第4章-大气环境-6学时课件

第四章大气环境我们离不开大气，如同鱼儿离不开水。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、大气污染控制（四个对策）第四节、全球大气环境变化一、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）第一节大气概述大气是由多种气态及悬浮其中的液态和固态物质组成的混合物没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气气溶胶质粒悬浮物成分体积浓度，ppm主要来源CH41.6生物活动H20.5生物活动，光化学N2O0.3生物CO0.12人类活动，光化学NOx10-6-10-2光化学，雷电、人类活动H2O210-4-10-2光化学NH310-4-10-3生物活动HNO310-5-10-3光化学H2CO310-4-10-3光化学SO22*10-4人类活动、光化学，火山爆发OCS10-4人类活动、生物活动、光化学CS210-5-10-4人类活动、生物活动HO2·10-7-10-5光化学HO·10-9-10-6光化学CCl2F20.28人类活动H3CCCl310-4人类活动表大气中痕量气体的分布均质大气85千米以下，主要成分比例相对稳定非均质大气85千米以上，主要成分比例不稳定N2NO2O0100%100250千米臭氧（O3）来源：O2→

O+OO2+O→O3分布：原因：在上层大气中，紫外线强度很大，氧气分子多分离成氧原子。在较低层大气中，O2和O数量充足，为O3形成提供了物质条件，因而在距地面30千米处臭氧混合比最大，再通过下沉作用，在20—25千米处最多。在低层大气中由于，短波紫外辐射减弱，氧原子形成微弱，故臭氧比重减少。大气的其他组成作用：

对紫外辐射有强烈的吸收作用，使40—50千米高度上大气温度显著升高。对地面生物有保护作用。人体健康与臭氧含量密切相关。二氧化碳（CO2）来源：分布：由于大气的垂直混合作用，最多扩散到距地面20千米处作用：大气增湿温室效应（GreenhouseEffect）主要来源于有机物的燃烧及腐化和动植物的呼吸。人口稠密地区多，夏季比冬季多水汽来源：江河湖海和潮湿的物体的表面，植物的叶面的蒸发和蒸腾作用。分布：夏季水汽含量大于冬季。纬度愈高水汽含量愈少同一纬度上，海洋上空水汽含量多于陆地上空水汽同一地区，水汽多集中于低层作用：强烈吸收地面长波辐射，影响低层的热量收支水的三相变化在天气变化中起积极作用成云致雨大气中的固体和液体微粒来源：燃烧烟粒，海水飞溅扬入大气后蒸发的盐粒，被风吹起的土壤微粒，火山喷发的烟尘，流星燃烧产生的细小微粒，宇宙尘埃，细菌微生物和植物的头孢花粉等。分布：多集中于近地面大气中陆地上空多于海洋上空，城市多于农村冬季多，夏季少作用：降低空气的能见度对地面和空气的温度有一定的影响充当凝结核对成云致雨起重要作用

距地面5千米以下的空气占大气质量的50%，整个大气圈质量的95%都集中在高于海平面20千米以上的高空，再往高处，地球大气和星际大气便联起来了。这就是说，大气上界是模糊的，在地球和星际之间并没有一个截然的界限。大气的上界物理上界：是根据大气中才有的而星际空间中没有的物理现象来确定。例如：极光现象（1200千米）估计上界：按照人造卫星探测资料推算，大气密度接近星际空间的高度为2000—3000千米，即以此为大气估计上界。

根据：根据大气垂直方向上的物理性质差异（温度、成分、电荷等），同时考虑大气的垂直运动状况进行分层。对流层（Troposphere）平流层（Stratosphere）中间层（Mesosphere）热(成)层（Thermosphere）散逸层二、大气的分层对流层（Troposphere）对流层是大气的最下层。它的高度因纬度和季节而异。

就纬度而言：

低纬度平均为17～18公里中纬度平均为10～12公里高纬度仅8～9公里。

就季节而言：对流层上界的高度，夏季大于冬季。对流层的主要特征：

①气温随高度的增加而递减。平均每升高100米，气温降低0.65℃。其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多，气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。

②空气有强烈的对流运动。地面性质不同，因而受热不均。暖的地方空气受热膨胀而上升，冷的地方空气冷缩而下降，从而产生空气对流运动。对流运动使高层和低层空气得以交换，促进热量和水分传输，对成云致雨有重要作用。

③天气的复杂多变。对流层集中了75％大气质量和90％的水汽，因此伴随强烈的对流运动，产生水相变化，形成云、雨、雪等复杂的天气现象。内部差异：对流层内部根据温度、湿度、气流运动及天气状况等可分为三个层次：层次下层中层上层行星边界或摩擦层自由大气层范围0—2Km2—6Km6—顶部受地面影响最大较小最小运动形式湍流对流急流天气现象低云、雾、浮尘、霾云和降水冰晶云平流层（Stratosphere）自对流层顶向上50~55公里高度，为平流层。其主要特征：

①温度随高度增加，由等温分布变逆温分布。平流层的下层随高度增加气温变化很小。大约在20公里以上，气温又随高度增加而显著升高，出现逆温层。这是因为20～25公里高度处，臭氧含量最多。臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高。

②垂直气流显著减弱。平流层中空气以水平运动为主，空气垂直混合明显减弱，整个平流层比较平稳。

③水汽、尘埃含量极少。由于水汽、尘埃含量少，对流层中的天气现象在这一层很少见。平流层天气晴朗，大气透明度好。中间层（Mesosphere）从平流层顶到85公里高度为中间层。其主要特征：

①气温随高度增高而迅速降低，中间层的顶界气温降至－83℃～－113℃。因为该层臭氧含量极少，不能大量吸收太阳紫外线，而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收，故气温随高度增加而递减。

②出现强烈地对流运动。这是由于该层大气上部冷、下部暖，致使空气产生对流运动。但由于该层空气稀薄，空气的对流运动不能与对流层相比。该层在80千米高度上，有一个白天出现的电离层称为D层热成层（Thermosphere）从中间层顶到800公里高度为热成层。特征：

①随高度的增高，气温迅速升高。据探测，在300公里高度上，气温可达1000℃以上。这是由于所有波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层的大气物质所吸收，从而使其增温的缘故。

热成层（Thermosphere）②空气处于高度电离状态。这一层空气密度很小，在270公里高度处，空气密度约为地面空气密度的百亿分之一。由于空气密度小，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，氧分子和部分氮分子被分解，并处于高度电离状态，故又称电离层（电离层E层和F层）。电离层具有反射无线电波的能力，对无线电通讯有重要意义。此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩色的极光。这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出现在高纬度地区上空。“极光”现象散逸层热成层顶以上，称散逸层。它是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，但无明显的边界线。在散逸层，空气极其稀薄，大气质点碰撞机会很小。气温也随高度增加而升高。由于气温很高，空气粒子运动速度很快，又因距地球表面远，受地球引力作用小，故一些高速运动的空气质点不断散逸到星际空间，散逸层由此而得名。据宇宙火箭资料证明，在地球大气层外的空间，还围绕由电离气体组成极稀薄的大气层，称为“地冕”。它一直伸展到22000公里高度。由此可见，大气层与星际空间是逐渐过渡的，并没有截然的界限。高度(km)每升高100m，气温降低0.65℃

N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO3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电离层大气边界层：在对流层下部靠近下垫面1.2~1.5km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的影响，也叫摩擦层。为人类活动的主要场所大气污染物的主要存在场所三、大气边界层主要特征：（1）湍流运动（2）风（3）温度的垂直分布湍流运动:一种具有强烈涡旋性的不规则运动。原因:

由于地面粗糙度的影响,越靠下层,风速越小,产生风速的垂直梯度,形成湍流太阳辐射加热地面,产生的热力对流也会引起湍流。影响因素:

下垫面粗糙度、平均风速、大气稳定度下垫面粗糙度越大、风速越大、大气越不稳定，湍流就会加强风速随高度增加而明显变化（1）近地面：白天风速大，夜间风速小；最大值时间：14时，最小值时间：清晨日出前高层：与上面相反；最大值时间：夜间20时，最小值时间：中午前后（2）高度变化：冬季比夏季低，夏季(100m)，冬季（50m）（3）水域：与陆地相反。海面最大风速发生在夜间，最小在白天温度的垂直分布受下垫面影响大，变化较复杂。白天：气温随高度递减型分布；以晴天中午最为典型夜晚：气温随高度递增型分布日出后：下层递减上层递增的早晨转变型分布日落前后：下层递增上层递减的傍晚转变型分布阴天、风速大时不明显第二节大气污染

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，足以对公众健康、动植物、材料、生态或环境要素（如大气性质、水体性质、气候等产生不良影响或效应，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。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自然风尘海洋飞沫按来源，分为一次污染物和二次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。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。直接由污染源排放的污染物按存在状态，分为气溶胶状态污染物（颗粒物）

气体状态污染物（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、C1—C12化合物。二次污染物：SO3、H2SO4、MSO4、NO2、MNO3、醛类、酮类、酸类。

TSP：其粒径绝大多数在100μm以下，其中多数在10μm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<10μm）和PM2.5（粒径<2.5μm）。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30μm，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。（一）煤烟型污染主要是燃烧煤等石化燃料产生的大气污染。主要污染物是SO2、NOx、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。主要污染源是燃煤。伦敦烟雾事件二、典型的大气污染马斯河谷事件多诺拉烟雾事件煤一种重要的固体燃料。一种复杂的物质聚集体，其可燃成分主要由：碳、氢及少量的氧（O）、氮（N）、硫（S）和无机物等构成。含量因煤的种类和产地的不同而有很大差异。煤的品质是污染的主要影响因素。燃煤排放的主要污染物是颗粒物和SO2。煤空气燃烧NOxHClSO2H2S燃烧不完全产物灰分CO2H2O煤燃烧过程的生成物四种形态的硫：黄铁矿硫（FeS2）、有机硫（CxHySz）、元素硫（Sx）、硫酸盐硫燃氮氧化物：由燃料中的固定氮（1%~2%）生成；热氮氧化物：空气中的氮高温反应生成CO和挥发性有机物。SO2SO2是环境酸化的重要前体物，也是大气污染的主要酸性污染物。SO2可在大气中被氧化生成硫酸雾或硫酸盐气溶胶。在相对湿度比较高、气温比较低、无风或静风的天气条件下，SO2在重金属（如铁、锰）氧化物的催化作用下，易发生氧化作用生成SO3，继而与水汽结合形成硫酸雾。所以，当一次污染物主要是SO2和煤烟时，二次污染物主要是硫酸雾和硫酸盐气溶胶。SO2硫酸雾是强氧化剂，其毒性比SO2更大。它能使植物组织受到损伤。对人的主要影响是刺激上呼吸道，附在细微颗粒物上时也会影响下呼吸道。一般多发生在冬季，尤以清晨最为严重，有时可连续数日。当大气中SO2体积分数为2.1×10-7，烟尘质量浓度大于0.3mg/m3时，可使呼吸道疾病发病率增高，慢性病患者的病情迅速恶化，使危害加剧。我国是燃煤大国。2004年，全国排放的废气中SO2排放量为2250×104t，烟尘排放量为1100×104t，其中，燃煤产生的SO2和烟尘分别占排放量的70%和80%。目前，我国的SO2排放量已超过美国，成为世界最大的SO2排放国。我国的大气污染主要为煤烟型污染。“八五”期间，全国280个城市中，SO2浓度超过国家二级标准的城市达149个，超标率达到53.2%；超国家三级标准的城市达65个，其中某些城市大气污染程度已达世界发达国家20世纪50~60年代污染最严重的程度。（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（碳氢化合物）。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。洛杉矶光化学烟雾汽车排放物汽车排放的污染物分别来源于排气管、曲轴箱，以及油箱和汽化器。随着汽车保有量的增加，汽车排放CO、NOx和CxHy在人为排放中所占的份额越来越高。据估算，美国交通型污染物排放的CO、NOx和CxHy分别占美国排放总量的62.6%、38.2%和34.3%。机动车排放的碳氢化合物达100多种，包括杂环和多环芳烃。燃烧后：甲烷、乙烷、乙炔、丙炔、甲醛及其他醛类化合物，为不完全燃烧产物。有些有机物的致突变性较强，多以间接致突变性为主。柴油车比汽油车危害大：颗粒物是20~100倍。其中60%~80%粒径小于2μm，90%小于5μm。这些颗粒物成分复杂，有诱导细胞增殖的租用，使细胞长期处于活化状态，易发生恶性转变，具有较强的潜在致癌性。洛杉矶光化学烟雾交通型污染严重的地区可能会出现一种带刺激性气味的淡蓝色烟雾-光化学烟雾。光化学烟雾污染是典型的二次污染，一般出现在相对湿度较低的夏季晴天，最易发生在中午和下午，夜间消失。污染区域可达下风向几百到上千千米。我国现在有些发达城市的大气污染以交通型污染为主。如北京。有些是两种类型交替发生。如广州，夏天：光化学烟雾、冬天：煤烟型烟雾光化学烟雾的危害由于烟雾中的O3和其他氧化剂直接与人体和动植物相接触，其极高的氧化性会对人体和动植物产生伤害。

（1）O3极高的氧化性刺激人体的粘膜系统，短期暴露其中，能引起咳嗽、恶心等症状；长期暴露其中，会引起明显肺功能损伤。（2）对动植物系统产生损伤。

（3）烟雾还对材料（高分子材料，如塑料、涂料等）产生破坏作用。（4）严重影响大气能见度，造成城市的大气质量恶化。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而引起的污染现象。前者是湿沉降，后者为干沉降。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。天然源主要是SOx与NOx。SOx来源：主要是储存于地壳中的硫（0.1%）：海洋的硫酸盐雾、细菌分解后的有机化合物、水体和土壤所释放的硫酸盐、火山爆发、森林失火等。海洋上空大气中硫酸盐浓度的增加一般起因于海水溅泼喷射而形成的气溶胶，其排放量总量估计在4.4×107~1.75×108t/y。其中10%沉降到陆地，90%又回归海洋。火山爆发会排出SO2及少量的H2S、单质S及SO3和SO42-等。从全球范围看，由火山爆发输入大气的硫估计每年为2×106~3×107t。天然源NOx来源：对流层闪电释放。NOx—N：8×106~4×107tNO：2×106~2×107t。虽然每年有4×107~1.08×108t的NOx—N由陆地源释放出来，但大多数（约80%）将重新被吸收。然而，来自天然源的NO与NO2，以及对流层中雷电形成的仍然是构成总NOx本底的主要组成部分。总之，由天然源排放与人为源排放的比例在（1：1）~（5：1）。人工源全球范围释放的SOx大部分是人为排放，对高密度工业区域而言，人为排放比例可能高达100%。其中：化石燃料燃烧：85%；矿石冶炼：11%；石油精炼：4%NOx：集中北半球人口聚集区，为机动车排放如欧共同体：汽车（50%）、发电厂（25%~33%）瑞典：农业化肥使用（30%~40%）其他来源氨

天然源：有机物质的腐烂和分解。人为源：很少。但NH3具有双重作用：

一方面，NH3可与大气中的H2SO4、HNO3中和反应，提高雨或雾的pH。另一方面，NH3可以溶解而生成NH4+。加快大气中SO2转化为H2SO3，并最终转化成H2SO4的速率。NH3和HNO3，也具有同样的效果。在与NOx的大气反应中，NH3起着硝酸的中和剂和硝酸先驱促进剂的双重作用。其他来源氯化物天然源：海洋雾滴、火山气体、高层大气中的各种反应。人为源：生产过程产生的各种氯气和氯化物，主要来源于氯气和氯化氢的制造、运输和液化过程。臭氧、尘埃臭氧和其他光化学氧化剂在使SO2和NO2分别转化成硫酸盐和硝酸盐的过程中起着一定的作用。大气尘埃也是生成或中和酸雨的另一个因素。大气尘埃主要来源于风力扬尘、土壤侵蚀、火山、宇宙尘埃等。其中多种天然尘埃呈碱性，能与大气中的强酸起中和作用。（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）大气污染对自然环境的危害三、大气污染的危害（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3、一氧化碳2、二氧化硫沉积于呼吸道中的位置，取决于颗粒物的大小；（0.1~1.0μm的细小颗粒：肺泡；>10的颗粒：阻留在鼻腔、咽喉部。）化学组成决定沉积位置上对组织的影响。进入血液的SO2会对全身产生不良影响。它能破坏酶的活性，影响糖类及蛋白质的代谢，对肝有一定的损害，可使血液中白蛋白与球蛋白比例降低。动物实验表明，SO2慢性中毒后，机体的免疫机能受到明显抑制。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。尤其是SO2与颗粒物气溶胶同时吸入，对人体产生的危害更为严重。因为SO2会变为SO3，然后形成硫酸雾（危害比SO2大4~20倍。）CO是所有大气污染物中分布最广的一种。其全球排放量可能超过所有其他主要大气污染物的排放总量。人为排放最大来源是汽油机动车。CO是无色无嗅的有毒气体，它与血液中血红蛋白的结合能力非常强（200倍于O2）。它们结合后生成碳氧血红蛋白（HbCO），将严重阻碍血液输氧，引起缺氧，发生中毒。

（600~700）×10-6：1h后头痛、耳鸣和呕吐1.5×10-3：1h便有生命危险。长期吸入低浓度的CO可发生头痛、头晕、记忆力减退，注意力不集中，对光、声等微笑变化的识别力降低、心悸等症状。4、氮氧化物（NO、NO2）6、碳氢化合物5、光化学氧化剂NO：对人体的危害不清楚。动物与高浓度NO接触，中枢神经病变。且NO和血红蛋白结合能力强，比CO大几百倍。NO2：对呼吸器官有刺激。高浓度NO2环境中，引起急性肺水肿，以及由慢性中毒而引起的慢性支气管炎和肺水肿。0.12×10-6：有臭味。但与SO2共存，臭味阈值要低一些；

（1.6~2.0）×10-6：15min后会使慢性支气管炎患者出现呼吸道阻力增大；5×10-6：2h后，呼吸道阻力增大和动脉血液中氧分压降低；13×10-6：眼和鼻会出现刺激感和胸部不适；

（25~75）×10-6：1h后引起支气管炎和肺炎；80×10-6：3~5min，胸部会出现绞痛感；（300~500）×10-6：数分钟后引起支气管炎和肺水肿患者的死亡。NO2对人体的影响与其他污染物共存时，危害加重。7、其他有害物质光化学氧化剂对人体的影响类似于氮氧化物，但比氮氧化物的影响更强。包括臭氧和过氧乙酰硝酸酯等多种物质。O3的危害：O3直接侵入呼吸道深处：1×10-61h后肺细胞蛋白质发生变化，接触4h后，在24h出现肺水肿，接触时间越长，可使支气管炎和肺水肿恶化。以碳元素（C）和氢元素（H）形成的有机物。包括挥发性烃及其衍生物：与氮氧化物是形成光化学烟雾的主要物质，会刺激眼睛。多环芳烃：很多是致癌物质。铅及铅化物：主要来源于四乙基铅防爆剂。铅是生物体酶的抑制剂，随血液分布全身软组织和骨骼中。

慢性中毒。轻度：神经衰弱、消化不良；中度：腹绞痛、贫血及多发性神经病；重度：肢体麻痹和中毒性脑病；儿童铅中毒可推迟大脑发育或感染急性病症。镉及镉化物：积累于肝、肾和肠黏膜。镉积累中毒引起痛痛病。氟及氟化物：对眼睛及呼吸道有强烈的刺激作用。高浓度时引起肺水肿和支气管炎；低浓度时，植物受影响。氯及氯化氢：氯是有毒气体。

（5~10）×10-6：对上呼吸道、眼睛有刺激；（50~100）×10-6：引起肺水肿。（二）大气污染对植物的危害危害：

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。大气污染物对植物的危害程度取决于污染物剂量、组成等因素。多种污染同时存在，对植物产生协同作用。（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。SO2：腐蚀金属、建筑石料及玻璃表面；还可使纸张变脆、褪色；胶卷表面出现五点、皮革脆裂并使纺织品抗张力能力降低。O3及SO2会使燃料与绘画褪色，从而对宝贵作品造成威胁。（四）大气污染对自然环境的危害大气污染影响空气的能见度。大气污染会导致水规律的改变。主要是影响凝结作用和降水形成，可能导致降水的增加或减少。此外，酸性化合物的输入，导致酸雨产生，引起水体的pH或化学变化。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。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，摆放室内花卉植物空气质量标准空气质量基准（Ambientairqualitycriterion）：是指空气中污染物对特定对象（人或其他生物）不产生有害或不良影响的最大剂量（无作用剂量）或浓度。空气质量标准（Ambientairqualitystandard）：是指国家为保障人群健康和生存环境，考虑了社会、经济、技术等因素，经过综合分析后，制定的空气中污染物的最大容许浓度。室内空气质量标准（GB/T18883-2002）环境空气质量标准（GB3095—1996）空气质量指数空气质量指数：又称空气污染指数（airqualityindex，缩写为API），是一种评价大气环境质量状况简单而直观的指标。可用于大气环境质量评价以及污染控制和管理。几种主要的空气质量指数：

安大略空气质量指数（API）

橡树岭空气质量指数（ORAQI）极值指数（EVI）污染物标准指数（PSI）

上海空气质量指数第三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三大能源：

石油（35.6%）、煤炭（28.6%）、天然气（23.8%）中国：是世界上能源消耗最多的国家之一，也是世界上

最大的燃煤消费国和CO2排放国之一。中国大气污染的主要来源：能源生产和消费清洁能源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常规能源的清洁利用常规能源：是指已经大规模生产和广泛使用的煤炭、石油、天然气、水能和电力等能源。常规能源的清洁利用中国能源：以煤为主大气污染：煤烟型污染主要特征：粉尘、CO2、SO21994年，成立洁净煤技术推广规划领导小组；1997年，《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》洁净煤技术是解决中国燃煤污染问题的技术基础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。清洁能源的典型案例2、西气东输可再生能源的利用可再生能源：太阳能、水能、风能、核能等

均为低碳或非碳能源，对环境产生很少或不产生污染。

太阳能、水能、风能、核能等成为常规能源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。新能源的开发和节能新能源开发：海洋能、地热能、核能、氢能等节能：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。中国能源利用效率：32%1995年，《中国节能技术政策大纲》1997年，《节约能源法》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。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、大规模地进入市场。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、氟化物的治理技术烟尘治理技术

主要采用除尘装置。

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影响，它们是颗粒物污染物控制的主要基础参数。

除尘器分类：

机械除尘器、静电除尘器、湿式洗涤除尘器和过滤除尘器二氧化硫治理技术

主要包括燃料脱硫和烟气脱硫。

燃料脱硫：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。一般中小工厂采用。

烟气脱硫：大型工业企业采用。主要是安装烟气脱硫设施。烟气脱硫分为湿法和干法两种；

湿法：把烟气中的SO2或SO3转化为液体或固体化合物。包括碱液吸收法、氨吸收法和石灰吸收法等。

干法：采用固体粉末或非水液体作为吸收剂或催化剂进行烟气脱硫。包括吸附法、吸收法和催化氧化法等。

氮氧化物治理技术

主要方法：

吸收法：根据使用的吸收剂，分为碱吸收法、熔融盐吸收法和硫酸吸收法。

非选择性催化还原法：应用金属铂的氧化物作为催化剂，以H2或CH4等还原性气体作为还原剂，将烟气中的氮氧化物还原为N2。

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催化剂，选择最佳脱氮反应温度，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N2。

氟化物治理技术在铝矿的开采中，在磷、磷酸、磷肥、氧化铝等的生产中，以及在电解铝和铝加工等的生产过程中，都会产生氟化物。一般采用湿法去除气体中的氟化物。直到50年代出现了用干法从烟气中回收氟化物的新工艺。

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植物加强绿化净化作用：

物理作用化学作用生物作用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第四节全球大气环境变化一、全球变化概述全球变化是研究地球系统整体行为的一门科学。它把地球的各个层圈（如大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）作为一个整体，研究地球系统过去、现在和未来的变化规律和控制这些变化的原因和机制，从而建立全球变化预测的科学基础，并为地球系统的管理提供科学依据。

全球变化科学的产生和发展是人类为解决一系列全球性环境问题的需要，也是科学技术向深度和广度发展的必然结果。全球变化的内涵：

全球变化是指对人类现在和未来生存和发展有重要的直接或潜在影响、由自然因素或人为因素驱动在全球范围内所发生的地球环境的变化，或与全球环境有重要关联的区域环境的变化。

包括：气候变化、陆地生产力变化、海洋和其他水资源变化、大气化学变化，以及生态系统变化等。全球变化的研究重点：（1）国际地圈—生物圈计划（InternationalGeosphere—BiosphereProgram,IGBP）（2）世界气候研究计划（WorldClimateResearchProgram,WCRP）（3）国际全球环境变化人文因素计划（InternationalHumanDimensionsProgramonGlobalEnvironmentalChange,IHDP）（4）国际生物多样性计划（InternationalProgramofBiodiversityScience,DIVERSITA）全球变暖臭氧层破坏二、典型的全球大气变化全球变暖全球变暖是指全球气温升高。气候学的记录显示，近一百多年来，全球平均气温经历了冷—暖—冷—暖两次波动，但总体上呈上升趋势。在这100年内，全球地面气温上升了0.3~0.6℃。同时存在6个全球平均最暖年：1980、1981、1983、1987、1988、1989。原因：温室效应的加剧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（Greenhouseeffect）。温室效应是一自然现象，自盘古开天以来，就存在于地球。如果地球没有大气，在辐射平衡状态下，地球表面的平均温度约为

-18℃，比目前地表的全球平均气温15℃低了许多。大气的存在使地表气温上升了约33℃。温室效应不只发生在地球,金星及火星的主要大气成份为二氧化碳。金星大气的温室效应高达523℃，火星由于大气稀薄，温室效应只有10℃。温室气体：CO2、CH4、CO、C2H4Cl、O3、CFCs、CCl4等溫室氣體源匯對氣候的影響二氧化碳(CO2)1)燃料2)改變土地的使用（砍伐森林）1)被海洋吸收2)植物的光合作用吸收紅外線輻射，影響大氣平流層中O3的濃度甲烷(CH4)1)生物體的燃燒2)腸道發酵作用3)水稻1)和OH起化學作用2)被土壤內的微生物吸取吸收紅外線輻射，影響對流層中O3及OH的濃度，影響平流層中O3和H2O的濃度，產生CO2

一氧化二氮(N2O)1)生物體的燃燒2)燃料3)化肥1)被土壤吸取2)在大氣平流層中被光線分解與及和O起化學作用吸收紅外線輻射，影響大氣平流層中O3的濃度臭氧(O3)光線令O2產生光化作用與NOx，ClOx及HOx等化合物的催化反應。吸收紫外光及紅外線輻射一氧化碳(CO)1)植物排放2)人工排放（交通運輸和工業）1)被土壤吸取2)和OH起化學作用影響平流層中O3和OH的循環，產生CO2

氯氟碳化合物(CFCs)工業生產在對流層中不易被分解，但在平流層中會被光線分解和跟O產生化學作用吸收紅外線輻射，影響平流層中O3的濃度二氧化硫(SO2)1)火山活動2)煤及生物體的燃燒1)乾和濕沉降2)與OH產生化學作用形成懸浮粒子而散射太陽輻射温室气体增加的原因：人类活动以CO2为例（1）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，大量CO2进入大气；（2）森林毁坏使得被植被吸收利用的的CO2量减少，

造成CO2被消耗的速度降低。

2005年大气中CO2浓度为379ppm，CH4浓度为1774ppb，远远超过了过去650,000年的自然范围。目前大气中二氧化碳浓度是380ppm，但若合计其他种类的温室气体，浓度已达430ppm二氧化碳当量。数据来源于IPPC。右图为二氧化碳浓度为

350、450、550、65