高中化學(xué)：教學(xué)設(shè)計(jì)：空氣質(zhì)量的改善

高中化學(xué)選修化學(xué)與生活

1.1空氣質(zhì)量的改善教學(xué)設(shè)計(jì)

?專題1潔凈安全的生存環(huán)境

本專題以創(chuàng)造人類生存所需的潔凈安全的環(huán)境為主線，介紹了空氣質(zhì)量的改

善、水資源的合理利用、生活垃圾的分類處理、化學(xué)品的安全使用等與生活關(guān)系

密切的內(nèi)容。通過本單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握一些基本的化學(xué)原理，理解

科學(xué)方法，發(fā)展各種能力，還可以加深對人類所面臨的環(huán)境問題的認(rèn)識，樹立保

護(hù)環(huán)境的意識。

本專題主要以生活為線索安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)注意滲透一些基本的化學(xué)原

理，如明磯凈水、硬水的軟化、洗衣粉的去污原理、消毒劑的作用原理、平衡移

動原理等。這些內(nèi)容充分體現(xiàn)了化學(xué)知識在解決生活問題中的重要作用，可以促

使學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)化學(xué)的重要意義，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

由于有關(guān)環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容充分體現(xiàn)了科學(xué)與社會的關(guān)系，因此一直是各類教

材、參考書、報(bào)刊雜志的重點(diǎn)內(nèi)容，可以說，學(xué)生在這方面已經(jīng)有了比較豐富的

知識。為了發(fā)揮學(xué)生已有知識的作用，本單元在多處設(shè)置了“你知道嗎”、“交流

與討論”等欄目，通過精心設(shè)計(jì)的問題，引導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識，并應(yīng)用知識分

析和解決問題。

由于關(guān)于環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容十分廣泛，在本單元中無法一一加以說明，因此，

編者除了精選與生活關(guān)系特別密切的內(nèi)容加以介紹之外，在多處設(shè)置了“調(diào)查研

究”欄目，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料、走訪環(huán)保部門、瀏覽網(wǎng)站等多種方式進(jìn)行學(xué)

習(xí)，在拓寬學(xué)生的知識面的同時(shí)，促使學(xué)生在活動中發(fā)展多種能力。

為了促使學(xué)生關(guān)注身邊的環(huán)境問題，培養(yǎng)解決問題的能力，本專題還特地設(shè)

置了“各抒己見”、“請你決策”等欄目。在這些欄目中提供了一些相對比較開放的

問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，積極發(fā)表自己的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

止匕外，為了充分體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)

生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展學(xué)生探究能力方面的作用，本單元多處設(shè)置了“活動與探究”

欄目，讓學(xué)生通過一些基本的活動，如測定水體的pH、廢塑料的裂解、過氧乙

酸與乙酸的性質(zhì)比較等，親身體驗(yàn)解決環(huán)境問題的方法。

第一單元空氣質(zhì)量的改善

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道空氣污染指數(shù)是衡量空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)，了解空氣污染指數(shù)的確

定方法，知道大氣污染物的主要種類。

2.了解溫室效應(yīng)原理和主要的溫室氣體，知道地球表面氣溫上升的主要原

因，知道遏制溫室效應(yīng)加劇的主要措施。

3.掌握燃煤脫硫的化學(xué)原理，了解汽車尾氣的凈化方法和靜電除塵原理，

通過查閱資料,知道居室內(nèi)主要的空氣污染物，了解居室內(nèi)空氣污染的防治措施。

4.通過有關(guān)大氣污染知識的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識，培養(yǎng)社會責(zé)任感。

二、課時(shí)建議

空氣質(zhì)量報(bào)告1課時(shí)

溫室效應(yīng)1課時(shí)

治理大氣污染1

課時(shí)讓居室空氣更清新1課時(shí)

三、內(nèi)容分析本單元知識結(jié)構(gòu)如下：

'二氧化硫

［影響空氣質(zhì)量的主要污染物二氧化氮

1【可吸入顆粒物

空氣質(zhì)量的評價(jià)＜

空氣污染指數(shù)

空氣質(zhì)量報(bào)告

I空氣質(zhì)量等級

'產(chǎn)生原因

溫室效應(yīng)《溫室效應(yīng)加劇的主要危害

〔減少溫室氣體排放的措施

空氣質(zhì)量《

'硫的氧化物

大氣污染物的來源及減少的途徑?氮的氧化物

，可吸入顆粒物

'裝修材料中的污染物一甲醛、苯等

〔減少居室污染物的產(chǎn)生1燃料燃燒產(chǎn)生的氣體一一氧化碳等

、烹調(diào)時(shí)產(chǎn)生的油煙

空氣質(zhì)量的好壞與人們的生活息息相關(guān)，因此，了解大氣污染的相關(guān)知識是

對高中學(xué)生的基本要求。本單元不僅要使學(xué)生了解空氣污染指數(shù)、空氣污染物及

其控制、溫室效應(yīng)和居室空氣污染等知識，還要促使學(xué)生認(rèn)識到保護(hù)環(huán)境對人類

生存和社會的可持續(xù)發(fā)展的重要性。

隨著全國部分省市媒體定時(shí)報(bào)道各地區(qū)的空氣質(zhì)量情況，學(xué)生對空氣質(zhì)量報(bào)

告包含的主要內(nèi)容并不陌生，但大部分學(xué)生對空氣質(zhì)量報(bào)告中的首要污染物、空

氣污染指數(shù)如何確定、空氣質(zhì)量的不同等級對人體健康的影響等內(nèi)容缺乏了解。

因此，教材在“空氣質(zhì)量報(bào)告”部分以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)空氣質(zhì)量報(bào)告中的相關(guān)內(nèi)容和

核心概念為主，首先以列表的形式向?qū)W生介紹“空氣質(zhì)量報(bào)告”中空氣污染指數(shù)和

空氣質(zhì)量等級的對應(yīng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上引出了空氣污染指數(shù)和首要污染物的確定

方法，并通過“交流與討論”欄目組織學(xué)生針對各主要大氣污染物對空氣質(zhì)量的影

響進(jìn)行討論，以加深學(xué)生對空氣質(zhì)量報(bào)告的認(rèn)識。

酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧層空洞、溫室效應(yīng)都是當(dāng)前不可忽視的環(huán)境問題。

教材選取溫室效應(yīng)作為教學(xué)內(nèi)容，通過介紹溫室效應(yīng)原理和說明溫室效應(yīng)對地球

上生物生存的積極意義，以幫助學(xué)生辯證地認(rèn)識溫室效應(yīng)對人類生存和環(huán)境發(fā)展

的作用。教材中的溫室效應(yīng)簡易實(shí)驗(yàn)為演示實(shí)驗(yàn)，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和討論的

同時(shí)，可以使學(xué)生對溫室效應(yīng)產(chǎn)生直觀印象，發(fā)現(xiàn)溫室氣體和溫室效應(yīng)的關(guān)系。

“治理大氣污染”部分針對空氣質(zhì)量報(bào)告中所提及的三大污染物——二氧化

硫、二氧化氮和可吸入顆粒物，介紹了減少大氣污染物排放的主要措施：燃煤脫

硫、汽車尾氣催化凈化和靜電除塵。教材采用圖文結(jié)合的形式，詳細(xì)介紹了各種

方法的工作原理，并設(shè)計(jì)了豐富的欄目活動，讓學(xué)生在各種問題情景中思考治理

大氣污染的方法，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和社會責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知

識解決實(shí)際問題的興趣。

居室空氣污染已成為影響人們身體健康的主要環(huán)境問題之一。為了讓學(xué)生認(rèn)

識到居室空氣污染的危害性，教材首先設(shè)置“調(diào)查研究”欄目，讓學(xué)生通過調(diào)查活

動了解居室空氣污染物的來源及其危害；并以裝修材料污染和廚房污染為主要內(nèi)

容，重點(diǎn)介紹了居室中揮發(fā)性有機(jī)物甲醛的性質(zhì)和危害，并通過組織學(xué)生進(jìn)行居

室中甲醛含量的測定，加強(qiáng)學(xué)生對甲醛性質(zhì)的認(rèn)識。同時(shí)，通過實(shí)踐活動，學(xué)生

可以真切感受到居室中甲醛等有毒氣體的存在，提高環(huán)境保護(hù)意識。最后通過正

文和“生活向?qū)А睓谀肯驅(qū)W生介紹各種保持居室空氣清新的方法，以幫助學(xué)生學(xué)以

致用，用化學(xué)知識指導(dǎo)日常生活。

四、教學(xué)設(shè)計(jì)建議

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》對本單元提出了如下要求與建議：

(1)知道主要大氣污染物，能說出減少大氣污染物的原理與方法。

(2)知道主要的居室空氣污染物，了解其對人體的危害。

由此可見，本單元的認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)大部分在“了解”和“知道”的層次上。在

進(jìn)行本單元的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)大力關(guān)注體驗(yàn)性教學(xué)目標(biāo)，即要求學(xué)生在掌握一定

的大氣污染和居室內(nèi)空氣污染的知識的同時(shí)，形成環(huán)境保護(hù)意識和環(huán)境衛(wèi)生意

識，使他們在日常生活和未來的職業(yè)生涯中自覺履行在課堂上學(xué)到的環(huán)境保護(hù)和

環(huán)境衛(wèi)生規(guī)則。

1.教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在進(jìn)行本單元的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不能將重點(diǎn)只停留在對教材中化學(xué)知識點(diǎn)的挖

掘上，僅僅強(qiáng)調(diào)幾種大氣污染物的化學(xué)性質(zhì)的掌握，而忽視了對學(xué)生進(jìn)行環(huán)境教

育，這是有違教材初衷的；只將本單元設(shè)計(jì)成科學(xué)普及課，泛泛而談大氣污染和

居室內(nèi)空氣污染，不分輕重，也是不可取的。《化學(xué)與生活》課程的特點(diǎn)之一就

是在生活的場景中講化學(xué)，這就決定了本單元教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。總的來講，在本

單元教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)使學(xué)生在知曉大氣污染和居室內(nèi)空氣污染事實(shí)的前提下，在

適當(dāng)?shù)膯栴}情景中呈現(xiàn)相關(guān)的化學(xué)知識。

(1)合理的問題情景可激發(fā)學(xué)生的好奇心，引發(fā)學(xué)生的求知欲。教師應(yīng)充分

利用已有的教學(xué)資源，靈活地運(yùn)用各種教學(xué)媒體，將問題生動形象地呈現(xiàn)在學(xué)生

面前。在進(jìn)行“空氣質(zhì)量報(bào)告”的教學(xué)時(shí)，可通過“創(chuàng)設(shè)問題情景——學(xué)生自主學(xué)

習(xí)——教師總結(jié)”的程序來組織。首先給學(xué)生展示一段從媒體節(jié)目中剪輯而來的

空氣質(zhì)量報(bào)告的錄音或錄像資料，然后提出以下問題：大家經(jīng)常在天氣預(yù)報(bào)中聽

到“空氣污染指數(shù)”、“空氣質(zhì)量等級”和“首要污染物”等術(shù)語，你知道它們的含義

嗎?你知道大氣的主要污染物是哪些物質(zhì)嗎?接著指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)

容，最后教師進(jìn)行必要的講解、總結(jié)和歸納。

(2)在進(jìn)行溫室效應(yīng)的教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分利用教材中簡易的溫室效應(yīng)的驗(yàn)證性

實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，了解C02作為溫室氣體對全球氣候產(chǎn)生的

影響。同時(shí)注意引導(dǎo)學(xué)生辯證地思考問題：地球上生物的生存離不開溫室效應(yīng)，

但溫室效應(yīng)的加劇使地球表面氣溫升高，從而導(dǎo)致一系列威脅人類生存的環(huán)境問

題的出現(xiàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生辯證、客觀地看問題的科學(xué)態(tài)度。然后通過交流和討論

得出遏制溫室效應(yīng)加劇的方法，最后讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)及其他途徑了解有關(guān)C02

氣體排放量增加和地球上森林總面積減少的有關(guān)資料。

(3)由于學(xué)生學(xué)習(xí)大氣污染的防治需要以幾種大氣污染物的物理、化學(xué)性質(zhì)

等化學(xué)知識作鋪墊，因此，在進(jìn)行這部分知識的教學(xué)前，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回憶必修課

程《化學(xué)2》中已學(xué)的有關(guān)SOz和N02的化學(xué)性質(zhì)，為學(xué)習(xí)酸雨的形成和治理

提供知識準(zhǔn)備。同時(shí)，在課堂教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，可讓他們利用網(wǎng)

絡(luò)、圖書館等課程資源查找有關(guān)燃煤脫硫、汽車尾氣的凈化和靜電除塵的資料，

然后教師再結(jié)合教材內(nèi)容作適當(dāng)?shù)恼怼w納。

(4)居室空氣污染問題已經(jīng)越來越受到人們的廣泛關(guān)注，這部分內(nèi)容在報(bào)紙、

廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)等媒體中出現(xiàn)得較頻繁，學(xué)生接觸得也較多。因此，教學(xué)設(shè)計(jì)

要充分利用學(xué)生對該部分內(nèi)容較深的感性認(rèn)識。例如，知識內(nèi)容的引入可采取“調(diào)

查研究”活動的方式：讓學(xué)生查閱資料，了解居室內(nèi)主要的空氣污染物及其來源。

教材中以最常見的甲醛為例對居室中的空氣污染物進(jìn)行介紹，需要注意的是，在

介紹有關(guān)甲醛的知識時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)是其毒性和在合成材料中的廣泛應(yīng)用，不宜發(fā)散。

2.教學(xué)設(shè)計(jì)片斷

片斷1空氣質(zhì)量報(bào)告

【教師活動】課前展示一份近期的全國城市空氣質(zhì)量報(bào)告，并布置如下預(yù)習(xí)

題：

1.公布空氣質(zhì)量報(bào)告有什么意義？

2.空氣質(zhì)量報(bào)告由哪幾部分組成?相互之間關(guān)系如何？

3.影響我國空氣質(zhì)量的主要污染物有哪些?它們對空氣質(zhì)量分別有什么影

響？

【學(xué)生活動】分析空氣質(zhì)量報(bào)告，查閱資料，完成預(yù)習(xí)題。

【教師活動】引入新課：國家每日均公布各地的空氣質(zhì)量報(bào)告，大家知道其

中的原因嗎？

【學(xué)生活動】討論、總結(jié)：目前我國的空氣污染越來越嚴(yán)重，定期公布各地

的空氣質(zhì)量報(bào)告，不僅可以提高公眾對空氣質(zhì)量乃至環(huán)境質(zhì)量的關(guān)注程度，還可

以促使各地環(huán)保部門及時(shí)掌握當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量狀況，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施。

【教師活動】提問：空氣質(zhì)量報(bào)告由哪幾部分組成?相互關(guān)系如何？

【學(xué)生活動】總結(jié)：空氣質(zhì)量報(bào)告由空氣污染指數(shù)、空氣質(zhì)量等級、首要污

染物等內(nèi)容組成，其中空氣污染指數(shù)和空氣質(zhì)量等級存在如下關(guān)系:

空氣污染指數(shù)0-5051~100101—150

空氣質(zhì)量等級優(yōu)良輕微污染

【教師活動】轉(zhuǎn)引：請大家閱讀教材第3頁“檢索咨詢”，理解空氣污染指數(shù)

的確定方法。

【學(xué)生活動】閱讀、總結(jié)空氣污染指數(shù)的確定方法：

先確定各種污染物的污染指數(shù)，然后選取空氣污染指數(shù)最大的污染物為首要

污染物，首要污染物的污染指數(shù)即為空氣污染指數(shù)。

【教師活動】提問：根據(jù)對空氣質(zhì)量報(bào)告的分析，大家認(rèn)為我國的整體空氣

質(zhì)量處于一個(gè)什么樣的狀況?主要污染物有哪些？

【學(xué)生活動】總結(jié)：我國大部分地區(qū)的空氣質(zhì)量為良，部分地區(qū)的空氣質(zhì)量

為優(yōu)，只有極少數(shù)地區(qū)為輕微污染，從整體上來說，我國空氣受到的污染不太嚴(yán)

重。從首要污染物來看，影響我國空氣質(zhì)量的主要污染物為可吸入顆粒物及二氧

化硫，只有少部分地區(qū)的主要污染物為二氧化氮。

【教師活動】提問：那么這些污染物對空氣質(zhì)量分別會造成什么樣的影響呢?

【學(xué)生活動】討論、小結(jié)：

1.二氧化硫?qū)Υ髿赓|(zhì)量的影響、

二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴局饕谟谛纬伤嵊辍Ｋ嵊甑奈：艽?，它會腐蝕建筑

物及金屬設(shè)備；會破壞農(nóng)作物及樹木的生長;進(jìn)入水體后會影響水生生物的生長，

導(dǎo)致魚類死亡；還會引起土壤酸化，導(dǎo)致養(yǎng)分流失；也會危害人體的健康。

2.二氧化氮對大氣質(zhì)量的影響

二氧化氮除了形成酸雨外，還是引起光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)，另外，二氧化

氮還會破壞臭氧層，導(dǎo)致臭氧層吸收紫外線的能力下降。

3.可吸入顆粒物對大氣質(zhì)量的影響

可吸入顆粒物中含有一些重金屬離子，人體吸入后可能導(dǎo)致中毒，而這些離

子進(jìn)入自然界后，經(jīng)過逐級富集，也會進(jìn)入人體，對人體健康產(chǎn)生危害。

【教師活動】總結(jié)：正由于這三種物質(zhì)會造成大氣污染，所以我們必須努力

減少這些物質(zhì)的排放，并對已排放的污染物進(jìn)行治理，下一節(jié)課我們將重點(diǎn)討論

這個(gè)問題。

片斷2治理大氣污染

活動內(nèi)容

展示圖片：某著名大理石雕像腐蝕前與腐蝕后的照片。

教師活動提出問題：該雕像在近幾十年間的腐蝕程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前幾百年，你知

道其中的原因嗎？

總結(jié)：這是由于大氣受到了S02、N02等酸性氣體的污染，致使雨水的

學(xué)生活動酸度增加，與大理石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致大理石被腐蝕。

講解：酸雨可分為硫酸型酸雨及硝酸型酸雨，我國的酸雨主要是硫酸

教師活動型酸雨。請大家完成教材第5頁的“問題解決”，以加深對酸雨形成過程

的認(rèn)識。

分析酸雨的形成過程，書寫相關(guān)化學(xué)方程式：

1.硫酸型酸雨的形成

(l)2SO2+O2=2S03SO3+H2OH2s04

(2)S02+H20=H2S032H2so3+Ch=2H2s。4

學(xué)生活動2.硝酸型酸雨的形成

2NO+O2=2NO23NO2+H2O2HNO3+NO

講解：要肪止酸雨的產(chǎn)生，最直接的方法是阻止SO2及氮氧化物排放

教師活動到空氣中。以下提供幾種治理方法，請大家根據(jù)原理寫出反應(yīng)的化學(xué)方

程式。

1.回收SO2的方法較多，常見的有石灰石法及氨水法等。

活動內(nèi)容

石灰石脫硫的原理如下：石灰石在高溫下發(fā)生分解，生成的氧化鈣和

二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣和氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣

可用來生產(chǎn)副產(chǎn)品石膏。

教師活動氨水法脫硫的原理如下：氨水和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鏤，

亞硫酸鏤和氧氣反應(yīng)生成硫酸鍍，硫酸鏤可用作氮肥。

2.汽車尾氣中含有NO及CO,若直接排放會嚴(yán)重污染空氣，因此，

在許多汽車的尾部常裝有尾氣凈化裝置，通過使用催化劑，促使NO和

CO反應(yīng)生成無害的N2和CO2o

學(xué)生活動書寫上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。

1.石灰石脫硫：

CaCCh酗CaO+CO2TCaO+S02=CaS032CaS03+02=2CaS04

氨水脫硫：2NH3+S02+H20=(NH4)2S032(NH4)2S03+02=2(NH4)2SO4

2.汽車尾氣凈化：2NO+2co皿N2+2CO2

提出問題：在我們進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須要考慮到環(huán)境保護(hù)。請大家

教師活動思考：若在實(shí)驗(yàn)中有S02氣體排出，我們可以采用什么方法加以處理？

學(xué)生活動討論、小結(jié)：根據(jù)S02的性質(zhì)，可以用不同的方法加以處理。

（1）SO2作為一種酸性氧化物，能與堿液發(fā)生反應(yīng)，因此可用堿液（如

NaOH溶液）吸收；

（2）S02具有較強(qiáng)的還原性，可用氧化劑（如酸性KMnO4溶液）將SCh氧

化。

教師活動轉(zhuǎn)引：在我國，可吸入顆粒物也是一種主要的大氣污染物，而可吸入

顆粒物包括自然界的沙塵以及工廠排出的煙塵。請大家思考：應(yīng)分別采

取什么措施加以處理？

學(xué)生活動對于沙塵，解決的關(guān)鍵是防止土壤的沙漠化，主要應(yīng)采取植樹造林的

方法；而對于工廠的煙塵，必須采取相應(yīng)措施以減少排放。

總結(jié)：目前主要采用靜電除塵法除去懸浮顆粒物（煙塵）。靜電除塵的

教師活動原理如教材圖1—6所示。由于懸浮顆粒物帶電荷，因此，在電場作用

下會發(fā)生定向移動，最終會吸附在器壁上。經(jīng)過集中處理后，其中的有

效成分可進(jìn)一步投入使用。

除了目前已列入空氣質(zhì)量報(bào)告的三種物質(zhì)之外，氟氯煌也是一種常見

教師活動的大氣污染物，是造成臭氧層空洞的主要物質(zhì)。請大家課后查閱資料，

總結(jié)氟氯燃破壞臭氧層的原理以及應(yīng)采取的相應(yīng)措施。

五、疑難問題討論

1.空氣污染指數(shù)是如何確定的？

空氣污染指數(shù)是一種表示空氣質(zhì)量的重要方法，在我國重點(diǎn)城市的空氣質(zhì)量播

報(bào)中都有空氣污染指數(shù)這一項(xiàng)。在我國，計(jì)入空氣污染指數(shù)的污染物有S02、NOx

和PM10(可吸入顆粒物)?？諝馕廴局笖?shù)在。?500之間，其計(jì)算方法如下：

(1)空氣污染物的分指數(shù)計(jì)算

采用某種污染物⑴濃度的實(shí)測值Ci和其分指數(shù)li構(gòu)成的分段線性方程計(jì)算。

假設(shè)某污染物在其轉(zhuǎn)折點(diǎn)J處的分指數(shù)為li,轉(zhuǎn)折點(diǎn)和其相應(yīng)的污染物濃度值見

下表。

空氣污染指數(shù)分級濃度最大值

空氣污染指數(shù)污染物濃度最大值3)

APIPMioSO2NOx

5001.0002.6200.940

4000.8752.1000.750

3000.6251.6000.565

2000.5000.2500.150

iOO0.3000.1500.100

500.1200.0500.050

如果i類污染物的濃度Ci滿足：CijWCiWCij+1,其相應(yīng)的分指數(shù)li可用下式求出:

L=/名)(―一I”)+兒

15+1—5，

式中，Ci為實(shí)測污染物濃度，Cij、Cij+1和Iij、Iij+L分別為規(guī)定的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處污

染物濃度和污染分指數(shù)值，可查上表得出。

(2)空氣污染指數(shù)的確定

分指數(shù)中最大的即為空氣污染指數(shù)，對應(yīng)的污染物為首要污染物。

(3)計(jì)算實(shí)例

某城市的NO2、S02和PMio的實(shí)測濃度都是0.35mg-rn-3,求該城市的空氣

污染指數(shù)并判斷首要污染物。

解：Nth的實(shí)測濃度Ci為0.35mg-m*3,介于0.15?0.565mg-m之間，

其分指數(shù)為123=200,134=3000由公式可得到：

1(NO?)=7殍一84(人-1,)+1,

(5+i—5)

=^^(3°0-2。。)+2。。

=248

因此N02的污染指數(shù)為248；同理，可求出S02和PMio的分指數(shù)值分別為

207和125。N02的污染指數(shù)為248,最大，因此空氣污染指數(shù)API=248,N02

為首要污染物。

2.產(chǎn)生溫室效應(yīng)的溫室氣體有哪些?它們是如何產(chǎn)生的？

工業(yè)革命以后，特別是20世紀(jì)50年代后，由于化石燃料、化學(xué)氮肥和氫氟

氯煌等鹵代烷的大量使用，人為產(chǎn)生的溫室氣體的排放量不斷增加，打破了天然

溫室氣體的平衡，加劇了溫室效應(yīng)。下面介紹幾種主要的溫室氣體及其變化情況:

(1)二氧化碳(C02)

在工業(yè)革命前的幾千年時(shí)間里，大氣中C02的體積分?jǐn)?shù)的平均值約為

2.80x106但工業(yè)革命后，由于煤炭、石油等化石燃料的用量劇增以及地球上森

林遭到大規(guī)模的破壞，地球生態(tài)圈中碳循環(huán)的平衡被破壞，大氣中C02的平均濃

度不斷升高。如果按照目前C02排放量的增長速度，到2040年大氣中C02的體

積分?jǐn)?shù)將達(dá)到550x106o

(2)甲烷(CH4)

CHO是大氣中含量豐富的一種有機(jī)氣體，它的來源主要有兩種：自然源和

人為源。前者主要包括天然沼澤、濕地、河流、湖泊、海洋、熱帶森林等；后者

主要包括天然氣泄漏、石油與煤的開采、熱帶生物質(zhì)燃燒、城市垃圾處理等。目

前，全球每年CH4氣體的排放量為5.35x108t,其中自然源為1.60xl08t,人為

源為3.75xl08to

(3)N2O工業(yè)革命前，大氣中N2O的體積分?jǐn)?shù)約為0.275x10—6,而目前約

為0.312x10飛。人為產(chǎn)生N2O的來源主要是生物質(zhì)與化石燃料的燃燒、己二酸

與硝酸的生產(chǎn)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。

(4)HFCs和PFCs

HFCs(氫氟氯煌)是代替CFCs(氟利昂)作制冷劑、發(fā)泡劑等使用的一種鹵代

燒，能產(chǎn)生很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，主要來自工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域；PFCs主要指CF4、C2F6

和C4FIO。等三種全氟代烷，其主要來源是鋁的冶煉過程。

3.常見污染物對空氣質(zhì)量的影響

（1）二氧化硫?qū)諝赓|(zhì)量的影響

二氧化硫是危害空氣質(zhì)量的主要物質(zhì)之一，排放的二氧化硫在大氣中與水、

氧氣反應(yīng)形成各種酸性化合物，這些物質(zhì)以兩種方法沉降到地面：濕式（例如雨、

雹和霧）或者干式（例如氣體和粒子）。

這些酸性化合物到達(dá)地面后，會導(dǎo)致地表水體酸化。很多河流由于酸度的上

升，使水生生物尤其是魚類受到影響，當(dāng)水體的pH小于5時(shí)，大部分水生生物

就會絕跡。

這些酸性化合物除了會直接毀壞樹木和莊稼之外，還會破壞樹木和莊稼賴以

生長的根基——土壤。當(dāng)它們進(jìn)入土壤后，會使土壤酸化，當(dāng)土壤的pH小于適

宜植物生長的pH范圍時(shí)，會導(dǎo)致樹木和莊稼的死亡。

酸性化合物還會腐蝕地面的物體。例如，它們可以和建筑物中的某些結(jié)構(gòu)（如

金屬、大理石等）發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致建筑物毀壞。酸性化合物的沉降還會對汽車等

金屬構(gòu)造物進(jìn)行腐蝕，造成了這些物體的社會價(jià)值嚴(yán)重降低，并導(dǎo)致維修費(fèi)用大

大增加。

二氧化硫與懸浮顆粒物作用還會形成硫酸鹽氣溶膠，可以在大氣中傳播很遠(yuǎn)

的距離。硫酸鹽氣溶膠一旦被人體吸入，就會對人類的健康造成危害，導(dǎo)致哮喘

和支氣管炎等的發(fā)病率上升。

（2）氮氧化物對空氣質(zhì)量的影響

氮氧化物包括一氧化氮、二氧化氮等。氮氧化物對空氣質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)

為直接危害人體健康、形成酸雨、破壞臭氧層以及形成光化學(xué)煙霧等。

氮氧化物對呼吸器官有刺激作用。由于氮氧化物較難溶于水，因而能侵入呼

吸道深部細(xì)支氣管及肺泡，并緩慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亞硝酸、硝酸,

對肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，引起肺水腫。亞硝酸鹽進(jìn)入血液后，與血

紅蛋白結(jié)合生成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。在一般情況下，當(dāng)污染物以二氧

化氮為主時(shí)，對肺的損害比較明顯，二氧化氮與支氣管哮喘的發(fā)病也有一定的關(guān)

系.；當(dāng)污染物以一氧化氮為主時(shí)，高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害比較明

顯。

當(dāng)?shù)趸镞M(jìn)入大氣，經(jīng)強(qiáng)烈的太陽紫外線照射后，會與空氣中的氧氣發(fā)生

一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧及其他多種復(fù)雜的化合物，形成一種毒性很大的

淺藍(lán)色煙霧，即光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧有強(qiáng)烈的刺激作用，能使人眼睛紅腫，

喉嚨疼痛，嚴(yán)重者會出現(xiàn)呼吸困難、視力衰退、頭暈?zāi)垦！⑹肿愠榇さ劝Y狀。

(3)可吸入顆粒物對空氣質(zhì)量的影響

可吸入顆粒物對人體健康有嚴(yán)重危害，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是將細(xì)小的

顆粒物吸入肺內(nèi)可產(chǎn)生刺激作用，出現(xiàn)黏液，從而引起肺部疾患。當(dāng)有些心臟病

患者呼吸困難時(shí)，可導(dǎo)致心臟損害，嚴(yán)重者還有生命危險(xiǎn)。二是微粒上附著的許

多有害物質(zhì)(如重金屬鹽、多環(huán)芳煌等)，吸入肺內(nèi)會影響身體健康。微粒越小，

所含的多環(huán)芳煌和雜環(huán)化合物越多，危害也就越大，甚至可導(dǎo)致肺癌等疾患。最

易受懸浮顆粒物影響的人群包括慢性肺病及心臟病、感冒或哮喘病患者，老年人

及兒童。

4.常見居室污染物的來源及危害

室內(nèi)空氣污染物從來源來看，可分為化學(xué)性污染物、生物性污染物及放射性

污染物。常見的污染物有甲醛、苯系物等有機(jī)物，氫等放射性污染物，碳氧化物，

氮氧化物，可吸入顆粒物等。

(1)甲醛

甲醛主要來源于人造木板、