第4章环境与环境污染.ppt
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1、第 4 章 环境与环境污染,自然环境,社会环境,地质环境,交通环境,环境,水体环境,大气环境,土壤环境,旅游环境,商业环境,自然条件和自然资源的总称,人工建立的环境,环境问题主要指生态环境的破坏和环境污染。,4.1 环境与生态系统,生物环境,自然环境,生产者:绿色植物,温度、阳光,生态系统,初级消费者:草食动物,分解者:微生物,消费者,水、二氧化碳、氧气,土壤,次级消费者:肉食动物,三级消费者,生产者:又叫自养生物,主要是绿色植物,它们通过光合作用吸收太阳能合成有机物。由生产者固定的太阳能和合成的有机物是生态系统能量流动和物质循环的基础。,植物、动物、微生物组成的生物群落,即生物环境。生物赖以
2、生存的环境叫自然环境。生态系统主要功能:进行物质交换和能量交换。,消费者:靠食用生产者而生存的异养生物。按营养方式可分为初级消费者、次级消费者和三级消费者。生物与生物之间通过吃与被吃的食物关系形成一条链条,叫食物链,食物链上每一环节都叫营养级。注:食物链中必包含生产者。没有生产者,只有消费者的链条,不是食物链。,分解者:异养生物、小型消费者,通过分解生产者、消费者的尸体来释放能量。,小知识点,生态系统中,能量流动的渠道是食物链和食物网。通过这样的方式能量由一个营养级传递给下一个营养级,最后达到能量循环。生态系统最初的能量来源于太阳能。,破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素。自然因素主要是些自
3、然灾害,不常发生,但破坏严重。人为因素是指人类在从事生产、生活的过程中引起的生态平衡的破坏,这种破坏是大量的、长期的,会使环境质量不断恶化环境污染。,生态系统发展到一定阶段,它的生物种类的组成、各种群的数量比率及能量和物质的输入、输出等,都处于相对稳定状态,这种状态称为生态平衡。,4.2 自然环境中化学物质的循环,自然环境分为四个圈层:生物圈、大气圈、水圈和岩石圈,总称生态圈。,自然环境发展历史分为:地球的形成、生物的形成和人类的出现三个阶段。,生物圈,大气圈,岩石圈,水圈,1. 地球的形成,a. 岩石圈的形成:,放射性元素裂变、衰变,陨星的碰撞,地表温度升高 局 部 熔 融,地壳、地幔、地核
4、,b. 大气圈的形成:,主要成分:H2O、CO、CO2、CH4和N2等,地球内部气体不断迸发,构成原始大气圈。,c. 水圈的形成:水气凝结,缺氧,2. 生物的形成,简单无机化合物,甲烷,太阳能,地热能,简单有机化合物,生物大分子,释放O2,细菌,藻类,光合作用,O3层,土壤层,3. 人类的出现,人类的出现距工业革命约300万年,这些年间人类活动对环境影响并不明显。但工业革命至今不过200年,自然资源和能源的开发速度相当惊人,造成环境污染日益严重。,4.2.1 水循环,江、河、湖、海,蒸发,小水滴、小冰晶,降雨、降雪,地 下 水,遇冷,水循环依靠固、液、气三态易于转化的特性,借太阳辐射和重力作用
5、来实现。,4.2.2 氮循环,要想实现首先必须将游离氮转化成化合态的氮。 固氮处理的两种途径:1)高能固氮闪电、化学合成2)生物固氮植物的根瘤菌,合成的氨和硝酸盐经降雨降落到地表后,被植物吸收,转变成各类氨基酸和蛋白质,并经食物链在各个营养级间循环转化,最后经分解者将残存在动植物残骸中的蛋白质分解成NH4+、NO3-,重新回到自然界。,4.2.3 碳循环,三种基本方式,1)植物经光合作用,将大气中的CO2和H2O化合成糖类,后呼出CO2。2)动物采食植物,将糖类吸收,在体内氧化为CO2,再经呼吸释放出CO2 。3)煤、石油、天然气燃烧生成CO2。,4.2.4 氧循环,注,上述三种循环都包含部分
6、氧循环。参与循环的物质仅是该物质很少的部分,大部分还存留在各自的“储库”中。各物质总体循环一周所需时间很长。,4.3 大气污染,大气中的水气主要来自水体、土壤和植物中水分的蒸发;大气中的固体悬浮物主要来自工业烟尘、火山喷尘和海浪飞逸带出的盐质等。氧气的作用机制氧气被吸进肺后与血液中的血红蛋白结合,由血液将氧输送到全身,然后与身体中的营养成分作用而释放出人体活动必须的能量。,4.3.1 汽车尾气,汽车尾气中的有害成分主要有CO、NOx、SO2、HC和颗粒等。,1)CO,汽油燃烧不完全的产物。CO的危害机制CO被吸入人体后,极易与血红蛋白结合,从而使血红蛋白失去携氧能力,使人窒息。,2)NOx,N
7、Ox主要指NO和NO2,在汽缸点火的高温瞬间由空气中的氮气和氧气化合而成。 NOx进入人体后,先刺激呼吸器官,与细胞液中水分结合生成硝酸和亚硝酸,产生刺激和腐蚀作用,引起肺水肿。危害:酸雨、光化学烟雾。,3)SO2,燃料中所含的硫经燃烧而成。危害:刺激上呼吸道、酸雨、与大气飘尘协同作用危害更大。,降尘:直径大于 的颗粒。特点:在空气中停留时间短,危害小。,4)烃类污染物,常以HC表示,主要是指汽车尾气排放的未经燃烧的汽油和燃烧不完全产生的多种烃类衍生物。危害:诱发光化学烟雾。,5)颗粒物,飘尘:直径小于 的颗粒,停留时间较长。,对健康危害最大的是 的颗粒,这种飘尘可直接到达肺细胞,引起呼吸道疾
8、病。当它与SO2、NOx等产生协同作用后,可引起支气管炎、肺炎,甚至肺心病。,6)铅化合物、碳颗粒和油雾,铅化合物:来自汽油的抗爆添加剂,毒性大,能引起急性精神病,当血液中铅含量超过0.1 mg,可造成贫血。碳颗粒:燃料不完全燃烧的产物。油雾:由油箱及化油器的逸漏而造成。,4.3.2 光化学烟雾,大气中NOx和HC是一次污染物。它们在紫外线照射下,能发生化学反应,衍生出二次污染物。由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾。,光化学烟雾循环的开始,光化学烟雾的主要成分和产物:,汽车尾气 + 阳光 + O2(g) O3(g) + NO2(g) + CO2(g) + 有机化
9、合物,O3、PAN和醛类物质的危害:刺激眼睛和粘膜引起眼红流泪、头痛、气喘咳嗽等症,重者死亡。,催化转化器原理:使排放的废气和外界空气通过催化剂处理后,氮氧化合物转化为氮气,HC转化为二氧化碳和水。,4.3.3 酸雨,降雨的酸化程度常用PH值表示,正常雨水偏酸性,PH值为67,酸雨主要是指PH值小于5.6的降水。酸雨主要由废气中的SO2和NOx造成。,气相:,液相:,这里的催化剂主要是烟尘、臭氧,NOx形成酸雨的过程:,酸雨的危害:使水域、土壤酸化,危害渔业生产,腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹,破坏生态平衡。,4.3.4 温室效应,由于大气吸收的辐射热量多于散失的,最终导致地球保持相对稳定的气
10、温,这种现象称为温室效应。,温室效应的危害:使冰雪融化、极地变暖,海平面慢慢上升,同时,变暖的气候有利于病菌、霉菌和有毒物质的生长。,温室效应是地球上生命赖以生存的必要条件,但随着人口激增、化石燃料用量猛增、滥砍滥伐森林,导致温室效应加剧,造成不良危害。,千年冰架断裂,4.3.5 臭氧层空洞,臭氧能吸收一定波长的紫外光,防止高能紫外线对地球生物的伤害。臭氧的形成:,臭氧变薄、出现空洞意味着更多紫外辐射线到达地面,紫外线对生物具有破坏性,对人的皮肤、眼睛甚至免疫系统都会造成伤害,严重阻碍各种农作物和树木的正常生长,且加剧温室效应。,1)氟里昂破坏O3的机理,Cl本身只做催化剂,反复分解臭氧。,总
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