《大气污染与防治》PPT课件.ppt

1、第四章 大气污染及其防治,Air pollution and Environmental protection,我们离不开大气 ，如同鱼儿离不开水。,Visibility impaired by air pollution.,研究表明：空气污染危害可能甚于核辐射,目 录,第一节大气圈（基础）,第二节 大气污染源及大气污染物（重点）,第三节 大气污染物对人体的影响和危害,第四节影响大气污染的气象因素（重点）,第五节大气污染的防治,5,第一节 大气圈（基础）,一、大气圈的含义 二、大气圈的结构 三、大气的组成,6,一、大气圈的含义,1、大气圈：人们把随地球而旋转的大气层叫做大气圈。,地球表面到10

2、00-1400千米的高空。,2、大气圈的厚度：,二、大气圈的结构,地表,12千米,50千米,85千米,800千米,均质层 90km 以下,非均质层,1、对流层： 特点： A、密度大（占3/4以上）。 B、气温随高度增加而减小。 C、存在强烈的垂直对流和水平运动，天气现象复杂多变。,二、大气圈的结构（续）,地表,12千米,50千米,85千米,800千米,均质层,非均质层,2、平流层： 特点： A、O3含量高，可吸收紫外线。 B、气温随高度增加而上升。 C、大气透明度好,气流以平流为主，很平稳；污染物长期滞留。,二、大气圈的结构（续）,地表,对流层,12千米,50千米,85千米,800千米,均质层

3、,非均质层,3、中间层： 特点： A、O3含量稀少。 B、气温随高度增加而迅速减小（至83）。 C、水分极少，仍有垂直对流。,二、大气圈的结构（续）,地表,对流层,12千米,50千米,85千米,800千米,均质层,非均质层,4、热层（电离层）： 特点： A、气温随高度增加而急剧上升，昼夜变化大。 B、 氧、氮处于电离状态，故又被称为电离层。,二、大气圈的结构（续）,地表,对流层,12千米,50千米,85千米,800千米,均质层,非均质层,5、散逸层： 特点： A、空气十分稀薄，受地球引力作用小。 B、大气质点易散逸到星际空间。,12,N2 78.09% 、O2 20.95% 、氩0.93%；微

4、量稀有气体。,恒定组分-,可变组分-,CO2 0.020.04%、水蒸气4%以下。,不定组分,自然界-自然灾害形成的尘埃、硫、硫氧化物等,人类活动-形成的煤烟、尘、硫化物、氮氧化物等,造成局部和暂时污染。,造成污染的主要根源。,三、大气的组成,1、区分空气与大气,2、大气的组成,清洁空气,13,第二节 大气污染源与大气污染物,一、大气污染的含义 二、大气污染源 三、大气污染物,14,一、大气污染的含义,大气污染（ISO）是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。,15,大气自净能力,依靠大气的稀释

5、、扩散、氧化等物理化学作用，能使进入大气的污染物质逐渐消失，这就是大气的自净能力。但大气对污染物的容纳和消化能力是有一定限度的。 - 例如，排入大气的一氧化碳，经稀释扩散，浓度降低，再经氧化变为二氧化碳，被绿色植物吸收后，空气成分恢复原来的状态。充分掌握和利用大气自净能力，可以降低污染物浓度，减少污染的危害。 大气自净能力与当地气象条件、污染物排放总量及城市布局等诸因素有关。 - 例如，某一区域内，绿化植树，多种风景林，增加绿地面积，甚至建立自然保 护区，不仅能美化环境、调节气候，而且能截留粉尘、吸收有害气体，从而大大提 高大气自净能力，保证环境质量。,16,二、大气污染源,（一）污染物产生的

6、类型分 （二）污染源存在形式分 （三）污染物排放时间分（略） （四）污染源位置的分布划分（略）,类 型,自然污染源- 人为污染源-,火山爆发、森林大火等,工业、生活、交通 农业污染源等,固定污染源 移动污染源,室外空气污染的来源,工农业生产性污染,交通性污染,生活性污染,其它,燃料燃烧,生产废气,农药化肥的使用,人类活动,燃料燃烧及加热,建筑材料及装饰材料,室外来源,家用电器,室内空气污染的来源,19,化学污染:主要来源于室内进行装饰装修使用的装饰材料，如：人造板材、各种油漆、涂料、粘合剂及家具等，其主要污染物是甲醛、苯、二甲苯等有机物和氨、一氧化碳、二氧化碳等无机物； 物理污染:主要来源于建

7、筑物本身、花岗岩石材、部分洁具及家用电器等，其主要污染物是放射性物质和电磁辐射； 生物污染:主要是由居室中较潮湿霉变的墙壁、地毯等产生的，主要污染物为细菌和病菌。,室内空气污染的主要来源,美国商业周刊, 07/05/2000,人和家具 涂料和地毯散发 VOCs 衣服/装饰品 吸烟 在通风系统中循环 害虫驱除剂 杀虫剂含有致癌物质 新鲜空气何在？ 卸货通道挡住了通风口,密封窗户 与室外空气隔绝 含有致癌物质的产品 市场上有70,000种化学清洁产品 复印机和打印机 放射臭氧 办公区域盥洗室 发霉的机器 大楼装修 油漆味，灰尘和气味,消费者愈来愈意识到室内空气质量(IAQ)的重要性,当今办公室里可

8、能包含多达350种挥发性有机化合物(VOC) 一些 VOC 被认为是致癌物质和哮喘触发因子*,* 美国环保总署（EPA）,21,歌舞厅动态噪声可高达100多分贝，不亚于喷气式飞机起降时的噪声.经常出入易出现耳鸣、听力下降、睡眠障碍、内分泌失调等多种慢性疾病。 一间15 m2的客厅全部铺上中等含氡浓度的花岗岩地板，在这样的房间呆3小时，则人30天所受的辐射影响等于拍1次X光照射，相当于每月接受1次X光照射，很可能成为脑瘤的诱因。 在开着空调的密闭室内吸烟，使被动吸烟人群单位时间内吸入尼古丁比开放情况下多100倍。,室内空气污染比室外污染更严重,22,甲醛释放期大多315年； 致害浓度： 当室内含

9、量0.1 mg/m3,具有异味和不适； 0.3 mg/m3可刺激眼睛引起流泪； 0.6 mg及以上可引起呼吸消化系统疾病如恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿； 一般新装修后的峰值为0.2 mg/m3, 个别可达0.87 mg/m3 人的嗅觉阈为0.060.072 mg/m3 危害：甲醛能引起基因突变和染色体损伤，为潜在致癌物，通过刺激眼睛和呼吸道粘膜，最终导致免疫力下降，损伤肝，肺及神经中枢系统，而且会导致胎儿畸形。,甲醛,室内主要污染物对健康的危害,23,来源：胶、涂料、胶粘剂以及大量使用密度板、大芯板，尤其是低档的材料、布艺沙发喷胶等； 危害及症状:强烈致癌物；人在短时间吸收高浓度的苯

10、，会出现中枢神经系统麻醉的症状，轻者表现为头晕、头疼、恶心、乏力、意识，重者出现昏迷，以及花粉系统衰竭而死亡。 林先生一家住进刚装修的新房没多久，孩子就浑身发痒，起疙瘩，食欲不振，后到医院多次检查，才知是油漆过敏所致；家住东亭小区的王女士买了一套布艺沙发，后发现沙发散发出一种刺鼻的气味，经检测，室内空气中的苯严重超标。目前，一些家具中也存在着苯含量较高的问题，造成室内空气中的苯严重超标。,苯系物,室内主要污染物对健康的危害,24,氡的浓度： 室内氡若来自地基土壤，则氡的浓度随房层数升高而降低，坑道式人防工事氡浓度可达849 Bq/m3或更多； 煤渣碳化砖使室内氡浓度高达300 Bq/m3或更多

11、。 氡的有害性： 氡的子体每次衰变过程产生出、或辐射，对人体会产生有害影响； 氡通过呼吸道和消化道侵入人体，主要引起肺癌，潜伏期为1540年，氡是仅次于烟的诱发肺癌的强力因子。 家住湖北的一位男士，找到了婚后妻子长期不孕的原因，新房中装修时采用的石材成了这位男士精子的“杀手”！其客厅和卫生间采用的这种花岗岩，放射性元素达到了C类以上，按照国家规定，这种放射性超标的石材，连建筑物外墙都不准使用！,氡及其气体,室内主要污染物对健康的危害,25,室内环境污染造成危害的12种表现,1 每天清晨起床时，感到憋闷、恶心、甚至头晕目眩； 2 家里人经常容易患感冒； 3 不吸烟，也很少接触吸烟环境，但经常感到

12、嗓子不舒服，有异物感，呼吸不畅； 4 孩子常咳嗽、打喷嚏、免疫力下降，新装修的房屋孩子不愿回去； 5 家里人常有皮肤过敏等毛病，而且是群发性的； 6 家里人都共有一种疾病，而且离开这个环境后，症状就有明显变化和好转； 7 新婚夫妇长时间不怀孕，查不出原因； 8 孕妇在正常情况下，发现胎儿畸形； 9 新搬家或新装修后，室内植物不易活，叶子容易发黄、枯萎，特别是一些生命力极强的植物也难以正常生长； 10 新搬家后，家养的宠物猫、狗，甚至热带鱼莫名其妙地死掉，而且邻居家也这样； 11 一上班就感到喉疼，呼吸道发干，时间长了头晕，容易疲劳，下班后就没问题了； 12 新装修的家和写字楼房间或者新买的家具

13、有刺鼻、刺眼等刺激性异味，而且超过一年仍然气味不散。,26,居室环境污染防治,在装修选材方面，要严格选用环保安全型材料； 新装修的居室不要匆忙搬入，最好在半年之后再入住； 在室内养些花卉植物，也可消除或减轻“装修综合症”给人们身体带来的危害。,27,紫苑属、黄耆、含烟草和鸡冠花等 能吸引大量的铀等放射性核素,28,芦荟、吊兰、虎尾兰、一叶兰、龟背竹是天然的清道夫，可以清除空气中的有害物质。,有研究表明，虎尾兰和吊兰可吸收室内80%以上的有害气体，吸收甲醛的能力超强。芦荟也是吸收甲醛的好手，可以吸收1立方米空气中所含的90%的甲醛。,29,常青藤、月季、蔷薇、芦荟和万年青等可清除室内的三氯乙烯、

14、硫化氢、苯、苯酚、氟化氢和乙醚等。,30,天门冬可清除重金属微粒,31,柑桔、迷迭香和吊兰等可使室内空气中的细菌和微生物大为减少,吊兰还可以有效地吸收二氧化碳,32,绿萝等一些叶大和喜水植物可使室内空气湿度保持极佳状态。,杜鹃花、郁金香、百合花和猩猩木等可吸收挥发性化学物质。,33,芦荟、景天等，晚上不但能吸收二氧化碳，放出氧气，还能使室内空气中的负离子浓度增加。,34,大气污染物,按存在形态,气态污染物,颗粒状污染物,按形成过程,一次污染物,二次污染物,三、大气污染物 （种类）,35,三、大气污染物 （种类）,（一）颗粒状污染物（气溶胶状态污染物）： 总悬浮颗粒物（T.S.P）、飘尘、降尘、

15、烟、黑烟、雾。 （二）气态污染物： 一次污染物：硫化物、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、其它。 二次污染物：硫酸烟雾、光化学烟雾等。,36,（一）颗粒状污染物-占10%,1、总悬浮颗粒物（T.S.P）：系指大气中粒直径小于100微米的所有固体颗粒。,2、飘尘(又称可吸入粒子PM10)：系指大气中粒直径小于10 微米粒子能长期飘浮在大气中。,3、降尘：系指粒直径大于10 微米，易于沉降的粒子。,4、烟- 固态粒子凝聚型 5、雾-液体粒子凝聚型,总悬浮颗粒物 粒径100um,total suspended particulates T.S.P,飘尘 可吸入颗粒物 粒径10um,inhalabal

16、particulates IP particulate matter PM10,细粒子 可入肺颗粒物 粒径2.5um,fine particle particulate matter PM2.5,包括液体、固体或者液体和固体结合 存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。,能进入人体呼吸道 ，且能长期漂浮于 空气中， 也称飘尘（suspended dusts）。,在空气中悬浮的时间更长。 对健康的危害极大。,（1）易进入深部呼吸道；（2）易进入血液；（3）易吸附其他毒物。,38,PM2.5对健康有什么影响？,气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微

17、米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物则不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。,39,（二）气态污染物- 占90%,硫化物-SO2、H2S、SO3 碳氧化物-CO、CO2 氮氧化物-NO、NO2、N2O等 碳氢化合物-烷烃、烯烃和芳香烃等 其它-Cl2、HF

18、、CH3Cl、氟立昂等,硫酸烟雾 光化学烟雾,40,气态污染物的种类,污染物,一次污染物,二次污染物,含硫化合物,含氮化合物,碳的氧化物,碳氢化合物,卤素化合物,SO2、H2S,NO、NH3,CO、CO2,CmHn,HF、HCl,SO3、H2SO4、MSO4,NO2、HNO3 、MNO3、O3,无,醛、酮、过氧乙酰基硝酸酯,无,41,一次污染物和二次污染物,一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等。 它们又可分为反应物和非反应物，前者不稳定，在大气环境中常与其它物质发生化学反应，或者作催化剂促进其它污染物之间的反应，后者则不发生反应或反应速度缓慢。,二

19、次污染物是指由一次污染物与大气中原有成分之间，或几种一次污染物之间，经过一系列化学反应而形成的与一次污染物性质完全不同的新污染物,其毒性一般比一次污染物还强。 最常见的二次污染物如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂Ox，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO2、HO等。,42,光化学烟雾 -是碳氢化合物和氮氧化物（NOX）在阳光作用下发生化学反应而生成的新的刺激性产物。,名词解释,光化学烟雾的定义及成分,主要污染源：汽车尾气,NOx,CH,UV,浅色混和烟雾,O3(85%),过氧酰基硝酸酯(10%),其它（5）,主要为过氧乙酰硝酸酯,醛类、酮类、过氧化氢等,

20、我国污染情况GO,我国大气污染物构成表(P194),目前我国的大气污染仍属于煤烟型。,45,空气质量指数 AQI（Air Quality Index）,空气质量指数AQI： 是一种评价大气环境质量状况简单而直观的指标。通过报告每日空气质量的参数，描述了空气清洁或者污染的程度，以及对健康的影响。 计算空气质量指数通过五个主要污染标准：地面臭氧，颗粒物污染（也称颗粒物），一氧化碳，二氧化硫，二氧化氮。,46,AQI的数值越大、级别和类别越高、表征颜色越深，说明空气污染状况越严重，对人体的健康危害也就越大。当类别为优或良、颜色为绿色或黄色时，一般人群都可以正常活动；当类别为轻度污染以上，颜色为橙色、

21、红色、紫色或褐红色时，各类人群就需要关注建议采取的措施，在安排自己的生活与出行时作为参考。,47,48,空气质量指数AQI - 空气污染指数API 的区别,AQI与原来发布的空气污染指数（API）有着很大的区别： AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六项； API分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物仅为SO2、NO2和PM10等三项，且AQI采用分级限制标准更严。因此AQI较API监测的污染物指标更多，其评价结果更加客观。,49,空气质量指数AQ

22、I - 空气污染指数API 的区别,空气污染指数，也被称为API（Air Pollution Index的英文缩写），就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。 从2011年末开始，多个城市出现严重雾霾天气，市民的实际感受与API显示出的良好形势反差强烈，呼吁改进空气评价标准的呼声日趋强烈，也是从那时起，原本生涩的专业术语PM2.5逐渐成为“热词”。 灰霾的形成主要与PM2.5（直径小于等于2.5微米的颗粒物）有关，此外，反映机动车尾气造成的光化学污染的臭氧指标，也没有纳入到API的评价体

23、系中。,50,空气质量指数AQI - 空气污染指数API 的区别,为此，空气质量新标准环境空气质量标准（GB30952012）在2012年初出台，对应的空气质量评价体系也变成了AQI。“污染指数”变成了“质量指数”，在API的基础上增加了细颗粒物（PM2.5）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）3种污染物指标，发布频次也从每天一次变成每小时一次。,51,2013.1.9 武昌水果湖笼罩在雾霾中,2013.1.24 清晨6时30分许的珞狮路,2013年的第一个月，武汉只有一天好空气,17天重度污染 5天严重污染 5天中度污染 3天轻度污染 1天良,注：一月份是执行空气质量指数（AQI）新的监测标准后

24、的第一个月,AQI（空气质量指数 ）：分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六项，每小时发布一次；,API（空气污染指数 ）：分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物仅为SO2、NO2和PM10等三项，每天发布一次。,第三节 大气污染物对人体健康的影响,一、颗粒状污染物对人体健康的影响 二、气态污染物对人体健康的影响 三、其他有害物质对人体健康的影响,53,一、颗粒状污染物对人体的影响,54,二、气体污染物对人体的影响,55,三、其他有害物质 示例GO,重庆

25、天原化工厂氯气泄漏事故,时间：2004年04月16日 原因：设备陈旧，违规操作 后果：十多人死亡或受伤，十五万人被疏散,57,室内空气污染对健康影响,甲醛、苯,氡,氨,大理石、瓷砖、地基,混凝土、防火板,粘和剂、油漆、 家具、杀虫剂,58,室内空气污染的特点及其对健康影响,全国每年由室内空气污染引 起的死亡人数已达11.1万人， 每天大约是304人 ！,59,第四节 影响大气污染的气象因素,一、气象对大气污染的影响 二、大气污染对气候的影响,60,一、气象对大气污染的影响,1、风 2、湍流 3、逆温 4、大气稳定度,5、降水 6、雾,61,大气污染物浓度是由污染物排放量及污染气象条件共同决定的

26、，污染气象条件的好坏反映了当地大气自净能力的高低。 影响污染物在大气中扩散的气象因素有两个:动力因子（风和湍流）、热力因子（大气温度层结和大气稳定度）。 大气自净能力：由于大气自身的运动而使大气污染物输送、稀释扩散，从而起到对大气的净化作用，包括平流输送和湍流扩散。,平流输送：大气有规则运动（风） 湍流扩散：大气无规则运动,62,1、风对大气污染的影响,风向： 一般污染源应设在城市的下风向。,风速： 决定污染物的扩散和稀释情况。,风频：吹某一风向的风的次数，占总的观 测统计次数的百分比,主导风向：风频最大的风向，其下风向即为污染几 率最大的方位。,63,1、风对大气污染的影响,风向玫瑰图：为了

27、解主要污染方向及各方位受污染概率，应绘制风向玫瑰图，即在极坐标中按16个风向标出其频率的大小。,风向频率 各向的污染系数 = 平均风速, 污染系数越大，其下风向污染越严重。,64,65,风玫瑰图,66,风玫瑰图,C表示静风，风速小于测风仪最低阈值。,67,2、大气湍流,大气湍流- 大气的运动除了水平运动外，还存在着不同于水平风向的各种涡旋运动，即湍流运动。, 湍流强度越大，烟团扩散愈快,68,3、逆温,（1）气温垂直递减率（r） T T r = = = 0.65 / 100m h 100m,（2）逆温：,r0-气温随高度递增。, 发生逆温时，大气异常稳定，易发生污染事故,（3）逆温成因：,沉降

28、性、辐射性、地形、海岸等,69,逆温是指气温随高度增加的现象。逆温层对污染物的扩散起到抑制作用，直接关系着地面污染程度，与空气污染密切有关的逆温形式主要是地面辐射逆温。,辐射逆温与熏烟污染,上部稳定，下部中性 熏烟型,晴朗无云（或少云）、风速不大的夜间，地面辐射冷却很快，贴近地面气层冷却最快，较高的气层冷却较慢，因而形成了自地面开始逐渐向上发展的逆温层，即辐射逆温，日出后，地面受太阳照射增温，贴地逆温层自下而上逐渐消失，转变为中性或不稳定层结，原来滞留在逆温层内的污染物向上扩散受抑而向下蔓延，使地面浓度剧增造成局地严重污染的状况，即熏烟污染。,70,4、大气稳定度,（1）定义： 指在垂直方向上

29、大气稳定的程度。即大气对于在其中作垂直运动的气团是加速、抑制还是不影响其运动的一种热力学性质。,71,4、大气稳定度的影响（重点）,结论：大气稳定度是影响污染物在大气中稀释的重要因素，是大气湍流运动强弱的一种标志，当大气处于不稳定状态时，对流和湍流发展旺盛，污染物能得以迅速扩散。而在稳定性大气中，污染物不易扩散，易造成严重的大气污染。,72,5、降水的影响,各种形式的降水，能有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物。,6、雾的影响,雾象一顶盖子，它会使空气污染状况加剧。,73,影响小气候和太阳辐射 影响气候 产生温室效应 （Greenhouse effect） 城市的“热岛效应”,二、大气污染对气候的影响,74,影响小气候和太阳辐射-“阳伞效应”,烟尘,形成,云雾,颗粒性污染物,吸收太阳辐射,1、影响UV 生物学作用,2、冷化效应,3、遮天蔽日,阳伞效应是由烟尘增多形成的。人类的生产与生活活动，导致大气中的烟尘越来越多。悬浮在大气中的烟尘，一方面将部分太阳辐射反射回宇宙空间，削弱了到达地面的太阳辐射能，使地面接受的太阳能减少；另一方面吸湿性的微尘又作为凝结核，促使周围水汽在它上面凝结，导致低云、雾增多。这种现象类似于遮阳伞，因而称“阳伞效应”。阳伞效应的产生使地面接受太阳辐射能减少且阴、雾天气增多，影响城市交通等。,