大气污染及其防治2人教版选修.pptx

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,#,1,大气污染及其防治,1,大气圈的组成及其结构,2,大气主要污染物及其来源,3,人类活动对大气圈的影响,温室效应,4,人类活动对大气圈的影响,酸雨,5,人类活动对大气圈的影响,臭氧层耗损,6,大气污染防治概要,2,1.1,大气的组成,（,1,）干洁空气,气 体,按容积百分比,按质量百分比,分子量,氮,78.084,75.52,28.0134,氧,20.946,23.15,31.9988,氩,0.930,1.28,39.948,二氧化碳,0.036,0.05,44.0099,干洁空气主要成份表,1,大气圈的组成及其结构,3,成 分,体积分数,10,-6,性 质,多量成分,N,2,780 840,永,久,气,体,不,可,变,成,分,O,2,209 460,Ar,9 300,CO,2,360,少,量,成,分,Ne,18,He,5,Kr,1,Xe,0.09,CH,4,1.7,CO,0.1,半,永久,气体,H,2,0.5,N,2,O,0.31,O,3,0.005-0.05,微量成分,H,2,S,0.0002,可 变,成 分,SO,2,0.0002,NO,2,0.001,4,地球与最邻近行星的大气组成比较,5,（,2,）水汽：,所占百分比低，但含量变化大,（,3,）悬浮微粒物,含量、种类及化学成分变化较大,6,大气颗粒物,粒径,10,200m,降尘,颗粒物,粒径,300,V,差,(,重度污染,),健康人除出现较强烈症状，降低运动耐受力外，长期接触会提前出现某些疾病,空气质量日报,12,2000,年中国环境状况公报,大气环境,13,2.2,影响大气污染物迁移的气象因素,风,定义：空气的水平运动成为风,（水平称风，垂直称升降气流，不规则称乱流运动）,作用：,输送作用,扩散和稀释作用,（,1,）风和大气湍流的影响,14,大气湍流,定义：大气从不同的尺度作无规,则运动的流体状态,作用：使气体各部分得到充分的,混合,形成因素：,机械因素,当空气流过粗糙,的表面时，随地面的起伏而抬升,或下沉，产生垂直方向的湍流,热力因素,由于大气铅直,方向温度变化所引起的湍流,15,（,2,）温度层结和逆温,温度层结就是指大气的温度垂直分布,在对流层内，实际的气温垂直分布比较复杂，分三种情况：,气温随高度递减；,气温随高度递增（逆温）；,气温随高度变化不大（等温）。,逆温的发生原因：,辐射逆温；,地形逆温,锋面逆温,16,（,3,）地理因素,海陆风,从海上吹向陆地的风，叫做海风；从陆地吹向海上的风，称为陆风。气象上常把两者合称为海陆风。,17,山谷风,白天风从谷底吹向山坡，这种风叫谷风；,到夜晚，风从山坡吹向山谷，这种风称山风。,山风和谷风总称为山谷风。,谷风,山风,18,城市风,城市所发出的巨大热量，使得城区成为好比在冷凉郊区农村包围中的温暖岛屿，因此得名“城市热岛”。,城市风是由城市热岛效应造成的。,造成的原因：,城市能源消耗量大,城市建筑物及路面硬化覆盖率大，散热差。,19,3,人类活动对大气圈的影响,温室效应,（,1,）温室效应：,大气层中的某些微量组分，能使太阳的短波辐射通过，加热地面，而地面增温后所放出的热辐射却被这些组分吸收，使大气增温，这种现象称温室效应。,3.1,温室效应和温室气体,20,（,2,）温室气体：能使大气增温的微量组分称温室气体。,主要的温室气体有,21,二氧化碳和水蒸汽对地球热辐射的吸收,CO,2,22,23,24,CH,4,和,N,2,O,（）,25,氟里昂,和,CCl,4,26,3.2,全球气候变化趋势,1860,年以来全球气温的变化,27,过去,1000,年北半球气候变化的趋势,28,对沿海地区的影响,对人类健康的影响,对水资源的影响,对森林影响,对生物物种的影响,对农业生产影响,3.3,温室效应的影响和危害,29,几种不同的气候模型对于下一百年全球气温变化的预测,30,对于海平面上涨的预测。,纵坐标的单位是,m,31,南极巨型冰架拉森轰塌,美国国家冰雪信息中心,2002,年,3,月,19,日,在南极洲，短短一个月内，一座相当于英国威尔士大小的巨型冰架轰塌瓦解。它的面积为平方公里，厚,0,米，估计重量达到万万亿吨。,32,3.4,全球变暖控制对策,(1),能源对策,提高能源效率与节能 发展核能和氢能。开发利用新能源,太阳能与风能 开发替代能源,水力发电,(2),绿色对策,绿化造林 固碳技术,33,风力发电场（简称风电场）是将多台大型并网式的风力发电机安装在风能资源好的场地，按照地形和主风向排成阵列，组成机群向电网供电。,大坂城风力发电厂,34,秦山一期核电站,秦山二期核电站,秦山三期核电站,大亚湾核电站,岭澳核电站,田湾核电站（建设中）,（江苏连云港市）,35,36,京都议定书,(,1997.,12,160,个国家参加）,在,2008,年至,2012,年期间，发达国家的温室气体排放量要在,1990,年的基础上平均削减,5.2,，其中美国削减,7,，欧盟,8,，日本,6,。,但美国,2001,年,3,月,28,日突然宣布将不履行,京都议定书,规定的义务,！,37,4,人类活动对大气圈的影响,酸雨,4.1,酸雨,（,1,）酸雨的定义,酸雨又称酸沉降，它是指,pH5.6,的天然降水,(,湿沉降,),和酸性气体及颗粒物的沉降,(,干沉降,),38,关于酸雨的本底值：,对于未被污染的大气中，可溶于水且含量比较大的酸性气体是二氧化碳，如果只把它作为影响天然降水,pH,的因素，则根据化学平衡可得：,按上式计算得到此时,pH=5.6(,空气中,CO,2,浓度为,316ppm),。,39,（,2,）降水中的离子成分,我国与欧美发达国家的酸雨在化学组成上的明显差异：降水中,SO,4,2-,占绝对优势,SO,4,2-,/NO,3,的平均比值 在,5,10,之间，而国外一般为,1,左右,SO,4,2-,/NO,3,1.1,1.1,0.6,2.3,0.8,SO,4,2-,/NO,3,9.8,5.5,5.7,3.4,2.8,5.5,40,酸雨中的有机酸对酸度也有贡献，在美国城市地区，其贡献在,16,35%,，在偏远地区的贡献还要大。,我国酸雨中的,Ca,2+,浓度较大，它也提供了相当大的中和能力。,大气中的氨：是大气中唯一的常见气态碱，它能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用，从而降低雨水的酸度。,41,4.2,酸雨的形成和特征,（,1,）酸雨的 形成,矿石燃料的燃烧排放大量的,SO,2,和氮氧化物,NO,x,，在大气层里，由于水蒸汽的存在，它们可以转化为硫酸、硝酸，在特定条件下随雨水降落下来就成为酸雨。,42,酸雨的形成过程,43,SO,2,有两种氧化途径：,(1),气相反应,(2),液相反应,NO,的氧化过程：,2NO+O,2NO,2,2NO,2,+H,2,O,HNO,3,+HNO,2,O,指各种氧化剂，如,O,3,HO,Mn,V,等。,44,（,2,）我国酸雨的基本特征,:,降水化学组分以含硫量为突出，,SO,4,2-,/NO,-,3,比值为,5,10,，而国外在,1,2,。,城市降水酸度,高，酸雨呈现,以城市为中心,的多中心分布。,45,4.3,酸雨的,危害,46,（,1,）,对鱼类和,水生生物的危害,当水体酸化至,pH,为,6.5-6,时，鱼类的孵化率明显下降；,pH,为,6,以下时，鱼苗的数量减少；,pH,小于,5.5,时，大部分鱼类难以生存；,pH,为,5,以下时，各种鱼类和两栖动物和绝大部分昆虫将死亡，水草大量死亡，浮游生物濒临灭绝,。,47,（,2,）对陆生生态系统的危害,酸雨对森林的危害,Ulrich,分为四个阶段：,第一阶段，由于酸雨增加了硫和氮，同时使土壤中营养元素加速释放，树木生长变化较为迅速，呈现受益的倾向。,第二阶段，随着硫和氮的长期降落，土壤不断进行着离子交换，养分被淋失，致使土壤的中和能力以及养分的供应能力大大减弱。,第三阶段，连续的酸雨活化了土壤中的铝离子和其它重金属离子并把它们释放出来，由非溶态变为可溶态对树木根毛产生危害。这个阶段土壤溶液和根部的,Ca,Al,率小于,1,。当其比率小于,0.15,时，所溶出的,Al,具有,D,毒性，它使树木生长受到抑制。,第四阶段，生态系统失去了恢复力，树木濒临死亡。,48,（,3,）对建筑材料和金属材料的腐蚀,（,4,）酸雨对人体,健康的影响,49,4.4,对酸雨的防治对策,技术改造,改善能源结构,风能电站,太阳能利用,三峡水利工程,50,5,臭氧层破坏和耗损,5.1,臭氧层及其作用,臭氧层：浓度峰值在于平流层,(30km),以下离地面,20,25km,的大气中,臭氧的生成和消除：臭氧在平流层的产生和消除都是通过光化学反应进行的,51,臭氧的作用：,它能强烈吸收太阳辐射中大部分波长为,220-330nm,的紫外线，从而防止过强的紫外线对地球上生物的直接伤害。臭氧吸收紫外线的过程：,O,3,+,h,(210nm290nm),O,2,+O,O+O,O,2,+,热能,臭氧的径向输送,52,目前人类认识到的直接破坏臭氧层的基团主要有,4,种类型：,(1),可产生自由基,ClO,x,.,(,如,Cl,.,ClO,.,),的物质。,(2),可产生自由基,BrO,x,.,(,如,Br,.,BrO,.,),的物质。,(3),氮氧化物,NO,x,(,如,NO,，,NO,2,),及可生成氮氧化物的物质。,(4),可产生自由基,HO,x,.,(,如,H,.,，,HO,.,，,HO,2,.,),的物质。,53,5.2,臭氧层耗损,54,2000,年,6,月美国宇航局（,NASA,）科学家拍摄到的南极上空臭氧层空洞照片（面积到达,2830,万平方公里）,55,5.3,氯氟烷烃及其对臭氧层的破坏,导致臭氧耗损的物质：,氟里昂,(,氟氯烷烃，记为,CFCs),：如,CFCl,3,(F-11),、,CF,2,Cl,2,(F-12),、,CF,3,Cl(F-13),、,CHFCl,2,(F-21),、,CHF,2,Cl(F-22),哈龙,(,溴氟烷烃,),：如,哈龙,1211(CF,2,ClBr),、哈龙,1301(CF,3,Br),N,2,O,CCl,4,56,臭氧耗损潜势（,ozone depletion potentail,ODP),物质,化学式,ODP,物质,化学式,ODP,CFC11,CFCl,3,1.0,HCFC124,C,2,HF,4,Cl,0.022,CFC12,CF,2,Cl,2,1.0,Halon 1211,CF,2,ClBr,4,CFC113,C,2,F,3,Cl,3,1.07,Halon1301,CF,3,Br,16,CFC114,C,2,F,4,Cl,2,0.8,Halon2402,C,2,F,4,Br,2,7,CFC115,C,2,F,5,Cl,0.5,CCl,4,CCl,4,1.08,HCFC22,CHF,2,Cl,0.055,CH,3,CCl,3,CH,3,CCl,3,0.12,HCFC123,C,2,HF,3,Cl,2,0.02,CH,3,Br,CH,3,Br,0.6,57,氟里昂类分子破坏臭氧层的化学原理：,链反应结果：,1,个氯原子可以消耗,10,万个臭氧 分子！,净效果：,58,5.4,臭氧层耗损造成的危害,59,对人类健康的危害：,使皮肤癌、白内瘴患者增加，人的免疫能力下降（臭氧每减少,1%,，到达地球表面的紫外线,B,强度增加,2%,，皮肤癌的发病率可能上升,5-7%,，白内障的发病率将上升,0.6-0.8%,）,加速气候变暖,造成农牧业的减产、生态系统破坏和导致 某些生物物种的突变,60,制定国际协定减少或禁止氟里昂生产,消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书,研制氟里昂替代品,氢氟烃,HFC-134a(CF,3,CH,3,)-CFC-12,替代物,氢氯氟烃,HCFC-134(CF,3,CHCl,2,)-CFC-11(,发泡剂,),的替代物,其它替代物,5.5,臭氧层耗损对策,61,62,6,大气污染防治概要,6.1,大气污染的综合防治,全面规划，合理布局,改善能源结构，提高能源有效利用率,区域集中供热,植树造林、绿化环境,63,1,、颗粒污染物的去除,6.2,大气污染处理技术,干法,湿法,过滤法,静电法,2,、气态污染物的治理,吸收法（化学吸收和物理吸收）,吸附法,冷凝法,催化转化法,