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1、第十二章大气污染和全球气候2022/11/281第1页，本讲稿共38页 这是这是2002年年6月月27日，桔红色的晚霞浮现在澳大利亚悉日，桔红色的晚霞浮现在澳大利亚悉尼纳拉宾海滩的上空。由于空气污染严重，空气中的悬浮颗尼纳拉宾海滩的上空。由于空气污染严重，空气中的悬浮颗粒遭遇冷空气，透过阳光的照射便形成了如此灿烂的粒遭遇冷空气，透过阳光的照射便形成了如此灿烂的“晚霞晚霞”。2022/11/282第2页，本讲稿共38页 2002年11月25日，在德国法兰克福附近的一个发电厂上空，一道彩虹划过被污染的厂区。2022/11/283第3页，本讲稿共38页 2006年年10月月30日，在英国首都伦敦，英
2、国首相布莱尔日，在英国首都伦敦，英国首相布莱尔（左）和财政大臣戈登（左）和财政大臣戈登布朗出席斯特恩全球气候问题报布朗出席斯特恩全球气候问题报告的发布会。英国告的发布会。英国30日公布了由前世界银行首席经济师尼日公布了由前世界银行首席经济师尼古拉斯古拉斯斯特恩爵士得出的全球气候报告，再次敲响全球斯特恩爵士得出的全球气候报告，再次敲响全球升温警钟。报告说，升温带来的经济破坏规模与重大战争升温警钟。报告说，升温带来的经济破坏规模与重大战争和经济大萧条相比不相上下。和经济大萧条相比不相上下。2022/11/284第4页，本讲稿共38页 2006年年10月月20日，一幅由美国宇航局提供的卫星图片显日，
3、一幅由美国宇航局提供的卫星图片显示，代表臭氧空洞的蓝色区域正日益扩大，目前已达创纪示，代表臭氧空洞的蓝色区域正日益扩大，目前已达创纪录的录的1060万平方英里。万平方英里。2022/11/285第5页，本讲稿共38页 2022/11/286第6页，本讲稿共38页 2022/11/287第7页，本讲稿共38页 2006年年10月月20日，一幅由美国宇航局提供的卫星图片显日，一幅由美国宇航局提供的卫星图片显示，代表臭氧空洞的蓝色区域正日益扩大，目前已达创纪示，代表臭氧空洞的蓝色区域正日益扩大，目前已达创纪录的录的1060万平方英里。万平方英里。2022/11/288第8页，本讲稿共38页 酸雨造成
4、树木破坏酸雨造成树木破坏2022/11/289第9页，本讲稿共38页 酸雨造成树木破坏酸雨造成树木破坏2022/11/2810第10页，本讲稿共38页 遭受酸雨毁坏的日本森林遭受酸雨毁坏的日本森林2022/11/2811第11页，本讲稿共38页 因酸雨而枯死的美国北因酸雨而枯死的美国北卡罗来纳州的森林卡罗来纳州的森林2022/11/2812第12页，本讲稿共38页 酸雨使中国大量的林木被毁酸雨使中国大量的林木被毁2022/11/2813第13页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.1.温室效应温室效应空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持
5、恒定。这是由于空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗边增长、边消耗”的动态平衡状态。大气中的二氧化碳的动态平衡状态。大气中的二氧化碳有有80来自人和动、植物的呼吸，来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5的二氧化碳通过植物的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分光合作
6、用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分（体积分数）始终保持不变的原因。数）始终保持不变的原因。但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤但是近几十年来，由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降
7、水量大大降低，减少了吸碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。2022/11/2814第14页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应温室效应在空气中在空气中,氮和氧所占的比例是最高的氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。但是
8、它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低目前降低20。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成度逐渐升高，就形成“温室效应温室效应”。形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧
9、化碳约占其他气体。其中二氧化碳约占75、氯氟代烷约占、氯氟代烷约占15%20，此外还有甲烷、，此外还有甲烷、一氧化氮等一氧化氮等30多种。多种。温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使全球气温升高的现象。如果二氧化温室效应就是由于大气中二氧化碳等气体含量增加，使全球气温升高的现象。如果二氧化碳含量比现在增加一倍，全球气温将升高碳含量比现在增加一倍，全球气温将升高3 5，两极地区可能升高，两极地区可能升高10，气候将明，气候将明显变暖。气温升高，将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频显变暖。气温升高，将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率
10、也将提高，自然灾害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高，将使两极地区冰川融化，海率也将提高，自然灾害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高，将使两极地区冰川融化，海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。20世纪世纪60年代末，非洲下撒哈拉牧区曾发生持续年代末，非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺粮食和牧草，牲畜被宰杀，年的干旱。由于缺粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过饥饿致死者超过150万人。因此，必须有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增长，科学万人。因此，必须有效地控制二
11、氧化碳含量增加，控制人口增长，科学使用燃料，加强植树造林，绿化大地，防止温室效应给全球带来的巨大灾难。使用燃料，加强植树造林，绿化大地，防止温室效应给全球带来的巨大灾难。2022/11/2815第15页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应原因温室效应原因二氧化碳是影响地球能量平衡的一个重要方面。能量主要以光的形式到达地球二氧化碳是影响地球能量平衡的一个重要方面。能量主要以光的形式到达地球,其中大部分被吸收其中大部分被吸收,并通过各种方式转化为热量并通过各种方式转化为热量,热量最后以红外热量最后以红外(热热)辐射形式从地球再辐射出去。在大气层中辐射形式
12、从地球再辐射出去。在大气层中,氮和氮和氧所占的比例是最高的氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。二氧化碳对光辐射没有阻碍它们都可以透过可见光与红外辐射。二氧化碳对光辐射没有阻碍,但是能但是能吸收红外线并阻挡红外线通过吸收红外线并阻挡红外线通过,就像温室的玻璃顶罩一样就像温室的玻璃顶罩一样,能量进来容易出去难。大气中的二氧化能量进来容易出去难。大气中的二氧化碳越多碳越多,对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大,从而使地球温度升高得越快从而使地球温度升高得越快,这种现象就这种现象就叫做温室效应。叫做温室效应。科学家预测科学家预测,今后大
13、气中二氧化碳每增加今后大气中二氧化碳每增加1倍倍,全球平均气温将上升全球平均气温将上升1.54.5,而两极地区而两极地区的气温升幅要比平均值高的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此倍左右。因此,气温升高不可避免地使极地冰层部分融解气温升高不可避免地使极地冰层部分融解,引起海引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1 m,直接受影响直接受影响的土地约的土地约5106 km2,人口约人口约10亿亿,耕地约占世界耕地总量的耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入和盐水
14、侵入,沿海海拔沿海海拔5 m以下地区都将受到影响以下地区都将受到影响,这些地区的人口和粮食产量约占世界的这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地。一部分沿海城市可能要迁入内地,大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化,不适于粮食不适于粮食生产。同时生产。同时,对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后,会造成江水水位抬高会造成江水水位抬高,泥沙淤泥沙淤积加速积加速,洪水威胁加剧洪水威胁加剧,使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变
15、暖已经引起了世界各国的普遍关注界各国的普遍关注,目前正在推进制订国际气候变化公约目前正在推进制订国际气候变化公约,减少二氧化碳的排放已经成为大势减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。所趋。2022/11/2816第16页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应温室效应大气是包围地球的空气层，它由氮、氧、氩等多种气体组成，当太阳透过空气时太阳辐射能受到它们不同程度的削大气是包围地球的空气层，它由氮、氧、氩等多种气体组成，当太阳透过空气时太阳辐射能受到它们不同程度的削弱，形成了目前这种平衡状态的地球气候系统，人类也已经适应了这种状态。但随着生产的发展，工业革命
16、的到来，弱，形成了目前这种平衡状态的地球气候系统，人类也已经适应了这种状态。但随着生产的发展，工业革命的到来，人类的种种活动引起空气中某些成分的变化，打破了这种平衡的状态。例如：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯人类的种种活动引起空气中某些成分的变化，打破了这种平衡的状态。例如：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟氯烃化合物、臭氧，这些气体对于来自太阳的短波辐射几乎是透明的，但对于从地面射出的长波辐射则有强烈的吸收烃化合物、臭氧，这些气体对于来自太阳的短波辐射几乎是透明的，但对于从地面射出的长波辐射则有强烈的吸收作用，使地表辐射的热量留在了大气层内，起到类似暖房的玻璃罩或塑料大棚的作用，提高了地表的温
17、度，通常称作用，使地表辐射的热量留在了大气层内，起到类似暖房的玻璃罩或塑料大棚的作用，提高了地表的温度，通常称为为“温室效应温室效应”。这种温室效应改变了原来的生态环境。根据科学家研究：二氧化碳加倍以后将使全球。这种温室效应改变了原来的生态环境。根据科学家研究：二氧化碳加倍以后将使全球 地面平均温度增加地面平均温度增加2-3，极地海冰融化，全球海面大幅上升，降水过程也将增加，而且分布并不均匀，极地海冰融化，全球海面大幅上升，降水过程也将增加，而且分布并不均匀，随之而来的全球生态系统也将发生巨大的改变。另外，氟氯烃化合物如氟里昂随之而来的全球生态系统也将发生巨大的改变。另外，氟氯烃化合物如氟里昂
18、(冰箱制冷剂冰箱制冷剂)不仅具有强烈不仅具有强烈增温效应，还破坏臭氧层造成所谓臭氧空洞，臭氧是一种可以阻止太阳辐射中紫外线辐射到达地面的元素，增温效应，还破坏臭氧层造成所谓臭氧空洞，臭氧是一种可以阻止太阳辐射中紫外线辐射到达地面的元素，它的减少使地面的紫外辐射量增加，人体接受过多的紫外辐射会削弱免疫力，增加传染病患者，增加皮肤它的减少使地面的紫外辐射量增加，人体接受过多的紫外辐射会削弱免疫力，增加传染病患者，增加皮肤癌和白内瘴疾病。癌和白内瘴疾病。温室效应的影响：受到温室效应和周期性潮涨的双重影响，西太平洋岛国图瓦卢的大部分地方，即将被海水淹没，温室效应的影响：受到温室效应和周期性潮涨的双重影
19、响，西太平洋岛国图瓦卢的大部分地方，即将被海水淹没，包括首都的机场及部分住宅和办公室。包括首都的机场及部分住宅和办公室。由于温室效应会导致南北极冰雪融化，水平线上升，直接威胁图瓦卢，所由于温室效应会导致南北极冰雪融化，水平线上升，直接威胁图瓦卢，所以该国在国际环保会议上一向十分敢言。前总理佩鲁曾声称图瓦卢是以该国在国际环保会议上一向十分敢言。前总理佩鲁曾声称图瓦卢是“地球暖化的第一个受害者地球暖化的第一个受害者”。2022/11/2817第17页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.1.温室效应温室效应温室效应可使史前致命病毒威胁人类：美国科学家近日发出警告，
20、由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几温室效应可使史前致命病毒威胁人类：美国科学家近日发出警告，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒TOMV，由于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取，由于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究
21、员从格陵兰抽取 4块年龄由块年龄由 500至至14万年的冰块，结果在冰层中发现万年的冰块，结果在冰层中发现TOMV病毒。研究员指该病毒表层被坚固的病毒。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。蛋白质包围，因此可在逆境生存。这项新发现令研究员相信，一系列的流行性感冒、小儿麻痹症这项新发现令研究员相信，一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力，当全球气温上升和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，形成疫症。科学家表示，虽然令
22、冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。来的可能性。实用的例子实用的例子 1.全球变暖，海平面上升全球变暖，海平面上升 2.城市出现热岛效应城市出现热岛效应 因此，减少大气增？物质的排放量是人类刻不容缓的义务。因此，减少大气增？物质的排放量是人类刻不容缓的义务。2022/11/2818第18页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.1.温室效应
23、温室效应温室效应可使史前致命病毒威胁人类：美国科学家近日发出警告，由于全球气温上升令北极温室效应可使史前致命病毒威胁人类：美国科学家近日发出警告，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。生命受到严重威胁。纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒TOMV，由于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵，由
24、于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取兰抽取 4块年龄由块年龄由 500至至14万年的冰块，结果在冰层中发现万年的冰块，结果在冰层中发现TOMV病毒。研究员指该病毒病毒。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。这项新发现令研究员相信，一系列的流行这项新发现令研究员相信，一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病
25、毒便可能会复活，抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。实用的例子实用的例子 1.全球变暖，海平面上升全球变暖，海平面上升 2.城市出现热岛效应城市出现热岛效应 因此，减少大气增？物质的排放量是人类刻不容缓的义务。因此，减少大气增？物质的排放量是人类刻不容缓的义务。2022/11/2819第19页，本讲稿共38页
26、第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.1.温室效应温室效应温室效应可使史前致命病毒威胁人类：美国科学家近日发出警告，由于全球气温上升令北极温室效应可使史前致命病毒威胁人类：美国科学家近日发出警告，由于全球气温上升令北极冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类冰层溶化，被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日，导致全球陷入疫症恐慌，人类生命受到严重威胁。生命受到严重威胁。纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期科学家杂志中指出，早前他们发现一种植物病毒TOMV，由于该病
27、毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵，由于该病毒在大气中广泛扩散，推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从格陵兰抽取兰抽取 4块年龄由块年龄由 500至至14万年的冰块，结果在冰层中发现万年的冰块，结果在冰层中发现TOMV病毒。研究员指该病毒病毒。研究员指该病毒表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。表层被坚固的蛋白质包围，因此可在逆境生存。这项新发现令研究员相信，一系列的流行这项新发现令研究员相信，一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有抵性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能藏在冰块深处，目前人类对这些原始病毒没有
28、抵抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，抗能力，当全球气温上升令冰层溶化时，这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活，形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的形成疫症。科学家表示，虽然他们不知道这些病毒的生存希望，或者其再次适应地面环境的机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。机会，但肯定不能抹煞病毒卷土重来的可能性。实用的例子实用的例子 1.全球变暖，海平面上升全球变暖，海平面上升 2.城市出现热岛效应城市出现热岛效应 因此，减少大气增？物质的排放量是人类刻不容缓的义务。因此，减少大气增？物质的排放量是人类
29、刻不容缓的义务。2022/11/2820第20页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应温室效应温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热
30、量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CFC、甲烷、低空、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林。陆地上的森林，尤其是热带雨林。为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤，为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤，少开汽
31、车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收节约纸张（造纸用木材，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。二氧化碳来帮助减缓温室效应。2022/11/2821第21页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应的预防温室效应的预
32、防虽然迄今为止，我们无法提出有效的解决对策，但是退而求其次，至少应该想尽办法努力抑制排虽然迄今为止，我们无法提出有效的解决对策，但是退而求其次，至少应该想尽办法努力抑制排放量的增长，不可听天由命任凭发展。放量的增长，不可听天由命任凭发展。首先，暂订二首先，暂订二五五年作为目标。如果按照目前这种情势发展下去，综合各种温室效应气体的影响，年作为目标。如果按照目前这种情势发展下去，综合各种温室效应气体的影响，预计地球的平均气温届时将要提升两度以上。一旦气温发生如此大幅提升，地球的气候将会引起预计地球的平均气温届时将要提升两度以上。一旦气温发生如此大幅提升，地球的气候将会引起重大变化。重大变化。因此为
33、今之计，莫过於竭尽所能采取对策，尽量抑制上升的趋势。目前国际舆论也在朝此方向不因此为今之计，莫过於竭尽所能采取对策，尽量抑制上升的趋势。目前国际舆论也在朝此方向不断进行呼吁，而各国的研究机构亦已提出各种具体的对策方案。断进行呼吁，而各国的研究机构亦已提出各种具体的对策方案。可惜仔细检视各种方案之后，迄今尚未发现任何一项对策足以独挑大梁解决问题。因此，有必要可惜仔细检视各种方案之后，迄今尚未发现任何一项对策足以独挑大梁解决问题。因此，有必要寻求一切可能性，全面考量这些对策方案究竟具有何等效果。寻求一切可能性，全面考量这些对策方案究竟具有何等效果。一、全面禁用氟氯碳化物一、全面禁用氟氯碳化物 实际
34、上全球正在朝此方向推动努力，是以此案最具实现可能性。倘若此案能够实现，对於二实际上全球正在朝此方向推动努力，是以此案最具实现可能性。倘若此案能够实现，对於二五五年为止的地球温年为止的地球温暖化，根据估计可以发挥暖化，根据估计可以发挥3%左右的抑制效果。左右的抑制效果。二、保护森林的对策方案二、保护森林的对策方案 今日以热带雨林为生的全球森林，正在遭到人为持续不断的急剧破坏。有效的因应对策，便是赶快停止这今日以热带雨林为生的全球森林，正在遭到人为持续不断的急剧破坏。有效的因应对策，便是赶快停止这种毫无节制的森林破坏，另一方面实施大规模的造林工作，努力促进森林再生。目前由於森林破坏而被释种毫无节制
35、的森林破坏，另一方面实施大规模的造林工作，努力促进森林再生。目前由於森林破坏而被释放到大气中的二氧化碳，根据估计每年约在放到大气中的二氧化碳，根据估计每年约在12gt.碳量左右。倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计碳量左右。倘若各国认真推动节制砍伐与森林再生计划，到了二划，到了二五五年，可能会使整个生物圈每年吸收相当於年，可能会使整个生物圈每年吸收相当於0.7gt.碳量的二氧化碳。具结果得以降低七碳量的二氧化碳。具结果得以降低七%左左右的温室效应。右的温室效应。2022/11/2822第22页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应的预防温室效应的预防三
36、、汽车使用燃料状况的改善三、汽车使用燃料状况的改善 日本汽车在此方面已获技术提升，大幅改善昔日那种耗油状况。但在美国等地，或许是因油日本汽车在此方面已获技术提升，大幅改善昔日那种耗油状况。但在美国等地，或许是因油藏丰富，对於省油设计方面，至今未见有何明显改善迹象，仍旧维持过度耗油的状况。因此，藏丰富，对於省油设计方面，至今未见有何明显改善迹象，仍旧维持过度耗油的状况。因此，该地区生产的汽车在改善燃油设计方面，具有充分发挥的余地。由於此项努力所导致的化石该地区生产的汽车在改善燃油设计方面，具有充分发挥的余地。由於此项努力所导致的化石燃料消费削减，估计到了二燃料消费削减，估计到了二五五年，可使温室
37、效应降低五年，可使温室效应降低五%左右。左右。四、改善其他各种场合的能源使用效率四、改善其他各种场合的能源使用效率 是要改善其他各种场合的能源使用效率。今日人类生活，到处都在大量使用能源，其中尤以住宅是要改善其他各种场合的能源使用效率。今日人类生活，到处都在大量使用能源，其中尤以住宅和办公室的冷暖气设备为最。因此，对於提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，这对和办公室的冷暖气设备为最。因此，对於提升能源使用效率方面，仍然具有大幅改善余地，这对二二五五年为止的地球温暖化，预计可以达到八年为止的地球温暖化，预计可以达到八%左右的抑制效果。左右的抑制效果。五、对石化燃料的生产与消费，依比例课税
38、五、对石化燃料的生产与消费，依比例课税 如此一来，或许可以促使生产厂商及消费者在使用能源时有所警惕，避免作出无谓的浪费。而其如此一来，或许可以促使生产厂商及消费者在使用能源时有所警惕，避免作出无谓的浪费。而其税金收入，则可用於森林保护和替代能源的开发方面。税金收入，则可用於森林保护和替代能源的开发方面。任何化石燃料一经燃烧，就会排放出二氧化碳来。惟其排放量会因化石燃料种类而有不同。由於任何化石燃料一经燃烧，就会排放出二氧化碳来。惟其排放量会因化石燃料种类而有不同。由於天然瓦斯的主要成分为甲烷，故其二氧化碳排放量要比煤碳、石油为低。同样是要产生一千卡的天然瓦斯的主要成分为甲烷，故其二氧化碳排放量
39、要比煤碳、石油为低。同样是要产生一千卡的热量，煤碳必须排放相当於热量，煤碳必须排放相当於0.098公克碳量的二氧化碳；这在石油则为公克碳量的二氧化碳；这在石油则为0.085公克；若是换成天然公克；若是换成天然瓦斯只需排放瓦斯只需排放0.056公克即可。公克即可。2022/11/2823第23页，本讲稿共38页 第一节第一节 温室气体和气候变化温室气体和气候变化1.温室效应的预防温室效应的预防六、鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源六、鼓励使用天然瓦斯作为当前的主要能源 因为天然瓦斯较少排放二氧化碳。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案则是希望更进一步推广因为天然瓦斯较少排放二氧化碳
40、。最近日本都市也都普遍改用天然瓦斯取代液化瓦斯，此案则是希望更进一步推广这种运动。惟其抑制温暖化的效果并不太大，顶多只有一这种运动。惟其抑制温暖化的效果并不太大，顶多只有一%的程度左右。的程度左右。七、汽机车的排气限制七、汽机车的排气限制 由於汽机车的排气中，含有大量的氮氧化物与一氧化碳，因此希望减少其排放量。这种作法虽然无法达到由於汽机车的排气中，含有大量的氮氧化物与一氧化碳，因此希望减少其排放量。这种作法虽然无法达到直接削减二氧化碳的目的，但却能够产生抑制臭氧和甲烷等其他温室效应气体的效果。预计将对二直接削减二氧化碳的目的，但却能够产生抑制臭氧和甲烷等其他温室效应气体的效果。预计将对二五五
41、年为止的温暖化，分担二年为止的温暖化，分担二%左右的抑制效果。左右的抑制效果。八、鼓励使用太阳能八、鼓励使用太阳能 譬如推动所谓阳光计划之类。这方面的努力能使化石燃料用量相对减少，因此对於降低温室效应具备直接效果。譬如推动所谓阳光计划之类。这方面的努力能使化石燃料用量相对减少，因此对於降低温室效应具备直接效果。不过，就算积极推动此项方案，对於二不过，就算积极推动此项方案，对於二五五年为止的温暖化，只具四年为止的温暖化，只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人们的期左右的抑制效果。其效果似乎未如人们的期待。待。九、开发替代能源九、开发替代能源 利用生物能源利用生物能源(Biomass Energ
42、y)作为新的乾净能源。亦即利用植物经由光合作用制造出来的有机物充当燃料，藉作为新的乾净能源。亦即利用植物经由光合作用制造出来的有机物充当燃料，藉以取代石油等既有的高污染性能源。以取代石油等既有的高污染性能源。燃烧生物能源也会产生二氧化碳，这点固然是和化石燃料相同，不过生物能源系从大自然中不断吸取二氧化碳作为燃烧生物能源也会产生二氧化碳，这点固然是和化石燃料相同，不过生物能源系从大自然中不断吸取二氧化碳作为原料，故可成为重覆循环的再生能源，达到抑制二氧化碳浓度增长的效果。原料，故可成为重覆循环的再生能源，达到抑制二氧化碳浓度增长的效果。2022/11/2824第24页，本讲稿共38页 第二节第二
43、节 臭氧层破坏问题臭氧层破坏问题1、臭氧层作用、臭氧层作用 臭氧是氧气的同素异形体，是有特殊臭味的淡蓝色气体，具有极强的氧化性，臭氧是氧气的同素异形体，是有特殊臭味的淡蓝色气体，具有极强的氧化性，能漂白和消毒杀菌。用臭氧净化城市饮用水，处理生活污水和工业污水，比用能漂白和消毒杀菌。用臭氧净化城市饮用水，处理生活污水和工业污水，比用氯气、高锰酸钾等消毒剂既经济又不会引起二次污染。用氯气、高锰酸钾等消毒剂既经济又不会引起二次污染。用1kg臭氧处理臭氧处理1000 m3水，能达到消毒、脱臭、脱色、脱味、氧化水中有机物的作用。水，能达到消毒、脱臭、脱色、脱味、氧化水中有机物的作用。臭氧对人类的贡献不仅
44、只是用作漂白剂和消毒杀毒剂，更重要的是臭臭氧对人类的贡献不仅只是用作漂白剂和消毒杀毒剂，更重要的是臭氧层作为地球的屏障，保护了一切生命。自然界中存在的臭氧有氧层作为地球的屏障，保护了一切生命。自然界中存在的臭氧有90集中在距地面集中在距地面15 km24 km的大气平流层中的大气平流层中,这是氧气经太阳紫外线这是氧气经太阳紫外线照射而形成的。臭氧能吸收日光中波长照射而形成的。臭氧能吸收日光中波长2.010-7 m3.010-7 m的电磁波，因此能滤掉日光中的电磁波，因此能滤掉日光中99以上的紫外线，对地球表面形成保以上的紫外线，对地球表面形成保护层。如果没有臭氧层，大量紫外线照射到地球上，地球
45、生态平衡将护层。如果没有臭氧层，大量紫外线照射到地球上，地球生态平衡将受到破坏，微生物被杀死，核酸与蛋白质受到破坏，平流层温度也将受到破坏，微生物被杀死，核酸与蛋白质受到破坏，平流层温度也将改变。有了臭氧层，地球上的生物才得以生存。改变。有了臭氧层，地球上的生物才得以生存。2022/11/2825第25页，本讲稿共38页二、臭氧层形成破坏的原因和机理二、臭氧层形成破坏的原因和机理二、臭氧层形成破坏的原因和机理二、臭氧层形成破坏的原因和机理 人类活动产生的微量气体，如氮氧化物和氟氯烷等，对大气中臭氧的含量有很大的影响。人类活动产生的微量气体，如氮氧化物和氟氯烷等，对大气中臭氧的含量有很大的影响。
46、引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，其中公认的原因之一是氟里昂（氟氯甲烷类化合物）的引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，其中公认的原因之一是氟里昂（氟氯甲烷类化合物）的大量使用。氟里昂被广泛应用于制冷系统、发泡剂、洗净剂、杀虫剂、除臭剂、头发喷雾剂等大量使用。氟里昂被广泛应用于制冷系统、发泡剂、洗净剂、杀虫剂、除臭剂、头发喷雾剂等。氟里昂化学性质稳定，易挥发，不溶于水。但进入大气平流层后，受紫外线辐射而分解产生。氟里昂化学性质稳定，易挥发，不溶于水。但进入大气平流层后，受紫外线辐射而分解产生CI原子，原子，CI原子则可引发破坏原子则可引发破坏O3循环的反应：循环的反应：ClO3ClOO2 ClOO
47、ClO2 由第一个反应消耗掉的由第一个反应消耗掉的CI原子，在第二个反应中又重新产生，又可以和另外一个原子，在第二个反应中又重新产生，又可以和另外一个O3起反应，因起反应，因此每一个此每一个CI原子能参与大量的破坏原子能参与大量的破坏O3的反应，这两个反应加起来的总反应是：的反应，这两个反应加起来的总反应是：O3O2O2反应的最后结果是将反应的最后结果是将O3转变为转变为O2，而，而CI原子本身只作为催化剂，反复起分解原子本身只作为催化剂，反复起分解O3的作用。的作用。O3就被来自氟里昂分子释放出的就被来自氟里昂分子释放出的CI原子引发的反应而破坏。原子引发的反应而破坏。另外，大型喷气机的尾气
48、和核爆炸烟尘的释放高度均能达到平流层，其中含有各种另外，大型喷气机的尾气和核爆炸烟尘的释放高度均能达到平流层，其中含有各种可与可与O3作用的污染物，如作用的污染物，如NO和某些自由基等。和某些自由基等。人口的增长和氮肥的大量生产等也可以危害到臭氧层。在氮肥的生产中去向大气释人口的增长和氮肥的大量生产等也可以危害到臭氧层。在氮肥的生产中去向大气释放出各种氮的化合物，其中一部分可能是有害的氧化亚（放出各种氮的化合物，其中一部分可能是有害的氧化亚（N2O），它会引发下列反应：），它会引发下列反应：N2OON2O2 N2O22NONOO3NO2O2 NO2ONOO2O3O2O2NO按后两个反应式循环反
49、应，使按后两个反应式循环反应，使O3分解。分解。2022/11/2826第26页，本讲稿共38页 3.3.臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害 1)1)对人类的影响：对人类的影响：过量的太阳紫外线辐射对人类健康最直接的危害是破坏脱氧核糖核酸（即过量的太阳紫外线辐射对人类健康最直接的危害是破坏脱氧核糖核酸（即DNADNA），而），而DNADNA的损伤会导致癌症。的损伤会导致癌症。在和紫外线辐射有关的诸多病症中，尤为引人注意的是晒斑，它被在和紫外线辐射有关的诸多病症中，尤为引人注意的是晒斑，它被认为是引起皮肤癌的主要原因。认为是引起皮肤癌的主要原因。损害眼睛损害眼睛(角膜和晶体角膜和晶体)，从而增加白
50、内障患者。，从而增加白内障患者。危害免疫系统，增加传染疾病的发病率，如疟疾、流行性感冒和疤疹等，并减弱危害免疫系统，增加传染疾病的发病率，如疟疾、流行性感冒和疤疹等，并减弱接种疫苗的效果。接种疫苗的效果。2 2）对动物的影响）对动物的影响增加家禽患病率，导致减产。增加家禽患病率，导致减产。对鱼类、虾、蟹、浮游动物和水体等都有很大损害对鱼类、虾、蟹、浮游动物和水体等都有很大损害,从而降低水产品产量。从而降低水产品产量。2022/11/2827第27页，本讲稿共38页 3.3.臭氧层破坏的危害臭氧层破坏的危害3 3）对植物的影响）对植物的影响紫外线辐射的增强会改变植物的叶面结构、生理功能、芽苞发育