北化工大气污染控制工程课件16大气污染与全球气候

第16章大气污染和全球气候1.温室气体和全球气候变化2.臭氧层破坏问题3.致酸前体物与酸雨第一节温室气体与全球气候变化全球气候变化问题大气中CO2含量1750年以前280ppm目前360ppm预计21世纪中叶540～970ppm气温20世纪增加了0.60.2oC海平面20世纪上升了10～20cm全球气候变化问题温室效应（GreenhouseEffect）机理温室效应机理地球气候系统及热量平衡示意图温室效应机理温室效应机理温室效应机理人类活动的影响人类活动的影响人类活动的影响人类活动的影响CO2排放大国的化石燃料CO2排放（1992年）人类活动的影响CO2emissionbyenergytypeinChina,1996气候变化的影响雪盖和冰川面积减少雪盖20世纪60年代以来减少10％冰川20世纪50年代以来减少10～15％海平面上升过去100年10～20cm1990～21008～9cm气候变化的影响降水格局变化中高纬降雨量增大北半球亚热带降雨量增大，南半球减少气候灾害过多降水、大范围干旱、持续高温影响人体健康影响农业生产和生态系统气候变化的影响影响气候变化的大气成分CO2CO2CH4气溶胶各成分的贡献各成分的贡献预计到2030年全球气温大约平均升高3°C应对措施与策略1.控制温室气体的排放改变能源结构提高能源转换效率提高能源使用效率减少森林植被的破坏控制水田和垃圾填埋场的甲烷排放应对措施与策略不同燃料燃烧单位GJ的CO2排放量应对措施与策略2.增加温室气体的吸收植树造林采用固碳技术CO2分离、回收，注入深海或地下化学、物理、生物方法固定适应气候变化培养新农作物品种，调整产业结构等国际行动1992年，联合国环发大会《气候变化框架公约》20世纪90年代末，发达国家温室气体年排放量控制在1990年水平1997年，《京都议定书》明确各发达国家削减温室气体排放的比例第二节臭氧层破坏问题臭氧层主要特征离地面20～30km的平流层中占当地空气含量的1/105厚度单位DU（Dobsonunit）－273K，1atm下，10-3cm厚的O3层称为一个DU1DU＝10-3

atmcm＝2.69×1016molecules臭氧层的分布臭氧层的作用臭氧层破坏现象平流层臭氧形成和破坏机理纯氧理论（ChapmanMechanism）臭氧吸收紫外线的反应平流层臭氧形成和破坏机理催化清除理论20世纪70年代建立活性催化物质的链式反应Y—活性物质，包括奇氢HOx、奇氮NOx、奇卤XOx三大家族三大家族的来源奇氢HOx大气中H2O与激活O原子反应奇氮NOx宇宙射线分解N2飞机等人类活动排放奇卤XOx人类活动产生的CFCs和含溴氟烷（哈龙，Halons)CFCs对臭氧层的破坏作用一个Cl自由基可以消耗数十万个O3南极臭氧空洞南极臭氧空洞极地平流层云在南极臭氧空洞的形成过程中起重要作用吸附并聚集CFCs及哈龙非均相反应场所为什么北极没有形成臭氧空洞？北极为海洋环境，较南极大陆环境温暖周围分布不规则大陆，大气层较南极不稳定不易形成极地平流层云臭氧层破坏的危害臭氧含量减少1％，地面紫外线增加2～3％危害人体健康－皮肤癌、白内障陆生生态系统－植物质量下降水生生态系统－水面附近生物减少城市空气和建筑材料－光化学烟雾，材料老化大气结构－辐射收支变化，气候变化消耗臭氧层的物质（ODS）ODSsCFCs、哈龙CCl4、甲基氯仿（1,1,1－三氯乙烷）、溴甲烷部分取代的氯氟烃ODSs的破坏能力臭氧耗减潜能（Ozonedepletionpotential）全球增温潜势（Globalwarmingpotential)ODSs的破坏能力臭氧层破坏的控制策略开发消耗臭氧层物质的替代技术无氟氯昂制冷设备制定淘汰消耗臭氧层物质的措施环境管理手段＋经济手段国际行动1985年，25个国家《维也纳公约》1987年，46个国家《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔公约》消耗臭氧物质的排放削减臭氧层的恢复第三节致酸前体物与酸雨酸雨－pH小于5.6的降水，广义包括酸性物质的干湿沉降地理分布几乎整个欧洲美国和加拿大东部东亚，中国南方地区九十年代末我国酸雨区域分布酸雨的危害淡水湖泊、河流酸化，水生生物减少甚至绝迹影响土壤特性，贫瘠化破坏森林的生长腐蚀建筑材料及金属结构危害人体健康－角膜和呼吸道刺激致酸前体物质SO2自然源－微生物、火山、森林火灾、海水飞沫人为源－燃料燃烧，化工NOx自然源－闪电、林火、火山，占总量的50％人为源－燃烧，机动车，50％致酸前体物质的排放控制措施针对酸沉降前体物