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89岁北大院士，9个动画硬核科普

大学作者：北京大学 2021-12-19 17:03:32

近年来

一到秋冬季

大气污染问题便进入公众视野

成为全社会高度关注的重大环境问题

为满足公众对大气污染基本概念的了解需求

由北京大学环境科学与工程学院

89岁的唐孝炎院士牵头

制作了九个大气污染关键词的

科普概念动画

小伙伴们

搬好小板凳拿出小本本

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小北带你一起涨知识

大气圈的结构与组成

大气圈又称大气层，是因重力作用而围绕着地球的一层混合气体，是地球最外部的气体圈层，包围着海洋与陆地，厚度大约在1000km以上。大气圈中不包含水汽及各种气溶胶颗粒物的气体称为干洁空气，包括氮气、氧气、二氧化碳、氖气、氦气等。

随着距离地面高度不同，大气圈的物理及化学性质存在很大变化。根据气温垂直变化特点及大气运动方式可以将大气圈自下而上分为对流层、平流层、中间层、热层及散逸层。人类活动排放的大气污染物绝大多数集中在对流层。在所有圈层中，对流层的状况与人类的关系最为密切，对人类生活的影响最大。

环境空气质量标准

环境空气质量标准是以保障人体健康和生态环境为目标，对大气中各种污染物允许含量所作的限值规定，是制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据，也是环境管理部门对环境空气质量改善情况进行评价、考核的依据。

我国的环境空气质量标准首次发布于1982年，随后经过了三次修订，新修订的环境空气质量标准已于2016年全面实施。环境空气质量标准包括六种常规污染物，为了更贴合公众对环境空气质量的主观感受，空气质量指数（AQI）根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，将污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式。

现行的《环境空气质量标准》，在加强空气污染防治、保护公众健康方面发挥了积极作用。但随着中国经济高速发展，环境空气污染特征向复合型转变，我们国家的《环境空气质量标准》也在不断修订和完善中。

空气质量的整体分布情况

从空间分布上看，我国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律，表现为“北重南轻、东重西轻”的空间格局。京津冀及周边地区污染水平较高；以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高原地区属于常年优良区。

从季节变化上看，一般来说，夏季空气质量较好，春季和秋季次之，冬季空气质量较差，重污染天气频繁。从月份分布上看，全国及各区域空气质量呈现出显著的“夏低冬高，春降秋升”的变化规律。

得益于严格的减排措施，中国的空气质量得到了明显的改善，公众切实感受到了蓝天日益增多。然而，我国大气污染治理之路任重道远，未来应加快推动清洁能源和新能源利用步伐，优化产业结构，从源头上减少污染物排放，早日打赢蓝天保卫战。

大气污染的几种表现

二十世纪以来，人类文明经历了历史上最大规模的城镇化与工业化发展，但伴随而来的典型问题之一就是大气污染。而在各国发展的不同历史时期，所出现的大气污染有所不同，如英国伦敦烟雾事件和美国洛杉矶光化学烟雾事件。

随着经济高速发展，我国的工业排放日益增多。在京津冀地区曾多次发生大范围、长时期的大气污染。上世纪九十年代开始，有学者开始意识到我国的大气污染是复合型大气污染。复合型大气污染的成因相较单纯的煤烟型污染和光化学烟雾型污染而言更为复杂。内因有本地污染源例如工厂、交通等，以及周边地区污染源污染物排放，外因包括在污染物排放总量变化不大的情况下，地区局部不利于扩散的气象条件等。

大气污染的成因

大气污染可分为一次污染、二次污染以及复合污染。由污染源直接排放的污染物被称为一次污染物。排入环境中的一次污染物，在理化因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生化学反应或光化学反应，所形成的物理、化学形状与一次污染物不同的新污染物，称为二次污染物。

上世纪七十至九十年代，我国大气污染治理以燃煤排放的烟尘和二氧化硫为主，并开始初步治理氮氧化物。在治理大气污染过程中，出现了煤烟型污染、机动车污染及其他污染并存的局面。1997年，北京大学首次提出大气复合污染的概念。

大气复合污染的形成过程是怎样的呢？大气中排放的一次污染物和二次污染物的结合，导致臭氧污染和颗粒物污染的生成，它们的寿命较长。通过区域传输作用，污染物由上风向输送到下风向，由局地污染最终导致区域污染，甚至产生重污染。除了污染产生的各种内部因素，气象条件是制约大气污染的重要外部因素。污染物在大气中迁移、扩散、转化，取决于气象背景，风向、风速、气温、气压、湿度、降水等方面变化都影响着污染物的时空分布与空气质量。

大气污染对人体健康的影响

1930年比利时缪斯山谷以及1952年冬伦敦烟雾等严重的空气污染事件促使人们意识到空气污染对人体健康危害的重要性。大量的流行病学研究表明了大气污染暴露与呼吸系统及心血管系统疾病死亡率及患病率的相关性，增加了大气污染导致健康危害的证据。

近年来中国城市化进程加快，经济发展以及能源消耗给大气环境容量造成了巨大的负担，也给人群的健康带来了潜在的风险。大气污染暴露健康效应的影响因素众多，需要综合考虑颗粒物的浓度、粒径、组成成分、暴露时间及易感人群等因素。

随着公众的环保意识和对污染物不利健康效应的关心逐渐提升，研究空气暴露健康效应的关键机制对国家制订大气污染消减政策，民众主动对大气污染进行有效的防御都具有关键性作用。

大气污染的其他影响

大气污染对人类的影响，不仅体现在人体健康方面，还体现在人类生产、生活的诸多方面。

当大气污染物浓度超过植物的耐受限度时，会造成植物细胞或组织器官受损、生理功能受阻，甚至造成植物个体死亡。

大气污染对动物有着显著的危害，如减缓动物的正常发育，降低动物对病害的抵御能力，严重时使动物中毒或死亡。大气污染对工业也具有重要影响。一方面，大气中的二氧化硫、二氧化氮及其所生成的酸雨、酸雾等酸性污染物，严重腐蚀金属制品、皮革制品、纸制品、纺织品、橡胶制品等。另一方面，大气中颗粒物增多，严重影响精密仪器及设备的生产、安装调试及使用。大气污染还对全球气候的变化产生作用。如：大量污染物排放在大气中，其辐射效应将对人类赖以生存的太阳与地球之间的热平衡造成干扰，引起大气异常升温或降温。