大气污染控制工程课件01绪论.ppt
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1、1,大气污染控制工程,陈 侠 ,2,教学内容 1大气与大气污染 2大气污染物及其来源 3大气污染的影响 4大气污染综合防治 5环境空气质量控制标准,第1章 绪论,3,第1章 绪论,1.教学要求 明确大气污染控制工程的学习对象、内容和目的 了解大气的组成,掌握大气污染物的概念,以及主要大气污染物的来源、性质和影响 了解大气污染控制方面的法规和标准体系 建立大气污染综合防治的概念 2、教学重点 大气污染的综合防治措施。 3、教学难点 大气污染的来源,大气污染的综合防治措施。,4,1大气与大气污染,一、大气的组成 1.大气与空气 按照国际标准化组织(ISO)对大气和空气的定义: 大气(atmosph
2、ere):是指环绕地球的全部空气的总和(the entire mass of air which surrounds the Earth)。 环境空气(ambient air):是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气(outdoor air to which people,plants,animals and structures are exposed),5,1大气与大气污染,环境空气的重要性 一个成年人每天呼吸大约两万次,吸入的空气量大约1015m3(13.6kg),约食物重量的10倍(食物1.5kg、水2kg)。 环境空气是一种资源,而且是一种可更新的资源。 环境空气的性质:环
3、境空气是一种混合气体,平均分子量为28.966,标准状态下的密度为1.293kg/m3。,6,1 大气与 大气污染,1.大气的组成,7,成云致雨的必要条件,主要 成分,次要 成分,水 汽,固体杂质,生物体的基本成分,维持生物活动的必要物质,植物光合作用的原料;对地面保温,吸收紫外线,使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害,成云致雨的必要条件;对地面保温,干 洁 空 气,O3,N2,O2,CO2,大气各成分的作用,1 大气与 大气污染,8,1大气与大气污染,二、大气污染 1.按照国际标准化组织(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
4、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。,9,10,大气污染,11,1大气与大气污染,2.大气污染的分类: (1)根据大气污染影响范围 局部地区污染 地区性污染 广域性污染 全球(或国际性)性污染。,12,煤烟型(或还原型)污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、CO和微粒物质,它们遇上低温、高湿的阴天,且 风速很小并伴有逆温存在的情况时,一次污染物扩散受阻,易在低空聚积,生成还原型烟雾。,伦敦烟雾事件,1大气与大气污染,(2)根据能源性质、大气污染物组成和反应分类:,13,14,1大气与大气污染,石油型(或交通型或氧化型)污染 污染源主要是机动车(汽油
5、车和柴油车)和机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏季睛天,交通污染严重的地区可能会出现典型的二次污染光化学烟雾。它对人体、动植物、材料均会产生破坏作用,并且严重影响大气能见度。,洛杉矶光化学烟雾事件,15,16,17,1大气与大气污染,混合型污染。包括以煤炭为主要污染源而排出的烟气、粉尘、二氧化硫及其它氧化物所形成的气溶胶;以石油为污染源而排出的烯烃和二氧化氮为主的污染物。此类污染,其反应更为复杂。如臭氧和烯烃反应生成的过氧化氢自由基等氧化物,可大大增加二氧化硫的氧化速率。 特殊型污染。主要产生于工厂生产过程中排出和发生意外事故释放的废气,如氯气、氟化物、金属蒸气或酸雾等
6、所引起的污染。,18,1大气与大气污染,3.大气污染形成具备的条件: (1)大气污染源 (2)大气作用 (3)复杂地形 (4)受害对象。,19,三、全球大气环境问题,全 球 变 暖,臭氧层破坏,1大气与大气污染,酸雨,20,全球变暖,温室效应加剧,太阳辐射透过大气层到达地球表面后,被岩石土壤等吸收,地球表面温度上升,与此同时,地表物质向大气发射出红外长波(400800nm)为主的辐射。大气层中某些气体对短波和可见光吸收很弱,而对长波辐射吸收强烈,因此地球表面从太阳辐射获得的热量相对多,而散失到大气层以外的热量相对少,地球表面的温度得以维持,这就是大气的“温室效应”。,1大气与大气污染,21,2
7、2,“温室气体”: 主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、一氧化氮等。 当它们在大气中的浓度增加时,大气的温室效应就会加剧,引起地球表面和大气层下部的温度升高 。,1大气与大气污染,23,1大气与大气污染,24,大气与大气污染,25,26,1大气与大气污染,27,太阳光中的紫外线辐射,特别是UV-B辐射对生物有 较大的伤害。而阻挡UV-B辐射的就是臭氧。(紫外 线辐射按照其波长的不同,可划分为UV-A(315- 400nm)、UV-B(280-315nm)和UV-C(280nm) 以下三个波段),2.臭氧层破坏,1大气与大气污染,28,1大气与大气污染,29,大气与大气污染,30,1大气与大气
8、污染,31,1大气与大气污染,32,臭氧层破坏的原因,罪魁祸首: 含氯和含溴的简单卤代烷,33,我国青藏高原上空也存在一个相对周围地区浓度 较低的区域。,34,3.酸雨 酸雨:由于人类活动的影响,使降水中溶入其它酸性物质,从而使其pH值降到5.6以下的降水。 酸雨的形成:是复杂的大气化学和大气物理现象,是由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过氧化反应(气相或液相反应),生成硫酸或硝酸和亚硝酸,附在凝结核上降落到地面上的。 影响与危害: (1)损害水生、陆生生物:如鱼类和森林 (2)对人体健康影响:使有毒重金属溶入饮用水中,危害饮用者 (3)腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古
9、迹等,35,我国酸雨的化学特征,36,中国酸雨的分布变化,37,酸雨的危害,水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长,最终导致死亡,引起树木的大量不正常死亡,严重腐蚀建筑物,38,39,一、大气污染物:由于人类活动或者自然过程排入大气,并对人和大气产生影响的那些物质,2大气污染物及其来源,按存在状态,可以分为气溶胶状态污染物 和气态污染物,40,2大气污染物及其来源,1.气溶胶状态污染物(颗粒物): 气溶胶系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在介质中的悬浮体。 (1)粉尘(dust):由于固体物质的破碎、研磨、筛分、输送等机械过程或土壤、岩石的风化等自然过程形成的,1200m。 (2)烟(
10、fume):固体气溶胶,0.011m。 (3)飞灰(fly ash):指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分。 (4)黑烟(smoke):一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。 一般将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘; 将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟,在不需仔细分时,也称为烟尘。 在其他情况下,或泛指小固体颗粒的气溶胶时,则通称粉尘。 (5)雾(fog):是气体中液滴悬浮体的总称,在气象中指造成能见度小于1K M的小水滴悬浮体。,41,2大气污染物及其来源,降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大于10m的粒子,由于其自身的重力作用会很快沉降下来,所以将
11、这部分的微粒称为降尘。,可吸入颗粒物(PM10)是指可在大气中长期飘浮的悬浮物,直径小于10m的粒子。 飘尘能在大气中长期飘浮,易将污染物带到很远的地方,使污染范围扩大,同时在大气中还可为化学反应提供反应床。,1.气溶胶状态污染物,用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量,通常称为总悬浮颗粒物(TSP),空气动力学直径100m的颗粒物。它是分散在大气中的各种粒子的总称,也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。,42,2.气体状态污染物,2大气污染物及其来源,大气中的气体状态污染物又称为气态污染物,它是 以分子状态存在的。气态污染物的种类很多 ,大部分为无机气体 。 常见的
12、有:CO、NOx、HC化合物、SOx、微粒、光化学烟雾等 粉尘(钢铁厂、冶炼厂、水泥厂、建筑材料厂等); 含硫化合化物(民用炉、热电站、金属冶炼、硫酸厂) SO2、H2S; 含氮化合化物(硝酸厂、氮肥厂、炸药厂),NO、NH3; 碳的氧化物(CO、CO2); 卤素化合物(氟化物、氯化物、制碱厂)、HF、HCI; 有机物质的污染,43,一次污染物:直接从污染源排放的污染物。 主要有SO2、H2S 、NO、NH3 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1C12化合物 。,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,
13、其毒性比一次污染物还强。 主要有SO3、H2SO4、MSO4、MNO3 、 NO2、醛类、酮类、酸类。,气 态 污 染 分 类,2大气污染物及其来源,2.气体状态污染物,44,2大气污染物及其来源,(1)硫氧化物 主要指SO2和SO3、H2S 硫氧化物来源:化石燃料燃烧、以及含硫化物矿石的焙烧、 冶炼等过程。 湿度大的情况下,含硫化合物最终被氧化形成硫酸,是形成酸雨的主要来源。 二氧化硫是一种无色的刺激性气体, 腐蚀性很大,会严重刺激人的呼吸系统,使人出现咳嗽、嗓子疼、胸闷和感到呼吸受阻,刺激腐蚀人的肺部,可以造成肺气肿和支气管炎。并加重哮喘病情。 二氧化硫破坏植物的叶绿素,使植物脱水坏死。
14、在适当条件下和飘尘结合在一起,或与水汽中的水蒸汽结合形成硫酸雾,硫酸雾微粒侵入人体肺部,可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡。,2.气体状态污染物,45,2大气污染物及其来源,(2)氮氧化物 NOX是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等的总称,造成大气污染的NOX最主要是NO和NO2。 氮氧化物来源:主要来源于人类生产生活活动,以汽车尾气排放造成的污染最为严重。 氮氧化物危害: 1)氮氧化物可以转化为硝酸,是形成酸雨主要物质之一 2)是形成光化学烟雾的重要物质 3)是消耗臭氧的重要因子 4)NO2对人有生理刺激和腐蚀作用,引起城市居民产生急性呼吸道病变的一种原因 5)可腐蚀织物
15、、材料、破坏染料,使它褪色 6)危害植物,使其组织受害而落叶,甚至枯萎,2.气体状态污染物,46,2大气污染物及其来源,(3)碳氧化物 指CO和CO2。 CO主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺激性的有毒气体。对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传输,使人体缺氧,导致死亡。 CO2是一种无毒的气体,是大气中的 “正常”成分,主要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧。目前,大气中CO2浓度逐渐升高,每年上升0.4%。由于二氧化碳吸收地面长波辐射,使地球升温,导致温室效应,从而形成全球气候变化。,2.气体状态污染物,47,2大气污染物及其来源,(4)有机化合物 有机化合物种类很多,从甲烷到长链
16、聚合物的烃类 大气中的挥发性有机化合物(VOC),一般是C1C10化合物,它不完全相同于严格意义上的碳氢化合物,因为它除含有碳和氢原子外,还常含有氧、氮和硫的原子。 HC是自然界中必不可少的物质,主要指烷烃、烯烃和芳香烃等具有挥发性的有机物,它们主要是由碳原子和氢原子组成。碳氢化合物主要来源于自然界植物分解。,2.气体状态污染物,48,2大气污染物及其来源,(5)硫酸烟雾 硫酸烟雾系大气 中的 SO2等硫化物 ,在有水雾 、含有重金属 的飘尘或氮氧化物存在时,发生一系列化学或光化学反应而生成 的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害,要 比 SO2气体强烈得多。,2.气体
17、状态污染物,49,2大气污染物及其来源,(6)光化学烟雾 光化学烟雾是在阳光照射下,大气中的氮氧化物,碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色),其主要成分有臭氧 、过氧乙酞基硝酸醋、酮类和醛类等。光化学烟雾的刺激性和危害要 比一次污染物强烈得多。,2.气体状态污染物,50,(7)室内空气污染,当今,国际上一些环保专家已将“室内空气污染问题”列为继“煤烟型污染”、“光化学烟雾型”污染之后的第三代空气污染问题。随着社会经济的高速发展,人们的生活水平不断提高,在追求居住环境、办公环境的美观舒适的同时,各种各样的装修带来的一系列的室内空气污染问题。 据有关资料
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