北师大环境工程概论讲义06大气污染.docx

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1、第六章大气污染一、大气污染对人类的影响及危害 （一）对人类健康的危害人在高浓度污染物空气中暴露一段时间后，马上就会引起中毒或其他一些病状，这就是急性危害。慢性危害就是人在低浓度污染物的空气中长期暴露，污染物危害的累积效应使人发生病状。 （二）对生态环境的影响大气污染对农作物、森林、水产及陆地动物都有严重危害。如因大气污染（以酸雨和氟污染为主）造成全国农业粮食减产。 （三）对物质材料的危害表现在对建筑物和暴露在空气中的流体输送管道的腐蚀。如工厂金属建筑物被腐蚀成铁锈，楼房、自来水管表面的腐蚀等。 （四）对全球大气环境的影响表现在三个方面：臭氧层消耗、酸雨、全球变暖。这些问题如不及时控制将对整个地

2、球造成灾难性的危害。 （五）室内污染一些室内空气污染物和污染源被认为对人体健康产生十分不利的影响，这些污染物包括石棉、甲醛、挥发性农药残余二、常见12种大气污染物的危害1）二氧化硫S02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，氧化为硫酸（S04）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、PMlO） 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； 沉积在绿色植物叶面，干扰植物吸

3、收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程，从而影响植物的健康和生长； 厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统； 杀伤微生物，引起食物链改变，进而影响整个生态系统； 遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。3）氮氧化物Nox（如：NONo2、N03） 刺激人的眼，鼻，喉和肺，增加病毒感染的发病率，例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒，诱发肺细胞癌变； 形成城市的烟雾，影响可见度； 破坏树叶的组织，抑制植物生长； 在空中形成硝酸小滴，产生酸雨。4）一氧化碳CO 极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕，头疼，重者脑细胞受

4、到永久性损伤,甚至窒息死亡； 对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大； 引起胎儿生长受损和智力低下。5）挥发性有机化合物VOCS（如：苯、碳氢化合物） 容易在太阳光作用下产生光化学烟雾； 在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性； 对人体有致癌、引发白血病的危险。6）光化学氧化物（如：臭氧03） 低空臭氧是一种最强的氧化剂，能够与几乎所有的生物物质产生反应，浓度很低时就能损坏橡胶、油漆、织物等材料； 臭氧对植物的影响很大。浓度很低时就能减缓植物生长，高浓度时杀死叶片组织，致使整个叶片枯死，最终引起植物死亡，比如高速公路沿线的树木死亡就被分析与臭氧有关； 臭氧对于动物和人类有多种伤害作用，特别是伤

5、害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。7）有毒微量有机污染物（如：多环芳烧、多氯联苯、二嗯英） 有致癌作用； 有环境激素（也叫环境荷尔蒙）的作用。8）重金属（如：铅、镉） 重金属微粒随呼吸进入人体，铅能伤害人的神经系统，降低孩子的学习能力，镉会影响骨骼发育，对孩子极为不利； 重金属微粒可被植物叶面直接吸收，也可在降落到土壤之后，被植物吸收，通过食物链进入人体； 降落到河流中的重金属微粒随水流移动，或沉积于池塘、湖泊，或流入海洋，被水中生物吸收，并在体内聚积，最终随着水产品进入人体。9）有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物） 对动物、植物、微生物和人体有直接危害。10）难闻气味直接引起人体不适或伤害

6、； 对植物和动物有毒性； 破坏微生物生存环境，进而改变整个生态状况。11）放射性物质致癌，可诱发白血病。12）温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烧） 阻断地面的热量向外层空间发散，致使地球表面温度升高，引起气候变暖，发生大规模的洪水、风暴或干旱； 增加夏季的炎热，提高心血管病在夏季的发病和死亡率； 气候变暖会促使南北两极的冰川融化，致使海平面上升，其结果是地势较低的岛屿国家和沿海城市被淹； 气候变暖会使地球上沙漠化面积继续扩大，使全球的水和食品供应趋于紧张。三、一次污染物悬浮颗粒物同气体污染物二氧化硫的协同影响，削弱了日光的照射和能见度，使空中多云、多雾、浑浊。其主要来源为燃煤、施工。飘尘飘尘

7、随呼吸进入人体，均有一半可附着在肺壁上，是构成或加重人类呼吸疾病的重要原因。其主要来源为燃煤、施工。二氧化硫二氧化硫对人的结膜和上呼吸道粘膜具有强烈刺激。长期接触低浓度二氧化硫，会出现倦怠、乏力、鼻炎、咽喉炎、支气管炎、味觉障碍、感冒不易康复等症状；二氧化硫形成酸雾或酸雨还会腐蚀金属、器材，沉降到地面会破坏土壤和水质。其主要来源为燃煤、工业。一氧化碳与血红蛋白的亲和力为氧的300倍，形成氮氧血红蛋白，削弱血红蛋白向人体各组织输送氧的能力，神经中枢受损最大。其主要来源为燃煤、汽车尾气。碳氢化物碳氢化物中包含多种烧类化合物，进入人体后会使人体产生慢性中毒，有些化合物会直接刺激人的眼、鼻粘膜，使其功

8、能减弱，更重要的是碳氢化物和氮氧化物在阳光照射下，会产生光化学反应，生成对人及生物有严重危害的光化学烟器。其主要来源为汽车尾气、工业。氮氧化物氮氧化物中的一氧化氮与血液中血红蛋白的亲和力比一氧化碳还强。通过呼吸道及肺进入血液，使其失去输氧能力，产生一氧化碳相同的严重后果。氮氧化物侵入肺脏深处的肺毛细血管。引起肺水肿等。其主要来源为燃煤、汽车尾气。碳烟除浓度外，粒子的直径及化学性质起决定作用，5微米以下的粒子可以进入呼吸道，引发肺病。其主要来源为柴油车尾气。四、二次污染光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NoX）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭

9、氧（03）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟器污染现象叫做光化学烟雾。光化学烟雾的成分非常复杂，但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸隙碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品

10、等。五、酸雨的防治1979年11月在日内瓦通过了控制长距离越境空气污染公约，并于1983年生效。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：1、原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%60%的无机硫。2、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。3、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术。它主要是利用加进石灰石和白云石，与二氧化硫发生反应，生成硫酸钙随灰渣排出。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85%90%的二氧化硫气体。不过，脱硫效果虽好但十分费钱。例如，在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂

11、总投资的25%之多。这也是治理酸雨的主要困难之一。六、温室气体产生温室效应的机理 Co2等温室气体产生温室效应的机理，至今仍有争议。然而普遍认为，这与温室气体的物理性质有关。C02等温室气体对来自太阳的短波辐射具有高度的透过性，而对地面反射出来的长波辐射却具有高度的吸收性能。C02等温室气体在大气中的迅速增加，而将地面反射的红外辐射大量截留在大气层内，使地球表面的能量平衡发生改变。温室气体帘幕阻止红外辐射的外逸，太阳能的被“捕获”势必导致大气层温度升高，气候变暖，形成“温室效应”七、温室效应对气候所产生的破坏作用 (1)气候带和自然带的变化温室效应引起的气候变暖并不是均匀的，而是高纬升温多，低

12、纬升温少；冬季升温多，夏季升温少。而在中纬度地区，夏季温度可能上升到超出地球平均温度的30%50%。这种变化必然造成气候带的调整，气候带的调整又必然引起自然带的变化。据估计，全球平均气温升高气候带和自然带约向极地方向推移IOokm。如全球平均气温升高2.5,则现在占陆地面积3%的苔原带将不复存在，其他气候带和自然带的界限变化，对界面附近的生态系统冲击甚大。 (2)海平面上升温室效应引起的全球变暖，必然导致海洋的热膨胀和冰川、极地冰雪融化，从而引起海平面上升。在过去的一个世纪中，地球平均海平面升高不到15cm,根据目前地球变暖的程度，可以预测到2075年海平面将上升30213cm。海平面升高对居住在沿海地区约占全球50%的人口将带来严重的影响，一些沿海低地和岛屿可能被淹没，其生态系统也将彻底崩溃。 (3)不少地区的自然灾害增加气候变暖引起降水量和降水空间分布和时间分布的变化，不少地区的旱涝灾害可能增加。同时气候变暖可能使病虫害增加。