07第七讲:环境污染与控制——大气环境保护解析优秀PPT.ppt
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1、第七讲第七讲 大气环境疼惜大气环境疼惜地球上的大气是自然环境的组成部分。人类一刻也离不开大气,没有大气就没有地球上的生命,就没有生气勃勃的世界。大气又是人类极其重要的自然资源。在环境疼惜中,对特定场所或区域,供人和动植物生存的气体称为“空气”;而以大区域或全球性的气流为探讨 对 象 时,则 接 受“大 气”一 词。大气结构与组成大气结构与组成 大气污染物及来源大气污染物及来源 大气污染的危害大气污染的危害污染物的扩散污染物的扩散 大气污染综合防治大气污染综合防治全球性大气污染及对策全球性大气污染及对策1 1大气结构与组成大气结构与组成1.11.1大气结构大气结构 电离层电离层 暖层暖层 中间层
2、中间层 平流层平流层 对流层对流层地球地球 1、对流层、对流层 平均厚度约为平均厚度约为12km,集中了占大气总质,集中了占大气总质量量75的空气和几乎全部的水蒸气量,是天的空气和几乎全部的水蒸气量,是天气变更最困难的层次。具有两个特点。气变更最困难的层次。具有两个特点。(1)气温随高度增加而降低气温随高度增加而降低 高度每增加高度每增加l00m,气温约下降,气温约下降0.65。(2)空气具有猛烈的对流运动空气具有猛烈的对流运动 对流层中气象条件困难,既有形成污染物对流层中气象条件困难,既有形成污染物易于扩散的条件,又会出现污染物。易于扩散的条件,又会出现污染物。2 2、平流层、平流层、平流层
3、、平流层 对流层层顶之上对流层层顶之上对流层层顶之上对流层层顶之上1255km1255km处的大气为平流层。处的大气为平流层。处的大气为平流层。处的大气为平流层。平流层内温度垂直分布的特点是大气温度随高度的平流层内温度垂直分布的特点是大气温度随高度的平流层内温度垂直分布的特点是大气温度随高度的平流层内温度垂直分布的特点是大气温度随高度的增加而上升。这一方面是由于它受地面辐射影响小,增加而上升。这一方面是由于它受地面辐射影响小,增加而上升。这一方面是由于它受地面辐射影响小,增加而上升。这一方面是由于它受地面辐射影响小,另一方面也是由于该层含有臭氧,存在着臭氧层。另一方面也是由于该层含有臭氧,存在
4、着臭氧层。另一方面也是由于该层含有臭氧,存在着臭氧层。另一方面也是由于该层含有臭氧,存在着臭氧层。臭氧层可干脆吸取太阳的紫外线辐射,造成了气温臭氧层可干脆吸取太阳的紫外线辐射,造成了气温臭氧层可干脆吸取太阳的紫外线辐射,造成了气温臭氧层可干脆吸取太阳的紫外线辐射,造成了气温的增加。的增加。的增加。的增加。3 3、中间层、中间层、中间层、中间层 平流层顶平流层顶平流层顶平流层顶5585km5585km高处的大气为中间层。无臭高处的大气为中间层。无臭高处的大气为中间层。无臭高处的大气为中间层。无臭氧组分,气温随高度的增加而快速降低氧组分,气温随高度的增加而快速降低氧组分,气温随高度的增加而快速降低
5、氧组分,气温随高度的增加而快速降低.4 4、暖层、暖层、暖层、暖层 气温的分布是随高度的增加而增加气温的分布是随高度的增加而增加气温的分布是随高度的增加而增加气温的分布是随高度的增加而增加 5 5、散逸层、散逸层、散逸层、散逸层 1.21.2大气的组成大气的组成 大气是由多种气体和水蒸气组成的混大气是由多种气体和水蒸气组成的混合物,由恒定气体、可变气体和不定气体组合物,由恒定气体、可变气体和不定气体组成。恒定气体在地球上任何地方的体积分数成。恒定气体在地球上任何地方的体积分数几乎是不变的;可变气体的含量往往随各地几乎是不变的;可变气体的含量往往随各地季节、天气变更和人类活动的状况而变更的;季节
6、、天气变更和人类活动的状况而变更的;不定气体包括自然灾难和人为缘由造成的大不定气体包括自然灾难和人为缘由造成的大气污染物及有毒气体,后者是人类疼惜大气气污染物及有毒气体,后者是人类疼惜大气和防治大气污染的主要对象。和防治大气污染的主要对象。各种气体在整个大气中的组成列表各种气体在整个大气中的组成列表1 1。空气空气成分成分恒恒 定定 气气 体体可可 变变 气气 体体氮氮 气气氧氧 气气稀有稀有气体气体二氧二氧化碳化碳尘埃和尘埃和其它气体其它气体水蒸气水蒸气含量含量(%)787821210.90.90.030.030.030.03表表1 1 大气组成大气组成返回2 2大气污染物及来源大气污染物及
7、来源2.12.1大气污染大气污染 依据国际标准化组织依据国际标准化组织(1SO)(1SO)作出的定义:作出的定义:大气污染通常是指由于人类活动和自然过程大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。大气污染可分为四类:大气污染可分为四类:1 1、局部地区、局部地区(个体行为)个体行为)2 2、区域性(区域行为)、区域性(区域行为)3 3、广域性(大区域行为,如酸雨)、广域性(大
8、区域行为,如酸雨)4 4、全球性(跨越国界,如温室效应)、全球性(跨越国界,如温室效应)2.22.22.22.2大气污染物大气污染物大气污染物大气污染物 自自自自然然然然污污污污染染染染物物物物和和和和人人人人为为为为污污污污染染染染物物物物,引引引引起起起起公公公公害害害害的的的的往往往往往往往往是是是是人人人人为为为为污污污污染染染染物物物物。依依依依照照照照污污污污染染染染物物物物存存存存在在在在的的的的形形形形态态态态,分分分分为为为为颗颗颗颗粒粒粒粒污污污污染染染染物与气态污染物。物与气态污染物。物与气态污染物。物与气态污染物。1 1 1 1、颗粒污染物、颗粒污染物、颗粒污染物、颗粒
9、污染物 大大大大气气气气中中中中危危危危害害害害最最最最大大大大、最最最最严严严严峻峻峻峻的的的的污污污污染染染染物物物物,除除除除固固固固体体体体颗粒外还包括液滴。颗粒外还包括液滴。颗粒外还包括液滴。颗粒外还包括液滴。颗粒污染物按颗粒粒径可分为:颗粒污染物按颗粒粒径可分为:颗粒污染物按颗粒粒径可分为:颗粒污染物按颗粒粒径可分为:降尘降尘降尘降尘 粒径大于粒径大于粒径大于粒径大于10m10m10m10m,尘粒、粉尘,尘粒、粉尘,尘粒、粉尘,尘粒、粉尘(75,(75,(75,(75,粗尘粗尘粗尘粗尘)飘尘飘尘飘尘飘尘 粒径小于粒径小于粒径小于粒径小于10m10m10m10m,粉尘、烟尘,粉尘、烟
10、尘,粉尘、烟尘,粉尘、烟尘 液液液液滴滴滴滴由由由由蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽凝凝凝凝合合合合、液液液液体体体体喷喷喷喷雾雾雾雾、雾雾雾雾化化化化以以以以及及及及化化化化学学学学反应形成,粒径小于反应形成,粒径小于反应形成,粒径小于反应形成,粒径小于100m100m100m100m,如水雾、酸碱雾、油雾。,如水雾、酸碱雾、油雾。,如水雾、酸碱雾、油雾。,如水雾、酸碱雾、油雾。*四川乐山四川乐山四川乐山四川乐山:粉尘污染严峻粉尘污染严峻粉尘污染严峻粉尘污染严峻 乐山沙湾国宏电冶有限公司在沙湾区太平镇上空排放滚滚浓烟,过往行人乐山沙湾国宏电冶有限公司在沙湾区太平镇上空排放滚滚浓烟,过往行人乐山沙湾国宏电冶有
11、限公司在沙湾区太平镇上空排放滚滚浓烟,过往行人乐山沙湾国宏电冶有限公司在沙湾区太平镇上空排放滚滚浓烟,过往行人低头走路不敢抬头;骑摩托车的人戴着防护镜;路边植物叶片上覆盖着白低头走路不敢抬头;骑摩托车的人戴着防护镜;路边植物叶片上覆盖着白低头走路不敢抬头;骑摩托车的人戴着防护镜;路边植物叶片上覆盖着白低头走路不敢抬头;骑摩托车的人戴着防护镜;路边植物叶片上覆盖着白色粉尘。放眼望去,本应是满眼青翠的太平镇,却变成了灰白世界。该厂色粉尘。放眼望去,本应是满眼青翠的太平镇,却变成了灰白世界。该厂色粉尘。放眼望去,本应是满眼青翠的太平镇,却变成了灰白世界。该厂色粉尘。放眼望去,本应是满眼青翠的太平镇,
12、却变成了灰白世界。该厂是是是是20012001年投资年投资年投资年投资50005000万兴建的,主要生产电石等化工产品,排放烟尘中含万兴建的,主要生产电石等化工产品,排放烟尘中含万兴建的,主要生产电石等化工产品,排放烟尘中含万兴建的,主要生产电石等化工产品,排放烟尘中含有大量细煤渣和石灰粉尘。几年来,该企业排放的烟尘使四周几平方公里有大量细煤渣和石灰粉尘。几年来,该企业排放的烟尘使四周几平方公里有大量细煤渣和石灰粉尘。几年来,该企业排放的烟尘使四周几平方公里有大量细煤渣和石灰粉尘。几年来,该企业排放的烟尘使四周几平方公里范围内的费槽村、孙坝村等村庄,都受到不同程度地影响。在问题最严峻范围内的费
13、槽村、孙坝村等村庄,都受到不同程度地影响。在问题最严峻范围内的费槽村、孙坝村等村庄,都受到不同程度地影响。在问题最严峻范围内的费槽村、孙坝村等村庄,都受到不同程度地影响。在问题最严峻的费槽村,的费槽村,的费槽村,的费槽村,10001000多名村民深受其害,一些人已因此患上严峻鼻炎。村民多名村民深受其害,一些人已因此患上严峻鼻炎。村民多名村民深受其害,一些人已因此患上严峻鼻炎。村民多名村民深受其害,一些人已因此患上严峻鼻炎。村民王秀兰说:王秀兰说:王秀兰说:王秀兰说:“2002“2002年以来,常常感到头昏、眼花、恶心,医院检查是鼻窦年以来,常常感到头昏、眼花、恶心,医院检查是鼻窦年以来,常常感
14、到头昏、眼花、恶心,医院检查是鼻窦年以来,常常感到头昏、眼花、恶心,医院检查是鼻窦炎。去年以来,已经花了炎。去年以来,已经花了炎。去年以来,已经花了炎。去年以来,已经花了50005000多元的医药费,现在仍未好转,每天都吃多元的医药费,现在仍未好转,每天都吃多元的医药费,现在仍未好转,每天都吃多元的医药费,现在仍未好转,每天都吃药药药药”。目前,乐山市、区两级政府对此正在整治当中。目前,乐山市、区两级政府对此正在整治当中。目前,乐山市、区两级政府对此正在整治当中。目前,乐山市、区两级政府对此正在整治当中。(新华社(新华社(新华社(新华社20042004年年年年1111月月月月9 9日)日)日)
15、日)2004年11月3日摄河北唐县粉尘污染亟待治理 河北省唐县迷城乡、白合镇一带有数十家生产工艺简陋、没有除尘河北省唐县迷城乡、白合镇一带有数十家生产工艺简陋、没有除尘设备的石灰窑和沙石厂设备的石灰窑和沙石厂,他们无度开山采料他们无度开山采料,使太行山山体遭到破坏。使太行山山体遭到破坏。这是两名工人在唐县迷城乡境内的一个粉尘漫天飞的石灰窑工作这是两名工人在唐县迷城乡境内的一个粉尘漫天飞的石灰窑工作 (新华社(新华社20052005年年5 5月月1010日)日)2 2 2 2、气态污染物、气态污染物、气态污染物、气态污染物 (1)(1)(1)(1)含硫化合物含硫化合物含硫化合物含硫化合物 SO2
16、 SO2 SO2 SO2、SO3SO3SO3SO3和和和和H2SH2SH2SH2S等。等。等。等。(2)(2)(2)(2)含氮化合物含氮化合物含氮化合物含氮化合物 NO NO NO NO、NO2NO2NO2NO2、NH3NH3NH3NH3等。等。等。等。(3)(3)(3)(3)碳氧化合物碳氧化合物碳氧化合物碳氧化合物 CO CO CO CO和和和和CO2CO2CO2CO2。(4)(4)(4)(4)碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物 有机废气。有机废气。有机废气。有机废气。(5)(5)(5)(5)卤素化合物卤素化合物卤素化合物卤素化合物 含氯和含氟化合物。含氯和含氟化合物。含氯和含氟化合物
17、。含氯和含氟化合物。3 3 3 3、二次污染物、二次污染物、二次污染物、二次污染物 污污污污染染染染源源源源干干干干脆脆脆脆排排排排入入入入大大大大气气气气未未未未发发发发生生生生性性性性质质质质变变变变更更更更的的的的污污污污染染染染物物物物称称称称为为为为一一一一次次次次污污污污染染染染物物物物,一一一一次次次次污污污污染染染染物物物物之之之之间间间间或或或或一次污染物和大气原有组分发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染物。一次污染物和大气原有组分发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染物。一次污染物和大气原有组分发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染物。一次污染物和大气原有组分
18、发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染物。以以以以石石石石油油油油为为为为能能能能源源源源,排排排排入入入入大大大大气气气气的的的的一一一一次次次次污污污污染染染染物物物物,在在在在太太太太阳阳阳阳紫紫紫紫外外外外线线线线的的的的作作作作用用用用下下下下发发发发生生生生光光光光学学学学反反反反应应应应,参参参参与与与与光光光光化化化化学学学学反反反反应应应应的的的的一一一一次次次次和和和和二二二二次次次次污污污污染染染染物物物物的的的的混混混混合合合合物物物物,所所所所形形形形成成成成的的的的烟烟烟烟雾雾雾雾污污污污染染染染称称称称为为为为光光光光化化化化学学学学烟烟烟烟雾雾雾雾,也也也也
19、称称称称洛杉矶型烟雾。洛杉矶型烟雾。洛杉矶型烟雾。洛杉矶型烟雾。以以以以煤煤煤煤为为为为原原原原料料料料,大大大大气气气气中中中中的的的的烟烟烟烟尘尘尘尘、SO2SO2SO2SO2,与与与与水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气混混混混合合合合并并并并发发发发生生生生化化化化学学学学反反反反应应应应所所所所生生生生成成成成的的的的烟烟烟烟雾雾雾雾,称为硫酸烟雾,也称伦敦型烟雾。称为硫酸烟雾,也称伦敦型烟雾。称为硫酸烟雾,也称伦敦型烟雾。称为硫酸烟雾,也称伦敦型烟雾。大气主要污染物的生成机理大气主要污染物的生成机理一、烟尘:一、烟尘:一、烟尘:一、烟尘:1.1.烟尘的生成机理烟尘的生成机理烟尘的生成机理烟尘的
20、生成机理(1 1)气气气气态态态态析析析析出出出出型型型型。固固固固体体体体燃燃燃燃料料料料的的的的挥挥挥挥发发发发气气气气体体体体、液液液液体体体体燃燃燃燃料料料料蒸蒸蒸蒸发发发发气气气气和和和和气气气气体体体体燃燃燃燃料料料料,高温缺氧热分解生成碳黑或积炭。高温缺氧热分解生成碳黑或积炭。高温缺氧热分解生成碳黑或积炭。高温缺氧热分解生成碳黑或积炭。0.010.010.2m0.2m。气相脱氢聚合反应气相脱氢聚合反应气相脱氢聚合反应气相脱氢聚合反应:甲烷甲烷甲烷甲烷 CHCH4 4 2H 2H2 2+C+C 乙烷乙烷乙烷乙烷 C C2 2HH6 6 3H 3H2 2+2C+2C C C2 2HH
21、6 6 H H2 2+C+C2 2HH4 4(乙烯)(乙烯)(乙烯)(乙烯)乙烯乙烯乙烯乙烯 C C2 2HH4 4 H H2 2+C+C2 2HH2 2 C C2 2HH2 2 H H2 2+2C2C (2)(2)液态剩余型。液体燃料不完全燃烧:液态剩余型。液体燃料不完全燃烧:液态剩余型。液体燃料不完全燃烧:液态剩余型。液体燃料不完全燃烧:煤煤煤煤胞胞胞胞、油油油油灰灰灰灰:油油油油滴滴滴滴蒸蒸蒸蒸发发发发产产产产生生生生油油油油蒸蒸蒸蒸气气气气燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时,一一一一边边边边膨膨膨膨胀胀胀胀发发发发泡泡泡泡,一一一一边边边边聚聚聚聚缩缩缩缩固固固固化化化化,生生生生成成成成101
22、0300m300m、表表表表面面面面光光光光滑滑滑滑致致致致密密密密、内部絮状、难以燃烧的空心焦粒;内部絮状、难以燃烧的空心焦粒;内部絮状、难以燃烧的空心焦粒;内部絮状、难以燃烧的空心焦粒;石石石石油油油油焦焦焦焦:油油油油雾雾雾雾滴滴滴滴与与与与炙炙炙炙热热热热固固固固体体体体壁壁壁壁面面面面接接接接触触触触时时时时高高高高温温温温裂裂裂裂解解解解,形形形形成颗粒较大的物质,结焦。成颗粒较大的物质,结焦。成颗粒较大的物质,结焦。成颗粒较大的物质,结焦。(3)(3)固固固固态态态态剩剩剩剩余余余余型型型型。固固固固体体体体燃燃燃燃料料料料燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时形形形形成成成成,包包包包括括括
23、括未未未未燃燃燃燃尽尽尽尽固固固固定定定定碳碳碳碳和灰分(飞灰),和灰分(飞灰),和灰分(飞灰),和灰分(飞灰),3 3100m100m。2.烟尘的危害烟尘的危害 10m能能快快速速沉沉降降;10m飘飘尘尘长长期期悬悬浮浮,易易进进入入呼呼吸吸系系统统,干干脆脆进进入入肺肺部部。烟烟尘尘的的化化学学组组成成很很困困难,含有毒物、致癌物,引起肺癌或皮肤癌。难,含有毒物、致癌物,引起肺癌或皮肤癌。二、硫氧化合物二、硫氧化合物主要是主要是SO2,SO3很少。缺氧时,还有很少。缺氧时,还有H2S和元素和元素S。生成生成SO2的总放热反应的总放热反应 S+O2 SO2 火火焰焰中中的的淡淡蓝蓝色色是是O
24、原原子子和和SO反反应应形形成成SO2时时所所放放射射的的光光谱谱。SO是是一一种中间产物。种中间产物。1.生成机理生成机理(1)有机硫和)有机硫和H2S的氧化的氧化 H2S主要在油中。煤中有机硫主要在油中。煤中有机硫500分解分解H2S。H2S、S元元 素素 首首 先先 SO(H2S+O2SO+H2O;S+O2SO+O)再再 SO+O2SO2+O ;SO+OHSO2+H(2)无机硫的氧化)无机硫的氧化 无机无机FeS2分解速度慢。分解速度慢。1)缺缺氧氧时时,500,分分解解成成S、H2S和和FeS,FeS必必需需1400才能分解出才能分解出S,再氧化成,再氧化成SO2。2)富富氧氧下下,F
25、eS2干干脆脆氧氧化化SO2:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 S含量含量,空气量,空气量,SO2。(3)SO2在大气中的转化在大气中的转化 SO2在大气中的转化速度特殊小。在大气中的转化速度特殊小。(若若存存在在金金属属氧氧化化物物、颗颗粒粒物物、NOX等等可可作作催催化化剂剂的的物物质质,可可增增大大SO2SO3的的速速度度,或或干干脆脆氧氧化化为为硫硫酸酸盐盐气气溶溶胶胶,如如MgO2SO2MgSO4,SO2和和SO3与与水水蒸蒸气气反反应应都都会会形形成硫酸蒸汽。)成硫酸蒸汽。)2 2。硫化合物的危害。硫化合物的危害。硫化合物的危害。硫化合物的危害SO2SO2:有有有有猛猛
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