大气污染物来源及危害

1大气污染物的来源及危害Organizedby:EinsteinⅡDeliveredby:EinsteinⅡ2一、大气污染物的来源大气污染物的来源可分为自然源(naturalsources)和人为源(artificialsources)34自然源火山爆发(volvaniceruption)森林火灾(forestfire)生物尸体腐烂(bodydecaying)土壤岩石风化(soil&limestoneweathering)5VolcanicEruptions冰岛火山爆发，产生了浓度很大的硫化氢，使整个欧洲的上空处于禁飞区。6森林火灾(ForestFire)森林火灾除了烧毁树木、使珍稀动植物无家可归以外，同时还排放了一些对大气有害的物质，如一氧化碳、二氧化硫等。7生物尸体腐烂(bodydecaying)动物尸体腐烂以后会产生病原体、硫化氢等有毒有害物质和生物，在风力、水力等机械作用下能够传播，对人类有很大危害。8Soil&LimestoneWeathering岩石风化后会掀起扬尘，进入大气影响可见度。9人为排放源:TransportationElectricpowergenerationIndustrialprocessesIndustrialanddomesticfuelburningRefuseburningEtc.101、燃料燃烧火力发电厂、钢铁厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量污染物。燃烧排气中的污染物组分与能源消费结构有密切关系。发达国家能源以石油为主，大气污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有机化合物。我国以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫。火力发电厂1112垃圾焚烧也是目前世界上备受争议的问题。垃圾焚烧过程中能够释放的最主要的有毒有害物质就是二噁英。二噁英毒性是氰化物的130倍，砒霜的900倍，被称为世纪之毒。13水泥厂2、工业生产过程化工厂、石油炼制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料制成成品的过程中，都会有大量的污染物排人大气中。这类污染物主要有粉尘、碳氢化合物、含硫化合物、含氮化合物以及卤素化合物等多种污染物。14土法炼焦153、农业生产过程主要来自农药和化肥的使用。164、交通运输车辆行驶产生的扬尘和排放的汽车尾气，轮船、机车燃料燃烧排放的烟尘。也是二次污染物的主要来源。根据对烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳四种主要污染物的统计，我国大气污染物主要来源于燃料燃烧，其次是工业生产与交通运输，它们所占的比例分别为70％、20％和10％；燃料构成以燃煤为主，约占能源消费的75％。煤的燃烧为我国大气污染物的主要来源，同时也形成了我国煤烟型大气污染的特点。因此，控制煤烟型的大气污染，将是我国近期大气污染防治的主要任务。1718光化学烟雾实例19SourcesofairbornepollutioninAsiaarelistedasfollowed:powergeneration,industry,traffic,homecooking,andbiomassburningSource:DavidStreets.EnergyUse,Emissions,andAirPollutioninAsia20世界各大污染事件：21（1）马斯河谷事件：1930年12月1日－5日，比利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积聚。3天后，开始有人发病；一周内，60多人死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所致，当时大气中的二氧化硫浓度高达25－100mg/m3。（现国家标准小时平均0.7mg/m3)22（2）多诺拉事件：1948年10月26日－31日，美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，大部分地区持续有雾，全镇43%的人口（5911人）相继发病，17人死亡。这次事件是由二氧化硫与金属元素、金属化合物相互作用所致，当时大气中二氧化硫浓度高达(0.5－2.0)ppm，并发现有尘粒。23（3）伦敦烟雾事件：1952年12月5－8日，伦敦天气异常，这时的风速不超过每小时3公里。气温也在下降，形成逆温层，相对湿度达到82%。在这种无风、逆温和浓雾的气候条件下，污染物蓄积伦敦上空，使伦敦的空气充满了难闻的煤烟味。大气中尘粒高达4.46mg/m3，是平时的10倍，二氧化硫高达3.8mg/m3，是平时的6倍。4天中对于往常死亡人数4000多人。24据统计，伦敦地区在烟雾期间共有4703人死亡。除烟雾期间外，在后来的两个月中还有8000多人相继病死，尸体解剖分析，大都存在因烟雾引起的呼吸道刺激症状。幸存者中有成千上万人患上支气管炎，冠心病、肺结核、心脏病、肺炎、肺癌、流感等各种疾病。25（4）洛杉矾光化学烟雾事件：1936年在洛杉矶开采出石油后，刺激了当地汽车业的发展。由于汽车汽化率低，每天有大量碳氢化合物排人大气中，受太阳光的作用，形成了浅蓝色的光化学烟雾，使这座本来风景优美、气候温和的滨海城市，成为“美国的雾城”。这种烟雾刺激人的眼、喉、鼻，引发眼病、喉头炎和头痛等症状，致使当地死亡率增高。同时，又使远在百里之外的柑桔减产，松树枯萎。265）四日事件：据报道，四日市工业粉尘和二氧化硫的排放量每年达13万吨。大气中二氧化硫浓度超过标准5-6倍，烟雾层厚达500米，其中飘浮着多种有害气体和金属粉尘。1961年，日本四日市哮喘大流行，原因就是大气污染，居民长期吸入含有二氧化硫、铅等物质的混合气体，引发了哮喘病。1964年，四日市有连续3天烟雾不散，哮喘患者开始死亡。到了1967年，一些患者因不堪忍受痛苦而自杀。1972年，确认为四日哮喘的患者达817人，死亡10多人。27（6）切尔诺贝利核电站事故28（7）印度帕博尔毒气泄漏事件29（8）重庆川东北“12.23”井喷事件2003年12月23日22时，地处重庆市开县高桥镇的川东北气矿一矿井发生天然气“井喷”事件，大量硫化氢泄漏，使243条生命撒手人寰，万余群众中毒受害。被称作是新中国成立以来最严重的一起工业事故。事故直接原因是由于有关人员对井的特高出气量估计不足、违章操作以及未能及时发现溢流征兆并采取挽救措施，而造成有毒物质扩散，导致大量人员中毒伤亡。30重庆川东北“12.23”井喷事件31（9）延边一氧化碳中毒事件2006年2月13日开始，吉林省延边朝鲜族自治州六个县（市）出现大范围一氧化碳中毒事件，人数达到277人，其中15人死亡。据初步调查显示，事故的主要原因是由于2月13号开始，延边地区天气异常转暖，形成了230米厚的逆温层，气压偏低，风速不到一级，空气流通不畅，导致当地一些居住在平房区的居民，在烧煤炉取暖时，发生散发性一氧化碳中毒。3233二、大气污染的影响1.对人体健康的影响CO对人体健康的影响CO（10-6）对人体健康的影响5－10对呼吸道患者有影响30人滞留8h，视力及神经机能出现障碍40人滞留8h，出现气喘1201h接触，中毒，血液中CO—Hb10%2502h接触，头疼，血液中CO—Hb=40%5002h接触，剧烈心痛，眼花，虚脱300030min即死亡34NO2对人体健康的影响NO2（10-6）对人体健康的影响1闻到臭味5闻到强臭味10—1510min眼、鼻受到刺激501min内人呼吸困难803min感到胸痛、恶心100—150在30—60min内死亡250很快死亡35臭氧对人体健康的影响注：部分人群接触臭氧后肺功能下降Figure1.IndividualResponsetoOzoneExposure(afterKulle,etal,Am.Rev.)-50510152025300.10.150.20.25OzoneConcentration(ppm)%ReductioninFEV1一秒用力呼气容积(Forcedexpiratoryvolumeinonesecond,FEV1)：吸气至肺总量位后一秒之内快速呼出气量。36突发性严重大气污染事故1952年12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性372.对植物的伤害暴露时间，h0.10.11.0101001000NO2浓度，ppmNO2浓度，mg/m3暴露时间，days注：二氧化氮浓度和暴露时间与植物死亡、叶器官损伤和新陈代谢或生长影响之间的关系Source：Springer-VerlagandProf.D.C.MacLean383.对器物和材料的影响注：平均二氧化硫浓度和不同暴露时间与低碳钢的腐蚀之间的关系（1963－1964年9月，在芝加哥的七个地点进行的实验）Source：AirandWasteManagementAssociation39大气污染物对仪器、设备和建筑物等，都有腐蚀作用。如金属建筑物出现的锈斑、古代文物的严重风化等。美国纽约的自由女神像也饱受酸雨的侵蚀404.对大气能见度的影响对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：总悬浮颗粒物（TSP）SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子41能见度与自然景观USEPA在1999年宣布，将在未来几十年内致力于提高国家公园和旷野地区的空气质量例：美国大烟雾山国家公园（北卡罗莱纳州）照片晴天雾天42由于本地或附近尘沙被风吹起而造成的扬沙、沙尘暴与浮尘,其共同特点是能见度明显下降，出现时天空混浊，一片黄色。扬沙天气风较大，影响的能见度在1公里到10公里之间；沙尘暴风很大，能见度小于１公里。而浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等细粒浮游空中而形成，俗称“落黄沙”，出现时远方物体呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色，能见度小于10公里。43讨论结合亲身体会谈一下目前比较严重的大气污染现象有哪些，讨论产生的原因及其主要危害；防治这些大气污染的具体措施44天然雨水本身略带酸性，雨水的酸度也是以酸碱值来表达的。一般雨水的pH值约为5.6，因此一般是以雨水中的pH值小于5.6称为酸雨，所谓酸雨就是酸性的雨，酸雨的正确名称应该是「酸性湿沉降」，其实，带酸性的污染物是可以有两种沉降方式的，它们是「湿沉降」及「干沉降」。酸雨454647我国酸雨主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。以长沙为代表的华中酸雨区，降水酸度值最低，酸雨出现频率最高，并呈逐年加重趋势；西南酸雨区污染程度仅次于华中酸雨区；华南酸雨区、华东沿海酸雨区分布较广，污染较重。48酸雨因pH小于5.6，造成土壤、岩石中的有毒金属元素溶解，流入河川或湖泊，严重時使得魚类大量死亡。返回49火山爆发喷出大量的硫化物及悬浮固体物，自然水域表面释放的硫化氢，动植物分解产生有机酸，土壤微生物及海藻释放之硫化氢、二甲基硫及氮化物等，以上所提出的都是偶然将雨水的pH降低至5.0左右的。自然物质的来源50工业化后，燃料之大量使用，燃烧过程中产生一氧化碳、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物及有机酸及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水之pH值降低，形成酸雨。人为源51温室效应众所周知，温室具有让阳光进入、阻止热量外逸的功能，人们称之为“温室效应”。在地球大气中，存在一些微量气体，如二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、甲烷、氟利昂等，它们也有类似于温室的功能，即让太阳短波辐射自由通过，同时强烈吸收地面和空气放出的长波辐射（红外线），从而造成近地层增温。我们称这些微量气体为温室气体，称它们的增温作用为温室效应。在阳光照射地面時，它们发挥防止地面湿度、温度散失的功能，使地面温度不会下降得太快，地表平均温度保持在摄氏十五度左右。但正是温室效应不断增加的结果，使得地球温度慢慢升高。521.)酸湖形成，鱼虾难存2.)食物减少，鱼虾更难存3.)湖泊变死湖4.)土壤酸化，作物减产5.)土壤酸化，影响营养7.)酸雨危害