第六章：大气污染及防治

课时编号 30-38 课目名称 第六章 大气污染与防治

授课时间 2009.5 授课班级 北校区2008级学生

教学目的 了解大气圈的结构及大气的组成，掌握影响大气污染的气象因素和大气污染的有关概念以及主要的大气污染物对人体的危害，全面认识全球性的大气环境问题（全球变暖、臭氧层耗竭、酸沉降），了解大气污染的防治措施。

重点与难点 重点：对流层和平流层的特点；大气污染源和大气污染物；影响大气污染的气象因素；全球性大气环境问题的形成机制及其危害和防治对策。

难点：影响大气污染的气象因素；全球大气污染问题及形成机制。

课

堂

教

学

设

计 一、大气圈

1、大气圈的含义 2、大气圈的构造 3、 大气的组成

二、大气污染源及大气污染物

1、大气污染的含义 2、大气污染源 3、大气污染物质

三、大气中主要污染物对人体的影响和危害

1、硫氧化物的影响和危害 2、煤尘、粉尘的影响和危害

3、氮氧化物的影响和危害 4、光化学烟雾的影响和危害

5、一氧化碳的影响和危害 6、其它有害物质的影响和危害

四、影响大气污染的气象因素

1、气象对大气污染的影响

五、全球大气污染问题

1、 全球变暖问题

2、 臭氧层破坏问题

3、酸沉降问题

六、大气污染的防治

1、合理的工业布局

2、减少或防止污染物的排放

3、治理排出的主要污染物

4、发展植物净化

5、利用环境的自净能力

参考书目

教案实施

效果追记 首先借用多媒体手段，通过flash再现全球大气问题的形成及危害，生动形象地给学生留下一深刻印象。然后通过课堂详细讲述理论知识，并列举大量实例，使学生全面认识大气污染物的种类、危害及防治措施。 河北经贸大学教案纸

1 第六章：大气污染及防治

空气的重要性：净洁的空气对生物来说比任何物质都重要。人类需要呼吸新鲜空气来维持生命，一个成年人每天呼吸约2万次，吸入空气约12-16m3m，大约等于每天所吃食物的10倍，饮用水的重量的5倍。人5周不吃饭，5天不饮水，尚能生存，而5分钟不呼吸就会死亡。空气不仅对维持生命活动所必要，而且也是人类生活及生产活动所必需的。我们每天做饭、取暖后离不开空气。总之，地球上没有空气就不会有有机生命体，我们这个星球也就成为一个死寂的世界。因此，保护大气不受污染，也就是保护人类生存的物质基础。

然而，今天全球大气污染依然严重，研究表明：“空气污染危害可能甚于核辐射”；“50万只蜜蜂死于花前树下”。

第一节：大气圈及大气的组成

一、大气圈的含义（P199）：图示见200页

我们把随地球引力而旋转的大气层叫做大气圈。大气圈最外层的界限很难确切划定的，但大气圈也不能认为是无限的。在地球场内受引力而旋转的大气层高度可达10000千米（大气圈最外层高度），一般情况下，可以认为地球表面到1000~1400千米气层作为大气圈的厚度。超出1400千米以外，气体非常稀薄，就是宇宙空间了。

我们人类就生活在大气层的底部，大气圈是环境的重要组成部分，也是维持地球上一切生命生存的物质基础。大气圈中的大气，分布是极不均匀的，在地心引力作用下，大气质量的9/10都集中在近地面16公里以内的大气层中，离地面越高，空气越稀薄。

二、大气圈的结构（P199）：

根据不同高度上大气的特性不同，气象家们把大气划分为5个层次（P200图）：

均质层（地表向上至大约90千米，包含对流层、平流层和中间层）：除了水汽含量变化较大外其他大气组分的比例大体稳定。，这是大气低层的风和湍流运动的结果。

非均质层（热层和散逸层）：其气体组成随高度升高有很大变化，大气运动以分子扩散为主。

1、对流层：

距地球表面最近的一层，其厚度平均约12千米（两极薄：8千米；赤道厚：18千米），同大气层的总厚度相比，对流层非常薄，但它集中了整个大气圈80—90%的质量和几乎全部的水汽。因此，对流层是大气圈中与一切生物关系最密切的一层，它对人类的生产、生活影响最大。通常所发生的大气污染现象主要在这一层，特别是靠近地面1~2千米范围内。

对流层具有以下三个基本特征： 河北经贸大学教案纸

2 A.气温随高度增加而减小 一般说来，大气直接吸收太阳辐射能所造成的增温没有地面辐射造成的增温显著，即太阳光线通过大气圈时，使气温升高较少，而晒热的地壳，却能从下面加热大气圈，使其温度明显升高。因此，在对流层中，高度愈高，气温愈低，平均每增高100米，气温降低0.65℃。

B.空气对流运动显著 因受地面的不均匀加热，从而导致温度垂直、水平分布差别较大，该层空气对流运动显著，对流运动的强度因纬度和季节而异，低纬度较强，高纬度较弱；夏季较强，冬季较弱。由于空气的对流运动，使高层与低层空气得到交换，近地面的热量、水汽和杂质通过对流向上空输送，从而导致一系列天气现象。对大气污染物的扩散和传输起着重要作用。

C、天气现象复杂多变 由于对流层受地球表面的影响最大，而使对流层中温度、湿度的水平分布不均匀，水汽和尘埃含量较高，于是可产生一系列物理过程，形成了风霜、雨雪，云雾、冰雹等变化多端的天气现象。

2、平流层：

从对流层顶至50千米左右为平流层。该层的特点：

A、温度随高度的增加而上升，并且经常保持平稳。这是因为该层臭氧含量高，臭氧能够吸收太阳的紫外线同时被分解为原子氧和分子氧，当它们重新化合产生臭氧时，释放大量能量，因此这里升温很快。这种温度结构抑制了大气的垂直运动。

B、气流以水平运动为主，很平稳，空气稀薄，水气、尘埃很少，大气透明度好，是超音速飞机飞行的理想场所。

该层包含“臭氧层”---- O3是大气中的微量元素，为一种具有微腥臭、浅蓝色气体，主要密集在离地面25~30千米的平流层内，科学家称之为臭氧层。O3层好比“地球的保护伞”，阻挡了太阳99%的紫外线辐射，保护地球上的生灵万物。O3层浓度每减少1%，太阳紫外线增加2%，皮肤癌就会增加7%，白内障患者增加0.6%。紫外线辐射还能破坏植物光合作用和授粉能力，最终降低农业产量。现在臭氧层在变薄，南极上空已出现“空洞”，中国古代有个“女娲补天”的神话故事，现代科学家真的要“补天”了。

3、中间层：

从平流层顶至85千米高空是中间层。该层内臭氧含量稀少，氮、氧等气体所能直接吸收的波长更短的太阳辐射，大部分已被上层大气吸收，因而这层大气的气温随高度增加而迅速下降，至该层顶气温降到-83℃以下。中间层内水分极少，仍有垂直对流运动，偶尔还能见到银白色的夜光云。

4、热（暖）层 或 电离层： 河北经贸大学教案纸

3 从中间层顶至800千米高空属于热层。该层的气温随高度增加而急剧升高（在距地面400千米的高空，温度可达到3000~4000℃）。这是由于此层原子氧可吸收太阳能使温度急剧上升，而且此层的氧、氮在宇宙射线和紫外线作用下都处于电离状态，成为原子、离子和自由电子，故又被称为电离层。电离层能反射电磁波，来自地表的某个地点的无线电波必须经过电离层的反射，才能传到世界各地。

5、散逸层（外层）：

热层顶之上，即800千米以上的大气层，称为散逸层。它是大气圈与星际空间的过渡地带，其气温随高度的增加而升高。这里空气极其稀薄，温度极高，地心引力微弱。一些高速运动的大气质点就能挣脱地球引力的束缚，逃到星际空间中去，称为散逸层。

人造卫星、宇宙火箭在这一层，宇宙航天事业的发展，给人类展示了飞出地球的美好前景，但也给宇宙空间带来污染------太空垃圾，人类丢弃的人造卫星和火箭的碎片基本处于无人管理而不断增加的状态，将来很可能危及人类在宇宙空间的活动。

危害：0.5毫米大小的碎片就足以击穿密闭的宇宙服，使宇航员丧命；1毫米大小的碎片则可能击坏人造卫星。迄今为止，已有多起由太空垃圾引起的航天事故，其回收与清理势在必行。

三、大气的组成（P184）

1、 区分大气与空气：

两词从科学角度来看没有什么区别。一般用法：空气特指室内或某个地方（如：车间、厂区等）供动植物生存的气体。而大气是指大区域或全球性的气流。

英语中大气污染有两个名次：空气污染（air pollution）一般指室内污染；atmosphere pollution专指有毒、有害物质排放到室外空气中所产生的污染问题。

大气或空气是多种气体组成的混合物，其中还含有一些悬浮的固体杂质和液体微粒。

2、大气的组成：可认为是由恒定的、可变的、不定的三种类型组分组成。

恒定组分：N2（78.09%）、氧（20.95%）、氩（0.93%）、微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体。

可变组分：CO2（0.02~0.04%）、水蒸气（4%以下），随季节和气象的变化及人类活动而变化。

含有恒定组分和可变组分的空气，我们认为是纯洁清净的空气（表13-1）。

不定组分： 来源有二

①自然界---火山爆发、森林火灾、海啸、地震等自然灾害形成的尘埃、硫、H2S、硫氧化物、NO2、盐类及恶臭气体等，这些不定组分进入大气，可造成局部和暂时的污染，

②人类活动：不定组分主要来源于工业化、城市化等人为活动排放的烟尘及有害气体。 河北经贸大学教案纸

4 第二节 大气污染源及大气污染物

一、大气污染的含义（P185）

大气污染是指大气中污染物质的浓度达到了有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象。如酸雨腐蚀就建筑物等。

形成大气污染的三个要素是：污染源（向环境排入有害物质的场所和设备）、大气媒介（大气空运动的作用：气象条件、地理条件等）和受污染的接收体。

大气污染物是从哪里来的？它包括哪些物质？在大气中是怎样运动的？对人体健康有生命危害？

二、大气污染源（P185-186）：

大气污染源极其广泛，种类繁多，从不同角度可划分为很多种类。大气污染源的主要类型有：

（一）按污染源产生的类型划分：

1、 自然污染源：①火山喷发：正在活动的火山排出的SO2、H2S、CO2等；②森林火灾：CO、CO2、SO2、NO2、HC等；③自然尘：沙、土、尘；④腐烂的动植物释放出的氨、硫化氢等气态污染物；⑤海浪飞沫：硫酸盐、亚硫酸盐

2、人为污染源：世界各地的大气污染主要是人为因素造成的。

（1）工业污染源——火力发电、钢铁厂、化工厂、水泥厂等工矿企业在燃料燃烧和生产过程中时释放出的烟尘、硫氧化物等有害气体。

特点：排放源集中且浓度大，对局部地区或工矿的大气质量影响大。

（2）生活污染源------烧饭、取暖、沐浴等排放煤烟。

调查炸油条摊：一锅油是15千克，1小时炸面25千克。炸完后，锅里还剩下油6千克，跑走的9千克油除一部分留在油条上，大部分变为油烟进入周围空气中，而油烟中主要有害物质为致癌物苯并芘。

特点：分布广，排放污染物量大。排放高度低等特点，也不容忽视。

（3）交通污染源-------汽车、飞机、火车、船舶等交通工具排放的废气。

在发达的国家，汽车排气（CO、铅、硫氧化物、碳氮化合物等）已构成大气污染的主要污染源。目前，全世界汽车已超过2亿辆，一年内排出CO2亿吨、铅40万吨。

（4）农业污染源-----农药、化肥在施用过程中飘散到空气中的有毒、有害及恶臭气态污染物。前几年多次有报道秋季石家庄郊区焚烧桔杆，造成烟雾遮天的严重大气污染现象。