環(huán)科概論第三章學習輔導材料之一

1、環(huán)境科學概論第三章全球環(huán)境問題學習輔導材料之一一、 內容提要1、 全球氣候變暖（1）全球氣候變暖的機理地表溫度是由地表接受太陽輻射能與從地表向宇宙發(fā)出的輻射能之差所決定的。太陽光主要以可見光的形式到達地面，30被反射掉，剩余的被地表面吸收。被吸收的能量再以紅外輻射的形式釋放出來，而碳酸氣體等微量氣體成分會將其中的一部分阻擋住。如果吸收這些紅外輻射的成分在大氣中增多，阻擋了紅外線向外釋放，就將使地球變暖。（2）溫室效應 地球的保暖作用來自于地球大氣中的一些微量氣體，這些微量氣體一方面對于大陽的輻射(可見光為主的短波輻射)吸收極少，使其幾乎無衰減地通過：另一方面其可強烈吸收地面發(fā)射的長波輻射，并同

2、時向宇宙和地面兩個方向輻射波長更長的長波輻射，其中向下到達地面的大氣逆輻射將一部分熱量又返回地面：從而減少了向外層空間的能量凈排放，使大氣層和地球表面熱起來。大氣這種對地表熱輻射遮擋保溫的屬性類似溫室中玻璃具有的作用，所以被稱為溫室效應。（3）溫室氣體Ø 溫室氣體：大氣中存在的、能吸收紅外輻射并對大氣有加熱效果的所有氣體的總稱。Ø 溫室氣體種類：二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂 等。Ø 造成溫室效應最大的氣體是co2。（4）主要溫室氣體及其特征 二氧化碳來源：化石燃料（煤、石油、天然氣等）燃燒、交通汽車尾氣排放、森林砍伐。二氧化碳濃度急劇增加的原因：l 人

3、類消耗的礦物燃料迅速增加；l 大片森林的毀壞一方面使森林吸收的二氧化碳大量減少，另一方面燒毀森林時又釋放大量二氧化碳，使大氣中二氧化碳含量增多。甲烷：人為源包括 天然氣泄漏、石油煤礦開采及其它生產活動，熱帶生物質燃燒、反芻動物、城市垃圾處理場、稻田等。自然源包括 天然沼澤、濕地、河流湖泊、海洋、熱帶森林、苔原、白蟻等。氧化亞氮主要發(fā)生源是土壤中硝酸鹽的脫氮和氨鹽的硝化cfcscfcs 是著名的破壞平流層臭氧的物質，因人類生產和使用這種化學物質，其濃度增加速度很快。（5）氣候變暖的影響Ø 根據(jù)大氣環(huán)流模型的運算結果，到2030年大氣中的 co2 濃度是現(xiàn)在的 2倍，地球平均氣溫上升13

4、°c。Ø 引起海平面上升，從而淹沒沿海地區(qū)的農田，海水侵入地下水。Ø 頻繁出現(xiàn)類似臺風和熱浪那樣的極端氣象，同時氣候帶向極地方向移動，使土壤水分減少。（6）氣候變暖對農業(yè)的影響Ø co2濃度的增加，將增大農作物的生產能力。Ø 氣候帶和農業(yè)帶有向兩極方向移動的傾向，這樣的移動會對農業(yè)和畜牧業(yè)造成很大的影響。Ø 氣候變暖阻礙了發(fā)芽和生長過程的重要階段，而且使土壤水分減少。Ø 中緯度地區(qū)的生產量因夏季干旱將減少1030。Ø 對熱帶地區(qū)農業(yè)的影響降水和土壤水分的減少危害半沙漠地區(qū)農作物，由于增加了熱應力，會危害熱帶濕潤地區(qū)

5、的農作物和家畜（7）氣候變暖對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響Ø 其變化速度將超過生態(tài)系統(tǒng)構成種群的適應能力，物種和生態(tài)系統(tǒng)的適應存在著某種突然進行的可能性，所以生態(tài)系統(tǒng)將變得不穩(wěn)定，存在種群毀滅的可能性。Ø 在二氧化碳增大的大氣環(huán)境中生物量增加，植被的水利用率將會增加。Ø 熱帶雨林的減少和荒漠化的進程加速非洲大陸熱帶雨林的減少，撒哈拉地區(qū)嚴重的沙漠化現(xiàn)象預計將向熱帶稀樹草原擴大。Ø 生物多樣性的減少（8）氣候變暖對魚業(yè)的影響Ø 氣候變暖引起海平面上升，預計將使沿岸地區(qū)的濕地消失，減少魚蝦類產卵、生長的場所，影響沿岸生態(tài)系統(tǒng)。Ø 海平面上升、海水溫

6、度上升，伴隨降水量和紫外線量的變化，將造成海洋基礎生產量的變化，給海洋生態(tài)系統(tǒng)以重大的影響。（9）氣候變暖對水資源的影響Ø 氣候變化可以改變地區(qū)降水量和蒸發(fā)的類型。Ø 水資源更加脆弱氣候變暖的綜合效果將對河流流域、湖泊水質、滯水層和其它淡水水源帶來極其惡劣的影響。Ø 社會經濟影響水供給的減少，將給人類、農業(yè)、環(huán)境帶來很大的壓力。（10）對氣候變暖的對策Ø 減少溫室氣體的排放Ø 改進能源利用技術，提高能源利用效率，節(jié)約能源。Ø 以co2低排放的能源代替高排放量的能源Ø 發(fā)展非礦物能源，如水力能、核能、太陽能、地熱能、風能

7、16; 禁止濫伐森林，特別是熱帶雨林，擴大植樹造林面積，提高森林覆蓋率。 Ø 加強國際合作，達成針對全球氣候變化的國際協(xié)議（12）針對全球氣候變暖的國際行動京都議定書。 2、酸雨（1）酸雨的形成v 被大氣中存在的酸性氣體污染,ph值小于5.65的雨叫酸雨；v ph值小于5.65的雪叫酸雪；v 在高空或高山(如峨眉山)上彌漫的霧,ph值小于5.65時叫酸霧。（2）酸雨區(qū)根據(jù)年降水ph值和酸雨率分為五級標準Ø ph值高于5.65, 酸雨率是0%-20% , 為非酸雨區(qū); Ø ph值在5.30-5.60之間, 酸雨率是10%-40% , 為輕酸雨區(qū); Ø ph

8、值在5.00-5.30之間, 酸雨率是30%-60%, 為中度酸雨區(qū); Ø ph值在4.70-5.00之間, 酸雨率是50%-80%, 為較重酸雨區(qū); Ø ph值小于4.70, 酸雨率是70%-100%, 為重酸雨區(qū)。（3）我國劃分的“兩控區(qū)”酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)（4）酸性物質的天然排放源Ø sox的天然排放源：火山爆發(fā)、森林火災、土壤中某些機體在細菌作用下可分解某些硫化物、海洋霧沫夾帶一些硫酸到空中。Ø nox天然排放源：閃電、土壤分解（5）酸性物質sox，nox的人工排放源Ø 煤、石油和天然氣等化石燃料燃燒Ø 工業(yè)過程&

9、#216; 交通運輸（6）酸雨的分布（全球三大酸雨區(qū)）北歐酸雨區(qū)、北美酸雨區(qū)、中國已成為世界第三大酸雨區(qū)Ø 我國南方酸雨屬于硫酸型的。主要由煤煙型大氣污染造成的；Ø 美國和德國降水是硝酸型的，主要由汽車尾氣型大氣污染造成的。（7）污染物在大氣中被清除的機制有兩類：干沉降、濕沉降Ø 干沉降非降雨時期污染物從空中沉降到地表上（通過重力沉降、與地面碰撞或被地面吸收）。Ø 濕沉降指顆粒物和氣體被云霧或雨滴吸收、附著（通過吸附、擴散、溶解或伴隨著有化學反應的發(fā)生）。酸性降水就屬于濕沉降。Ø 酸沉降臨界負荷不致使敏感的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生長期危害化學變化的最大酸沉

10、降量稱該生態(tài)系統(tǒng)的酸沉降的臨界負荷。Ø 影響酸沉降臨界負荷的主要三個方面因素：降水因素、地表水因素、土壤因素。Ø 酸沉降引起的生態(tài)系統(tǒng)的化學變化是指地表水和土壤化學組成的變化，從而造成生態(tài)系統(tǒng)的退化（農業(yè)減產、 森林衰退、 魚蝦死亡等等），并且短時間難于恢復。（8）對酸雨的國際性行動Ø 歐洲歐洲監(jiān)測和評價計劃(emep）。Ø 北美美國的國家酸沉降評價計劃(napap)Ø 亞洲等地區(qū)亞洲地區(qū)酸雨狀態(tài)的國際研究項目 “亞洲降水的化學和酸度(caap)”（9）防治酸雨的措施Ø 使用低硫煤，節(jié)約用煤Ø 煙氣脫硫Ø 發(fā)展植物

11、凈化Ø 發(fā)展替代能源（10）so2排污交易Ø 排污權交易是目前受到各國關注的重要環(huán)境經濟政策之一。Ø 排污交易的主要思想是：在滿足環(huán)境要求的條件下，建立合法的污染物排放權利即排污權(這種權利通常以排污許可證的形式表現(xiàn))，并允許這種權利像商品一樣買賣，以此來進行污染物的排放控制。Ø 其做法一般是：首先由政府部門推算出污染物的最大排放量，并將其分割成若干規(guī)定的排放量即排污權。政府可以選擇不同方式分配這些權利，如公開拍賣、定價出售或無償分配等，并通過建立排污權交易市場使這些權利能合法買賣；排污者從其利益出發(fā)，自主決定其污染治理程度，從而買入或賣出排污權。

12、16; 排污交易的好處主要有：費用有效性；管理成本低；有利于達標；促進經濟發(fā)展；有助于實施總量控制。3、 臭氧層破壞（1）臭氧層破壞的機理和原因Ø 臭氧消除的催化劑，其中最為重要的是h、oh、no、cl，Ø 氟利昂己成為臭氧層破壞的主要原因。Ø 臭氧的消耗反應還可通過溴原子來進行，這些溴原子是從作為滅火劑使用的哈龍中排放出來的。Ø hcl和clono2（硝酸氯）被稱為貯庫化合物，因為它們本身不會與臭氧反應，但在某些狀況下卻可以釋放出能破壞臭氧的氯。（2）南極臭氧空洞Ø 南極臭氧空洞是指在春季南極臭氧異常減少的傾向在逐年加重，并且臭氧總量異常變小

13、的區(qū)域覆蓋南極大陸的相當部分，形如洞穴的現(xiàn)象。Ø 氯會形成不破壞臭氧的貯庫化合物質，為什么還會有臭氧洞？pscs(polar stratospheric clouds,極地平流層云)中所含的冰粒,不僅會使氯貯存物質釋放出氯,更會進一步妨礙氯貯存物質的生成,而加速臭氧的破壞。 Ø cfcl主要是由北半球工業(yè)國家所排出，在北半球大氣中的cfcl濃度也高于南半球，那么為什么至今最大的臭氧洞是出現(xiàn)在南極而不是在其它地方？在極夜渦內由于在clo增加的同時貯庫化合物和氮氧化物、水汽濃度減少，可造成臭氧層的破壞，以至于在特定的高度臭氧幾乎完全消失。隨著夏季的到來，臭氧空洞在極夜渦破壞的同

14、時消失，但臭氧減少的空氣可以傳輸?shù)侥习肭虻闹芯暥?，造成全球?guī)模的臭氧減少。北極沒有發(fā)生臭氧空洞，主要原因是北極不能形成像南極那樣穩(wěn)定的極夜渦。北極的極夜渦小，它不斷地隨著被稱為行星波的大氣波動而變形， 一到春季即完全瓦解。同時，能形成pscs的低溫區(qū)域有限。但是近幾年北極的臭氧也在減少。（3）破壞臭氧層的物質Ø 氟氯碳化物( cfcl)：汽車和冰箱等冷凍空調的冷媒、電子和光學組件的清洗溶劑、化妝品等噴霧劑，以及pu、ps、pe的發(fā)泡劑等等Ø 蒙特利爾議定書中稱能對臭氧層產生破壞的cfc 11、cfc l2、cfc 113、cfc 114、cfc 115 等 5 種 cfc

15、物質為“特定氟里昂”。Ø 特定氟利昂的性質極難發(fā)生化學反應無腐蝕性 具有熱穩(wěn)定性、難分解、不燃、沒有導火性和爆炸性幾乎無毒性 熱傳導性低具有揮發(fā)性且易被氣化 加壓后易液化 表面張力小具有一定的溶解性 無色、無臭Ø 破壞平流層臭氧層物質還包括有其他cfc： 三氯乙烷、四氯化碳等有機氯化物和特定哈龍(哈龍1211、1301、2402)等有機溴化物。（4）臭氧破壞對健康的影響Ø 皮膚癌Ø 紫外線能導致白內障Ø 破壞免疫系統(tǒng)（5）臭氧破壞對生態(tài)系統(tǒng)的影響Ø 光合作用速率將降低Ø 由于浮游植物生長趨緩，將造成食物鏈中斷的危機。Ø 光合速率降低亦表示二氧化碳吸收量會減少，使地球溫室效應惡化。（6