全球性环境问题.ppt
资源环境与可持续发展,江民锦江西财经大学,第六章 全球性环境问题,全球环境问题，也称国际环境问题或者地球环境问题，是指超权主义国家的国界和管辖范围的、区域性和全球性的环境污染和生态破坏问题。产生背景分析。近代工业革命使人与自然环境关系又一次发生巨大变化。20世纪中叶开始，科学技术的飞速发展和世界经济的迅速增长，使人类“征服”自然的足迹踏遍全球，人类活动正在改变地球的生态系统，环境问题也逐渐从地区性问题发展成波及世界各国的全球性问题，出现了一系列引起国际社会关注的热点问题。,第六章 全球性环境问题,20世纪80年代以来，随着经济的发展，具有全球性影响的环境问题日益突出。不仅发生了区域性的环境污染和大规模的生态破坏，而且出现了温室效应、臭氧层破坏、全球气候变化、酸雨、物种灭绝、土地沙漠化、森林锐减、越境污染、海洋污染、野生物种减少、热带雨林减少、土壤侵蚀等大范围的和全球性环境危机，严重威胁着全人类的生存和发展。,第六章 全球性环境问题,围绕这些问题，国际社会在经济、政治、科技、贸易等方面形成了广泛的合作关系，并建立起了一个庞大的国际环境条约体系，联合治理环境问题，正在越来越大地影响着全球经济、政治和科技的未来走向。,全球环境问题包括气候变化臭氧层破坏大气及酸雨污染森林破坏与生物多样性减少土地荒漠化国际水域与海洋污染有毒化学品污染有害废物越境转移等。,第六章 全球性环境问题,第六章 全球性环境问题,第一节 温室效应和全球气候变化第二节 臭氧层破坏第三节 酸雨,第一节 温室效应和全球气候变化,一、温室效应二、全球变暖对自然界和人类的影响三、控制全球变暖的综合对策亚马逊森林与全球变暖20150118凤凰气象站：全球变暖的科学验证,一、温室效应,1.温室气体和温室效应大气中的水蒸气、CO2、O3、CH4、N2O、CO、CFC11(氟利昂)，可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过，但可以强烈地吸收地球的长波辐射，使地球表面散热困难，类似于温室的玻璃，称温室气体。温室气体吸收地表向外的长波辐射并再反射回地球，从而减少向外层空间的能量排放，使得大气层和地球表面变热，这种现象称为温室效应。,一、温室效应,2.人类活动和气候变暖地球的大气层中，存在各种温室气体。这些温室气体在地球演变过程中，保持地球表面的温度适合于生物生存发展。昼夜温差也适合于生物的成长。合适浓度的温室气体是保证地球生命存在的基本条件。,二、全球变暖对自然界和人类的影响,1.冰川融化由于人类活动，使得温室气体的浓度逐年升高、特别是工业革命以来、大量森林植被被砍伐，化石燃料大量使用，从而使温室气体大幅度增加，使得温室效应增强，从而引起地球表面的温度升高，出现了全球变暖的现象。,图：气候变暖棕熊无法冬眠,二、全球变暖对自然界和人类的影响,2.海平面上升加拿大地处北极地区的埃尔斯米尔岛北岸沃德亨特冰架发生断裂，形成2座总面积约为20平方公里的浮冰岛。这是近3年来最大规模的北极冰架断裂。,图：北极冰架断裂,二、全球变暖对自然界和人类的影响,3.气候带移动受全球变暖影响，北极冰层减少,由于温室效应导致冰川不断融化，北极熊的生存环境受到威胁。目前世界上大概仅存22000头北极熊。,图：北极熊残杀同类,二、全球变暖对自然界和人类的影响,4.气候灾害频发最近美国研究人员发现，厄尔尼诺又出现了“变种”。近年来在太平洋中部赤道海域，以准周期的形式出现一种新型厄尔尼诺现象：在其形成的年份里，大西洋遭遇的飓风比正常年份更频繁。,图：在印尼东爪哇省的拉蒙岸郊外，一位村民在一片干涸湖区寻找水源,二、全球变暖对自然界和人类的影响,5.影响经济和生态系统(1)全球气温上升，对农业的影响是综合性的；(2)气温和降雨的变化，使一些地区的农业和生态系统无法适应或不能适应这种变化从而遭受很大的破坏性影响，造成大范围的森林植被被破坏和农业灾害；(3)海平面上升将淹没大片低地，使沿海地区经济受到威胁。,二、全球变暖对自然界和人类的影响,6.影响人类健康气候变暖有可能加大人群的发病率和死亡率。高温热浪的天气将增大心脏病发作、中风或其他致使疾病发作的风险，引起死亡率增加；高温潮湿的天气有利于细菌、病毒的繁殖，可能会引发一些疾病的发生，如疟疾、登革热引起的脑炎等。,控制温室气体的排放增加温室气体吸收：生物光合作用；固碳技术适应气候变化：生态系统变化、海平面上升、人类生活加强环境意识，加强全球合作,三、控制全球变暖的综合对策,第二节 臭氧层破坏,一、臭氧层变化与臭氧洞二、平流层臭氧形成及破坏机理三、臭氧层的变化对人类的影响四、拯救臭氧层南极洲冰山融化,1.臭氧层 在大气中，除了N2和O2这两种主要气体外，还有其他多种气体，其中还合有臭氧。臭氧的含量为1/108，但是在大气的平流层中有一层(20-30干米)含有浓度较高的臭氧，臭氧的含量为这一高度空气总量的l/105，这一层被称为臭氧层，它保存了大气中90%的臭氧。,一、臭氧层变化与臭氧洞,一、臭氧层变化与臭氧洞,1.臭氧层臭氧可以强烈地吸收太阳光中的紫外线辐射，从而防止太阳紫外线对地球的侵袭，保护人类和球上的各种生命的生存、繁衍和发展。,图 包围地球的臭氧层,一、臭氧层变化与臭氧洞,2.臭氧层破坏和臭氧洞自20世纪70年代以来，臭氧层发生严重耗损，每年春季南极大气中的臭氧层一直在变薄。机载南极臭氧实验。这项实验表明南极上空出现臭氧层空洞，并且逐渐扩大。这一发现震惊了科学界。,图6.6：南极上空九年间臭氧层变化,2.臭氧层破坏和臭氧洞在被称为是世界上“第三极”的青藏高原，中国大气物理及气象学者的观测也发现，青藏高原上空的臭氧量正在以每10年2.7%的速度减少。根据全球总臭氧量观测的结果表明，除赤道外，19781991年总臭氧量每10年间就减少1%5%。,一、臭氧层变化与臭氧洞,2.臭氧层破坏和臭氧洞与20世纪70年代相比，全球各地区臭氧总量下降如下：北半球中纬度地区冬/春季减少了6%；北半球中纬度地区夏/秋季减少了3%；南半球中纬度地区全年平均减少了5%；南极地区春季减少了50%；北极地区春季减少了15%。,一、臭氧层变化与臭氧洞,1.纯氧理论,二、平流层臭氧形成及破坏机理,二、平流层臭氧形成及破坏机理,2.催化清除理论平流层大气中的活性催化物质通过链式反应消除臭氧，其反应如下：,CFC3释放CI自由基的光化学过程如下：释放出来的CI自由基与臭氧反应，消除臭氧：,二、平流层臭氧形成及破坏机理,二、平流层臭氧形成及破坏机理,最初对南极臭氧洞的出现有三种不同的解释：一种认为是底层含臭氧少的空气被风吹到平流层的天然结果；第二种解释认为，南极臭氧洞是由宇宙射线在高空生成氮氧化物的自然过程；但是，美国的两位科学家Monila和Rowland指出，正是人为的活动造成了今天的臭氧洞，元凶就是我们现在所熟知的氟利昂和哈龙。,越来越多的科学证据否定了前两种假说，而证实氟利昂（英文Freon）和哈龙（Halon 的音译）产生的氯和溴在平流层通过化学过程破坏臭氧是造成南极空洞的主要原因。,二、平流层臭氧形成及破坏机理,对人类健康的影响对植物的影响对水生生物的影响对城市空气质量和材料的影响,三、臭氧层的变化对人类的影响,开发消耗臭氧层物质的替代技术制定淘汰消耗臭氧层物质的措施：传统的环境管制政策；经济手段开展淘汰消耗臭氧层物质的国际行动：1985年维也纳公约、1987年蒙特利尔议定书,四、拯救臭氧层,第三节 酸雨,一、简述二、酸雨的危害三、防治酸雨的综合政策,一、简述,1.酸雨的来源与形成 PH值低于5.6的降水称为酸雨，现在将酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面的现象统称为酸雨。湿沉降指酸性物质以雨、雪等形式降落地面，干沉降指酸性颗粒物以在重力作用下沉降、微粒碰撞和气体吸附等形式从大气转移到地面。酸雨是当代世界面临的重大环境问题之一。酸雨的形成是一个复杂的问题，包括物理、化学和物理化学过程，而这些过程又受人为和自然等诸多因素的影响。对酸雨形成机制目前还没有完全弄清楚。一般认为，酸雨是由SO2、NOx等大气污染物在一定条件下通过化学反应而生成H2SO4、HNO3并随雨、雪等降到地面。,一、简述,2.我国酸雨的现状世界上有三个酸雨区：（1）欧洲酸雨区；（2）北美酸雨区；（3）中国西南、华南酸雨区。,2.我国酸雨的现状我国酸雨污染主要分布在长江以南、青藏高原以东的广大地区及四川盆地，酸雨区面积约占国土面积的30%。,图：酸雨区域分布图,一、简述,2.我国酸雨的现状近年来、我国酸雨污染略有变化，西南酸雨区污染有所缓和，但整体污染仍很严重；华南酸雨区总体格局变化不大；华中酸雨区逐渐加重；华东酸雨区局部污染加重；北方部分地区也出现酸雨。研究表明，我国酸雨属硫酸型，形成的主要原因是燃煤产生的二氧化硫排放，各省(直辖市、自治区)间存在致酸物质的远距离输送和相互影响。,一、简述,二、酸雨的危害,1.对水生生态系统的影响酸雨造成湖泊、河流水体酸化，水中的鱼类会减少。湖水或河水的pH值降到5以下时，鱼的繁殖和发育会受到严重影响，致使鱼卵不能孵化或成长甚至鱼虾死亡。另外土壤酸化后失去中和能力，有意的铝离子和其他重金属离子从土壤和底质中溶出，造成鱼类中毒死亡。,二、酸雨的危害,2.对陆生生态系统的影响酸雨损害植物的新生叶芽，影响植物的生长发育，酸雨淋在植物上，引起叶片产生斑点、枯黄，严重时造成植物死亡，导致陆生生态系统的退化。,图：酸雨危害过的森林,二、酸雨的危害,3.对土壤的影响 酸雨造成土壤酸化，影响土壤中的一些小动物和微生物的生长发育，从而改变土壤的物理结构，引起土地肥力下降，植物生长缓慢；酸雨还可能使土壤释放某些有害的化学成分，如重金属离子、铝离子等，危害植物根系的生长发育。酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。,二、酸雨的危害,4.对材料的影响酸雨加快金属腐蚀，如腐蚀桥梁、工业装备、供水管网、地下贮罐、水轮发电机、动力与通信器材，影响设备的使用寿命。酸雨也加快非金属材料的腐蚀，如腐蚀混凝土、砂浆，引起水坝、雕塑出现空洞和裂缝，导致强度降低。,二、酸雨的危害,5.对人体健康的影响对人体健康的影响主要体现在两方面：一是酸性水直接对人体的影响，如酸性水刺激人的眼角膜和呼吸道黏膜，引起红眼病、支气管炎等疾病；另一方面，酸雨浸渍土壤，侵蚀矿物，水中重金属离子浓度增加，继而被植物吸收、富集，也可能通过食物链进入鱼类等水产品体内，从而对人类健康产生影响。,三、防治酸雨的综合政策,1.使用低硫燃料 SO2的产生主要是在燃烧过程中燃料中的硫经过氧化生成的。降低煤炭的含硫量，可以有效地减少SO2的排放、防止SO2形成酸雨。目前我国降低燃料含硫量的措施主要有：(1)对含硫量高的高硫煤矿实行关停或限产，禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井，对现有煤层合硫份大于3%的矿井实行限产或关停。(2)加快发展动力煤洗选加工，通过洗选加工，除去煤炭中的硫份。(3)煤炭洗选加工的重点是动力煤，原煤入洗率达到50%以上，动力配煤量达到7000万吨左右。(4)限制城市燃料含硫量，积极促进天然气、液化石油气、电或其他清洁能源的使用。,2.改进燃烧装置改进燃烧装置，控制燃烧过程的参数，可以降低NOx的产生量。在锅炉燃烧过程中，降低燃烧的空气量，即降低锅炉空气过剩系数，可降低N0 x的产生量，同时减少了锅炉排烟热损失，提高锅炉热效率。采用燃烧产生的部分烟气冷却后，再循环送回燃烧区，起着降低氧气的浓度和燃烧区温度的作用，从而降低NOx产生量。烟气循环率一般在25%-40%。采用其他方式，降低火焰区的温度峰值，从而降低NOx成量。,三、防治酸雨的综合政策,3.烟气脱硫装置 采用降低燃料含硫量的方式可以控制SO2排放，但是低硫煤数量有限，采用煤 炭洗选加工，不可能完全去除煤中的硫份，同时也存在经济技术上的问题。因此，必须对烟气进行脱硫处理，将SO2从烟气中脱除下来，从而降低SO2的排放量，此种方法，称为烟气脱硫。烟气脱硫的方法很多，常用的主要有：（1）石灰石-石膏法；（2）喷雾干燥法；（3）炉内喷钙加尾部增湿活化法；（4）烟气循环流化床法等烟气脱硫技术。,三、防治酸雨的综合政策,4.烟气脱硝装置对烟气进行脱硝处理，如可以利用催化还原法讲NOx与NH3反应转化为N2，从而降低NOx的排放量。目前烟气脱销技术主要有选择性催化还原法烟气脱硝技术，和选择性非催化还原法烟气脱硝技术。,三、防治酸雨的综合政策,5.控制汽车尾气排放 汽车在行驶时发动机产生大量的NOx、CO和碳氢化分物(CH)，对环境造成很大的污染，也是酸雨产生的来源之一。在汽车发动机尾部加装尾气净化装置，可以将这些污染物进行处理，降低污染物的浓度。,三、防治酸雨的综合政策,6.改变能源结构，提高能源利用效率逐步提高水电、核电等不产生SO2、NOx的情洁能源的比例，适度建设风力发电或太阳能电站，解决酸雨危害的一个重要途径。大力发展大型超临界参数火电机组，逐步推广常规、增压循环流化床以及整体煤气化联合循环等新型火力发电技术，提高能源利用效率。关停污染严重的小火电机组，降低发电煤耗。禁止在大中城市城区和近郊区新建燃煤火电厂，重点在中西部环境容量较大的地区发展坑口火电厂，实现西电东送，这是解决华南、华东酸雨污染的一个手段。,三、防治酸雨的综合政策,思考题,1.温室气体形成机理及控制对策。2.破坏臭氧层的因素及防止对策。3.酸雨污染源的控制对策。,
