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大气环境的概念范文1
【关键词】大气环境防护距离; 卫生防护距离;无组织排放
1 前言
石化项目在生产过程中产生的废气的排放形式分为两种,一种为有组织排放源(高架源),一种为无组织排放源(低架源或面源)。无组织排放的废气主要包括储罐在储存油品过程中产生的、生产装置在生产过程中产生的非甲烷总烃以及污水处理场、硫磺回收装置等产生的硫化氢、NH3等。
尽管近年来中石化采用诸如采用浮顶罐储存原油和轻油、油气回收、污水处理场密闭处理等新技术,使排放的无组织废气量日渐减少,但由于其排放高度低,污染物可以直接进入大气层呼吸带,在其下风向会出现地面浓度超标的污染带,对周围居民将产生明显的影响,危害程度也较大。因此,在石化企业厂区外设置一定宽度的卫生防护距离,可以降低有害气体对居住区的影响,保证职工、居民的安全和身体健康。
2008年,国家环境保护局颁布的标准HJ2.2-2008《环境影响评价技术导则-大气环境》(以下简称新大气导则)首次提到了“大气环境防护距离”的概念。它是指为保护人群健康,减少正常排放条件下大气污染物对居住区的环境影响,在项目厂界以外设置的环境防护距离。
但是,这并不意味着可以仅设置大气环境防护距离,而不设置卫生防护距离。环境保护部环境工程评估中心于2009年6月在对新大气导则的条款说明与实施问答中明确:大气环境防护距离和卫生防护距离是两个概念,大气环境防护距离按导则要求执行, 卫生防护距离按国家颁布的各行业卫生防护距离标准执行。
以下将重点对卫生防护距离与大气环境防护距离进行对比介绍。
2卫生防护距离和大气环境防护距离的对比
2.1 卫生防护距离的计算方法
目前,我国石化企业卫生防护距离计算的方法有两种:一种是公式计算法;另一种是标准法,包括国家标准和行业标准。
2.1.1 公式计算法
根据GB/T13201-1991《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》规定,卫生防护距离的计算公式为:
式中:Cm为标准浓度限值;
L工业企业所需卫生防护距离,m;
r有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径,m。根据该生产单元占地面积S(m2)计算;
A、B、C、D为卫生防护距离计算系数,无因次。根据工业企业所在地区近五年平均风速及工业企业大气污染源构成类别从表中查取;
QC工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平。
2.1.2 标准法
目前,与石化企业有关的卫生防护距离标准有两个,为GB8195-87《炼油厂卫生防护距离》(即将被GB8195-2011替代)及SH3093-1999《石油化工企业卫生防护距离》,后者中距离限值也是根据卫生防护距离的计算公式得出的。本文主要讨论SH3093-1999《石油化工企业卫生防护距离》。
2.2 大气环境防护距离的计算方法
大气环境防护距离计算模式是基于screen3的估算模式,采用了单源高斯烟羽扩散模式,适合模拟小尺度范围内流场一致的气态污染物的传输与扩散。大气环境防护距离计算的原理是:计算不同气象条件下无组织排放源下风向各点的预测浓度,将最远超标距离作为确定大气环境防护距离的依据。污染物的浓度计算公式如下:
式中:C为接受点的污染物落地质量浓度,mg/m3;
Q为污染源排放强度,g/s;
U为排气筒出口处的风速,m/s;
δy、δz分别为y和z方向扩散参数,m;
z为接受点离地面的高度,m;
He为排气筒有效高度,m;
h混合层高度,m;
km烟羽从地面到混合层之间的反射次数,一般≤4。
2.3 计算原理与参数的比较
卫生防护距离与大气环境防护距离计算方法不同,因此需要的参数也不尽相同。二者不同之处主要表现在:
2.3.1 标准浓度限值不同
卫生防护距离计算的标准浓度限值采用GB3095-1996规定的二级标准1小时平均浓度值(mg/m3),此标准没有规定的污染物可参照TJ36-79规定的居住区一次最高容许浓度限值(mg/m3)。大气环境防护距离的标准浓度限值优先满足厂界标准的前提下,执行上述两个标准。但是,部分污染物的厂界标准的浓度限值严于GB3095-1996、TJ36-79的浓度限值,如:苯的厂界标准(GB16297-1996)浓度限值为0.40mg/m3,而在TJ36-79中规定的浓度限值为2.40mg/m3。因此,按更为严格的标准浓度限值计算出的大气环境防护距离,更能保证居民区污染物浓度不超标,确保居民的身体健康。
2.3.2 模拟污染源形状不同
卫生防护距离计算是将无组织排放源假设成为一个圆形面源,再根据圆形的等效半径求得距离。实际上大多数的工业面源为矩形甚至长条形,若简单将面源作为等效圆形处理是不科学的。而大气环境防护距离计算模式可以输入面源的实际长、宽,从而确定其形状;对于非矩形面源,将其折算成面积相等、形状相近的矩形(但不应将全部非矩形面源都折算成正方形面源,除非形状上接近正方形),且要求面源的长、短边长比值不能超过10:1,超出这个限制的宜分成多个面源分别计算其大气环境防护距离。
2.3.3 污染源有效源高度
由无组织排放源排出的大气污染物,有效源高度增大一倍,污染物的最大落地浓度就会减小2~3倍,因而污染物所需要的稀释距离也会相应减小。计算卫生防护距离的各种方法都没有考虑无组织面源排放高度对卫生防护距离的影响。而大气环境防护距离由于考虑了烟云抬升计算模式需要输入有效源高度,范围为0~999m。
2.3.4 考虑气象条件和地形条件不同
卫生防护距离计算时,仅考虑当地近五年的平均风速,不考虑其他气象条件和地形条件的影响。而大气环境防护距离计算模式内置13组风速(10m高度处)和6种稳定度的组合,共54组气象条件情景,基本覆盖了所有可能发生的气象条件。模型默认选择城市地形,还可以选择建筑物下洗和岸边熏烟的影响。
2.4 计算结果取级不同
卫生防护距离的取级规定为:在100m以内时,级差为50m;在100m~1000m内时,级差为100m;超过1000m时,级差为200m。大气环境防护距离的取级原则为:在10m~100m内时,级差为10m;在100m~2000m内时,级差为50m;超过2000m时,模型建议削减源强。
2.5 计算结果的不同
以一套在年加工原油1000万吨/年中的酸性水汽提装置为例,用screen3模型计算的大气环境防护距离与从SH3093-1999直接查取的卫生防护距离结果主要表现为:
选取的污染因子为H2S,排放速率为0.005kg/h,选取60×55×10(m)面源,距厂界最近距离为700m,用Screen3计算结果为无超标点,则大气防护距离不需设置,而从SH3093-1999直接查取的卫生防护距离为700m。
由上述结果可看出,已制定标准的卫生防护距离的限值大于screen3模型计算出来的数值。究其原因可能是现有的卫生防护距离标准制定的时间较早,标准中规定的卫生防扩距离限值仅反映早期装置、工艺水平以及社会经济情况下,为避免无组织排放源对居民的影响而设置的防护距离。
3 目前存在的问题
经过多年的实践工作,现行SH3093-1999卫生防护距离计算的方法和标准暴露出一些缺点和不足,如没有考虑无组织排放源的形状、高度以及当地气象条件和地形条件的影响等。特别是源强统计结果较老,只能反映当时的技术水平,SH3093-1999编制组在介绍该标准时曾提到“在制定过程中,编制组总结了石化企业几十年来在卫生防护距离方面的经验教训,以最佳实用技术原则为论证基础,从石油化工企业特征污染源和特征污染物出发,找出造成严重危害的污染源和污染物作为主要因素。其中有关基础数据是以现场实测和典型厂调查相结合得到的”。因此对于目前的新技术、新工艺,无组织排放废气已大为减少的情况已渐不适用。
而新大气导则提出的大气环境防护距离在标准浓度限值的选取、模拟污染源形状、是否考虑气象条件和地形条件等方面与卫生防护距离存在着差异,可以解决卫生防护距离计算方法存在的缺陷。大气环境防护距离计算模式凭借其独有的优势对卫生防护距离的计算进行完善与改进,已经慢慢被科研及环评工作者所认可。
新大气导则为行业标准,其中大气环境防护距离的提出并没有否定卫生防护距离,二者并存的现象给实际的环评工作带来了麻烦。在目前的环评工作中,对于二者的选取主要有两种倾向:一是选取二者中最大值作为企业的防护距离;二是仍以卫生防护距离计算为主,大气环境防护距离计算仅作参考。这两种方法都不能很好地发挥新大气导则的作用,也不能从根本上解决卫生防护距离合理确定的问题。
4 建议
4.1 制定无组织排放源强确定技术方法规范
在实际环评中,无组织排放源强的确定必须科学、客观、公正与可检验,尽量采用物料衡算法、类比法、反推法等多种方法综合确定,并与实际监测结果和相关行业的卫生防护距离结果对比检验,以达到大气环境防护距离和卫生防护距离结果合理并符合实际情况。建议找出有代表性的无组织排放源并进行现状监测,结合新技术、新工艺的发展确定无组织排放源强的方法。
4.2 完善现行标准
现行标准中存在着厂界浓度限值反而严于(小于等于)环境空气质量限值的情况,这将导致大气环境防护距离计算结果不合理。建议依据《环境标准管理办法》对现行环境标准进行完善。
4.3 环评结论做为参考
虽然行业标准法存在一些局限性和不足, 但是行业标准法确定的卫生防护距离是基于实地污染源调查、环评资料以及环境监测所得地面浓度反推等方法综合得出的,其科学、客观与实际的合理性是任何理论计算方法不可比的。因此,在环境影响评价实践中,一定时期内、一定条件下原国家及各行业单独制定的行业卫生防护距离标准仍可参照执行。而且, 在各行业标准法确定卫生防护距离中均明确规定, 此法只适用于“地处平原微丘地区的新建、改、扩建工程,地处复杂地形条件下的工业企业所需卫生防护距离, 应由建设单位主管部门与建设项目所在省、市、自治区的卫生与环境保护主管部门, 根据环境影响评价报告书共同确定。”此外, 还应考虑风向频率及地形因素的影响, 这也为环境保护主管部门制定环境防护距离标准提供了参考。
参考文献
[1]王栋成,王静,曹洁,董旭生,刘焕彬.大气环境防护距离与卫生防护距离确定技术方法对比研究[J].气象与环境学报,2009(3).
大气环境的概念范文2
【关键字】大气污染;城市;治理措施
近些年来,我国大部分城市被雾霾席卷,有的城市甚至遭遇6级以上的严重雾霾。随着城市大气污染的加剧,在很大程度上降低城市空气质量,严重威胁着城市居民的身体健康,也给当前我国经济发展观念敲响了警钟。因此,要分析导致城市大气污染的原因,然后采取相应的治理措施,为人们创造宜居城市。因此,本文首先分析大气污染的概念和成因,接着就如何做好大气污染治理展开论述。
一、大气污染的概念以及成因
大气污染问题越来越受到社会各界的普遍关注,要解决大气污染问题,就要分析成因,制定完善的大气治理措施,改善空气质量,为人们创造良好的空气环境。
1.大气污染的概念
所谓大气污染是指人类生产、生活活动或自然界向大气排出各种污染物,其含量超过环境承 载能力,使大气质量发生恶化,使人们的工作、生活、健康、设备财产以及生态环境等遭受恶劣影响和破坏。污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界向大气排放污染物的地点或地区,如排放灰尘、二氧化硫、硫化氢等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯气,以及发生森林火灾、地震等自然灾害的地方。人为污染源则又可按不同的方法分类:按污染源空间分布方式可分为点污染源、面污染源、区域性污染源;按人们的社会活动功能可分为生活污染源、工业污染源、交通污染源等;按污染源存在的形式可分为固定污染源和移动污染源。
2.大气污染的成因
随着我国城市化水平不断提高,在创造大量的物质财富的同时,也对生态环境造成破坏,污染了大气环境,导致城市雾霾现象不断加剧。下面就针对大气污染的成因展开论述。
(一)燃料燃烧。随着工业行业的迅速发展,需要大量的能源和燃料,尤其是在工矿地区和工厂比较集中的崎岖,污染浓度很高。在实际生产过程中,有的企业没有采用新的节能技术,仍然采用高硫煤作为燃料,尤其二氧化硫,对环境造成了极大的污染。还有一些化工企业,产生了大量有毒气体,造成了严重空气污染,危害着人们的身体健康。
(二)交通运输,随着我国经济的发展,我国交通行业的迅速发展,人生活水平不断提高,私家车数量出现成倍的增长,不仅造成了交通的阻塞,而且车辆排放的尾气,同时夹杂着大量的可吸入颗粒,对大气产生极为严重的污染。
(三)生态环境破坏。随着人口不断增加,需要更多的生存空间,就会无休止的破坏自然环境,出现很多滥砍滥伐的情况,植被遭到破坏,增加了水土流失,导致有的地区出现扬沙和扬尘,对人的身体也会造成损害。
(四)工业布局不合理。在有的城市,是依托资源建立起来的,但是整体布局不合理,导致市区空气污染严重;还有的新型的城市,没有制定长远的发展规划,环保绿化没有跟得上城市发展的步伐,绿化标准远远达不到城市实际发展的需要。
(五)环境意识薄弱,经济发展没有做好科学发展和可持续发展。在很长一段时期里,一些地区的政府部门只顾盲目的追求区域的经济发展,在进行经济发展的过程中或者在进行城市或者产业规划的时候,往往会忽视对大气环境保护的内容,造成以牺牲环境为代价换取经济的快速发展。这造成的环境危害和损失是难以挽回的。
二、防治大气污染的措施
为了做好大气污染防治工作,环保部门要协同其他部门,认真分析大气污染出现的原因,不断总结经验教训,结合城市发展,制定出长远的控制防治规划,为人们创造良好的生活环境。下面就如何做好大气污染防治工作展开论述。
1.做好大气防治的措施
就目前而言,治理大气污染的途径和方法很多,具体包括调整能源战略、采用清洁能源、推行清洁生产工艺、合理使用煤炭资源、强化大气环境管理、进行污染物总量控制,应用绿色植物净化大气等。在城市发展过程中,要使用清洁能源,比如风能、太阳能以及水能。在工业生产过程中,要不断采用高新的节能技术,提高煤炭资源的利用效率,提升煤炭燃烧方式;还要健全城市大气污染管理法律,对大气污染进行监控。
随着城市空气污染不断加剧,大气含有很多有害物质。因此,为了更好的控制空气污染,要根据大气污染的程度,采用不同的方法对大气环境进行监测。大气常见的污染物主要包括悬浮颗粒、浮沉、可吸入式颗粒、一氧化碳、二氧化硫、铅、氟化物等。
2.综合整治方法
在城市发展过程中,要制定完善的大气污染整治计划,控制好最大排放量和削减量,从而根据实际情况,确定科学合理的大气污染治理方案。同时要根据城市发展结构和交通情况,确定污染城市大气的污染物,做到有的放矢和对症下药。因此在实际治理过程中,要改进落后的燃料方式,广泛普及气体燃料、太阳能以及地能等能源,通过综合治理的方法,建立无烟控制区;另外,要做好城市发展规划,调整工业布局,加强城市空气污染源的质量,降低尾气和废气的排放量;还要做好城市绿化工作,提高城市绿化水平,净化城市空气。
3.利用气象条件防治大气污染
在污染源变化比较稳定的情况下,大气污染状主要取决于气象条件。在实际过程中,污染物在大气中的稀释和扩散受气象条件的支配非常明显,因此,利用气象条件来制约污染源是防治大气污染现实而又有效的途径,而污染气象条件预报则是其中的关键。气象部门不仅要提供大气污染预报,还可以为政府规划部门搞好城市建设的合理布局和城市环境规划提供科学依据。所以气象部门可以通过人工增雨、增雪、消雾等技术来净化大气、消除污染。
参考文献:
[1]杨晟朗,李本纲. 基于遥感资料的北京大气污染治理投资对降低PM_(2.5)的效能分析[J]. 环境科学学报,2015,01:42-48.
大气环境的概念范文3
关键词:遥感FTIR;大气环境监测;最新发展
中图分类号:X83;文献标识码:A ;文章编号:
随着社会的进步和经济的发展,环境问题已经成为了世界中的主要问题之一,工业的发展使得大气环境的污染越来越严重,一些挥发性污染物质的存在,使得大气的质量受到了严重的影响,对人们的身体健康也产生着极大的危害。因此,对于大气环境的监测和治理应当引起人们的重视,利用科学的手段进行监测并采取有效的措施进行治理。遥感FTIR是在大气环境的监测中行之有效的监测技术,在空中能够获得大量的环境动态信息,能够有效弥补地面监测的局限性,在环境的保护中有着重要的作用。利用遥感FTIR技术对大气环境、水质和生态环境进行监测,能够有效地提高研究的水平,保证其研究成果的高效性。
1 遥感FTIR的概念
在环境监测部门中通常采用定点取样的方法进行大气质量监测,在监测过程中,得出的观测结果反映出的大气环境污染的范围较小,因此就不能够进行监测样本点以外的环境状况的监测。因此就只能使用在范围较小的监测区域内的污染状况的监测。随着FTIR技术的不断发展和进步,其使用的范围大大增加,探测能力较强,与传统的定点取样的方法不同的是其不会受到区域的限制,在使用过程中具有以下的优点:(一)能够满足远距离监测的要求遥感FTIR技术能够实现对于大气污染进行远距离的全天候不间断监测。(二)利用遥感FTIR技术能够对含有多种成分的混合物质进行监测和分析,并且能够在最快的时间内作出准确的判断。(三)遥感FTIR技术在进行大气环境监测时,能够有效地省略取样等程序。(四)遥感FTIR技术能够进行各种区域面积的监测,并且能够进行地面和高空的多为空间的大气监测。
随着我国对于大气环境监测的重视程度越来越高,遥感FTIR技术得到了更深层次的研究,遥感技术中的化学计量学和被动遥感技术取得了很大程度的进展。
2 化学计量学在遥感FTIR光谱图解析中的研究
在化学中开始使用计量学的一些方法,促进了化学计量学的发展,并在遥感光谱图的解析中的应用越来越广泛,经常使用到的化学计量学的模型有以下几种类型:人工神经网络;偏最小二乘法、经典最小二乘法等。
2.1定性、定量地分析多组信息
在操作的过程中,采用经典最小二乘法、偏最小二乘法对在光谱图中显示出的混合大气污染物较严重的进行定量的分析,在分析中发现,以上这些方法都能够实现对大气中的混合污染物济宁定量检测,在对大气污染物进行定性的鉴别过程中,采用最小二乘法对不确定的干扰物质进行检测,之后再对其环境情况进行定量解析,为了有效减少操作时间和降低误差,采用偏最小二乘法变量提取信号,实现遥感FTIR光谱图的准确解析。同时,在利用遗传算法,不仅具备较高的求解能力和较高的非线性特征,更为管沟图库提供了有效的检索工具。
2.2遥控提取FTIR光谱图特殊信号及噪声处理
处理噪声的方式及可靠性对FTIR光谱图的分析有很大的意义,一般来说,我们提取FTIR光谱图特殊信号可以利用WA产生一定的遥感,利用WA在对信号分解的时候,消除光谱图中的部分噪音干扰,从而正确定位有用信号的位置。
3 遥感在大气环境监测中的最新发展
遥感可以快速、及时、动态的时候监测大气中的环境变化和产生的大气污染,还可以快速、准确的监测在大气环境污染现象的产生、延续,以便于很好的制定解决办法,减少大气污染产生不必要的损失。所以,遥感在大气环境监测中有着重要的作用,正在发挥着独到的作用。
3.1监测大气气溶胶含量
气溶胶是指在大气中以各种固态或者液态形式存在的悬浮颗粒,我们所说的雾、烟、尘土等都是气溶胶。遥感监测气溶胶的方式代替了一般地面上不能监测出来的气溶胶具体空间分布和部分缺陷,为气候的研究和城市环境污染的分析提供了基础的研究资料。
在国际中利用卫星遥感进行大气气溶胶的监测开始于二十世纪七十年代的中期,在我国的研究开始于二十世纪八十年代的中期,在最开始的研究中,利用卫星监测资料对北京地区的大气中的气溶胶的厚度进行了准确的测量,不能够将其和测量地面光度计所得的结果进行对比,得出了相似的结果,由此证明,采用卫星遥感系统监测大气中的气溶胶含量能够有效代替地面遥感监测的方法,弥补了监测范围有限这一缺点的产生。在进行的地面光度计和粒子谱的观测中得出:气溶胶产品和空气污染指数有着一定的关联性。
3.2监测沙尘暴
沙尘暴是生态环境中性质较恶劣的一种,其在产生的过程中严重影响了空气质量,沙尘暴的产生具有较强的突发性和巨大的危害性,是大气溶胶中较严重的一种情况。在沙尘暴产生时,可见光的反射率增加,随着沙尘暴的强度增加,反射率也随之增加。在目前对沙尘暴的监测遥感技术中主要采用GMS和AVHRR数据监测,由于这种数据的采用不大能够实现沙尘暴的反射辐射特性的监测,还能够对沙尘暴分布的面积进行较大尺度的监测,为沙尘暴的进一步研究提供信息。
3.3监测臭氧层
臭氧层对于地球有着重要的保护作用,采用遥感FTIR监测技术能够监测到臭氧层遭受破坏形成的臭氧层空洞。随着臭氧层的逐渐扩大,对人类产生的影响也越来越大,自最早的臭氧制图光谱仪的使用开始,利用遥感技术对臭氧的卫星监测正式开始。通过对遥感监测所得的数据进行的分析,地球表层的臭氧层正以每年0.8%的速度衰减。通过对全球臭氧监测装置以及大气制图的使用,对一氧化碳和臭氧的体积分数进行制图,得出臭氧的精确分布图。
3.4监测有害气体
在工业环境下产生的二氧化硫和氟化物对于生物有着严重的毒害作用。在进行监测时使用间接的解译标志进行监测。生长中的植被在受到污染后自身的红外线的反射能力会大大下降,外观颜色和生长的纹理都会产生变化,在分析中根据这些情况能够对污染的情况进行间接的分析。利用卫星遥感技术中的象元信息,将信息氛围土壤、植被等基本信息的线性集合和被污染气体的信息进行重合,利用卫星数据就能够得出污染气体的累加浓度,并保证其信息的精度满足使用要求。
3.5监测热岛效应
城市中存在的大气热污染(热岛效应)是由于城市的发展产生的省时气温整体升高的现象。利用遥感技术对测定物承受的辐射温度推算出地物的温度,并根据产生的不同的热效应找出出热源。对已有的热图形进行密度分割时采用光学技术,进行少量同步的温度测量,制定出城市的整体等温线,将热污染的分布情况进行准确的反应,找出城市温度升高和热能的消耗、建筑物的布局和建筑的类型、人口的分布情况之间的关系,得出城市热岛的分布特点、存在的强度和形成的具体原因等。
参考文献:
[1]李昊,谢华,欧盛江.FTIR法在大气污染物监测中的应用研究及进展[J].科协论坛,2008(09)
[2]高岩.红外光谱直接透射测试技术的原理与应用[J].宝石和宝石学杂志,2002(04).
[3]张树誉, 李登科, 景毅刚.3S0技术在关中地区秸秆焚烧遥感监测中的应用[J].环境监测管理与技术, 2005(17)
大气环境的概念范文4
关键词:采矿工程;绿色开采;技术应用
为确保矿产行业开采质量,业内相关工作人员结合现有开采技术存在的问题,不断优化改进开采技术,促使整个矿产开采领域的发展更加高效,这样才能保证矿产行业的可持续发展,提高矿产行业的经济水平。在使用新技术的过程中,应该结合工程实际情况,选择更加节能、环保的绿色开采技术,并加强对绿色开采技术的重视以及应用力度,促使矿产行业的稳定发展。
1概念
在矿产资源开采带来的环境问题上,逐渐形成了一种新型的开采技术,该技术支持的原则严格,对环境影响小,在开采中能够做到低碳、安全、经济、环保,最终保证矿业开采过程实现绿色、安全的目标,该技术就是绿色开采技术。使用绿色开采技术能够保证矿业的经济效益,促进生态环境保护,有效落实了我国可持续发展的战略要求。传统的开采技术对周边环境的影响大,为了保护生态环境,在提升矿业开采效率及资源利用率的同时,加强了开采技术研究,而绿色开采技术的使用能够更好地实现以生产与保护为主的开采目标。
2开采中的问题
2.1水资源方面
矿产资源在开采中,会不同程度的影响到开采区域内地下水含水层的结构,这就导致地下水量发生变化,使得开采区域内的地下水位与区域内环水位下降,影响地质水文条件。在矿产资源具体开采的过程中,如果采用的开采技术与具体的开采方式存在不合理或者是缺少可行性,就会给开采区域内的环境带来严重的影响,而产生的影响会直接作用在地下水资源方面,造成地下水资源的枯竭,严重情况下还会导致开采区域内出现土地沙化等情况。地下水资源环境的破坏还会影响到当地水资源的使用,导致水资源的健康程度降低,危害引用者的身体健康。
2.2土壤结构方面
矿产资源在开采过程当中,不仅会破坏水资源环境,因为施工不当或者是开采技术使用不当,导致附近的地质结构出现变化,常见的情况有土壤荒漠化等。大部分矿产行业在开采矿产资源时,会产生大量的开采垃圾或建筑垃圾,如果不能对这些废弃物进行及时有效的处理,而是将其随意防止的话,就会影响到附近的土壤情况,加重水土流失的问题。随着开采规模的不断扩大,废弃物产生的数量也在逐渐增多,这样就导致废弃物所占据的土壤面积增大,严重降低了土壤的利用效率。
2.3大气环境方面
矿产资源开采中常见的危害是粉尘。由于空气质量的降低,导致人们患疾病的情况不断增加,在重大疾病当中,呼吸道系统问题是非常常见的疾病,这主要是因为大气受污染严重。为了改善大气环境质量,需要加强对矿产资源开采技术的革新,加强对矿产资源开采中产生的粉尘处理。大气环境的污染还会影响到交通情况,因为能见度的降低,导致交通事故频发,长此以往下去,交通工具损坏产生的经济影响是无法估算的。
3绿色开采的主要技术
3.1保水开采技术应用要点
在矿产资源开采中,为了有效保证地下水资源的合理利用,在开采中合理使用保水开采技术,能够在开采工作完成后,防止地下水资源形成下降漏斗情况,使水资源能够在短时间之内恢复正常。在使用保水技术时,还需要注意以下两点。第一,在使用保水开采技术之前,相关的工作人员需要对开采区域内的地下水资源以及地质结构进行详细的考察,通过对考察结果分析设定好开采方法,预测在矿产资源开采过程当中,可能对地下水资源以及地质结构产生的影响,明确开采过程中对地下水产生影响的因素,确定矿产资源开采中开采区间的选择。第二,在资源开采中如果没有做好隔水层的设定,需要在可能出现坍塌的地区,做好地层与含水层之间的隔离;如果已经做好相应的隔水设定,需要结合实际情况设置岩柱来降低对开采过程当中对地下水位的影响,确保矿产资源开采过程当中不会影响到地下水资源。
3.2绿色开采系统化技术的应用
在矿山开采的项目全生命周期之内,可以使用一类软科学技术———绿色开采系统化技术,该技术主要是基于系统工程的原理,通过矿业开采行业的代谢分析,对矿业开采工程的物质流、存在的能量、信息情况等进行优化配置。①矿业开采过程中可以使用超期地质预报技术对开采区域内的地压进行有效控制,这样可以提高回采的效率。在对地压进行控制时需要对预报、预防措施、快速回采、后续处理等数据进行合理的分析,并整合优化处理。开采中采用超期地质预报开采技术能够保证矿业开采的安全性,提升工作质量,提高回采的效率。②矿区综合降尘技术。某矿山为了能够更好地解决开采过程中出现的粉尘污染,在具体的开采过程中,对开采面使用注水开采等方式,有效地减少了工作面粉尘出现的问题,通过采用封闭式传输的方法,将开采的矿产资源送至洗煤厂,这样在改善公共环境的同时有效地保证开采工作人员的身体健康。
3.3加大力度修复生态环境
在矿区开采的过程中会对周边的环境产生一定的影响,周边的植物可能会因此死亡,大气环境也会出现问题,为此,在矿山开采中应该加强对生态环境的重视,加大对后续生态环境修复的力度,在具体修复过程中可以使用复林和复垦对生态环境重新进行建设,这样就能够最大限度的恢复矿区周边的环境,改善大气中粉尘数量。
3.4绿色开采节能技术的应用
绿色开采节能技术主要是指在采矿过程中,通过降低物质和能源的消耗率,在确保既定的生产目标实现的同时,达到废物排放的最小化,既节约资源,又降低污染。通过节能降耗技术、用电避峰就谷策略、高效回收技术、高效无害药剂、废水循环利用工艺等手段,实现节能降耗、高效回收、无毒无害、废水循环等目的。
大气环境的概念范文5
进入冬季采暖期后,特别是2016年12月以来,京津冀地区已经历了三次大气重污染过程,分别是12月2-4日橙色预警,12月16-24日红色预警,12月30日-2017年1月7日橙色预警。其中,从2016年12月23日持续到2017年1月7日跨年度的重度大气污染是京津冀地区经历时间最长的重度污染过程。京津冀地区频现大范围重度雾霾,不时启动的空气重污染预警,给京津冀及周边地区人们的生活、生产及交通等带来严重影响,已经成为影响区域环境和经济发展的重要因素。
雾、霾概念及其特征
雾和霾是自然界中的两种天气现象,在形成机制及其本质上有很大区别。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成,是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物。常呈乳白色,水平能见度一般小于1千米。雾一般有两种,一种是地表辐射冷却,大气中水汽凝结形成雾,称为辐射冷却雾;另一种是暖湿空气流经较冷区域时,大气中水汽凝结形成的雾,称为平流雾。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大,因而雾看起来呈乳白色或青白色。雾天时,如大气没有污染存在,一般不会对人体健康造成直接危害。
霾是由大量的细颗粒物均匀地漂浮在空气中,使水平能见度小于10千米的大气浑浊视程现象,这些细颗粒物主要来自于自然界和人类活动的排放。当空气中水汽较多时,某些吸湿性强的干颗粒物会吸水、变大,并最终活化成云雾的凝结核,产生更多、更小的云雾滴,使能见度进一步降低。当相对湿度较低时,光化学反应形成的半挥发性有机污染物通过气固相分配进入颗粒物相,形成二次有机气溶胶;而相对湿度升高、温度降低时,颗粒物吸湿增长,吸收可溶性无机组分和有机组分,发生液相二次过程,产生二次有机气溶胶、硫酸盐、硝酸盐等。霾由灰尘、硫酸、硝酸等细颗粒物组成,其散射波长较长,因而霾看起来常呈现黄色或橙灰色。由于霾中含有很多对人体有害的化学物质和微小颗粒,所以霾天气对人体健康会造成直接危害。
雾和霾的主要区别有以下4点:(1)出现的垂直高度不同,雾一般出现在几十米至几百米的高度,而霾天气过程高度可达3千米。(2)出现时的相对湿度不同,雾出现时相对湿度达到90%以上,而霾出现时相对湿度较低。(3)出现的时间不同,雾一般傍晚、午夜至凌晨最易出现,霾的日变化特征不明显。(4)雾容易散去,而霾却不容易散去。这是因为雾的相对湿度大,受天气变化影响比较大,太阳一出来,地表增温,蒸散迅速加大,或遇到干燥空气,雾很容易散去。所以,雾一般在日出后不久即消散,但霾则不然。
京津冀地区污染源排放对雾霾形成的影响
局地雾霾天气形成有三个条件:一是污染源排放,二是地理环境,三是天气条件。PM2.5如今已经成为家喻户晓的名词,它是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称细颗粒物,是由直接排入空气中的微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒共同组成的。直接排入空气中的微粒主要由尘土性微粒、植物和矿物燃料燃烧产生的碳黑粒子组成。二次微粒主要由硫酸铵和硝酸铵组成,这两种微粒是由大气中的SO2和NOx(氮氧化物)转化生成的。对此,中国科学院大气物理研究所王跃思课题组利用多台雷达组网实时监测京津冀区域大气混合层高度和颗粒物后向散射演变,结合颗粒物化学成分在线解析技术,对区域大气重霾污染成因和演变特征进行了卓有成效的研究。他们给出的京津冀地区形成重霾污染的机理如图1所示。
京津冀地区重霾污染形成于周边以燃煤工业排放为主的污染物输送,而加强于本地以机动车排放为主的污染物叠加。主要有:工业污染源排放、机动车尾气排放、散煤燃烧等。其中,京津冀三地自身的排放量大是最主要的因素,对PM2.5污染的贡献率约为70%。京津冀区域国土面积虽然只占全国的2%,但单位面积SO2、NOx、烟粉尘排放量分别为全国平均水平的3倍、4倍和5倍。
北京、天津、河北、河南、山西、山东6省市占全面积7.2%,却消耗了全国33%的煤炭,排放强度是全国平均水平的4倍左右。其中,京津冀地区钢产量占全国的43%、焦炭产量占全国的47%、电解铝产量占全国的38%、平板玻璃产量占全国的33%、水泥产量占全国的19%。此外,京津冀区域还有大量排放挥发性有机物的化工产业。京津冀的煤电机组占全国的27%,机动车保有量占全国的28%,特别是重型车保有量占比近30%。冬季采暖期间京津冀本地污染物排放强度大,是重污染天气高发的根本原因,一旦气象条件不利,就可能形成重污染。
京津冀地理环境对雾霾的影响
大气污染颗粒物是造成严重雾霾天气的内因,天气条件则是外因。京津冀地区的地理环境为北、西方向高,东、南方向低,地形为簸箕形状,京津冀地区地理环境和地形条件不利于污染物的扩散。这种复杂的地理环境作用形成的海陆风环流、山谷风环流对区域污染物的扩散和大气环境容量具有重要影响(见图2)。
首先,一定程度上靠风把污染物吹走,天气起到了重要作用。
其次,京津冀城市化区域西临太行山山脉,北靠燕山山脉,东临渤海,构成复杂的山地、平原、城市和海陆地理环境。白天京津冀地区的污染物受山谷风和城市热岛环流的影响较大,山区受太阳辐射,温度远高于平原地区,而形成山谷风大气环流,污染物就会输送到山区。晚上山区冷却降温,京津冀地区由于城市热岛作用,空气比山区冷却得慢,导致温度高、气压低,在山谷风大气环流作用下,白天送到山区的污染物晚上又送回到京津冀区域。
再次,京津冀地区还存在海陆风。秋季,京津冀地区地表热力较强,存在海风和陆风的转换。白天,地表加热比海面快,陆地温度比海面高,导致陆地空气上升,大气压力减小,形成海风。晚上陆地冷却比海面快,导致陆地温度比海面低,海面空气上升而陆地空气下沉,形成陆风。白天污染物从海上送回来,晚上又送到海上,形成循环污染(见图3)。
此外,除了天气和地理环境条件作用外,还有一个污染源作用――京津冀地区周边的东南风、西南风、南L都会把污染物送到北京来。这种地理环境、天气条件、污染源分布作用,正是导致京津冀地区秋冬季严重雾霾天气频发的原因。
京津冀气象条件对雾霾形成的影响
污染物排放和静稳天气(小风和静风)是雾霾形成和维持的重要因素,这是人为因素和自然因素共同作用的结果。国家气候中心的检测结果显示,自2016年11月以来,京津冀地区冷空气过程次数减少,强度总体偏弱,平均风速减小,小风和静风日数较常年同期偏多,导致近期京津冀地区风流扩散能力减弱,大气环境容量降低,霾天气过程多发。这是因为:(1)京津冀城市群发展,阻挡和摩擦作用使水平风速明显减弱,小风和静风现象增多,不利于大气中悬浮的细颗粒物扩散稀释,从而积累形成雾霾天气。
(2)逆温层加剧雾霾天气的形成。逆温是一种典型的大气层结稳定现象,这种现象在秋冬季尤其常见。当出现“逆温层”时,它就像在大气层中盖了一个锅盖,阻碍空气的垂直对流运动,导致污染物的垂直扩散受到抑制。逆温层形成大气污染,大气污染加剧逆温层的发展,形成恶性循环,污染物越积越多,必须要有一个天气过程带来的冷空气,才能破坏这种循环。
(3)区域大气环境容量是在国家大气环境等级指标控制下的区域大气环境可容纳的大气污染物的总量。它反映了区域大气对污染物的通风扩散、降水清洗能力等综合指标。区域大气环境容量低,表示该区域大气对污染物的扩散能力、自净能力弱,大气边界层高度低。与常年同期相比,京津冀地区2016年11月以来,大气环境容量偏低6%,大气自净能力偏低15%,静稳天气日数占比达63%。
(4)空气中悬浮细颗粒物的增温效应。大气中的悬浮细颗粒物吸收太阳辐射,加热大气边界层温度,增加大气边界层的稳定度,不利于大气污染物的扩散。加剧大气中污染物的积累,增强雾霾天气的形成过程。
治理京津冀地区雾霾的关键
区域雾霾污染天气的发生,主要是由工业、燃煤、机动车等的排放和不利的气象条件等因素造成的。持续的雾霾污染天气主要与静稳天气系统、大气垂直结构、水平输送密切相关。京津冀地区的雾霾污染与大气环流及周边省市的污染源排放有直接关系,地区雾霾治理必须与周边区域协同,这才是解决京津冀地区雾霾污染问题的关键所在。从中长期而言,治理雾霾,需要摸清京津冀区域及周边省市各类污染源对京津冀地区雾霾污染形成的贡献,大力优化能源结构、产业结构。从短期而言,制定各类不利气象条件下的协同应急减排方案,是有效控制京津冀雾霾污染的有力措施。
大气环境的概念范文6
关键词:问题;问题导教法;自主学习
中图分类号:G633.5?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0116-02
“问题导教法”教学是指:在教学过程中,教师不断呈现问题,学生通过自主学习、师生互动,逐步解决问题,获取知识的教学。在高中地理教学中,怎样才能搞好问题导教呢?笔者认为应做好以下工作:
一、研究学生、钻研教材,设计好导教问题
问题导教法运用是否得当,关键是课堂问题设置是否得当。首先,教学设置供学生自主学习探究的问题应围绕教材和大纲,必须完成教学任务。教师课前备课,必须深钻教材和教学大纲,围绕教材和大纲而设置供学生自主学习、探究的问题。如果上课时,补充的课外内容过多,教学偏离了教材和大纲,教学任务未完成,则是不成功的课。其次,提供学生探究学习的问题,必须是学生“最近发展区”。教师提供学生自主学习、探究的问题,不能过难,也不能太容易。再次,对于过难或缺少辅助知识的内容,教师应在学案中提前补充相关知识。如高一新课――地球的自转,学生还没有“角速度”和“线速度”的概念,为了让学生能理解地球自转的角速度和线速度,应在学案中为学生提供角速度和线速度的相关知识:角速度――做圆周运动的物体,单位时间内所转的角度。线速度――做圆周运动的物体,单位时间内所转的弧长。如图1,作圆周运动的物体,从A运动到B所用时间为t秒,AB弧长为L米,转动的角度为φ,则该物体做圆周运动:角速度:ω=φ/t,线速度:V=L/t。最后,问题设置,应是逐步加深,循序渐进。教学中为学习提供自主学习、探究的问题尽力做到由浅入深,环环相扣――前一个问题的解决为后一问题解决提供铺垫。这样既利于学生的学习、探究,又有利于培养学生的思维能力。如讲授高一新课――“地方时、区时和日界线”时,笔者在学生完成基础知识自主学习后所设置供学生探究的一序列问题如下:
探究讨论:
1.读下图,在图上标注各经线的经度数:
2.当北京时间为8:00时,东京(东九区)、开罗(东二区)、伦敦(零时区)各是什么时间?
3.当北京时间为9:00时,北京地方时是多少?(设北京地理坐标:116°E,39°50′N)
4.某一客机于北京时间2011年9月13日上午8:30从上海西飞,5小时后抵达开罗,问此时北京时间、开罗时间各是多少?
5.某客机于北京时间2011年10月31日上午9:00从香港东飞,15小时后抵达华盛顿(西五区),问此时香港时间、华盛顿时间?
二、做好课堂教学六步
“问题导教法”模式课堂教学六步是:强化―置疑―师生互动―评判―升华―巩固提高。
1.强化――新课前对旧知的强化。课前复习所设置的问题,既要精简,又要有利于学生加深、巩固旧知,并能对旧知恰当升华,同时又要占时不多,不能对新课带来影响。笔者在上“大气环境”(第一课时)新课前,对旧知识复习巩固所设置的问题是:①左图中,字母a―k各代表什么?有化石的是字母 。②请解释请解释背斜成山、向斜成谷和背斜成谷、向斜成山。③请解释环太平洋地震带、火山带和阿尔卑斯――喜马拉雅地震带的成因。
2.置疑――课件展示本堂课所设置的若干问题,供学生自主学习、探究。如前面所说,问题设置,应围绕教材,必须完成教学任务;问题设置,应是逐步深入,循序渐进;问题设置符合认知结构体系。如笔者上“大气环境”(第一课时)新课――大气的垂直分层和对流层大气的受热过程,为学生设置如下供学生自主学习探究的问题,并用课件分批展示:活动1.阅读教材P43,探究讨论如下问题:①大气分哪几层?各层大致高度是多少?各层随高度增加气温怎样变化?②为什么说,平流层适宜高空飞行?③为什么对流层对人类的影响最大?活动2.阅读教材P12和P44-45,探究讨论以下问题:太阳辐射的波长范围按波长范围分为哪几段?能量主要集中在哪个波段?为什么长期生活在青藏高原的人患皮肤癌和白内障的比例为平原地区的近20倍?在白天,为什么阴天的气温比晴天低?为什么晴天的天空多呈蔚蓝色?活动3.从教材P44中获取知识,完成下表。
活动4.探究讨论以下问题:为什么对流层的气温随高度增加而递减?深秋至第二年早春,霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚?为什么月球表面的昼夜温差大,而地面昼夜温差小?为什么过去北方农民晚秋和初冬常在菜地里人造烟幕,现在却改用薄膜大棚种菜?活动5、阅读教材P45,探究讨论下图中的数字1-10各代表什么?
3.师生互动――学生围绕课件展示的若干问题,自主学习、探究,求助同学、老师帮助,以获取问题答案;老师则为学生作向导――适当提示、启迪学生,解答部分学生疑惑。在此,老师应搞好组织好教学,注意巡视全班,并根据学生自主学习探究状况,及时作好引导和调整。
4.评判――学生每完成一项学习任务(一次探究活动),学生代表汇报学习成果,老师对学生自主学习、探究的成果进行评判。在此,老师应注意及时矫正学生知识错误,并对钻研知识的不透彻作恰当补充、提升。
5.升华――学生代表在老师的引导下,将本节内容作归纳总结。老师作好知识体系的补充,达到强化和系统化本节知识的目的。如高一新课“大气环境”(第一课时)知识归纳小结:①大气的组成和垂直分布,组成:干洁空气、水汽、杂质;分层:自下而上――对流层、平流层、高层大气。②对流层大气的受热过程:大气对太阳辐射的削弱作用:吸收、反射、散射,大气对地面的保温效应:大气逆辐射。
6.巩固提高――课件展示课堂练习、课后作业供学生巩固练习。课堂练习和课后作业,应根据教材内容、教学大纲要求以及学生知识程度和心智水平设置。不能脱离教材和大纲,也不能超出学生“最近发展区”。如高一新课“大气环境”(第一课时)课堂练习设置:
单项选择题:
①云、雾、雨、雪等天气现象发生在(?摇?摇)。
A.对流层?摇?摇B.平流层?摇?摇C.臭氧层?摇?摇D.高层大气
②大气的保温效应主要是由于(?摇?摇)。
A.大气中的水汽和二氧化碳吸收太阳辐射的红外线,臭氧吸收太阳辐射的紫外线而增温
B.大气逆辐射是对地面辐射损失热量的补偿
C.大气中的云层和尘埃对地面辐射的反射作用
D.大气热容量大,容易降温
第二题,运用本节所学知识回答下列问题:日出前的黎明、日落后的黄昏,以及阴天,天空为什么仍是明亮的?过去江南农民在寒冬,为什么要在菜地里人造烟幕?如今农民早稻育秧要用薄膜,为什么?