大气课件(一章).ppt

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1、课程在培养计划中的作用大气污染控制工程是高等院校环境工程专业的主干学科，本科生专业必修课之一。本课程系统地讨论大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识，大气污染防治技术的基本理论、基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等。培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的基本能力,结合课程实验和毕业设计等教学环节,为学生毕业后从事大气污染控制工程设计,技术管理等工作奠定必要的基础。课程内容、教学基本要求基本要求了解大气污染物及其主要污染源,大气环境标准及综合防治措施。了解大气污染与燃烧的关系。了解大气污染与气象的关系,初步学会大气污染物浓度分布和烟囱设计的估算方法。基本掌握除尘技术的基本理论,

2、学会正确选用除尘设备、设计除尘系统。基本掌握气态污染物净化的基本原理,主要污染物的典型净化工艺流程和设备。基本掌握设计、选择和运行大气污染净化系统。第一章 概 论讲授内容：大气圈的构成及大气组成大气圈（各层特点）大气组成（恒定组分、可变组分、不定组分）大气污染的形成大气污染的含义大气污染源的分类一次污染物和二次污染物重要的大气污染物（CO、NOx、SOx、HC、dust、Mist等）大气的危害大气污染与气象的关系大气污染气象学的研究状况影响大气污染的气象因子（动力因子、热力因子）大气污染的状况大气污染防治途径 大气污染质量控制标准第一章 概 论空气的重要意义：人是完全靠空气生存的，成年人平均每

3、天约需Kg粮食和2Kg水，但对空气的需求就大得多，每天约13.6Kg（合10m3）。若三者都断绝供应，引起死亡的首先是空气，要是空气中混进有毒害的物质，则毒物随空气不断地被吸入肺部，通过血液遍布全身，对人体健康直接产生危害。大气污染对人的影响不同于土壤和水的污染，它不仅时间长且范围广（较多是地域性的，也有全球性的）。地球上发生的八大“公害事件”，其中五起是因大气污染造成的。当然，空气污染的原因不只是人类的活动，还有像森林、火灾和火山爆发一类的天然事件。不过后者通常在空气污染中起次要作用。本章仅讨论有关认为污染方面的问题，并简略介绍一些控制污染的技术措施。1-1 大气圈的构成及大气组成大气圈的构

4、成及大气组成大气圈大气圈随地球引力而转的大气层叫大气圈。大气圈的最外层的界限是很难确切划分的，但大气也不能认为是无限的。在地球场内受引力而旋转的气层高度可达10000Km。有的学者就以10000Km作为大气圈的最外层。一般情况下认为，从地球表面到10001400Km的气层作为大气圈的厚度，超出1400Km以外气体非常稀薄，就是宇宙空间了。大气圈中的空气分布是不均匀的，海平面上的空气最稠密。在近地层的大气层里，气体的密度随高度的上升而迅速的变稀。但是在4001400Km大气层里空气是渐渐变稀薄的。大气圈的总质量约为6000万亿吨，约为地球质量的百万分之一。A.大气的构造：根据大气圈中大气组成状况

5、及大气在垂直高度上的温度变化，划分大气圈层的结构如下：B大气层的特点：对流层：对流层：）相对于整个大气圈厚度而言很薄，按最厚处计，占总厚度的9%,其质量占总质量的75%。在这一层中除了有纯净的干空气以外，还含有一定量的水蒸气，适度的湿度度对人和动植物的生存起到重要的作用。）一般情况下，温度自地表面向高空递减，0.65/上升100米。在对流层中，由于太阳的辐射以及下垫面特性和大气环流的影响，使得在该层中出现极其复杂的自然现象，有时形成易于扩散的气象特征，有时形成对生态系统产生危害的逆温气象条件，雨、雪、霜、雾、雷电等自然现象也都出现在这一层。）大气有较强的对流运动，大气污染也主要发生在这一层，特

6、别是在靠近地面1-2Km的近地层更易造成污染。近地层大气污染物的扩散能力主要取决于当时的气象条件。）温度、湿度等各气象要素水平分布不均匀。平流层平流层：）在这一层里气体的温度先随高度上升有缓慢的增加在30-35Km处，T=-55，然后上升（气温）较快。这是因为在该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线所致。）几乎不存在水蒸汽和尘埃，一般处于平流运动。）大气很干燥，没有云、雨等现象，是飞机理想的飞行区域。中间层中间层：气温随高度增加迅速降低，有强烈的垂直对流运动。电离层电离层：气温随高度增加迅速上升，空气处于高度电离状态，发电报是靠这层反射回来。散逸层散逸层：气体温度很低，气体粒子能克服地球引力而逸向星际

7、空间。星际空间内每m3空间有数十个离子存在。研究重点研究重点：对流层，平流层2.大气组成大气组成大气的定义大气的定义:大气（空气）从自然科学角度来看，空气和大气常常作为同义词，二者没有实质性的差别。按国际标准化组织（ISO）给大气和空气下的定义：大气是大气是指地球环境周围所有空气的总和。环境空气是指暴指地球环境周围所有空气的总和。环境空气是指暴露在人群、植物、动物和建筑物之外的室外空气。露在人群、植物、动物和建筑物之外的室外空气。但在研究近地层的空气污染规律及对空气质量进行评价时，为便于说明问题，有时两个名词分别使用。一般对于居住在室内或特指某个地方（如车间、厂一般对于居住在室内或特指某个地方

8、（如车间、厂区等）供动植物生存的气体习惯上称为空气区等）供动植物生存的气体习惯上称为空气。在大气物理、大气气象、自然地理以及环境科学研究中，常常是以大区域或全球性的气流作为研究对象，因此，就常用大气一词。大大 气气 的的 组组 成成大气是一个多种气体的混合物，由混合气体、水气和悬浮微粒组成，可分为：恒定组分恒定组分：O2(20.95%)、N2(78.09%)、氩（0.93%）、惰性气体。上述组分的比例在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。表1-1，P1 干洁空气的组成。可变组分可变组分：CO2、水蒸汽、O3这些组分在大气中的含量是随季节、气象的变化以及人们的生产、生活活动的影响而发生变化。

9、不定组分不定组分:第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难所引起的。污染物有尘埃、S、H2S、SOx、NOx等。第二环境问题引起的。1-2 大气污染大气污染1.大气污染的含义：大气污染的含义：国际标准组织定义（ISO）定义：指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气，呈现出足够浓度达到足够的时间，并因此而危害了人群的舒适、健康和福利或危害了环境的现象2.大气污染源的分类大气污染源的分类 有四种分类法按污染源存在形式：固定污染源、移动污染源；按污染源排放方式：高架源、面源、线源；按污染源排放时间：连续源、间断源、瞬时源；按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽

10、车排气。进行大气质量评价适宜用第一种分法，研究扩散适宜用第二种分法，分析污染物排放时间规律适宜用第三种分法，解决污染物，控制污染物适宜用第四种分法。3一次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物一次污染物：指直接从各类污染源排出的物质。可分为：非反应物质，其性质较稳定；反应性物质，性质不稳定，在大气中常与某些其它物质产生化学反应或作为催化剂促进其它污染物产生化学反应。二次污染物：反应性的二次污染物与大气中的其它组分反应形成的物质。如二次污染物硫酸烟雾（又称硫酸气溶胶）形成过程。往往二次污染物比一次污染物的危害大得多。4主要大气污染物主要大气污染物按其存在状态可概括为气溶胶状污染物和气态状污染物

11、。（1）气溶胶状污染物（颗粒污染物）（2）气态状污染物(1)气溶胶状污染物分类分类：气溶胶中 0.11m 微粒 烟 0.11m 降尘（10m）尘 10100m 飘尘（10m）雾 110m TSP 100m 的颗粒危害：引起呼吸道疾病；致癌作用；造成烟雾事件（硫酸等，SO2之所以在大气中造成危害是由于大气中微尘带有一些Mn2+、Fe2+等催化剂使（2）气态状污染物常见的有：CO、NOx、HC化合物、SOx、微粒、光化学烟雾等硫化物（民用炉、热点站、金属冶炼、硫酸厂）；氮化物（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂）；氧化物（CO、CO2）；卤化物（氟化物、氯化物、制碱厂）；有机物质的污染。1）CO 占总污染量的

12、30%主要来源：汽车排气占50%危害：与血红蛋白结合危害人体，排量多会使空气中O2量降低。2）NOx、NO、NO2 本身含氮变成游离氮原子和氧作用（燃料NO）来源：石化燃料的燃烧 高温下，大气中的氮和氧结合（热解NO）NOx生成量与燃烧温度有关 各种工业过程（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂等）危害：光化学烟雾的主要成分；对动植物体有强的腐蚀性。3）碳氢化合物（）碳氢化合物（HC）来源：燃料燃烧不完全排放HC化合物，汽车尾气中有10%HC化合物。美国70年统计，在总HC尾气中，汽车排气占48%。危害：危害：光化学烟雾的主要成分。4）硫氧化物）硫氧化物来源：来源：燃料燃烧；有色金属冶炼；民用燃烧炉灶。SO

13、2浓度：3.5%以上 高浓度烟气 3.5%以下 低浓度烟气危害：产生酸雨；腐蚀生物的机体；产生化学烟雾。硫酸烟雾的代表事件：伦敦烟雾事件 6）其他有害物质（石棉、铍、汞）其他有害物质（石棉、铍、汞）7）光化学烟雾）光化学烟雾光化学烟雾早在1946年最早在洛杉矶发现，故又叫“洛杉矶烟雾”。这种烟雾经常发生在夏季和早秋季节，每次事件给人造成很大的灾难。大气中的一次污染物如汽车、工厂等排放的燃烧生成物和未燃烧物质经过太阳光的照射，各种污染物之间发生反应形成二次污染物烟雾，被称为光化学烟雾。13 大气污染的危害大气污染的危害大气污染物侵入人体途径：大气污染物侵入人体途径：表面接触；食入含有大气污染物的

14、食物；吸入被污染的空气。危害：危害：人体健康危害 对植物的危害：叶萎缩、枯烂、吸入到果实中。局部气候的影响 对金属制品、油漆、涂料、建筑、古物等的危害 对臭氧层的破坏14 大气污染与气象的关系大气污染与气象的关系大气污染可看作是污染源所排放出的污染物和对污染物起着扩散稀释作用的大气，以及承受污染的物体三者相互关联所产生的一种效应。一个地区的大气污染情况是与该地区的污染源所排放出的污染物总量有关的。这个总量是不因气象条件的影响而发生变化的。但是，排放出的污染物的浓度在时空分布上却是受到气象条件的控制。由于气象条件的不同，污染物作用于承受者的污染程度也就不一样。近几十年来，世界上发生了多次大气污染

15、事件，每次污染事件都是在一定地形和一定气象条件下发生的。1-5大气污染控制基本方法大气污染控制基本方法一、大气污染控制的定义一、大气污染控制的定义二、要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环二、要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环境污染的特征。境污染的特征。（1）我国大气环境的特征：）我国大气环境的特征：普遍受到尘、SO2为主的烟煤型污染；在大城市或特大城市要注意NOX的污染来源：主要是汽车；酸雨；局部地区的污染：如氧化物：包头、抚顺、昆明等；铅：沈阳、广州、长春、上海等。（2）大气污染的特征：）大气污染的特征：污染物微量（百万分之一计算），浓度用ppm.mg/m3计算；污染物量变化（风经常影响其

16、浓度）；污染物质变化（如NOX和有机物在光的作用下会产生O3、甲醛（PAN）3等。二二.大气污染防治技术大气污染防治技术（1）污染物的捕集）污染物的捕集 集气罩集气罩（2）颗粒状污染物）颗粒状污染物除尘净化技术，包括：重力沉降；旋风除尘；袋式除尘；过滤法；湿式除尘；静电除尘等。（3）气态污染物的净化吸收法；吸附法；催化氧化；催化还原；生物净化；电子束照射；燃烧法；冷凝法；膜分离技术等（4）污染物的稀释控制综合防治的基本原则综合防治的基本原则1）防与治相结合，以防为主。2）回收资源与净化处理相结合，以回收资源为主3）企业治理与区域治理相结合4）人工净化与自然净化相结合1-6 大气环境质量控制标准

17、大气环境质量控制标准 大气环境质量标准按其用途分为：大气环境质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准及大气污染警报标准等。按其适用范围分为国家标准、地方标准和行业标准。大气环境质量标准大气环境质量标准大气污染物排放标准大气污染物排放标准石家庄市污染现状及防治对策1.市区大气环境的基本情况 2001年数据:石家庄市二类区大气环境TSP.SO2.NOX达标天数百分率分别为30%.59%.98%.三类区大气环境TSP.SO2.NOX达标天数百分率分别为66%.79%.94%.2.影响市区大气环境质量的因素自然因素人为因素自自 然然 因因 素素1.大区域环境对市区空气质量的影响2.市区周边环境对市区空气质量的影响3.气候因素对空气质量的影响 逆温天气频率高 气候干旱少雨人人 为为 因因 素素1.热岛效应2.燃煤带来的污染3.燃烧设施及污染物排放情况4.靠燃煤供应能源的企业与居民区.生产区.商业区的分布混杂5.能源结构不合理6.机动车尾气排放7.城市环境基础设施欠账较多8.城市生活对空气质量的影响三三.大气污染综合防治对策大气污染综合防治对策1.加强城市环境管理2.改变市区生态环境3.加强建筑工地管理4.治理工业污染源5.治理机动车尾气6.采取切实有效措施,综合防治扬尘污染7.产业结构和能源结构调整8.加强宣传教育,全民动员,共同推动大气污染防治工作