大氣污染和全球氣候

1、2024/3/27,1,第十二章 大氣污染和全球氣候,,教學(xué)內(nèi)容：1、溫室氣體及其氣候變化2、臭氧層破壞問題3、致酸前體物與酸雨重 點(diǎn): CO2、氟氯烴類、SO2和NOX的排放控制措施對大氣環(huán)境的影響及污染控制措施。教學(xué)要求：通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下要求（1）熟悉影響全球氣候的主要大氣污染；（2）理解“溫室效應(yīng)”、“臭氧層破壞”和“致酸前體物”的形成、危害及其主要的應(yīng)對措施和策略。,2024/

2、3/27,2,,這是2002年6月27日，桔紅色的晚霞浮現(xiàn)在澳大利亞悉尼納拉賓海灘的上空。由于空氣污染嚴(yán)重，空氣中的懸浮顆粒遭遇冷空氣，透過陽光的照射便形成了如此燦爛的“晚霞”。,2024/3/27,3,,2002年11月25日，在德國法蘭克福附近的一個發(fā)電廠上空，一道彩虹劃過被污染的廠區(qū)。,2024/3/27,4,,2006年10月30日，在英國首都倫敦，英國首相布萊爾（左）和財政大臣戈登·布朗出席斯特恩全球氣候問題報告的發(fā)

3、布會。英國30日公布了由前世界銀行首席經(jīng)濟(jì)師尼古拉斯·斯特恩爵士得出的全球氣候報告，再次敲響全球升溫警鐘。報告說，升溫帶來的經(jīng)濟(jì)破壞規(guī)模與重大戰(zhàn)爭和經(jīng)濟(jì)大蕭條相比不相上下。,2024/3/27,5,,2006年10月20日，一幅由美國宇航局提供的衛(wèi)星圖片顯示，代表臭氧空洞的藍(lán)色區(qū)域正日益擴(kuò)大，目前已達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的1060萬平方英里。,2024/3/27,6,,2024/3/27,7,,2024/3/27,8,,2006年10月20

4、日，一幅由美國宇航局提供的衛(wèi)星圖片顯示，代表臭氧空洞的藍(lán)色區(qū)域正日益擴(kuò)大，目前已達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的1060萬平方英里。,2024/3/27,9,,酸雨造成樹木破壞,,,,,,,,2024/3/27,10,,酸雨造成樹木破壞,,,,,,,,2024/3/27,11,,遭受酸雨毀壞的日本森林,2024/3/27,12,,因酸雨而枯死的美國北卡羅來納州的森林,2024/3/27,13,,酸雨使中國大量的林木被毀,2024/3/27,14,第一節(jié) 溫

5、室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)空氣中含有二氧化碳，而且在過去很長一段時期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗” 的動態(tài)平衡狀態(tài)。大氣中的二氧化碳有80％來自人和動、植物的呼吸，20％來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5％的二氧化碳通過植物光合作用，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)貯藏起來。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分?jǐn)?shù)）始終保持

6、不變的原因。 但是近幾十年來，由于人口急劇增加，工業(yè)迅猛發(fā)展，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去的水平。而另一方面，由于對森林亂砍亂伐，大量農(nóng)田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長，就使地球氣溫發(fā)生了改變。,

7、2024/3/27,15,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)在空氣中,氮和氧所占的比例是最高的,它們都可以透過可見光與紅外輻射。但是二氧化碳就不行，它不能透過紅外輻射。所以二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中，具有調(diào)節(jié)地球氣溫的功能。如果沒有二氧化碳，地球的年平均氣溫會比目前降低20 ℃。但是，二氧化碳含量過高，就會使地球仿佛捂在一口鍋里，溫度逐漸升高，就形成“溫室效應(yīng)”。 形成溫室效應(yīng)的氣體，除二氧化碳外，還有其他氣體。其中二

8、氧化碳約占75％、氯氟代烷約占15%～20％，此外還有甲烷、一氧化氮等30多種。 溫室效應(yīng)就是由于大氣中二氧化碳等氣體含量增加，使全球氣溫升高的現(xiàn)象。如果二氧化碳含量比現(xiàn)在增加一倍，全球氣溫將升高3 ℃～5 ℃，兩極地區(qū)可能升高10 ℃，氣候?qū)⒚黠@變暖。氣溫升高，將導(dǎo)致某些地區(qū)雨量增加，某些地區(qū)出現(xiàn)干旱，颶風(fēng)力量增強(qiáng)，出現(xiàn)頻率也將提高，自然災(zāi)害加劇。更令人擔(dān)憂的是，由于氣溫升高，將使兩極地區(qū)冰川融化，海平面升高，許多沿海城市、島嶼或低

9、洼地區(qū)將面臨海水上漲的威脅，甚至被海水吞沒。20世紀(jì)60年代末，非洲下撒哈拉牧區(qū)曾發(fā)生持續(xù)6年的干旱。由于缺糧食和牧草，牲畜被宰殺，饑餓致死者超過150萬人。因此，必須有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增長，科學(xué)使用燃料，加強(qiáng)植樹造林，綠化大地，防止溫室效應(yīng)給全球帶來的巨大災(zāi)難。,2024/3/27,16,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)原因二氧化碳是影響地球能量平衡的一個重要方面。能量主要以光的形式到達(dá)地球,其中大部分被吸

10、收,并通過各種方式轉(zhuǎn)化為熱量,熱量最后以紅外(熱)輻射形式從地球再輻射出去。在大氣層中,氮和氧所占的比例是最高的,它們都可以透過可見光與紅外輻射。二氧化碳對光輻射沒有阻礙,但是能吸收紅外線并阻擋紅外線通過,就像溫室的玻璃頂罩一樣,能量進(jìn)來容易出去難。大氣中的二氧化碳越多,對地球上熱量逸散到外層空間的阻礙作用就越大,從而使地球溫度升高得越快,這種現(xiàn)象就叫做溫室效應(yīng)。 科學(xué)家預(yù)測,今后大氣中二氧化碳每增加1倍,全球平均氣溫將上升1.5～4

11、.5℃,而兩極地區(qū)的氣溫升幅要比平均值高3倍左右。因此,氣溫升高不可避免地使極地冰層部分融解,引起海平面上升。海平面上升對人類社會的影響是十分嚴(yán)重的。如果海平面升高1 m,直接受影響的土地約5×106 km2,人口約10億,耕地約占世界耕地總量的1/3。如果考慮到特大風(fēng)暴潮和鹽水侵入,沿海海拔5 m以下地區(qū)都將受到影響,這些地區(qū)的人口和糧食產(chǎn)量約占世界的1/2。一部分沿海城市可能要遷入內(nèi)地,大部分沿海平原將發(fā)生鹽漬化或沼澤化,

12、不適于糧食生產(chǎn)。同時,對江河中下游地帶也將造成災(zāi)害。當(dāng)海水入侵后,會造成江水水位抬高,泥沙淤積加速,洪水威脅加劇,使江河下游的環(huán)境急劇惡化。溫室效應(yīng)和全球氣候變暖已經(jīng)引起了世界各國的普遍關(guān)注,目前正在推進(jìn)制訂國際氣候變化公約,減少二氧化碳的排放已經(jīng)成為大勢所趨。,2024/3/27,17,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)大氣是包圍地球的空氣層，它由氮、氧、氬等多種氣體組成，當(dāng)太陽透過空氣時太陽輻射能受到它們不同程度的削弱，形成

13、了目前這種平衡狀態(tài)的地球氣候系統(tǒng)，人類也已經(jīng)適應(yīng)了這種狀態(tài)。但隨著生產(chǎn)的發(fā)展，工業(yè)革命的到來，人類的種種活動引起空氣中某些成分的變化，打破了這種平衡的狀態(tài)。例如：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烴化合物、臭氧，這些氣體對于來自太陽的短波輻射幾乎是透明的，但對于從地面射出的長波輻射則有強(qiáng)烈的吸收作用，使地表輻射的熱量留在了大氣層內(nèi)，起到類似暖房的玻璃罩或塑料大棚的作用，提高了地表的溫度，通常稱為“溫室效應(yīng)”。這種溫室效應(yīng)改變了原來的生態(tài)環(huán)

14、境。根據(jù)科學(xué)家研究：二氧化碳加倍以后將使全球 地面平均溫度增加2-3℃，極地海冰融化，全球海面大幅上升，降水過程也將增加，而且分布并不均勻，隨之而來的全球生態(tài)系統(tǒng)也將發(fā)生巨大的改變。另外，氟氯烴化合物如氟里昂(冰箱制冷劑)不僅具有強(qiáng)烈增溫效應(yīng)，還破壞臭氧層造成所謂臭氧空洞，臭氧是一種可以阻止太陽輻射中紫外線輻射到達(dá)地面的元素，它的減少使地面的紫外輻射量增加，人體接受過多的紫外輻射會削弱免疫力，增加傳染病患者，增加皮膚癌和白內(nèi)瘴疾病。

15、溫室效應(yīng)的影響：受到溫室效應(yīng)和周期性潮漲的雙重影響，西太平洋島國圖瓦盧的大部分地方，即將被海水淹沒，包括首都的機(jī)場及部分住宅和辦公室。 由于溫室效應(yīng)會導(dǎo)致南北極冰雪融化，水平線上升，直接威脅圖瓦盧，所以該國在國際環(huán)保會議上一向十分敢言。前總理佩魯曾聲稱圖瓦盧是“地球暖化的第一個受害者”。,2024/3/27,18,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類：美國科學(xué)家近日發(fā)出警告，由于全球氣溫上升令北極冰

16、層溶化，被冰封十幾萬年的史前致命病毒可能會重見天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類生命受到嚴(yán)重威脅。 紐約錫拉丘茲大學(xué)的科學(xué)家在最新一期《科學(xué)家雜志》中指出，早前他們發(fā)現(xiàn)一種植物病毒TOMV，由于該病毒在大氣中廣泛擴(kuò)散，推斷在北極冰層也有其蹤跡。于是研究員從格陵蘭抽取 4塊年齡由 500至14萬年的冰塊，結(jié)果在冰層中發(fā)現(xiàn)TOMV病毒。研究員指該病毒表層被堅固的蛋白質(zhì)包圍，因此可在逆境生存。 這項新發(fā)現(xiàn)令研究員相信，一系列的流行性感冒、小兒

17、麻痹癥和天花等疫癥病毒可能藏在冰塊深處，目前人類對這些原始病毒沒有抵抗能力，當(dāng)全球氣溫上升令冰層溶化時，這些埋藏在冰層千年或更長的病毒便可能會復(fù)活，形成疫癥?？茖W(xué)家表示，雖然他們不知道這些病毒的生存希望，或者其再次適應(yīng)地面環(huán)境的機(jī)會，但肯定不能抹煞病毒卷土重來的可能性。 實用的例子 1.全球變暖，海平面上升 2.城市出現(xiàn)熱島效應(yīng) 因此，減少大氣增？物質(zhì)的排放量是人類刻不容緩的義務(wù)。,2024/3/27,19,第一節(jié) 溫室氣體和氣候

18、變化,1.溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類：美國科學(xué)家近日發(fā)出警告，由于全球氣溫上升令北極冰層溶化，被冰封十幾萬年的史前致命病毒可能會重見天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類生命受到嚴(yán)重威脅。 紐約錫拉丘茲大學(xué)的科學(xué)家在最新一期《科學(xué)家雜志》中指出，早前他們發(fā)現(xiàn)一種植物病毒TOMV，由于該病毒在大氣中廣泛擴(kuò)散，推斷在北極冰層也有其蹤跡。于是研究員從格陵蘭抽取 4塊年齡由 500至14萬年的冰塊，結(jié)果在冰層中發(fā)現(xiàn)TOMV病毒。研究

19、員指該病毒表層被堅固的蛋白質(zhì)包圍，因此可在逆境生存。 這項新發(fā)現(xiàn)令研究員相信，一系列的流行性感冒、小兒麻痹癥和天花等疫癥病毒可能藏在冰塊深處，目前人類對這些原始病毒沒有抵抗能力，當(dāng)全球氣溫上升令冰層溶化時，這些埋藏在冰層千年或更長的病毒便可能會復(fù)活，形成疫癥?？茖W(xué)家表示，雖然他們不知道這些病毒的生存希望，或者其再次適應(yīng)地面環(huán)境的機(jī)會，但肯定不能抹煞病毒卷土重來的可能性。 實用的例子 1.全球變暖，海平面上升 2.城市出現(xiàn)熱島效應(yīng)

20、因此，減少大氣增？物質(zhì)的排放量是人類刻不容緩的義務(wù)。,2024/3/27,20,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)可使史前致命病毒威脅人類：美國科學(xué)家近日發(fā)出警告，由于全球氣溫上升令北極冰層溶化，被冰封十幾萬年的史前致命病毒可能會重見天日，導(dǎo)致全球陷入疫癥恐慌，人類生命受到嚴(yán)重威脅。 紐約錫拉丘茲大學(xué)的科學(xué)家在最新一期《科學(xué)家雜志》中指出，早前他們發(fā)現(xiàn)一種植物病毒TOMV，由于該病毒在大氣中廣泛擴(kuò)散，推斷在北極冰層也有

21、其蹤跡。于是研究員從格陵蘭抽取 4塊年齡由 500至14萬年的冰塊，結(jié)果在冰層中發(fā)現(xiàn)TOMV病毒。研究員指該病毒表層被堅固的蛋白質(zhì)包圍，因此可在逆境生存。 這項新發(fā)現(xiàn)令研究員相信，一系列的流行性感冒、小兒麻痹癥和天花等疫癥病毒可能藏在冰塊深處，目前人類對這些原始病毒沒有抵抗能力，當(dāng)全球氣溫上升令冰層溶化時，這些埋藏在冰層千年或更長的病毒便可能會復(fù)活，形成疫癥?？茖W(xué)家表示，雖然他們不知道這些病毒的生存希望，或者其再次適應(yīng)地面環(huán)境的機(jī)會，但

22、肯定不能抹煞病毒卷土重來的可能性。 實用的例子 1.全球變暖，海平面上升 2.城市出現(xiàn)熱島效應(yīng) 因此，減少大氣增？物質(zhì)的排放量是人類刻不容緩的義務(wù)。,2024/3/27,21,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會過多燃燒煤炭、石油和天然氣，這些燃料燃燒后放出大量的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入大氣造成的。 二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的

23、熱量無法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來。因此，二氧化碳也被稱為溫室氣體。 人類活動和大自然還排放其他溫室氣體，它們是：氯氟烴（CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物氣體、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陸地上的森林，尤其是熱帶雨林。 為減少大氣中過多的二氧化碳，一方面需要人們盡量節(jié)約用電（因為發(fā)電燒煤〕，少開汽車。另一方面保護(hù)好森林和海洋，比如不亂砍濫伐森林，不讓海洋受到污染以保護(hù)浮游生物的生存。我們還可

24、以通過植樹造林，減少使用一次性方便木筷，節(jié)約紙張（造紙用木材〕，不踐踏草坪等等行動來保護(hù)綠色植物，使它們多吸收二氧化碳來幫助減緩溫室效應(yīng)。,2024/3/27,22,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)的預(yù)防雖然迄今為止，我們無法提出有效的解決對策，但是退而求其次，至少應(yīng)該想盡辦法努力抑制排放量的增長，不可聽天由命任憑發(fā)展。 首先，暫訂二○五○年作為目標(biāo)。如果按照目前這種情勢發(fā)展下去，綜合各種溫室效應(yīng)氣體的影響，預(yù)計地球的平均氣

25、溫屆時將要提升兩度以上。一旦氣溫發(fā)生如此大幅提升，地球的氣候?qū)鹬卮笞兓?因此為今之計，莫過於竭盡所能采取對策，盡量抑制上升的趨勢。目前國際輿論也在朝此方向不斷進(jìn)行呼吁，而各國的研究機(jī)構(gòu)亦已提出各種具體的對策方案。 可惜仔細(xì)檢視各種方案之后，迄今尚未發(fā)現(xiàn)任何一項對策足以獨(dú)挑大梁解決問題。因此，有必要尋求一切可能性，全面考量這些對策方案究竟具有何等效果。一、全面禁用氟氯碳化物 實際上全球正在朝此方向推動努力，是以此案最具實現(xiàn)

26、可能性。倘若此案能夠?qū)崿F(xiàn)，對於二○五○年為止的地球溫暖化，根據(jù)估計可以發(fā)揮3%左右的抑制效果。二、保護(hù)森林的對策方案 今日以熱帶雨林為生的全球森林，正在遭到人為持續(xù)不斷的急劇破壞。有效的因應(yīng)對策，便是趕快停止這種毫無節(jié)制的森林破壞，另一方面實施大規(guī)模的造林工作，努力促進(jìn)森林再生。目前由於森林破壞而被釋放到大氣中的二氧化碳，根據(jù)估計每年約在1～2gt.碳量左右。倘若各國認(rèn)真推動節(jié)制砍伐與森林再生計劃，到了二○五○年，可能會使整個生物圈

27、每年吸收相當(dāng)於0.7gt.碳量的二氧化碳。具結(jié)果得以降低七%左右的溫室效應(yīng)。,2024/3/27,23,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)的預(yù)防三、汽車使用燃料狀況的改善 日本汽車在此方面已獲技術(shù)提升，大幅改善昔日那種耗油狀況。但在美國等地，或許是因油藏豐富，對於省油設(shè)計方面，至今未見有何明顯改善跡象，仍舊維持過度耗油的狀況。因此，該地區(qū)生產(chǎn)的汽車在改善燃油設(shè)計方面，具有充分發(fā)揮的余地。由於此項努力所導(dǎo)致的化石燃料消費(fèi)削減，估

28、計到了二○五○年，可使溫室效應(yīng)降低五%左右。 四、改善其他各種場合的能源使用效率 是要改善其他各種場合的能源使用效率。今日人類生活，到處都在大量使用能源，其中尤以住宅和辦公室的冷暖氣設(shè)備為最。因此，對於提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，這對二○五○年為止的地球溫暖化，預(yù)計可以達(dá)到八%左右的抑制效果。 五、對石化燃料的生產(chǎn)與消費(fèi)，依比例課稅 如此一來，或許可以促使生產(chǎn)廠商及消費(fèi)者在使用能源時有所警惕，避免作出無謂的浪費(fèi)。

29、而其稅金收入，則可用於森林保護(hù)和替代能源的開發(fā)方面。 任何化石燃料一經(jīng)燃燒，就會排放出二氧化碳來。惟其排放量會因化石燃料種類而有不同。由於天然瓦斯的主要成分為甲烷，故其二氧化碳排放量要比煤碳、石油為低。同樣是要產(chǎn)生一千卡的熱量，煤碳必須排放相當(dāng)於0.098公克碳量的二氧化碳；這在石油則為0.085公克；若是換成天然瓦斯只需排放0.056公克即可。,2024/3/27,24,第一節(jié) 溫室氣體和氣候變化,1.溫室效應(yīng)的預(yù)防六、鼓勵使用天

30、然瓦斯作為當(dāng)前的主要能源 因為天然瓦斯較少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案則是希望更進(jìn)一步推廣這種運(yùn)動。惟其抑制溫暖化的效果并不太大，頂多只有一%的程度左右。 七、汽機(jī)車的排氣限制 由於汽機(jī)車的排氣中，含有大量的氮氧化物與一氧化碳，因此希望減少其排放量。這種作法雖然無法達(dá)到直接削減二氧化碳的目的，但卻能夠產(chǎn)生抑制臭氧和甲烷等其他溫室效應(yīng)氣體的效果。預(yù)計將對二○五○年為止的溫暖化，分擔(dān)二%左右的抑制效

31、果。 八、鼓勵使用太陽能 譬如推動所謂「陽光計劃」之類。這方面的努力能使化石燃料用量相對減少，因此對於降低溫室效應(yīng)具備直接效果。不過，就算積極推動此項方案，對於二○五○年為止的溫暖化，只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人們的期待。 九、開發(fā)替代能源 利用生物能源(Biomass Energy)作為新的乾凈能源。亦即利用植物經(jīng)由光合作用制造出來的有機(jī)物充當(dāng)燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。 燃燒生物能源也會產(chǎn)生二氧化碳

32、，這點(diǎn)固然是和化石燃料相同，不過生物能源系從大自然中不斷吸取二氧化碳作為原料，故可成為重覆循環(huán)的再生能源，達(dá)到抑制二氧化碳濃度增長的效果。,2024/3/27,25,第二節(jié) 臭氧層破壞問題,1、臭氧層作用 臭氧是氧氣的同素異形體，是有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，具有極強(qiáng)的氧化性，能漂白和消毒殺菌。用臭氧凈化城市飲用水，處理生活污水和工業(yè)污水，比用氯氣、高錳酸鉀等消毒劑既經(jīng)濟(jì)又不會引起二次污染。用1kg臭氧處理1000 m3水，能達(dá)到消毒、脫

33、臭、脫色、脫味、氧化水中有機(jī)物的作用。臭氧對人類的貢獻(xiàn)不僅只是用作漂白劑和消毒殺毒劑，更重要的是臭氧層作為地球的屏障，保護(hù)了一切生命。自然界中存在的臭氧有90％集中在距地面15 km～24 km的大氣平流層中,這是氧氣經(jīng)太陽紫外線照射而形成的。臭氧能吸收日光中波長2.0×10-7 m～3.0×10-7 m的電磁波，因此能濾掉日光中99％以上的紫外線，對地球表面形成保護(hù)層。如果沒有臭氧層，大量紫外線照射到地球上，地球

34、生態(tài)平衡將受到破壞，微生物被殺死，核酸與蛋白質(zhì)受到破壞，平流層溫度也將改變。有了臭氧層，地球上的生物才得以生存。,2024/3/27,26,二、臭氧層形成破壞的原因和機(jī)理,人類活動產(chǎn)生的微量氣體，如氮氧化物和氟氯烷等，對大氣中臭氧的含量有很大的影響。引起臭氧層被破壞的原因有多種解釋，其中公認(rèn)的原因之一是氟里昂（氟氯甲烷類化合物）的大量使用。氟里昂被廣泛應(yīng)用于制冷系統(tǒng)、發(fā)泡劑、洗凈劑、殺蟲劑、除臭劑、頭發(fā)噴霧劑等。氟里昂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，易揮

35、發(fā)，不溶于水。但進(jìn)入大氣平流層后，受紫外線輻射而分解產(chǎn)生CI原子，CI原子則可引發(fā)破壞O3循環(huán)的反應(yīng)：Cl＋O3→ClO＋O2 ClO＋O→ClO2 由第一個反應(yīng)消耗掉的CI原子，在第二個反應(yīng)中又重新產(chǎn)生，又可以和另外一個O3起反應(yīng)，因此每一個CI原子能參與大量的破壞O3的反應(yīng)，這兩個反應(yīng)加起來的總反應(yīng)是： O3＋O→2O2反應(yīng)的最后結(jié)果是將O3轉(zhuǎn)變?yōu)镺2，而CI原子本身只作為催化劑，反復(fù)起分解O3的作用。

36、O3就被來自氟里昂分子釋放出的CI原子引發(fā)的反應(yīng)而破壞。另外，大型噴氣機(jī)的尾氣和核爆炸煙塵的釋放高度均能達(dá)到平流層，其中含有各種可與O3作用的污染物，如NO和某些自由基等。 人口的增長和氮肥的大量生產(chǎn)等也可以危害到臭氧層。在氮肥的生產(chǎn)中去向大氣釋放出各種氮的化合物，其中一部分可能是有害的氧化亞（N2O），它會引發(fā)下列反應(yīng)：N2O＋O→N2＋O2 N2＋O2→2NONO＋O3→NO2＋O2 NO2＋

37、O→NO＋O2O3＋O→2O2NO按后兩個反應(yīng)式循環(huán)反應(yīng)，使O3分解。,2024/3/27,27,3.臭氧層破壞的危害,1)對人類的影響：過量的太陽紫外線輻射對人類健康最直接的危害是破壞脫氧核糖核酸（即DNA），而DNA的損傷會導(dǎo)致癌癥。 在和紫外線輻射有關(guān)的諸多病癥中，尤為引人注意的是曬斑，它被認(rèn)為是引起皮膚癌的主要原因。損害眼睛(角膜和晶體)，從而增加白內(nèi)障患者。危害免疫系統(tǒng)，增加傳染疾病的發(fā)病率，如瘧疾、流行性感冒和疤疹

38、等，并減弱接種疫苗的效果。2）對動物的影響　增加家禽患病率，導(dǎo)致減產(chǎn)?！︳~類、蝦、蟹、浮游動物和水體等都有很大損害,從而降低水產(chǎn)品產(chǎn)量。,2024/3/27,28,3.臭氧層破壞的危害,3）對植物的影響　紫外線輻射的增強(qiáng)會改變植物的葉面結(jié)構(gòu)、生理功能、芽苞發(fā)育過程等，對小麥、稻米、大豆、大麥、土豆等主要農(nóng)作物產(chǎn)生有害影響，從而降低農(nóng)作物的產(chǎn)量?！∑茐臉淠镜恼ＩL，減少森林種類的數(shù)量,對森林生態(tài)系統(tǒng)有相當(dāng)大的破壞?！Ω∮?/p>

39、植物和構(gòu)成水生食物鏈的植物也都有很大損害。4）對材料的影響　塑料和橡膠制品使用壽命越來越短，例如溫室用塑料和汽車輪胎等，需要經(jīng)常被更換。,2024/3/27,29,4.臭氧層破壞的措施與策略,根據(jù)臭氧空洞形成的原因而采取相應(yīng)的對策是減少或停止使用能與臭氧層中的臭氧反應(yīng)的有關(guān)化學(xué)物質(zhì)，如氟利昂（也稱氟氯化碳CFC）、哈倫（CFCB）、四氯化碳（CCL4）、甲基氯仿（CH3CCl3）、氟氯烴（HCFC）和甲基溴（CH3Br）等等。這是目

40、前解決臭氧層問題的最有效的方法，也是目前的唯一方法。如何具體實施這一保護(hù)措施？這是一個全球性的問題。在整體上可分為倆個方面：國際上的措施和國內(nèi)的措施。在國際上，為了促請各國能在保護(hù)臭氧層這一問題上出一份力，在聯(lián)合國環(huán)境署的組織協(xié)調(diào)下，國際社會于1985年制定了《保護(hù)臭氧層維也納公約》，其宗旨是：要保護(hù)人類健康和環(huán)境免受由臭氧層的變化所引起的不利影響。從而確定了國際合作保護(hù)臭氧層的原則；1987年又制定了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾

41、議定書》，其宗旨是：采取控制消耗臭氧層物質(zhì)全球排放總量的預(yù)防措施，以保護(hù)臭氧層不被破壞，并根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，顧及經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的可行性，最終徹底消除消耗臭氧層物質(zhì)的排放。從而確定了全球保護(hù)臭氧層國際合作的框架。,2024/3/27,30,4.臭氧層破壞的措施與策略,根據(jù)《蒙特利爾議定書》的規(guī)定，各簽約國分階段停止生產(chǎn)和使用CFCs制冷劑，發(fā)達(dá)國家要在1996年1月1日前停止生產(chǎn)和使用CFCs制冷劑，而其他所有國家都要在2010年1月1日前

42、停止生產(chǎn)和使用CFCs制冷劑，現(xiàn)有設(shè)備和新設(shè)備都要改用無CFC制冷劑。通過讓各國簽定上述的國際公約，來制約全球上ODS（ODS是指人類制造的氟氯化碳類物質(zhì)，將破壞大氣中的臭氧層，危害人類的生存環(huán)境，主要有全氯氟烴(CFCs)、哈龍(一種滅火劑)和四氯化碳等等）的產(chǎn)生，從而在根本上保護(hù)了臭氧層。而在世界各國，具體履行上述國際公約的措施有許多，從整體上又可分為以下三步：1.采用分步走的方式：考慮到有關(guān)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素，對ODS的淘汰，規(guī)定了

43、不同國家有不同的淘汰速度和淘汰的最后期限。2.建立多邊基金：考慮到發(fā)展中國家的特殊要求，在《蒙特利爾議定書》倫敦修正案中加入了建立多邊基金這一條款。多邊基金每三年進(jìn)行增資，由多邊基金執(zhí)委會決定各國項目資助額。3.開發(fā)和使用ODS的替代品――綠色環(huán)保制冷劑，從而停止生產(chǎn)和使用ODS。上述是從國際上分析的，而具體到每個國家，就有各種不同的實施方案。如在技術(shù)上，可提高對氯氟烴的利用效率、回收和再循環(huán)利用，改進(jìn)氯氟烴產(chǎn)品和尋找替代品等。,

44、2024/3/27,31,4.臭氧層破壞的措施與策略,美國2/3的CFCl2主要用于汽車空調(diào)器，而30%都泄漏了，通過改進(jìn)技術(shù)則可以減少損失。如電冰箱中的制冷劑和發(fā)泡劑可用CFCs、HCFCs、HFCs和HCs等化學(xué)物質(zhì)，其中以CFCs對臭氧層的破壞最為嚴(yán)重，其次為HCFCs、而HFCs和HCs則對臭氧層沒有破壞，用作電冰箱制冷劑替代物的有HFCl34a、丙烷(HC290)、異丁烷(HC600a)和混合物質(zhì)(HFCl52a與HCFC22

45、)等。在國家政策方面，則采取以下倆類措施：一類是傳統(tǒng)的環(huán)境管制措施，如禁用、限制、配額和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，井對違反規(guī)定實施嚴(yán)厲處罰。歐盟國家和一些經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌國家廣泛采用了這類措施。另一類是經(jīng)濟(jì)手段，如征收稅費(fèi)，資助替代物質(zhì)和技術(shù)開發(fā)等。美國對生產(chǎn)和使用消耗臭氧層物質(zhì)實行了征稅和可交易許可證等措施。另外，許多國家的政府、企業(yè)和民間團(tuán)體還發(fā)起了自愿行動，采用各種環(huán)境標(biāo)志，鼓勵生產(chǎn)者和消費(fèi)者生產(chǎn)和使用不帶有消耗臭氧層物質(zhì)的材料和產(chǎn)品，其中綠色冰箱標(biāo)志得

46、到了非常廣泛的應(yīng)用。自1989年9月正式加入《保護(hù)臭氧層維也納公約》后，我國在保護(hù)臭氧層這一方面也下了不少功夫。首先是積極履行公約的有關(guān)協(xié)定，控制ODS的產(chǎn)量；其次是在1992年加入《蒙特利爾議定書》，并為該議定書中的多邊資金的建立作出不可磨滅的貢獻(xiàn)；最后通過一系列的法律法規(guī)來促進(jìn)我國在保護(hù)臭氧層方面的工作能順利進(jìn)行。 為與相應(yīng)的國家和行業(yè)淘汰戰(zhàn)略和淘汰計劃配套實施，我國特制定由以下9個方面淘汰ODS的政策法規(guī)體系。其中一些政策法規(guī)已

47、頒布實施，另一些則計逐步頒布實施。,2024/3/27,32,第三節(jié) 致酸前體物與酸雨,酸雨的界定：指PH值〈5.6 的降水、包括雨、雪、霜、雹、霧和露等各種降水形式。酸雨起因 由于燃料燃燒和天然排放的SO2和NOx所造成的。酸性物質(zhì)SOx的天然排放      酸性物質(zhì)SOx 有四類天然排放源：海洋霧沫,它們會夾帶一些硫酸到空中；    &

48、#160; 土壤中某些機(jī)體，如動物死尸和植物敗葉在細(xì)菌作用下可分解某些硫化物，繼而轉(zhuǎn)化為SOx；      火山爆發(fā),也將噴出可觀量的SOx氣體；      雷電和干熱引起的森林火災(zāi)也是一種天然SOx 排放源,因為樹木也含有微量硫。 酸性物質(zhì)NOx的天然排放源 酸性物質(zhì)NOx排放有兩大類天然源：閃電,高空雨云閃電,有很強(qiáng)的能量

49、,能使空氣中的氮?dú)夂脱鯕獠糠只?生成NO,繼而在對流層中被氧化為NO2,NOx即為NO和NO2之和；土壤硝酸鹽分解，既使是未施過肥的土壤也含有微量的硝酸鹽,在土壤細(xì)菌的幫助下可分解出NO, NO2和N2O等氣體。恐龍滅絕原因的酸雨說      幾千萬年前, 地球的主宰是恐龍。為什麼突然滅絕了, 眾說紛紜。一種說法是, 一天, 一顆大的隕星撞上了地球, 沉埃迷漫天空達(dá)數(shù)年之久, 太陽

50、光的相當(dāng)部分被遮蓋, 照不到地球表面, 因此氣候變得寒冷和陰暗, 樹木死了, 恐龍找不到充足的食物, 養(yǎng)不活龐大的身驅(qū), 物種因此滅絕。        另一種說法是, 一天, 一顆長長的慧星撞上了地球, 細(xì)小的慧星雨與大氣不斷摩擦放電, 大氣中的氮?dú)馀c氧氣化合, 形成酸性的NOx , 形成酸雨, 森林衰退, 恐龍最終被餓死。應(yīng)該說, 這種NOx 是天然源排放。,20

51、24/3/27,33,酸性物質(zhì)人工排放源,1. 化石燃料與酸雨 酸性物質(zhì)SOx，NOx排放人工源之一，是煤、石油和天然氣等化石燃料燃燒，無論是煤，或石油，或天然氣都是在地下埋藏多少億年，由古代的動植物化石轉(zhuǎn)化而來,故稱做化石燃料 。 科學(xué)家粗略估計，1990年我國化石燃料約消耗近700百萬噸；僅占世界消耗總量的12%,人均相比并不驚人；但是我國近幾十年來,化石燃料消耗的增加速度,實在太快,1950年至1990年的四十

52、年間,增加了30倍。      不能不引起足夠重視。 2.   工業(yè)過程與酸雨     酸性物質(zhì)SOx,NOx排放人工源之二是工業(yè)過程,如金屬冶煉：  某些有色金屬的礦石是硫化物,銅,鉛,鋅便是如此,將銅,鉛,鋅硫化物礦石還原為金屬過程中將逸出大量SOx氣體,部分回收為硫酸,部分進(jìn)入大氣。

53、 再如化工生產(chǎn)，特別是硫酸生產(chǎn)和硝酸生產(chǎn)可分別跑冒滴漏可觀量SOx和NOx,由于NO2帶有淡棕的黃色，因此,工廠尾氣所排出的帶有NOx 的廢氣象一條“黃龍”,在空中飄蕩，控制和消除“黃龍”被稱做“滅黃龍工程”。      再如石油煉制等,也能產(chǎn)生一定量的SOx和NOx。它們集中在某些工業(yè)城市中，也比較容易得到控制。 3. 土法煉硫, 煉出了赤地千里

54、 80年代初期, 云南某地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)起步, 片面追求利潤, 實施 土法煉硫, 工藝陳舊落后, 硫的回收率僅達(dá) 30%。其余的硫都燃燒成為 SO2, 迷漫于大氣之中, 加之云南氣候濕潤，有人曾收集檢測到每場降雨都是酸雨, pH值可達(dá)到 3.2 - 3.8。 其后果是生產(chǎn)區(qū)周圍, 樹上看不到昆蟲, 地下找不到螞蟻, 天上望不到飛鳥, 1500畝良田寸草不長, 一片荒涼的災(zāi)區(qū)景象。 1993年采取了一系列

55、治理措施, 問題已得到緩解。,2024/3/27,34,酸性物質(zhì)人工排放源,4. 硫酸廠周圍的酸雨區(qū) 某硫酸廠年產(chǎn)10萬噸硫酸, 通過廢氣向大氣排放SO2 3750噸。廠區(qū)兩平方公里范圍被嚴(yán)重污染, 形成局地酸雨。廠區(qū)降水pH值的最低值達(dá)到3.63; 平均pH值為4.41; 為重酸雨區(qū)。 5. 交通運(yùn)輸與酸雨 在發(fā)動機(jī)內(nèi),活塞頻繁打出火花，象天空中閃電,N2變成NOx。不同的車型,尾氣中NOx

56、 的濃度有多有少，機(jī)械性能較差的或使用壽命已較長的發(fā)動機(jī)尾氣中的NOx 濃度要高。汽車停在十字路口,不息火等待通過時,要比正常行車尾氣中的NOx濃度要高。 近年來,我國各種汽車數(shù)量猛增,它的尾氣對酸雨的貢獻(xiàn)正在逐年上升,不能掉以輕心。人們常說車禍猛于虎,因為車禍看得見摸得著, 血肉模糊,容易引起震動；污染是無形的,影響短時間看不出來,容易被人忽視。,2024/3/27,35,酸雨形成,1.SO2 的氧化,2024/3/

57、27,36,2. Nox的氧化,酸雨形成,2024/3/27,37,主要的酸雨區(qū)及其酸雨的危害,主要地區(qū)：北美、歐洲大陸、中國西南與華南地區(qū)潛在的酸雨發(fā)展區(qū)域：非洲東部、東南亞1）對水生態(tài)環(huán)境的影響 使湖泊變成酸性，水生生物死亡 酸雨浸漬了土壤、浸蝕了礦物，使AL元素沿著基巖裂縫流入水體，影響水生生物的生長或使其死亡；磷酸鹽附著在鋁上，難以被生物吸收，其營養(yǎng)價值就降低，并使賴以生存的水生生物的初級生產(chǎn)力降低。2