第三章 大气污染及.ppt
第三章大气污染及其防治第三章大气污染及其防治翟莹雪翟莹雪第一节大气的组成和结构第一节大气的组成和结构l一、大气层结构一、大气层结构大气主要层次及特点大气主要层次及特点层层次次高度范高度范围围（km）温度范温度范围围（）主要化学形主要化学形态态对对流流层层01715-56N2、O2、CO2、H2O平流平流层层1755-56-2O3中中间层间层5585-2-92O2+、NO+热层热层85800-921200O2+、O+、NO+逸散逸散层层800l大气是多种气体的混合物，由恒定、可变和不大气是多种气体的混合物，由恒定、可变和不定组成成分。定组成成分。恒定：恒定：N、O、Ar及微量的稀有气体及微量的稀有气体可变：二氧化碳和水可变：二氧化碳和水不定：尘、硫、硫化氢、硫氧化物、碳氧化物及恶不定：尘、硫、硫化氢、硫氧化物、碳氧化物及恶臭气体等臭气体等大气组成大气组成大气的自然化学组成大气的自然化学组成大气中气体大气中气体组组分分大气中的大气中的总总量量/t大气中气体大气中气体组组分分大气中的大气中的总总量量/tN4.01015NO4.0106O1.21015NO24.0106H2O(g)1.41014N2O2.0106Ar0.601014SO24.0107Ne3.0109CO4.0107He8.91010CO22.31012Kr1.61010H2S4.0107H3.0109NH32.0107Xe2.2109CH43.4109O33.2109HCHO2.0107Rn0.0035共共计计5.31015第二节大气污染和污染物第二节大气污染和污染物l一、大气污染及其发生一、大气污染及其发生1.大气污染：大气中一些物质的含量达到有害的程大气污染：大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对度，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态造成危害的现象。人体、生态造成危害的现象。2.大气污染的发生大气污染的发生l二、大气污染源二、大气污染源1.概念：向大气环境排放有害物质或对大气环境产概念：向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置。生有害影响的场所、设备和装置。2.分类：分类：l天然源：天然源：火山喷发火山喷发森林火灾森林火灾自然尘自然尘森林植物释放森林植物释放海浪飞沫海浪飞沫l人为源人为源燃料燃烧燃料燃烧工业生产工业生产交通运输交通运输农业生产农业生产l另外，人为源从其它角度分为：另外，人为源从其它角度分为：按污染源性状分为：按污染源性状分为：固定式污染源、移动式污染源固定式污染源、移动式污染源按排放污染物的空间分布方式：点、线、面源按排放污染物的空间分布方式：点、线、面源l三、大气污染物及污染类型三、大气污染物及污染类型1.大气污染物：由于人类活动或自然过程，排入大气的、并大气污染物：由于人类活动或自然过程，排入大气的、并对环境或人产生有害影响的物质。对环境或人产生有害影响的物质。2.分类：分类：l按存在状态：气态污染物、固体颗粒状污染物按存在状态：气态污染物、固体颗粒状污染物l按形成过程：一次污染物、二次污染物按形成过程：一次污染物、二次污染物一次污染物：直接从污染源排放的污染物，分为：反应物和非反应一次污染物：直接从污染源排放的污染物，分为：反应物和非反应物物二次污染物：由一次污染物中的反应物与空气组分或反应物之间，二次污染物：由一次污染物中的反应物与空气组分或反应物之间，或反应物作为催化剂从而产生的化学反应或光化学反应，形成的与或反应物作为催化剂从而产生的化学反应或光化学反应，形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新型污染物。一次污染物的物理、化学性质完全不同的新型污染物。类别类别一次一次污污染物染物二次二次污污染物染物含硫化合物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4含氮化合物含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3含碳氧化物含碳氧化物CO、CO2碳碳氢氢化合物（碳化合物（碳氢氢氧氧化合物）化合物）C1C5Hn醛醛、酮酮、过过氧乙氧乙酰酰硝硝酸酸酯酯含含卤卤素化合物素化合物HF、HCl、ClFC3颗颗粒物粒物重金属元素、多重金属元素、多环环芳芳烃烃H2SO4、SO42-、NO3-大气中主要污染物大气中主要污染物l3.主要的大气污染物介绍主要的大气污染物介绍气溶胶状态污染物：大气中含有的大量固体或液体气溶胶状态污染物：大气中含有的大量固体或液体的悬浮粒子，与承载他们的空气介质一起组成的相的悬浮粒子，与承载他们的空气介质一起组成的相对稳定的悬浮体系。对稳定的悬浮体系。气溶胶中的颗粒物按粒径大小分为：气溶胶中的颗粒物按粒径大小分为：l总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSP）l降尘降尘l飘尘飘尘/可吸入粒子（可吸入粒子（IP）气体污染物：气体污染物：l（1）硫氧化物）硫氧化物据估计，天然源（海洋、陆地、海盐、火山活动）和据估计，天然源（海洋、陆地、海盐、火山活动）和人为源（煤和石油燃烧、石油炼制、有色金属冶炼等）人为源（煤和石油燃烧、石油炼制、有色金属冶炼等）各半各半硫酸烟雾和酸性降水的元凶硫酸烟雾和酸性降水的元凶世界酸雨区主要分布在欧洲、北美和中国，我国以长世界酸雨区主要分布在欧洲、北美和中国，我国以长江以南为主，其中华中、西南部分地区较严重。江以南为主，其中华中、西南部分地区较严重。l（2）氮氧化物）氮氧化物据估计，天然源（闪电、据估计，天然源（闪电、NH3氧化、生物质燃烧、土壤排氧化、生物质燃烧、土壤排放等）和人为源各半放等）和人为源各半燃烧过程生成的氮氧化物分两类燃烧过程生成的氮氧化物分两类l热致型（高温、空气过剩）热致型（高温、空气过剩）l燃料型燃料型因此汽车等燃油可通过控制燃烧温度和空燃比来控制氮氧因此汽车等燃油可通过控制燃烧温度和空燃比来控制氮氧化物的生成量。化物的生成量。酸雨形成的元凶酸雨形成的元凶l（3）含碳化合物）含碳化合物碳氧化合物（碳氧化合物（CO、CO2）碳氢化合物（甲烷、非甲烷烃）碳氢化合物（甲烷、非甲烷烃）非甲烷烃：包括天然释放和人为释放非甲烷烃：包括天然释放和人为释放含卤素化合物含卤素化合物l卤代烃卤代烃(六六六、六六六、DDT、多氯联苯、氯仿、溴仿、碘仿多氯联苯、氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、三氯甲烷、CFC等）等）l其他含氯化合物（其他含氯化合物（Cl2、HCl等）等）l氟化物（氟化物（HF、SiF4、H2SiF6、F2等）等）氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、CFCCFC等为平流层臭氧层破坏等为平流层臭氧层破坏等为平流层臭氧层破坏等为平流层臭氧层破坏的元凶。的元凶。的元凶。的元凶。l4.主要污染类型主要污染类型根据污染物性质根据污染物性质l还原型（煤炭型）：还原型（煤炭型）：以煤炭为主要燃料，主要污染物为以煤炭为主要燃料，主要污染物为SO2、CO、颗粒物等。形成硫酸烟雾的元凶。颗粒物等。形成硫酸烟雾的元凶。l氧化型（汽车尾气型）：氧化型（汽车尾气型）：以石油类为主要燃料，主要污染物为以石油类为主要燃料，主要污染物为NOx、CO、HC化合物化合物O3、醛类、醛类、PAN等。形成光化学烟雾烟等。形成光化学烟雾烟雾的元凶。雾的元凶。根据燃料性质和大气污染物的组成成分根据燃料性质和大气污染物的组成成分l煤炭型煤炭型l石油型石油型l混合型混合型l特殊型特殊型伦敦烟雾伦敦烟雾洛杉矶烟雾洛杉矶烟雾概括概括发发生生较较早早（1873年年），至至今今发发生多次生多次发生较晚（发生较晚（1946年），发生光化学烟雾年），发生光化学烟雾污染物污染物SO2颗粒物硫酸雾等颗粒物硫酸雾等CH化合物、化合物、NOxO3PAN醛类醛类燃料类型燃料类型煤煤石油类石油类季节季节冬季冬季夏秋夏秋气温气温低，低，4高，高，24湿度湿度高高低低日光日光弱弱强强臭氧浓度臭氧浓度低低高高出现时间出现时间白天夜晚连续白天夜晚连续白天白天毒性毒性对对呼呼吸吸道道有有刺刺激激作作用用，严严重重时时导致死亡导致死亡对对眼眼睛睛和和呼呼吸吸道道等等粘粘膜膜有有刺刺激激作作用用，O3等等氧氧化化剂有强氧化作用，严重时可导致死亡剂有强氧化作用，严重时可导致死亡硫酸烟雾和洛杉矶烟雾的比较硫酸烟雾和洛杉矶烟雾的比较l四、环境空气质量标准（四、环境空气质量标准（P75）三类区，三级标准三类区，三级标准l一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地和疗养地l城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村地区名胜古迹和广大农村地区l大气污染程度比较严重的城镇和工业区，以及城市交通枢大气污染程度比较严重的城镇和工业区，以及城市交通枢纽、干线等纽、干线等污染物名称污染物名称取值时间取值时间浓度限值浓度限值一级标准一级标准二级标准二级标准三级标准三级标准浓度单位浓度单位二氧化硫二氧化硫SOSO2 2年平均年平均日平均日平均1 1小时平均小时平均0.020.020.050.050.150.150.060.060.150.150.500.500.100.100.250.250.700.70总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物TSPTSP年平均年平均日平均日平均0.080.080.120.120.200.200.300.300.300.300.500.50可吸入颗粒物可吸入颗粒物PMPM1010年平均年平均日平均日平均0.040.040.050.050.100.100.150.150.150.150.250.25氮氧化物氮氧化物NOxNOx年平均年平均日平均日平均1 1小时平均小时平均0.050.050.100.100.150.150.050.050.100.100.150.150.100.100.150.150.300.30mg/mmg/m3 3(标准状态标准状态)二氧化氮二氧化氮NONO2 2年平均年平均日平均日平均1 1小时平均小时平均0.040.040.080.080.120.120.040.040.080.080.120.120.080.080.120.120.240.24一氧化碳一氧化碳COCO日平均日平均1 1小时平均小时平均4.004.0010.0010.004.004.0010.0010.006.006.0020.0020.00臭氧臭氧O O3 31 1小时平均小时平均0.120.120.160.160.200.20铅铅PbPb季平均季平均年平均年平均1.501.501.001.00苯并苯并 aa芘芘BaPBaP日平均日平均0.010.01g/mg/m3 3(标准状态标准状态)氟化物氟化物日平均日平均1 1小时平均小时平均7 72020F F月平均月平均植物生长季平均植物生长季平均1.81.81.21.23.03.02.02.0g/(dmg/(dm2 2d)d)表表1 1 各项污染物的浓度限值各项污染物的浓度限值第三节大气中污染物的扩散第三节大气中污染物的扩散l一、影响大气中污染物扩散的气象因素一、影响大气中污染物扩散的气象因素气象动力学因子气象动力学因子l风风l大气湍流大气湍流气象热力学因子气象热力学因子l大气稳定度大气稳定度大气稳定度大气稳定度lrd 干绝热递减率lr 气温垂直递减率lr rd时,烟气对于大气层来说是稳定的;lr rd时,烟气对于大气层来说是不稳定的;lr rd烟气对于大气层来说处于中性.100m2120大气温度20.4 ,19.8 ,20 l二、影响污染物扩散的地理因素二、影响污染物扩散的地理因素地形地物的影响地形地物的影响山谷风山谷风海陆风海陆风城市热岛效应城市热岛效应第四节大气污染的综合防治与管理第四节大气污染的综合防治与管理
