#《農(nóng)村環(huán)境保護》課程輔導(dǎo)6

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1、第六章大氣污染和控制大氣是由多種成分組成的混合氣體。除去水汽和雜質(zhì)的空氣稱為干潔空氣（干燥清潔空氣）。 大氣層中空氣質(zhì)量的分布是不均勻的，總體看，海平面處的空氣密度最大，隨高度的增加，空氣密度逐漸變小。在超過1000?1400km的高空，氣體已非常稀薄，因此，通常是把 從地球表面到1000?1400km作為大氣層的厚度，超過1400km就是宇宙空間了。 大氣在垂直方向上的溫度、組成和物理性質(zhì)也是不均勻的。根據(jù)大氣溫度垂直分布的特點，在結(jié)構(gòu)上可將大氣分為五層。 對流層是大氣圈中最接近地面的一層。對流層集中了占大氣總質(zhì)量75％的空氣和幾乎全部的水蒸氣，是天氣變化最復(fù)雜的層次。對流層中存在著

2、極其復(fù)雜的天氣現(xiàn)象，如雨、雪、霜、雹、云、霧等。人類活動排放的污染物主要是在對流層聚集，大氣污染主要也是在這一層發(fā)生。 對流層頂至高度約50?55km處為平流層。平流層內(nèi)空氣比較干燥，幾乎沒有水汽和塵埃，大氣透明度好，是現(xiàn)代超音速飛機飛行的理想場所。主要是平流運動，一旦進入污染物則難于擴散。 由于平流層的空氣無垂直對流運動，平流層頂至高度為85km處為中間層。 熱成層（又稱暖層）位于85?800km的高度之間。線作用下處于電離狀態(tài)，因此又將其稱為電離層。 這一層空氣更加稀薄，氣體在宇宙射 該層大氣極為稀薄， 熱成層頂以上的大氣統(tǒng)稱為散逸層，也稱為外層。 動速度快。有的高速運動的粒

3、子能克服地球引力的作用而逃逸到太空中去，氣溫高，分子運所以稱其為散逸 層。 大氣污染通常是指由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進入大氣中，度，達到了足夠的時間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。 呈現(xiàn)出足夠的濃按污染的范圍大小，大氣污染可分為： 1）局部性大氣污染 如某個工廠煙囪排氣所造成的直接影響；2） 區(qū)域性大氣污染如工礦區(qū)或其附近地區(qū)的污染，或整個城市的大氣污染； 3） 廣域性大氣污染 是指更廣泛地區(qū)，更廣大地域的大氣污染，在大城市及大工業(yè)區(qū)可

4、以出現(xiàn)這種污染，最主要的污染是酸雨； （4）全球性大氣污染指跨國界乃至涉及整個地球大氣層的污染，如溫室效應(yīng)、臭氧層破壞等。 按污染物的化學(xué)性質(zhì)及存在狀況，大氣污染可分為： 還原型大氣污染（煤炭型）；氧化型大氣污染（汽車尾氣型） 按污染源存在形式分按污染物的排放形式分按污染物排放空間分按污染物排放的時間分 根據(jù)燃料性質(zhì)和污染物的組成，大氣污染可分為：煤炭型大氣污染；石油型大氣污染；混合型大氣污染；特殊型大氣污染特殊型污染是指有關(guān)工廠企業(yè)排放的特殊氣體所造成的污染。這類污染常限于局部范圍之內(nèi)。 固定污染源和移動污染源。 點源、線源和面源。 高架源和地面源。 連續(xù)源、間斷源和瞬時

5、源。 ＜按污染物發(fā)生類型分（最常用的方法）＞工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源和交通污染源。 排入大氣的污染物種類很多，其中影響范圍廣、對人類環(huán)境威脅較大、具有普遍性的污染物有顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氫化合物、氟化物及光化學(xué)氧化劑等。 依照和污染源的關(guān)系，可將其分為一次污染物和二次污染物。若大氣污染物是從污染源直接排出的原始物質(zhì)，進入大氣后其性質(zhì)沒有發(fā)生變化，則稱其為一次污染物或原發(fā)性污染物，如顆粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物等；若由污染源排出的一次污染物和大氣中原有成分，或幾種一次污染物之間，發(fā)生了一系列的化學(xué)變化或光化學(xué)反應(yīng)，形成了和原污染物性質(zhì)不同的

6、新污染物，則所形成的新污染物稱為二次污染物或續(xù)發(fā)性污染物，如倫敦型煙霧中硫酸、光化學(xué)煙霧中過氧乙酰硝酸酯、酸雨中硫酸和硝酸等。 顆粒物是除氣體之外的包含于大氣中的固體和液體物質(zhì)。 總懸浮顆粒物（TSP）指分散在大氣中的各種顆粒物的總稱，其粒徑絕大多數(shù)小于100（im 飄塵指粒徑小于10曲,能在大氣中長期飄浮的懸浮顆粒物質(zhì)，包括煤煙、煙氣和霧 降塵指粒徑大于10M靠重力作用能在短時間內(nèi)沉降到地面的顆粒物 碳氫化合物濃度是形成光化學(xué)煙霧的主要成分。碳氫化合物中的多環(huán)芳烴化合物3,4-苯并芘具有明顯的致癌作用，已引起人們的密切關(guān)注。 氟化氫對人的呼吸器官和眼結(jié)膜有強烈的刺激性，長期吸入低

7、濃度的HF會引起慢性中毒。目前在氟污染地區(qū)氟對人體健康的危害通常以植物為中間介質(zhì)，即植物吸收大氣中氟并在體內(nèi)積累，然后通過食物鏈進入人體產(chǎn)生危害，最典型的是引起牙齒酸蝕的“斑釉齒癥”和使骨骼中鈣的代謝紊亂的“氟沉著癥”。 大氣中一類氧化力特別強的氧化劑，如臭氧、過氧化物、過氧乙酰硝酸酯（PAN等統(tǒng)稱為氧化劑。它們是二次污染物。 汽車、工廠等排入大氣中氮氧化物、碳氫化合物等一次污染物，在太陽紫外線的作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成淺藍色的混合物（一次污染物和二次污染物）的污染煙霧現(xiàn)象稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧的表觀特征是煙霧彌漫，大氣能見度低。一般發(fā)生在大氣相對濕度較低、氣溫為24?32C的夏季晴

8、天。 酸雨是指pHv5.6的雨、雪或其他降水，是大氣污染的一種表現(xiàn)。 我國酸雨特點如下： （1）以長江為界，南方酸雨多于北方。（2）我國酸雨屬硫酸型。（3）降水酸度有明顯的季節(jié)性，一般冬季雨水pH值低，夏季pH值高。（4）城區(qū)的酸雨比郊區(qū)嚴重。 >室內(nèi)空氣污染 居室內(nèi)生活燃料的污染、吸煙的污染、居室裝修污染和建筑物結(jié)構(gòu)的影響等。 大氣污染物的擴散 由于大氣中各種遷移轉(zhuǎn)化過程造成的大氣污染物在時間上、空間上的再分布稱大氣擴散。影響大氣污染物擴散的因素主要是氣象因素和地理因素。 影響大氣污染物擴散能力的主要氣象因素是風(fēng)、大氣湍流、溫度層結(jié)和大氣穩(wěn)定度。 大氣的溫度層結(jié)是指大氣的氣

9、溫在垂直方向上的分布，即指在地表上方不同高度大氣的溫度情況。由于近地層實際大氣的情況非常復(fù)雜，各種氣象條件都可影響到氣溫的垂直分布，因此實際大氣的氣溫垂直分布和標準大氣可能有很大的不同?？偫ㄆ饋碛邢率鋈N情況： ① 氣溫隨高度的增加而降低，其溫度垂直分布和標準大氣相同，此時r>0;這種情況一般出現(xiàn)在晴朗的白天，風(fēng)速不大時。 ② 氣溫基本不隨高度變化，符合這樣特點的氣層稱為等溫層，此時r=0;這種情況一般出現(xiàn)在多云天或陰天，風(fēng)速比較大時。 ③ 氣溫隨高度的增加而增加， 其溫度垂直分布和標準大氣相反。這種現(xiàn)象稱為溫度逆溫，簡稱逆溫。出現(xiàn)逆溫的氣層叫逆溫層。此時rv0。這種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在少云

10、、無風(fēng)的夜晚。 逆溫層的出現(xiàn)將阻止氣團的上升運動，使逆溫層以下的污染物不能穿過逆溫層，只能在其下方擴散，因此可能造成高濃度污染。 逆溫分為接地逆溫和上層逆溫。若從地面開始出現(xiàn)逆溫，稱為接地逆溫，這時把從地面到某一高度的氣層，稱為接地逆溫層；若在空中某一高度區(qū)間出現(xiàn)逆溫，稱其為上層逆溫，該氣層稱為上部逆溫層。逆溫層的下限距地面的高度稱為逆溫高度，逆溫層上、下限的高度差稱為逆溫厚度，上、下限間的溫差稱為逆溫強度。 通過大氣穩(wěn)定度對煙流擴散的影響，可以直觀地看出大氣穩(wěn)定度和污染物擴散的關(guān)系。 地形地勢對大氣污染物的擴散和濃度分布有重要影響。地形地勢千差萬別，但對大氣污染物的影響其本質(zhì)上都是通

11、過改變局部地區(qū)（湍流和溫度層結(jié)）氣象條件來實現(xiàn)的。 大氣中主要污染物對農(nóng)業(yè)的影響 大氣污染對農(nóng)業(yè)的危害首先表現(xiàn)在植物生產(chǎn)上。對植物生長危害較大的大氣污染物主要是二氧化硫、氟化物和光化學(xué)煙霧。 二氧化硫?qū)χ参锏奈：?，首先從葉背氣孔周圍細胞開始，逐漸擴散到海綿和柵欄組織細胞，使葉綠素破壞，組織脫水壞死，形成許多點狀、塊狀或條狀褪色斑點，受害部位和健康組織之間界限分明。受二氧化硫傷害的植物，初期主要在葉脈間出現(xiàn)白色傷斑，輕者只在葉背氣孔附近，重者則從葉背到葉面均出現(xiàn)傷斑，這是二氧化硫危害的主要特征，后期葉脈也褪成白色，葉片脫水，逐漸枯萎。 氮氧化物對植物的毒性較其它大氣污染物要弱，一般不會產(chǎn)

12、生急性傷害，而慢性傷害能抑制植物的生長。危害癥狀表現(xiàn)為在葉脈間或葉緣出現(xiàn)形狀不規(guī)則的水漬斑，逐漸壞死，而后干燥變成白色、黃色或黃褐色斑點，逐步擴展到整個葉片。對氮氧化物敏感植物有扁豆、番茄、萵苣、芥菜、煙草、向日葵等；抗性植物有柑桔、黑麥等。 大氣中的氟化物主要是氟化氫和四氟化硅。它們對植物的危害癥狀表現(xiàn)為從氣孔或水孔進入植物體內(nèi)，但不損害氣孔附近的細胞，而是順著導(dǎo)管向葉片尖端和邊緣部分移動，在那里積累到足夠的濃度，并和葉片內(nèi)鈣質(zhì)反應(yīng)。生成難溶性氟化鈣沉淀于局部，從而干擾酶的催化活性，阻礙代謝機制，破壞葉綠素和原生質(zhì)，使得遭受破壞的葉肉因失水干燥變成褐色。當(dāng)植物在葉尖、葉緣出現(xiàn)癥狀時，受害幾

13、小時便出現(xiàn)萎縮現(xiàn)象，同時綠色消退，變成黃褐色，二、三天后變成深褐色。對氟化物敏感的植物有玉米、蘋果、葡萄、杏等；具抗性的植物有棉花、大豆、番茄、煙草、扁豆、松樹等。 光化學(xué)煙霧中對植物有害的成分主要是臭氧、過氧乙酰硝酸酯（PAN等。臭氧對植物的危害主要是從葉背氣孔侵入，通過周邊細胞、海綿細胞間隙，到達柵欄組織，使其首先受害，然后再侵害海綿細胞，形成透過葉片的密集的紅棕色、紫色、褐色或黃褐色的細小壞死 斑點。同時，植物組織機能衰退，生長受阻，發(fā)芽和開花受到抑制，并發(fā)生早期落葉、落果現(xiàn)象。對臭氧有抗性的植物有胡椒、銀杏、甜菜、松柏等。 過氧乙酰硝酸酯（PAN是光化學(xué)煙霧的劇毒成分，對植物的毒

14、性很強。PAN危害植物的癥狀表現(xiàn)為葉子背面海綿細胞或下表皮細胞原生質(zhì)被破壞，使葉背面逐漸變成銀灰色或古 銅色，而葉子正面卻無受害癥狀。PAN還能夠促進植物整株老化，抑制植物生長發(fā)育。對PAN敏感的植物有番茄、扁豆、萬苣、芥菜、芹菜、馬鈴薯等；對PAN抗性強的植物有玉米、棉 花、黃瓜、洋蔥等。 酸雨對環(huán)境的影響 （一）對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響酸雨對水生生態(tài)系統(tǒng)的危害最為嚴重。 （二）對陸生生態(tài)系統(tǒng)的影響酸雨對陸生生態(tài)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)在以下幾個方面： 1．土壤酸化問題；2．森林破壞 （三）對各種材料的侵蝕作用 1．對建筑材料的侵蝕；2．對金屬的侵蝕 （四）對人體的危害作用酸雨對人體健康

15、的影響是間接的。例如許多國家由于酸雨的溶侵作用，使地下水中Al、Cu等金屬元素的濃度超出正常值的10?100倍，飲用這樣的水 必然對人體健康有害。此外，由于食物鏈的作用，如果食用受過酸性水污染的魚類，則也可能對人的健康造成傷害。 大氣污染對人體健康的影響 大氣中有害物質(zhì)主要通過下述三個途徑侵入人體造成危害：第一，通過人的直接呼吸而進入人體；第二，附著在食物或溶于水，隨飲水、飲食而侵入人體；第三，通過接觸或刺激皮膚而進入到人體，尤其是脂溶性物質(zhì)更易從皮膚滲入人體。大氣污染對人體的影響，首先是感覺上受到影響，隨后在生理上顯示出可逆性反應(yīng)，再進一步就出現(xiàn)急性危害的癥狀。大氣污染對人的危害大致可

16、分急性中毒、慢性中毒、致癌三種。 目前，困擾世界的全球性大氣污染的問題主要是全球氣候變暖（即溫室效應(yīng)）和臭氧層的破壞。 大氣層中的某些微量氣體組分能使太陽的短波輻射透過，加熱地面，而地面增溫后所放出的熱輻射，卻被這些組分吸收，使大氣增溫，這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。這些能使地球大氣增溫的微量氣體組分，稱為溫室氣體。 科學(xué)家估計，全球變暖對世界的影響集中在這樣幾點： 1．海平面上升 2．氣候變化 全球變暖將引起世界溫度帶的移動，大氣運動也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，降水情況也發(fā)生改變。氣候變化明顯特點如下： （1）大部分地區(qū)溫度上升但也有例外。 （2）全球降雨量增加，全球陸地降雨量增加了1％。

17、 （3）沿海岸的亞熱帶地區(qū)會出現(xiàn)更潮濕的季風(fēng)。 4）臺風(fēng)的強度增強。 （5）颶風(fēng)更頻繁、更強大，并向高緯度地區(qū)發(fā)展。 3．對生物多樣性的影響全球變暖控制對策控制全球變暖，就必須要減少大氣中的溫室氣體含量，其中關(guān)鍵的問題是控制CO2的含 量。 1、基本控制對策 （1）能源對策 ①發(fā)展核能和氫能②開發(fā)利用新能源③開發(fā)替代能源 （1）綠色對策 2、發(fā)達國家負有減少溫室氣體的主要責(zé)任 臭氧在大氣中的分布主要集中在平流層15?35km附近。臭氧在大氣中的分布不均勻，低緯度較少，高緯度較多，且無論在時間上還是在空間上層的形狀及臭氧的濃度都處于變化中。就是這樣一個臭氧層卻吸收了99％的來

18、自太陽的高強度紫外線，保護了人類和生物免 受紫外線的傷害。 隨著對臭氧層功能的深入研究，臭氧層破壞后造成的危害日益引起人們的憂思，這些危害主要表現(xiàn)在下面幾個方面。 1．對人類健康的影響、（1）致癌作用；（2）損傷人體免疫系統(tǒng)；（3）對眼的損傷 2．對植物的影響植物過多地暴露在紫外線照射下，也會有各種不良反應(yīng)。 3. 對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響 （四）臭氧層破壞對策 大氣中臭氧層的破壞，主要是由消耗臭氧層的化學(xué)物質(zhì)引起的，因此對這些物質(zhì)的生產(chǎn)量及消費量應(yīng)加以限制。減少或停止向大氣的排放，將是防止臭氧層破壞的有效措施。 顆粒污染物的治理技術(shù) 從廢氣中將顆粒物分離出來并加以捕集、回收的過

19、程稱為除塵。實現(xiàn)上述過程的設(shè)備裝置稱為除塵器。 依照除塵器工作原理可將其分為機械式除塵器、過濾式除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器等四類。 1、機械式除塵器機械式除塵器是通過質(zhì)量力的作用達到除塵目的的除塵裝置。質(zhì)量力包括重力、慣性力和離心力，主要除塵器形式為重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。 2．過濾式除塵器過濾式除塵是使含塵氣體通過多孔濾料，把氣體中的塵粒截留下來，使氣體得到凈化的方法。 3．濕式除塵器 濕式除塵也稱為洗滌除塵。該方法是用液體（一般為水）洗滌含塵氣體，使塵粒和液膜、液滴或霧沫碰撞而被吸附，聚集變大，塵粒隨液體排出，氣體得到凈化。 4．靜電除塵器靜電除塵是利用高壓電

20、場產(chǎn)生的靜電力（庫侖力）的作用實現(xiàn)固體粒子或液體粒子和氣流分離的方法。 氣態(tài)污染物的治理技術(shù) 目前常用的脫除SO2的方法有拋棄法和回收法兩種。拋棄法是將脫硫的生成物作為固體廢物拋掉，方法簡單，費用低廉?；厥辗ㄊ菍O2轉(zhuǎn)變成有用的物質(zhì)加以回收，成本高，所得副產(chǎn)品存在著使用及銷路問題，但對保護環(huán)境有利。在我國，從國情和長遠觀點考慮，應(yīng)以回收法為主。 目前，在工業(yè)上已使用的脫除SO2的方法主要為濕法，即用液體吸收劑洗滌煙氣，吸收所含的SO;其次為干法，即用吸附劑或催化劑脫除廢氣中的SO。 對含NOx的廢氣也可采用多種方法進行凈化治理（主要是治理生產(chǎn)工藝尾氣）。 1．吸收法;2．吸附法;3．催化還原法 控制汽車尾氣中有害物排放濃度的方法有兩種：一種方法是改進發(fā)動機的燃燒方式，使污染物的產(chǎn)生量減少，稱為機內(nèi)凈化;另一種方法是利用裝置在發(fā)動機外部的凈化設(shè)備，對排出的廢氣進行凈化治理，這種方法稱為機外凈化。從發(fā)展角度說，機內(nèi)凈化是根本解決問題的途徑，也是今后應(yīng)重點研究的方向。 城市大氣污染綜合防治 1．制定綜合防治規(guī)劃，實現(xiàn)“一控雙達標” 2．調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)，推行清潔生產(chǎn) 3．改善能源結(jié)構(gòu)，大力節(jié)約能源 4．綜合防治汽車尾氣 5．完善城市綠化系統(tǒng) 6．加強城市大氣環(huán)境質(zhì)量管理