科学技术与环境健康

本课程至高真理：杭州市人口约1000万，但一天不会产生1000万吨固体垃圾。

通识核心课程
授课教师：赵和平/高超超/褚驰恒
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第二周

1 科技革命与环境变暖

1.1 科技革命带来的能源消耗

1.2 碳排放核算方法

  • 基于生产
  • 基于消费
  • 基于收入
  • 基于化石能源采伐

碳排放量核算公式：
$$CO_2 =Pop \times GDP/Pop \times E/GDP \times CO_2/E$$

1.3 臭氧层破坏原因及影响

课后问题：

  1. What are the chemical compounds containing gaseous chlorine or bromine for?
  2. Global warming is caused by ozone depletion not greenhouse gases, is that so? If not, what is the real reason hiding behind? is there any connection between the two reasons or are they connected?

一些臭氧层破坏造成的影响：

  • 引发皮肤疾病，甚至致死
  • 引发白内障
  • 农作物减产
  • 水产品减产
  • 材料损失
  • 光化学烟雾发生率增加

A Tip

Talk to yourself, as an adult.

第三周 PM2.5 的前世今生

1. 地球系统各圈层及基本特征

1.1 大气圈

大气圈 是指因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层，是使地球表面保持恒温和水分的保护层，其中 98.2%的空气集中在30km以下的对流层。

主要成分：

  • 干洁大气（空气）
  • 水汽
  • 悬浮在大气中的固液态杂志

大气分层

  • 对流层：海拔每升高1km气温下降0.76摄氏度
  • 平流层：热源来自于太阳辐射，气温随高度升高而增大，臭氧层位于平流层，高度约25km
  • 电离层、离散层......

2 全球雾霾污染

在 5-10 年前，我国乃至整个东南亚始终是全世界受雾霾污染影响最严重的国家之一。

2.1 雾霾的环境及健康影响

  • 影响交通，供电系统正常运行，危害农作物生长
  • 受污染空气中往往带有细菌和病毒，易导致传染病扩散和多种疾病发生
  • 加剧硫化物，氮化物，一氧化碳等物质的毒性，严重威胁健康与生命安全

2.2 对雾霾认识的发展

  • 美国领事馆从2008年开始公布单点 PM2.5 ，PM2.5 概念开始广为人知
  • 环保部2013年开始公布部分城市 PM2.5数据

3 PM2.5

3.1 什么是 PM2.5

PM2.5(partcular matter)：空气动力学直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为细颗粒物。

3.2 PM2.5 影响

  • 环境影响：使大气能见度显著下降，能见度与PM2.5呈负对数关系
  • 健康危害：长期暴露于大气 PM2.5 造成了大量的过早死亡和 DALYs（伤残调整生命年大气污染对人均预期寿命的影响）

4 光化学烟雾

伦敦，洛杉矶

4.1 什么是光化学烟雾

碳氢化合物和氮氧化物在阳光催化下产生的有害物质

4.2 光化学烟雾危害

  • 降低大气能见度
  • 物理危害：光化学烟雾会促使酸雨产生

5 大气污染类型

  • 煤炭型：煤炭燃烧时排除的烟气、粉尘的一次污染物和后续产生的二次污染物
  • 石油型：主要来自汽车排放，石油冶炼，石油化工厂排放，包含各种碳氢化合物，臭氧，自由基
  • 混合型：包括以上两种，如日本横滨川崎
  • 特殊型：其他特定污染，如磷，氟