大气环境

一、大气环境污染的研究背景及动态1.1研究背景伴随着科学技术的迅猛发展及人口的过快膨胀，人类对自然界的需求越来越大，对自然界的破坏也越来越严重，随着各国工业发展，对煤炭石油等能源需求成倍增长，各种各样的有害气体大量地排到大气中，形成日益严重的大气污染。

20世纪30年代到60年代，世界上发生了八起严重的“公害事件”，其中五起是由大气污染造成的，即比利时的马斯河谷事件(1930)，多诺拉事件(1948)，伦敦烟雾事件(1952)，洛杉矶光化学烟雾事件和四日事件川。

由此引起了人们对大气污染的强烈反应，大气污染成为了一个公众关注的重大的社会问题。

近年来，大气污染的范围越来越大，由点、线、面扩展为全球领域。

因为大气污染而产生的温室效应、臭氧层破坏和酸雨己成为举世公认的三大全球性大气环境问题。

大气污染己严重影响到人们的生活质量，并造成了巨大的财产损失。

我国是大气污染比较严重的国家之一，1995年我国因污染造成的经济损失达1875亿元，占当年GDP的3.27%，其中大气污染造成的损失占16.1%。

亚洲开发银行1996年的一份研究报告表明:中国在过去一年净化空气的努力给人们健康带来的好处和产生的成果价值200一360亿美元。

正反两方面的数字表明:破坏环境的危害是巨大的，而改善环境的收益也是巨大的。

1.2国内外大气环境污染研究动态大气就是大气层内的空气。

大气层一般指地面上1100到1400km厚度的一层空气。

它维护人类及生物的生存，但对大气污染来说，它所指的是指占空气总量95%左右的地面上12knl 的空气层，即对流层。

大气的正常组分是氮78.06%，氧20.95%，氢0.93%，这三种气体的总和约占99.94%，而其它气体总和不到千分之一。

但是随着工业及交通运输业的不断发展，产生大量的有害物质逸散到空气中，使大气增加了多种新的成分。

当其达到一定浓度并持续一定时间时，破坏了大气正常组成的物理、化学和生态的平衡体系，影响工农业生产，对人体、动植物以及物品、材料等产生不利影响和危害，即称为大气污染。

1.2.1国外大气环境污染研究动态城市大气污染开始于18世纪末资本主义产业革命时期。

世界上发达国家的大气污染大致经历了三个阶段。

第一阶段:18世纪末到20世纪中，呈现“煤烟型”污染，主要污染物是烟尘、502等。

第二阶段:20世纪50年代，呈现“石油型”的广域污染，飘尘、重金属、Sox、Nox、CO及CmHn等普遍存在，大气污染物是多种污染物协同作用的结果。

第三阶段:70年代以来，各国相继建立了环保机构，大力推行对环境污染的预测，一方面控制新污染源的排放，另一方面对污染的地区进行综合治理，环境质量明显改善。

早在1273年和1306年，英国就通过法律限制大气污染物排放，但没有解决替代能源问题，收效甚微l6]。

最初人们将大气污染的原因主要归于城市地理位置、风流、逆温、城市热岛效应等自然因素。

德国人实施马斯(A.schmauss)l914年就提出，在城市规划布局中，工业区应布局于主导风向的下风向，居住区布置于其上风向阴。

1918年霍华德在《伦敦的气候》中就论述了热岛效应阻碍大气污染物扩散，加剧了城市大气污染。

1955年美国制定了第一部大气污染控制法规《1955年空气污染控制法》，1956年英国制定了《清洁空气法》，1968年联合国世界气象组织在比利时的召开了首次国际性“城市气候与建筑气候学研讨会”。

标志着城市气候与环境领域的研究进入前所未有的发展阶段。

1968年日本学者提出大气环境容量的概念。

美国在1971一1975年启动了为期五年的大规模城市观测实验计划，证实了在城市中及其下风向有使降水增多的效应。

1981年在德国举行的“国际气象和大气物理学会”上，城市大气中气溶胶化学性质及城市光化学烟雾等有关城市气候和环境研究占了很大比重。

1990年美国颁布《清洁大气法修正案》。

人们对PMI。

和P峡.5研究开展相当深入，最早是从观察粒径分布开始的，60一70年代集中到化学成分和污染源解析上，80~90年代，则从流行病学的角度对可吸入颗粒物的人体危害进行了研究18一101。

日本从1967年制定了《大气污染防治法》，经过几十年的努力，日本在环境污染治理和研究方面取得了巨大成功。

国外近期对城市污染气体的研究主要集中在:(l)城市污染气体与气象条件的关系;(2)区域大气污染物水平的观测与研究;(3)城市大气污染物浓度的模拟及污染物浓度预报模式。

1.2.2国内大气环境污染研究动态我国是世界上大气污染最严重的国家之一。

我国的主要大气污染物是降尘和总悬浮微粒，其次是502，说明以粉尘和50:为代表的煤烟型污染是我国大气污染的普遍问题。

目前我国的一些城市因汽车数量的增加，氮氧化物排放量增加，其大气污染由煤烟型逐步发展成为“煤烟型”和“石油型”共存。

我国对城市大气污染的研究开始于70年代，1976年建立了第一个城市烟团模式(张锡福，1977;中科院大气物理所第四室，1976)，1979年颁布《中华人民共和国环境保护法(试行)》，1987年颁布《中华人民共和国大气污染防治法》。

目前对城市大气污染的研究主要集中在:(l)城市污染大气的浓度垂直分布与边界层结构及气象因子的关系;(2)城市污染气体浓度与气象条件的关系;(3)天气过程与城市大气污染物浓度的关系;(4)大气污染对人体健康的危害;(5)大气污染的防治与规划温丽仙太原市大气污染动态研究M 山西大学2008年硕士论文二、当代环境污染特征2.1化学性污染大大增加WHO环境规划署登记的化学品在500万种以上,进入环境的已有十万种,而且还在每年递增。

有许多具有潜在毒性的物质已渗透到我们的学习、生活和工作各个领域。

人类从胚胎到死亡始终处在环境化学物的包围之中。

2.2环境污染通常是多因子联合作用,健康效应表现综合性环境中有害因子有很多种类,他们可能同时进入人体,产生相互作用,这些因子的联合作用将使人体产生的效应更加复杂。

2.3污染表现为低浓度、长时间、慢效应生活环境中的污染因子浓度通常比生产环境中浓度低的多,但由于人群长期生活在这种环境下,因此作用面广,机体内的累积剂量大,累积损伤大,表现为低剂量、长时间的慢性中毒。

2.4进入环境的化合物高度稳定许多化合物的半衰期极长,甚至不能被生物降解,他们对机体乃至下一代都构成了严重威胁。

例如六六六在土壤中的半衰期6.5 a,DDT 10 a。

Pb、Hg进入机体很难降解,生物半衰期都在5 a以上。

三、目前我国环境面临的主要问题3.1人口众多,可利用土地资源急剧下降我国人口已接近13亿,人均农田仅占世界人均的四分之一。

我们拥有世界7%的土地,却要养活占世界22%的人口。

由于荒化、沙化和建设用地,我国平均每年净减土地500万亩。

土地使用面积逐年减少,却要在仅有的土地上收获更多的粮食,于是大量使用化肥、农药、杀虫剂、除草剂,使土壤微生物遭到破坏,土地质量不断下降,造成对环境的巨大压力。

3.2乡镇企业的发展带来新问题有些乡镇企业技术差、设备简陋、环保意识缺乏、污染严重,农村原本清新的环境正在遭受破坏。

一个小造纸厂污染一条河的现象在全国随处可见;土法炼焦、冶炼更是把大片区域弄的乌烟瘴气、寸草不生。

加上我国环境监督工作滞后,有法不依、执法不严、违法不究的问题普遍存在,使得这些过热的短期经济行为对环境造成严重冲击。

3.3我国能源结构以煤为主、污染严重中国的工业和民用煤量都很大,改煤为油或核能在今后很长一段时间内还很困难,燃煤污染还将继续;一些农村仍在砍树作为燃料,植被继续减少,生态破坏严重。

3.4国家拿不出更多的资金用于治理环境中国污水排放处理率还很低,工业污水不到26%,生活污水不到3%,全面处理至少要上千亿基础建设投资,每年运行还要几十个亿,再加上用于治理大气、固体废弃物的资金,国家目前还难以承受。

政府治理环境的决心很大,但在全国各地具体落实还将有一个较长的过程。

综上所述,我国目前的环境形势十分严峻,环境工作任重而道远。

人类要生存,世界要发展,我们就要用自己的智慧保护全球赖以生存的资源,这对于经济发展和民族昌盛都非常重要。

让我们大家来共同努力,使我们的天常蓝、水常青。

裴秀坤,戚海中国环境污染现状、特征及环境面临的问题职业与健康2005年7月21卷（7）980-981四、大气边界层发展背景和面临的主要问题4.1背景离地面1一2km左右的大气边界层是人类生活和生产活动的主要空间，地气之间相互作用以及大气污染主要是发生在这里。

由于大气边界层中的流体运动几乎总是处于湍流状态，所以湍流自然成为大气边界层物理研究的基础问题。

大气边界层和大气湍流研究历史悠久，从上个世纪算起已有近百年的发展历程。

大气边界层的理论是以湍流理论为基础，湍流理论发展到一定程度才得以有大气边界层理论的出现。

另一方面，人类活动引起的生态失衡、环境恶化以及气候变化和天气、气候异常等无一不是与大气边界层中发生的物理过程、化学过程和生态过程等密切相关，因此大气边界层物理是一门基础性和实用性都非常强的学科。

为了了解大气圈与海洋、岩石圈、生物圈和冰雪圈的相互作用机理，并建立合理的数学模型来研究地球气候环境系统变化的规律和进行预测，就必须对大气边界层有非常深人的了解。

同样，为了保护生态环境、研究大气污染的机理和开展大气污染预报、保障地面交通和航空安全等，也都有赖于大气边界层的研究。

可以说，大气边界层物理研究始终是大气科学最活跃、最重要的一个分支。

胡非洪钟祥雷孝恩大气边界层和大气环境研究进展大气科学2003年7月27（4）4.2面临的主要问题4.2.1非均匀或复杂下垫面边界层已经研究的比较成熟的均匀下垫面大气边界层,是对实际大气最粗略的近似,自然界中最普遍是非均匀下垫面和复杂下垫面。

非均匀和复杂下垫面不仅造成大气边界层结构和运动状态的重大变化,而且给大气模式中的边界层参数化造成极大困难,自然界中的非均匀或复杂下垫面可归纳为三大类。

1)下垫面性质非均匀分布。

由于植被分布不均匀或土壤性质变化的这种不均匀在自然界广泛存在,最突出的有海陆分布、干旱区绿洲和湖泊分布等。

这种非均匀不仅存在各个子系统之间的相互作用,内边界层特征也是很显著的。

(2)地形起伏和山脉。

这种复杂地形的作用使大气边界层流场结构变得极为复杂,并且对如何确定大气模式在这种网格点上的有效粗糙度也存在困难。

(3)城市大气边界层。

随着城市面积不断扩大使得城市边界层影响日益重要,并且随着城市向高空发展,城市边界层更加复杂,如城市冠层的输送、建筑物阻力、尾流湍流、多重反射以及粗糙度的确定等都是当今的难点问题。

4.2.2特殊地区边界层特征由于缺乏有效的基本观测资料,一些极端气候区的边界层的研究和认识都还很不足,其中两大区域值得我们注意。

(1)干旱荒漠区的大气边界层特征。