全世界 5607,009 1944,706 2514,412
46.7 29.3
34.1 44.8
Source: World Bank Report and Statistics Yearbook China 1996
2000年世界城市化水平达48%，发展中国家占60%
1980年以来机动车增长情况
X10,000,万辆, 200
Coarse
0.1
1
10
Particle Aerodynamic Diameter (um)
100
INHALATION PROPERTIES
120 100
Rest
Normal
Exercise
Deposition (Percent)
80
Lung
60
Nose
Mouth (ISO)
40
20
Trachea
10
8
PM 0.1
6
PM 2.5
PM 10
TSP
4
2
0 0.01
Carbon
Ultrafine
Sulfate, Nitrate, Ammonium, Organic & Elemental Carbon, Heavy Metals, Clays
Accumulation
Fugitive Dust, Pollen
150
200 144.3157.8 170
100
98.3
50
50.7
10.4
0
1980 1990 1995 1999 2000 2001 2002
(年)
（万辆）
50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0.8
0 1988
1988-2000年北京市私人小客车保有量
45
39.2 36.1
臭氧对植物的影响
O3是最重要的毒害植物的污染物： 影响细胞渗透性；降低光和作用对根部的的营养供应 影响根系向上部输送水分、营养
O3长期危害： 可能导致某些地区高产作物消失，甚至使遗传基础也随之消失。
O3对粮食产量影响： 欧洲减产1-10%（空气污染）；美国减产12-13%（光化学氧化剂），
经济损失达19-43亿美元；发展中国家不明
已解决 基本解决 部分解决 刚提上日程
Under Urbanization 城市化进程中
人口增长 population growth
能源消费增加 energy consumption increase
燃 煤 coal combustion
机动车motor vehicles
复合空气污染 complex air pollution
MCVFJBeeoaZaHHMaSGrnrrnLaTHLarekdnodaScaguoeiemsSaosgonoohrhayrlsrhObsTbekoituzroentPlerBaioboaaoatanTsnvregnnoHna,,e,,e,nkktaeeayzk,noXuAIgiAYA,o,,ykhrhljaniG,,,li,P,hiTnPourarrrnoonadCCCCggaFgeahag,,oggu,gnoreniieaeaaJaakJsrB,n,,,,mnKntnnnnn,iaanilPPPPPslurleatoItataaapapaaaritgRRiRRsiRvnnnndnnadadadnaziiaCCCCCgdndaaanananaaiayall
• 粒径大小和化学组成 反映了粒子来源、成因 决定了对人体健康和对环境的影响
PM10 和PM2.5的异同
细粒子（PM2.5) 粗粒子(PM10)
来源
燃料燃烧
工业和土壤尘的再扬起
冶金、造纸等工业 农田、裸露地面的扬尘
NO、SO3、VOC的气粒转化
生物质燃烧
建筑尘 生物源
道路碾磨细扬尘
海洋源
形成途径
化学反应
大气气溶胶的类型
类型 城市
数浓度 （cm-3) 105 - 4x106
PM1 (gm-3) 30 -150
PM10 (gm-3) 100 - 300
乡村
2000 – 10,000
2.5 - 8
10 - 40
偏僻地区 50 – 10,000
0.5 – 2.5
2 - 10
大气气溶胶
• 粒径大小决定了粒子 在大气中的寿命 在大气中的物理行为
50 0 9-6
佘山，1999
5-27
5-28
5-29
5-30
5-31
6-1
6-2
6-3
6-4
6-5
6-6
6-7
Date
新垦，2000
9-8 9-10 9-12 9-14 9-16 9-18 9-20 9-22 9-24 9-26 9-28 9-30 Date
O3 ，ppb
The Features of Complex Air pollution in Urban Areas
nitrate
细颗粒物 Aerosol
酸雨
臭氧对人体健康的影响
短暂暴露： 引起咳嗽，喉部干燥，胸痛，粘膜分泌增加，疲乏，恶心等
长期暴露： 可把瞬间影响逐渐积累
严重暴露： 明显损伤肺功能，影响呼吸道结构，引起炎症，改变透气率
WHO推荐基准： 1小时暴露150-200微克/米3 8小时暴露100-120微克/米3 儿童出现影响的最低浓度140微克/米3 与酸性气溶胶（细颗粒物）结合有增效作用。
# 大气氧化性增强----臭氧增高 # 细粒子污染严重，能见度降低 # 酸雨的污染难以减轻
二氧化硫 SO2
汽车尾气 Nox, HC
酸雨 Acid Rain
复合污染
氧化剂 Oxidants
细粒子 Fine Particles
当前城市大气污染的特征
能见度降低
复合型大气污染
大气氧化性增强— 夏季出现光化学烟雾现象
0
1000 800 600 400 200 0
1989 GEMS TSP (礸 m -3)
Annual Average
M axim um
25 74
100
15 53
1 29 1 11 83
世界城市 TSP水平
城近郊区PM10年均值（微克/立方米）
年 年均值
1999 170
2000 162
00-6-23
00-6-25
00-6-27 00-6-29
日期
00-7-1
00-7-3
定陵 车公庄 前门 东四六条 天坛 奥体中心 农展馆 石景山 望京 东坝 市委党校 玉泉路 采育
上海市（上图）和广州市（下图） 大气臭氧污染状况
O3, ppb
250 200 150 100
50 0 5-26
250 200 150 100
100
50
0
0
50
Main wind
郊区上风向 upwind suburb
100
150
200
250
距离（km）
城区 urban area
郊区下风向 downwind suburb
北京市监测站O3浓度水平
（2000，6，21-7，3）
O3, mg/m3
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0 00-6-21
上海 25位 北京 27 天津 30
西藏 147 贵州 137 青海 135
城市人口所占比率(%)
城市化
城市化快速发展
40 35 30 25 20 15 10
5 0
52 62 70 80 90 年份
96 2001
中国城市人口变化与他国之比较(1980-1995)
Urban Population Change in China
机械粉碎
成核、凝结、冷凝、成 云过程
尘的悬浮
PM10 和PM2.5的异同
组成
PM2.5
硫酸盐、硝酸盐、铵
氢离子
元素碳（EC） 有机物（OC）
PM10
悬浮尘
煤、油的飞灰
地壳元素（Fe,Al,Ti,Si)的 氧化物
水
CaCO3, Nacl
金属
花粉、孢子、动植物碎片、
（Pb,Cd,V,Ni,Cu,Zn,Mn,F
轮胎磨损碎片等
e,等）
大气寿命
几日至几周
几分至几日
输送距离
几百至几千公里
小于几十公里
PM2.5的环境行为及效应
• 光的散射和吸收 • 云凝结核 • 干沉降 • 远距离输送
• 污染物载体 • 进入呼吸道 • 化学反应床
降低大气能见度 致酸物质 危害生态系统 区域性酸沉降 区域及全球气候变化 携带有害有毒污染物 影响人体健康 多相化学反应
0
0.01
0.1
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10
100
Particle Aerodynamic Diameter (microns)
城市气溶胶（颗粒物）
• 城市气溶胶是：
工业、交通、电力、其他生产和生活活动以及天然源 排放的一次粒子
和 由气体向颗粒物转化而生成的二次粒子
混合物
• 数浓度： 1 m的粒子最多 • 质量浓度：一般有两个峰， 1 m和1-10m之间
以城市为中心 呈区域性
The Features of Complex Air pollution in Urban Areas
城市复合型大气污染的特点
I 光化学烟雾
大气臭氧
低平流层 Lower troposphere
氮氧化物+碳氢化合物+阳光=臭氧+各种氧化剂+颗粒物 NOx + VOC + light = O3 + Oxidants + Aerosol