第7章大气污染与防治

第7章大气污染与防治2内容简介第一节大气的结构与组成第二节大气污染及污染源第三节大气污染的影响第四节全球大气环境问题第五节大气污染综合防治3内容简介第一节大气的结构与组成第二节大气污染及污染源第三节大气污染的影响第四节全球大气环境问题第五节大气污染综合防治4第一节大气的结构与组成一、大气的组成大气是由多种气体混合组成的，按其成分可概括为3部分：干洁空气、水汽、悬浮颗粒。1、干洁空气即干燥清洁的空气，平均分子质量28.966，标准状态下密度是1.293kg/m3。5第一节大气的结构与组成大气是由多种气体混合组成的，按其成分可概括为3部分：干洁空气、水汽、悬浮颗粒。2、水汽在正常状态下变化为0.02%~6%。它是成云致雨的必要条件，强烈吸收长波辐射，对地面起到保温作用。3、悬浮颗粒除了水汽凝结物如云、雾滴、冰晶等，主要是大气尘埃和悬浮在大气中的其他杂志。6第一节大气的结构与组成二、大气的结构1、大气与空气大气与空气两个词从自然科学角度来说并没有实质性差别，一般对于室内或某个特定场所所供动植物生存的气体，习惯上称为空气，而在科学研究中，当以大区域或全球性作为研究对象时候，则常用大气一词。7第一节大气的结构与组成2、大气的结构地球的最外层被一层约5×1015t的混合气体包围着。由于受地心引力的作用，大气在垂直方向的分布极不均匀，大气的质量主要集中在下部:50%的质量主要集中在离地面5km以下，75%集中在10km以下，90%集中在30km以下的范围内。距离地面1000~1400km的高空，气体非常稀薄。89根据大气垂直方向分布的特点，在结构上可将大气圈分为5层对流层大气的最底层，平均厚度约12km，集中了大气中80%的空气和几乎所有的水蒸气。气温随高度增加而降低具有强烈的对流作用，云、雾、雨、雪等主要天气现象均出现在次层，对人类的生产生活影响最大，也是大气污染的主要研究对象。10平流层对流层顶到50km的大气层为平流层。平流层中空气没有垂直空气运动，水平运动占显著优势，空气比对流层稀薄干燥，水汽、尘埃等含量甚微，大气透明度好，很难出现云、雨等天气现象，因此是超音速飞机飞行的理想场所。平流层中有厚约20km（15~35km）的一层臭氧层。能大量吸收太阳光中的对动植物有害的紫外线，使地球生物免受紫外线的照射，同时还能对地球起保温作用，被誉为地球生命的“保护伞”。根据大气垂直方向分布的特点，在结构上可将大气圈分为5层11根据大气垂直方向分布的特点，在结构上可将大气圈分为5层中间层平流层顶到80km高度范围内的大气称为中间层。该层空气更为稀薄，出现较强的垂直对流运动。12根据大气垂直方向分布的特点，在结构上可将大气圈分为5层暖层（热成层）从80km约500km的高空称为暖层。在太阳和宇宙射线的作用下，该层中的气体大多处于电离状态，其下部基本上是由分子氮组成，上部由原子氧所组成，因此暖层具有较高密度的带电离子，又称为电离层。电离后的氧能强烈吸收太阳的段波辐射，因而该层气体温度很高，并随高度增加而迅速增加。电离层能反射地面发射的电磁波，对地面的无线电通讯起到重要作用。13根据大气垂直方向分布的特点，在结构上可将大气圈分为5层散逸层暖层之上的大气统称为散逸层。该层空气极为稀薄，密度几乎与太空密度相同。由于该层空气受地心引力极小，分子运动快，很容易逃逸到宇宙空间。14内容简介第一节大气的结构与组成第二节大气污染及污染源第三节大气污染的影响第四节全球大气环境问题第五节大气污染综合防治15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。大气污染物：指由于人类的活动或自然过程排入大气、并对环境产生有害影响的物质。主要包括微粒、CO、碳氢化合物(CH)、氮氧化合物(NOx)、硫氧化合物(SOx)。一次污染物二次污染物——光化学烟雾第二节大气污染物及其来源16大气污染形成环节排放源大气污染物接受者大气污染的形成过程由三个环节组成，缺少任何一个环节就构不成大气污染。混合、迁移、扩散、转化17环境的自净容量大气的自净作用：污染物进入大气后，大气通过各种方式摆脱混入的污染物而恢复其自然组成的过程。包括稀释、沉降、扩散等作用。大气污染大气的自净作用18大气污染物的来源大气污染源污染源位置的分布农业污染源交通污染源工业污染源生活污染源污染物发生类型线源点源面源第二节大气污染物及其来源19存在形式划分：固定、移动污染源排放方式划分：高架、面、线污染源排放时间划分：连续、间歇、瞬时污染源污染物产生类型：工业、生活、交通污染源自然污染源&人为污染源20二、主要大气污染物大气的污染物根据污染物的来源，可分为一次污染物及二次污染物。一次污染物：直接从各种排放源进入大气的污染物质，如颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等二次污染物：由一次污染物在大气中相互作用，或与大气中的正常组分发生化学反应或光化学反应，而形成的与一次污染物物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性较一次污染物强。最常见的二次污染物有硫酸烟雾及光化学烟雾。21光化学烟雾22根据大气污染物存在的状态，可将其分为颗粒污染物及气态污染物。颗粒污染物颗粒物是包含在大气中的分散的液态或固态物质，按粒径大小分为总悬浮颗粒物（TSP）、降尘、飘尘、可吸入颗粒物（IP）等。23气态污染物大气中的气态污染物是以分子状态存在的，其种类很多，其中既有污染源直接排入大气中的一次污染物，也有由一次污染物经化学反应或光化学反应生成的二次污染物。常见的五大类，即含硫化合物、含氮化合物、碳氧化物、碳氢化物及卤族化合物。24（1）含硫化合物含硫化合物主要指SO2、SO3、H2S等，其中又以SO2含量大，危害大，也严重影响大气质量。SO2无色，有刺激性气味，本身毒性不大，但其在大气中很容易被氧化生成SO3，再与水结合形成H2SO4或SO42-，硫酸和硫酸盐可形成硫酸烟雾和酸性降水，造成较大的危害。全世界每天排入大气中的SO2约1.5亿吨，主要来自煤及石油等燃烧。25（2）含氮化合物种类很多，包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4等。造成大气污染的含氮化合物主要有NO、NO2以及由它们生成的二次污染物。NO是无色气味，毒性不大，但再进入大气后，会被氧化成NO2这样一种红棕色的恶臭刺激性的气体，毒性也因此大大增加。此外，NO2也会参与大气中的光化学反应，形成光化学烟雾，毒性更大。大气中的含氮氧化物（NOX）主要是由人为污染源产生的，每年约500万t，如燃料的燃烧、汽车尾气、硝酸工业、氮肥厂、有色及黑色金属的生产过程等。26（3）碳氧化物碳氧化物主要指的是CO及CO2。CO是一种无色无味无刺激性的气体，在吸入人体后，能与血红蛋白结合，损害输氧能力，使机体缺氧，严重时甚至导致人窒息死亡。CO主要来自燃料的不完全燃烧和汽车尾气。在CO排入大气后，由于大气的扩散稀释作用及氧化作用，一般不会造成危害。CO2是无毒气体，但在局部区域的空气中浓度过高时，会导致氧含量相对减少而对人体产生不良反应。此外，由于地球上CO2排放量逐年增加，产生“温室效应”，导致全球气候变暖，已引起各国的关注。27（4）碳氢化物碳氢化合物指的是有碳、氢两种元素组成的各种有机物的总称。大气受到碳氢化合物的污染，能使人的眼睛、鼻子及呼吸道受刺激，并可能影响生理功能，其更大危害还在于它与氮氧化物共同引起光化学烟雾，危害性也因此增加。大气中的碳氢化合物主要来自煤和石油的燃烧，以及汽车尾气等。28（5）卤族化合物卤族化合物主要指卤代烃及卤化物等。人们生活中大量生产的用氟氯烃化合物作为制冷剂、灭火剂或发泡剂，如CFCl3（氟利昂11）、CFCl2（氟利昂12）等。这类物质在低层大气中一般比较稳定，但一到高空中就会分解，产生氯原子而加速臭氧中的臭氧分解，导致“臭氧空洞”。29三、区域性和全球性的大气污染大气环境污染问题由来已久，但大规模、高速度的恶化趋势，只是近一个世纪以来，特别是“二战”后出现的问题。其区域性和全球性大气污染问题中，以酸雨、臭氧层破坏及温室效应三大问题最为引人关注。30四、居室环境质量1.居室环境污染的来源及其危害（1）污染物来源室外污染源室内污染源：①生活污染；②家用电器等；③建筑装饰；④吸烟等其他（2）室内空气主要污染物及其危害“三大室内杀手”：甲醛、苯、氨气2.居室环境污染防治——健康住宅31内容简介第一节大气的结构与组成第二节大气污染及污染源第三节大气污染的影响第四节全球大气环境问题第五节大气污染综合防治32四、大气污染的危害大气污染与人类健康大气污染物侵入人体的主要途径有直接呼吸道吸入，附于食物或溶解于水，随饮食或饮用水侵入，或接触和刺激皮肤侵入。大气对人的危害导致可分为急性中毒、慢性中毒和致癌作用。33343536常见污染物的危害（1）颗粒物大于10um的颗粒物能被鼻毛吸溜住，一般不会给人体健康造成直接危害；小于10um的飘尘，尤其是0.01~5um的可吸入颗粒物最容易进入人体的肺部组织，这种可吸入微粒多在肺部沉积，引起肺部组织的纤维化病变，使肺泡的换气技能下降，导致肺心病、心血管疾病等。37（2）含硫化合物如SO2主要刺激人的呼吸道和眼睛，1~5mg/m3时开始感觉呼吸道受刺激；到20mg/m3时候，眼睛流泪，咽喉疼，咳嗽；100mg/m3时，有生命的东西死亡。当空气中的H2S浓度为0.02mg/m3时，有刺激眼黏膜的感觉，达0.7mg/m3时候，表现为抽搐、痉挛，达1mg/m3时发生中毒死亡。38（3）碳氧化物如CO危害主要是阻碍体内氧气的传输，使人体缺氧，CO进入人体后能和血液中的血色素结合成一氧化碳血色素，结合力比和氧的亲合力高200~300倍，从而使血液为体内各组织输氧的功能降低，出现缺氧的病症。39（4）氮氧化物NO、NO2是重要的大气污染物。危害是对呼吸系统的刺激作用和输氧功能的降低。NO能与血液中的血红蛋白结合，生成亚硝酸盐血红蛋白和亚硝酸盐高铁血红蛋白，血液的输氧功能下降。NO2可危害人的呼吸系统，如达100mg/m3，可致人死亡。此外，氮氧化物和碳氢化物可在阳光作用下生成光化学烟雾，刺激人的眼睛、喉咙，危害更大。403、大气污染对植物的影响和危害短期内，高浓度污染物对植物造成的危害有伤斑、叶片逐渐枯萎脱落直到死亡。长时间内，低浓度的污染物造成植物叶片褪绿，影响生长发育（如矮小、变细、脆弱等），或外表生长发育不正常，但生理机能收到影响，产量因此下降。414、大气污染对器物的危害对物品影响严重的污染物有SO2、H2S、O3和富有刺激性、腐蚀性物质的颗粒物等。这些损害包括玷污性损害和化学性损害两个方面。玷污性损害是污染物颗粒落到器物上，有的可以冲洗掉，有的则很难除掉，如煤焦油等。化学性损害是由于污染物的化学作用，造成了器物的腐蚀变质，如SO2与水汽结合成的酸雾、雾滴使金属物品产生严重的腐蚀，使织物、皮革腐蚀破碎，使纸张褪色变脆、剥蚀，损害了名胜古迹原貌而失去了艺术价值。如经历5000年的埃及狮身人面像。4243内容简介第一节大气的结构与组成第二节大气污染及污染源第三节大气污染的影响第四节全球大气环境问题第五节大气污染综合防治44第四节大气污染的综合防治一、综合防治的原则1.全面规划、合理布局2.加强环境管理3.加强对大气污染源的防治4.控制污染源污染5.绿化造林45二、主要污染物控制技术1、烟尘控制技术由燃料燃烧或其他能源加热过程产生的烟尘，以及固体物料破碎等机械过程产生的粉尘，在进入大气后都以固态或液态粒子形式存在。减少该类污染物的排放方式一为改变燃料的构成，以减少颗粒物的生成，二为在粉尘排放到大气之前采取控制设备将其去除。而从废气中去除粉尘的设备，称为除尘（集尘）装置，或叫除尘（集尘）器。46（1）除尘装置的分类根据除尘主要机理，除尘装置可分为机械除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器及静电除尘器等；根据在除尘过程是否使用水