第四章化学与环境.ppt

第四章：化学与环境第四章：化学与环境4.1.1 4.1.1 环境与环境问题环境与环境问题4.1.2 4.1.2 环境污染环境污染4.1.3 4.1.3 全球十大环境问题全球十大环境问题4.1.4 4.1.4 困扰中国的十大环境问题困扰中国的十大环境问题 4.1 4.1 环境污染概述环境污染概述第四章第四章:化学与环境化学与环境 4.1.1 4.1.1 环境与环境问题环境与环境问题一、环境污染人类生存的环境，是指以人类社会为主体的外部世界的总和，包括自然环境和社会环境。本章所指的环境主要指自然环境，它是人类生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然条件的总和。为便于研究，人们把环境分为大气圈、水圈、土壤圈岩石圈、生物圈等4个圈层。1.环境 4.1 4.1 环境污染概述环境污染概述2.环境问题 所谓环境问题，是指环境系统的物质组成、结构和性质发生了不利于人类生存和发展的变化。狭义上说就是指由于人类的生产和生活方式所导致的各种环境污染、资源破坏和生态系统失调。国际社会普遍认为，贫困和过度消费导致人类无节制地开发和破坏自然资源，这是造成环境恶化的罪魁祸首。当前，人类扔面临着一系列全球性的环境问题，包括全球气候变化、臭氧层破坏、森林植被破坏、水土流失、土地荒漠化、水资源危机和海洋环境破坏、生物多样性减少、酸雨污染、有毒物品及废弃物污染等。表4-1 20世纪中叶世界环境公害事件名称名称地点地点时间时间污染物污染物成因及结果成因及结果马斯河谷烟马斯河谷烟雾事件雾事件比利时马比利时马斯河谷斯河谷19301930年年1212月月烟尘、烟尘、SOSO2 2山谷中工厂多，逆温天气，工业污染物积聚，又遇雾日。山谷中工厂多，逆温天气，工业污染物积聚，又遇雾日。SOSO2 2被氧化为被氧化为SOSO3 3进入肺深部。数千人发病，进入肺深部。数千人发病，6060多人死亡多人死亡多诺拉烟雾多诺拉烟雾事件事件美国多诺美国多诺拉拉19481948年年1010月月烟尘、烟尘、SOSO2 2工厂多，遇雾天和逆温大气，工厂多，遇雾天和逆温大气，SOSO2 2与烟尘作用生成硫酸，与烟尘作用生成硫酸，吸入人肺部，吸入人肺部，4 4天内天内4242的居民患病、的居民患病、1717人死亡人死亡伦敦烟雾事伦敦烟雾事件件英国伦敦英国伦敦19521952年年1212月月烟尘、烟尘、SOSO2 2居民烟煤取暖，煤中硫含量高，排出的烟尘量大，遇逆居民烟煤取暖，煤中硫含量高，排出的烟尘量大，遇逆湿天气，湿天气，FeFe2 2O O3 3使使SOSO2 2变成硫酸沫，吸附在烟尘上，吸入变成硫酸沫，吸附在烟尘上，吸入肺部，肺部，5 5天内天内40004000人死亡人死亡洛衫矶光化洛衫矶光化学烟雾事件学烟雾事件美国洛衫美国洛衫矶矶19431943年年5 5月月到到1010月月光化学烟光化学烟雾雾汽车多，每天有汽车多，每天有10001000多吨碳氢化合物进人大气，市区空多吨碳氢化合物进人大气，市区空气水平流动慢。石油工业和汽车废气在紫外线作用下生气水平流动慢。石油工业和汽车废气在紫外线作用下生成光化学烟雾，使大多数居民患病，成光化学烟雾，使大多数居民患病，6565岁以上老人死亡岁以上老人死亡400400人人水俣事件水俣事件日本九州日本九州南部熊木南部熊木县水俣镇县水俣镇19531953年年甲基汞甲基汞氮肥生产采用氯化汞和硫酸汞作催化剂。含甲基汞的毒氮肥生产采用氯化汞和硫酸汞作催化剂。含甲基汞的毒水废渣排入水体，甲基汞被鱼吃后，人吃中毒的鱼而生水废渣排入水体，甲基汞被鱼吃后，人吃中毒的鱼而生病，水俣镇病者病，水俣镇病者180180多人，死亡多人，死亡5050多人多人富山事件富山事件日本富山日本富山县县1931193119721972年年镉镉炼锌厂未经处理净化的含镉废水排入河流。人吃含镉的炼锌厂未经处理净化的含镉废水排入河流。人吃含镉的米、喝含锅的水而中毒，全身骨痛，最后骨骼软化，患米、喝含锅的水而中毒，全身骨痛，最后骨骼软化，患者超过者超过280280人，死广人，死广3434人人四日事件四日事件日本四日日本四日市市19551955年年SOSO2 2、烟尘、烟尘、金属粉尘金属粉尘工厂向大气排放工厂向大气排放SOSO2 2和煤粉尘数量多，并含有钴、锰、和煤粉尘数量多，并含有钴、锰、钛等。有毒重金属微粒及钛等。有毒重金属微粒及SOSO2 2吸人肺部，患者吸人肺部，患者500500多人，多人，3636人在气喘病折磨中死去人在气喘病折磨中死去米糠油事件米糠油事件日本本州日本本州19681968年年多氯联苯多氯联苯米糠油生产中，用多氯联苯作载加热，因管理不善，毒米糠油生产中，用多氯联苯作载加热，因管理不善，毒物进入米糠油中。人食用含多氯联苯的米糠油而中毒。物进入米糠油中。人食用含多氯联苯的米糠油而中毒。患者患者50005000多人，死亡多人，死亡1616人人 有调查显示，作为地球上最大、最复杂的生态系统的森林，其面积在过去30年内急剧减少，仅在上世纪90年代，全球森林面积就减少2.4。乱砍滥伐、过度耕作使世界23的耕地严重退化，全球三分之一以上的土地面临沙漠化威胁，水土流失严重。我国荒漠化土地面积也已达国土陆地面积的27、发生水土流失的土地面积占38。全球一半的江河水流量大幅减少或被严重污染，淡水供应亮起了红灯，导致目前包括中国在内的80多个国家严重缺水。环境污染导致生物多样性受到严重破坏，生物物种加速灭绝。全球已有10至15的动植物种类受到威胁，而这个数据在我国为15至20。大气污染造成的酸雨为人类带来了灾难性后果，而我国属于世界三大酸雨区之一。另外，城市生活垃圾“白色污染”和固体废物污染问题、城市噪音污染问题、放射性污染与电磁辐射污染问题等都日益突出、形势严峻，对人类健康存在潜在威胁。第四章第四章:化学与环境化学与环境 4.1.2 4.1.2 环境污染环境污染一、环境污染人类活动产生的污染物或污染因素，进入环境的量，超过环境容量或环境自净能力时，就会导致环境质量变化，出现环境污染。1、什么是环境污染？4.1 4.1 环境污染概述环境污染概述按污染产生的原因分：有生活污染源、工业污染源、农业污染源、交通污染源污染等；按污染物的形态分：有废气污染、废水污染、固体废弃物污染、噪音污染、辐射污染、光污染等；按影响的范围分：有全球性污染、区域性污染和局部污染。按污染物的性质分：化学污染、生物污染、物理污染按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。按环境要素分：大气污染、水污染、土壤污染。2、环境污染的分类2002年6月27日，桔红色的晚霞浮现在澳大利亚悉尼纳拉宾海滩的上空。由于空气污染严重，空气中的悬浮颗粒遭遇冷空气，透过阳光的照射便形成了如此灿烂的“晚霞”。大大气气污污染染可怕的浓烟这是德国柏林附近一家瑞士木材加工厂的烟囱冒出滚滚浓烟(2004年6月2日摄)2006年年5月月19日，北京十三陵水库笼罩在灰雾中日，北京十三陵水库笼罩在灰雾中鸟儿飞过英国中部地区的一家发电厂。(2006年10月30日，)烟头小，也是污染源 二、环境污染物分类1、按污染物的来源分：自然源的污染物和人为源的污染物。人为源污染物的产生可分再分为：生产性污染物和生活性污染物。2、按污染物所影响的环境要素可分为：大气污染物、水体污染物、土壤污染物、生物污染物等。3、按污染物的形态可分为：气体污染物、液态污染物、固体废物。4、按污染物的性质可分为：化学污染物、物理污染物和生物污染物；化学污染物又可分为无机污染物和有机污染物；生物污染物又可分为病原体、变应原污染物等。5、按污染物在环境中化学性质的变化可分为：一次污染物和二次污染物。第四章第四章:化学与环境化学与环境 4.1.3 4.1.3 全球十大环境问题全球十大环境问题在相当长的时期里，人们只知道一味地向自然索取，过度消耗资源，因而遭到了大自然的报复，结果是资源日趋衰竭，环境严重污染，引发了全球的许多严峻环境问题，早在20世纪80年代初，全球气候变暖、臭氧层耗竭及酸雨三大全球性环境问题已初露端倪，进入20世纪90年代，地球荒漠化、海洋污染、物种灭绝等环境问题更是突破了国界，成为影响全人类生存的重大问题。如空气污染、气候变化、臭氧层损耗、淡水资源枯竭、水污染、森林锐减、水土流失、沙漠化、物种的灭绝、生物多样性锐减等。4.1 4.1 环境污染概述环境污染概述1 1、全球变暖、全球变暖 造成全球气候变暖的主要原因是由于人类活动造成空气中二氧化碳、甲烷等温室气体的含量在逐渐增加。气候变暖的后果是南北极的气温上升，使部分冰山融化，加之海水受热膨胀，最终导致海平面上升。从1880年以来的100年以来，海平面上升了8厘米。2 2、臭氧层破坏、臭氧层破坏 臭氧能把太阳光中的大部分有害的紫外线吸收掉，是地球上所有生命的“保护伞”。臭氧层被破坏的后果是“无形杀手”紫外线长驱直入，皮肤癌发病率增加。据美国科学家研究认为，臭氧含量减少1%，则损害人体的紫外线就会增加2.3%，皮肤癌发病率增加5.5%。造成臭氧层破坏的罪魁祸首是氟里昂，此外甲烷、四氯化碳、三氯甲烷等也会引起臭氧层的破坏。3 3、酸雨蔓延、酸雨蔓延 随着工业发展和化学燃料的大量使用，排入大气中的二氧随着工业发展和化学燃料的大量使用，排入大气中的二氧化硫、二氧化氮等愈来愈多，造成雨、雪、雾、露等呈酸性，统化硫、二氧化氮等愈来愈多，造成雨、雪、雾、露等呈酸性，统称为酸雨。二战以后，各国，特别是发达国家和地区的城市化、称为酸雨。二战以后，各国，特别是发达国家和地区的城市化、工业化、交通运输业迅猛发展，煤炭、天然气、石油燃烧以及金工业化、交通运输业迅猛发展，煤炭、天然气、石油燃烧以及金属冶炼等产生的二氧化硫、二氧化氮大量排入空气中，经过复杂属冶炼等产生的二氧化硫、二氧化氮大量排入空气中，经过复杂的大气物理和大气化学过程最终转化为硫酸和硝酸等，与水气或的大气物理和大气化学过程最终转化为硫酸和硝酸等，与水气或雨雪相遇，形成酸雨降落至地面。现在，全世界每年排入大气中雨雪相遇，形成酸雨降落至地面。现在，全世界每年排入大气中的硫化物和氮氧化物高达的硫化物和氮氧化物高达30003000万吨，有些烟雾大都经过高烟筒排万吨，有些烟雾大都经过高烟筒排放，在大气环流的作用下可以漂洋过海，到达几千千米之处，因放，在大气环流的作用下可以漂洋过海，到达几千千米之处，因而酸雨又被称为而酸雨又被称为“跨国界的恶魔跨国界的恶魔”。全球陆地面积占全球陆地面积占60%60%，其中沙漠和沙漠化面积，其中沙漠和沙漠化面积29%29%。每年有。每年有600600万公顷的土地变成沙漠。经济损失每年万公顷的土地变成沙漠。经济损失每年423423亿美元。全球共有亿美元。全球共有干旱、半干旱土地干旱、半干旱土地5050亿公顷，其中亿公顷，其中3333亿遭到荒漠化威胁。致使每亿遭到荒漠化威胁。致使每年有年有600600万公顷的农田、万公顷的农田、900900万公顷的牧区失去生产力；人类文明万公顷的牧区失去生产力；人类文明的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域，由沃土变成荒漠。中国的的摇篮底格里斯河、幼发拉底河流域，由沃土变成荒漠。中国的黄河，水土流失亦十分严重。黄河，水土流失亦十分严重。4 4、土地荒漠化程度加剧、土地荒漠化程度加剧 全世界全世界60%60%的人口挤在离大海不到的人口挤在离大海不到100100千米的地方，沿海地千米的地方，沿海地区受到了巨大的人口压力，这种人口拥挤状况正使非常脆弱的区受到了巨大的人口压力，这种人口拥挤状况正使非常脆弱的海洋生态失去平衡。由于人类不断向大海排放污染物，大量建海洋生态失去平衡。由于人类不断向大海排放污染物，大量建设海上旅游设施。近年来发生在近海水域的污染事件不断增多。设海上旅游设施。近年来发生在近海水域的污染事件不断增多。海洋污染主要有原油泄漏污染、漂浮物污染和有机化合物污染海洋污染主要有原油泄漏污染、漂浮物污染和有机化合物污染及赤潮、黑潮等。全世界及赤潮、黑潮等。全世界1/31/3的沿海地区（在欧洲是的沿海地区（在欧洲是80%80%的沿海的沿海地区）遭到了破坏。危害：赤潮频繁发生；破坏红树林、珊瑚地区）遭到了破坏。危害：赤潮频繁发生；破坏红树林、珊瑚礁、海草；近海鱼虾锐减，渔业损失惨重；礁、海草；近海鱼虾锐减，渔业损失惨重；5 5、海洋污染、海洋污染6 6、生物多样性锐减、生物多样性锐减 物种灭绝是自然现象，在过去的两亿年中，每物种灭绝是自然现象，在过去的两亿年中，每2727年中才年中才有一种植物从地球上消失，每世纪有有一种植物从地球上消失，每世纪有9090多种脊椎动物灭绝。由多种脊椎动物灭绝。由于城市化、农业发展、森林减少和环境污染，自然生态区域变于城市化、农业发展、森林减少和环境污染，自然生态区域变得越来越小了，这就导致了数以千计的物种绝迹，生物多样性得越来越小了，这就导致了数以千计的物种绝迹，生物多样性正以前所未有的速度减少：据估计目前世界平均每天有一个物正以前所未有的速度减少：据估计目前世界平均每天有一个物种消失，现在物种灭绝的速度是自然灭绝速度的种消失，现在物种灭绝的速度是自然灭绝速度的10001000倍！生物倍！生物多样性的丧失已成为人类面临的全球范围内的环境问题。多样性的丧失已成为人类面临的全球范围内的环境问题。7 7、森林减少、森林减少 最近几十年以来，热带地区国家森林面积减少的情况十分严最近几十年以来，热带地区国家森林面积减少的情况十分严重。在重。在19801980年年19901990年，世界上有年，世界上有150150万平方千米森林（占全球万平方千米森林（占全球总面积的总面积的12%12%）消失了。照此速度，）消失了。照此速度，4040年以后，一些东南亚国家年以后，一些东南亚国家就再也见不到一棵树了。热带雨林不断减少的后果是二氧化碳浓就再也见不到一棵树了。热带雨林不断减少的后果是二氧化碳浓度的增加，异常气候的出现和生物物种的减少。在今天的地球上度的增加，异常气候的出现和生物物种的减少。在今天的地球上绿色屏障绿色屏障-森林正以平均每年森林正以平均每年40004000平方公里的速度消失。平方公里的速度消失。危害：涵养水源功能破坏；洪水肆虐、沙尘暴、物种减少；水危害：涵养水源功能破坏；洪水肆虐、沙尘暴、物种减少；水土流失；二氧化碳吸收减少导致温室效应。土流失；二氧化碳吸收减少导致温室效应。8 8、大气污染、大气污染大气污染主要因子：悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化碳、大气污染主要因子：悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化碳、氮氧化物、铅等。氮氧化物、铅等。危害：二氧化碳导致气温升高，导致酸雨，危害人类健康。危害：二氧化碳导致气温升高，导致酸雨，危害人类健康。每年有：每年有：30-7030-70万人因烟尘污染提前死亡；万人因烟尘污染提前死亡；25002500万的儿童患慢性喉万的儿童患慢性喉炎；炎；400-700400-700万的农村妇女儿童受害。万的农村妇女儿童受害。9 9、水污染、水污染19501950年仅有年仅有2020个国家的个国家的2 2千万人面临缺水问题，而千万人面临缺水问题，而19901990年则有年则有2626个国家的个国家的3 3亿人中受到淡水短缺的困扰。据预测，到亿人中受到淡水短缺的困扰。据预测，到20252025年将有年将有4040多个国家中占多个国家中占30%30%的人口受到水资源短缺的影响，到的人口受到水资源短缺的影响，到20502050年，将有年，将有6565个国家的约占全球人口个国家的约占全球人口60%60%的人口将面临淡水危机。的人口将面临淡水危机。淡水短缺，将会造成人们对水资源的竞争，必然引起更多的国淡水短缺，将会造成人们对水资源的竞争，必然引起更多的国与国之间甚至是国内各地方之间的冲突与争端。与国之间甚至是国内各地方之间的冲突与争端。1010、固体废物、固体废物垃圾传播疾病；危险废物诱发疾病癌；污染土壤、水源、大气垃圾传播疾病；危险废物诱发疾病癌；污染土壤、水源、大气等。垃圾山，不是一座普通的山，而是火山，它带给人类的危害等。垃圾山，不是一座普通的山，而是火山，它带给人类的危害也许也并不亚于火山。也许也并不亚于火山。1 1、大气污染、大气污染2 2、水体污染、水体污染 3 3、垃圾污染、垃圾污染 4 4、荒漠化、荒漠化 5 5、生物多样性破坏生物多样性破坏6 6、旱灾和水灾、旱灾和水灾 7 7、水土流失、水土流失8 8、WTOWTO与环境问题与环境问题 9 9、三峡库区问题、三峡库区问题 1010、持久性有机污染物、持久性有机污染物第四章第四章:化学与环境化学与环境 4.1.3 4.1.3 中国十大环境问题中国十大环境问题 4.1 4.1 环境污染概述环境污染概述 中国的二氧化硫排放量居世界第一，烟尘排放量和工业粉尘的排放量也很高。而现在城市中汽车尾气的排放在迅速上升。1 1、大气污染、大气污染 中国七大水系中42%的水质已不能做饮用水源。75%以上的湖泊富营养化加剧，主要由氮、磷污染引起。对水体的污染有很大部分来自生活污水的排放。2 2、水体污染、水体污染3 3、垃圾污染、垃圾污染 中国的废弃物排放在不断增加，生活垃圾达到无害化处理要求的不到10%。白色污染严重。5 5、水土流失、水土流失 山体植被的破坏使中国每年流失的土壤总量达50多亿吨，流失掉的土壤养分为4000万吨标准化肥，相当于全国一年的化肥使用量。数字惊人。近年来中国的旱灾和水灾频繁。黄河断流使黄河边上的老百姓吃水都困难。6 6、旱灾和水灾、旱灾和水灾 中国国土上的荒漠化土地已近三分之一的国土陆地面积。每年的沙尘暴和土地沙化引起的居民迁移问题带来了多种负面效应。4 4、荒漠化、荒漠化 2005年中国环境新闻工作者协会组织的环境警世图片展中华鲟保护基地的牌子上面写着“中华鲟餐厅，欢迎光临，敬请品尝”。中国是世界上生物多样性破坏比较严重的国家。7 7、生物多样性破坏、生物多样性破坏8 8、WTOWTO与环境问题与环境问题 一方面是“绿色贸易壁垒”，也就是说：中国的食品、机电、纺织、皮革、陶瓷、烟草、玩具、鞋业等行业的产品在出口贸易中受到限制。而另一方面，中国可能成为国外污染密集型企业转移的地点和国外工业废物“来料加工”的地点，这将极大地加重中国的环境问题。9 9、三峡库区问题、三峡库区问题葛洲坝大量的生活垃圾堵在涡轮机的进水口。2007年7月24日，一清漂员在长江三峡奉节县水域打捞漂浮物。2007年7月24日，进入主汛期的长江上游连日暴雨，大量水上漂浮垃圾涌入三峡库区，对库区水环境造成污染和航运、旅游带来影响。为保证长江航运和库区水环境安全，每天打捞水上垃圾百余吨，以确保三峡大坝电厂运行安全和库区水质清洁。1010、持久性有机污染物、持久性有机污染物 国际上有一个关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约，其中确定的首批禁止使用的12种持久性有机污染物在中国的环境介质中多有检出，中国是公约的签字国。这类有机污染物具有转移到下一代体内，并在多年后显现其危害的特点，也被称为“环境激素”或“环境荷尔蒙”，危害严重。4.2.1 4.2.1 大气的组成大气的组成第四章第四章:化学与环境化学与环境第二节第二节 大气污染大气污染 一般成年人每天需要呼吸约1012m3的空气，相当于一天进食量的10倍、饮水量的3倍。同时，大气层也是地球生命的保护伞，因为它吸收了来自外层空间的对地球生命有害的大部分宇宙射线和电磁辐射，尤其是紫外辐射。可见，大气对地球和地球生命是极端重要的。然而，近代工业的高速发展和当初人们对环境保护的不重视，让人类付出了惨重的环境代价。导致数千人死亡的洛杉矶光化学烟雾事件（1944年）、伦敦烟雾事件（1952年）等几次严重的大气环境污染公害事件的出现，让各国政府开始正视人类赖以生存的大气环境问题，其中大气污染问题更是越来越得到科学家和公众的关注，大气污染原理及防治的研究工作也得到政府部门的大力支持。一、大气的结构一、大气的结构高高度度（千千米米）1009080706050403020100160 200 240 280 320温度温度(K)对流层：对流层：N2,O2,H2O,Ar,CO2平流层：平流层：N2,O2,O3中间层：中间层：N2,O2,NO+,O2+热成层：热成层：O,O2,O+,O2+,N2,NO+,e外层外层按照距地球表面从低到高一般划分为对流层（012km）、平流层（1250km）、中间层（5085km）、热层（85800km）和外逸层（800km以上）。其中从地面到平流层顶端的范围又叫低层，属气象学研究范围；平流层以上则叫高层，属空间科学研究的范围。或者将从地表至90km左右的大气层称之为同质层，其密度随着高度的增加而减小。在同质层的上面，由于成分很不一致，所以称为异质层。地球大气的总质量约为5.21018kg，相当于地球质量的百万分之一。其中约50集中在5km高度以下，75集中在10km高度以下，90的质量集中在30km高度以下。二、大气的组成二、大气的组成F 恒定组分恒定组分N278.084%0.004%O220.948%0.002%Ar0.934%0.001%F 可变组分可变组分H2O变量变量(10-6%)CO2325 10-6F 不定组分不定组分Ne 18 10-6He 5 10-6Kr 1 10-6Xe 0.08 10-6CH4 2 10-6H2 0.5 10-6N2O 0.3 10-6CO 0.5 10-3 0.2 10-6O3 变量变量(10-6)NH3 4 10-6NO2 1 10-9SO2 1 10-9H2S 0.55 10-9 大气是由空气、少量水气、粉尘和其他微量杂质组成的混合物。近地空气的组成相对稳定，其主要成分按体积比约为：氮78.09、氧20.95、氩0.93、CO2 0.03，此外还有稀有气体氦、氖、氪、氙和甲烷、氮的氧化物、臭氧等共占0.1，4.2.2 4.2.2 大气污染物及大气环境标准大气污染物及大气环境标准第四章第四章:化学与环境化学与环境第二节第二节 大气污染大气污染一一.大气污染物及污染源大气污染物及污染源国际标准化组织的定义：国际标准化组织的定义：“通常系指由于人类活动和自然过程引起某些物质介入大气中，呈现出足够浓度，持续了足够的时间，并因此而危害了入体的舒适、健康和福利或危害了环境。1.1.大气污染定义世界卫生组织的定义：世界卫生组织的定义：“室外的大气若存在人为造成的污染物质，其含量与浓度及持续时间可引起多数居民的不适感，在很大范围内危害公共卫生，并使人类、动植物生存处于受妨碍的状态。”2 2、大气污染物、大气污染物主要有硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)，碳氧化物(COx)、碳氢化合物(CH)、卤化物及粉尘等。大气污染物主要来自于工业、农业、交通运输和生活污生产建设。交通污染源又称移动污染源，农业污染源、生活污染源和工业污染源又称固定污染源。对直接从污染源排放出来的污染物质，我们称之为一次污染物。而一次污染物有可能与大气中某些物质发生化学或光化学反应，生成新的污染物，这些新污染物我们称之为二次污染物。3 3、大气污染源、大气污染源二.大气环境标准 我国目前执行的大气环境标准将我国环境空气质量按功能区分为三类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区，执行一级标准；二类区为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区，执行二级标准；三类区为特定工业区，执行三级标准。我们平常在天气预报中看到的空气质量分级，是根据空气污染指数API（Air Pollution Index）来确定的，表4-3、4-4分别为空气污染指数对应的污染物浓度限值和空气污染指数范围及相应的空气质量类别(表中PM10指可吸入悬浮颗粒)。表表4-3 空气污染指数对应的污染物浓度限值空气污染指数对应的污染物浓度限值污染指数污染物浓度（毫克/立方米）APISOSO2 2（日均值）（日均值）NONO2 2（日均值）（日均值）PMPM1010（日均值）（日均值）COCO（小时均值）（小时均值）O O3 3（小时均值）（小时均值）500.0500.0800.050 50.1201000.1500.1200.150 100.2002000.8000.2800.350 600.4003001.6000.5650.420 900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200表表4-4 4-4 空气污染指数范围及相应的空气质量类别空气污染指数范围及相应的空气质量类别空气污染指空气污染指数数APIAPI空气质量空气质量状况状况对健康的影响对健康的影响建议采取的措施建议采取的措施0 05050优优可正常活动可正常活动5151100100良良101101150150轻微污染轻微污染易感人群症状有轻度易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现加剧，健康人群出现刺激症状刺激症状脏病和呼吸系统疾病患者脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活应减少体力消耗和户外活动动151200151200轻度污染轻度污染201201250250中度污染中度污染心脏病和肺病患者症心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群受力降低，健康人群中普遍出现症状中普遍出现症状老年人和心脏病、肺病患老年人和心脏病、肺病患者应在停留在室内，并减者应在停留在室内，并减少体力活动少体力活动251300251300中度重污中度重污染染300300重污染重污染健康人运动耐受力降健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病提前出现某些疾病老年人和病人应当留在室老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动人群应避免户外活动 地球的热平衡地球的热平衡4.2.3 4.2.3 温室效应温室效应第四章第四章:化学与环境化学与环境第二节第二节 大气污染大气污染一、温室效应一、温室效应 1 1、什么是温室效应？、什么是温室效应？由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使全球气温升高的现象称为全球气温升高的现象称为温室效应温室效应”。因此因此COCO2 2的增加，被认为是大气污染物对全的增加，被认为是大气污染物对全球气候产生影响的球气候产生影响的主要原因主要原因。温室气体并非只有温室气体并非只有COCO2 2，还有甲烷（，还有甲烷（CHCH4 4）、氯氟烃（）、氯氟烃（CFCsCFCs，即即氟里昂氟里昂）、一氧化二氮（）、一氧化二氮（N N2 2O O）和氢氧根（）和氢氧根（OHOH）等。）等。各各种种温温室室气气体体对对全全球球变变暖暖的的影影响响2、多年来二氧化碳含量基本保持恒定不变的原因 由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有80来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。3、空气中二氧化碳增加的原因、空气中二氧化碳增加的原因由于人口急剧增加，工业迅猛发展，煤炭、石油、天由于人口急剧增加，工业迅猛发展，煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡平衡二氧化碳来源。联合国报告称牛是地球温室效应元凶联合国报告称牛是地球温室效应元凶 全球10.5亿头的牛群才是温室效应的“最大元凶”，其排放出的二氧化碳占了全球温室气体总量的18%。超越了人类交通工具，如 汽车、飞机等的二氧化碳 排放量。牛群的排泄物会 产出100多种污染气体，其中 甲烷的排放量占全球总量1/3，这种气体暖化地球的速度比二 氧化碳快20倍。美学者称胖子是导致全球变暖的原因之一美国的胖子越来越多在上世纪90年代，美国人体重平均增加4.54公斤，为此航空业多烧掉3.5亿加仑的燃油，也就是说，多排放380万吨的二氧化碳 以目前的趋势看，全球平均气温在未来50年内将升高20C到30C，但如果温室气体排放继续增加，气温还会再升高几摄氏度。与100年前相比，非洲大陆的气温上升了0.50C，某些地区的气温则上升得更多，如肯尼亚部分地区在过去20年里气温上升了3.50C。气候变暖导致非洲乞力马扎罗山的冰盖在过去80多年里消失了82%，肯尼亚山的冰盖在过去100年里消失了92%。温室效应的影响温室效应的影响 2005年地球大气中的二氧化碳(温室气体主要成分)的含量创下新高，达到379.1ppm(1ppm为百万分之一)，比2004年的377.1ppm增加了0.53%。二、温室效应的危害二、温室效应的危害地球温度上升，将导致寒带和两极的冰川大量融化，海平面上升，从而淹没地势较低的沿海城市及河流三角洲，如：上海、大连、纽约、伦敦等地都会发生这种现象。气温上升会使干旱的热带地区更加干旱，土地沙漠化的进程加快，自然灾害的进程加快，自然灾害也越来越频繁。全球变暖将导致世界上四分之一的陆地动植物在未来50年内灭绝。2007.8.3消息消息:气候变暖可能致极地冰川藏气候变暖可能致极地冰川藏14万年前的病毒复活万年前的病毒复活2002年11月25日，在德国法兰克福附近的一个发电厂上空，一道彩虹划过被污染的厂区。飞机尾气污染已成为重要的交通污染之一，却未引起人们足够的重视。这是2001年12月28日，一架飞机在夕阳的照耀下从澳大利亚悉尼上空飞过。气候变化使得一些鸟类被迫改变迁徙时间和路线，还有一些鸟类甚至无法完成迁徙行动什么是京都议定书？京都议定书是1997年12月在日本京都以法规的形式限制温室气体排放、抑制全球变暖的协议。议定书于2005年2月16日正式生效，并且规定到2010年，所有发达国家二氧化碳等6种温室气体的排放量，要比1990年减少5.2%；截至2005年8月13日，全球已有142个国家和地区签署该议定书，其中包括30个工业化国家，占全世界总人口的80%。2006年10月30日，水蒸气从英国利兹市附近的发电站冷却塔中升起。英国伦敦格罗夫纳广场上，一名示威者手持标语，上面写道：环境变化不是儿戏。2006年11月4日，伦敦市中心特拉法加广场上，万名民主举行示威游行，要求政府和世界各国首脑对全球变暖采取措施。2006年11月4日，在美国佛罗里达州戴尼亚，一些环保人士在沙滩上组成“制止全球变暖”的字样和伞的图案。当天，一些保人士在这里举行活动，呼吁人们关注全球变暖问题。20022002年年7 7月月18 18日，印度北方邦几位农民坐在龟裂的稻日，印度北方邦几位农民坐在龟裂的稻田里祈祷降雨田里祈祷降雨20032003年年5 5月月2121日拍摄的照片显示，在被称为地球第三日拍摄的照片显示，在被称为地球第三极的青藏高原上，海拔极的青藏高原上，海拔58605860米珠峰东绒布冰川只有米珠峰东绒布冰川只有少量冰塔林少量冰塔林重庆2006年百年不遇的干旱重庆市嘉陵江的江面，孩子们在干枯的河床上抓螃蟹。綦江赶水镇，陈财富两兄弟的鱼塘已经干枯了很多天重庆的綦江三角镇，村民陈玉石在自家的玉米地。他表示，今年(2006)的玉米将颗粒无收重庆朝天门码头，孩子们用这样的方法来解暑2006年8月12日四川省南充市高坪镇北斗坪村的一位村民走过一片干涸的稻田去挑水。2006年10月9日，在重庆市朝天门嘉陵江汇入长江口，市民在岸边观望深褐色的“走沙水”现象。重庆市长江段出现滚滚泥沙的“走沙水”现象，来势迅猛，水面陡涨4米多。由于川渝地区遭遇罕见干旱，江河干涸，河床裸露时间较长后遭遇强降雨，许多泥沙随雨水冲入江中造成泥沙含量较高的“走沙水”。全球变暖南极又一巨大冰架崩离冰架崩离冰架崩离时形成的冰山北极的冰冻层正每年都在缩小。三、全球变暖可能引起的七大事件1、最“老”的受害者-千年文化遗迹可能被淹没.2、最岌岌可危的体育项目-冰地曲棍球与高山滑雪走向衰亡.3、最没有明天的国度-太平洋岛国将遭“灭顶之灾”.4、改变最多的极地人-因纽特人、爱斯基摩人因祸得福.5、最受影响的行业-旅游“格局”面临重新洗牌.6、最无辜的动物-饥饿的北极熊开始互相残杀母北极熊和它的“孩子”在加拿大丘吉尔港附近活动7、最遭殃的大洲-脆弱的非洲首当其冲2004年7月26日清晨，乞力马扎罗山的雪峰在云遮雾罩中显现 4.2.4 光化学烟雾 由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾，称为光化学烟雾雾，称为光化学烟雾。一、光化学烟雾一、光化学烟雾 NONO、NONO2 2是这种烟雾的主要成分，又因其是这种烟雾的主要成分，又因其19461946年首年首次出现在美国洛杉矶，因此又叫次出现在美国洛杉矶，因此又叫洛杉矶型烟雾洛杉矶型烟雾，以，以区别于煤烟烟雾区别于煤烟烟雾(伦敦型烟雾伦敦型烟雾)。第四章第四章:化学与环境化学与环境第二节第二节 大气污染大气污染洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾二、光化学烟雾的分类光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，因此也称为氧化烟雾，光化学烟雾则主要是由汽车排气引起的。洛杉矶型烟洛杉矶型烟雾雾相对硫酸烟雾型污染物，从化学上看是属于还原性混合物，故又称为还原烟雾。伦敦烟雾主要由燃煤引起的。伦敦型伦敦型烟雾烟雾项目伦敦型（还原型）洛杉矶型（氧化型）污染物颗粒物、SO2、硫酸雾等碳氢化合物、NOX、O3、醛类、PAN（过氧酰基硝酸酯）燃 料煤、燃料油 汽油、煤气、石油气象条件风速静风22m/s以下季节冬秋、夏气温低（4以下）高（24以上）湿度85以上70以下日光弱强臭氧浓度低高出现时间白天夜间连续白天毒性 对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡 对眼和呼吸道有强刺激作用。O3等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡。伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较英国伦敦烟雾事件英国伦敦烟雾事件 三、光化学烟雾的反应机理三、光化学烟雾的反应机理NO2+h NO+O (420nm)O+O2+M O3+MO3+NO NO2+O2O+碳氢化合物碳氢化合物 稳定产物稳定产物+自由基自由基O3+碳氢化合物碳氢化合物 稳定产物稳定产物（甲醛、乙醛、酮）（甲醛、乙醛、酮）+自由基自由基自由基自由基+碳氢化合物碳氢化合物 稳定产物稳定产物+自由基自由基含氧自由基含氧自由基+NO NO2+自由基自由基自由基自由基+NO2 稳定产物稳定产物自由基自由基+自由基自由基 稳定产物稳定产物 汽车排出的氮氧化物，在强烈的太阳光照射下，发生光化学分解，生成游离氧原子。游离氧原子的活性很高，在大气中经催化作用，与普通的氧分子结合生成臭氧。臭氧的氧化性极强，能将汽车排气中的碳氢化合物氧化成甲醛、乙醛和酮类等，并进一步与氮的氧化物反应，生成过氧酰基硝酸酯等一系列强氧化剂。四、光化学烟雾的形成条件四、光化学烟雾的形成条件物质条件：物质条件：氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（CxHy）等。工厂排气、汽车排气（以石油为燃料）气象条件：气象条件：强烈光照（NO2的光解需290-420nm的光）低风速、低湿度、逆温天气。地理条件：地理条件：太阳辐射强度是一个主要条件，太阳辐射的强弱，主要取决于太阳的高度，即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。五、光化学烟雾的危害损害人和动物的健康。影响植物生长。影响材料质量。促成酸雨形成。六、光化学烟雾的控制六、光化学烟雾的控制最有效的办法最有效的办法是控制碳氢化合物和氮氧化物的排放，这样才能避免光化学烟雾的发生。臭氧层能吸收太阳发射到地球的大量紫外线，保护人类和整个地球的生态系统免受过量紫外线的危害。早在1981年，一份科学调查报告指