chap人類與大氣圈實(shí)用

會計(jì)學(xué)1chap人類與大氣圈實(shí)用2.1大氣圈的結(jié)構(gòu)與組成2.1.1大氣圈的演化2.1.2大氣圈的結(jié)構(gòu)2.1.3大氣的組成第1頁/共46頁2.2大氣污染及其類型

2.2.1大氣污染分類2.2.2大氣污染源的類型第2頁/共46頁大氣污染是范圍最廣泛、最嚴(yán)重的污染。如臭氧層空洞、溫室效應(yīng)加劇和酸雨都與大氣污染直接相關(guān)。常見大氣污染物排放、污染物間的作用情況分別如表4-2、圖4-5所示：第3頁/共46頁表4-2地球上自然過程及人類活動的大氣污染物的排放源及排放量

第4頁/共46頁圖4-6大氣污染物的復(fù)雜相互作用圖

第5頁/共46頁2.3大氣污染物的種類及其轉(zhuǎn)化規(guī)律2.3.1大氣污染物的種類2.3.2大氣環(huán)境中主要污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律第6頁/共46頁2.4人類活動對大氣圈的影響2.4.1全球氣候的異?，F(xiàn)象與變化趨勢2.4.2溫室效應(yīng)2.4.3全球氣候變暖的影響2.4.4溫室效應(yīng)的防治對策2.4.5陽傘效應(yīng)2.4.6南極臭氧洞2.4.7酸雨2.4.8熱污染2.4.9大氣圈氧平衡失調(diào)——潛在的危險(xiǎn)第7頁/共46頁表5-1世界各區(qū)域的主要環(huán)境問題注：本表引自GEO3,2003。全球環(huán)境狀況

第8頁/共46頁

如果溫室效應(yīng)一旦消失，處于輻射平衡時地球表層氣溫只有-18C，而現(xiàn)在實(shí)際平均溫度為15C。但若全球變暖不斷加強(qiáng)，也必將給人類社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境帶來巨大沖擊。

大氣中某些物質(zhì)具有允許太陽短波輻射通向地表，部分吸收地表長波輻射的特性，使其具有與溫室中玻璃相類似的溫室效應(yīng)。5.1.1溫室效應(yīng)及全球變暖5.1

全球變暖第9頁/共46頁

溫室氣體如CO2、CH4、N2O、O3、CFCs、SO2等。溫室氣體的源和匯。人類活動排放的越來越多的溫室氣體究竟如何使全球變暖，尚未完全搞清楚。第10頁/共46頁圖5-1近代人類活動對大氣中CO2濃度的影響（引自IGBP,Science4,2001）第11頁/共46頁

影響全球氣溫變化因子：外力驅(qū)動作用、溫室效應(yīng)、陽傘效應(yīng)、下墊面變動。

在2001年公布的氣候變化評估對未來100年氣候變化進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明，2100年地面氣溫將升高1.4～5.8℃（圖5-2）,此增幅高達(dá)20世紀(jì)增幅的2～10倍。全球變暖將使降水量增加，但降水量分布變化很難確定；海平面上升將影響我國沿海地區(qū)。5.1.2未來全球變暖的可能情景第12頁/共46頁圖5-22000～2100年地面氣溫的變化趨勢（引自IPCC，2001）第13頁/共46頁

（1）全球變暖的可能影響海平面上升經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集的三角洲、海岸帶和低地地區(qū)淹沒損失。

氣候帶北移熱帶多雨地區(qū)將面臨洪澇多發(fā)威脅，沿海城鎮(zhèn)將遭受風(fēng)暴頻繁襲擊。極地凍土帶下的大量CH4將釋放出來，加速全球增溫。給許多病菌的繁殖、傳播提供更為適宜的溫床。

5.1.3全球變暖的可能影響及協(xié)調(diào)行動第14頁/共46頁

世界經(jīng)濟(jì)損失據(jù)UNEP報(bào)告,如不對溫室氣體排放采取措施，今后50年內(nèi)，每年所造成的全球經(jīng)濟(jì)損失最多可達(dá)3000億美元。

對中國的可能影響引發(fā)自然災(zāi)害，破壞生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，損害生物多樣性使中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增大（2）保護(hù)全球氣候的協(xié)調(diào)行動

全球變暖的威脅是全人類共同面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。要搞清溫室氣體相關(guān)問題，削減排放量，有賴于廣泛的國際合作。

重要決議《聯(lián)合國氣候變化框架公約》《京都議定書》

第15頁/共46頁5.2.1臭氧層存在的重要意義

O3能吸收太陽紫外輻射中全部UV-C射線及約90％UV-B射線；臭氧層是保護(hù)地球生命免受高能輻射損害的天然屏障

。對太陽輻射能的吸收，直接影響平流層溫度場的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)過程，并對全球氣候和生命形成演化有深遠(yuǎn)影響。

2000年9月，南極臭氧洞面積達(dá)2.85×107km2，相當(dāng)美國國土3倍。北極上空具備臭氧層耗竭條件，只是尚未形成洞。將北極臭氧層損耗稱為空坑。(見圖5-3）5.2

臭氧層耗竭

第16頁/共46頁圖5-3北半球大氣臭氧總量的逐年遞減趨勢（引自WMO，1999）

第17頁/共46頁（1）大氣臭氧層的形成

基于臭氧層形成需足夠太陽輻射能和適宜的O2濃度，故只能形成在20～25km高度。（2）大氣臭氧層的耗竭

大氣臭氧層耗損和異常變化理論：化學(xué)理論、太陽活動理論、動力學(xué)理論、奇氮理論等，最主要的是化學(xué)理論。5.2.2大氣臭氧層的形成及破壞第18頁/共46頁

臭氧層破壞會使吸收的紫外輻射大大減少，到達(dá)地表強(qiáng)度增加，給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。紫外輻射增強(qiáng)可能導(dǎo)致的后果有以下幾方面：

威脅生態(tài)系統(tǒng)的安全損害人體健康

破壞水生生態(tài)系統(tǒng)

危害人類生存環(huán)境

影響全球及區(qū)域氣候變化

其它負(fù)面影響

5.2.3臭氧層耗竭的潛在威脅第19頁/共46頁綠色卡片：保護(hù)大氣臭氧層的行動

人為排出廢氣約一周能在經(jīng)向，幾個月可在緯向上散布全球，故解決臭氧層耗竭問題必須依靠國際合作。世界保護(hù)臭氧層行動中最重要的有：

1987年通過的旨在控制ODS(臭氧層損耗物質(zhì))的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》以及1990年通過的《修正案》迄今締約國有165個。

《修正案》規(guī)定5類、20種ODS為受控物質(zhì)，并列出34種HCFC類物質(zhì)為過渡性物質(zhì)。

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SOX和NOX

經(jīng)一系列大氣化學(xué)轉(zhuǎn)化和物理輸送過程后，所產(chǎn)生的酸性化合物隨雨、雪降落到地面，即成酸雨。

5.3.1酸雨污染的態(tài)勢大氣中CO2（325×10-3mL/L）與降水中CO2成氣液平衡時，pH值為5.65，小于此值的降水為酸雨。人類活動排放酸雨前驅(qū)物SO2和NOx逐年增加，全球大氣降水本底值實(shí)際為pH4.8～5.0。

5.32酸雨的形成

（1）酸性物質(zhì)來源:

自然源和人為源

5.3酸雨危害加劇第21頁/共46頁（2）SO2在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化：均相氧化和多相反應(yīng)對SO2轉(zhuǎn)化具重要意義的多相反應(yīng)機(jī)理：水滴中過渡金屬的催化氧化

SO2被碳粒和其他固態(tài)顆粒物吸附發(fā)生表面催化氧化

SO2在液相中被由NOx和HCs光氧化作用生成的O3和

H2O2所氧化（3）NOx在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化

NOx在不同氧化階段經(jīng)復(fù)雜轉(zhuǎn)化，最后生成硝酸鹽。反應(yīng)速率取決于濃度，一般非常緩慢；但太陽照射下的污染大氣中，反應(yīng)可在幾秒鐘內(nèi)完成。

第22頁/共46頁

對陸生生態(tài)系統(tǒng)的影響：

對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響：酸化水體危害魚卵正常孵化和健康生長，破壞水生生物的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，威脅魚類生存。由于酸雨對金屬材料具有腐蝕作用，因而對橋梁、露天機(jī)械、建筑等破壞較明顯。

使大片森林死亡、農(nóng)作物枯萎，抑制土壤有機(jī)物分解和N固定，淋洗與土壤粒子結(jié)合的Ca、Mg、K等營養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化。（見圖5-4）圖5-4森林受酸雨破壞后的衰敗景象（引自Planetunderstress，1990）5.33酸雨的危害第23頁/共46頁

5.4.1森林與濕地萎縮

1990～2000年，全世界森林自然增長及人工種植面積每年僅為5.2×104km2，森林砍伐面積卻高達(dá)14.6×104km2，平均每年凈減少9.4×104km2。

在20世紀(jì)一百年間，全球熱帶森林面積減少近1/5。目前世界濕地約比20世紀(jì)初減少一半，喪失最主要原因是農(nóng)業(yè)開發(fā)。世界各地草原大多都有不同程度退化。5.4全球生態(tài)系統(tǒng)退化

第24頁/共46頁

森林、濕地面積銳減和草原退化使生物棲息地改變或喪失，導(dǎo)致生物多樣性減少。在過去的4個世紀(jì)中，人類活動已使全球700多個物種絕跡，其中1/3是19世紀(jì)前消失，l/3是19世紀(jì)滅絕，另1/3是近50年來滅絕，明顯呈加速滅絕之勢。

5.4.2生物多樣性減少第25頁/共46頁

人口和經(jīng)濟(jì)增長，水質(zhì)惡化、水資源緊缺矛盾日益尖銳。近年來，世界每15年淡水消耗量增長一倍，當(dāng)前全球約有占陸地面積63％的43個國家地區(qū)20億人口面臨缺水。淡水資源污染使水資源短缺愈演愈烈。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)，世界河流穩(wěn)定流量約40％已受污染。固體廢物與危險(xiǎn)廢物堆放場、地下排污管道泄漏、地下油庫、農(nóng)業(yè)徑流、各類礦場、工業(yè)和生活廢水，都可造成地下水污染。5.4.3淡水資源匱乏第26頁/共46頁

土地退化：土地荒漠化、土地鹽堿化、土壤污染。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估計(jì)，每年約有1000km2的土地變成沙漠。目前，地球沙漠及荒漠化面積占總土地面積的35％，威脅到全球100多個國家和地區(qū)、世界15％人口的生存發(fā)展。土地荒漠化破壞地表輻射平衡和地-氣系統(tǒng)水熱平衡，引起氣候與環(huán)境變化；反過來又加速荒漠化。土地退化導(dǎo)致耕地面積銳減，如不遏制，糧食安全必將遭受嚴(yán)重沖擊。

5.4.4土地退化及荒漠化第27頁/共46頁

5.5.1環(huán)境安全的概念

概念：與人類生存發(fā)展活動相關(guān)的生態(tài)環(huán)境及自然資源處于良好狀況或未遭受不可恢復(fù)的破壞。

環(huán)境安全含義：生產(chǎn)、生活、技術(shù)層面的環(huán)境安全：因環(huán)境污染和破壞所引起的有害于人群健康的影響；社會、政治、國際層面的環(huán)境安全：因環(huán)境污染和生態(tài)破壞所引起的有害于國際和平、國家利益、社會安定的影響。

5.5環(huán)境安全及國際合作第28頁/共46頁

（1）生物安全

定義：生物生長發(fā)育及環(huán)境協(xié)調(diào)一致的動態(tài)安全過程，是指在基因、細(xì)胞、個體、種群與群落水平上皆處于不受威脅的良好狀態(tài)。

1.

生物入侵

定義：外來物種給當(dāng)?shù)厣锖铜h(huán)境造成危害，對生態(tài)系統(tǒng)平衡、人類社會發(fā)展都可能帶來威脅。表現(xiàn)如下：外來生物使本土物種數(shù)量減少乃至滅絕，外來病原體及微生物的傳播和流行危及人群健康。5.5.2環(huán)境安全的主要內(nèi)容第29頁/共46頁

轉(zhuǎn)基因生物：經(jīng)人類改造或修飾的生物體，以特殊生命形式介入自然界后，可能造成另一類型的生物入侵。（2）食物安全

蔬菜、糧食中殘留的超標(biāo)的化肥、農(nóng)藥；向飼料中非法添加的激素和生長促進(jìn)劑；受POPs和重金屬污染物污染水產(chǎn)品；都可引發(fā)食品安全事故。2.轉(zhuǎn)基因生物安全第30頁/共46頁

全球廣為分布的地方病是發(fā)生在特定地區(qū)、與地理環(huán)境有密切關(guān)系的疾病，如地方性甲狀腺腫。地方病按致病因素分為：

地球化學(xué)性地方病——人體從環(huán)境中攝入的元素量若超出或低于一定閾值，便可能出現(xiàn)化學(xué)性地方病。如地方性氟中毒、缺碘（富碘）性甲狀腺腫；

生物性地方病——因某種致病生物或某種媒介生物滋生繁殖引發(fā)，特點(diǎn)是致病因子均為生物體，如血吸蟲病主要由于中間宿主釘螺引起。（3）健康安全第31頁/共46頁

隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)增長和生態(tài)環(huán)境惡化，環(huán)境資源已成各國、各地區(qū)爭奪對象。水資源是基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，水資源安全屬于資源和經(jīng)濟(jì)安全。全球有261條河流、176塊重要濕地跨國界。其中，可能因缺水而導(dǎo)致國際沖突的10個地區(qū)中，有5個在嚴(yán)重缺水的中東。水資源安全包括：糧食安全的最低用水；基本生活用水；生態(tài)用水。(4)資源安全第32頁/共46頁

環(huán)境退化會造成糧食減產(chǎn)甚至絕收，引起暴力沖突，危及國家穩(wěn)定。阿富汗等國國內(nèi)動蕩沖突都與環(huán)境惡化和食物短缺有關(guān)。我國人口-耕地矛盾突出，導(dǎo)致大量農(nóng)村過剩人口轉(zhuǎn)向城市。城市不能充分就業(yè)，將不利于社會穩(wěn)定。因環(huán)境惡化造成的環(huán)境難民是環(huán)境災(zāi)害轉(zhuǎn)移的表現(xiàn)形式。1984～1985年，非洲有1000萬難民逃離薩赫勒地區(qū)的家園，20世紀(jì)80年代以來，全球環(huán)境難民高達(dá)5億人。造成大規(guī)模難民根本原因：環(huán)境破壞、自然資源匱乏、耕地減少、生存條件惡化等。綠色卡片：環(huán)境退化與環(huán)境難民第33頁/共46頁

危險(xiǎn)廢物指在操作、儲存、運(yùn)輸、處理和處置不當(dāng)時，對人體健康或環(huán)境帶來重大威脅的廢物。

據(jù)估計(jì)，全世界每年的危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為3.3億噸。

在20世紀(jì)80年代，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國家所產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物至少有1/10是越境轉(zhuǎn)移處置的。

查處越境洋垃圾全世界7成洋垃圾流入我國

（5）危險(xiǎn)廢物的越境轉(zhuǎn)移第34頁/共46頁20世紀(jì)末期以來，環(huán)境安全問題日益突出，最大特征是跨國、跨地區(qū)，并對各國的社會、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定造成很大危害。為此，必須建立有效國際合作機(jī)制,制定正確的環(huán)境安全政策和規(guī)劃，將環(huán)境安全工作法定化、制度化。5.5.3環(huán)境安全的國際合作

第35頁/共46頁咸海的歷史變遷及其環(huán)境影響

咸海曾是世界第四大湖，面積66000km2,水量1000km3,目前卻面臨極嚴(yán)重環(huán)境災(zāi)害。

20世紀(jì)60年代，原蘇聯(lián)規(guī)劃者將中亞指定為棉花供應(yīng)地后，90％的水用于農(nóng)業(yè)灌溉，咸海面積縮減一半，（見圖5-5）儲水量減少3/4，水中礦物質(zhì)增長4倍，大部分海洋魚類和野生生物不能生存。過去15年肝病者、尤其是癌癥患者增長30倍。為此，五個中亞國家建立了水資源委員會、咸海國際基金和咸海問題委員會?，F(xiàn)在水資源減退速度穩(wěn)定在110～120km3/a，但環(huán)境退化仍在繼續(xù)。5.6案例研究第36頁/共46頁圖5-5咸海面積變化（UNEP,Topham；引自：全球環(huán)境展望3，2002）第37頁/共46頁問題與討論1.全球主要環(huán)境問題有哪些？其影響