《全球环境问题》PPT课件.ppt
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1、2019/5/6,Environmental Science,1,使用不含磷洗涤用品; 少使用一次性木筷; 空调冰箱用无氟品种; 不食用野生动物; 节约水资源; 少用或不用超薄塑料袋;,今天的绿色生活,你做到了么?,保护纸张,少寄或不寄贺卡; 不乱扔垃圾,尤其不要乱扔废旧电池; 电脑辐射损伤皮肤,用完电脑要洗脸。,Environmental Science,第五章 全球环境变化,Global Environmental Change,环境科学教研室 教 师:伦 小 文,2019/5/6,Environmental Science,3,第五章 全球环境变化,全球变暖与温室效应 臭氧层空洞 酸雨危
2、害 全球生态系统退化 环境安全及国际合作,2019/5/6,Environmental Science,4,全球环境变化?,2019/5/6,Environmental Science,5,温室效应(greenhouse effort) 大气中的某些微量气体,允许太阳短波辐射通过大气层到达地面,从而使地表升温,并大量吸收地表的长波辐射,使地面放射的长波辐射返回到地面,继续保持地面的温度。,一、全球变暖与温室效应,2019/5/6,Environmental Science,8,2019/5/6,Environmental Science,9,(1)海平面上升 近百年海平面已经上升了 1020c
3、m,预计到2100年,将上升2070cm。 淹没许多沿海低地平原,加快海岸线和滩 涂的侵蚀,将造成河口三角洲 沦为浅海,直接威胁沿海及海 岛国家 的生存和发展,并影响 许多沿海工程项目与海湾的使用。,1、温室效应的影响,2019/5/6,Environmental Science,10,(2)气候变化对农业和森林产生影响 一般认为,气温升高,可使作物减产。在中纬度地区,将出现气候带北移的现象(幅度在50150km之间)。有些作物可向高海拔发展。增温和干燥加快世界沙漠化的进程,导致耕地减少。增温使害虫越冬,病虫害将增加1013,使农业减产。,2019/5/6,Environmental Scie
4、nce,11,(3)对水资源的影响 气温升高导致降水的变化随纬度不同而不同。高纬地区,降水增加;中纬度和副热带,降水减少;对于脆弱生态系统来讲,水量的增加或减少,产生的负面影响明显加剧,尤其是在毁林严重的地区,生态环境将失去控制。在我国,对水资源影响最敏感的是北方干旱及半干旱地区。,2019/5/6,Environmental Science,12,(4)气候带的迁移导致生物群落改变 冻原生态系统可能从北欧完全消失。有的森林不能适应气候的迅速变化,可能出现衰退、死亡的现象。气候带向极地移动,导致热带种群向温带扩展,温带种群向极地退缩。动植物种群和群落分布发生改变。有些物种适应迁移,有些物种无法
5、使用而灭绝,尤其是极地和高山生物。,2019/5/6,Environmental Science,13,(5)对人类的影响 全球变暖对人类的健康有直接或间接的影响。全球变暖,夏季高温日增加,心脏病和高血压的发病率和死亡率上升;病原菌、细菌大量孳生,导致与高温、高湿有关的如霍乱、疟疾和黄热病等多发,传染病增加。,2019/5/6,Environmental Science,14,(6)导致经济的损失 IUCN报告,如果不迅速削减温室气体的排放,今后50年,年均全球经济损失最多可达3000亿美元,占沿海国家财富的10以上。 我国的长江、珠江、黄河三角洲都会受到严重的影响,粮食损失百亿kg以上。沿海
6、的盐场和养殖场受到破坏。,2019/5/6,Environmental Science,15,冰川融化释放远古病毒?,在南北极万年不化的冰川冰层中,蛰伏着各种病毒 ; 季风输送地球的病毒到极地,被困在冰层中; 中国是否会受“冰川 病毒”的威胁?,2019/5/6,Environmental Science,16,海水升温,珊瑚礁白化,健康的珊瑚群会与海藻一起生存,这些海藻依赖珊瑚寄居其中,反过来它们也为珊瑚提供养料。如果水温到达一个不甚舒适的高温时,珊瑚会开始紧缩并将藻类压出自身的身体。这会使得珊瑚变白并开始失去养料而渐渐饿死。一些珊瑚礁观察者一直警告着自从1998年厄尔尼诺现象以来已有不少珊
7、瑚都在泛白化,此后温度不断上升的海水令全世界15%的珊瑚死亡。,2019/5/6,Environmental Science,17,2019/5/6,Environmental Science,18,(1)CO2气体 CO2是主要的温室气体,其生命力长对温室效应的贡献最大,为63。,2、温室气体的排放,CO2浓度增加的原因: 矿石燃料的燃烧; 植物吸收的减少。,2019/5/6,Environmental Science,19,2019/5/6,Environmental Science,20,(2)CH4气体 甲烷在大气中寿命为12年,其全球增温潜势(Global Warming Poten
8、t,GWP)是23,对温室效应的贡献约为15。如果对流层甲烷增加一倍,那么全球地表温度升高0.20.3,在过去1500年浓度保持在750500 ppbv;1900年为974 ppbv;1990年为1717 ppbv;2030年,将达到2340 ppbv。,2019/5/6,Environmental Science,21,2019/5/6,Environmental Science,22,甲烷气体的来源: 其中人为排放占50以上。,垃圾堆填,化石燃料燃烧,反刍生物,土地开发,稻田湿地,2019/5/6,Environmental Science,23,(3)N2O气体 N2O在大气中寿命为11
9、4年,其增温潜势是296 。对温室效应的贡献约为4。1998年N2O浓度为314 ppbv,目前的年增长量约为3.9Tg(百万吨,折合成氮)。,N2O的主要来源:与施用氮肥有关的土壤与海洋释放、工业化石燃料及生物物质的燃烧等。同时与平流层的超音速飞机飞行有关。其中90自来生物源。,2019/5/6,Environmental Science,24,(4) CFCs 重要的CFCs类寿命在45300年之间,增温潜势在460010600之间,对温室效应的贡献在14左右(破坏性最大的是CF2Cl2(F-12)、CFCl3(F11))。1980年两者在对流层的浓度分别为285 pptv、168 ppt
10、v,而1986年分别为400 pptv、230 pptv,90年代变化不大。,2019/5/6,Environmental Science,25,3、全球变暖的趋势,过去100内,全球均温上升0.6,过去40年上升0.3,海平面10年上升12cm。预测到2100年,地面将升温1.45.8,是20世纪增幅的210倍。,北半球高纬地区和青藏高原冬季增温比全球高40。全球年降水量增加,尤其是北半球中高纬度。,2019/5/6,Environmental Science,26,20202030年,中国平均升温1.68;到2050年,将上升2.22。增温幅度北方大于南方,西北、东北明显变暖。东南沿海降水
11、增加最显著,西北也将增加25。而华北、东北南部及长江中下游地区将继续变干。,极端降水事件趋多、趋强;长江及长江以南地区年降水量和极端降水量趋于增加,极端降水值和降水事件强度有所加强;江淮流域暴雨洪涝事件发生频率增加。北方干旱事件发生频率增加,夏季高温热浪天气增多,2019/5/6,Environmental Science,27,控制的技术措施及保护行动计划,落实清洁生产措施,减少排放量(节能、减耗、 增效, 引进先进生产工艺,淘汰落后工艺); 工艺中引进脱硫、脱氮装置,减少排放; 使用替代能源,增加低碳能源的使用量; 无碳新能源开发:太阳能、氢能、风能、海洋能、 水能、地热、核能等;,“减少
12、排放,增加吸收”,技术控制措施,2019/5/6,Environmental Science,28,控制的技术措施及保护行动计划,1985年奥地利菲拉赫召开会议,对气候变暖原因 和影响作出评价。 1991年、1992年通过的联合国气候变化框架条 约指出控制温室气体排放,各缔约国有“共同但 有区别的”义务,减少排放。 1997年京都议定书指出6种气体减排:CO2、 CH4、N2O、HFCs、PFCs(全氟化碳)、SF6,并规定不同国家有差别的减排。,保护行动计划,2019/5/6,Environmental Science,29,科学家出怪招应对全球变暖,铁粉填海,美国国家航空航天局提出的:把铁
13、屑倒入大海中喂浮游生物的“健力多方案”之一。向海中施加铁元素,促进可吸收二氧化碳的浮游生物生长。,人造火山,1995年诺贝尔化学奖获得者保罗克鲁岑等科学家提出的用喷气式发动机、大炮或气球等将硫酸盐加入大气,为大气降温。,地球阳伞,利用火箭发生16万亿个太空飞碟到地球和太阳之间。它们连成一片,为地球抵挡阳光。,资料来源:2007.03.18沈阳日报,2019/5/6,Environmental Science,30,沙漠造林非洲:撒哈拉森林计划,生物炭亚马逊流域印第安人,加热农业废料,海藻农场增强海洋吸收碳的能力,造云船云层反射,白屋顶,2019/5/6,Environmental Scienc
14、e,31,二、臭氧层破坏,1985年,首次公布南极上空出现95的臭氧被破坏、形成臭氧洞的现象; 1987年,北极上空也发现了臭氧洞。,2019/5/6,Environmental Science,32,1、臭氧层的意义,臭氧总体分布是有规律的:从低纬度到中高纬度迅速增加(5060度浓度最高),向两极逐渐减小。 O3对太阳紫外具有很强的吸收能力,吸收全部的UV-C和90的UV-B射线,是有效保护地球免受高能辐射的屏障。,大气中O3的平均浓度仅为0.91010g/cm。如果按照地表温度和压力下聚集仅3mm厚。,地球的保护神,2019/5/6,Environmental Science,33,2、臭
15、氧破坏的反应,大气中的自由基主要是来自HOx、NOx、ClOx、BrOx中的H、OH、NO、Cl、Br等,与O3的反应是循环的链式反应。,含卤素基质是罪魁祸首。其中Br比Cl的破坏性大3060倍,且两者破坏性表现协同作用。,ODS是“Ozone-Depleting Substances,2019/5/6,Environmental Science,34,2、臭氧破坏的威胁,威胁生态系统的安全 过多的紫外线可能破坏蛋白质,损害DNA,改变生物的遗传性状。打乱生态系统的食物网结构,导致许多物种灭绝,可以使植物叶片受损,光合作用减弱,植物生物量降低,作物减产等。,影响区域及全球气候变化 UN-B改变
16、大气的温室效应,遏制森林、草原及作物的正常生长,破坏植被,使气候恶化。,2019/5/6,Environmental Science,35,2、臭氧破坏的威胁,损害人体健康 O3的损耗使达到地表的UV-B射线增强,导致人体免疫功能发生变化,引起多种病变,如黑色素瘤、红斑狼疮、白内障等。,有报告指出:O3总量降低1,UV-B射线增加2,恶性黑色素瘤发病率上升2,白内障上升0.20.6。,2019/5/6,Environmental Science,36,2、臭氧破坏的威胁,破坏水生态系统,导致光化学烟雾的多发及酸雨危害加剧。,UV-B可穿透10多米深水面,杀死水中大量的微生物,显著削弱浮游生物及
17、藻类的光合作用,引起水生态系统变化,降低水体对污染物的自净能力。在南极春季,O395被损耗,UV射线使浮游生物数量下降612。,2019/5/6,Environmental Science,37,1977年,联合国环境规划署设立一个统筹委员会来研究臭氧层,并批准了“有关臭氧层的全球行动计划”,3、保护臭氧层的行动,2019/5/6,Environmental Science,38,1978年,美国、加拿 大、瑞典、挪威禁止使用 CFCs气溶胶。,1981年,UNEP开始启动 保护臭氧层的政府间协商。,2019/5/6,Environmental Science,39,关于消耗臭氧层物质的蒙特利
18、尔议定书,1987年,UNEP签订了蒙特利尔议定书,提出10年内削减一半氟利昂。即到1998年7月,达到1986年的50。它与1991年的伦敦修正案、1992年哥本哈根修正案一起,要求工业化国家在1996年、发展中国家在2006年完全停止氟利昂的生产。,2019/5/6,Environmental Science,40,数据来自中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案,中国的削减计划,1992年中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案,1991年中国加入修正后的议定书。,2019/5/6,Environmental Science,41,数据来源:中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案,2019/5/6,En
19、vironmental Science,42,中国CFC淘汰计划,2019/5/6,Environmental Science,43,中国ODS的控制目标,自2010年01.01,中国完全停止CFCs的生产和消费; 自2005.01.01,哈龙的生产和消费均量(95-97)削减50%; 自2010.01.01,哈龙的生产和消费完全停止; 自2005.01.01,CTC的生产和消费均量(98-00)削减85%; 自2010.01.01,则完全停止; 自2005.01.01,TCA的生产和消费均量(98-00)削减30%; 自2010.01.01,削减70%;自2015.01.01,则完全停止。,
20、2019/5/6,Environmental Science,44,实现“四同步”,持续完成履约目标 “四同步”是指ODS生产关闭-消费转换-替代品生产-政策法规建设四同步。,几种制冷剂,2019/5/6,Environmental Science,45,消耗臭氧层物质进出口管理办法,法律政策法规,在国家规定的期限内,生产、进口消耗臭氧层物质的单位必须按照国务院有关行政主管部门核定的配额进行生产、进口。,违反本法第四十五条第二款规定,在国家规定的期限内,生产或者进口消耗臭氧层物质超过国务院有关行政主管部门核定配额的,由所在地省、自治区、直辖市人民政府有关行政主管部门处二万元以上二十万元以下罚款
21、;情节严重的,由国务院有关行政主管部门取消生产、进口配额。,大气污染防治法,2019/5/6,Environmental Science,46,“拯救我们的蓝天,保护你自己,保护臭氧层”,2019/5/6,Environmental Science,47,三、酸雨空中死神,酸雨(acid rain),也叫酸沉降(acid deposition),是指PH5.6的雨、雪、霜、雹等大气降水,是人为排放的NOx和SOx进入大气后,经扩散、迁移、化学转化后形成的酸性降水,其中酸性物质包括H2SO4、H2CO3、HNO3、HCl等。,国外酸雨H2SO4、HNO3之比约为1:2;国内以H2SO4为主。,酸
22、雨具有可播性、渗透性、跨国界性和季节性,2019/5/6,Environmental Science,48,1、酸雨的形势,1)国外: 北欧:自20世纪70年代起,英国和西欧排放SO2使瑞典15000个湖泊和挪威许多河流酸化。比利时、荷兰、丹麦、英国、联邦德国的环境酸化程度超过正常值的10倍。 北美:到20世纪80年代,美国东北部五大湖工业区的酸雨危害严重,并逐渐向西蔓延,同时向北加拿大国界扩展,使加拿大酸雨受害面积达到120150万km2,成为美加关系的政治污染。,2019/5/6,Environmental Science,49,图 世界化石燃料燃烧排放的氮氧化物(19501993),20
23、19/5/6,Environmental Science,50,1、酸雨的形势,2)国内: 华南西南酸雨区:以广东、广西、四川盆地、贵州大部分地区为中心; 华中酸雨区:以长沙、南昌为中心; 华东沿海酸雨区:以厦门、上海为中心; 北方酸雨区:以青岛为中心;,2019/5/6,Environmental Science,51,2019/5/6,Environmental Science,52,2、酸性物质的来源,2019/5/6,Environmental Science,53,3、酸雨的危害,1)陆生生态系统: 敏感种类的叶片出现可见伤痕,一般表现为叶缘、叶尖和脉间出现块状漂白坏死斑,有时出现黄
24、化或枯萎。有时甚至出现大片森林死亡、农作物枯萎现象,造成巨大的经济损失。,PH为4.7的酸雨造成地里的西瓜全部被毁; PH为3.9使600多公顷的水稻全部枯死。,2019/5/6,Environmental Science,54,3、酸雨的危害,酸雨促进植物冠层Mg2、NO、K、Ca2养分流失,破坏叶片角质层,从而降低植物对病虫害的抗性。破坏植物叶绿素,使其含量减少,光合作用减弱,干物质量减少。,“肥料效应”使林木生长过快,木质软而影响使用;,对土壤酸化作用:酸化土壤,促进Ca2、K、Na、Mn等营养流失,抑制土壤中有机物的分解和N的固定,土壤肥力下降,使土壤更加贫瘠。同时酸性条件溶解固定在土
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