看不见的空气教学课件

看不见的空气为什么研究空气？空气是地球生态系统中最基础也最重要的组成部分之一，占据了地球大气层99%的体积它不仅是所有生物生存的必要条件，更是维持地球环境平衡的关键因素人类每分钟呼吸15~18次，每天呼吸约2万次，每次呼吸约

0.5升空气这意味着一个成年人每天要吸入约10,000升的空气！想象一下，我们每天都在不断地与空气进行物质交换，空气质量直接影响着我们的健康状况研究空气不仅能够帮助我们了解自然界的奥秘，还能让我们认识到保护空气环境的重要性当我们了解了空气的特性和作用，才能更好地保护它，利用它，与它和谐相处空气是什么？氮气₂氧气₂NO占空气体积的78%，是空气的主要成占空气体积的21%，是生物呼吸所必分氮气相对惰性，不易与其他物质需的气体氧气支持燃烧，具有强氧发生反应，但通过闪电或某些微生物化性，是地球上高等生物生存的基础可以被固定，进入生物循环系统其他气体包括二氧化碳

0.04%、氩气

0.93%、水蒸气含量变化以及微量的氖、氦、甲烷、臭氧等气体，共占空气体积的约1%空气是一种透明、无色、无味的气体混合物在标准条件下，我们无法通过肉眼直接观察到空气，但它却实实在在地存在于我们周围空气没有固定的形状，它会填满任何容器，并随着温度和压力的变化而改变体积空气分布在哪里？空气像一层无形的毯子，包围着整个地球表面地球大气层从地表延伸到约100公里的高度，但90%的空气集中在离地面16公里以内的范围内空气无处不在，它存在于地表环境从沙漠到极地，从海平面到高山顶峰，空气都是环境的组成部分不同地区的空气成分可能略有差异，比如森林地区的氧气含量可能略高，而工业区的污染物浓度可能较高水体中水中也溶解着空气，这是鱼类和其他水生生物呼吸的氧气来源温度越低，水中能溶解的空气越多，这也是为什么夏季高温时鱼类可能会因缺氧而浮出水面土壤中土壤颗粒之间的空隙中充满了空气，这为土壤微生物和植物根系提供了氧气健康的土壤应当有适当的透气性，以维持地下生态系统的平衡地球被一层厚厚的大气层所包围，从海底深处到高山之巅，从城市中心到偏远乡村，空气无处不在这张照片展示了从太空拍摄的地球大气层，可以清晰地看到包围地球的蓝色大气层空气的重量实验实验目的证明空气是有重量的，虽然我们平时感觉不到实验材料天平、充气前后的气球、钢针、橡皮筋实验步骤

1.将未充气的气球放在天平上，记录重量W₁

2.将气球充满空气并扎紧

3.将充气后的气球放在天平上，记录重量W₂

4.计算差值ΔW=W₂-W₁实验结论充气后的气球比未充气的气球重，证明空气是有重量的科学研究表明，在标准大气压和0℃时，1立方米的空气重约

1.29千克这个重量虽然不大，但考虑到地球表面巨大的空气体积，大气层的总重量约为

5.1×10¹⁸千克！空气能被压缩吗？气体的可压缩性注射器压缩实验压缩空气的应用气体分子之间的距离相对较大，分子运动自由度高当外力作用用一个医用注射器（去掉针头），拉出活塞吸入空气，然后用手空气的可压缩性在现代科技中有广泛应用气动工具利用压缩空时，分子间距可以被显著减小，导致气体体积减小，密度增加指堵住注射器口，尝试压下活塞我们会发现活塞能被压下一定气驱动；汽车轮胎充入压缩空气以提供缓冲；空气压缩机可以储这种特性使得气体具有很高的可压缩性距离，但会感到越来越大的阻力这证明空气可以被压缩，但压存能量；潜水员的氧气罐利用高压压缩更多空气等缩后会产生反作用力空气的可压缩性是气体区别于液体和固体的重要特性之一在常温常压下，空气分子之间存在着相对较大的空间，当受到外力作用时，这些空间可以被显著减小，导致整体体积减小根据玻意耳定律（Boyles Law），在温度不变的条件下，气体的压强与体积成反比这意味着当我们将空气压缩到原来体积的一半时，其压强会增加一倍这个原理被广泛应用于许多工业和日常设备中空气占空间实验实验目的证明空气是占据空间的，尽管我们看不见它实验材料透明玻璃杯、水盆、纸巾实验步骤

1.将纸巾揉成一小团，塞入杯底

2.将杯口朝下，垂直插入水盆中

3.保持杯口朝下，观察纸巾是否被水打湿

4.稍微倾斜杯子，观察变化实验现象当杯口完全朝下时，杯中的纸巾保持干燥；当杯子稍微倾斜时，会看到气泡从杯中逸出，随后水进入杯中，纸巾被打湿实验原理杯子中原本充满了空气，当杯口朝下插入水中时，空气无法逃逸，因此水无法进入杯中这证明了空气是实实在在占据空间的物质，而不是虚无当杯子倾斜时，空气得以逃出，水才能进入杯中这个简单的实验清晰地展示了空气占据空间的特性当我们将杯口朝下插入水中时，杯中的空气形成了一个空气口袋，阻止了水进入杯中，这也是为什么杯中的纸巾能保持干燥的原因这个实验启示我们，虽然空气是无形的，但它确实占据着空间，是一种实际的物质在生活中，我们可以利用这一特性，比如游泳时用杯子或碗倒扣水中制造空气室，或者理解为什么灌装饮料时需要先排出瓶中的空气空气可以流动风的形成空气流动的特性风力利用空气流动形成风，主要是由于不同区域的气压差异高气压区的空空气流动遵循流体力学原理，会沿着阻力最小的路径移动空气流人类早已学会利用风力古代的风车用于磨面、抽水；现代的风力气会流向低气压区，形成空气流动太阳辐射导致的温度差异是造动可以携带热量、水汽和各种微粒，这是风能传播声音、气味以及发电机将风能转化为电能；风筝、帆船利用风力提供动力；自然通成气压差异的主要原因，热空气上升形成低压区，冷空气下沉形成导致温度变化的原因风可以改善室内空气质量，节约能源高压区空气的流动性是它的另一个重要特性当我们用扇子扇动时，能够感受到风的存在，这正是空气流动的结果空气流动遵循从高压区到低压区的基本原则，这也是全球风系形成的基础在日常生活中，我们可以通过许多现象观察到空气的流动树叶随风摇摆、风车旋转、风筝在天空飞舞，这些都是空气流动的直接证据空气流动还能够传播声音、气味和热量，使我们能够听到远处的声音，闻到食物的香气，感受到炉火的温暖空气流动的速度可以从微风到飓风，从每秒几厘米到每小时几百公里不等根据风力等级表，微风时树叶轻微摇动，大风时大树摇动，而飓风则可以摧毁建筑物了解空气流动的规律，可以帮助我们预测天气变化，避免自然灾害空气的作用呼吸呼吸过程呼吸是生命的基本过程，分为外呼吸（气体交换）和内呼吸（细胞呼吸）两个阶段

1.吸气膈肌收缩，胸腔扩大，肺部气压降低，空气进入肺部

2.肺泡气体交换氧气通过肺泡进入血液，二氧化碳从血液释放到肺部

3.血液运输氧气被红细胞中的血红蛋白携带，运送到全身细胞

4.细胞呼吸细胞利用氧气分解葡萄糖释放能量，产生二氧化碳和水

5.呼气膈肌放松，胸腔缩小，肺部气压升高，二氧化碳排出体外人体呼吸系统包括鼻腔、咽喉、气管、支气管和肺一个健康的成年人肺活量约为3-5升，但实际上肺部的总容量更大在剧烈运动时，人体对氧气的需求量可增加到静息时的10倍以上植物与空气光合作用氧气释放植物在阳光的作用下，利用叶绿素将水和二氧化碳转化为葡萄糖和氧气6CO₂+6H₂O+光能→植物通过光合作用释放氧气，一棵成年树每年可以产生约118千克氧气，足够10个人一年的呼吸需求C₆H₁₂O₆+6O₂这个过程是地球上最重要的化学反应之一，为地球提供了绝大部分的氧气全球植物每年释放约

1.6×10¹¹吨氧气，维持着大气中21%的氧气含量呼吸作用碳封存与光合作用相反，植物的呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳在夜间或无光条件下，植物只进行呼吸作植物吸收大气中的二氧化碳并将碳元素固定在植物组织中，全球森林每年可吸收约20亿吨碳这一过程用而不进行光合作用，但总体而言，健康植物释放的氧气远多于消耗的氧气减缓了大气中二氧化碳浓度的上升，对缓解全球气候变化至关重要植物与空气的关系是地球生态系统中最为重要的相互作用之一植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，这个过程是大气氧气的主要来源，也是碳循环的重要组成部分一片约100平方米的森林每天可以吸收约1千克二氧化碳，释放约

0.73千克氧气全球的雨林被称为地球之肺，亚马逊雨林每年可以吸收20-30亿吨的二氧化碳，对维持全球气候平衡起着至关重要的作用空气的组成检验密闭容器中蜡烛熄灭实验这个经典实验可以直观地展示空气中氧气的重要性

1.准备一个透明的玻璃容器和一支蜡烛

2.点燃蜡烛，观察其正常燃烧

3.用玻璃容器罩住蜡烛，确保密封

4.观察蜡烛燃烧情况，记录时间实验现象蜡烛被罩住后，火焰会逐渐变小，最终熄灭容器内壁可能会出现水雾实验原理蜡烛燃烧需要消耗氧气，产生二氧化碳和水蒸气在密闭环境中，当容器内的氧气被大量消耗后（氧气浓度低于16%时），蜡烛无法继续燃烧，火焰熄灭这证明了空气中含有氧气，而氧气是支持燃烧的必要条件密闭容器中的蜡烛实验是一个简单而有力的演示，它不仅证明了空气中含有支持燃烧的氧气，还说明了氧气在空气中的含量是有限的这个实验源于18世纪科学家拉瓦锡的研究，他通过类似的实验首次确定了氧气的性质和作用如果我们在容器底部放一些石灰水（氢氧化钙溶液），会发现蜡烛熄灭后石灰水变浑浊，这是因为燃烧产生的二氧化碳与石灰水反应生成了碳酸钙沉淀这进一步证明了燃烧过程中氧气被消耗，同时产生了二氧化碳空气与热热空气上升原理对流现象气球实验空气受热后体积膨胀，密度降低，产生浮力，导致热空气上升这是热胀冷缩原热空气上升，冷空气下沉，形成空气对流对流可以在房间内、大气层中或其他任将一个充气气球放在暖气或其他热源附近，会观察到气球逐渐膨胀；放入冰箱后，理在气体中的表现热空气上升的现象在生活中随处可见，比如热气球升空、炊烟何有温差的区域形成空气对流是热量传递的重要方式，也是风形成的主要原因之气球会收缩这是因为热量使气体分子运动加剧，冷却则使分子运动减慢，从而导上升等一致气体体积的变化空气与热的关系是大气科学的基础当空气被加热时，分子运动加剧，相互之间的距离增大，导致空气体积膨胀，密度降低根据阿基米德原理，密度较低的物体在密度较高的流体中会受到向上的浮力，这就是热空气上升的原因这个原理在气象学中具有重要意义太阳辐射加热地表，地表加热空气，热空气上升形成低压区，周围的冷空气流入填补空缺，形成风这一过程也是天气变化的驱动力之一热气球是热空气上升原理的直接应用热气球内的空气被加热后密度降低，产生足够的浮力使整个气球升空一个典型的热气球需要将内部空气加热到约120°C，才能产生足够的浮力克服自身和乘客的重量空气的压力实验倒置水杯实验这个简单的实验展示了空气压力的神奇作用

1.准备一个透明玻璃杯、一张硬纸卡和一盆水

2.将玻璃杯装满水至边缘

3.用硬纸卡盖住杯口，确保没有气泡

4.一手按住纸卡，一手扶杯底，快速将杯子倒置

5.松开按住纸卡的手，观察现象实验现象纸卡不会掉落，水也不会从杯中流出，纸卡像被吸附在杯口一样实验原理这个现象是由大气压力造成的当杯子倒置时，杯内没有空气，只有水和纸卡大气压力作用在纸卡外侧，而杯内只有水的重力和水柱产生的压力作用在纸卡内侧在标准条件下，大气压力约为

101.3千帕，远大于一杯水产生的压力（通常不超过2千帕），因此纸卡不会掉落倒置水杯实验是一个令人惊讶的科学现象，它直观地展示了大气压力的存在和作用尽管我们平时感觉不到，但空气压力是一个非常强大的力量，它能够支撑起一杯水的重量，甚至更多空气的保护作用紫外线防护大气层中的臭氧层O₃吸收了大部分来自太阳的有害紫外线辐射，特别是UVB和UVC如果没有臭氧层，地球表面的紫外线强度将增加30倍以上，足以破坏DNA分子，导致生物大规模灭绝温度调节大气中的温室气体（如二氧化碳、水蒸气、甲烷等）能够吸收地表反射的红外辐射，保持地球温暖如果没有这种温室效应，地球平均温度将降至-18°C，而不是现在的约15°C，大部分水体将结冰陨石防护每天有数千个微小陨石进入地球大气层，大多数在高空燃烧殆尽，形成我们看到的流星大气层的摩擦力和压力使陨石破碎并燃烧，保护了地表免受持续的陨石轰炸宇宙辐射屏障大气层与地球磁场共同作用，抵御来自太阳和宇宙的高能粒子辐射这些辐射包括带电粒子、X射线和伽马射线，它们对生物细胞有极强的破坏作用，长期暴露会导致辐射病和癌症大气层就像地球的保护伞，为地球表面的生命提供了多层次的保护它不仅调节温度，还屏蔽有害辐射，拦截太空碎片，同时支持全球水循环和气候系统的运行空气污染定义空气污染是指空气中含有对人体健康、生态环境或物质财产有害的物质，或者超出了自然环境中应有的浓度水平的物质世界卫生组织WHO将空气污染定义为空气中的任何化学、物理或生物因子，其性质和浓度足以对人类健康或环境产生有害影响污染来源分类自然来源火山爆发、森林火灾、沙尘暴、花粉等人为来源工业排放、机动车尾气、化石燃料燃烧、农业活动等空气质量指数AQIAQI是衡量空气质量的标准化指标，综合考虑了多种污染物（PM

2.

5、PM

10、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳等）的浓度指数越高，表示空气污染越严重，对健康的威胁越大0-50优空气质量令人满意，基本无空气污染51-100良空气质量可接受，某些污染物可能对极少数敏感人群健康有较弱影响101-150轻度污染敏感人群应减少户外活动151-200中度污染对敏感人群有健康影响，可能对健康人群有轻微影响工业排放是空气污染的主要来源之一工厂烟囱排出的烟气中含有大量有害物质，包括二氧化硫、氮氧化物、颗201-300重度污染健康人群出现症状，敏感人群应粒物等，这些物质不仅直接危害人体健康，还会在大气中发生化学反应，形成二次污染物避免户外活动空气质量监测站是评估空气污染程度的重要工具现代空气质量监测网络覆盖了全球主要城市和地区，实时监测300严重污染健康人群运动耐受力降低，可能多种污染物的浓度变化这些数据不仅用于公众健康警报，也为环境政策制定提供科学依据出现强烈症状，部分人群可能出现疾病常见空气污染物颗粒物PM二氧化硫SO₂包括PM10直径≤10微米和PM

2.5直径≤

2.5微米的微小颗粒PM

2.5特别危险，因为它们能够穿透肺泡进入无色气体，有强烈刺激性气味主要来源含硫燃料煤、石油燃烧、金属冶炼健康影响刺激呼吸道，加血液循环主要来源工业排放、机动车尾气、建筑施工、燃烧活动健康影响呼吸系统疾病、心血管疾重哮喘，长期暴露可导致慢性支气管炎环境影响与水反应形成硫酸，是酸雨的主要成分之一病、肺癌风险增加氮氧化物NOₓ臭氧O₃主要包括一氧化氮NO和二氧化氮NO₂主要来源高温燃烧过程汽车发动机、发电厂健康影响刺地面臭氧是一种二次污染物，由氮氧化物和挥发性有机物在阳光作用下形成主要来源不是直接排放，而激呼吸系统，降低肺功能，增加呼吸道感染风险环境影响参与光化学烟雾形成，是酸雨的成分之一是由前体污染物在光化学反应中生成健康影响刺激呼吸道，引起咳嗽、胸闷，加重哮喘，损害肺功能环境影响损害植物叶片，降低农作物产量一氧化碳CO挥发性有机物VOCs无色无味气体，与血红蛋白亲和力是氧气的200倍以上主要来源不完全燃烧汽车尾气、煤气灶、取暖设包括苯、甲醛、甲苯等多种有机化合物主要来源油漆、溶剂、燃料蒸发、工业过程健康影响刺激眼备健康影响减少血液携氧能力，导致头痛、眩晕、恶心，高浓度可致命睛和呼吸道，部分物质有致癌性环境影响参与地面臭氧形成重金属生物污染物包括铅、汞、砷、镉等主要来源工业排放、矿业活动、燃煤健康影响损害神经系统、肾脏和其他器官，部分有致癌性，儿童特别敏感环境影响在环境中长期存在，可通过食物链富集空气污染的危害健康危害环境危害空气污染对人体健康的影响是全方位的，从短期的不适到长期的慢性疾病呼吸系统咳嗽、哮喘、支气管炎、肺气肿、肺癌心血管系统心律不齐、心脏病、中风免疫系统削弱抵抗力，增加感染风险神经系统认知功能下降，可能与阿尔茨海默病相关生殖系统不孕、早产、低出生体重根据世界卫生组织WHO的数据，全球每年有超过400万人因空气污染导致的疾病过早死亡，其中约90%发生在低收入和中等收入国家空气污染已成为全球第四大死亡风险因素，仅次于高血压、饮食风险和吸烟空气污染不仅危害人类健康，还对生态环境造成广泛影响酸雨二氧化硫和氮氧化物在大气中转化为酸性物质，随雨水降落，破坏建筑物、损害森林、酸化湖泊和河流生物多样性减少污染物损害植物组织，降低光合作用效率，干扰昆虫传粉气候变化某些污染物如黑碳颗粒烟灰能吸收太阳辐射，加剧全球变暖；其他如硫酸盐气溶胶则反射阳光，产生降温效应能见度降低颗粒物散射阳光，导致能见度下降，影响交通安全和旅游业雾霾天真实案例2013年北京持续雾霾事件2013年1月，北京及华北地区遭遇了近代史上最严重的一次持续性雾霾污染这次污染事件持续了近10天时间，覆盖了北京、天津、河北、河南等地区，总面积超过13万平方公里，影响人口约8亿污染程度•北京市PM

2.5浓度最高峰值达到993微克/立方米，远超世界卫生组织建议的24小时平均值25微克/立方米•多个监测站点出现爆表现象，即污染物浓度超出仪器测量上限•能见度降至不足100米，部分地区甚至低至几十米•空气质量指数AQI持续超过300，达到严重污染级别社会影响这次雾霾事件被称为空气末日，引发了全社会对空气污染问题的广泛关注•北京市政府启动了空气重污染应急预案，关停部分工厂，限制机动车出行•学校停课，户外活动取消•呼吸科门诊患者骤增，医院人满为患•防霾口罩和空气净化器销量激增，部分商店出现脱销图片展示了2013年北京雾霾天气的真实景象在严重雾霾天气中，高楼大厦若隐若现，城市笼罩在灰黄色的污染物中这样的空气污染不仅严重影响了人们的日常生活，也对公众健康构成了重大威胁事件影响与改变2013年的这次严重雾霾事件成为中国空气污染防治的一个转折点•2013年9月，国务院发布《大气污染防治行动计划》（即大气十条），明确提出了改善空气质量的具体目标和措施•北京市实施了更严格的机动车尾气排放标准和煤炭使用限制•加速淘汰高污染、高能耗产业•推动能源结构调整，增加清洁能源使用比例•强化重污染天气应急响应机制城市农村空气对比VS倍250+65%30%3-5农村良好空气天数城市污染物来源氧气含量差异负离子浓度差异平均而言，中国农村地区每年AQI达到良好标准的天数超过250天，尤在大多数中国城市，机动车排放、工业活动和建筑施工约占PM

2.5来森林茂密的农村地区氧气含量可比城市核心区高出约30%，主要归功农村地区空气中的负离子浓度通常是城市的3-5倍，特别是在瀑布、森其是远离工业区的山区和林区，空气质量明显优于城市源的65%，而农村地区则主要受农业活动和生物质燃烧影响于植被的光合作用和较少的氧气消耗活动林、高山等地区，负离子被认为有助于改善人体健康城乡空气质量差异的主要原因人口密度城市人口密集，人类活动产生的污染物更集中交通压力城市机动车数量多，尾气排放成为主要污染源工业活动城市及周边工业设施集中，排放大量污染物绿化覆盖农村植被覆盖率高，有助于吸收污染物、释放氧气热岛效应城市建筑密集，形成热岛效应，不利于污染物扩散空气流通农村开阔空间多，有利于空气流动和污染物稀释室内空气污染来源装修材料家具和家用品新装修的房屋是室内空气污染的主要来源之一油漆、胶粘新家具、地毯、窗帘等纺织品也是污染源特别是实木贴面剂、人造板材等释放的甲醛、苯、TVOC等有害物质可能持板、密度板制作的家具，含有大量胶粘剂某些塑料制品在续释放3-15年甲醛是一种无色有刺激性气味的气体，是国高温下会释放邻苯二甲酸酯等有害物质家用清洁剂、空气际公认的致癌物质，可引起呼吸道炎症、过敏反应，甚至白清新剂、杀虫剂等化学品也会污染室内空气血病烹饪活动炒菜产生的油烟含有多种有害物质，包括多环芳烃、醛类化合物等，其中部分物质具有致癌性研究表明，长期暴露于厨房油烟中的人群，肺癌发病率显著增高使用燃气灶具时产生的一氧化碳、氮氧化物也是重要污染物生物因素室外污染物渗入室内湿度过高容易滋生霉菌，释放孢子到空气中宠物皮屑、户外污染物如PM

2.

5、臭氧、氮氧化物等可通过门窗缝隙、毛发、唾液中的蛋白质是常见过敏原尘螨在床垫、地毯、通风系统进入室内研究显示，在重度污染天气，即使关闭沙发等处大量繁殖，其排泄物和残骸是强效过敏原室内植门窗，室内PM

2.5浓度仍可达到室外的60-80%交通繁忙物虽然有净化空气作用，但花粉也可能引起过敏道路旁的住宅室内空气质量通常较差人类活动吸烟是室内空气污染的最严重来源之一，二手烟含有7000多种化学物质，其中至少250种有害，50多种致癌室内吸烟后，有害物质可在墙面、家具、地毯等表面沉积形成三手烟，长期危害健康人体呼吸也会释放二氧化碳，密闭空间中多人聚集时CO2浓度明显升高空气净化方法自然净化方法开窗通风最简单有效的方法，但应避开室外污染严重的时段（如早晚高峰）理想的通风时间是污染较轻的中午和下午，每天通风2-3次，每次15-30分钟室内植物某些植物具有吸收有害气体的能力，如吊兰、常青藤、芦荟等可吸收甲醛；橡皮树、龙舌兰等可吸收苯；绿萝、虎尾兰等可吸收一氧化碳研究表明，每8-10平方米放置一盆适当大小的植物，可有效改善室内空气质量活性炭吸附活性炭具有大量微孔，可吸附空气中的异味和部分有害气体可将活性炭包放在室内各处，特别是新装修的房间一般3-6个月需要更换或曝晒再生机械净化方法空气净化器现代空气净化器通常结合多种技术，包括HEPA过滤（可去除

99.97%的

0.3微米颗粒物）、活性炭吸附、负离子发生、紫外线杀菌等高效空气净化器可在1小时内将100平方米房间的PM

2.5浓度降低90%以上新风系统通过管道将室外新鲜空气经过过滤后引入室内，同时将室内污浊空气排出相比简单开窗，新风系统可以在过滤空气的同时保持室内温度，节约能源中央空调净化在中央空调系统中安装高效过滤器、紫外线灯或光触媒装置，可以净化整个建筑的空气图片展示了各种空气净化方法，包括自然通风、植物净化和机械净化设备选择合适的净化方法需要考虑污染类型、室内面积、气候条件等多种因素化学净化方法光触媒技术在紫外线照射下，二氧化钛等光触媒材料可以分解甲醛、苯等有机污染物，并杀灭细菌光触媒可喷涂在墙面、窗帘等表面，形成长效净化层臭氧消毒臭氧具有强氧化性，可杀灭细菌、病毒并分解异味但臭氧本身对人体有害，使用时必须无人在场，使用后通风散尽臭氧才能入内负离子技术负离子可以使空气中的颗粒物荷电并沉降，减少漂浮在空气中的污染物自然界中，森林、瀑布附近的负离子浓度较高，城市中则偏低学校如何保护空气校园绿化无烟校园增加校园绿化覆盖率，种植适合当地气候的乔木、灌木和草坪研究表明，一棵成年树每年可以吸收约21公斤的二氧化碳，释放约117公斤的氧气校园里可以实施严格的无烟政策，禁止在校园内任何区域吸烟，包括教职工和访客二手烟中含有超过7000种化学物质，其中至少250种是有害的，而儿童对这些有害物质种植抗污染能力强的树种，如银杏、雪松、广玉兰等，既美化环境又净化空气的敏感度比成人高2-3倍设置明显的禁烟标志，并提供戒烟支持和教育教室通风空气质量监测制定科学的通风计划，每节课后开窗通风5-10分钟，特别是在人员密集的教室研究显示，良好的通风可以减少室内二氧化碳浓度，提高学生的注意力和学习效在校园内设置空气质量监测点，实时监测PM

2.

5、二氧化碳、挥发性有机物等指标许多学校已经建立了数字显示屏，向师生公开空气质量数据，提高环保意识率冬季可采用短时间全开窗户的方式，避免长时间小开窗导致的能源浪费当监测到空气质量下降时，启动应急预案，如减少户外活动时间、开启空气净化设备等其他保护措施绿色交通鼓励师生步行、骑车或乘坐公共交通工具上下学，减少私家车尾气排放建立步行校车项目，由志愿者带领学生集体步行上学节能减排采用节能灯具、设备，减少能源消耗和相关污染推广使用可再生能源，如太阳能照明系统教育宣传将空气保护知识纳入课程，开展环保主题活动，培养学生的环保意识和责任感绿色采购选择低污染、环保型的学习用品、清洁用品和设备，减少有害物质的使用家庭中的空气保护2杜绝室内吸烟定期清洁室内绿植吸烟是室内空气污染的主要来源之一即使在阳台或开窗条件下吸烟，有害物质也会通过空气循环进入尘埃是过敏原和有害物质的载体，定期清洁可有效减少室内污染建议每周至少用湿布擦拭家具表面1-适当摆放室内植物不仅美化环境，还能吸收部分有害气体NASA研究表明，不同植物对特定污染物有室内其他区域二手烟中含有超过7000种化学物质，其中至少69种是致癌物三手烟吸烟后残留在墙2次，避免使用羽毛掸子等会扬起灰尘的工具；每2-3个月清洗或更换床上用品；每半年专业清洗地毯和不同的净化效果吊兰和常春藤对甲醛有较强吸收能力；龙舌兰和虎尾兰可吸收苯和三氯乙烯；绿萝和面、家具、衣物上的有害物质可持续存在数月甚至数年，尤其对儿童危害更大窗帘；每年清洗空调滤网和风扇叶片；使用带HEPA过滤器的吸尘器，可捕获

99.97%的

0.3微米颗粒物芦荟能减少一氧化碳；橡皮树叶面积大，吸附灰尘效果好每10平方米放置一盆中型植物为宜，但注意不要过多，以免增加室内湿度厨房空气保护厨房是家庭空气污染的重要源头，特别是在烹饪过程中•使用高效油烟机，并保证正确安装和定期清洗油烟机净烟率达95%以上的产品可显著降低室内PM

2.5浓度•烹饪时打开油烟机，并在烹饪结束后继续运行10-15分钟•选择清洁能源如天然气、电能，避免使用煤炭等高污染燃料•减少高温油炸和爆炒频率，这些烹饪方式产生的有害物质更多控制室内湿度适当的室内湿度（40%-60%）可抑制霉菌生长和尘螨繁殖•使用除湿机或空调除湿功能控制高湿环境•定期检查并修复漏水问题，如水管渗漏、窗户密封不良等•浴室使用后开窗或开启排气扇排湿•雨天及时关窗，防止湿气进入现代家庭越来越重视室内空气质量的改善合理布置家居环境，选择低污染材料，加强通风换气，是保护家庭空气质量的基本措施选择低污染产品在家居装修和日常生活中，注意选择低污染、环保型产品•装修材料选择E1级或更高环保等级的板材和涂料•家具最好选择实木或经过环保认证的产品，新购家具应在通风处放置数周再入室•使用水基型清洁剂代替溶剂型产品世界空气日设立背景全球活动成果与展望2019年12月19日，联合国大会通过决议，将每年的9月7日定为国际清洁空气蓝天日（International Dayof世界各地在这一天举办各种活动提高公众意识环保组织举办公众讲座和研讨会；学校开展以空气保护为主设立世界空气日以来，全球空气保护意识显著提高据联合国环境规划署统计，已有超过170个国家制定了Clean Airfor blueskies）这一决定凸显了空气污染是全球性挑战，需要各国共同应对该日期的设立旨在题的教育活动；科研机构发布空气质量研究报告；企业展示减排技术和成果；政府部门宣布新的空气保护政空气质量标准，65%的国家将空气污染防治纳入国家发展规划许多城市报告空气质量明显改善，如伦敦自提高公众对空气质量的认识，动员个人、社区、企业和政府采取行动，防止和减少空气污染策和措施许多城市也会组织无车日、植树活动、公众参与的空气监测计划等，鼓励全社会共同参与空气保2016年以来PM

2.5浓度下降了约30%未来，随着清洁能源技术发展和环保政策加强，全球空气质量有望继护工作续改善2023年主题2023年国际清洁空气日的主题是共同努力，改善空气质量（Together forClean Air）这一主题强调了集体行动的重要性，呼吁各国政府、企业和个人共同参与空气保护工作联合国秘书长在致辞中指出清洁空气是人类的基本权利，也是可持续发展的基础我们必须加速行动，确保每个人都能呼吸清洁的空气中国的参与中国积极响应国际清洁空气日倡议，通过多种渠道开展宣传教育活动•环保部门发布年度空气质量改善成果报告•媒体平台推出空气保护专题节目•学校组织蓝天保卫战主题活动•社区开展居民环保意识调查和宣传•企业展示绿色生产技术和减排成果空气与生态循环光合作用呼吸作用1植物通过叶绿素吸收太阳能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气每年，地球上的植物通过光合作用动物和植物通过呼吸消耗氧气，分解有机物产生能量，同时释放二氧化碳和水这一过程与光合作用形固定约1200亿吨碳，释放约320亿吨氧气这一过程是地球生命能量流动的起点，也是维持大气成分平成平衡，维持大气中氧气和二氧化碳的相对稳定全球生物每年通过呼吸释放约1190亿吨碳，几乎与光衡的关键机制合作用固定的碳量相当水循环分解作用4大气中的水蒸气凝结形成云，通过降水返回地表，再经蒸发重返大气空气在这一过程中扮演着水分载微生物分解死亡生物体和有机废物，将其中的碳、氮等元素重新释放到环境中土壤中的细菌和真菌每体的角色每年约有

5.5万亿吨水在大气与地表之间循环，其中大约10%参与到生物循环中，支持生命活年分解约580亿吨有机物，其中大部分碳以二氧化碳形式返回大气这一过程完成了碳循环的最后一环，3动确保生命元素的持续循环氮循环空气中78%的成分是氮气N₂，但大多数生物无法直接利用这种形式的氮氮循环通过以下步骤完成氮固定闪电或特定微生物如根瘤菌将大气氮转化为铵盐或硝酸盐硝化作用铵盐被细菌氧化为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐同化作用植物吸收硝酸盐，合成氨基酸和蛋白质氨化作用动植物死亡后，微生物分解有机物，释放氨反硝化作用某些细菌将硝酸盐转化为氮气，释放回大气全球每年约有

1.7亿吨氮通过生物固定进入生态系统，而人类活动如化肥生产每年固定约

1.2亿吨氮，已成为氮循环的重要组成部分空气测量与仪器专业监测站便携式检测仪可穿戴设备固定式空气质量监测站是最权威的空气质量监测设备，通常由环保部门设立这些监测站配备精密仪器，可便携式空气质量检测仪适合个人或家庭使用，重量通常不超过500克，可手持或放置在桌面常见类型包括可穿戴空气质量监测设备是近年来的创新产品，可以随身携带或佩戴，实时监测周围环境空气质量典型产同时监测多种污染物主要设备包括颗粒物分析仪β射线衰减法或振动天平法测量PM

2.5/PM10；气体分激光颗粒物传感器测量PM

2.5/PM10；电化学传感器测量CO/NO₂/O₃等气体；半导体传感器测量品包括胸针式空气监测器可别在衣领或背包上；手环式空气监测器集成在智能手环中；口罩内置传感器析仪化学发光法测NO/NO₂、紫外荧光法测SO₂、红外吸收法测CO；臭氧分析仪紫外吸收法这些设TVOC、甲醛；红外传感器测量CO₂这类设备价格亲民约300-3000元，操作简便，但精度低于专业设监测呼吸空气质量这类设备通常通过蓝牙与智能手机连接，实时显示数据，提供健康建议，部分产品还备精度高，但体积大、成本高一套完整系统价格约50-200万元，主要用于城市空气质量网络监测备市场调查显示，家用空气检测仪的普及率在中国一二线城市已达到60%以上，尤其是有儿童和老人的家具备GPS定位功能，可绘制个人暴露地图虽然精度有限，但便捷性使其成为个人健康管理的有力工具，特庭别适合对空气质量敏感的人群数据平台与应用空气质量数据收集后，需要通过专业平台进行处理、分析和展示政府监测网络如中国环保部门的全国城市空气质量实时发布平台，覆盖全国338个地级以上城市的1436个监测站点，每小时更新一次数据全球空气质量数据库如世界空气质量指数项目WAQI整合了全球10,000多个监测站的数据，提供实时全球空气质量地图手机应用程序众多空气质量APP结合官方数据和预测模型，提供个性化的空气质量预报和健康建议部分应用还支持用户上传自己的监测数据，形成众包监测网络未来空气科技智能空气净化机器人新型滤材技术大气二氧化碳捕获技术结合人工智能和移动机器人技术的新型空气净化装置，能够自主移动到空气污染较严重的区域进行集纳米材料和仿生设计正在革新空气过滤技术最新研发的石墨烯复合滤网厚度仅为传统HEPA滤网的应对气候变化的前沿技术，直接从空气中捕获二氧化碳新一代大气二氧化碳直接捕获DAC装置能效中净化这类设备配备多种传感器实时监测空气质量，通过AI算法分析室内污染分布规律，智能规划1/10，但过滤效率提高了25%，同时气流阻力降低40%，大幅减少能耗仿生蛛丝滤材利用静电吸附已提高200%，每捕获1吨CO₂的成本从2010年的600美元降至目前的200美元以下，预计2030年将降净化路径先进的过滤系统可捕获超微颗粒物和分解有害气体，单台设备1小时可有效清洁60平方米空原理，对亚微米颗粒的捕获效率接近100%自清洁滤网表面采用特殊疏水涂层，污染物不易附着，可至100美元以内冰岛Orca工厂年捕获4000吨CO₂并转化为碳酸盐永久封存结合可再生能源，这项间市场研究显示，到2030年，智能空气净化机器人在高端家庭和商业场所的普及率有望达到30%以延长使用寿命3-5倍生物活性滤网则结合了特定酶和微生物，能主动分解甲醛和苯等有害气体，净化技术有望在本世纪中叶实现每年从大气中移除100亿吨CO₂的目标，成为实现碳中和的关键技术之一上效率是传统活性炭的7倍智能城市空气管理系统未来城市将部署覆盖全域的空气质量监测网络，结合大数据和AI技术，实现空气污染的精准预测和管理•高密度微型传感器网络，每平方公里布设50-100个监测点•结合交通流量、气象数据和产业活动的多元数据融合平台•污染来源实时追踪系统，精确定位主要排放源•基于区块链的排放交易系统，激励企业减排•公众参与平台，允许市民报告污染事件并提供改进建议这些系统预计可使城市空气污染事件预警准确率提高到90%以上，响应时间缩短至分钟级，污染治理效率提升30%-50%未来的空气净化技术将更加智能化、集成化和可持续图中展示的概念设计结合了人工智能、可再生能源和先进材料科学，不仅能高效净化空气，还能最小化能源消耗和材料浪费个人空气保护系统随着技术的发展，个人空气保护将更加精准和便捷•智能口罩内置微型传感器监测呼吸空气质量，自动调节过滤等级•可穿戴空气净化器颈环式设备创造个人洁净空气区域•健康预警APP结合个人健康数据和暴露风险，提供个性化建议我们能做什么？12绿色出行节能减排选择步行、骑行或公共交通工具代替私家车研究显示，一辆汽车每行驶1公里平均排放130-170克二氧化碳，而同距离的公共汽车人均排放仅为20-30克如必家庭和办公场所采用节能电器和设备，减少不必要的能源消耗将空调温度调高1℃，可节约约6%的电力；选择能效等级高的电器可节约10-50%的能源；关闭须开车，可考虑拼车或选择新能源汽车，新能源汽车的全生命周期碳排放比传统燃油车低约30-50%保持车辆良好状态也很重要，定期维护的车辆可减少15%不用的电器待机模式，家庭每年可减少约400公斤的二氧化碳排放另外，选择可再生能源如太阳能、风能也是减少空气污染的有效方式，小型家用太阳能系统的有害排放每年可减少1-2吨二氧化碳排放34垃圾分类植树造林正确的垃圾分类和处理可以显著减少焚烧和填埋过程中产生的空气污染物每回收1吨纸可以节省17棵树，减少

2.5吨二氧化碳排放；每回收1吨塑料可以节省约增加绿化面积是改善空气质量的自然方法一棵成年树每年可以吸收约21千克的二氧化碳，释放约117千克的氧气，同时还能过滤空气中的颗粒物和有害气体

5.8桶石油，减少

1.5吨二氧化碳排放堆肥处理厨余垃圾不仅减少垃圾填埋场甲烷排放，还能提供天然肥料研究表明，全面实施垃圾分类的社区，空气中的有在城市环境中，增加10%的树木覆盖率可以降低2-4%的环境温度，减少空调使用和相关能源消耗参与社区植树活动或在自家阳台、庭院种植适合的植物，都害物质浓度平均降低15-20%是个人可以采取的有效行动消费选择我们的日常消费决策也会影响空气质量•选择本地生产的食品和商品，减少运输过程中的碳排放•减少肉类消费，畜牧业是甲烷等温室气体的主要来源之一•购买耐用品而非一次性产品，减少制造和废弃过程中的污染•选择获得环保认证的产品，如有机食品、FSC认证木制品等•拒绝过度包装，减少包装生产和处理过程中的环境负担研究表明，如果每个家庭减少10%的肉类消费，全球每年可减少约7亿吨温室气体排放；选择本地生产的季节性食品，相比进口食品可减少50-95%的碳足迹保护空气质量需要每个人的参与和努力通过调整日常生活习惯和消费方式，我们可以为改善空气质量做出重要贡献图片展示了可持续生活方式的多个方面，包括绿色出行、节能减排、垃圾分类等小实验大智慧简易空气检测器制作空气变化记录不同地点空气对比材料白色硬纸卡、凡士林或石蜡、放大镜、胶带、剪刀在一天中的不同时间点（如早上7:

00、中午12:

00、下午3:

00、晚上8:00）记录同一地点的空气状况，观选择3-5个不同类型的地点进行空气质量对比观察察并记录步骤•学校操场

1.将硬纸卡剪成10cm×10cm的正方形•能见度远处的建筑或山脉是否清晰可见•繁忙道路旁

2.在纸卡表面均匀涂抹一层薄薄的凡士林或熔化的石蜡•气味是否有特殊气味（如汽车尾气、食物烹饪等）•公园或绿地

3.用胶带将纸卡固定在不同位置（如窗户外、教室内、马路边等）•天空颜色蓝色、灰色或其他•商业区

4.24小时后取回纸卡，用放大镜观察附着在粘性表面的颗粒物•如有条件，可使用简易空气质量检测仪记录PM

2.5或AQI数值•住宅区

5.比较不同位置纸卡上颗粒物的多少和颜色分析根据记录数据，分析一天中空气质量的变化规律及可能的原因（如交通高峰、气象条件变化等）在每个地点放置前面制作的空气检测器，同时记录环境特征（如车流量、绿化程度等）收集数据后，制作简易图表比较不同地点的空气质量差异，并探讨可能的原因记录制作简易表格，记录各位置颗粒物的多少（可分为少量、中等、大量）和颜色特征实验扩展与应用这些简易实验可以进一步扩展，增加科学性和教育价值长期观测项目将空气检测延长至一周或一个月，观察空气质量的长期变化规律，如工作日与周末的差异、天气变化对空气质量的影响等社区参与调查组织同学或社区成员共同参与，扩大监测范围，绘制社区空气质量地图，识别污染热点区域改善方案设计基于实验结果，设计改善局部空气质量的方案，如增加绿植、调整交通流量、改变生活习惯等，并进行小规模试验验证效果与官方数据对比将自制检测器的结果与当地环保部门发布的官方空气质量数据进行对比，分析差异和相关性通过动手实验，学生们可以直观了解空气污染的存在和分布规律这种实践活动不仅培养科学探究精神，还能增强环保意识，激发改善环境的责任感总结与行动倡议认识空气空气虽然看不见，但它无处不在，是所有生命赖以生存的基础它由78%的氮气、21%的氧气和1%的其他气体组成，具有重量、体积和流动性等物理特性了解空气的特性和组成，是我们保护它的第一步珍视空气空气不仅提供我们呼吸所需的氧气，还保护地球免受紫外线辐射、调节温度、支持水循环和各种生态过程空气质量直接影响我们的健康和生活质量，全球每年有数百万人因空气污染相关疾病过早死亡保护空气每个人都可以为改善空气质量贡献力量选择绿色出行方式、节约能源、减少浪费、正确处理垃圾、支持环保政策、参与社区环保活动小小的个人行动，积累起来就能产生巨大的积极影响共享未来清洁的空气是全人类的共同财富，保护空气质量需要跨越国界、代际的合作与努力通过科技创新、政策引导和公众参与，我们可以创造一个天蓝、地绿、水清的美好世界，让每个人都能呼吸到清新健康的空气行动倡议保护空气，从现在做起，从我做起知行合一不仅了解空气知识，更要将环保理念转化为日常行动广泛宣传向家人、朋友分享空气保护知识，扩大环保影响力持之以恒环保不是一时之举，而是需要长期坚持的生活方式创新思考鼓励发现空气保护的新方法、新技术，推动社会进步全球视野认识到空气污染是全球性挑战，需要国际合作应对。