内蒙古、山西、陕西等西部省区的电力资源，将其输送到电力紧缺的广东、上海、江苏、浙江和京、津、唐地区。,什么是“西电东送”？,46,大气环境与保护,3. 风能,风是一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。,风力发电不消耗资源、不污染环境，具有广阔的发展前景，和其他发电方式相比，它的建设周期短，装机规模灵活，实际占地少，对土地要求低。,此外，在发电方式上还有多样化的特点，既可联网运行，也可独立运行，这对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可能性。,47,大气环境与保护,风能最佳区：沿海地区、新疆、内蒙古和甘肃北部等西北地区、黑龙江南部和吉林东部等东北地区。,3-20m/s,的时数在前两个地区超过,6000,小（,250,天），后者达,5000-6000,小时。,48,大气环境与保护,通常海洋能是指依附在海水中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海流能等。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。,全球海洋能的可再生量很大，上述五种海洋能理论上可再生的总量为766亿kw。虽然海洋能的强度较常规能源低，但在可再生能源中，海洋能仍具有可观的能流密度。,4. 海洋能,49,大气环境与保护,生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物能形式繁多，它包括薪柴，农林作物，农业和林业残剩物，食品加工和林产品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活污水和水生植物等等。,目前生物质能的开发应用主要在三个方面：一是在一些农村建立以沼气为中心的能量-物质循环系统，使秸杆中的生物能以沼气的形式缓慢地释放出来，解决燃料问题；二是建立以植物为能源的发电厂。变“能源植物”为“能源作物”，如“石油树”，绿玉树，续随子；三是种植甘蔗、木薯、海草、玉米、甜菜、甜高粱等，既可作食品工业的原料，又可制造酒精以代替石油。,5. 生物能,50,大气环境与保护,核能是指原子核结构发生变化时放出的能量，分裂变能和聚变能两种。,与太阳能、水能、风能等清洁能源相比，核聚变能不受时间和地域的限制，更重要的是，它是一种取之不尽的能源。核聚变反应的原料是氢的同位素氘和氚，氘丰富地蕴藏在水中，可人工制取。据实验测定，一升水含有30mg氘，若全部发生聚变反应，可释放出相当于300L汽油燃烧所放出的能量。如果把全球海水全部通过核聚变转化成能源，按当前世界能源消耗水平可以供全人类使用一万亿年。,6. 核能,51,大气环境与保护,国内外核能开发进展,早在20世纪50年代初，美、英、苏等国便开始了核聚变研究。目前全世界已有30多个国家及地区开展了核聚变研究，其中以美国、欧盟各国、日本及俄罗斯发展最快。,20世纪80年代中国开始制订发展核电的技术路线和政策，1991年中国自主建造的秦山核电厂实现并网发电，1994年广东大亚湾核电站投入满功率运行。这两座核电厂的建成，有效地缓解了华东、广东等地电力紧张的局面，并为香港输送了大量电力，标志着中国核电的起步。,中国的核电发展潜力还很大，目前除了已建成和在建的核电站以外，已经完成初步可行性研究或已进行预评审的厂址10余个，预示着未来20年内核电装机容量将会迅速增加。,咸宁市通山县-,52,大气环境与保护,节能是指采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可接受的一切措施，高效地利用能源资源。它涉及到能源系统的所有环节，从资源的开采、加工、输送、转换、分配到终端利用。,我国的节能重点为：燃煤电厂；工业锅炉；钢铁工业；建材工业。,在许多情况下提高能源效率和节能是减少污染物排放的最有效方法，并且，在所有污染防治技术中节能是最经济的方法。,（三）节能,53,大气环境与保护,节能潜力巨大，但任重道远。诸君须努力！,我国能源利用效率为32，比国际先进水平平均低10以上。每消耗一吨标准煤所创造的国内生产总值，只有发达国家的二分之一到四分之一。由此可见，我国节能潜力是巨大的。,中国政府已把提高能源效率和节能，作为可持续发展能源战略的关键措施，提出“坚持资源开发与节约并举，近期把节约放在首位”的发展战略。,1996年5月，我国的国家计委、国家经贸委和国家科委联合制定了中国节能技术政策大纲，提出了各行业节能技术方向和目标。,1997年11月，全国人大常务委员会第28次会议审议通过并颁布了节约能源法。,54,大气环境与保护,经过四十年的努力，中国的汽车工业得到了很大的发展，汽车的需求量与保有量不断增长。,二、绿色交通,2002年是中国加入WTO的第一年，从那时开始中国汽车市场的发展全面提速。2002年，中国汽车销售量是337万辆。增长率39，是中国汽车市场增长速度最快的一年。,到了2005年，中国汽车总销售量达到了570万辆，成为世界第二大汽车消费国。,-资料来源：WTO,中国汽车五年巨变， 中国汽摩配 ，2006年 7期,55,大气环境与保护,中国私人机动车保有量近1.2亿辆,2007-10-07 17:46:27来源：新华网北京10月7日电（记者魏武）,来自公安部交管局的信息显示，截至2007年9月底，全国私人机动车保有量为118129662辆，与2006年底相比，增长722。,据了解，其中私人汽车占汽车保有量的6125，私人摩托车占摩托车保有量的9708，私人挂车占挂车保有量的2348。,56,大气环境与保护,随着汽车数量的迅速增加以及城市化进程的加快，一些主要城市的大气污染类型正在由煤烟型向混合型或交通型转化，汽车尾气排放已成为它们的重要污染源。,交通型污染与汽车的类型、汽车的数量、燃料利用率、燃料性能及交通状况等诸多因素密切相关。,解决交通型污染的对策是推行绿色交通。,57,大气环境与保护,绿色交通的两大举措,（二）、发展清洁汽车,（一）、合理的交通规划,58,大气环境与保护,（一）合理的交通规划,随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，交通工具对人们越来越重要。面对上升中的交通需求和增长中的负面影响，城市应当按照具体条件建设布局合理、高效快捷、环保舒适的综合交通网。,59,大气环境与保护,绿色交通的典型案例一,上海的新世纪交通蓝图,加快轨道交通建设：形成地铁、城市轻轨、新型有轨电车等多种方式组成的轨道交通网络体系。,建设约650公里的高速公路网路：实现15分钟上网、30分钟互通、60分钟抵达的“15、30、60”目标。,公交优先：大力发展轨道交通，优化调整地面交通，适度发展小汽车，限制摩托车，逐步替换助动车。,60,大气环境与保护,（二）发展清洁汽车,清洁汽车是指低排放的燃气汽车、混合动力汽车、电动汽车以及通过采用多种技术手段大大降低排放污染的燃油汽车及其他代用燃料汽车。,发展电动汽车、清洁燃料汽车及汽车环保技术对于合理利用我国资源，改善大气质量，培植汽车工业新的经济增长点，促进相关高新技术的发展等方面具有重大意义。,61,大气环境与保护,绿色交通的典型案例二,电动汽车,电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型。经过多年的探索与努力，我国电动汽车电池、电机、电控三大关键技术相继取得突破。业内专家普遍认为，我国电动汽车技术群体性突破的时期已经到来，电动汽车将迅速大规模进入市场。,62,大气环境与保护,根据北京市交委规划，2008年前北京将在南中轴路、安立路、广渠路、朝阳路、阜石路和林翠路上建设大容量快速公交。这6条线路共需300辆左右的专用车辆。,http:/ 2006年12月04日09:40 北方网,63,大气环境与保护,讨论：中国需不需要大力发展小汽车？,提示：应用专业知识，综合思考问题。,形式：分小组讨论（5分钟）；小组代表发言（3-5分钟）。,64,大气环境与保护,2008年我国私人汽车保有量增长18%,2008年末全国民用汽车保有量达到6467万辆，比上年末增长13.5%，其中私人汽车保有量4173万辆，增长18.1%。民用轿车保有量2438万辆，增长24.5%；其中私人轿车1947万辆，增长28.0%。私人轿车占民用轿车保有量的80%。,全年汽车产量934.55万辆，增长5.1%；其中轿车产量503.7万辆，增长5.0%。,数据来源：国家统计局,2008,年国民经济和社会发展统计公报,65,大气环境与保护,2009年1月中国汽车销量超美国,牛年里值得振奋的车市新闻，是一月份的汽车销量：美国1月份汽车销售量下降37.1%，达到27年来最低点，仅为66.8万辆；而中国的汽车销量则为79万辆。中国超越美国，成了全球头号汽车销售大国。,66,大气环境与保护,推行清洁能源与绿色交通从源头上减少了大气污染的产生。对于已经产生的污染，则需进行末端治理。,三、末端治理,下面将对烟尘、硫氧化物和氮氧化物等主要大气污染物的末端治理技术作一些简要介绍。,67,大气环境与保护,（一）烟尘治理技术,去除烟尘采用的是除尘装置。,烟尘的粒径大小及其分布对除尘过程的机制、除尘器的设计及其运行效果都有很大影响，它们是颗粒污染物控制的主要基础参数。,按除尘原理的不同，除尘器大致可分为,机械除尘器，静电除尘器、湿式洗涤除尘器和过滤式除尘器,等。它们性能各异，使用时应根据“尘粒的浓度、直径、腐蚀性”等以及“排放标准和经济成本”加以选择或配合使用。,68,大气环境与保护,高炉煤气干法净化除尘器,静电除尘器,旋风除尘器,69,大气环境与保护,（二）二氧化硫治理技术,二氧化硫治理技术包括,燃料脱硫,和,烟气脱硫,。,燃料脱硫：,它通过加氢催化，使重油中有机硫化物的C-S键断裂，硫变成简单的气体或固体化合物，从重油中分离出来。,中小工厂通常采用此类技术。,70,大气环境与保护,（二）二氧化硫治理技术,烟气脱硫：,分为湿法和干法两种。,湿法,是把烟气中的SO,2,和SO,3,转化为液体或固体化合物，从而把它们从烟气中分离出来，主要包括碱液吸收法，氨吸收法和石灰吸收法等。,干法,脱硫是指采用固体粉沫或非水液体作为吸收剂或催化剂进行烟气脱硫，它分为吸附法、吸收法和催化氧化法等。,大型工业企业要求安装烟气脱硫设施。,71,大气环境与保护,湿式脱硫除尘器,产品型号：STL-2-160,STL型湿式脱硫除尘器，是集除尘脱硫为一体的新型除尘脱硫设备，具有结构紧凑，布局合理，占地面积小等特点，除尘器内部涂有防腐耐磨涂料，具有防腐耐磨性能，使用寿命达10年之久。,72,大气环境与保护,高效脱硫除尘器是在传统喷淋湿法除尘器基础上优化而成，它集喷淋式、吸附式、冲击水浴式除尘器的所有功能于一体。处理效果有了较大提高，是目前使用范围最为普遍的除尘器之一。,在循环水中加入一定的脱硫剂，就能起到很好的脱硫效果。,高效脱硫除尘器,73,大气环境与保护,（三）氮氧化物的治理技术,（1）,吸收法：,根据所使用的吸收剂，可分为碱吸收法，溶融盐吸收法和硫酸吸收法。,（2）,非选择催化还原法：,应用金属铂等作为催化剂，以H,2,或CH,4,等还原性气体作为还原剂，将烟气中的氮氧化物还原为N,2,。,氮氧化物主要通过以下方法去除：,74,大气环境与保护,（三）氮氧化物的治理技术,（3）,选择性催化还原法：,以金属铂的氧化物作为催化剂，以氨、硫化氢和一氧化碳等为还原剂，选择最佳脱硝反应温度，让还原剂仅与烟气的氮氧化物发生反应，使之转变为无害的N,2,。,75,大气环境与保护,四、环境自净,污染物经过末端治理达到排放标准后被排入大气中，但此时它们的浓度一般要高于环境空气质量标准。因此，大气环境中污染物浓度的进一步降低将要依靠环境的自净作用。,大气环境的自净有物理、化学作用（扩散、稀释、氧化、还原、降水洗涤等）和生物作用。,在排出的污染物总量恒定的情况下，认识和掌握,气象变化规律,，合理利用大气自净能力，可以有效降低大气中污染物浓度，减少大气污染危害。,76,大气环境与保护,污染物名称,取值时间,浓度限值,浓度单位,一级标准,二级标准,三级标准,二氧化硫（SO,2,）,年平均,日平均,1小时平均,0.02,0.05,0.15,0.06,0.15,0.50,0.10,0.25,0.70,毫克/立方米,(标准状态),总悬浮颗粒物（TSP）,年平均,日平均,0.08,0.12,0.20,0.30,0.30,0.50,可吸入颗粒物（PM,10,）,年平均,日平均,0.04,0.05,0.10,0.15,0.15,0.25,二氧化氮（NO,2,）,年平均,日平均,1小时平均,0.04,0.08,0.12,0.08,0.12,0.24,0.08,0.12,0.24,一氧化碳（CO）,日平均,1小时平均,4.00,10.00,4.00,10.00,6.00,20.00,臭氧（O,3,）,1小时平均,0.16,0.20,0.20,铅（Pb）,季平均,年平均,1.501.00,微克/立方米,(标准状态),苯并a芘（BaP）,日平均,0.01,氟化物（F）,日平均,1小时平均,7,20,月平均,植物生长季平均,1.8,1.2,3.0,2.0,微克/(平方分米.日),表 环境空气质量标准（GB 30951996）,77,大气环境与保护,在城市和工业区有计划地扩大绿地面积是具有长效能和多功能的大气污染综合防治措施。,植物在大气环境自净中具有重要作用：,美化环境,调节气候,抑制扬尘,截留粉尘,吸收大气中有害气体,特点：可以在大面积的范围内，长时间地连续净化大气。尤其是大气中污染物影响范围广、浓度比较低的情况下，植物净化是行之有效的方法。,78,大气环境与保护,城市绿化,我国是一个缺林少绿的国家，森林覆盖率目前只有13%，随着工业化进程的加快以及人口的不断增加，资源、环境、生态所承受的压力越来越大。提高绿化率，改善生活环境，已逐渐成为人们的共识，而为增加绿化率作出重要贡献的“城市绿化”，亦为越来越多的人所关注。,环境自净的典型案例,79,大气环境与保护,自然：植物配植的适地适树原则,技术：园艺人员要有相当的专业知识与技术,环境：城市绿化应兼顾和谐与无污染,经济：建立一套完善的市场机制保证其正常运行,社会：城市广场是社会规律的一种表现形式,城市绿化牵涉到很多方面，需要自然、技术、环境、经济、社会这五类规律的协同。,80,大气环境与保护,第四节 全球大气环境变化,全球变暖,臭氧层破坏,81,大气环境与保护,一、全球变暖,（一）近百年来全球变暖的趋势,82,大气环境与保护,83,大气环境与保护,（一）近百年来全球变暖的趋势,历史数据：,全球地面气温在过去100年内上升了0.3-0.6。同时，有6个全球平均最暖年（1980，1981，1983，1987，1988，1989）均在20世纪80年代。,预测趋势：,到2050年全球变暖的幅度可能在4.5-10之间，到21世纪末，则在12-15之间。（国际应用系统分析研究所，1991年）,比较折中的预测是，到2030年，全球平均气温将比现在上升0.5-2.5，到2050年，将上升3.6-4.5。,84,大气环境与保护,温室效应的加剧,（二）全球变暖的原因,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。,85,大气环境与保护,地表测量,11公里,高处测量,图 大气吸收光谱,86,大气环境与保护,气体,大气中浓度（ppbV）,年平均增长率（%）,二氧化碳,344000,0.4,甲 烷,1650,1.0,一氧化碳,304,0.25,二氯乙烷,0.13,7.0,臭 氧,不定,-,CFC11,0.23,5.0,CFC12,0.4,5.0,四氯化碳,0.125,1.0,表 大气中的温室气体,87,大气环境与保护,以CO,2,为例。在人类社会实现工业化以前的19世纪初，大气中CO,2,的浓度为270ppm，而到了1988年已上升到350ppm。这主要有两个原因：,首先，由于人口的剧增和工业化的发展，人类社会消耗的化石燃料急剧增加，燃烧产生大量的CO,2,进入大气，使大气中的CO,2,浓度增加。,其次，森林毁坏使得被植物吸收利用的CO,2,的量减少，造成CO,2,被消耗的速度降低，同样造成大气中CO,2,浓度升高。,引起温室气体增加的主要原因是什么？,引起温室气体增加的主要原因是人类活动。,此外，CO,2,以外的温室气体，如甲烷、对流层O,3,、氯氟烃（氟里昂）、氧化氮等也在不同程度地增加着。,88,大气环境与保护,1,、海平面上升：低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，,土地盐渍化，海水倒灌等。,全球变暖可能产生的影响,预测者,预测年份,上升量c,m,世界气象组织（,WMO,）,2025,20-140,日本环境厅,2030,26-165,欧洲共同体,21,世纪,20-165,联合国环境规划署（,UNEP,）,21,世纪末,65,未来海平面变化的预测,89,大气环境与保护,目前正因海平面升高而面临被海水吞没的危险。将成为全球第一个因海平面上升而进行全民迁移的国家。,南太平洋岛国图瓦卢,26平方公里，,10441人（2005年）,地势极低且贫瘠,90,大气环境与保护,2、对动植物的影响：一些地区某些物种将会消失，,而有些则从气候变暖中得到益处。,生活在极地的北极熊,南极地区的阿德利亚企鹅数目从1975年的1.5万对减少到目前的9000对左右,91,大气环境与保护,2、对动植物的影响：一些地区某些物种将会消失，,而有些则从气候变暖中得到益处。,气温上升使其生态环境发生了一系列变化。湖中的藻类和浮游植物的数量也较以前增多。,地处南极边缘的Signy岛,92,大气环境与保护,3,、对农业的影响：世界粮食生产的稳定性和,分布状况的改变，农产品贸易模式的变化。,全球变暖可能产生的影响,全球气候变暖预示着积温增加，生长期延长，对提高农作物产量无疑是有利的。但是，温度升高往往伴随着干旱的加重，造成供水不足，这又会使作物减产。,93,大气环境与保护,全球变暖可能产生的影响,4、其它影响：如人类健康、战争等。,对人类健康的影响：,气温升高还会引起和加剧传染病流行等。以疟疾为例，过去5年中世界疟疾发病率已翻了两番，现在全世界每年约有5亿人得疟疾，其中200多万人死亡。,94,大气环境与保护,减缓全球变暖的对策,主要是控制,CO,2,1、排放控制对策：控制化石燃料消耗以抑制CO,2,的排放；,2、固定化对策：使已生成的CO,2,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。,95,大气环境与保护,二、臭氧层破坏,太阳光是在地球上生活的一切生物的生命之源，但太阳光中的,紫外线辐射,，特别是,UVB辐射,对生物有较大的伤害。而为我们阻挡UVB辐射的就是臭氧。大气中的臭氧大部分集中在,15km至48km之间,的大气平流层中，以20km至30km处为最多。它在地球上空形成一把“保护伞”，它将太阳光中99%的紫外线过滤掉，这对于地球上生命的生存十分重要。如果没有这把伞的保护，人们将极易患,皮肤癌、白内障以及各种免疫系统疾病,。,96,大气环境与保护,1、臭氧层破坏的发现,1、1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。,2、1985年，美国的“雨云-7号”气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。,3、美国宇航局 （NASA）的“Nimbus-7”卫星测定出，近年来南极上空的臭氧洞有恶化的趋势。,4、目前NASA和欧洲臭氧层联合调查组的研究表明在北极上空也出现了臭氧减少现象。,5、我国科学家近年来发现在青藏高原上空也存在一个相对周围地区浓度较低的区域。,97,大气环境与保护,2、臭氧层破坏的原因,在平流层内离地面20-30km的地方是臭氧的集中层带，在这个臭氧层中存在着氧原子（O）、氧分子（O,2,）和臭氧（O,3,）的动态平衡。但是氮氧化物、氯、溴等活性物质及其他活性基团会破坏这个平衡，使其向着臭氧分解的方向转移。而CFCS非同寻常的稳定性使其在大气同温层中很容易聚集起来，其影响将持续一个世纪或更长的时间。在强烈的紫外辐射作用下它们光解出氯原子和溴原子，成为破坏臭氧的催化剂（一个氯原子可以破坏10万个臭氧分子）。,大多数科学家认为，人类过多地使用氟氯烃类化学物质（,CFCS,）是破坏臭氧层的主要原因。,98,大气环境与保护,3、臭氧层破坏的危害,1,、对人体健康的影响：破坏,DNA,，皮肤病，白内障等,2,、对陆生植物的影响：产量和质量下降，间接影响,3,、对材料的影响：加速老化,4,、对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体,99,大气环境与保护,4、臭氧层的保护,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,主要是控制CFCS的使用。,100,大气环境与保护,回顾一下,一、大气成分、大气分层、大气边界层,二、大气污染源、污染物、类型、危害,三、大气污染控制（四个对策）,四、全球大气环境问题(二大问题),101,大气环境与保护,1、试述大气主要成分的来源、特点及其对环境的意义。,2、为什么说大气边界层的气象条件与大气污染物的迁移和扩散关系密切？,3、主要的大气污染源、污染物有哪几种？举例说明主要大气污染物的来源和危害。,4、对比煤烟型污染与交通型污染的异同。,5、结合自己的所见所闻，说明大气污染的危害。,6、综合论述大气污染的主要控制措施。,7、论述全球变暖问题（现象、原因、危害与对策）。,8、论述全球臭氧层破坏问题。,复习与思考,102,大气环境与保护,方达达，曹小安，陈永亨，我国城市大气污染成因分析以及解决对策，广东化工，2007，34（3）,孙逊,杨玮,对我国城市环境污染与防治对策的思考,生态经济,2007,胡倩,张世秋,吴丹,美国和欧洲氮氧化物控制政策对中国的借鉴意义,环境保护,2007,09,小论文作业,:以“全球变化、节能减排”为关键词，撰写一篇小论文。要求：论文形式规范，字数不少于3000字，4月1日前交。,阅读与作业,103,大气环境与保护,