三峡库区大气环境.ppt

重庆三峡学院化学与环境工程学院,三峡库区生态 与环境保护,授课教师：王 翔,2019/5/8,三峡库区大气环境,2019/5/8,我们离不开大气 ，如同鱼儿离不开水。,2019/5/8,目录,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、三峡库区大气环境的特点,第五节、全球大气环境问题,第四节、大气污染控制（四个对策）,2019/5/8,一、大气的成分,1、N2、O2等气体,3、冰晶和固体微粒 （如尘埃、花粉）,2、水滴 （如云滴、雾滴）,没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气,第一节 大气概述,2019/5/8,高度（km）,二、大气的分层,每升高100m降低0.65,N2,O2,Ar,CO2,Ne,He,Kr,H2,Xe,O3,越往上氧、氦等气体的原子态越多,紫外线的强烈照射，N2和O2产生不同程度的离解,2019/5/8,下面给大家介绍一些 与环境问题有关的 大气成分,2019/5/8,二氧化碳： 来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。 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：高空通过光化作用，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。 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：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。 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： 种类：固体微粒与液体微粒。 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。,2019/5/8,大气边界层： 在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。由于贴近地面，空气 运动受到地面摩擦作用影响，又称摩擦层。,大气边界层的主要特征： 湍流运动、风、温度的垂直分布,2019/5/8,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。,2019/5/8,一、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,2019/5/8,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。,2019/5/8,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： SO2、H2S 、NO、NH3 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1C12化合物 。 二次污染物： SO3、H2SO4、MSO4 、NO2、MNO3 、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PM10（粒径10m）和PM2.5（粒径2.5m）。PM10可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM2.5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。,2019/5/8,（一）煤烟型污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和 微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且 风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染 物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。,伦敦烟雾事件,二、几种典型的大气污染,2019/5/8,（二）交通型污染 污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。 主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏 季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二 次污染光化学烟雾。它对人体、动植物、材料 均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。,洛杉矶光化学烟雾,2019/5/8,酸 雨,（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SOX（SO2和SO3）和NOX（NO和NO2） ， 其天然源一般是全球分布的，而人为排放的 SOX和NOX则具有地区性分布的特点。,2019/5/8,（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,2019/5/8,（一）大气污染对人体健康的危害,A、呼吸道吸入； B、随食物和饮水摄入； C、体表接触侵入。,1、大气颗粒物,4、氮氧化物,5、光化学氧化剂,3、一氧化碳,2、二氧化硫,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。,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。,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。,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。,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。,2019/5/8,（二）大气污染对植物的危害,损害植物酶的功能组织；影响植物新陈代谢的功能；破坏原生质的完整性和细胞膜。此外，还会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。,2019/5/8,（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。,2019/5/8,（四）大气污染对大气环境的危害,大气污染会导致降水的增加或减少，它对降水化 学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。 大气污染还会产生全球性的影响：大气中CO2等 温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生 产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。,2019/5/8,室内空气污染,污染原因： 建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质 的挥发、人们不健康的生活习惯。,苯、甲醛、氡,多开窗换气，戒烟，正确使用家庭化学剂， 增加户外活动，摆放室内花卉植物,2019/5/8,第三节 三峡库区大气环境的特点,大气环境保护和大气污染控制： 自70年代中期以来，先后开展实施了烟尘控制区建设、民用气化工程、餐饮业清洁燃料工程，使重庆市主城区民用气化率达到96%，烟尘控制区54个、覆盖率达到了100；2000年开始实施的主城区清洁能源工程，使主城区规划建设的600平方公里的范围内10蒸吨/小时及其以下的1153台燃煤锅炉和1500台茶水炉全部改用天然气、电、油等清洁能源；2002年开始，在主城区规划建设的600平方公里和环线高速公路实施了“五管齐下”净空工程；2003年，市政府在主城713平方公里的83个街道（镇）实施了“新五管齐下”，使主城区空气质量得到了明显改善，到2003年主城区空气满足级和级的总天数为238天，占全年总天数的65.2%。SO2的浓度降到了20年来的最低点，年日均浓度首次低于100mg/m3，较历史上最高的1979年下降了80.7%，尘浓度下降了73.4%；酸雨频率较历史上最严重的1984年下降料60.1%。根据2004年国家环保总局公布的全国空气质量最差的十个城市表明，重庆市已摆脱了全国“空气黑榜”。,2019/5/8,重庆打造“梦幻家园“ 环境像香格里拉空气像三亚 2011-08-17,重庆市科委昨天发布重庆市“十二五”科学技术和战略性新兴产业发展规划，提出打造一个2平方公里的高科技“梦幻家园”，物联网全覆盖，建筑材料全部用环保节能材料，集舒适、宜居、现代化、高科技等为一体的综合性城区，环境像香格里拉，空气质量像三亚，成为未来城市的样板。 按照规划，在“十二五”期间，为推进城市规划建设合理化、建筑施工标准化、结构功能模块化、整体设计系列化，将在12平方公里的两江新区世纪创新创业城内，选择不小于2平方公里的面积作为现代城市的示范城区。 市科委相关负责人介绍，在这座小城里，会将现代城市规划、绿色建筑设计、建筑新材料应用及成品建筑产业化等关键技术和研究进行应用示范，成为既有着香格里拉般的迷人环境，又有着全部高科技武装的梦幻家园。,2019/5/8,届时，这座现代化小城不仅外观看起来风景迷人，到处都是绿树成荫、鲜花烂漫等，有种让你置身于香格里拉的感觉。当然，“天然氧吧”也是这座小城的奋斗目标，空气质量要类似现在的三亚，富含负氧离子。 比如，以后遇到目前40的高温，小城的居民也不必担心，因为这个城市将会启动各项控温设施，通过人工降温，让温度比城外低。如喷雾降温系统，可以在15分钟内，将周围3米区域的温度降低6。 同时，为了环保节能，这座小城不需要每间房子都安装空调，而是根据楼体功能划分片区，使用一个中央空调。它采用绿色空调技术，利用地下浅层地热资源等可再生能源来发电、制冷等。 据介绍，物联网技术会运用在这座小城的各个方面。比如出门时，交通物联网会自动选择最畅通的道路，让你一路无阻；下班途中，你也可以利用物联网，提前给家里的空调打开，甚至开启电饭煲把饭煮好等。 同时，这座小城所有的道路、消防管网和排水管网等，都会选择最科学最合理的规划，不会再出现因为某一处水管破裂，就对道路“开膛破肚”重复开挖等；若某段道路出现故障一时无法正常运行，快速铺道技术则会立即前往迅速恢复。,2019/5/8,重庆市长寿区大气环境,重庆长寿污染太重了，空气中老有氯气味。各种各样的化工污染，我们长寿区的祖先老活8090岁，可如今我们的叔叔，伯伯大多都只活到五十多就得癌症死了,我情愿花3000元/平米在渝北买房，也不愿花1500元/平米在长寿买，长寿房子不能要 （网上帖子）,2019/5/8,长寿区五大措施着力提高城区空气质量,重庆市政府公众信息网 2011年04月20日 06时03分长寿区政府 一是从控制城区化工废气污染、城市扬尘污染、燃煤及粉（烟）尘污染、控制机动车排气污染、强化空气质量预报五个方面着手，完善对重点区域、重点恶臭污染源的24小时巡查、蹲点守候、日报等制度，加大执法检查力度，确保各企业污染治理设施稳定运行；二是加强道路扬尘、建筑渣土消纳场、各类施工扬尘污染控制；三是加大烟尘控制区监管力度，严格查处烟气治理设施擅自停运或拆除的环境违法行为；四是加快污染源在线监测设施建设，完成10蒸吨/小时及以上的燃煤锅炉在线监测系统的安装和联网工作；五是全面实施机动车环保定期检测，完善机动车排气检测电子监控管理系统；制定大气污染应急预案，完善空气质量预警及应急机制，配合市级有关部门开展蓝天行动人工增雨作业，改善区域空气质量。,2019/5/8,重庆市长寿区上半年蓝天行动成效明显,2011年07月20日 一是狠抓城区扬尘污染整治。强化落实大气联防联控机制，准确掌握开展扬尘整治进展情况，及时研究指导开展工作，加大联防联控工作力度，适时开展联合执法行动，严格考核奖惩办法，实行问效追责等举措，推进了城区扬尘污染整治工作健康开展，集中整治了城区建筑、道路扬尘污染及背街小巷餐饮油烟污染，使区域复合型大气污染得到有效遏制。 二是狠抓城区恶臭污染防治。组织执法人员重新摸排确定城区周边47个恶臭污染源清理“销号”对象，制定了“销号”实施方案，明确综合运用法律、经济、行政手段完成“销号”工作举措，实行任务分解、人员包片负责、突出防治重点，集中整治了长化公司臭气污染，督促长化加强污染防治设施监管，确保稳定达标运行，并严格控制生产负荷，根据气象条件适时调峰生产或压产、限产，以减轻对城区大气环境的污染；对化工园区福安药业、鑫富化工等恶臭扰民较重的企业责令其开展环境影响后评价或限期整治，对民丰农化等恶臭扰民严重企业报请市局已责令其停产治理，使城区恶臭污染扰民的频率有所降低，浓度有所减轻，范围有所缩小，群众投诉明显下降。 三是突出源头污染防控。严格执行建设项目环境管理和“三同时”制度及国家产业政策，严把建设项目环境管理关口，杜绝“两高一资”项目，控制了新增污染源。 四是强力推进火电、钢铁、化工、建材等行业二氧化硫和氮氧化物治理，强化脱硫脱硝设施稳定运行，加快淘汰落后产能，提前完成拆除重庆渝桂水泥有限责任公司35.2万吨/年两条机立窑生产线设施，继续推进“两园区”清洁生产示范，从源头和全过程控制污染物产生和排放，收到了良好效果。据监测统计表明 （截止6月30日），长寿区城区环境空气质量优良天数突破164天，同比增加16天，刷新了全区历史最好纪录。,2019/5/8,万州大气环境总体良好,地质、地貌 万州区属四川盆地东缘平行岭谷与盆周山地过渡地带，长江从西南向东北贯穿全境，流程83公里。境内从北到南有善字山、铁峰山、方斗山、龙驹山、齐跃山等五大山脉与长江略相平行排列，整个地势沿长江向南北两个方向逐渐升高，构成一个“V“字形，形成以长江为骨干的向心形水系，境内沟壑纵横，土地破碎,起伏较大，相对高差1614.5米。 气候气象 该区域属亚热带季风气候，具春早，夏热，秋绵雨，冬多雾，无霜期长， 雨量充沛，日照充足，四季分明的特点。多年平均气温18.1，极端最高气温41.7, 极端最低气温-4, 年平均相对湿度76, 年平均降雨量1149.3 mm,多大到暴雨。,2019/5/8,由于重庆市万州区地处三峡库区腹心地带，为重庆市第二大城市，用万州区的大气环境质量为例来讨论库区大气污染现状比较有典型。 表 污染级别划分（单位：毫克/立方米）,2019/5/8,万州区的工业能源主要是煤，饮食服务业以前几乎都是用煤 作为能源，居民生活用煤也不少。据万州区1988、1997、1998年（近几年的数据没有）统计的资料显示（见表2-5）： 表、万州区耗煤量和废气排放量,2019/5/8,由于重庆东部的煤含硫（S）量较高，一般为2-5%，灰分为30-49%。按万州区环保局统计：万州区1988、1997、1998年向大气排放的污染物见： 表 万州区大气污染物的排放量（吨/年）,2019/5/8,沈国舫：三峡水库周边地区产生的气候变化主要与大气环流有关,从2003年蓄水后至2008年调查研究，在这个期间三峡周边雨量有所减少，空气比以前干燥，但范围不大，大致在上下5%范围。这不仅是因为三峡水库起的作用，整个西南地区都有这个情况。整个中国这几年有很多江湖水源降水源不足，是大气环流的影响，它是跟三峡水库的周边的变化和整个大西南地区的变化是同步的，说明是大气环流的问题，而不是三峡水库的问题，三峡水库只起到局部很窄的范围影响。,2019/5/8,三峡蓄水诱发长江大旱？有关方面直面公众质疑,三峡库区与四川盆地大气环境高压锅理论 *当三峡大坝未修前，在夏天，随太阳照射，光能，热能上升，空气中水分向盆地四周低气压区高速扩散，N快速下降速度超过了温度上升速度，PV=NRT值快速下降，P值快速下降，就是盆地温度达到一个峰值时，气压不升反而快降，无法形成高压锅，这是有于盆地地表水蒸发面积小，特别是地下水蒸发量不大。蒸发量 是一个有限供给值，此时，盆地四周潮湿空气气压相对盆地中央形成气压差，形成低温潮湿空气回流盆地中央，形成降温，降雨，使盆地内气侯宜人。 *三峡修建后，这一平衡打破，地表水蒸发面积蒸发量大大加强，PV=NRT可知，当高温形成后，N不会下降，而是变大，形成高压锅，这和以前不同，那样，PV=NRT值会继续上升，形成高气压，这就是气象局提到的高气压，压制盆地四周富水冷空气回流，并进一步升温形成高蒸发的高温干旱。 这样，盆地周边西北地区暴雨，也就是说水汽降在了盆地周围，三峡，强逼长江上游经济中心北上 水，是经济命脉，三峡大坝直接带来的后果是，四川雨水带北上，特别是富雨区，压到川陕一带，包括甘孜，阿坝，广元，巴中一线，具有了工业中心的地位。昔日山沟成了富水区。 特别是地处川陕交界，北有西安，南有成都，成为川陕物流中心。,2019/5/8,2019/5/8,三峡水库是干旱气候形成的原因,在三峡修建以前，受夏威夷高压控制，推动太平洋上的暖湿气流由东南向西北移动，与正在减弱的蒙古西伯利亚高压控制的冷气团相遇形成锋面，并且下雨，实际就是锋面雨的形成，随着夏威夷高压的增强，蒙古西伯利亚高压的减弱，此降雨带会逐渐向北方移动，设计就是我国夏季风的南北移动，3-5月在南岭附近徘徊，6月到达长江流域，7月到达华北地区，8月到达东北地区。 三峡修建后，在四川盆地的东部形成一个巨大的水体，在蓄水期，由于大坝的高度达到175米，日常蓄水达到135米，在排水的时候，排水口在大坝的中下层，上下层水温明显存在差异，幅度在5-10度之间，即我们讲的排冷水，留住热水，日复一日，在四川盆地留存大量的太阳辐射，热量使得水库的水温增加，水汽蒸发，水汽的温室效应作用是CO2的数倍，四川盆地建大坝后形成相对独立的系统，温度较高，大气受热膨胀上升，在近地面形成低压,2019/5/8,高压容易受低压的吸引，三峡地区出现一个新的气压较低地区，在4-8月份，会吸引位于太平洋的夏威夷高压的西进，正常情况下夏威夷高压覆盖我国要在7，8月份，现在由于四川出现的低压区，吸引了夏威夷高压提前西进，从而阻止了夏季风向北移动，不能按照正常的6月左右到达长江中下游地区，反而出现晴朗干燥的天气。而雨带徘徊在两广地区。 而气温较低的时候11月后，我国基本受蒙古西伯利亚高压的控制，四川地区出现的低压区同样会加大对西伯利亚高压的吸引，并且改变部分方向，由原来的西北向东南地区转向更加偏南方，由于加强了西伯利亚的吸引，实际是蒙古西伯利亚高压也增强了，会使得冬季的降雪带南移，原来冬季降雪带主要在湖南，江西的北部和湖北南部，继续南移到达南岭地区，08年的雪灾大家还有影响吗？,2019/5/8,后续对我国气候改变的预测： 1 长江中下游和上游地区发生干旱的频率将大大增加 2 华南地区春夏季的降雨会比以前增加，暴雨几率加大 3 冬季，湖南南部，两广地区会比以前的气温更低，降雪增加 4 台风登陆的路径可能发生变化，台风向西移动的可能性增加，广西西部，越南北部台风登陆的几率增加 5长江地区的梅雨天气缩短，甚至消失，并且影响日本南部地区的降雨 6春夏季干旱会影响东南亚地区。,2019/5/8,三峡水库对夏季降水的影响,三峡水库夏季，对局部降水的影响。夏季，水库的水，降低了气温，不利于本地区形成较低的气压，不利于本地区的空气上升，不利于形成降水。主要影响的是夏季，降水的次数，与中小量降水的规模，对特别大规模的降水基本没有影响。因为，三峡水库区域，大规模的降水，是由更大区域的气压状况决定的。并且，大的降水一旦形成，下垫面因素，对气温的影响就不大了.,2019/5/8,第四节 大气污染控制,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。,多种手段 五律协同,清洁能源,绿色交通,末端治理,环境自净,2019/5/8,清洁能源,包括常规能源的清洁利用；可再生能源的利用； 新能源的开发；各种节能技术等,世界一次能源替代趋势,2019/5/8,清洁能源的典型案例,1、洁净煤技术,洁净煤技术是指从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、转化、先进发电技术、烟气净化等方面的内容。,2019/5/8,清洁能源的典型案例,2、西气东输,2019/5/8,清洁能源的典型案例,3、西电东送,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。 它是从根本上实现全国能源资源优化配置的关键性工程，是一项东西部“双赢”的战略。,2019/5/8,绿色交通,我国一些主要城市的大气污染类型正在由煤烟型向交通型转化，汽车尾气排放已成为城市重要污染源。,合理的交通规划、发展清洁汽车,2019/5/8,绿色交通的典型案例,1、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。,2019/5/8,绿色交通的典型案例,2、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。,2019/5/8,末端治理,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。,除尘、脱硫 氮氧化物的治理技术、氟化物的治理技术,2019/5/8,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，但此时它们的浓度一般要高于环境空气质量标准，要使其进一步达标将要依靠环境的自净作用。,利用气象规律稀释污染物、加强绿化,2019/5/8,环境自净的典型案例,城市绿化,城市绿化的实施需要五律协同 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在特定时期的一种表现形式,2019/5/8,第五节 全球大气环境变化,全球变暖,臭氧层破坏,2019/5/8,全球变暖,原因：温室效应的加剧,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