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回顾：第三章城市气候特征第1节城市的热量第2节城市的水第3节城市与风一、城市的太阳辐射及日照二、城市热量一、城市与降水二、城市下垫面蒸散量和水分贮存量三、城市与雾日四、城市的绝对湿度与相对湿度五、城市的径流一、城市的风速风向二、城市热岛环流三、盛行风与城市规划第四章城市的环境污染第一节城市的大气污染第二节城市的噪声污染第三节城市的水污染和固体废物污染第四节城市的土壤环境污染第五节环境污染与人体健康第六节城市环境质量评价城市是人们生产和生活集中的场所→利用、消耗自然资源→产生污染物质→当超过城市环境自身的净化能力→城市环境受到严重破坏和污染。城市环境的污染和破坏是多方面的，内容和形式极其广泛。按接受污染的领域范围和污染物质可分为大气污染、水体污染、土壤污染、固体废弃物污染、噪声污染等。第一节城市的大气污染城市上空的尘盖一、概述地球大气是一种气体混合物，其主要组成是N278.09%、O220.94%、氩0.93%、CO20.03%。这种大气的化学组成在太阳系的九大行星中非常特殊。离地球最近的两颗行星（金星和火星）的大气化学组成就与地球大气完全不同，其主要成分是CO2，而O2含量极少，几乎不存在。三行星大气化学组成及性质大气组成金星地球火星CO298%0.03%95%N21.9%78%2.7%O2Trace21%0.13%Ar0.1%1%2%总压力9010.001表面温度447°13°-53°地球大气中含有氖、氦、氙、H2、CH4、N2O、CO、O3、H20、SO2、H2S、NH3、气溶胶等微量气体及固体和液体的杂质（火山爆发、地震、岩石风化、森林火灾、人类活动产生的煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化物等。）大气圈的形成经历了漫长的地质时期。现在大气圈的面貌是地球各圈层（主要是生物圈）塑造的。生物圈各组分与大气之间保持着十分密切的物质与能量交换。它们从大气中摄取某些必需的成分，经过光合作用、呼吸作用和其残体的好气或厌气分解作用，又把一些气体释放到大气中去，使大气的组分保持着巧妙的平衡。如果大气组分的这种平衡一旦遭到破坏，就会对许多生物甚至会对整个生物圈造成灾难性的生态后果。如，CO2在大气中只占0.03%，但对生物很重要。据估算，生物圈每年吸收CO2480*109t，向大气排放量也差不多这个数值。工业革命以前，一直保持在0.028%.工业革命以后，CO2逐年上升，目前高时达到0.035%左右。CO2是温室气体，会使地球表面温度升高，并因此导致一系列连锁反应，其中对人类影响较大的是极地冰帽的溶化，细菌、病毒复活，海平面上升，使许多地区将被淹没在海水之下和受病毒细菌威胁。相反，如果CO2含量下降，则会引起气温下降，这种下降的幅度即使很少，也会带来很大影响，因为温度下降，作物生长期缩短，产量下降。对含量极少的CH4，目前是1.44ppm，只要略有增加，在现有的O2浓度下，就会因闪电而燃烧，更重要的是，CH4的温室效应比CO2强300倍，对全球变暖起着重要作用。O2浓度的大小决定了生物的演化过程：1)30亿年前，1/1000现在浓度，生命只可能出现在水下10米深处；2)6亿年前，1/100现在浓度，生物开始出现在水面上；3)4亿年前，1/10现在浓度，生物从海洋登上了陆地。4)此后，一直保持在一定的水平上（尽管有小幅波动）。大气中O2由21%上升到25%，则雷电就能把草地和嫩枝点燃，造成连绵不断的火灾，使全球植被化为乌有，当然这只是假想，因为其间还存在一些负反馈机制问题，如燃烧耗氧等。大气圈体积和质量巨大，有反馈机制，改变其成分并非易事。然而，人类以其巨大的数量和今日高度发达的科学技术，确实对大气圈发生着一定的影响。大气污染是指大气中由天然或人为释放的物质，其数量能对人体、动物、植物和物体产生不利影响的大气状况。形成大气污染必须具备三个条件：1)排放大量污染物质2)存在不利气象、地理条件3)有受害对象例如：伦敦烟雾事件烟尘及二氧化硫１９５２年１２月英国伦敦市５天内死亡４０００人，历年共发生１２起，死亡近万人咳嗽、喉痛、呕吐、胸闷ＳＯ２在金属颗粒物催化下生成ＳＯ３和硫酸及其盐，附在烟尘上吸入肺部居民取暖燃煤中含硫量高，排出大量ＳＯ２及烟尘，又遇逆温天气马斯河谷事件烟尘及二氧化硫１９３０年１２月（１９１１年发生过但无死亡）比利时马斯河谷（长２４公里，两侧山高９０米）几千人中毒，６０人死亡咳嗽、呼吸短促，流泪、喉痛、恶心、呕吐、胸闷窒息ＳＯ２、ＳＯ３和金属氧化物颗粒进入肺部深处谷地中工厂集中烟尘量大，逆温天气且有雾我国城市大气污染排位污染项目污染较严重的城市排位情况二氧化硫北方：太原、济南、乌鲁木齐、本溪、邯郸南方：贵阳、重庆、黄石、长沙、柳州、无锡氮氧化物北方：唐山、沈阳、鞍山、济南、包头、天津南方：上海、攀枝花、南京、南昌、武汉、杭州颗粒物北方：吉林、秦皇岛、西安、济南、乌鲁木齐、北京南方：黄石、贵阳、重庆、南昌、宁波、温州降尘北方：本溪、包头、乌鲁木齐、唐山、鞍山、郑州南方：黄石、上海、南京、长沙、衡阳、南昌二、大气污染物目前我国城市大气中存在的污染物可分为三大类：无机气体：CO、CO2、S-O化物、N-O化物、NH3、XClX、XFX、O3等。有机化合物：[CH]X、醇类、醛类、酯类、酮。颗粒物：(一）粉尘（二）SO2（三）燃烧煤及石油排放的其他有害气体（四）氟化物和氯（五）二次污染物、光化学烟雾（六）酸雨固态：烟尘、粉尘、扬尘等。液态：酸雨、酸雾。生物：微生物、植物种子、花粉等。洁净空气与污染空气中气体污染物含量（ppm，引自：董雅文，1993）污染物洁净空气污染空气二氧化硫二氧化碳一氧化碳二氧化氮碳氢化合物10-3~10-2310~330110-3~10-210.02~0.2350~7005~20010-2~10-11~2空气污染的来源及影响（一）粉尘粉尘指大气中颗粒状物质，包括固体和液体气溶胶。分降尘和飘尘两类。降尘，粒径在10μm以上，能很快降落至地面，多属于燃烧不完全的小碳粒，即人们所看到的黑烟。飘尘，粒径在10μm以下，其中相当大一部分比细菌还小，可长时间在空气中飘浮。粒径小于100μm的所有颗粒称为总悬浮颗粒。在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。可吸入颗粒物又称为PM10，指直径大于2.5微米、等于或小于10微米，可以进入人的呼吸系统的颗粒物；总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于或等于100微米的颗粒物。PM，英文全称为particulatematter(颗粒物）。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2012年2月，国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。粉尘来源：大气中粉尘有自然来源和人为来源两类。自然来源有尘土风暴如沙尘暴、森林火灾、火山爆发等。人为来源主要是燃料燃烧、工业生产、交通运输、施工过程等。PM10主要来自道路扬尘等；PM2.5则主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物等。内含物：有多种金属微粒及气体，如铅、汞、镉、铬、钡、铁及其氧化物，具有催化作用，能促使其吸附的二氧化硫、二氧化氮等有害气体，变为刺激性强得多的酸雾。健康损害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，直径相当于人类头发的1/10大小，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。表4-1飘尘中所含重金属能引起的机体反应•毒物名称能引起的机体反应•铅、有机铅、汞、有机汞、锰、铊等精神系统障碍•锌、铜、铁、铅、锰、镁、镉等蒸汽金属热•汞、镉、铀、铅等肾脏障碍•铅化物、砷化氢等血液系统障碍•汞、镉、铅、铊、砷等除上述外伴有消化系统障碍•砷、镍、镉等经动物实验有致癌效应监测标准PM2.5的标准，是由美国在1997年提出的，主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5指数已经成为一个重要的测控空气污染程度的指数。到2010年底为止，除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标并进行强制性限制外，世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测，大多通行对PM10进行监测。中国情况根据中国人民大学法学院与公众环境研究中心(IPE)于2011年1月发布的城市空气质量信息公开指数(AQTI)评价报告显示，北京、上海、广州、重庆等20个国内评价城市普遍未开展细颗粒物监测。值得注意的是，伦敦、巴黎、纽约等对PM2.5进行频密监测和发布的国际城市，其污染水平也相对较低，与此同时，不少发展中国家的大城市如墨西哥城和新德里等城市，也早已开展了PM2.5的频密监测和发布。2011年1月1日开始，环保部发布的《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》（以下简称《测定》）开始实施。《测定》首次对PM2.5的测定进行了规范，但在环保部近期进行的《环境空气质量标准》修订中，PM2.5并未被纳入强制性监测指标。2011年11月10日，环保部副部长张力军在第七届区域空气质量管理国际研讨会上表示，我国的PM2.5大气环境质量标准即将出台。标准将会采用世界卫生组织(WHO)规定的第一过渡时期的数值，来说明PM2.5指数的污染危害。2011年11月15日，著名大气环境专家、北京大学环境科学与工程学院院长张远航透露，世卫组织的标准与美国标准比稍微松一些，即使按照世卫的标准，加入PM2.5后，中国空气质量达标的城市将从现在的80%下降到20%，“我想这也是环保部迟迟未能下定决心将PM2.5纳入空气质量监测体系的原因。”监测对比：2011年12月5日，我国北方地区出现大雾天气，能见度不足一公里，致多个省份之间的高速公路关闭，超过300个进京航班延误或取消。美国驻华大使馆每小时发布一次PM2.5的监测数据，数据显示，2011年12月4日下午19时，美国驻华使馆监测到北京的PM2.5浓度为522，空气质量指数(AQI)为500，由于在美国使馆公布的AQI中，最高数值只有500，因此不少网友惊呼“再次爆表”。与此同时，北京市环保局的官方微博“绿色-北京”每日下午公布1次过去24小时监测数据，再公布一次未来24小时的预测数据，公布4日中午12时至昨午12时的空气污染指数为193，质量级别为“轻度污染2级”。两个等级之间的差别引发争议，北京当局曾解释，这是因为两国空气质量标准不同，但北京市民均觉得空气远不止“轻度污染”，有网友调侃“监测仪戴口罩了吗？以后喝西北风都有可能中毒。”纳入国标国务院总理温家宝2012年2月29日主持召开国务院常务会议，同意发布新修订的《环境空气质量标准》。历时4年修改后，PM2.5终于写入“国标”，纳入各省市强制监测范畴。与现行的标准相比，“新国标”最大的变化在于增加了细颗粒物（PM2.5）和臭氧8小时浓度限值监测指标。这也是公众对纳入国标呼声最高的两项指标。在《标准》中，PM2.5年和24小时平均浓度限值分别定为0.035毫克/立方米和0.075毫克/立方米，与世界卫生组织(WHO)过渡期第1阶段目标值相同。符合我国目前经济发展阶段和环境管理的需求。实施时间2011年12月21日，在第七次全国环境