大气污染

环境学导论之大气污染及防治基础知识准备大气的成分1、N2、O2等气体3、冰晶和固体微粒（如尘埃、花粉）2、水滴（如云滴、雾滴）大气概述大气的组成氮（78。084％）氧（20。946％）氩（0。934％）二氧化碳（0。0333％）主要成分次要成分干燥清洁空气水蒸气（0.01％～4％）杂质（自然过程、人类活动）大气二氧化碳：来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。现状：在大气中的含量有增加的趋势。影响：强烈吸收地面的长波辐射，引起温室效应的加剧。臭氧：来源：高空通过光化作用，低空通过闪电或有机物氧化及高空传输。作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生物免受过量紫外线的灼伤。分布：自然大气中含量很少。随高度分布不均匀，也随纬度和时间而异。水汽：来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。分布：随时间、地点变化很大。在铅直方向，一般随高度增加而减少。影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。对生物的生长和发育有重要影响。微粒：种类：固体微粒与液体微粒。影响：影响太阳辐射传输，使能见度变低，有的能起凝结核的作用。大气与大气组成一、大气与空气大气：大区域、大范围（全球性）的气流，也叫大气层或大气圈。空气：小区域、小范围的气流，提供给人类及动植物生存的气体。人类的生存极限一般是指：五周不吃饭、五天不饮水尚能生存，但五分钟不呼吸就会死亡。二、大气的组成恒定组分：N2、O2、Ar及微量的其它稀有气体。可变组分：CO2、O3、水蒸气等。不定组分：悬浮颗粒物、H2S、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、重金属元素及有机废气等。（这是大气污染控制的主要内容）大气圈结构及气象要素大气层的结构。大气层可以分为对流层（最贴近地面、密度最大的一层）、平流层（较高的、气体组成相同但密度较小的气层）以及电离层（由已电离的气体组成）外层对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见气温初稳后升热，只因层中臭氧多，水平流动天气好，高空飞行很适合地球束缚引力小空气质点往外跑电离层（KM）12（KM）50对流层平流层高层大气O3层大气圈垂直结构对流层（～10km左右）集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦作用明显自由大气－大气边界层以上，地面摩擦可以忽略近地层－地面上50～100m，热量和动量的常通量层大气圈垂直结构平流层（对流层顶～50~55km）同温层－对流层顶35~40km，气温-550C左右同温层以上，气温随高度增加而增加集中了大部分臭氧没有对流运动，污染物停留时间很长中间层（平流层顶～85km）气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈大气圈垂直结构暖层（中间层顶～800km）气温随高度升高而增高气体分子高度电离－电离层散逸层（暖层以上）气温很高，空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气压力总是随高度的升高而降低均质大气层－80～85km以下，成分基本不变大气的热力过程太阳、大气和地面的热交换•太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量•太阳辐射加热地球表面•地面长波辐射加热大气•近地层大气温度随地表温度变化大气稳定度及其判据定义：大气在垂直方向上稳定的程度；反映其是否容易对流定性描述：外力使气块上升或下降气块去掉外力气块减速，有返回趋势，稳定气块加速上升或下降，不稳定气块停在外力去掉处，中性不稳定条件下有利于扩散除了风以及大气温度分布情况之外，对大气污染产生污染的条件还包括：降水的影响能有效地吸收、淋洗空气中的各种污染物。雾的影响雾会使空气污染状况加剧。地形影响：比如城市区域-热岛效应城市高层建筑（下洗）城市热岛是以市中心为热岛中心，有一股较强的暖气流在此上升，而郊外上空为相对冷的空气下沉，这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重，人类生存的环境被破坏，导致人类发生各种疾病，甚至造成死亡。略为引申-核电站烟羽应急计划1、核电站烟羽应急计划区是如何划分的？核电站烟羽应急计划区，基本上是以核电站为圆心，半径8公里的划定区域，综合地形、长年主导风向等因素，局部地区调整后不到8公里。烟羽应急计划区又分为内区和外区。2、核电站烟羽应急计划区内区是如何划分的？以核电站为圆心，半径4公里的划定区域为烟羽应急计划区内区。同样，根据地形特点和主导风向的实际，考虑到实施应急防护措施的需要，局部地区有调整。因此，实际划定的烟羽应急计划区内区范围不完全是圆，局部地区距核电站约5公里。3、核电站烟羽应急计划区内区可能实施的主要应急防护措施有哪些？在烟羽应急计划区内区可能实施的主要应急防护措施有：隐蔽、撤离、服用稳定碘、食物和饮水控制等。4、核电站烟羽应急计划区外区是如何划分的？烟羽应急计划区内的内区以外的划定区域就是烟羽应急计划区外区，也就是以核电站为圆心，半径为4—8公里的环形区域。5、核电站烟羽应急计划区外区可能实施的主要应急防护措施有哪些？在烟羽应急计划区外区可能实施的主要应急防护措施有：隐蔽、服用稳定碘、食物和饮水控制等。大气污染与污染物1.大气污染①大气污染：由于人类活动和自然过程所产生的有毒有害物质进入到大气中，改变了大气的正常组成，超过其环境容量，破坏了环境，危害健康及生命财产，这种现象叫大气污染。②大气污染源及其分类天然污染源：指自然界发生的自然灾害，如森林火灾、地震、火山爆发等。人为污染源：指人类生产、生活活动形成的污染源.按污染物排放的空间高度分为：高架源、地面源。按污染物排放的空间分布方式分为：点源、面源、线源。按人类社会活动功能分为：工业污染源、农业污染源。２.大气污染物①颗粒污染物：烟尘、粉尘、雾等。②气态污染物：主要有五大类含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤素化合物。大气污染源及污染物污染源天然源：自然界自行向大气环境排放污染物的污染源。人为源：人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。火山雷电造成的森林大火燃煤汽车空调大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气，并对人和环境产生有害影响的物质。按来源，分为一次污染物和二次污染物直接由污染源排放的污染物进入大气的一次污染物之间或与正常大气组分发生反应，以及在太阳辐射下引起光化学反应而产生的新的污染物，它常比一次污染物对环境和人体的危害更为严重。按存在状态，分为颗粒物和气态污染物常表示为总悬浮微粒物(TSP)、飘尘和降尘。主要有一次污染物：SO2、H2S、NO、NH3、CO、CO2、HF、HCl、C1—C12化合物。二次污染物：SO3、H2SO4、MSO4、NO2、MNO3、醛类、酮类、酸类。其粒径绝大多数在100μm以下，其中多数在10μm以下。它是分散在大气中的各种粒子的总称，也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为PM10（粒径10μm）和PM2.5（粒径2.5μm）。PM10可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM2.5的危害则更为严重。降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物,一般直径大于30μm，由于其自身的重力作用会很快沉降下来。单位面积的降尘量可作为评价大气污染物程度的指标之一。（一）煤烟型污染主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。几种典型的大气污染（二）交通型污染污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染——光化学烟雾。它对人体、动植物、材料均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。（三）酸沉降污染它是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直接迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为和天然排放的SOX（SO2和SO3）和NOX（NO和NO2），其天然源一般是全球分布的，而人为排放的SOX和NOX则具有地区性分布的特点。悬浮颗粒物大气中污染物的迁移影响大气中污染物迁移的因素污染物在大气中迁移的驱动力：(1)风——使污染物向下风向扩散（2）对流——使污染物在垂直方向扩散（3）湍流——使污染物向各个方向扩散（4）浓度梯度——使污染物向浓度小的方向扩散其中风和湍流起主导作用。飞机高空喷洒药剂20世纪大气污染事件马斯河谷烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件伦敦烟雾事件多诺拉烟雾事件四日市哮喘病事件马斯河谷烟雾事件发生于1930年比利时的马斯河谷工业区，由于二氧化硫和粉尘污染对人体造成综合影响，一周内有近60人死亡，数千人患呼吸系统疾病。洛杉矶光化学烟雾事件发生于1943年美国洛杉矶，当时该市的200多万辆汽车生病在排放大量的汽车尾气，在紫外线照射下产生光化学烟雾，大量居民出现眼睛红肿、流泪、喉痛等症状，死亡率大大增加。伦敦烟雾事件发生于1952年英国伦敦，由于冬季燃煤排放的烟尘和二氧化硫在浓雾和中积聚不散，头两个星期死亡4000人，以后的两个月内又有8000多人死亡。多诺拉烟雾事件发生于1948年美国宾夕法尼亚州的多诺拉镇，因炼锌厂、钢铁厂、硫酸厂排放的二氧化硫及氧化物和粉尘造成大气严重污染，使5900多居民患病。事件发生的第一天有17人死亡。四日市哮喘病事件发生于1961年前后的日本四日市，由于石油化工和工业燃烧重油排放的废气严重污染大气，引起居民呼吸道病症剧增，尤其是使哮喘病的发病率大大提高，50岁以上的老人发病率约为8%，死亡10多人。（一）大气污染对人体健康的危害A、呼吸道吸入；B、随食物和饮水摄入；C、体表接触侵入。1、大气颗粒物4、氮氧化物5、光化学氧化剂3、一氧化碳2、二氧化硫颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。臭氧：对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时吸入则更严重。（二）大气污染对植物的危害损害植物酶的功能组织；影响植物新陈代谢的功能；破坏原生质的完整性和细胞膜。此外，还会损害根系生长及其功能；减弱输送作用与导致生物产量减少。（三）大气污染对材料的危害大气污染可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。（四）大气污染对大气环境的危害大气污染会导致降水的增加或减少，它对降水化学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。大气污染还会产生全球性的影响：大气中CO2等温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。室内空气污染污染原因：建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质的挥发、人们不健康的生活习惯。苯、甲醛、氡多开窗换气，戒烟，正确使用家庭化学剂，增加户外活动，摆放室内花卉植物常见12种大气污染物的危害及人为排放源1）二氧化硫SO2：人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、柴油发动机、金属冶炼厂、造纸厂等。主要危害：形成工业烟雾,高浓度时使人呼吸困难,是著名的伦敦烟雾事件的元凶；进入大气层后，氧化为三氧化硫（SO3）在云中形成酸雨，对建筑、森林、湖泊、土壤危害大；形成悬浮颗粒物，又称气溶胶,随着人的呼吸进入肺部,对肺有直接损伤作用。2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、PM10）人为排放源有：以煤和石油为燃料的火力发电厂、工业锅炉、垃圾焚烧、生活取暖、各种工厂、柴油发动机、建筑、采矿、露天采矿、水泥厂等。主要危害：随呼吸进入肺,可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症；沉积在