第1章 大气污染控制工程绪论

1、大气污染控制工程教材与参考书n使用教材使用教材：赫吉明主编：赫吉明主编 .大气污染控制控制大气污染控制控制工程工程 . 高等教育出版社高等教育出版社 . 2002. n参考书目参考书目： 郭静郭静, 阮宜纶主编阮宜纶主编.大气污染控制工程大气污染控制工程. 化化学工业出版社学工业出版社 .2001. 童志权主编童志权主编.工业废气净化与利用工业废气净化与利用.化学工化学工业出版社业出版社 .2001. 李广超主编李广超主编.大气污染控制技术大气污染控制技术.化学工业化学工业出版社出版社 .2001.第一章第一章 概论概论1.1 1.1 大气污染和大气污染物大气污染和大气污染物1.2 1.2 大

2、气环境问题大气环境问题1.3 1.3 大气污染的危害大气污染的危害1.4 1.4 大气污染控制大气污染控制1.5 1.5 大气污染的综合防治措施大气污染的综合防治措施1.6 1.6 大气环境标准大气环境标准大气污染控制工程 1.1 大气污染和大气污染物大气污染和大气污染物干燥清洁的空气干燥清洁的空气水汽水汽各种杂质各种杂质大气的组成大气的组成干空气干空气 平均分子量：平均分子量：28.966 密度：密度：1.293kg/m3（标态下）（标态下） 组成（体积比）：组成（体积比）：N2 78.09%； O2 20.95% ；Ar 0.93% ； CO2 0.03%O3 0.01-0.04ppm。大

3、气污染控制工程大气圈（重点对流层和平流层）大气污染控制工程大气环流大气环流大气污染控制工程 1.1.1大气污染的定义大气污染的定义 （试比较其差别）ISO认为：大气污染，通常是指由于人类活动和自然过程认为：大气污染，通常是指由于人类活动和自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时引起某些物质进入大气中，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。间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境。v大气污染指大气中某种物质的浓度超过正常水平，造成可测的大气污染指大气中某种物质的浓度超过正常水平，造成可测的对人体、动物、植被和材料的影

4、响的大气状况。对人体、动物、植被和材料的影响的大气状况。v大气污染指大气中某种不良成分达到一定的浓度，造成有害的大气污染指大气中某种不良成分达到一定的浓度，造成有害的影响的大气状况。这种成分可能对人体健康、植被、器物或者影响的大气状况。这种成分可能对人体健康、植被、器物或者全球环境以及通过浑浊的空气或不愉快的气味对环境美学造成全球环境以及通过浑浊的空气或不愉快的气味对环境美学造成负面的影响。负面的影响。v如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测公众健康、动物、植物、材料、大

5、气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。量的不利影响，这就是大气污染。 大气污染控制工程 1.1.2大气污染的三个要素和大气污染流程大气污染的三个要素和大气污染流程 污染源污染源 大气状态大气状态 污染汇污染汇排放排放排放的速率、类型排放的速率、类型源的结构源的结构散布散布垂直和水平散布，稳垂直和水平散布，稳定度，湍流，风定度，湍流，风转化转化化学反应化学反应排除排除城建、清洗、吸收、城建、清洗、吸收、碰撞碰撞接受体反应接受体反应健康影响健康影响植物损害植物损害污染、腐蚀污染、腐蚀大气污染控制工程1.1.3大气污染源大气污染源Primary PollutantsSecondary

6、 PollutantsNaturalStationaryCOCO2SO2NONO2Most hydrocarbonsMost suspendedparticlesSO3HNO3H2SO4H2O2O3PANsMostandsaltsNO3MobileSO42n自然过程：自然过程：火山活动、山林火山活动、山林活动、海啸、土壤和岩石风化、活动、海啸、土壤和岩石风化、大气圈中空气运动。大气圈中空气运动。n人类生产和生活活动：人类生产和生活活动：燃料燃烧、工业废气燃料燃烧、工业废气。1.1.3 大气污染源大气污染源大气污染控制工程1.1.4 大气污染物大气污染物由于人类活动或自然过程排入大气，人和环境产

7、生由于人类活动或自然过程排入大气，人和环境产生有害影响的物质。有害影响的物质。 按来源，分为按来源，分为一次污染物一次污染物和和二次污染物二次污染物 直接由污染源排放的污染物直接由污染源排放的污染物 进入大气的一次污进入大气的一次污 染物之间或与正常染物之间或与正常 大气组分发生反应，大气组分发生反应， 以及在太阳辐射下以及在太阳辐射下 引起光化学反应而引起光化学反应而 产生的新的污染物，产生的新的污染物， 它常比一次污染物它常比一次污染物 对环境和人体的危对环境和人体的危 害更为严重。害更为严重。 大气污染控制工程一次大气污染物一次大气污染物工业企工业企业排放业排放交通运交通运输排放输排放电

8、力电力烟尘、烟尘、SO2、Nox、CO、苯苯家庭炉家庭炉灶排放灶排放冶金冶金化工化工机械机械轻工轻工建材建材烟尘、矿尘、烟尘、矿尘、SO2、H2S、CO、烃类烃类烟尘烟尘烟尘、烟尘、 H2S 、硫醇、硫醇、汞汞、氰化物氰化物烟尘、水泥尘烟尘、水泥尘CO、 No、CH、苯、烟尘、苯、烟尘、铅的化合物品铅的化合物品烟尘、烟尘、SO2、H2S、CO、 Nox、氰化物、烃类、氰化物、烃类CO、 CH、 SO2、苯、油烟苯、油烟v 直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成健康威胁的污染物造成健康威胁的污染物大气污染控制工程二次大气污染物二次大气

9、污染物硫酸盐硫酸盐气溶胶气溶胶PAN醛醛酮酮硫酸烟硫酸烟雾雾光化学光化学氧化剂氧化剂臭氧臭氧二次大气污染物指大气中的一次污染物通过二次大气污染物指大气中的一次污染物通过化学反应生成的化学物质。化学反应生成的化学物质。大气污染控制工程按存在状态，分为按存在状态，分为颗粒物颗粒物和和气态污染物气态污染物 常表示为总悬浮微粒物常表示为总悬浮微粒物（TSP）、飘尘和降尘。）、飘尘和降尘。 主要有一次污染物：主要有一次污染物： SO2、H2S 、NO、NH3 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1C12化合化合物物 。 二次污染物：二次污染物： SO3、H2SO4、MSO4 、NO2、MNO3 、醛类、

10、酮类、酸类。、醛类、酮类、酸类。 其粒径绝大多数在其粒径绝大多数在100m100m以下，其中多数以下，其中多数在在10m10m以下。它是分散在大气中的各种粒以下。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。个通用的重要污染指标。 飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为PMPM1010（粒径（粒径10m10m）和）和PMPM2.52.5（粒径（粒径2.5m2.5m）。）。PMPM1010可以通过呼吸道进入人体，可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，从而对人体健康产生危害，PM

11、PM2.52.5的危害则更的危害则更为严重。为严重。 降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物, ,一般直径一般直径大于大于30m30m，由于其自身的重力作用会很快沉降下，由于其自身的重力作用会很快沉降下来。单位面积的降尘量可作为评价大气污染物程来。单位面积的降尘量可作为评价大气污染物程度的指标之一。度的指标之一。 大气污染控制工程 1.1.5大气污染的类型大气污染的类型根据大气污染原因和大气组成分根据大气污染原因和大气组成分根据大气污染范围分根据大气污染范围分1、局部地区大气污染、局部地区大气污染2、区域性大气污染、区域性大气污染3、广域性大气污染、广域性大气污染

12、4、全球性大气污染、全球性大气污染1、煤烟型污染、煤烟型污染2、石油型污染、石油型污染3、混合型污染、混合型污染4、特殊型污染、特殊型污染大气污染控制工程（一）煤烟型污染（一）煤烟型污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和和 微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且微粒物质，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。物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。 几种典型的大气污染几种典型的大气污染 大气污染控制工程（二）交通型污染（二）交通型污染

13、污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。 主要污染物是主要污染物是CO、NOX和和HC。在相对湿度较低的夏。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季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二 次污染次污染光化学烟雾。它对人体、动植物、材料光化学烟雾。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。均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。 大气污染控制工程（三）酸沉降污染（三）酸沉降污染 它是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）它是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪） 迁移到地表，或在含酸气团气流的

14、作用下直接迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直接 迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为和迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为和 天然排放的天然排放的SOX（SO2和和SO3）和和NOX（NO和和NO2） ， 其天然源一般是全球分布的，而人为排放的其天然源一般是全球分布的，而人为排放的 SOX和和NOX则具有地区性分布的特点。则具有地区性分布的特点。 大气污染控制工程1.21.2大气环境问题大气环境问题n温室效应温室效应n臭氧层的破坏臭氧层的破坏n酸雨酸雨 人口增长人口增长population growth能源消费增加能源消费增加energy consumption increase机动车

15、机动车motor vehicles燃燃 煤煤 coal combustion复合空气污染复合空气污染complex air pollution Photochemical smogAcid RainPoor Visibility(Fine Particles)Average temperature over past 130 yearsYearAverage surface temperature (C)18601880190019201940196019802000202013.613.814.014.214.414.614.815.0Year199020002025205020752100

16、100150200250Index (1900 = 100)Carbon dioxideMethaneNitrous oxideYear1850187519001925195019752000202520502075210000.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0Change in temperature (C)未来温度变化预测未来温度变化预测?大气污染控制工程臭氧层的损耗臭氧层的损耗Ozone DepletionUV radiationSunClClClCFClClOOClOOOClOOOClOO大气污染控制工程酸雨酸雨SO2NOxSO2SO4 2-NOxN

17、O3-有机酸大气污染控制工程中国酸雨的分布变化中国酸雨的分布变化酸雨主要位于长江以南 pH5.6 pH7.0 N/A Taiwan Acid rain distribution in 80s pH7.0pH7.0pH5.6 pH5.0pH4.5pH300V重度污染健康人群明显强烈症状, 提前出现某些疾病IV空气质量级别IIIIII空气污染指数分级标准空气污染指数分级标准大气污染控制工程空气污染指数分级浓度限值空气污染指数分级浓度限值空气污染指数空气污染指数 污染物浓度污染物浓度 （mg/mN3） API PM10 （日均值日均值） SO2 （日均值日均值） NO2 （日均值日均值） CO （小

18、时均值小时均值） O3 （小时均值小时均值） 50 0.050 0.050 0.080 5 0.120 100 0.150 0.150 0.120 10 0.200 200 0.350 0.800 0.280 60 0.400 300 0.420 1.600 0.565 90 0.800 400 0.500 2.100 0.750 120 1.000 500 0.600 2.620 0.940 150 1.200 大气污染控制工程空气污染指数计算空气污染指数计算污染指数只保留整数，取各污染物分指数最大值为区污染指数只保留整数，取各污染物分指数最大值为区域污染指数域污染指数API，则该污染物为该区域首要污染物。，则该污染物为该区域首要污染物。jkjkjkjkjkjkkkIIII,1,1,)(大气污染控制工程1.7中国的大气污染综合防治中国的大气污染综合防治注：近年来注：近年来GDP持续增长，主要污染物排放却有所下降持续增长，主要污染物排放却有所下降来源：中国统计年鉴，中国环境状况公报来源：中国统计年鉴，中国环境状况公报40506070809010011012013014019971998199920002001年份指数（1997100）GDP二氧化硫化学需氧量烟尘主要污染物排放主要污染物排放大气污染控制工