环境学导论：第五章 大气污染及其防治.ppt
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第五章第五章 大气污染及其防治大气污染及其防治Whoever saves one life, Saves the entire world 第一节第一节 大气环境概述大气环境概述第二节第二节 大气污染及大气污染物大气污染及大气污染物第三节第三节 大气污染物的扩散和输送大气污染物的扩散和输送第四节第四节 大气污染综合防治与管理大气污染综合防治与管理本章主要学习内容本章主要学习内容 自然状态的大气自然状态的大气干燥清洁的空气干燥清洁的空气悬浮微粒悬浮微粒水蒸气水蒸气主要成分是氮主要成分是氮(N2)：：78％、氧％、氧(02)：：21％、和氩％、和氩(Ar)：：0.93％，％，（体积分数），三者合计为（体积分数），三者合计为99.97％以上，其他还有少量的二％以上，其他还有少量的二氧化碳、氢、氖、氪、氙、臭氧等，总和不超过氧化碳、氢、氖、氪、氙、臭氧等，总和不超过0.03％第一节第一节 大气环境概述大气环境概述一、大气的组成一、大气的组成 二、大气的结构二、大气的结构 由于大气的化学成分、由于大气的化学成分、物理性质物理性质( (温度、压力、温度、压力、离状况等离状况等) )在垂直方向上在垂直方向上有着显著的差异，根据大有着显著的差异，根据大气温度随高度垂直变化的气温度随高度垂直变化的特征，将大气分为对流层、特征，将大气分为对流层、平流层、中间层、电离层平流层、中间层、电离层和散逸层。
和散逸层 大大气气层层的的结结构构对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层电离层电离层电离层电离层散逸层散逸层散逸层散逸层 对流层是大气圈的最低的一层，对流层是大气圈的最低的一层，厚度随纬度和季节而变化，平均为厚度随纬度和季节而变化，平均为12km整个大气圈的质量约有整个大气圈的质量约有80％％~95％来自这一层％来自这一层 主要特征：主要特征：（（1）温度随高度增加而递减，平均）温度随高度增加而递减，平均每上升每上升100m降温降温0．．65℃；； 大大气气层层的的结结构构对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层电离层电离层电离层电离层散逸层散逸层散逸层散逸层 主要特征：主要特征：（（2 2）大气对流运动强烈，云、雾、雨、）大气对流运动强烈，云、雾、雨、雪等主要天气现象都发生在这一层雪等主要天气现象都发生在这一层3 3）受地面状况和人为活动影响最为）受地面状况和人为活动影响最为显著，大气的温度、湿度等气象要素显著，大气的温度、湿度等气象要素水平分布差异大，从而形成不同的大水平分布差异大，从而形成不同的大气环境和产生各种大气污染现象，是气环境和产生各种大气污染现象，是污染物的排放处、迁移转化处。
污染物的排放处、迁移转化处 大大气气层层的的结结构构对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层电离层电离层电离层电离层散逸层散逸层散逸层散逸层 从对流层顶从对流层顶12km到到50km左右 主要特征：主要特征：（（1）温度随高度升高而升高（上热下）温度随高度升高而升高（上热下冷）；冷）；（（2）大气多为平流运动，空气垂直对）大气多为平流运动，空气垂直对流运动很小，整个大气层比较平稳，流运动很小，整个大气层比较平稳，只随地球自转而产生平流运动，污染只随地球自转而产生平流运动，污染物进入平流层后可遍布全球；物进入平流层后可遍布全球；（（3）主要的臭氧带在平流层内主要的臭氧带在平流层内 大大气气层层的的结结构构对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层电离层电离层电离层电离层散逸层散逸层散逸层散逸层 自自50km到到85km处 主要特征：主要特征： （（1）中间层的温度随高度迅速降低，）中间层的温度随高度迅速降低，下热上冷；下热上冷； （（2）空气的对流运动强烈空气的对流运动强烈。
从从85km 至至800km处 主要特征：主要特征：（（1）温度随高度迅速升高；）温度随高度迅速升高；（（2）大气处于高度电离状态，具有反）大气处于高度电离状态，具有反射无线电波的能力据探测，在射无线电波的能力据探测，在120公公里高空，声波已难以传播里高空，声波已难以传播 （（3）空气密度很小，在）空气密度很小，在700公里厚的公里厚的气层中，只含有大气总重量的气层中，只含有大气总重量的0.5％大大气气层层的的结结构构对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层电离层电离层电离层电离层散逸层散逸层散逸层散逸层 大大气气层层的的结结构构对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层电离层电离层电离层电离层散逸层散逸层散逸层散逸层 高度高度800km以上的大气层以上的大气层 主要特征：主要特征： （（1）空气极其稀薄，气温很高；）空气极其稀薄，气温很高； （（2）随高度增加而继续升高；）随高度增加而继续升高； （（3）地球引力作用很小，空气质点）地球引力作用很小，空气质点经常散逸至星际空间。
经常散逸至星际空间 第二节第二节 大气污染及大气污染物大气污染及大气污染物一、大气污染的含义一、大气污染的含义 大气污染是指由于人类活动和自然过程引大气污染是指由于人类活动和自然过程引起某种进入大气层的污染物的含量超过环境所起某种进入大气层的污染物的含量超过环境所能允许的极限，使大气质量恶化，从而危害生能允许的极限，使大气质量恶化，从而危害生物的生活环境，影响人类健康，给正常的工农物的生活环境，影响人类健康，给正常的工农业生产带来不良后果的现象业生产带来不良后果的现象 大大 气气 污污 染染 图图 片片 二、大气污染的来源二、大气污染的来源天然污染源天然污染源人为污染源人为污染源火山喷发火山喷发森林火灾森林火灾土壤风化土壤风化燃料的燃烧燃料的燃烧工业生产的排放工业生产的排放交通运输中的排放交通运输中的排放农业活动的排放农业活动的排放分为天然源和分为天然源和人为源两大类人为源两大类 火火 山山 爆爆 发发 图图 片片 火火 山山 爆爆 发发 图图 片片 意大利维苏威火山暴发意大利维苏威火山暴发 印度尼西亚锡纳朋火山时隔印度尼西亚锡纳朋火山时隔400年年于于2010年年8月月29日再次喷发。
日再次喷发 森森 林林 火火 灾灾 图图 片片 黑龙江省黑河市嫩江县森林火灾（黑龙江省黑河市嫩江县森林火灾（2004.102004.10）） 内蒙古大兴安岭森林火灾内蒙古大兴安岭森林火灾（（2006.52006.5）） 黑龙江省伊南河森林火灾（黑龙江省伊南河森林火灾（2009.42009.4）） 大山深处的工厂大山深处的工厂 2、大气污染对植物的危害、大气污染对植物的危害三、大气污染的危害三、大气污染的危害1、大气污染物对人体的危害、大气污染物对人体的危害3、大气污染对器物的危害、大气污染对器物的危害4、、 大气污染对全球大气环境的影响大气污染对全球大气环境的影响 三、大气污染的危害三、大气污染的危害1、大气污染物对人体的危害、大气污染物对人体的危害 大气污染物侵入人体的主要途径有呼吸道吸入、随食大气污染物侵入人体的主要途径有呼吸道吸入、随食物和饮水摄人以及与体表接触侵入等物和饮水摄人以及与体表接触侵入等Ø呼吸道： 呼吸道： 鼻、咽、喉、气管、支气管及肺等；鼻、咽、喉、气管、支气管及肺等；Ø呼吸量：成年人每天吸入呼吸量：成年人每天吸入10—12m3的空气；的空气；Ø而空气中隐藏着各种各样的污染物质，呼吸道是吸收大而空气中隐藏着各种各样的污染物质，呼吸道是吸收大气污染物质的主要途径。
气污染物质的主要途径 人人 体体 呼呼 吸吸 道道 （（1）气态和液态气溶胶污染物质的吸收）气态和液态气溶胶污染物质的吸收 气态和液态气溶胶污染物质，可以通过被动扩气态和液态气溶胶污染物质，可以通过被动扩散和过滤方式，分别迅速通过肺泡和毛细血管膜进散和过滤方式，分别迅速通过肺泡和毛细血管膜进入血液如如2020世纪世界著名的八大公害中的世纪世界著名的八大公害中的马斯河谷烟雾事件、洛杉马斯河谷烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件、多诺拉烟雾事件矶光化学烟雾事件、伦敦烟雾事件、多诺拉烟雾事件及及四日四日市哮喘病事件均为严重的大气污染事件市哮喘病事件均为严重的大气污染事件, ,气态和液态气溶胶气态和液态气溶胶污染物质通过肺泡和毛细血管膜而进入血液的污染物质通过肺泡和毛细血管膜而进入血液的 （（2））固态气溶胶和粉尘污染物质的吸收固态气溶胶和粉尘污染物质的吸收 固态气溶胶和粉尘污染物质吸入固态气溶胶和粉尘污染物质吸入呼吸道后，可在气管、支气管及肺泡呼吸道后，可在气管、支气管及肺泡表面沉积，使人患尘肺病表面沉积，使人患尘肺病(煤肺、矽煤肺、矽肺、石棉肺肺、石棉肺)。
三、大气污染的危害三、大气污染的危害2、大气污染对植物的危害、大气污染对植物的危害 大气污染对我国农业、林业造成严重的危害，导致农业大气污染对我国农业、林业造成严重的危害，导致农业减产、林木衰败减产、林木衰败 大气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中，因为大气污染对植物的伤害，通常发生在叶子结构中，因为叶子含有整棵植物的构造机理叶子含有整棵植物的构造机理 最常遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、最常遇到的毒害植物的气体是：二氧化硫、臭氧、PAN、、氟化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨氟化氢、乙烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨 受酸雨危害的水稻受酸雨危害的水稻 因因酸酸雨雨致致死死的的树树木木 三、大气污染的危害三、大气污染的危害3、大气污染对器物的损害、大气污染对器物的损害 (1)玷污性损害玷污性损害 玷污性损害是尘、烟等粒子落在器物表玷污性损害是尘、烟等粒子落在器物表面造成的以通过清扫冲洗除去，有的很难除去面造成的以通过清扫冲洗除去，有的很难除去 (2)化学性损害化学性损害 化学性损害是由于污染物的化学作用，化学性损害是由于污染物的化学作用，使器物腐蚀变质。
使器物腐蚀变质 如二氧化硫及其生成的酸雾、酸滴等，能使金属表面产如二氧化硫及其生成的酸雾、酸滴等，能使金属表面产生严重的腐蚀，使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎等生严重的腐蚀，使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎等 三、大气污染的危害三、大气污染的危害3、大气污染对器物的损害、大气污染对器物的损害 （（3））酸雨加速了许多建筑物、桥梁、水坝、工业装备、酸雨加速了许多建筑物、桥梁、水坝、工业装备、通讯电缆等的腐蚀通讯电缆等的腐蚀 （（4））严重损害了古迹，如我国故宫的汉白玉雕刻、雅严重损害了古迹，如我国故宫的汉白玉雕刻、雅典巴特农神殿和罗马的图拉真凯旋柱，都正在受到酸性沉积典巴特农神殿和罗马的图拉真凯旋柱，都正在受到酸性沉积物的侵蚀另外，杭州的大佛等石像均被酸雨腐蚀物的侵蚀另外，杭州的大佛等石像均被酸雨腐蚀 1908190819681968酸雨对石像的腐蚀酸雨对石像的腐蚀 被被酸酸雨雨腐腐蚀蚀的的佛佛像像（（杭杭州州）） 被被酸酸雨雨腐腐蚀蚀的的雕雕塑塑 三、大气污染的危害三、大气污染的危害4、、 大气污染对全球大气环境的影响大气污染对全球大气环境的影响大气污染对全球大气环境的影响目前已明显表现在大气污染对全球大气环境的影响目前已明显表现在三个方面：三个方面：臭氧层破坏、酸雨及全球变暖臭氧层破坏、酸雨及全球变暖。
这些问这些问题如不及时控制，将对整个地球造成灾难性的危害题如不及时控制，将对整个地球造成灾难性的危害同时还会对大气能见度造成影响同时还会对大气能见度造成影响 四、我国大气污染的现状四、我国大气污染的现状1、、当前我国大气污染严重，大气污染物排放当前我国大气污染严重，大气污染物排放总量居高不下，是世界上大气污染物排放量最总量居高不下，是世界上大气污染物排放量最大的国家之一大的国家之一n世世界界卫卫生生组组织织1998年年公公布布的的54个个国国家家272个个城城市市大大气气污污染染评评价价结结果果，，大大气气污污染染最最严严重重的的10个个城城市市中中，，中中国国占了占了7个 四、我国大气污染的现状四、我国大气污染的现状2、、全国形成华中、西南、华东、华南多个全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区，以华中酸雨区为重酸雨区，以华中酸雨区为重n 我国我国70年代末期，北京、上海、南京、重庆、年代末期，北京、上海、南京、重庆、贵阳等地均出现过，其中以西南地区最为严重贵阳等地均出现过，其中以西南地区最为严重 我国的主要酸雨区我国的主要酸雨区 因因酸酸雨雨致致死死的的鱼鱼（（塞塞纳纳河河）） 思考题：思考题：我国大气污染我国大气污染 的特征是什么的特征是什么？？ ？？？？？？ n城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标；n二氧化硫污染保持在较高水平；二氧化硫污染保持在较高水平；n机动车尾气污染物排放总量迅速增加；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；n氮氧化物污染呈加重趋势；氮氧化物污染呈加重趋势；3、、我国大气污染主要呈现为煤烟型污染特征我国大气污染主要呈现为煤烟型污染特征 n 据据世世界界卫卫生生组组织织1998年年公公布布的的54个个国国家家272个个城城市市大大气气污污染染评评价价结结果果，，大大气气污污染染最最严严重重的的10个城市中，中国占了个城市中，中国占了7个。
个3、、我国大气污染主要呈现为煤烟型污染特征我国大气污染主要呈现为煤烟型污染特征 n 随着机动车数量的迅速增加，城市中机动车随着机动车数量的迅速增加，城市中机动车排放的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物占大气排放的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物占大气中同类污染物的比重越来越大，在一些特大城市中同类污染物的比重越来越大，在一些特大城市氮氧化物甚至成为影响大气质量的首要污染物氮氧化物甚至成为影响大气质量的首要污染物我国大气污染主要呈现为煤烟型污染特征我国大气污染主要呈现为煤烟型污染特征 五、大气污染物的含义及其分类五、大气污染物的含义及其分类1、大气污染物的含义、大气污染物的含义以各种形式进入大气层，并有可以各种形式进入大气层，并有可能对人类、生物、材料以及整个能对人类、生物、材料以及整个大气环境大气环境构成危害或带来不利影构成危害或带来不利影响的物质响的物质称为大气污染物称为大气污染物 2、大气污染物的分类、大气污染物的分类（（1）按存在形态分类）按存在形态分类气态污染物气态污染物 以气体形式存在，如以气体形式存在，如SO2、、NOX、、COX、、CH；；颗粒污染物颗粒污染物 以气溶胶形式存在，以气溶胶形式存在，如粉尘、烟雾、烟、雾。
如粉尘、烟雾、烟、雾 2、大气污染物的分类、大气污染物的分类（（2）按与污染源的关系分：）按与污染源的关系分：一次污染物：一次污染物：SO2、、NOX、、COX、、二次污染物：酸雨、光化学烟雾二次污染物：酸雨、光化学烟雾 2、大气污染物的分类、大气污染物的分类（（3）按化学组成成分分：）按化学组成成分分：无机污染物：无机污染物：SO2、、NOX、、COX有机污染物：甲烷、甲醛、卤代烃有机污染物：甲烷、甲醛、卤代烃 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 （（1））颗粒污染物的分类颗粒污染物的分类Ø从大气污染控制的角度，从大气污染控制的角度，按照气溶胶按照气溶胶颗粒的来源和物理性质，可将其分为颗粒的来源和物理性质，可将其分为如下几种：如下几种： 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 ①①尘粒尘粒 粒径大于粒径大于75um，，粒径较大，易于粒径较大，易于沉降沉降；； ②②粉尘粉尘 粒径小于粒径小于75 um、大于、大于10 um称为称为降尘降尘，粒径小于，粒径小于10 um称为称为飘尘飘尘；； 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 ③③烟尘烟尘 粒径小于粒径小于1 um的固体颗粒。
的固体颗粒 ④④雾尘雾尘 雾尘是小液体微粒悬浮于大气中的雾尘是小液体微粒悬浮于大气中的悬浮物总称，其粒子粒径小于悬浮物总称，其粒子粒径小于100 um 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物Ø从环境与健康的角度，从环境与健康的角度，按粒径可将其分为：总按粒径可将其分为：总悬浮颗粒物悬浮颗粒物 (TSP)；；可吸入颗粒物可吸入颗粒物 (IP；；PM10) ；；细粒子细粒子 (PM2.5) 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 ①①总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物 (TSP)是指直径是指直径≤100μm的颗粒物，包括液体、固体的颗粒物，包括液体、固体和固体结合存在的，并悬浮在空气介质中的颗和固体结合存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 ②②可吸入颗粒物可吸入颗粒物 (IP；；PM10)指粒子直径指粒子直径≤l0μm，因其能进入人体呼吸道而，因其能进入人体呼吸道而命名，又因其能长期漂浮在空气中，也称为飘命名，又因其能长期漂浮在空气中，也称为飘尘尘 。
六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 ③③可入肺颗粒物可入肺颗粒物 (PM2.5)是指大气中直径小于或等于是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物它的直径还不到人的头也称为可入肺颗粒物它的直径还不到人的头发丝粗细的发丝粗细的1/20 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物 ③③可入肺颗粒物可入肺颗粒物 (PM2.5)虽然虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响 六、主要大气污染物及其危害六、主要大气污染物及其危害1、颗粒污染物、颗粒污染物③③可入肺颗粒物可入肺颗粒物 (PM2.5)PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大对人体健康和大气环境质量的影响更大 （（2）颗粒污染物的危害）颗粒污染物的危害最重要的是粉最重要的是粉尘污染物。
尘污染物①①对呼吸系统的影响大量的对呼吸系统的影响大量的IP进入进入肺部对局部组织有堵塞作用，使局肺部对局部组织有堵塞作用，使局部支气管的通气功能下降，或使细部支气管的通气功能下降，或使细支气管和肺泡的换气功能丧失支气管和肺泡的换气功能丧失 粉尘进入人体后，会使人患病，或引起中毒甚粉尘进入人体后，会使人患病，或引起中毒甚至死亡例如吸人含有游离二氧化硅的粉尘后，在至死亡例如吸人含有游离二氧化硅的粉尘后，在肺内沉积，能引起纤维性病变，发生肺内沉积，能引起纤维性病变，发生“尘肺尘肺”病病（煤肺、石棉肺、矽肺）煤肺、石棉肺、矽肺） 再如，吸人铬尘能引起鼻中溃疡和穿孔，肺癌再如，吸人铬尘能引起鼻中溃疡和穿孔，肺癌发病率增加无毒性粉尘对人体也有危害发病率增加无毒性粉尘对人体也有危害颗粒污染物的危害颗粒污染物的危害 颗粒污染物的危害颗粒污染物的危害最重要的是最重要的是粉尘污染物粉尘污染物②②对心血管系统的影响对心血管系统的影响③③对免疫系统的影响对免疫系统的影响④④致癌、致突变作用致癌、致突变作用 2、硫氧化合物、硫氧化合物 SO2 、、SO3和和H2S（（1 1）来源）来源 • 火山喷发：火山喷发：H2S、、 SO2等；等；• 土壤厌氧微生物与植物释放：土壤厌氧微生物与植物释放：H2S、、(SO2)；；• 陆地上降雨：陆地上降雨：SO2 、、SO42-；；• 风吹起的海盐：风吹起的海盐：SO42- ；；• 人为活动：化石燃料的燃烧、硫酸的生产和人为活动：化石燃料的燃烧、硫酸的生产和 使用等。
使用等 2、硫氧化合物、硫氧化合物 SO2 、、SO3和和H2S（（2）危害）危害 ①①刺激呼吸道刺激呼吸道 含量较高时造成支气管含量较高时造成支气管炎、哮喘病，严重的可以引起肺气肿，炎、哮喘病，严重的可以引起肺气肿，甚至致人于死亡；（世界著名八大公甚至致人于死亡；（世界著名八大公害事件中有害事件中有3件是由件是由SO2引起的）引起的） 2、硫氧化合物、硫氧化合物 SO2 、、SO3和和H2S（（2）危害）危害 ②②腐蚀建筑物、名胜古迹；腐蚀建筑物、名胜古迹；③③使水体、土壤酸化使水体、土壤酸化 3、氮氧化物、氮氧化物 NO、、N2O、、NO2、、N2O3、、N2O4、、N2O5（（1 1）来源）来源 • 光化学反应、闪电；光化学反应、闪电；• 微生物固氮；微生物固氮；• 火山爆发、森林失火；火山爆发、森林失火；• 人为污染：燃料的燃烧以及氮肥、炸药、人为污染：燃料的燃烧以及氮肥、炸药、染料的使用等染料的使用等 3、氮氧化物、氮氧化物 NO、、N2O、、NO2、、N2O3、、N2O4、、N2O5（（2）危害）危害 ①①刺激呼吸道，引起急性哮喘病；刺激呼吸道，引起急性哮喘病；②② NO与血红蛋白结合，使血液输送氧的能力与血红蛋白结合，使血液输送氧的能力降低；降低；③③ NO2与碳氢化合物反应生成光化学烟雾；与碳氢化合物反应生成光化学烟雾； 4、碳氧化合物、碳氧化合物 ：： CO、、 CO2（（1 1）来源）来源 • 海洋中生物作用；海洋中生物作用；• 植物叶绿素的分解；植物叶绿素的分解；• 森林火灾森林火灾CO2的放出；的放出；• 人为活动：含碳燃料的燃烧。
人为活动：含碳燃料的燃烧 （（2）危害）危害 ①① CO剧毒剧毒，易与血红蛋白结合，其结合力比氧与，易与血红蛋白结合，其结合力比氧与血红蛋白的结合力大血红蛋白的结合力大210倍，一旦吸人倍，一旦吸人CO，就会迅，就会迅速形成碳氧血红蛋白，妨碍氧气的补给，发生头晕速形成碳氧血红蛋白，妨碍氧气的补给，发生头晕、头疼、恶心、疲劳等氧气不足的症状，危害中枢、头疼、恶心、疲劳等氧气不足的症状，危害中枢神经系统，严重时窒息、死亡神经系统，严重时窒息、死亡②② CO2是是温室气体温室气体，产生温室效应产生温室效应4、碳氧化合物、碳氧化合物 ：： CO、、 CO2 5、碳氢化合物、碳氢化合物 是指是指 C1-C8可挥发性的所有碳氢化合可挥发性的所有碳氢化合（包括烷烃、烯烃、炔烃、脂肪烃、芳香（包括烷烃、烯烃、炔烃、脂肪烃、芳香烃、酮、醇、醛、酯）烃、酮、醇、醛、酯） （（1 1）来源）来源 ①①由生物的分解作用产生（自然界由生物的分解作用产生（自然界中的碳氢化合物）中的碳氢化合物） ②②碳氢化合物的不完全的燃烧和有碳氢化合物的不完全的燃烧和有机化合物的蒸发机化合物的蒸发 5、碳氢化合物、碳氢化合物 （（2）危害）危害 ①① 温室效应温室效应②② 光化学烟雾光化学烟雾 5、碳氢化合物、碳氢化合物 第三节第三节 大气污染物的扩散和输送大气污染物的扩散和输送Ø一个地区大气的污染程度取决于该区域内排放污一个地区大气的污染程度取决于该区域内排放污染物的源参数、气象条件和近地层下垫面的状况。
染物的源参数、气象条件和近地层下垫面的状况Ø气象条件气象条件和和下垫面状况下垫面状况决定了大气对污染物的稀决定了大气对污染物的稀释扩散速率和迁移转化途径，是影响大气污染的重释扩散速率和迁移转化途径，是影响大气污染的重要因素 下垫面下垫面 地球的水、陆表面为大气层的地球的水、陆表面为大气层的下垫面下垫面它包括地形、地质、土壤和植被等，是影响气候的重包括地形、地质、土壤和植被等，是影响气候的重要因素之一要因素之一----地理地势地理地势气象因素气象因素 风向、风速、大气的稳定度、降水情况风向、风速、大气的稳定度、降水情况和雾天，是影响大气污染的重要和雾天，是影响大气污染的重要气象因素气象因素实践证明，世界上一些著名大气污染事件都是在特实践证明，世界上一些著名大气污染事件都是在特定气象条件下发生的定气象条件下发生的 一、气象条件的影响一、气象条件的影响影响大气扩散能力的主要因素有两个：影响大气扩散能力的主要因素有两个：Ø 气象的动力因子；气象的动力因子；Ø 气象的热力因子气象的热力因子 1、、 气象动力因子的影响气象动力因子的影响 气象的动力因子气象的动力因子 主要是指主要是指风和湍流风和湍流，风和湍流对，风和湍流对污染物在大气中的污染物在大气中的扩散和稀释扩散和稀释起着决定性的作用。
起着决定性的作用 Ø风：风：空气水平方向的流动叫风空气水平方向的流动叫风 风的作用：风的作用：它不仅对污染物起着输送的作用，它不仅对污染物起着输送的作用，而且还起着扩散和稀释的作用而且还起着扩散和稀释的作用Ø风的度量：风的度量：风向和风速风向和风速•风向风向 决定污染物迁移运动方向；决定污染物迁移运动方向；•风速风速 决定污染物的扩散稀释决定污染物的扩散稀释湍流：除在水平方向湍流：除在水平方向运动外，还会有运动外，还会有上、下、左、右上、下、左、右方向的紊动方向的紊动 （（1）风向）风向n风的来向叫风的来向叫风向n16个方位圆周等分个方位圆周等分1、、 气象的动力因子气象的动力因子---风（风向、风速）风（风向、风速） 的影响的影响 Ø风向玫瑰图上所表示风的方向风向玫瑰图上所表示风的方向为为风的来向风的来向，，是指从外面吹向地区中心的方向是指从外面吹向地区中心的方向Ø常年主导风向常年主导风向在风向玫瑰图中，频率最大的在风向玫瑰图中，频率最大的方位，表示该风向出现次数最多方位，表示该风向出现次数最多---常年主导常年主导风向风向 （（2）风速）风速：：单位时间内空气在水平方向上运动单位时间内空气在水平方向上运动距离（一定时间如距离（一定时间如2或或10min的平均值）的平均值） (km/h) F－风力级（－风力级（0～～12级）级） 风速的大小决定着污染物的扩散和稀释状况，风速的大小决定着污染物的扩散和稀释状况，通常污染物在大气中的浓度与平均风速成反比；通常污染物在大气中的浓度与平均风速成反比； （（1）） 大气温度层结大气温度层结: 大气温度的垂直分布，决定大气温度的垂直分布，决定着大气的稳定度。
着大气的稳定度Ø 两个重要指标两个重要指标:干空气团的干空气团的干绝热递减率干绝热递减率rd及及 环境环境气温垂直递减率气温垂直递减率r2、气象热力因子的影响、气象热力因子的影响气象的热力因子主要是指气象的热力因子主要是指大气的温度层结大气的温度层结及及大气稳定度大气稳定度 2、气象热力因子的影响、气象热力因子的影响干绝热递减率干绝热递减率rd 表示干空气团在作干绝热上表示干空气团在作干绝热上升（或下降）运动时，每升高（或下降）升（或下降）运动时，每升高（或下降）100m，，温度降低（或升高）的数值温度降低（或升高）的数值 2、气象热力因子的影响、气象热力因子的影响干绝热递减率干绝热递减率rd及气温垂直递减率及气温垂直递减率r分别为：分别为：一般取一般取干绝热干绝热 rd=1℃/100m 中性中性稳定稳定不稳定不稳定 大气稳定度大气稳定度 r
判断大气稳定度 大气稳定度与烟流形状的关系大气稳定度与烟流形状的关系 波浪型波浪型（不稳定，随风扩散）（不稳定，随风扩散） 锥型锥型（中性（中性or弱稳）弱稳） 扇型扇型（逆温，只能水平方向扩散）（逆温，只能水平方向扩散） 爬升型爬升型（下稳，上不稳）（下稳，上不稳） 漫烟型或熏烟型漫烟型或熏烟型（上逆、下不稳）（上逆、下不稳） 空气中的污染物被熏烟带回地面，空气中的污染物被熏烟带回地面，污染更为严重污染更为严重 特点：烟云上下摆动很大特点：烟云上下摆动很大大气状况：大气状况：r>0,r>rd,r>0,r>rd,大气处于不稳定状态，大气处于不稳定状态，对流强烈对流强烈发生条件：多出现于太阳光较强的晴朗中午发生条件：多出现于太阳光较强的晴朗中午与湍流的关系：伴随较强的热扩散与湍流的关系：伴随较强的热扩散地面污染状况：由于扩散速度快，靠近污染地面污染状况：由于扩散速度快，靠近污染源地区污染物落地浓度高，对附近居民有害，源地区污染物落地浓度高，对附近居民有害，一般不会造成烟雾事件一般不会造成烟雾事件特点：烟云离开排放口一定距离后，云轴仍特点：烟云离开排放口一定距离后，云轴仍基本保持水平，外形似一个椭圆锥。
烟云比基本保持水平，外形似一个椭圆锥烟云比波浪型规则，扩散能力比它弱波浪型规则，扩散能力比它弱大气状况：大气状况：r>0,r=rr>0,r=rd d, ,大气处于中性和弱稳大气处于中性和弱稳定状态发生条件：多出现于多云或阴天的白天，发生条件：多出现于多云或阴天的白天，强风的夜晚或冬季夜间强风的夜晚或冬季夜间与湍流的关系：高空风较大，扩散主要靠与湍流的关系：高空风较大，扩散主要靠热和动力因子的作用热和动力因子的作用地面污染状况：污染物输送得较远地面污染状况：污染物输送得较远特点：特点： 烟云再垂直方向上扩散速度很小，烟云再垂直方向上扩散速度很小，再水平方向有缓慢扩散再水平方向有缓慢扩散大气状况：大气状况： r<0,r 物不易扩散，在逆温层的污染物浓度较大 特点：烟云的下侧边缘清晰，呈平直状，而特点：烟云的下侧边缘清晰，呈平直状，而其上部出现湍流扩散其上部出现湍流扩散大气状况：排出口上方，大气状况：排出口上方，r>0,r>rr>0,r>rd d，大气处，大气处于不稳定状态；排出口下方，于不稳定状态；排出口下方，r<0,r 到一定程度就受到逆温层的控制大气状况：排出口上方，大气状况：排出口上方，r<0,r 海陆界面海陆界面山区地形山区地形城市热岛环流城市热岛环流影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素 谷风：晴朗的白天，阳光使山坡首先受热，受热的山谷风：晴朗的白天，阳光使山坡首先受热，受热的山坡把热量传给其上的空气，一部份空气比同高度谷底坡把热量传给其上的空气，一部份空气比同高度谷底上空的空气暖，比重轻，于是就上升，谷底较冷的空上空的空气暖，比重轻，于是就上升，谷底较冷的空气来补充，形成气来补充，形成从山谷指向山坡的风从山谷指向山坡的风，称之为，称之为“谷风谷风” 海陆界面海陆界面山区地形山区地形城市热岛环流城市热岛环流影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素 山风：夜间正好相反，山坡冷却较快，其上方空气相山风：夜间正好相反，山坡冷却较快，其上方空气相应冷却得比同一高度谷底上空的空气快，较冷空气应冷却得比同一高度谷底上空的空气快，较冷空气沿沿山坡流向谷底山坡流向谷底，形成，形成“山风山风” 山山 谷谷 风风谷风谷风山风山风 n山谷风对污染物输送有明显的影响：山谷风对污染物输送有明显的影响：n这这种种昼昼夜夜交交替替的的局局地地环环流流，，使使污污染染物物反反复复循循环环，，使使空空气气中中污污染染物物浓浓度度不不断断增增加加，，造造成山谷中污染加重。 成山谷中污染加重山谷风对污染物输送的影响山谷风对污染物输送的影响 讨论讨论为什么山区辐射为什么山区辐射逆温会因地形作逆温会因地形作用而增强？用而增强？ Ø晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层层冷却强烈冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增，称为向上气温递增，称为辐射逆温辐射逆温Ø随着夜深地面失热愈多，逆温层愈厚，日出后，地随着夜深地面失热愈多，逆温层愈厚，日出后，地面增热，面增热，逆温逐渐消失逆温逐渐消失Ø辐射逆温在大陆常年均可出现，以冬季最强、夏季辐射逆温在大陆常年均可出现，以冬季最强、夏季较弱山谷和盆地因冷空气沿斜坡流入山谷和盆地因冷空气沿斜坡流入，常使辐射，常使辐射逆温加强逆温加强 海陆界面海陆界面山区地形山区地形城市热岛环流城市热岛环流影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素 海陆风：海陆风：是由于海面和陆地是由于海面和陆地受热不均而引起的受热不均而引起的 海陆界面海陆界面山区地形山区地形城市热岛环流城市热岛环流影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素 w海风海风：日间陆地受太阳辐射增温，陆面上空空气迅速增温而：日间陆地受太阳辐射增温，陆面上空空气迅速增温而向上抬升，海面上由于其热力特性受热慢，上空的气温相对较向上抬升，海面上由于其热力特性受热慢，上空的气温相对较冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那里因冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那里因热空气上升而造成的空缺，形成海风；热空气上升而造成的空缺，形成海风； 海陆界面海陆界面山区地形山区地形城市热岛环流城市热岛环流影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素 w陆风陆风 夜间陆地冷却快，海上较为温暖，近地面气流从陆地夜间陆地冷却快，海上较为温暖，近地面气流从陆地吹向海面，称为陆风。 二者共同作用就是海陆风吹向海面，称为陆风二者共同作用就是海陆风 建在海边的工厂所排建在海边的工厂所排放的污染物必须考虑放的污染物必须考虑海陆风的影响！海陆风的影响！ 海海 陆陆 风风海风海风陆风陆风 海陆风对空气污染有何影响？海陆风对空气污染有何影响？ n一种是一种是循环作用循环作用如果污染源处在局地环流之如果污染源处在局地环流之中，污染物就可能中，污染物就可能循环积累循环积累达到较高的浓度达到较高的浓度n另一种是另一种是往返作用往返作用在海陆风转换期间，原来在海陆风转换期间，原来随陆风输向海洋的污染物又会被发展起来的海随陆风输向海洋的污染物又会被发展起来的海风风带回带回陆地 海陆界面海陆界面山区地形山区地形城市热岛环流城市热岛环流影响大气污染的地理因素影响大气污染的地理因素 w由由于于城城市市人人口口集集中中，，工工业业发发达达，，交交通通拥拥塞塞，，大大气气污污染染严严重重，，且且城城市市中中的的建建筑筑大大多多为为石石头头和和混混凝凝土土建建成成，，它它的的热热传传导导率率和和热热容容量量都都很很高高，，加加上上建建筑筑物物本本身身对对风风的的阻阻挡挡或或减减弱弱作作用用，，可可使使城城市市年年平平均均气气温温比比郊郊区区可可高高2摄摄氏氏度度，，甚甚至至更更多多,在在温温度度的的空空间间分分布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成布上，城市犹如一个温暖的岛屿，从而形成城市热岛效应。 城市热岛效应 城市热岛效应城市热岛效应 城市热岛效应对空气污染城市热岛效应对空气污染有何影响？有何影响？ n如果城市的四周有工厂，这时工厂排出的污染物如果城市的四周有工厂，这时工厂排出的污染物一并集中到城市的中心，致使城市的空气更加混一并集中到城市的中心，致使城市的空气更加混浊所以城市风在某种情况下能加重市区的大气浊所以城市风在某种情况下能加重市区的大气污染 n例如日本北海道的旭川市，人口仅例如日本北海道的旭川市，人口仅20万，市郊是山万，市郊是山地丘陵，市区为平地，在市郊周围山地建了工厂，地丘陵，市区为平地，在市郊周围山地建了工厂，本意是想让市区避开空气污染源结果事与愿违，本意是想让市区避开空气污染源结果事与愿违，城市风使市郊的烟尘涌入市区，反而使没有污染源城市风使市郊的烟尘涌入市区，反而使没有污染源的市区污染浓度比有污染源的郊区高出了的市区污染浓度比有污染源的郊区高出了3倍左右，倍左右，造成了市区的严重污染造成了市区的严重污染 大气污染如何防治？大气污染如何防治？2、除尘净气（大气污染控制技术）除尘净气（大气污染控制技术）1、控制污染源，减少污染物的排放控制污染源，减少污染物的排放。 第四节第四节 大气污染控制技术大气污染控制技术1、主要大气污染物控制技术、主要大气污染物控制技术 ﹡烟尘控制技术烟尘控制技术 ﹡二氧化硫净化技术二氧化硫净化技术 ﹡汽车尾气的催化净化技术汽车尾气的催化净化技术2、大气污染综合防治、大气污染综合防治3、环境空气质量标准、环境空气质量标准 1、烟尘控制技术、烟尘控制技术除除尘尘装装置置重力除尘装置重力除尘装置袋式除尘装置袋式除尘装置湿式除尘装置湿式除尘装置电除尘装置电除尘装置除尘：从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收除尘：从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘的过程称为除尘除尘装置：实现除尘过程的设备称为除尘装置除尘装置：实现除尘过程的设备称为除尘装置一、污染物控制技术一、污染物控制技术根据主要除尘机根据主要除尘机理，常用的除尘理，常用的除尘装置可分为：装置可分为： Ø它是一种结构简单、体积大、它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能比较原始的净化设备，只能用于粗净化用于粗净化Ø 这种沉降室往往安装在其他这种沉降室往往安装在其他收集设备之前，做为除去较收集设备之前，做为除去较大粒径尘粒的大粒径尘粒的预处理装置预处理装置。 重力除尘装置重力除尘装置 Ø使含尘气体中的粉尘粒子使含尘气体中的粉尘粒子借助重力作用而达到除尘借助重力作用而达到除尘Ø含尘气流通过横断面积比含尘气流通过横断面积比管道大得多的沉降室时，管道大得多的沉降室时，由于含尘气流水平流速大由于含尘气流水平流速大大降低，致使其中较大的大降低，致使其中较大的粒子在沉降室中有足够的粒子在沉降室中有足够的时间受重力作用而沉降时间受重力作用而沉降 重力除尘装置重力除尘装置 Ø进入除尘器的气体在除尘进入除尘器的气体在除尘器中旋转，烟尘颗粒器中旋转，烟尘颗粒在离心在离心力的作用下从咽气中分离出力的作用下从咽气中分离出来并被甩到除尘器的集尘室来并被甩到除尘器的集尘室壁上壁上，借助重力作用，烟尘，借助重力作用，烟尘颗粒沉降到灰斗里处理后颗粒沉降到灰斗里处理后的气体从设备上部的气体出的气体从设备上部的气体出口排出旋风除尘器旋风除尘器（（离心除尘器离心除尘器）） 旋风除尘器旋风除尘器（（离心除尘器离心除尘器）） Ø使含尘气流与挡板相撞，使含尘气流与挡板相撞，使气流急剧地改变方向，借使气流急剧地改变方向，借助其中粉尘粒子的惯性力使助其中粉尘粒子的惯性力使粒子分离并捕集粒子分离并捕集的一种装置。 的一种装置Ø图所示是含尘气流冲击在图所示是含尘气流冲击在两块挡板上时尘粒分离的机两块挡板上时尘粒分离的机理惯性除尘装置惯性除尘装置 Ø优优点点：：是是结结构构简简单单，，造造价价低低、、施施工工快快、、便便于于维修，对烟气阻力小维修，对烟气阻力小Ø缺缺点点：：是是对对小小粒粒径径颗颗粒分离捕获效率很低粒分离捕获效率很低 惯性除尘装置惯性除尘装置 Ø使含尘气流通过过滤材使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集料将粉尘分离捕集的装置Ø优点优点：除尘效率高，操：除尘效率高，操作简便；作简便；Ø缺点缺点：占地多，维修费：占地多，维修费用高，不耐高温、高湿气用高，不耐高温、高湿气流袋式除尘装置袋式除尘装置 Ø采用采用滤纸或玻璃纤维滤纸或玻璃纤维等填充层做等填充层做滤料的空气过滤器，主要用于通风滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化；及空气调节方面的气体净化；Ø采用采用砂、砾、焦炭砂、砾、焦炭等颗粒物做为等颗粒物做为滤料的颗粒层除尘器，在高温烟气滤料的颗粒层除尘器，在高温烟气除尘方面引入注目；除尘方面引入注目；Ø采用采用纤维织物纤维织物作滤料的袋式除尘作滤料的袋式除尘器，主要在工业尾气的除尘方面应器，主要在工业尾气的除尘方面应用较广。 用较广袋式除尘装置袋式除尘装置 袋式除尘实物图袋式除尘实物图 使含尘气体与水密切接触，使含尘气体与水密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞利用水滴和尘粒的惯性碰撞等作用捕集尘粒或使粒径增等作用捕集尘粒或使粒径增大的装置它可以有效地将大的装置它可以有效地将直径为直径为0.1—20μm的液态或固的液态或固态粒子从气流中除去，同时，态粒子从气流中除去，同时，也能脱除气态污染物也能脱除气态污染物 湿式除尘装置湿式除尘装置 优点优点：结构简单、造价低、：结构简单、造价低、占地面积小，操作维修方占地面积小，操作维修方便，净化效率高，能处理便，净化效率高，能处理高温高湿气流高温高湿气流 缺点缺点：喷水管易腐蚀，产：喷水管易腐蚀，产生污水、污泥需处理生污水、污泥需处理湿式除尘装置湿式除尘装置 Ø含尘气体在高压直流电源产生的含尘气体在高压直流电源产生的不均匀电场中使尘粒荷电，并在电不均匀电场中使尘粒荷电，并在电场力作用下使尘粒集向集尘极，并场力作用下使尘粒集向集尘极，并沉积在集尘板上，使尘粒从气流中沉积在集尘板上，使尘粒从气流中分离出来分离出来的一种除尘方法的一种除尘方法Ø优点优点：对小粒径颗粒有较高的去：对小粒径颗粒有较高的去除率，耐高温，气流阻力小。 除率，耐高温，气流阻力小Ø缺点缺点：投资高，占地大，技术要：投资高，占地大，技术要求高求高 电电 除除 尘尘 装装 置置集尘极集尘极（（+））放电极（放电极（—））离子化区离子化区 Ø集尘极集尘极：为一圆形金属管；：为一圆形金属管；Ø放电极极线放电极极线（电晕线）：用重（电晕线）：用重锤悬吊在集尘极圆管中心；锤悬吊在集尘极圆管中心；Ø含尘气流由除尘器下部进入；含尘气流由除尘器下部进入；Ø净化后的气流由顶部排出净化后的气流由顶部排出Ø这种电除尘器多用于净化气体这种电除尘器多用于净化气体量较大的含尘气体此外还有板量较大的含尘气体此外还有板式电除尘器式电除尘器电电 除除 尘尘 装装 置置集尘极集尘极（（+））放电极（放电极（—））离子化区离子化区 2、气态污染物二氧化硫的净化技术、气态污染物二氧化硫的净化技术目前控制燃烧生成的目前控制燃烧生成的SO2，主要方法有：，主要方法有：Ø 燃料脱硫（燃烧前脱硫）；燃料脱硫（燃烧前脱硫）；Ø 燃烧过程中脱硫；燃烧过程中脱硫；Ø 烟气脱硫（燃烧后脱硫）烟气脱硫（燃烧后脱硫） 燃烧前脱硫燃烧前脱硫煤炭的洗选煤炭的洗选煤炭的转化煤炭的转化重油脱硫重油脱硫炉内喷钙技术炉内喷钙技术 ，即，即向向炉内加入固硫剂如炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随分转化成硫酸盐，随炉渣排除炉渣排除。 即即烟气脱硫烟气脱硫，烟，烟气脱硫分为：湿气脱硫分为：湿法、半干法、干法、半干法、干法三大类脱硫工法三大类脱硫工艺湿法湿法脱硫技脱硫技术较为成熟术较为成熟 二氧化硫的净化技术二氧化硫的净化技术燃烧中脱硫燃烧中脱硫燃烧后脱硫燃烧后脱硫 （（1 1）燃烧前脱硫（燃料脱硫））燃烧前脱硫（燃料脱硫） ①①煤炭的洗选煤炭的洗选：广泛采用的工艺主要是重力：广泛采用的工艺主要是重力分选法，分选后原煤合硫量降低分选法，分选后原煤合硫量降低40—90％净化效率取决于煤中无机和有机硫的含量净化效率取决于煤中无机和有机硫的含量 （（1 1）燃烧前脱硫（燃料脱硫））燃烧前脱硫（燃料脱硫） 正在研究的正在研究的新脱硫法新脱硫法有：浮选法、氧化脱硫有：浮选法、氧化脱硫法、化学浸出法、化学破碎法、细菌脱硫法、法、化学浸出法、化学破碎法、细菌脱硫法、微波脱硫法、磁力脱硫及溶剂精炼等，在工微波脱硫法、磁力脱硫及溶剂精炼等，在工业上应用的很少业上应用的很少 型煤固硫是控制型煤固硫是控制SO2的一条经济有效途径的一条经济有效途径n美国美国型煤型煤 （加石灰）固硫率达（加石灰）固硫率达87%，烟尘减少，烟尘减少 2/3；；n日本日本 蒸汽机车用石灰固硫率达蒸汽机车用石灰固硫率达70~80%，脱硫费用仅，脱硫费用仅为选煤的为选煤的8%；；n我国我国 已投产的型煤工艺十大类，民用蜂窝煤固硫率已投产的型煤工艺十大类，民用蜂窝煤固硫率>50%，唐山、河北石家庄、承德、北京矿冶研究生院、，唐山、河北石家庄、承德、北京矿冶研究生院、工业型煤。 工业型煤 ②②煤炭的转化煤炭的转化 主主要要是是煤煤的的气气化化或或液液化化，，即即对对煤煤进进行行脱脱碳碳或或加加氢氢改改变变其其原原有有的的碳碳氢氢比比，，将将煤煤料料变变成成清清洁洁的的二二次燃料n煤煤气气 （（煤煤气气化化后后的的产产物物））主主要要是是氢氢、、一一氧氧化化碳碳和和甲甲烷烷等等可可燃燃混混合合气气煤煤气气中中的的硫硫主主要要以以H H2 2S S形形式式存存在在，，可用湿法脱除大部分可用湿法脱除大部分H H2 2S S，再用干法除去其余部分再用干法除去其余部分 洁净煤技术（清洁煤技术）洁净煤技术（清洁煤技术）Ø是指煤炭开发和加工过程中，旨在减少环境污染和是指煤炭开发和加工过程中，旨在减少环境污染和提高煤炭利用率的各种技术的总称提高煤炭利用率的各种技术的总称Ø一般包括固体煤炭的处理技术和煤炭转化技术一般包括固体煤炭的处理技术和煤炭转化技术 （（2）燃烧中脱硫）燃烧中脱硫 Ø石石灰灰石石粉粉碎碎至至与与煤煤同同样样的的粒粒度度（（2mm左左右右））与与煤同时加入炉内；煤同时加入炉内；Ø在在1073—1173K下下燃燃烧烧，，石石灰灰石石受受热热分分解解析析出出CO2，，形形成成多多孔孔的的氧氧化化钙钙，，进进而而与与SO2作作用用，，生生成硫酸盐，以达到固硫的目的。 成硫酸盐，以达到固硫的目的 目目前前流流化化床床燃燃烧烧脱脱硫硫技技术术只只适适用用于于中中小小容容量量的的工业锅炉和炉窑工业锅炉和炉窑 反应机理：反应机理： （（3）烟气脱硫）烟气脱硫 含硫的矿物燃料（主要是煤），燃烧后产生的含硫的矿物燃料（主要是煤），燃烧后产生的SO2以烟气形式排出，当以烟气形式排出，当SO2含量达到含量达到3.5%以上，以上，便可以采用接触法，即制便可以采用接触法，即制H2SO4的流程进行收的流程进行收集，这样既可控制集，这样既可控制SO2对大气的污染，同时，对大气的污染，同时，又可回收硫磺又可回收硫磺 Ø吸收法是烟气脱硫方法中的主要方法之一，吸收法是烟气脱硫方法中的主要方法之一，目前应用较多的方法有：目前应用较多的方法有：Ø石灰石灰/ /石灰石法、氧化镁法、钠碱法、氨吸石灰石法、氧化镁法、钠碱法、氨吸收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等收法、亚硫酸钠法、柠檬酸钠法等 n汽车尾气对大气环境的污染是一个全球性的问汽车尾气对大气环境的污染是一个全球性的问题，历史上曾在美、日等发达国家造成多起公题，历史上曾在美、日等发达国家造成多起公害事件，严重危害人体的健康。 害事件，严重危害人体的健康n为消除尾气对环境造成的污染，从为消除尾气对环境造成的污染，从8080年代中期年代中期开始，电喷闭环控制发动机和三元催化净化得开始，电喷闭环控制发动机和三元催化净化得到了应用到了应用n在我国如北京等一些大城市，已开始强制安装在我国如北京等一些大城市，已开始强制安装汽车尾气净化器汽车尾气净化器 3、汽车尾气的催化净化技术、汽车尾气的催化净化技术 汽车尾气的催化净化汽车尾气的催化净化目目 的的 除去三种主要污染物质（除去三种主要污染物质（HC、、CO和和NOx)催化燃烧技术原理催化燃烧技术原理是在汽车排气管尾部安装催化转化器，使Ｃ是在汽车排气管尾部安装催化转化器，使ＣO、ＨＣ、ＨＣ和Ｎ和ＮOｘ借助燃烧催化剂的作用，发生氧化还原反应ｘ借助燃烧催化剂的作用，发生氧化还原反应而转化为无毒的Ｃ而转化为无毒的ＣO2、Ｈ、Ｈ2O和Ｎ和Ｎ2 汽车尾气的催化净化原理汽车尾气的催化净化原理还原反应：还原反应：NO + CO → 5N2 + CO2氧化反应 氧化反应 4HC + 5O2 → 2HO2 + 4CO2 CO + 5O2 → CO2 三元催化剂三元催化剂•1977年开始出现三元催化剂：年开始出现三元催化剂： 主要成分是Ｐ主要成分是Ｐt、Ｒ、Ｒh（铑（铑 ）、Ｐ）、Ｐd（钯（钯 ）等贵金属；）等贵金属；•1992年出现了三元单金属钯型催化剂年出现了三元单金属钯型催化剂：以取代Ｐ：以取代Ｐt和和ＲＲh（（铑铑 ），减少贵金属的消耗量；），减少贵金属的消耗量；•非贵金属的催化剂非贵金属的催化剂：如：如Mo、、Co、、Ni、、W 等等；；汽车尾气催化剂的开汽车尾气催化剂的开发，不断吸引众多科发，不断吸引众多科学研究者。 学研究者 汽车用三元催化器汽车用三元催化器 从全局出发，综合考虑生产生活等方面从全局出发，综合考虑生产生活等方面的诸因素，围绕经济社会发展目标，运的诸因素，围绕经济社会发展目标，运用多科学、多途径、多种手段进行防治，用多科学、多途径、多种手段进行防治，达到经济效益和环境效益的统一达到经济效益和环境效益的统一二、大气污染综合防治二、大气污染综合防治综合防治的含义综合防治的含义？？ n统筹规划，合理布局（环境规划）；统筹规划，合理布局（环境规划）； n改善燃料结构，发展新能源；改善燃料结构，发展新能源；n对燃料进行预处理；对燃料进行预处理；n改革工艺设备、改善燃烧过程改革工艺设备、改善燃烧过程 ；； n采用集中供热和联片供暖；采用集中供热和联片供暖；综合防治措施综合防治措施 n修建高烟囱，实现高空排放；修建高烟囱，实现高空排放；n综合防治汽车尾气；综合防治汽车尾气；n植树造林，绿化环境；植树造林，绿化环境；n发展大气污染控制技术；发展大气污染控制技术； 综合防治措施综合防治措施 n工工业业布布局局合合理理 是是指指工工业业生生产产在在地地区区均均衡衡分分布布，，不不要要集集中中在在局局部部地地区区或或少少数数大大城城市市，，而而宜宜适适当当分分散散，，这这样样单单位位面面积积上上的的污污染染物物排排放放量量也也少少，，易于自然净化，而且应远离城市中心区。 易于自然净化，而且应远离城市中心区1、统筹规划，合理布局、统筹规划，合理布局 n不不少少工工业业发发达达国国家家十十分分重重视视工工业业合合理理布布局局，，例例如如美美国国、、英英国国，，日日本本、、俄俄罗罗斯斯及及欧欧洲洲各各国国为为了了保保持持较较好好的大气质量，采取了的大气质量，采取了工业分散工业分散政策；政策；n一一方方面面开开辟辟新新的的工工业业基基地地，，控控制制工工业业向向大大城城市市周周边边发发展展，，另另一一方方面面调调整整原原有有城城市市工工业业布布局局，，鼓鼓励励市市内内企业向外迁移，使整个工业获得较合理布局企业向外迁移，使整个工业获得较合理布局1、统筹规划，合理布局、统筹规划，合理布局 n石油灰分低，热效率高，若将煤燃料大部分石油灰分低，热效率高，若将煤燃料大部分改成油燃料和气燃料后，大气环境质量会显改成油燃料和气燃料后，大气环境质量会显著改善2、改善燃料结构，发展新能源、改善燃料结构，发展新能源 n另外开发清洁能源，如太阳能、地热能、风能、另外开发清洁能源，如太阳能、地热能、风能、水能、生物能、核能等来代替燃煤，可使大气中水能、生物能、核能等来代替燃煤，可使大气中的粉尘大大降低。 这是一种根本性控制和防治大的粉尘大大降低这是一种根本性控制和防治大气污染的方法，对改善城市大气环境质量、节约气污染的方法，对改善城市大气环境质量、节约能源、方便人民生活等方面都有重大意义能源、方便人民生活等方面都有重大意义2、改善燃料结构，发展新能源、改善燃料结构，发展新能源 Ø原煤经过洗选、筛分、成型及添加脱硫剂等原煤经过洗选、筛分、成型及添加脱硫剂等加工处理，不仅可大大加工处理，不仅可大大降低含硫量降低含硫量，减少二，减少二氧化硫的排放量，而且有可观的经济效益氧化硫的排放量，而且有可观的经济效益3、对燃料进行预处理、对燃料进行预处理 Ø实践表明，民用固硫型煤与燃用原煤相比，节煤实践表明，民用固硫型煤与燃用原煤相比，节煤25％左右，一氧化碳排放量减少％左右，一氧化碳排放量减少70％％-80％，烟尘％，烟尘排放量减少排放量减少90％，二氧化硫排放量减少％，二氧化硫排放量减少40％％-50％Ø据初步估算，洗煤带来的直接和间接效益为洗煤据初步估算，洗煤带来的直接和间接效益为洗煤成本的成本的3-4倍，这是最基本最现实的防治燃煤型大倍，这是最基本最现实的防治燃煤型大气污染的有效途径气污染的有效途径。 3、对燃料进行预处理、对燃料进行预处理 Ø通过改革工艺及改造锅炉、改变燃烧方式等通过改革工艺及改造锅炉、改变燃烧方式等办法，以减少燃煤量来相应减少排尘量办法，以减少燃煤量来相应减少排尘量Ø如通过改革工艺，力争把某一生产过程中产如通过改革工艺，力争把某一生产过程中产生的废气作为另一生产中的原料加以利用，生的废气作为另一生产中的原料加以利用，这样就可以取得减少污染物的排放和变废为这样就可以取得减少污染物的排放和变废为宝的双重经济效益；宝的双重经济效益；4、改革工艺设备、改善燃烧过程、改革工艺设备、改善燃烧过程 Ø有效的技术措施：有效的技术措施：Ø控制空气过剩系数，有序地增加二次风助燃，控制空气过剩系数，有序地增加二次风助燃，使炉内燃煤充分燃烧；使炉内燃煤充分燃烧；Ø炉内添设导风器，革新煤炉炉排和燃油喷嘴；炉内添设导风器，革新煤炉炉排和燃油喷嘴；Ø将燃油制成水乳剂喷入炉内等将燃油制成水乳剂喷入炉内等4、改革工艺设备、改善燃烧过程、改革工艺设备、改善燃烧过程 Ø利用集中供热取代分散供热的锅炉，是城市基利用集中供热取代分散供热的锅炉，是城市基础设施建设的重要内容，是综合防治大气污础设施建设的重要内容，是综合防治大气污染的有效途径。 染的有效途径Ø集中供热比分散供热可节约集中供热比分散供热可节约30.5％％—35％的燃％的燃煤，且便于采取除尘和脱硫措施煤，且便于采取除尘和脱硫措施5、采用集中供热和联片供暖、采用集中供热和联片供暖 n地面污染物浓度与烟囱高度的平方成反比，提地面污染物浓度与烟囱高度的平方成反比，提高烟囱有效高度有利于烟气的稀释扩散，减轻高烟囱有效高度有利于烟气的稀释扩散，减轻地面污染地面污染n目前，世界最高的烟囱在加拿大，高目前，世界最高的烟囱在加拿大，高385.5米；米；其次在美国，其次在美国，368米；我国已建成的最高烟囱米；我国已建成的最高烟囱是是210米6、修建高烟囱，实现高空排放、修建高烟囱，实现高空排放 n改进发动机结构，使燃油充分燃烧；改进发动机结构，使燃油充分燃烧；n在排气系统安装汽车尾气净化器；在排气系统安装汽车尾气净化器；n使用无铅汽油、清洁能源等；使用无铅汽油、清洁能源等；7、综合防治汽车尾气、综合防治汽车尾气 n绿色植物的功能：绿色植物的功能： 具有美化环境、调节气候、吸附粉尘、吸收大气具有美化环境、调节气候、吸附粉尘、吸收大气中的有害气体等功能，可以在大面积的范围内，长中的有害气体等功能，可以在大面积的范围内，长时间、连续地净化大气，尤其是在大气中的污染物时间、连续地净化大气，尤其是在大气中的污染物影响范围广、浓度比较低的情况下，植物净化是行影响范围广、浓度比较低的情况下，植物净化是行之有效的方法。 之有效的方法8、植树造林，绿化环境、植树造林，绿化环境 n在城市的工业区，根据当地大气污染物的排放在城市的工业区，根据当地大气污染物的排放特点，合理选择植物种类、扩大绿化面积，是特点，合理选择植物种类、扩大绿化面积，是大气污染综合防治具有长效能和多功能的保护大气污染综合防治具有长效能和多功能的保护措施8、植树造林，绿化环境、植树造林，绿化环境 根据适用范围根据适用范围根据用途根据用途国家标准国家标准地方标准地方标准行业标准行业标准依据不同的标准进行分类依据不同的标准进行分类三、大气环境标准三、大气环境标准环境空气质量标准环境空气质量标准大气污染物排放标准大气污染物排放标准大气污染控制技术标准大气污染控制技术标准大气污染警报标准大气污染警报标准 环境空气质量标准（环境空气质量标准（GB3095-1996)本标准规定了环境空气质量功能本标准规定了环境空气质量功能区划分、标区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定采样与分析方法及数据统计的有效性规定 《《环境监测环境监测》》 n一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。 殊保护的地区n二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区民混合区、文化区、一般工业区和农村地区n三类区为特定工业区三类区为特定工业区环境空气质量功能区分类环境空气质量功能区分类 环境空气质量标准分为三级：环境空气质量标准分为三级：Ø一类区执行一级标准；一类区执行一级标准；Ø二类区执行二级标准；二类区执行二级标准；Ø三类区执行三级标准三类区执行三级标准 环境空气质量标准分级环境空气质量标准分级 。
