3-4全球性大气环境问题与大气污染控制解析课件.ppt
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1、第三三章章第六节第六节 全球大气环境问题全球大气环境问题全球气候变化全球气候变化臭氧层破坏臭氧层破坏酸雨酸雨1第三三章章温室效应一、全球气候变化一、全球气候变化2第三三章章大气中的大气中的COCO2 2、CHCH4 4等气体对等气体对太阳发出的太阳发出的短波吸收很弱,短波吸收很弱,而对地面长波辐射吸收很强,从而使散失到大气层而对地面长波辐射吸收很强,从而使散失到大气层以外的热量相对减少,地球表面的温度得以维持,以外的热量相对减少,地球表面的温度得以维持,大气这种对地表热辐射遮挡保温的属性类似温室中大气这种对地表热辐射遮挡保温的属性类似温室中玻璃具有的作用,故被称为玻璃具有的作用,故被称为温室效
2、应温室效应。温室效应温室效应的定义的定义 (Greenhouse Effect)(Greenhouse Effect)3第三三章章全球变暖全球变暖原因:温室效应的加剧原因:温室效应的加剧温室气体:温室气体:COCO2 2、CHCH4 4、二氯乙烷、臭氧、二氯乙烷、臭氧、氯氟烃氯氟烃(CFC-11CFC-11、CFC-12)CFC-12)、四氯化碳、四氯化碳、氧化亚氮等,其中尤以氧化亚氮等,其中尤以COCO2 2的温室的温室作用最明显。作用最明显。4第三三章章气候变暖的主要原因气候变暖的主要原因自然因素自然因素包括太阳活动、地球轨道参数的改变、包括太阳活动、地球轨道参数的改变、地外物体的撞击等。
3、其中,对太阳黑子地外物体的撞击等。其中,对太阳黑子活动影响的研究较多。最近活动影响的研究较多。最近100100年以来的年以来的太阳黑子相对数也呈现一个增强的趋势,太阳黑子相对数也呈现一个增强的趋势,与大气中二氧化碳的浓度值和全球变暖与大气中二氧化碳的浓度值和全球变暖的趋势基本吻合。的趋势基本吻合。人为因素人为因素包括两方面内容:一方面,工业生产,燃包括两方面内容:一方面,工业生产,燃料燃烧排放大量的温室气体,引起温室效料燃烧排放大量的温室气体,引起温室效应增强;另一方面,热带森林和温带植被应增强;另一方面,热带森林和温带植被的破坏间接改变了大气中温室气体的浓度,的破坏间接改变了大气中温室气体的
4、浓度,也可使气候变暖。也可使气候变暖。5第三三章章1、海平面上升、海平面上升:低地被淹,海岸被冲蚀,排洪不畅,:低地被淹,海岸被冲蚀,排洪不畅,土地盐渍化,海水倒灌、土地盐渍化,海水倒灌、等。等。全球变暖可能产生的影响全球变暖可能产生的影响未来海平面变化的预测未来海平面变化的预测 预测者预测者 预测年份预测年份 上升量上升量cm世界气象组织(世界气象组织(WMO)2025 20-140 日本环境厅日本环境厅 2030 26-165 欧洲共同体欧洲共同体21世纪世纪 20-165 联合国环境规划署(联合国环境规划署(UNEP)21世纪末世纪末 656第三三章章全球气候变暖的悲剧性象征全球气候变暖
5、的悲剧性象征2 2、影响农业和自然生态系统、影响农业和自然生态系统3 3、加剧洪涝、干旱及其他加剧洪涝、干旱及其他气象灾害气象灾害4 4、影响人类健康影响人类健康7第三三章章减缓全球变暖的对策减缓全球变暖的对策2 2、控制、控制COCO2 2向大气排放向大气排放3 3、从大气中消除过量的、从大气中消除过量的COCO2 24、研究、制定适应气候、研究、制定适应气候变化的措施与规划变化的措施与规划控制化石燃料的消费;采用控制化石燃料的消费;采用排放量少的排放量少的能源;能源;COCO2 2的固化;保护热带雨林等的固化;保护热带雨林等保护热带雨林;植树造林;通保护热带雨林;植树造林;通过海洋生物吸收
6、固化过海洋生物吸收固化沿海城市规划;作物品种、耕种沿海城市规划;作物品种、耕种体制、适耕地区的规划等体制、适耕地区的规划等1、加强国际合作,缔结、加强国际合作,缔结国际公约国际公约气候变化框架公约气候变化框架公约8第三三章章减缓全球变暖的对策减缓全球变暖的对策1加强国际合作,缔结国际公约加强国际合作,缔结国际公约n气候变化框架公约气候变化框架公约2能源发展战略能源发展战略n控制控制CO2向大气排放向大气排放n(1)节约能源,提高能源利用效率。)节约能源,提高能源利用效率。n(2)改善能源结构,积极发展新能源。)改善能源结构,积极发展新能源。3生态建设战略生态建设战略n从大气中消除过量的从大气中
7、消除过量的CO2:保护热带雨林;植树保护热带雨林;植树造林;通过海洋生物吸收固化造林;通过海洋生物吸收固化9第三三章章4研究、制定适应气候变化的措施与规划研究、制定适应气候变化的措施与规划n沿海城市规划;作物品种、耕种体制、适耕地沿海城市规划;作物品种、耕种体制、适耕地区的规划等区的规划等 5加强科学研究和预警加强科学研究和预警10第三三章章平流层的温度曲线。平流层的温度曲线。二、臭氧层破坏二、臭氧层破坏(一)臭氧层主要特征(一)臭氧层主要特征n离地面离地面15-35km的的平流层中平流层中n臭氧非常稀少:臭氧非常稀少:1千千万个大气分子中只有三个万个大气分子中只有三个臭氧分子。臭氧分子。11
8、第三三章章|臭氧的浓度单位柱浓度法:在0下,如果沿着垂直于地表的方向将大气中的臭氧全部压缩到一个标准大气压,那么臭氧层的总厚度只有3mm左右。这种用从地面到高空垂直柱中臭氧的总层厚来反映大气中臭氧含量的方法叫做柱浓度法,采用多布森单位(Dobson unit,简称DU)来表示,正常大气中臭氧的柱浓度约为300 DU.。臭氧洞:臭氧洞:理论上指臭氧的柱浓度小于理论上指臭氧的柱浓度小于200D.U.200D.U.,即,即臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少臭氧的浓度较臭氧洞发生前减少3030的区域。的区域。(三)臭氧层破坏(三)臭氧层破坏12第三三章章(四)臭氧层破坏的原因(四)臭氧层破坏的原因223Oh
9、vOOOOMOM32322OhvOOOOOOn纯氧理论(纯氧理论(Chapman Mechanism)n臭氧吸收紫外线的反应臭氧吸收紫外线的反应平流层臭氧形成机理平流层臭氧形成机理13第三三章章平流层臭氧破坏机理平流层臭氧破坏机理nY活性物质,包括奇活性物质,包括奇氢氢HOx、奇氮奇氮NOx、奇、奇卤卤XOx三大家族。三大家族。322322YOYOOYOOYOOOO总反应:1、催化清除理论、催化清除理论l20世纪世纪70年代建立年代建立l活性催化物质的链式反应活性催化物质的链式反应14第三三章章 奇氮:奇氮:超音速飞机排放是超音速飞机排放是NOX的人的人为来源为来源,破坏,破坏O3层层 223
10、ONOONO 22ONOONO 232OOO 15第三三章章22223OHOOHOOHOOHO 232OOO总反应:总反应:HOHOHHOCHOCHHOOOH 23422奇氢:奇氢:HO的来源的来源16第三三章章奇卤:奇卤:平流层中平流层中ClOX天然天然源来自海洋生物产生的源来自海洋生物产生的CH3Cl,人为源是制冷剂、灭火剂等。,人为源是制冷剂、灭火剂等。ClCHhClCH33ClCFClhCFCl2317第三三章章 光解产生的光解产生的 Cl 破坏破坏O3223OClOClOOClOOCl232OOO 总反应:总反应:18第三三章章三大家族的来源三大家族的来源n奇氢奇氢HOxn大气中大气
11、中H2O与激活与激活O原子反应原子反应n奇氮奇氮NOxn宇宙射线分解宇宙射线分解N2n飞机等人类活动排放飞机等人类活动排放n奇卤奇卤XOxn人类活动产生的人类活动产生的CFCs和含溴氟烷(哈龙,和含溴氟烷(哈龙,Halons)CFCS 于于1930年由美国杜邦公司投入生产,二战后开始大年由美国杜邦公司投入生产,二战后开始大量使用,主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂等量使用,主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂等19第三三章章2、南极气象过程、南极气象过程n极地涡旋极地涡旋 n巨大的反应器巨大的反应器n极地平流云极地平流云n云滴的主要成分是云滴的主要成分是HNOHNO3 33H3H2 2O O和冰晶和冰晶
12、n吸附并聚集吸附并聚集CFCsCFCs及哈龙等物质及哈龙等物质n非均相反应场所非均相反应场所南极冬天:南极冬天:极低温极低温度造成两种非常重度造成两种非常重要的过程要的过程:20第三三章章ClONO2+HClCl2+HNO3ClONO2+H2OHOCl+HNO3平流云表面发平流云表面发生非均相反应生非均相反应硝酰硝酰 氧氯氧氯南极冬天南极冬天21第三三章章一个一个Cl自由基可以消耗自由基可以消耗104105个个O3Cl2hvCl+ClHOCl+hvHO+Cl南极春季南极春季22第三三章章n南极夏季南极夏季n温度升高,气象条件发生变化,南极涡旋逐渐消失,非均相反应过程停止。n南极地区臭氧浓度极低
13、的空气传输到地球的其他高纬度和中纬度地区,造成全球范围的臭氧浓度下降。23第三三章章大多数科学家认为,大多数科学家认为,臭氧层的破坏是包含大气化学、臭氧层的破坏是包含大气化学、气象学变化的非均相的复杂过程。但是导致大气中气象学变化的非均相的复杂过程。但是导致大气中臭氧减少和耗竭的物质,主要是臭氧减少和耗竭的物质,主要是NONOX X、氯氟烃化合、氯氟烃化合物物(CFCs)(CFCs),和哈龙(,和哈龙(HalonsHalons)。)。臭氧层破坏的原因臭氧层破坏的原因24第三三章章思考n为什么北极没有形成臭氧空洞?为什么北极没有形成臭氧空洞?n北极为海洋环境,较南极大陆环境温暖;周围北极为海洋环
14、境,较南极大陆环境温暖;周围分布不规则大陆,大气层较南极不稳定分布不规则大陆,大气层较南极不稳定n北极涡旋的温度远较南极高;北极平流云的云北极涡旋的温度远较南极高;北极平流云的云量比南极少量比南极少25第三三章章n臭氧损耗物质(臭氧损耗物质(ODS)的破坏能力的破坏能力n臭氧耗减潜能(臭氧耗减潜能(Ozone depletion potential,ODP)引引起起的的全全球球臭臭氧氧减减少少单单位位物物质质量量的的引引起起的的全全球球臭臭氧氧减减少少单单位位物物质质11 CFCXODP26第三三章章臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害1、对人体健康的影响:破坏、对人体健康的影响:破坏DNA,皮肤
15、病,白内障等,皮肤病,白内障等臭氧含量减少1,地面紫外线增加23n破坏DNA,免疫机制减退 麻疹、水痘、疱疹、细菌感染、真菌感染等n皮肤癌:基底细胞癌、鳞状皮肤癌、恶性黑色素瘤n臭氧层每递减1,皮肤癌的发病率就会上升3n白内障 1%臭氧层的减少,将增加11.5万白内障27第三三章章n据国家气象中心提供的报告显示,1979年以来我国大气臭氧层总量逐年减少,在20年间臭氧层减少了14。目前,北京市气象局发布了北京市的紫外线指数,以帮助人们适当预防紫外线辐射。n北京市气象局提醒人们当紫外线为最弱(02级)时对人体无太大影响,外出时戴上太阳帽即可;紫外线达到34级时,外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜,
16、并在身上涂上防晒霜,以避免皮肤受到太阳辐射的危害;当紫外线强度达到56级时,外出时必须在阴凉处行走;紫外线达79级时,在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳;当紫外线指数大于等于10时,应尽量避免外出,因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。28第三三章章臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害2、对陆生植物的影响:产量和质量下降,间接影响、对陆生植物的影响:产量和质量下降,间接影响n近十几年来,人们对近十几年来,人们对200200多个品种的植物进行了增加紫多个品种的植物进行了增加紫外照射的实验,其中三分之二的植物显示出敏感性。一外照射的实验,其中三分之二的植物显示出敏感性。一般说来,紫外
17、辐射增加使植物的叶片变小,因而减少俘般说来,紫外辐射增加使植物的叶片变小,因而减少俘获阳光的有效面积,对光合作用产生影响。获阳光的有效面积,对光合作用产生影响。n对大豆的研究初步结果表明,紫外辐射会使其更易受杂对大豆的研究初步结果表明,紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%25%,可使大豆减,可使大豆减产产202025%25%。29第三三章章臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害3、对水生生态系统的影响:降低生产力,影响幼体、对水生生态系统的影响:降低生产力,影响幼体n水生植物大多数贴近水面生长,这些处于水生食物链水生植物大多数贴近水面生长,这些
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