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第四章城市环境污染物及其来源3.1影响城市环境质量的基本因素3.1.1气象因素1、风向污染源不能建在城市主导风向的上风向鞍山市区的风玫瑰图2、风速风速对污染的影响很复杂。风速小，一方面大气稀释扩散能力弱，引起局地污染物浓度增加;但另一方面，在微风条件下热烟云抬升较高，从而使地面浓度减少。风速大，一方面固然表示大气扩散稀释能力强，使地面浓度减少;而另一方面，强风能使上升烟云弯曲提早抵达地面，引起地面浓度增加，同时强风将使烟云在建筑物背风侧造成下洗，会增加地面浓度。3、大气稳定度大气稳定度：指近地层大气作垂直运动的强弱程度稳定度不同，导致烟气扩散情况不同，分为5种类型：1、波浪型。大气整体不稳定，烟气上下左右大幅度地无规划地扩散和湍动，烟羽呈波浪型，在晴朗的夏天午后为常见。2、锥形。中等稳定层度，大气温度自下而上的递减较弱，多出现在阴天、风速较大、低层大气处于中性平衡时，或在早晚大气温度层结转换的过渡时刻烟羽呈圆锥型扩散。3、扇形：俯视这种烟羽，外形呈扇形。扇形烟羽多出现在晴朗夜间或早晨，当低层风小、气温自下向上增高、大气处于稳定状态，烟羽只能在稳定气层内缓慢地向两侧扩散。4、屋脊形（上升形）：这种烟羽多出现在傍晚，当烟轴之下至地面间气层稳定而烟轴之上气层不稳定时，烟羽则在上面不稳定气层中沿主导风向流动，呈屋脊形扩散。5、漫烟形（熏烟形）：漫烟形烟羽多出现在日出后辐射逆温被破坏时。此时，烟轴之上有逆温层，而烟轴之下至地面间气层不稳定，因此烟气向下扩散。逆温1.辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜空，由于地面有效辐射减弱，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强，日出后自下而上消失。2.平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温（冷暖空气的温差较大），上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地区。3.地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。或者冬季冷空气重，一沉聚谷底，造成下冷上热的现象。(例子:果树，蔬菜等农作物不种谷底)4.下沉逆温：在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流，由于气流下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于副热带反气旋区。它的特点是范围大，不接地而出现在某一高度上。这种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散，如果延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响。5.洋流逆温：寒流来临时，冷空气潜入暖空气下，带来干燥且多雾气候。4、降水降水对污染物有净化作用。降水的净化作用与降水强度有关。降水强度越大，对污染物的净化作用也就越强。因此大雨是净化城市空气的有效因子。5、雾什么是雾？在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下，气温接近零点，相对湿度达到100%时，空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使地面水平的能见度下降，这种天气现象称为雾雾对空气质量的影响雾本来不是污染。但人们在生产生活中产生各种污染物，排放到空气中，形成一些有毒有害物质，随着雾持续时间的延长，在排放程度有限的环境容量下，就会形成污染。因此大雾持续会影响空气质量。3.1.2地理因素1、地形地貌平坦地形有利于气态污染物的扩散；而山谷、盆地则因气流受阻不利于污染物扩散以本溪为例：曾经是卫星看不到的城市。本溪的地形是盆地，中部低，四周高，对气流有阻挡作用。加之，本溪的钢铁有百年的历史，坐落在“盆底”，如遇逆温静流，空气不易扩散，盘旋在本溪的上空。2、局地气流（1）城市高层建筑的影响城市的高层建筑会阻挡气流正常流动，在小范围内形成涡流，阻碍污染物迅速排走扩散，而停止在某一地段内，加深污染2、局地气流（2）海陆风发生在沿海城市。白天的时候，陆地升温比海洋快得多，因此陆地上的气温显著的比附近海洋上的气温高，在水平气压梯度力的作用下，上空的空气从陆地流向海洋，这就是陆风；傍晚的时候，海洋降温慢，陆地降温快，气流就从海洋吹向陆地，这就是海风。如果该沿海城市在陆地方向有山地阻挡，那么在白天陆风风声的时候，就会导致城市上空的污染物聚集，无法扩散2、局地气流（3）热岛效应城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面，改变了下垫面的热力属性，升温快，吸收热量多，蒸发耗热少，散失热量较慢；另一方面城市中，工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。这些都使得城市的温度比周围的郊区高热岛效应对空气质量的影响由于城市热岛而引起的城市与郊区之间的大气环流：空气在城区上升，在郊区下沉，而四周较冷的空气又流向市区，在城市和郊区之间形成一个小型的局地环流，称为城市风。由于城市风的存在，城区的污染物随热空气上升，往往在城市上空笼罩着一层烟尘等形成的穹形尘盖，使上升的气流受阻，污染物不易扩散，所以上升的气流转向水平运动，到了郊区下沉，下沉气流又流向城市的中心。如果城市的四周有工厂，这时工厂排出的污染物一并集中到城市的中心，致使城市的空气更加混浊。3.1.3污染源因素1、污染源的几何形状和排放方式点源、面源、线源点源：比如分散的高大的烟囱面源：一个区域内比较密集的排放源线源：交通道路3.1.3污染源因素2、源强、源高的影响源强就是污染物的单位时间里的排放量，污染物浓度与源强成正比源的高度影响：地面最大浓度与烟囱高度的平方成反比3.1.3污染源因素3、污染源距离距离越远，影响越小距离对噪声的影响最大3.1.4水体自净能力的因素1、流速2、河水径流量与污水流量的比值3、排污口的位置3.1.5有害物的联合作用（一）相加作用：即多种化学物质的混合物，其联合作用所产生的毒性为各单个物质产生毒性的总和。（二）协同作用：多种化学物质联合作用的毒性，大于各单个物质毒性的总和（三）拮抗作用：两种或两种以上化学物质同时作用于生物体，其结果每一种化学物质对生物体作用的毒性反而减弱，其联合作用的毒性小于单个化学物质毒性的总和。1948年美国的多诺拉烟雾事件，就是在一些企业排放二氧化硫的同时，锌冶炼厂又排出含锌烟雾气溶胶，在协同作用下，使其毒性加大1倍以上3.2城市大气污染物及其来源3.2.1颗粒物（灰尘）颗粒物降尘（≥100μm）TSP（≤100μm)PM10（≤10μm）PM2.5≤2.5μm颗粒物的危害越细小的颗粒物对人体危害越大，粒径小于10微米的可吸入颗粒物可随人的呼吸沉积肺部，甚至可以进入肺泡、血液。在肺部沉积率最高的是粒径为1微米左右的颗粒物。这些颗粒物在肺泡上沉积下来，损伤肺泡和粘膜，引起肺组织的慢性纤维化，导致肺心病，加重哮喘病，引起慢性鼻咽炎、慢性支气管炎等一系列病变，严重的可危及生命。颗粒物的来源工业、供暖燃料燃烧排放建筑扬尘地表扬尘汽车尾气外地尘源远程输送颗粒物3.2.2二氧化硫（SO2）SO2是一种无色、具有刺激性气味的不可燃气体，SO2在大气中极不稳定，最多只能存在1～2天。相对湿度比较大，以及有催化剂存在时，可发生催化氧化反应，生成SO3，进而生成H2SO4或硫酸盐，硫酸和硫酸盐可形成硫酸烟雾和酸性降水，造成较大的危害。SO2来源燃料燃烧排放（工业、供暖）硫化物矿石的焙烧、冶炼二氧化硫3.2.3氮氧化物（NOX）NO毒性不太大，但进入大气后可被缓慢地氧化成NO2，当大气中有O3等强氧化剂存在时，或在催化剂作用下，其氧化速度会加快。NO2的毒性约为NO的5倍。NOX对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗臭氧的一个重要因子。工业、供暖燃料燃烧排放汽车尾气土壤和海洋中有机物的分解生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有色及黑色金属冶炼厂等氮氧化物NOX来源3.2.4一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）CO是无色、无嗅的有毒气体，它能使人体因血液携带氧的能力降低而引起缺氧中毒。CO2是一种无毒的气体，是造成温室效应的主要因素。CO、CO2来源工业、供暖燃料燃烧排放汽车尾气一氧化碳煤，石油，天然气等化石燃料的燃烧动植物的呼吸作用动植物尸体经过微生物的分解二氧化碳碳氢化合物包括脂肪族烃、脂环烃、芳香烃。碳氢化合物是形成光化学烟雾的主要成分。在活泼的氧化物如原子氧、臭氧、氢氧基等自由基的作用下，碳氢化合物将发生一系列链式反应，生成一系列的化合物,最后形成光化学烟雾。碳氢化合物里面的多环芳烃中有不少物质被认为是致癌物质，经研究和动物试验表明，这些物质中苯并（a）芘是强致癌物质。3.2.5碳氢化合物（CnHn）碳氢化合物的来源碳氢化合物石油、天然气的燃烧工业生产汽车尾气3.2.6持久性有机物持久性有机污染物（PersistentOrganicPollutants，简称POPs）指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链（网）累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。它具备四种特性：高毒、持久、生物积累性、远距离迁移性，而位于生物链顶端的人类，则把这些毒性放大到了7万倍。主要有：艾氏剂、氯丹、DDT、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、六氯代苯、多氯联二苯、二恶英、α-六氯环己烷、β-六氯环己烷、六溴联苯醚和七溴联苯醚、四溴联苯醚和五溴联苯醚、十氯酮、六溴联苯、林丹、五氯苯…….第一类——农药杀虫剂第二类——工业化学品：包括多氯联苯(PCBs)和六氯苯(HCB)。第三类——生产中的副产品、垃圾焚烧：二恶英和呋喃持久性有机物的来源3.3城市水污染物及其来源3.3.1有机物质的污染3.3.2无机物质的污染3.3.3有毒物质的污染3.3.4油的污染3.3.5病原体微生物污染3.3.6富营养化污染3.3.7热污染3.3.1有机物质的污染主要包括碳氢化合物、蛋白质、脂肪、纤维素等等危害：消耗水中溶解氧，嫌气发酵时会分解出甲烷、硫化氢、硫醇、氨等腐臭气体，散发恶臭，无染环境水中有机物质的来源生活污水造纸废水制革废水食品工业废水水中有机物水中的无机物质主要包括酸、碱、无机盐类等。危害：酸、碱会使水体pHv值发生变化，破坏其自然缓冲作用，消灭或抑制细菌及微生物的声场，妨碍水体自净，腐蚀排水管道、船舶等；水肿的无机盐类会增加水体硬度，给工业和生活用水增加不利因素3.3.2无机物质的污染水中的无机物质的来源水中的酸主要来源于机械加工产业中的除锈酸洗工序、酸性造纸、化工生产、酸雨等；水中的碱主要来源于碱法造纸、化学纤维、制碱、制革、炼油等。酸性物质和碱性物质反应就生成盐。废水中含有很多有毒物质，如氰化物、砷化物、酚类，以及铅、汞、铬、镉等重金属。危害：氰化物、砷化物都有剧毒，砷化物还能在人体内蓄积。酚是一种中等强度的化学毒物，低浓度可引起蓄积性慢性中毒，高浓度可引起急性中毒以致昏迷死亡。水中的重金属可通过鱼类、水稻等进入人体并长期蓄积。铅可导致贫血症、神经机能失调和肾损伤；镉能够干扰骨中钙，如果长期摄入微量镉，使骨骼严重软化，骨头寸断，引起骨痛病；金属汞进入脑组织后，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害；可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。3.3.3有毒物质的污染水中的氰化物主要来源于电镀废水、焦炉和高炉的煤气洗涤和冷却水、化工废水等；水中的酚类主要来源于焦化厂、树脂厂、玻璃纤维厂、制药厂等。铅主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。镉主要来源有电镀、采矿、冶炼、燃料、电池和化学工业等排放的废水。汞主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科材料、燃煤、水生生物等。铬主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等水中有毒物质的来源水中的油分为矿物油和食物油两种。矿