环境科学概论大气环境市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

<p>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,*,环境科学概论大气环境,武汉大学动力与机械学院,第1页,第1页,第一节 大气结构和构成,第二节 大气污染和污染源,第三节 室内空气环境,第四节 大气环境中污染物扩散,第五节 全球主要环境问题,第六节 大气污染物展综合防治与管理,第2页,第2页,第一节 大气结构和构成,大气构成,大气结构,第3页,第3页,一、大气构成,第4页,第4页,大气是由各种气体和水蒸气构成混合物，可分为,恒定、可变和不定,三种组分。,恒定组分,在地球上任何地方体积分数几乎是不变；N,2,、O,2,、Ar及微量He、Ne、Kr、Xe等稀有气体。N,2,、O,2,、Ar三种组分占大气总量99.97%。,可变组分,含量往往随各地季节、天气改变和人类活动情况而改变；它包括CO,2,及水。正常情况下，H,2,O(g)约占04，CO,2,约占0.033%。,由恒定组分和可变组分所构成大气称为,洁净大气,。,第5页,第5页,不定组分,（1）自然灾害如火山爆发、森林火灾、海啸、地震等引起。主要成份为：尘埃、S、H,2,S、NO,X,、SO,X,、盐类及恶臭气体。,（2）人为原因造成大气污染物及有毒气体，如煤烟、粉尘、氯化氢、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等。这是人类保护大气和防治大气污染主要对象。,第6页,第6页,大气成份停留时间,惰性气体He、Ne、Ar、Kr和Xe停留时间都在1以上，属于外循环气体。,另一方面是参与生物、水、岩石等循环生物循环气体N2(100万年)、O2(60)、H2(5年)、CO2()、CH4(25年)、N2O(8)、CO(1年)。,大气中停留时间小于1年气体，如H2O(10.1天)、O3(小于1天)、SO2(小于0.)、NH3(1天)、NO和NO2(小于1月)等，它们在大气中浓度改变比较明显。,第7页,第7页,二、大气圈垂直结构,大气圈总质量约为61015t，相称于地球质量百万分之一。大气圈厚度约为3000km，因为大气圈与宇宙空间极难确切划分，在大气物理学和污染气象学中，常把大气圈上界定为1400km，超出1400km，气体非常稀薄，可认为是宇宙空间了。,依据大气圈在垂直高度上温度改变、组成及运动状态，可将大气圈划分成不同层。,第8页,第8页,由大气所形成围绕地球周围混合气体称为大气圈。,大气圈,可分为,对流层、平流层、中间层、电离层、,和,逸散层,五部分。,第9页,第9页,1.对流层（troposphere),大气圈最下层，是指从地表至离地10-12km以内这一层大气。,特点：,气温随高度递减,，每上升100m，温度减少0.65。,近地高温气流膨胀上升，上部冷空气下沉，形成垂直向上,强烈对流,；,大气现象复杂多变,。,密度大,，该层大气质量为空气总质量75%以上和集中了几乎所有水蒸气、微尘杂质。,第10页,第10页,2.平流层（stratosphere),对流层以上直至离地表55km大气层为平流层。,特点：,该层下部温度改变小，气温趋于稳定（-55），故称,同温层,。,该层中上部气温随高度而增高，是一,逆温层,层顶温度约-3。,平流层无对流运动，平流运动占优势，大气扩散速度慢，空气干燥，水尘含量微，透明度高。,臭氧含量高,，通常将2225km处称为臭氧层。,第11页,第11页,中间层（mesosphere）,从平流层顶到80km高度大气层为中间层。,特点：,空气质量仅占大气质量1-3%。,空气,对流运动,强烈，垂直方向混合明显。,气温随高度快速下降,，顶部温度在-83-113。,第12页,第12页,电离层(ionosphere),从中间层顶部至距地表约800km大气层。,该层下部基本上由,分子氮,构成，上部由,原子氧,构成。,气温随高度快速上升,，最高可达1200。,空气分子发生电离,，能将电磁波反射回地球。,5.逸散层(exosphere),800km以上从大气圈逐步过渡到星际空间大气层。,空气分子大部分电离，,质子含量高,。,大气稀薄,，气体及微粒向太空逸散。,温度随高度上升,。,第13页,第13页,第二节 大气污染和污染源,一、大气污染及大气污染源,1.大气污染定义,大气污染是指由于人类活动或自然过程使得一些物质进入大气，呈现出足够浓度，达到了足够时间，并因此危害了人体舒适、健康和人们福利，甚至危害了生态环境。,大气污染分类：局部地域污染、地域性污染、广域性污染和全球性污染。,第14页,第14页,2、大气污染源分类,按污染源,存在形式,分：固定污染源和移动污染物；,按污染物,排放方式,分：点源（高架源）、面源、线源和体源；,按污染物,排放时间,分：连续源、间断源和瞬间源；,按污染物,产生类型,分：工业污染源、生活污染源、交通运送源和农业污染源,第15页,第15页,二、主要大气污染物,1.定义,大气污染物是指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那些物质。,第16页,第16页,2.分类,按存在方式分：,颗粒污染物（,气溶胶状态污染物,）,和,气态污染物,；,按污染物形成方式分：,一次污染物,和,二次污染物,按化学成份分：含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、卤代化合物、尘类颗粒物、有机化合物、放射性物质和其它有毒物质。,第17页,第17页,（2）按污染物形成方式分：,一次污染物,是指直接由污染源排放污染物；可分为反应性污染物和非反应性污染物两类。,主要有：碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物、硫氧化合物和微粒物质等。,在大气中物理作用和化学反应,气体污染物之间化学反应,空气粒状污染物对气体污染物吸附作用或粒状污染物表面上化学物质与气体之间化学反应,气体污染物在气溶胶中溶解,气体污染物在太阳光作用下光化学反应,第18页,第18页,二次污染物是指由一次污染物与大气中已经有组分或几个一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应生成与一次污染物性质不同新污染物质。,主要有：臭氧、过氧化乙酰硝酸酯（PAN）、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶，以及一些活性中间产物如氢氧自由基、氧原子、过氧化氢自由基、过氧化氮自由基等。,第19页,第19页,（3）按化学成份分：,含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、卤代化合物、尘类颗粒物、有机化合物、放射性物质和其它有毒物质。,第20页,第20页,3 主要大气污染物,（1）、颗粒物,颗粒物是除气体之外所有包括在大气中物质，包括各种各样分散于大气中液态或固态物质。从大气污染角度，常表示为总悬浮颗粒物（TSP）、飘尘和降尘。,TSP,（Total Suspended Particulate）：是大气中各种粒子总称，是能浮于空中，空气动力学当量粒径小于等于100微米颗粒物；，也是当前大气质量中一个主要污染指标。,降尘,：粒径不小于10微米颗粒物；,飘尘,：粒径小于10微米颗粒物，亦称可吸入颗粒物（PM,10,）。,飘尘可通过呼吸道被人吸入体内而造成危害。,第21页,第21页,飘尘浓度/ug.m,-3,影 响,25-50,大气中本底浓度,60-180,SO2和水共存时可使钢材、锌板等腐食速度加快,75-100,多数人尚能忍受,100,视程缩短8千米，太阳紫外线减少7.5%,100,慢性病及可致死病死亡率增高,150-200,多数人感到“肮脏”,200,多数人感到“肮脏”难忍,表 空气飘尘对人、对物影响,第22页,第22页,其它危害,遮挡阳光，使气温减少，或形成冷凝关键，使云雾和雨水增多，以致,影响气候,；,使可见度减少,，交通不便，航空与汽车事故增长；,可见度差，照明耗电增长，燃料消耗随之增多，因此空气污染也更严重形成恶性循环；,燃煤时生成SOx，再加上微粒作用，对呼吸系统危害尤其大；,用四乙基铅作汽油防爆剂时，排入空气中铅有97为直径小于0.5微米微 粒，分布很广，危害很大。,第23页,第23页,（2）、一氧化碳（CO）,性质,：无色、无味、无臭气体；有毒，能与氧气争夺血液中血色素，使血液携带氧气能力大大减少，使人体缺氧而窒息。,数量,：是都市大气中数量最多污染物（约占大气污染物总量1/3）。,主要起源,：汽车尾气。,第24页,第24页,（3）、氮氧化物（NO,x,）,主要污染物,：NO、NO,2,性质,：棕黄色、有刺激性气味（黄龙）；,主要起源,：汽车尾气、燃料燃烧、部分生产或使用硝酸工厂排放尾气；,燃烧过程中NO,x,产生：,燃烧温度在300下列，产生NO很少，高于1500时，NO生成量明显增长。燃烧温度越高，氧浓度越大或反应时间越长NO生成量就越大。,热解NO N,2,+O,2,=2NO-181kJ,燃烧NO N2+2O,2,=2NO+2O,N,2,+O=NO+N,2NO+O,2,=2NO,2,第25页,第25页,危害：,（1）引起呼吸道病变如肺水肿和慢性支气管炎。NO与血红蛋白结合造成人体缺氧而中毒。NO,X,还可刺激中枢神经系统，造成麻痹和痉挛等现象发生。,（2）会引起光化学烟雾。,（3）造成植物生长速度减慢、叶面损伤毁坏。,（4）形成硝酸，硝酸盐和亚硝酸盐等酸性雨雾，产生严重腐蚀作用。,第26页,第26页,（4）、碳氢化合物（C,x,H,y,）,主要起源,：,自然源,由生物分解产生；CH,4,约3亿吨，萜烯和2-甲基丁二烯约4.4亿吨。,人为源,不完全燃烧和有机物挥发。其中汽车排放量占有相称比重。其它如石油炼制，化工生产等也会产生各种类型碳氢化合物。,主要危害,（1）不饱和烃类生成有害光化学烟雾。,（2）多环芳烃类物质如苯并芘类稠环烃强致癌作用。,第27页,第27页,（5）、硫氧化合物（SO,x,）,主要污染物,：SO,2,、SO,3,性质,：有刺激性气味；SO,2,能与水反应生产亚硫酸；SO,3,能与水反应生成硫酸。,主要起源,：含硫煤和石油等矿物燃料燃烧；硫铁矿焙烧、有色金属冶炼、硫酸制造、石油提炼、造纸等；火电厂是最大SO,2,排放源。,危害,：,（1）对人体健康造成危害，尚有促癌作用,SO,2,浓度（ppm）,影 响,0.03,慢性植物损伤，叶落过多,0.04,支气管炎及肺癌死亡率增多,0.046,学龄儿童呼吸系统疾病增多,0.11-0.19,老年人呼吸系统疾病增多也许增长死亡率,0.21,慢性肺癌加重,0.25,死亡增长，发病率激增,第28页,第28页,（2）会形成硫酸烟雾，危害更大；（SOx与颗粒物（主要是FeO）混合物，通过化学反应生成硫酸，如伦敦烟雾事件。）,（3）对植物造成伤害，破坏叶面结构；,（4）腐蚀材料。,第29页,第29页,（6）.二噁英,二噁英,（英文dioxin）是一类多氯代三环芳香化合物。,主要污染源,化工冶金工业、垃圾焚烧、造纸以及生产杀虫剂等产业。日常生活所用胶袋，PVC（聚氯乙烯）软胶等物都含有氯，燃烧这些物品时便会释放出“,二噁英,”，悬浮于空气中。,毒性,“二噁英”为脂溶性，毒性较高，它毒性以,半数致死量LD,50,表示，其,LD,50,为每公斤体重1微克，是氰化钾毒性50-100倍。,第30页,第30页,美国环境保护局1995年公布评价结果显示，二噁英不但含有,致癌性,，并且含有,生物毒性、免疫毒性,和,内分泌毒性,；尤其是也许使,男性雌性化,。,1997年，世界卫生组织国际癌症研究中心将其拟定为,一级致癌物,。,它已被世界卫生组织作为新环境污染物列入监测名单,1998年联合国环境规划署（UNEP）将其列为12种POPs之一，严格严禁和限制使用。,第31页,第31页,（7）、光化学烟雾,在阳光照射下，大气中氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色）。,产生,：,光化学烟雾形成主要环节：,（1）NO,2,NO+O,（2）NO+O NO,2,O+O,2,O,3,O+HC,R,+RCO,（3）O,3,+HCRCO,2,+RCHO（醛）+R,2,CO（酮）,（4）RCO,2,+NO NO,2,+RCO,RCO+O,2,RCO,3,（5）RCO,3,+NO,2,RCO,3,NO,2,第32页,第32页,主要成份,臭氧（O,3,）、过氧乙酸硝酸酯（PAN）、酮类、醛类等二次污染物。,形成条件,大气中有氮氧化合物和碳氢化合物存在，这是形成光化学烟雾前提；有强烈阳光照射；高温低湿，有,逆温层,存在。,危害,刺激眼睛，主要由甲醛、过氧乙酰硝酸酯等引起,臭氧会引起胸部压缩、刺激粘膜、头痛、咳嗽、疲倦等症状；,臭氧能损害有机物质；,也许会引起哮喘病增多，还会引起植物毁坏。,第33页,第33页,3,34,第三节 室内空气环境,人们约有,80以上时间是在室内度过。,症状,头痛、恶心,疲乏，萎靡不振,粘膜有刺激感（眼红、流泪、咽干等）,易感冒,患哮喘或其它呼吸道疾病,密闭建筑,病态建筑综合症(,SBSSick Building Syndrome)：,当代都市病,第34页,第34页,3,35,一、室内空气污染物种类,1、室内空气污染物起源,室内空气环境,居住人员,空调系统,建筑围护结构,建筑室内装修装饰材料等,室外环境,家电、燃烧设备、家具等,第35页,第35页,3,36,室外起源,在室人员,粉尘、SO,2,、NO,X,、CO,X,、O,3,等大气污染,军团菌、机油、苯、不洁水喷淋,家电设备,氡等有害物质放射,室内起源(除人员),香烟,通风,、漏风等,化工产品(,建材,家具等),生物性污染,空调系统设计管理不妥,甲醛、苯、氡等,建筑,、土壤等,细菌、尘螨等,电磁辐射,燃烧设备,CO,X,、NO,X,、O,2,消费、H,2,O、粉尘,臭气,CO,2,/H,2,O/O,2,消费、粉尘、细菌、体臭等,呼吸、出汗、运动,第36页,第36页,3,37,第37页,第37页,3,38,燃烧,吸烟,装饰,化学用具,家用电器,办公设备,空调系统,第38页,第38页,3,39,新鲜空气与人体呼气成份(体积%),成份,N,2,O,2,CO,2,其它废气,新鲜空气 78.03 20.99 0.03,人体呼气 79.1-80.0 14.5-18.5 3.5-5.0 若干,气味：汗液蒸发、呼吸、有机 物排泄、微生物分解、氨气等,衣服上灰尘、细菌,烟草烟气：,VOC,和 CO,CO2：,新陈代谢,第39页,第39页,3,40,悬浮颗粒物：TSP、PM,10,、PM,2.5,、,微生物（病毒、细菌、尘螨）,气体污染物,氡,CO,2,、,CO、O,3,SO,2,、NO,X,、氨,甲醛、苯、,挥发性有机化合物VOCs,其它（油烟、烟草烟雾、臭氧等、磁场辐射）,二、室内空气主要污染物及其危害,第40页,第40页,3,41,种类,粒径(,m),起源,沙尘,1-100,室外,二次飞扬,孢子,花粉,10-30,室外,煤烟,0.01-10,烟囱,取暖,香烟烟尘,0.01-0.3,吸烟,棉絮,1-5纤维状,衣服,棉被,细菌,0.3-5,室内外,危害,易在肺部沉积(约0.42.5m)，并随血液、淋巴系统循环影响全身，易造成矽肺和肺癌。过敏者对花粉等过敏易诱发过敏性鼻炎、咽喉炎以及气喘病等等。细菌能够通过皮肤呼吸进入体内，引起破伤风、白喉和过敏性疾病等。间接危害有：衬衫上污垢；空调装置进出口上尘埃；墙壁装饰污染等等。,1 室内常见悬,浮颗粒物,第41页,第41页,3,42,病毒和细菌：,附于悬浮颗粒物上传播，是传染病起源,霉菌：,滋生于潮湿阴暗土壤、水体、空调设备中,2 微生物,第42页,第42页,3,43,尘螨,适宜环境2030，7585，空气不流通场合,可引起哮喘、过敏性鼻炎、过敏性皮炎,孳生地：纯毛地毯、床垫,控制办法：通风换气，,保持清洁,第43页,第43页,3,44,军团病(legionnaires disease,)：一个大叶性肺炎,1976年在美国费城宾西法尼亚美军军团会议参与者中发生军团病是典型例子。,症状：发热、全身不适、食欲不振、嗜睡、头痛、咳嗽等，死亡率高达5-20%。,军团肺原菌是一个普遍存在嗜水性需氧细菌，可通过风道、给水系统进入室内空气。,杀菌办法：高温水消毒法（65、25min）,第44页,第44页,3,45,氡形成,铀,半衰期,：,44.7亿年,镭,16,氡,衰变,衰变,3.82天,钋,铋,铅,26.8min,164,s,衰变,氡子体,氡浓度放射强度以衰变次数度量,单位时间内放射物质衰变多少，1Bq表示蜕变次数/秒，利用单位体积表征氡浓度放射强度，Bq/m,3,。,氡气特性,穿透性强，土壤,缝隙等处透至,房间,和水,3 氡,*,第45页,第45页,3,46,特点：,氡,是无色、无味、自然界,唯一,天然,放射性惰性气体，,半衰期为3.82天。,其,子体,为,固体粒子，半衰期,26.8min 164,s，它最稳定同位素是Rn222。原子序数86；熔点-71；沸点-61.8；比重（固态）,应用：,放射疗法中可用作辐射源，科研中可用于制造中子等,起源,地基土壤中有镭。,花岗岩、水泥、石膏、部分天然石材中含有镭。,从户外空气中进入室内氡。,从供水及用于取暖和厨房设备天然气,中释放出氡,。,第46页,第46页,3,47,危害,氡及子体,放射性气溶胶,污染空气,杀死肺等细胞,杀伤肺等细胞,细胞变异,诱发肺癌,呼吸,气管、支气管截留,肺部滞留,1/5肺癌与氡相关,潜伏期,WHO：定为,19种致癌物质之一,第2大诱因,溶于水和脂肪、易扩散，,射线,氡对人体辐射伤害占人体一生中所受到所有辐射伤害 55%以上，,第47页,第47页,3,48,防护,建材局与卫生部1993年天然石材放射性控制原则：将天然石材和瓷砖按辐射量大小，分成A、B、C三类，A类辐射最小，A类可居室内使用，B类可用于非居住类建筑内饰面、C类只能在外饰面使用。,表面涂层可阻挡氡逸出；,如防氡涂料和聚合物水泥砂浆,加大通风换气次数，减少室内氡气浓度。,第48页,第48页,3,49,对大气危害：,温室气体之一。,温室气体：H,2,O、CO,2,、NO,X,、CH,4,、O,3,、CFC,能反应室内污染总量：,CO,2,室内空气品质评价主要指标,室外大气：0.030.04%（300 400ppm）,室内起源：人体、燃烧,人体,：成人:20 30 L/h，儿童为成人二分之一。,燃烧：是燃料、燃烧得完善程度拟定。,4.,CO,2,6070%,26%,第49页,第49页,3,50,作用形式,浓度/,空气品质指标性质及其对人体生理影响,CO,2,浓度作为室内,空气污染指标参数,0.030.04,室外空气浓度范围,0.07,室内人数多时室内允许值,0.10,普通情况室内允许值,0.15,通风换气计算基准值,0.20.5,认为室内空气环境品质很不佳,(,空调房间时为,0.25%),0.5,认为室内空气品质恶劣,CO2浓度对人体生理影响,0.07,少数敏感者已有感觉,0.1,更多人感到不适,3,人体呼吸加深加快,4,感到头晕、头痛、耳鸣、眼花、血压上升等,810,呼吸困难、心跳加快、全身无力、肌肉抽搐、神智由兴奋到丧失,18,致命,第50页,第50页,3,51,CO(ppm),滞留时间(h),起源,对人体影响,5-30,室,外,、,室,内,燃,烧,对呼吸道患者有影响,30,40,8小时以上,8,视觉,神经机能受障,血液中,CO-Hb,达5%气喘,70-100,1,中枢神经受影响,200,24,头重,头痛,血液中CO-Hb达40%,500,1000,24,23,猛烈头痛,恶心,无力,眼花,虚脱,脉搏加速,痉挛,昏迷,潮式呼吸,3000,12,0.5,死亡,死亡,5.,CO,第51页,第51页,3,52,起源：,一个主要来自室外光化学烟雾。室内电视机、复印机、激光印刷机、负离子发生器等在使用过程中也都能产生臭氧。,室外：,浓度：00.07ppm；臭氧层空洞危害,性质：,刺激性气体，可氧化空化合物而还原，可杀菌；可被橡胶、塑料等吸附。,危害：,臭氧对眼睛、粘膜和肺组织都含有刺激作用，能破坏肺表面活性物质，并能引起肺水肿、哮喘等。,6.,臭氧：O,3,第52页,第52页,3,53,起源：,冬季施工过程中在混凝土中添加氨水作为防冻剂，,释放期较长，危害大,装饰材料中添加剂和增白剂，释放期短，危害小,特性：,无色，有强烈刺激性气味。碱性物质，可感觉最低,浓度为 5.3 ppm,危害：,对皮肤组织、上呼吸道有腐蚀作用，造成流泪、咳,嗽、呼吸困难，严重可发生呼吸窘迫综合症；,通过三叉神经末梢反射作用引起心脏停搏和呼吸,停止；,通过肺泡进入血液，破坏运氧功效。,预防污染办法：,严禁使用氨作防冻剂,7.,氨：,第53页,第53页,3,54,起源：,主要来自室外含硫燃料（煤、石油等）燃烧,室外：,浓度：1ppm；酸雨由来,性质：,含有腐蚀作用窒息性有毒气体。,危害：,鼻咽炎、支气管类疾病、肺气(水)肿等。对,金属材料具腐蚀作用,8.,SO,3,：,8.NO,X,：其中NO、NO2为主要污染,起源：,主要来自各种燃料高温燃烧、吸烟、汽车尾气,性质：,含有刺激、腐蚀作用红褐色气体。,危害：,不溶于水，对眼、呼吸道刺激较小、但吸入肺,部易引起肺水肿,第54页,第54页,3,55,9.,烟草燃烧生成物：,成份,每支香烟含量/mg,成份,每支香烟含量/mg,主流烟气,二次烟气,主流烟气,二次烟气,燃烧过烟草,350,400,二氧化碳,60,80,颗粒物总量,20,45,氮氧化合物,0.01,0.08,尼古丁,1,1.7,丙烯醛,0.08,一氧化碳,20,80,产生烟气时间,20s,550s,成份：,危害：,自燃烟气、呼出烟气污染浓度高，,吸入肺部浓度低,被动式吸烟受害程度比积极式吸烟高,第55页,第55页,3,56,特点,无色，有强烈刺激性气味一个,挥发性有机化合物,。,水溶液为福尔马林,防腐剂,大气中平均浓度0.005-0.01mg/m,3,，低于0.03mg/m,3,新装修宾馆可达 0.85 mg/m,3,0.08mg/m,3,(一段时间后),普通住宅装修后0.2-0.87 mg/m,3,0.04mg/m,3,(一段时间后),控制原则为0.12mg/m,3,（0/0.0896ppm、25/0.0978）,起源,工业废气、汽车尾气、光化学烟雾。,建筑材料,：地毯、人造板、泡沫树脂保温板,装修材料：,胶粘剂,、涂料,日化产品：清洁剂、消毒剂、液化石油气,10.,甲醛(HCOH),：,第56页,第56页,3,57,危害,浓度,0.1mg/m3有异味影响,0.5mg/m3以上刺激粘膜(眼、呼吸道等)，产生变态反应(眼红、流泪、咽干等)、恶心、胸闷等。,6.5mg/m3以上引起肺炎、肺水肿，甚至造成死亡。,有致畸、致癌作用。,对神经系统、免疫系统、,肝脏都有危害。,释放特性,释放期长，3。,高温、高湿条件下甲醛散发力度加大。,第57页,第57页,3,58,11.,苯,：,特点：,无色浅黄色液体，易挥发，有强烈,芳香气味，,易燃易爆,起源：,油漆涂料、人造板材、粘合剂、空气消毒,剂、杀虫剂中苯含量挥发,危害：,致癌物,对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用；,短期接触：兴奋、头晕、头痛、恶心、呕吐，直至昏迷、抽搐，严重时会因呼吸和循环衰竭死亡,长期接触：白细胞和血小板减少，严重时可造成再生障碍性贫血。孕妇接触苯对胎儿发育不利，且容易引起流产。另外，苯还是公认致癌物。,第58页,第58页,3,59,常见种类：,上百种，20各种为致癌物。,总量：,TVOC,（Total VOC）现规范列出9种为辨认组：,甲醛、苯、甲苯、对（间）二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁脂、十一烷。,特点,单独浓度不高，但各种微量VOC共同作用不可忽略。,长期低剂量释放，对人体危害大。,引起头痛、恶心等症状。,12.,可挥发性有机化合物,VOCs(,Volatile Organic Compounds,):,起源,各种,漆、涂料,、阻燃剂、防水剂、防腐剂、防虫剂、,粘结剂,等,建材：,人造板材、塑料地板,家具,第59页,第59页,3,60,表3-6,第60页,第60页,3,61,13.气味分子污染,起源：,控制关键,：源控制。,特性：,低浓度污染，不会超出权威机构上限值。,普通对健康无很大影响，影响空气新鲜度，和人舒适感、IAQ可接受性,分子重量为1 m 微粒1/1010倍，扩散速度极快，难以控制。,缺氧：,不舒适感，严重时缺氧致死,电视机、微波炉,厨房、卫生间、人体生物污染、烟草烟雾,低浓度VOC和其它有气味污染物,呼吸、燃烧,辐射：,第61页,第61页,3,62,几种恶臭物质化学成份,第62页,第62页,3,63,室内新型建材、人工装饰合成家具大量使用：氡、苯、甲醛等有机化合物（VOC）及尘螨等；,空调系统净化过滤微弱：军团菌等繁殖；,节能设计引起新风量减少和大楼密封设计：CO,2,浓度上升与供氧量不足；,大量办公用具使用：VOC蒸气、NO,X,、CO,X,、辐射污染增长；,当代建筑,特性引起IAQ下降成因：,通常不是指卫生防疫部门涉及室内污染，而是,指空调室内长期低浓度污染,。,三、室内空气品质原则及其评价办法,室内空气品质：,IAQ(Indoor Air Quality),第63页,第63页,3,64,IAQ,污染物浓度指标,（纯客观）,满意程度,（纯主观）,Acceptable indoor air quality,（主客观结合）,IEQ,1 室内空气品质定义及其沿革,第64页,第64页,3,65,阈值,含义：即原则限值。空气中含某种物质浓度，所有些人员在该浓度下停留某一段时间几乎均无有害影响。,时间加权平均阈值,8h,工作日或,40,h,工作周加权平均浓度，在该浓度下日复一日停留人员几乎均无有害影响。使用最广泛阈值。,短期暴露极限阈值,15分钟暴露无害,最高程度阈值,瞬间暴露无害,使用场合,注意使用标按时场合与条件,2 室内空气品质原则,第65页,第65页,3,66,IAQ标准：三类：综合型标准，单项污染物浓度限值标准，不同功效IAQ标准,民用建筑工程室内环境污染控制规范/GB 50325-,新建、扩建、改建工程,5项（4化学+1放射）污染物浓度指标,分类：,类民用建筑工程：住宅、宿舍、医院病房、老年建筑、幼稚园、学校教室等建筑工程,II,类民用建筑工程：旅店、办公楼、文化娱乐场合、书店、图书馆、展览馆、体育馆、商场(店)、公共交通工具等待室、医院候诊室、饭馆、剪发店等公共建筑工程。,第66页,第66页,3,67,室内空气质量原则/GB/T18883-,已有建筑物人们正常活动场合,19项,（4物理+13化学+1放射+1生物）污染物指标,监测1日,（GB 50325-：1小时检测）,细菌总数,夏季,冬季,清洁空气,1500个/m,4500个/m,污染空气,2500个/m,7000个/m,俄罗斯居室清洁空气定义,GB/T18883-:,2500个/m,第67页,第67页,3,68,房间性质,人长期停留地方,儿童和病人停留地方,人周期性停留地方,人短期停留地方,CO,(l/m,3,),1.0,0.7,1.25,2.0,允许值,(g/kg),1.5,1.0,1.75,3.0,CO,2,允许浓度（中）,污染物,允许值,浮游粉尘,0.15 mg/m,CO,10 ppm,CO,1000 ppm,日本建筑基本法及大楼管理法,第68页,第68页,3,69,人们感觉不舒适原因诸多，不知道哪些是IAQ问题（热环境、颜色、照度、工作压力等也有影响）。,室内空气品质评价办法,办法1：测量室内污染物浓度客观评价,办法2：居住者问卷调查 主观评价,用什么作为代表性污染物？(测什么？),主观评价结果往往与客观评价结果矛盾：,客观测量值远远低于控制原则，但主观感觉不好,客观测量值也许有些问题，但主观感觉并不差,主观指标评价,处理办法：,问题,原则单项指标,综合客观指标评价,问卷调查,结合,3 室内空气品质评价办法,第69页,第69页,3,70,单项指标评价办法,(按单项指标允许值等进行评价),臭气,刺激感觉强度指数,评价,互相间浓度比率,不快臭气或刺激,芳香,0 _无,无臭（无刺激）,无味,下限值,0,_可感觉,最低界线,极微弱,训练过人可闻出,0.001,1_明确,正常人能闻出,无不快,微芳香,0.01,2 _中,无不快臭气（刺激）,适度气味,0.1,3 _强,强臭气（刺激）,强烈气味,1,4 _很强,非常强臭气（刺激）,10,5 _极强,难于忍受臭气(刺激),100,例1:C.P.Yaglou提出臭气等强度指数,物质与空气,第70页,第70页,3,71,例2:,第71页,第71页,3,72,菌落、PM,10,、CO,2,、CO、SO,2,、NO,X,、甲醛各浓度,C,i,实测值,综合指数,I,IAQ等级,等级评语,特点,0.49,清洁,适宜于人类生活,0.500.99,未污染,各环境要素污染均不超标，人类生活正常,1.001.49,轻污染,至少有一个环境要素污染物超标，除了敏感者外，普通不会发生急慢性中毒,1.501.99,中污染,普通有23个环境要素污染物超标，人群健康明显受害，敏感者受害严重。,2.00,重污染,普通有34个环境要素污染物超标，人群健康受害严重，敏感者也许死亡。,空气质量指数法,人和生物主要污染指标,烟雾污染指标,建材有机物释放指标,算术叠加指数：,S,i,原则上限值,综合指数：,第72页,第72页,第四节 大气运动及环境中污染物扩散,大气边界层温度场,大气水平运动和湍流,影响大气污物扩散局部原因,大气中污染物扩散模式,第73页,第73页,一、,大气边界层温度场,在对流层内，气温垂直变化总趋势是，随着高度增长气温逐渐减少，这是由于地面是大气主要和直接热源，因此近地面层温度比上层要高；另一方面，水汽和固体杂质分布从低空向高空减少，它们吸取地面辐射能力很强，也使得近地面层气温比上层要高。,气温随高度变化通常以气温垂直递减率来表示。,第74页,第74页,（1）温度层结,气温沿垂直高度分布，以下图所表示，这种曲线称为气温沿高度分布曲线或温度层结曲线，简称温度层结。,温度层结曲线,1：,正常（递减）层结 0；,2：中性层结=1；,3：等温层结=0；,4：逆温0,第75页,第75页,（2）大气稳定度,污染物在大气中扩散与大气稳定度有密切关系，大气稳定度是指在垂直方向上大气是否容易发生对流运动特性。,判断：假如一空气块由于某种原因受到外力作用，产生了上升或下降运动后，也许发生三种情况：,当外力清除后，气块就减速并有返回本来高度趋势，称这种大气是,稳定,；,当外力清除后，气块加速上升或下降，称这种大气是,不稳定,；,当外力清除后，气块静止或作等速运动，称这种大气是,中性,。,第76页,第76页,大气稳定度与烟型关系,翻卷型（波浪型）,锥型,平展型,上升型,熏烟型,第77页,第77页,(3)逆温,大气吸取吸取长波辐射能力很强。,在大气边界层内尤其是近地层内，空气温度改变主要是受地表长波辐射影响。,近地表空气温度，伴随地面温度增高而增高，并且是自下而上增高；反之，空气温度伴随地表温度减少而减少，亦是自下而上减少。,普通将,气温随高度增长而增长,气层称为逆温层。,第78页,第78页,依据逆温生成过程，可将逆温分为：,辐射逆温,下沉逆温,平流逆温,湍流逆温,锋面逆温,第79页,第79页,辐射逆温：,在晴空无云（或少云）夜间，当风速较小时，地面因强烈有效辐射而不久冷却，近地面气层冷却最为强烈，较高气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐步向上发展逆温层，称为辐射逆温。,辐射逆温在陆地上常年可见，但以冬季最强。,第80页,第80页,辐射逆温生成过程,第81页,第81页,上图表示辐射逆温在一昼夜间从生成到消失过程。,图（a）,是下午时递减温度层结；,图（b）,是日落前1h逆温开始生成情况；伴随地面辐射增强，地面快速冷却，逆温逐步向上发展，拂晓时达到最强,图（c）,；日出后太阳辐射逐步增强，地面逐步增温，空气也随之自下而上增温，逆温便自下而上逐步消失,图（d）,；大约在早晨10点钟左右逆温层完全消失图,（f）,。,第82页,第82页,下沉逆温,空气下沉压缩增温形成逆温。,出现在高压控制区，范围广，厚度大（几百米），发生在高空大气中。,地形逆温,盆地或谷地夜晚时，冷空气沿山坡下沉，使盆地、谷地中温度较高暖空气抬升，形成温度上高下低现象。,第83页,第83页,湍流逆温,低层空气湍流混合形成逆温。,锋面逆温,在对流层中冷空气团与暖空气团相遇时，暖空气因其密度小就会爬升到冷空气上面，形成一个向冷空气方向倾斜过渡区，称为锋面。在锋面上，冷暖空气温差较大，能够出现逆温。该逆温分布狭长，当锋面移动缓慢或者停滞时，容易造成严重污染。,第84页,第84页,二、大气水平运动和湍流,1.大气水平运动,大气运动是在各种力作用下产生。作用于大气上力有气压梯度力、重力、地转偏向力、摩擦力（即粘滞力）和惯性离心力。这些力之间不同结合，就组成了不同形式大气运动和风。,（1）气压梯度力,：水平气压梯度力虽小，但却是大气运动主要原因。只要水平方向上存在着气压差，就有水平气压梯度力作用在大气上，使大气由高压侧向低压侧加速运动。,第85页,第85页,（2）地转偏向力,：大气在转动地球上运动时，由于地球转动而产生使运动偏离气压梯度方向力，称为地转偏向力。只有大气相对地面运动时，地转偏向力才产生，它只能改变大气运动方向，而不能改变运动速度。,（3）惯性离心力,：当大气作曲线运动时，将受到惯性离心力作用。其方向与大气运动方向垂直，由曲线路径曲率中心指向外；其大小与大气运动线速度平方成正比，与曲率半径成反比，事实上，由于大气运动曲率半径普通很大，因此惯性离心力通常很小。,第86页,第86页,（4）摩擦力：运动速度不同相邻两层大气之间以及贴近地面运动大气与地表之间，皆会产生妨碍大气运动阻力，即摩擦力。其方向与大气运动方向相反，大小随高度不同而异。,普通把12km以下大气层称为摩擦层，把这以上大气层称为自由大气层。,上述作用于大气力，以气压梯度力与重力最为主要，这是引发大气运动直接动力。,第87页,第87页,2.大气湍流运动,大气无规则运动称大气湍流。风速脉动（或涨落）和风向摆动就是湍流作用结果。依据湍流作用原因可分为两种湍流：,一个是由于,水平温度,分布不均匀,引起,热力湍流,，它强度主要取决于,大气稳定度,；,另一个是由于,水平风速,分布不均匀,及,地面粗糙度,引起,机械湍流,，它强度主要取决于,风速梯度,和,地面粗糙度,。,实际湍流是上述两种湍流,叠加,。,第88页,第88页,湍流有极强,扩散能力,，它比分子扩散快10,5,10,6,倍，但是在风场运动主风方向上，由于平均风速比脉动风速大得多，因此在主导风方向上风平流输送作用是主要。风速越大，湍流越强，污染物扩散速度就越快，污染物浓度就越低。,风,和,湍流,是决定污染物在大气中扩散稀释最直接最本质原因，其它一切气象原因都是通过风和湍流作用来影响扩散稀释。,第89页,第89页,三、影响大气污染原因,大气运动,污染物性质和成份,污染源几何形状和排放方式,地理原因,第90页,第90页,1.污染物性质和成份,排入大气污染物通常由各种气体和固体颗粒物组成，它们性质是由它们化学成份决定。不同化学成份在大气中造成化学反应和去除过程不同。,第91页,第91页,2.污染源几何形状和排放方式,按污染源几何形状分类，可分为：点源、线源、面源；,按释放污染物连续时间分类，可分为：瞬时源和连续源；,按排放源高度分类可分为：地面源、高架源等。,不同类别源有不同排放方式，污染物进入大气初始状态也不同，因而其浓度分布就不同，计算污染物浓度公式也不同。,第92页,第92页,3.地理原因,地形,和,地物,影响,地面是一个,凹凸不平粗糙曲面,，当气流沿地面流过时，必定要同各种地形地物发生摩擦作用，使风向、风速同时发生改变，其影响原因程度与各障碍物体积、形状、高下有密切关系。,山脉阻滞作用，对风速也有很大影响，尤其是,封闭山沟盆地,，因四周群山屏障影响，往往是静风、小风频率占很大比重，不利于大气污染物扩散。,第93页,第93页,都市中,高层建筑物,、体形大建筑物和构筑物，都能造成气流在小范围内产生涡流，阻碍气流运动，减小平均风速，减少了近地层风速梯度，并使风向摆动很大，近地层</p>