理化综合基础 教学课件 ppt 作者 茆有柏 程宏琦 第11章

第十一章 大气污染及其治理,第一节 大气污染简介,大气污染是指大气中污染物的浓度达到有害程度，超过了环境质量标准的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物，另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、漂尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物，而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质，大气污染物的种类和数量也在不断变化着。,大气污染对人体的危害主要表现为呼吸道疾病；对植物的危害可表现使其生理机制受压抑，成长不良，抗病虫能力减弱，甚至死亡；大气污染还能对气候产生不良影响，如降低能见度，减少太阳辐射(据资料表明，城市太阳辐射强度和紫外线强度要分别比农村减少1030%和1025%)而导致城市佝偻病发病率增加；大气污染物能腐蚀物品，影响产品质量；近几十年来，不少国家发现酸雨，雨雪中酸度增高，使河、湖、土壤酸化、鱼类减少甚至灭绝，森林生长受影响。,第二节 温室效应,由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是使地球表面变热。因此，二氧化碳也被称为温室气体。,它会带来下列几种严重恶果： (1)地球上的病虫害增加。 (2)海平面上升。 (3)气候反常，海洋风暴增多。 (4)土地干旱，沙漠化面积增大。 为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电(因为发电烧煤)，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张，不践踏草坪等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。,第三节 汽车尾气,在车水马龙的街头，一股股浅蓝色的烟气从一辆辆机动车尾部喷出，这就是人们通常所说的汽车尾气。这种气体排放物不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。在车辆不多的情况下，大气的自净能力尚能化解汽车排出的毒素。随着汽车数量的急剧增加，交通拥堵成了家常便饭，汽车本应具备的便捷、舒适、高效的优势逐渐被过多的车辆所抵消。“汽车灾难”已经形成，由此带来的汽车尾气更是害人不浅。,一、直接危害 科学分析表明，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称，与交通事故遇难者相比，英国每年死于空气污染的人要多出10倍。现在，我们来分析一下汽车尾气中的有害物质。,一氧化碳：一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，严重者危害血液循环系统，导致生命危险。,固体悬浮颗粒：固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。,氮氧化物：氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4mg/m3的空气中暴露10min，即可造成人的呼吸系统功能失调。,碳氢化合物：目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月，伦敦发生光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期多出4000人，45岁以上的死亡人数最多，约为平时的3倍；1岁以下的约为平时的2倍。,铅：铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中60%以上的铅来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病，并影响肝、肾等重要器官及神经系统的功能。由于铅尘密度大，通常积聚在1m左右高度的空气中，因此对儿童的威胁最大。,二、间接危害 尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸.,第四节 酸 雨,什么是酸雨？ 酸雨是指由于空气污染而造成的酸性降水，通常认为大气降水与二氧化碳气体平衡时的酸度pH等于5.6为降水天然酸度，并将其作为判断是否酸化的标准，当降水的pH低于5.6时,降水即称为酸雨。 降水为什么会变酸呢？ 这主要是空中云层吸收大气污染物，并在雨滴内不断反应形成酸性物质的结果。,一、酸雨的成因及危害 大气中的二氧化硫和氧化氮是形成酸雨的主要物质。大气中的二氧化硫和氧化氮主要来源于煤、石油和天然气的燃烧，它们在空气中缓慢氧化，分别形成硫酸和硝酸。 目前大气中的硫和氮的化合物大部分是由人类活动造成的，其中燃烧化石燃料(石油、天然气、煤炭)产生的二氧化硫和氮氧化物是造成酸雨的主要原因。在世界各国中，美国的二氧化硫年排放量和氮氧化物排放量都是最多的，中国在二氧化硫排放上次之。中国是燃煤大国，煤炭在能源消耗中占了70%，因而我国的大气污染主要是燃煤造成的。,酸雨对环境所造成的危害是极其严重的，被称为来自空中的“杀手”，它不但会使森林枯死，影响农作物和淡水生物的减产和死亡，而且还会腐蚀建筑物及一切暴露于空气中的设施及历史文物古迹等，甚至危害人体健康，危及城市的生态平衡。 硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中的矿物质，供植物吸收。如酸度过高，pH降到5.6以下时，就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属使其进入水中，毒害鱼类；会加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。,二、酸雨的治理措施 许多国家在遭受多年的酸雨危害之后，终于认识到，大气无国界，防治酸雨是一个国际性的环境问题，不能依靠一个国家单独解决，必须共同采取对策，减少硫氧化物和氮氧化物的排放量。经过多次协商，1979年11月在日内瓦举行的联合国欧洲经济委员会的环境部长会议上，通过了控制长距离越境空气污染公约，并于1983年生效。公约规定，到1993年年底，缔约国必须把二氧化硫排放量削减为1980年排放量的70。欧洲和北美(包括美国和加拿大)等32个国家都在公约上签了字。为了实现许诺，多数国家都已经采取了积极的对策，制定了减少致酸物排放量的法规。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：,(1)原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约4060的无机硫。 (2)优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。 (3)改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是深受各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。,(4)对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中8590的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好，但十分费钱。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达到电厂总投资的25之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。 (5)开发新能源，如太阳能、风能、核能、可燃冰等，但是目前技术不够成熟，如果使用会造成新的污染，且消耗费用十分昂贵。 控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和一氧化氮的人为排放量。另外，瑞典等国试验在已酸化的土壤和水体中施加碱性的石灰，在短期内也曾取得较好的效果。,第五节 大气污染防治,防治大气污染的根本方法，是从污染源着手，通过削减污染物的排放量，促进污染物扩散、稀释等措施来保证大气环境质量。但目前现有的经济技术条件还不能彻底根治污染源，因此，大气环境的保护就需要通过运用各种措施，进行综合防治。 目前主要从以下几个方面入手寻求大气污染的控制途径。,一、采取各种措施，减少污染物的产生 (1)区域采暖和集中供热。 (2)改善燃料构成。 (3)进行技术革新，改善燃烧过程。 (4)改进生产工艺，综合利用“废气”。 (5)开发新能源。 开发太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、生物能和核聚变能等清洁能源，以减少煤炭、石油的用量。以上新能源多为可再生性能源，在使用过程中不会产生化石能源开采使用的环境问题，是比较清洁的燃料。,二、采用各种技术控制污染物排放 (1)烟尘治理技术。 (2)二氧化硫治理技术。 (3)光化学烟雾治理技术。,三、合理利用环境自净能力，保护大气环境 1.搞好总体规划，合理调整工业布局 (1)搞好城市规划，完善基础设施建设。 (2)调整工业结构，合理调整工业布局。 2.做好大气环境规划，科学利用大气环境容量 3.选择有利于污染物扩散的排放方式 4.发展绿色植物，增强自净能力,四、加强大气管理 大气环境管理就是运用法律、行政、经济、技术、教育等手段，通过全面规划，从宏观上、战略上、总体上研究解决大气污染问题。法律是环境管理中的一种重要手段，是以规范性、强制性、稳定性和指导性的方式来管理环境。为了实现大气环境管理科学化、定量化，我国先后颁布了环境空气质量标准、大气污染物综合排放标准、工业锅炉烟尘排放标准、汽车尾气排放标准等一系列大气环境质量标准和污染物排放标准，为大气环境管理提供了依据。,