第5章大气污染与防治

第四章大气污染及其防治空气是人类和生物赖以生存的环境因素。当空气中有害物质达到一定浓度时，就会对人类的身体健康和经济生产造成危害，同时也会危害其他生物以致破坏生态环境。认识到这些危害的严重性，人类就要想方设法进行研究和防治，以使空气这一环境因素保持良好状态。本章的主要内容第一节大气污染第二节大气污染的危害第三节大气质量控制标准第四节大气污染的防治第一节大气污染一、大气污染的定义按照国际标准组织（ISO）作出的定义，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，呈现出足够的浓度达到足够的时间，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。大气污染是自然灾害与人为活动两大因素造成的。按照大气污染的范围大致可以分为四类：局部地区大气污染，区域性大气污染，广域性大气污染，全球性大气污染。研究大气污染的目的：研究污染物在大气中的行为，包括污染物的转化和扩散等行为；研究污染物对人体、动物、植物、物体和气候条件等的影响；查明污染物的来源，并且研究其控制方法；制定如何控制大气污染的法规和政策。二、大气的组成及结构1、大气组成恒定组份中主要有氧、氮、氩三种气体，此外，还有微量的氦、氖、氪、氙、氡等惰性气体。可变组份主要指二氧化碳和水蒸汽。不定组分正常大气的气体组成气体浓度(ppm)气体浓度(ppm)氮氧氩二氧化碳氖氦甲烷7809002095009300515185.21.0—1.2氪氧化氮氡氙一氧化碳臭氧10.50.50.080.020.01—0.042．大气的结构一般情况下，人们把距地面1100—1400公里厚度的气层叫作大气圈。大气圈如果按垂直高度上的温度变化来分，大气圈可以分为：对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层等五个层次。大气圈如果按大气各组成的混合状态来分，大气圈可以分为均匀层和非均匀层；大气圈如果按大气电离状况来分，大气圈可以分为电离层和非电离层。大气垂直分层示意图三、大气污染物根据大气污染物存在的形式，可以将大气污染物分为颗粒物质和气态物质。颗粒物质是指大气中粒径不同的固体、液体和气溶胶体。粒径大于10微米的固体颗粒称为降尘，由于重力的作用，能在较短时间内沉降到地面；粒径小于10微米的固体颗粒称为飘尘，飘尘能够长期地飘浮在大气中；粒径小于1微米称为烟，通常烟是由燃烧过程产生的。雾是液体颗粒，其粒径一般在0.1—100微米之间。气溶胶体则是空气中的固体和液体颗粒物质与空气一起结合成的悬浮体，它的粒径在1微米以下，可以悬浮在大气中。微粒的粒度、性质、成因和物态气态物质主要有含硫化合物、氮化合物、碳氢化合物、碳氧化物、卤素化合物等。气态污染物又分为一次污染和二次污染物一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质。二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经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的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。大气污染物分类典型的污染化合物二氧化硫一氧化碳氮氧化物碳氢化合物卤素化合物三、大气污染源污染源就是造成环境污染的发生源，一般指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备和装置等。大气污染源指的是向大气中排放污染物质的发生源。污染源分为天然污染源和人为污染源两类。1．按照污染源存在的形式进行划分固定污染源——就是位置或地点固定不变的污染源。这种污染源主要是一些工矿企业在生产中排放大量污染物而造成的固定污染源。流动污染源——与固定污染源相反，流动污染源的位置和地点是变动的，这主要是指由交通工具在行驶时向大气中排放物质而形成的污染源。2．按照排放污染物的空间分布方式来划分点源——是指污染源集中在一点或相对于所考察的范围而言可以看作一个点的情况。线源——是流动污染源在一定的线路上排污，使该线路成为一条线状污染源的情况。面源——是在一个较大范围内较密集的排污点源连成一片，把整个区域可以看作一个污染源。3．按照污染物排放时间状况划分连续源——持续不断地向大气中排放污染物。间断源——有一定时间间隔地向大气中排放污染物。瞬时源——向大气中排放污染物为突发的或暂时的，并且一般排放时间也比较短。4．按照人类社会活动功能划分工业污染源，农业污染源，交通运输污染源，生活污染源。第二节污染物质在大气中的迁移与转化一、污染物质在大气中的化学变化1．硫化物在大气中的化学变化在大气中的硫化物主要有：硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、三氧化硫(S03)、硫酸(H2SO4)和硫酸铵[(HN4)2SO4]等。硫化物在大气中迁移变化途径2．氮氧化物在大气中的化学变化大气中的氮氧化物种类很多，但主要的污染物是二氧化氮、一氧化氮和氨三种化合物。二氧化氮、一氧化氮和氨三种化合物在大气中的化学变化分为两类：一类是与水、氧分子、臭氧分子和氧原子发生一系列反应生成硝酸盐气溶胶；另一类是在光照作用下，一氧化氮、二氧化氮与碳氢化合物发生光化学反应生成光化学烟雾。二、污染物在大气中的扩散和输运当污染物排入大气以后，将发生扩散和输运两个过程。污染物的输运有水平和垂直两个方向，它们都是在大气气流的推动下进行的。1．影响大气污染输运的主要气象因素湍流风大气稳定度2．影响大气污染输运的主要地理因素城市山区地形海陆界面第三节大气污染的危害一、对人体健康的危害1．飘尘和二氧化硫2．光化学烟雾的危害3．一氧化碳4．其他大气污染物质二、对工农业生产的危害三、对天气和气候的影响第四节大气污染的控制与防治一、控制大气污染源的途径1．合理布局工业2．区域采暖和集中供热3．用高烟囱和集合式烟囱排放4．改变燃料构成5．改革生产工艺．综合利用“废气”6．进行技术更新，改善燃烧过程7．开发新能源二、控制大气污染的技术措施1．消烟除尘技术消烟除尘2．二氧化硫控制从烟气中除硫从燃料中脱硫3．氮氧化物控制液体吸收法催化还原法固体吸附法4．汽车尾气和废气控制燃料供给发动机排气系统三、大气净化措施——植树造林绿化环境吸收二氧化碳，放出氧气吸收大气中的有害物质吸附尘埃杀菌