工程环境保护与可持续发展第3章大气污染.ppt
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1、第三章第三章 大气污染大气污染要掌握的内容:要掌握的内容:污染的种类、来源及其危害大气污染物扩散原理及其模式大气污染控制(排放标准、综合控制措施)河北省某钢铁厂是重污染企业,企业规模还在不断扩大,严重影响当地居民的生活 河南安阳市,一村庄离炼钢炉只有一墙之隔,村里每天都下铁雨,村民在这污染严重的环境下生活内蒙古某发电厂二条黑色的巨龙覆盖着村庄宁夏某工业园区高大的烟囱上粉尘从天而降,当地居民叫苦连天,他们出门就得做好防范措施在山西某市是污染严重地区,农民在棉花地里干了两小时的活之后全身都是煤灰第一节第一节 概述概述1.大气组成大气组成 大大气气是是人人类类及及一一切切生生物物赖赖以以生生存存必必
2、不不可可少少的的物物质质和和基基本本环环境境要要素素之之一一。(食、水、空气:人缺乏食物约可生存5周;断绝饮水约可生存5天;而离开空气,则5min就会死亡。)通常认为通常认为海平面附近的干燥空气是洁净空气海平面附近的干燥空气是洁净空气,其组成基本不变。,其组成基本不变。1000公公里里的的高高空空以以内内称称为为大大气气层层或或大大气气圈圈,其其密密度度随随着着高高度度的的减减小小而增加,大气质量约而增加,大气质量约99.9都都集中在集中在55km以下的空间以下的空间。一、大气污染一、大气污染大气组成大气组成:干燥洁净的混合气体干燥洁净的混合气体(空气):(空气):78.09 N2,20.94
3、 O2,0.934 Ar 和和0.032 CO2。共占大气总容积的。共占大气总容积的99.996。(CO2和和O3含量甚微,但对大气温度和生物生存起着重要作用。CO2吸收地表的长波辐射,阻止地球散热。0.25 10-5 O3 吸收太阳紫外辐射99%,集中在2025km的高度处。)悬悬浮浮微微粒粒:固体微粒(悬浮灰、尘、花粉、细菌、冰晶)、颗粒状液体(水滴、云雾、)。影响大气的能见度,削弱太阳的辐射强度。水蒸气水蒸气:含量不大,构成天气现象(云、雾、雨、霜、露)。:含量不大,构成天气现象(云、雾、雨、霜、露)。2.大气污染大气污染 p国国际际标标准准化化组组织织(ISO)定定义义:“空空气气污污
4、染染,通通常常是是指指由由于于人人类类活活动动和和自自然然过过程程引引起起某某些些物物质质进进入入大大气气中中,呈呈现现出出足足够够的的浓浓度度,达达到到了了足足够够的的时时间间,并并因因此此而而危危害害了了人人体体的的舒舒适适、健健康康和和福福利利或或危危害了环境。害了环境。”其明确了:其明确了:(1)形形成成大大气气污污染染的的原原因因:自自然然因因素素、人人为为因因素素;(2)造造成成大大气气污污染染的的必必要要条条件件:即即污污染染物物在在大大气气中中要要含含有有足足够够的的浓浓度度,并并且且停停留留足足够够的的时时间间,超超过过了了允允许许限限度度,使使得得大大气质量恶化,从而危害了
5、人体的舒适、健康和福利或危害了环境。)气质量恶化,从而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。)3.影响大气污染形成的主要因素影响大气污染形成的主要因素 污染物浓度愈高,停留时间愈长,污染愈严重。污染物浓度愈高,停留时间愈长,污染愈严重。n地地理理、地地形形特特征征:影影响响大大气气的的扩扩散散能能力力。不不同同的的特特征征,在在不不同同气气候候条条件件下下,会会形形成成各各种种大大气气环环流流风风。风风可可能能加加速速、也也可可能能不不利利于污染物的扩散。于污染物的扩散。n气气象象条条件件:不不同同的的气气象象条条件件具具有有不不同同的的稀稀释释扩扩散散能能力力。包包括括:风风速和风向、大
6、气气温垂直分布和稳定度、降水过程。速和风向、大气气温垂直分布和稳定度、降水过程。n排排放放源源高高度度:高高烟烟囱囱把把污污染染物物排排向向远远离离污污染染源源的的高高空空,在在更更广广阔阔的的区区域域中中扩扩散散稀稀释释,降降低低污污染染物物在在近近地地面面的的浓浓度度。但但是是污污染染物物的的总量没有减少。总量没有减少。二、大气污染源二、大气污染源定义:定义:造成大气污染的造成大气污染的污染物发生源污染物发生源。按排放按排放方式方式:点点源、源、线线源、源、面面源;源;按排放按排放形式形式:固定固定源、源、流动流动源;源;按排放按排放时间时间:连续连续源、源、间断间断源、源、瞬时瞬时源;源
7、;按排放按排放位置位置:地面地面源、源、高架高架源。源。通常通常人工污染源分为人工污染源分为:生活污染源生活污染源。生活中炉灶、热水器、采暖锅炉。生活中炉灶、热水器、采暖锅炉。工业污染源工业污染源。燃料燃烧、工业生产排放的物质。燃料燃烧、工业生产排放的物质。农业污染源农业污染源。农药和化肥分解产生有害气体、粉尘飞扬。农药和化肥分解产生有害气体、粉尘飞扬。交通污染源交通污染源。交通工具燃烧排放的有害废气。交通工具燃烧排放的有害废气。(其中,燃料燃烧排放的大气污染物占7080)三、大气污染的分类三、大气污染的分类1.大气污染的类型大气污染的类型按大气污染的影响范围按大气污染的影响范围:局部性局部性
8、大气污染:大气污染:某个污染源的小范围(如某一火电厂);某个污染源的小范围(如某一火电厂);(Local)地区性地区性污染:工业区及附近、整个城市;污染:工业区及附近、整个城市;(Regional)广域性广域性污染:超过行政区域的广大地域;污染:超过行政区域的广大地域;(Wide range)全球性全球性大气污染:超越国界、全球。(大气污染:超越国界、全球。(Worldwide)按污染物的种类按污染物的种类:煤烟型煤烟型。煤炭燃烧,SOx、烟尘等,以及形成的二次污染物。石石 油油 型型。石 油 生 产、石 油 制 品 使 用,NOx、COx、HC等,以 及 形 成 的光化学烟雾。混混合合型型。
9、有煤烟型和石油型的综合特征,以煤碳、石油为燃料综合的污染源,以及从工厂企业排出各种化学物质的污染源。特特殊殊型型。某些特殊的气态污染物,如放射性废气、含氯气体、含氟气体。煤炭和石油燃烧排放的废气,在一定的气象条件下形成煤炭和石油燃烧排放的废气,在一定的气象条件下形成二次污染的特征二次污染的特征:氧氧化化型型大大气气污污染染(汽汽车车尾尾气气型型)。石石油油类类燃燃料料燃燃烧烧,汽汽车车排排气气中中CO、NOx、HC。强强烈烈阳阳光光作作用用,污污染染物物发发生生光光化化学学反反应应后后生生成成臭臭氧氧、过过氧氧乙乙酰酰基基硝硝酸酸酯酯类类等等氧氧化化性性二二次次污污染染物物。气气象象条条件件:
10、较较强强烈烈的的阳阳光光,气气温温高高于于23,湿湿度度低低于于75,风风速速小小于于3m/s,通通常常发发生生在在夏夏、秋秋季季节节的的白白天天,以以中中午午污污染最严重。(洛杉矶型、石油型)。染最严重。(洛杉矶型、石油型)。还还原原型型大大气气污污染染(煤煤炭炭型型)。煤煤炭炭燃燃烧烧,产产生生烟烟尘尘、SO2和和CO,多多发发生生于于煤煤炭炭和和石石油油混混合合使使用用的的地地区区。气气象象条条件件:多多云云,气气温温低低于于8,湿湿度度高高于于85,基基本本无无风风、伴伴有有逆逆温温。一一次次污污染染物物低低空空聚聚积积,生生成成还还原原性性硫硫酸酸烟烟雾雾。通常发生在通常发生在冬季,
11、以早晨冬季,以早晨污染最严重。(伦敦型、煤炭型)。污染最严重。(伦敦型、煤炭型)。2.我国的大气概况和特点我国的大气概况和特点 n能能源源消消费费以以煤煤炭炭为为主主,主主要要是是SO2和和烟烟尘尘的的污污染染,大大气气污污染染的的特特征属于征属于煤烟型煤烟型。n污污染染水水平平:北北方方城城市市南南方方城城市市,冬冬季季夏夏季季,早早晚晚中中午午。南南方方城城市市是是酸酸雨雨和和高高硫硫煤煤地地区区的的污污染染,北北方方城城市市是是冬冬季季采采暖暖期期的的污污染。染。n1997年年,污污染染物物排排放放达达到到最最高高值值。其其中中SO2排排放放过过了了美美国国,成成为为世界世界SO2排放第
12、一大国排放第一大国。n1997年年后后,烟烟尘尘、SO2排排放放总总量量呈呈下下降降,但但数数量量仍仍巨巨大大;石石油油消消费和机动车辆急剧增加,费和机动车辆急剧增加,氮氧化物污染呈上升氮氧化物污染呈上升。第二节第二节 大气污染物大气污染物已认定的大气污染物约有已认定的大气污染物约有100种,种,主要为主要为气溶胶态和气态污染物气溶胶态和气态污染物。气溶胶态污染物气溶胶态污染物 气态污染物气态污染物一、气溶胶态污染物一、气溶胶态污染物沉沉降降速速度度可可以以忽忽略略的的固固体体、液液体体颗颗粒粒在在气气体体介介质质中中的的悬悬浮体浮体。分为以下三种形式分为以下三种形式:1.粉粉尘尘(dust)
13、:较较小小悬悬浮浮固固体体颗颗粒粒,200m。煤煤粉粉、水水泥泥、金金属属粉粉尘尘、粘粘土土粉尘、石棉等。一般,粉尘粉尘、石棉等。一般,粉尘75m,粗尘,粗尘75m。2.烟烟尘尘:燃燃烧烧、冶冶金金中中的的细细微微颗颗粒粒:烟烟炱炱(fume),冶冶金金过过程程中中的的固固体体粒粒子子。熔熔融融物物质质挥挥发发产产生生的的气气态态冷冷凝凝物物,1m。如如氧氧化化铝铝(锌锌、铅铅)等等;飞飞灰灰(fly ash),燃燃料料燃燃烧烧中中的的细细小小灰灰粒粒,10m;黑黑烟烟(smoke),燃燃烧烧产产生生的的可可见见气气溶溶胶胶,燃燃料料高高温温缺缺氧氧,烃烃类类热热分分解解生生成成的的碳碳黑黑颗
14、颗粒粒,0.011m。3.雾雾(fog):微小微小液体颗粒液体颗粒。水雾、油雾、酸雾、碱雾,。水雾、油雾、酸雾、碱雾,100m。气象学中是指造成能见度气象学中是指造成能见度l km的小水滴悬浮体的小水滴悬浮体。气溶胶态污染物通常气溶胶态污染物通常500m。100m的颗粒易于沉降,造成的危害较小。的颗粒易于沉降,造成的危害较小。100m的所有固体颗粒物:总悬浮微粒的所有固体颗粒物:总悬浮微粒(TSP)飘尘飘尘:l0m,粒度小,质量轻,不易沉降;,粒度小,质量轻,不易沉降;降尘降尘:l0m,能靠重力在较短时间内沉降;,能靠重力在较短时间内沉降;一一次次污污染染物物(从从污污染染源源直直接接排排放放
15、出出的的):SOx、NOx、COx、HC化化合合物物,O3、氟氟化化物物等。等。二次污染物二次污染物:光化学烟雾、硫酸烟雾等。光化学烟雾、硫酸烟雾等。1.含硫化合物含硫化合物:SO2、SO3和和H2S等。等。SO2:最最主主要要的的气气态态污污染染物物。化化石石燃燃料料燃燃烧烧、有有色色金金属属冶冶炼炼、火火力力发发电电、石石油油炼炼制制、造造纸纸、硫硫酸酸生生产产及及硅硅酸酸盐盐制制品品熔熔烧烧等等过过程程都都向向大大气气排排放放SO2,燃燃烧烧SO2约约占占70以上。以上。H2S:有有机机腐腐败败物物,造造纸纸、炼炼油油、炼炼焦焦、石石化化、农农药药等等生生产产中中的的排排放放。在在大大气
16、气中中很快被氧化成很快被氧化成SO3或或SO2。2.含含氮氮化化合合物物:NO、NO2、N2O、N2O3、NH3、HCN等等,主主要要是是NO和和NO2。大大约约83的的NOX来自燃料燃烧。来自燃料燃烧。此外,硝酸、氮肥、石化、炸药生产。此外,硝酸、氮肥、石化、炸药生产。3.碳碳氧氧化化合合物物:CO、CO2。人人工工:燃燃烧烧。CO排排放放量量为为大大气气污污染染物物之之首首,但但CO的的浓浓度度并并未未持持续续增增加加,表表明明自自然然界界存存在在抑抑制制CO增增长长的的机机制制,如如土土壤壤微微生生物物的的代代谢谢和和OH自自由由基基的的氧氧化化能能将将CO转转化化为为CO2。但但CO排
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