臭氧层破坏课件.ppt
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- 臭氧层 破坏 课件
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1、LOGO第十二章全球性大气环境问题School of the Environment, Nanjing University 目前,国际社会最关注的全球性环境问题主要是: 气候变化、酸雨、臭氧层破坏、水体污染、海洋污染、热带雨林减少及荒漠化、生物多样性减少、有毒有害化学品及废弃物越境转移和扩散、持续有机物污染等。 目前目前, ,困扰世界的全球性大气污染问题困扰世界的全球性大气污染问题主要有三个主要有三个: :酸雨、全球性气候变暖、臭氧酸雨、全球性气候变暖、臭氧层空洞。层空洞。 全球性大气环境问题全球性大气环境问题1. 酸雨 1872年英国科学家史密斯分析了 伦敦市雨水成份。 农村雨水中含碳酸铵
2、,酸性不大。 郊区雨水含硫酸铵,略呈酸性。 市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性。 史密斯首先在他的著作空气和降雨:化学气候学的开端中提出“酸雨”这一专有名词。 1.1 1.1 酸雨酸雨 又称酸沉降又称酸沉降, ,是指是指pHpH值小于值小于5.65.6的天然降水和酸性气的天然降水和酸性气体及颗粒物的沉降。体及颗粒物的沉降。 带酸性的污物是可以有两种沉降方式的,带酸性的污物是可以有两种沉降方式的,湿沉降及湿沉降及干沉降干沉降。 湿沉降湿沉降是指那些污染物,随着雨、雪、雾或雹等降是指那些污染物,随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面,雨滴吸收包含了酸性物质,继水型态而落到地面,雨滴吸收包含了酸性
3、物质,继而降下时再冲刷酸性物质,降到地面;而降下时再冲刷酸性物质,降到地面; 干沉降干沉降则是指没有水份参与的情况下,带酸性物质则是指没有水份参与的情况下,带酸性物质从空中降下来的方式,通常,大气中酸性物质可被从空中降下来的方式,通常,大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面。植被吸附或重力沉降到地面。 某地区的为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。 最低值为0%; 最高值为100%。 一个降雨过程可能持续几天, 所以酸雨率应以一个降水全过程为单位,即酸雨率为一年出现酸雨的降水过程次数除以全年降水过程的总次数。 目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论中, 根据年降水pH值和酸雨率分为五级标准: v
4、 pH值高于5.65, 酸雨率是0%-20% , 为非酸雨区; v pH值在5.30-5.60之间, 酸雨率是10%-40% , 为轻酸雨区;v pH值在5.00-5.30之间, 酸雨率是30%-60%, 为中度酸雨区; v pH值在4.70-5.00之间, 酸雨率是50%-80%, 为较重酸雨区; v pH值小于4.70, 酸雨率是70%-100%, 为重酸雨区。1.2 酸雨的现状和趋势v 5050年代初,北欧国家瑞典和挪威渔业减产,原因不明;年代初,北欧国家瑞典和挪威渔业减产,原因不明;19591959年挪威科学家才揭示元凶是酸雨。欧洲大陆工业排放大量酸年挪威科学家才揭示元凶是酸雨。欧洲大
5、陆工业排放大量酸性气体,随高空气流飘到北欧,被雨雪冲刷,所形成酸雨使性气体,随高空气流飘到北欧,被雨雪冲刷,所形成酸雨使湖泊酸化,导致渔业减产。湖泊酸化,导致渔业减产。 v 上世纪上世纪5050年代中期美国科学家勒姆发现酸雨可导致湖泊和土年代中期美国科学家勒姆发现酸雨可导致湖泊和土壤酸化,即酸雨可形成灾难,但是此成果未能为世人重视。壤酸化,即酸雨可形成灾难,但是此成果未能为世人重视。v 6060年代,欧洲建立了欧洲大气化学监测网,继而发现年代,欧洲建立了欧洲大气化学监测网,继而发现pHpH值低值低于于4.0 4.0 的酸雨地区,集中于地势较低地区,如荷兰,丹麦,的酸雨地区,集中于地势较低地区,
6、如荷兰,丹麦,比利时等。瑞典科学家奥登研究了欧洲的气象和降水,湖水,比利时等。瑞典科学家奥登研究了欧洲的气象和降水,湖水,土壤的化学变化,证实欧洲大陆存在大面积酸雨,是洲级区土壤的化学变化,证实欧洲大陆存在大面积酸雨,是洲级区域环境问题。域环境问题。v19731973至至19751975年欧洲经济合作与发展组织开展了专年欧洲经济合作与发展组织开展了专项研究,证实酸雨地区几乎覆盖了整个西北欧。项研究,证实酸雨地区几乎覆盖了整个西北欧。19741974年和以后北美证实在美国东北部和与加拿大年和以后北美证实在美国东北部和与加拿大交界地区亦发现大面积酸雨区域,几乎北美有三交界地区亦发现大面积酸雨区域,
7、几乎北美有三分之二陆地面积受到酸雨威胁,甚至在美国夏威分之二陆地面积受到酸雨威胁,甚至在美国夏威夷群岛的迎风一侧,也出现酸雨。再后,东南亚夷群岛的迎风一侧,也出现酸雨。再后,东南亚日本、韩国等亦发现大面积酸雨。至此世人公认日本、韩国等亦发现大面积酸雨。至此世人公认酸雨是当前全球性重要区域环境污染问题之一。酸雨是当前全球性重要区域环境污染问题之一。v19861986年年5 5月,在环境保护国际会议上,专家们认为,月,在环境保护国际会议上,专家们认为,酸雨现象正在发展,它已成为严重威胁世界环境酸雨现象正在发展,它已成为严重威胁世界环境的问题之一。的问题之一。v地球的南极和北极地球的南极和北极, ,
8、终年冰雪终年冰雪, ,罕见人至罕见人至, ,但但8080年代年代, ,挪威科学家在北极圈内大面积地区都测到酸雨挪威科学家在北极圈内大面积地区都测到酸雨( (酸酸雪雪) )。他们认为是前苏联南部工业区排放的大气酸。他们认为是前苏联南部工业区排放的大气酸性物质性物质, , 随气流几千公里飘移到此地。随气流几千公里飘移到此地。v19981998年上半年年上半年, , 中国南极长城站八次测得南极酸中国南极长城站八次测得南极酸性降水性降水, , 其中一次其中一次pHpH值为值为5.465.46。当刮偏南风或偏。当刮偏南风或偏东风时东风时, , 南极大陆因为没有人为排放南极大陆因为没有人为排放, , 大气
9、是新大气是新鲜的鲜的, ,所以测得降水的都接近于中性;当刮西北风所以测得降水的都接近于中性;当刮西北风时时, , 来自南美洲和亚太地区的大气污染物将吹到来自南美洲和亚太地区的大气污染物将吹到中国南极站所处的南极半岛中国南极站所处的南极半岛, , 遇到降水形成酸雨。遇到降水形成酸雨。v9090年代科学家又在冰雪世界的南极和北极年代科学家又在冰雪世界的南极和北极收集到了含有有毒农药成份的收集到了含有有毒农药成份的“毒雪毒雪”。“毒雪毒雪”形成与酸雨或酸雪形成过程极为形成与酸雨或酸雪形成过程极为相似。也是人类活动,使用人造的农药到相似。也是人类活动,使用人造的农药到田间田间, ,杀虫增产,但农药却进
10、入了环境,通杀虫增产,但农药却进入了环境,通过大气远程传输,在高空中污染物被雨雪过大气远程传输,在高空中污染物被雨雪冲刷,最终降落地面冲刷,最终降落地面, ,危害人类。由危害人类。由“酸酸雨雨”, ,发展到发展到“毒雪毒雪”。v全球三大酸雨区v 北欧酸雨区:以德、法、英等国为中心,波及大半欧洲。v 北美酸雨区:包括美国和加拿大。酸雨区的总面积大约1000多万平方公里,降水的pH值小于5,有的甚至小于4。v 中国已成为世界第三大酸雨区。 中国南方降水的硫酸根浓度平均是德国的 4.5倍,美国的 5.5倍。 而硫酸根与硝酸根之比是德国的7.0倍。v我国南方酸雨属于硫酸型的。 主要由煤烟型大气污染造成
11、的;美国和德国降水是硝酸型的,主要由汽车尾气型大气污染造成的。1.3 酸雨的危害(1)酸化土壤 酸雨直接影响和危害土壤表层,干扰微生物正常酸雨直接影响和危害土壤表层,干扰微生物正常生化活性,森林枯枝落叶的分解、物质再循环受生化活性,森林枯枝落叶的分解、物质再循环受到破坏。到破坏。 土壤酸化使土壤微生物活性下降,限制土壤中有土壤酸化使土壤微生物活性下降,限制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗出与土壤团粒结合机物的分解和氮的固定,淋洗出与土壤团粒结合的钙、镁、钾等营养成分,使土壤贫瘠化。的钙、镁、钾等营养成分,使土壤贫瘠化。 v森林土壤退化,树木生长缓慢,对病虫害抵抗能力降低,大面积死亡。德国等欧
12、洲国家已出现,木材产量大幅度降低,每年造成的经济损失达90亿美元。我国仅川、黔、两广四省区,每年森林损失达十几亿元。v(2)酸化水体q 酸雨曾毁灭了加拿大4千多个湖泊。q 瑞典有9万多个湖泊中有2万多个遭到某种程度的酸雨危害,4千多个湖泊生态系统已完全被破坏。q 挪威南部80的湖泊和河流曾变成死水,曾鱼虾绝迹。v水体pH值降低还会使鱼类骨骼中钙含量减少,影响鱼类繁殖和生长。 当pH降至5.5以下时,甲壳类动物、浮游动物、软体动物等较小动物的生长会遭到严重抑制,对水生食物链产生重大不良影响。 当pH降至4.O时,大多数鱼类和水生动物将死亡。(3)破坏森林v世界各地都有关于构成森林的针叶树和阔叶树
13、枯世界各地都有关于构成森林的针叶树和阔叶树枯死、衰退现象的报导,其原因被认为是死、衰退现象的报导,其原因被认为是“酸雨酸雨”的影响。的影响。酸雨对森林造成危害主要原因:(1)二氧化硫气体引起的枯死衰退。(2)硫酸、硝酸等酸引起的枯死衰退。(3)树木生长不可欠缺的元素供应不均衡引起的枯死。 强酸度的降水、雾及高浓度的强酸度的降水、雾及高浓度的SOSO2 2等,直等,直接伤害植物叶片组织,影响其机能接伤害植物叶片组织,影响其机能。峨眉山松树峨眉山松树v研究报告指出,在大气污染十分严重的地区,由研究报告指出,在大气污染十分严重的地区,由于利用含硫量较高的劣质煤,往往出现(于利用含硫量较高的劣质煤,往
14、往出现(1)、)、(2)的危害。)的危害。波兰、捷克、中国南部的森林枯死、衰退等是典型的例子。v 源于废气的硝酸和源于农业、畜牧业的氨供应过源于废气的硝酸和源于农业、畜牧业的氨供应过剩的地区,往往出现(剩的地区,往往出现(3)的危害。)的危害。v(4)侵蚀艺术雕塑,损害建筑物和桥梁等 酸雨腐蚀建筑材料(石料、金属),使其风化过程加速,一些古迹特别是石刻石雕和铜塑像的损坏速度超过以往数百年甚至上千年,其中大理石最易受酸雨的损害。v经酸雨作用,被溶解下来的CaSO4.2H20和Ca(NO3)2或被雨水冲走,或以结壳形式沉积于大理石表面并逐渐脱落,使古迹遭到破坏。v 沙浆混凝土墙面经酸雨侵蚀后出现白
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