大气污染和其控制防治

1、大气污染和其控制防治大气层的结构和大气组成大气污染及污染物的分类及来源主要污染的环境危害光化学烟雾气象条件对大气污染的影响大气污染综合防治全球大气环境问题 大气是指包围在地球表面并随地球旋转的空气层。它不仅是维持生物因中生命所必需的，而且参与地球表面的各种过程，如水循环、化学和物理风化、陆地上和海洋中的光合作用及腐败作用等，各种波动、流动和海洋化学也都与大气活动有关。1. 大气层的结构和大气组成 大气层的基本结构按气温垂直分布对大气分层（热分层），可以分为以下几层：(一)对流层 对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为16-18km；在中纬度地区为l0-12km，两极附近为

2、8-9km。夏季较厚，冬季较薄。 这一层的显著特点：是气温随高度升高而递减，大约每上升100 m，温度降低。内于贴近地面的空气受地面发射出来的热量的影响而膨胀上升，上面冷空气下降，故在垂直方向上形成强烈的对流，对流层也正是因此而得名；二是密度大，大气总质量的34以上集中在此层。在l-2km以下，受地表的机械、热力作用强烈，通称摩擦层，或边界层，亦称低层大气，排人大气的污染物绝大部分活动在此层。在1-2公里以上，受地表影响变小，称为自由大气层，主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此层。对流层和人类的关系最密切。(二)平流层 从对流层顶到约50km的大气层为平流层。在平流层下层，即3035km以

3、下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。在3035km以上，温度随高度升高而升高。 平流层的特点：一是空气没有对流运动，平流运动占显著优势；二是空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；三是在高约1535km范围内，有厚约20km的层臭氧层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，故使平流层的温度升高。(三) 中间层从平流层顶到80km高度称为中间层。这一层空气更为稀薄，温度随高度增加而降低。 (四) 热层 从80km到约500km称为热层。这一层温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大，热层下部尚有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜

4、光云。 (五)逃逸层 热层以上的大气层称为逃逸层。这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大部分分子发生电离；使质子的含量大大超过中性氢原子的含量。逃逸层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同，故又常称为外大气层。由于空气受地心引力极小，气体及微粒可以从这层飞出地球致力场进入太空。逃逸层是地球大气的最外层，该层的上界在哪里还没有一致的看法。实际上地球大气与星际空间并没有截然的界限。逃逸层的温度随高度增加而略有增加。 大气的组成 干洁空气是指在自然状态下的大气（由混合气体、水气和杂质组成）除去水气和杂质的空气，其主要成分是氮气，占78.09%；氧气，占20.94%；氩，占0.93%；其它各种含量

5、不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。 2. 大气污染及污染物的分类A. 指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人或环境产生有害影响的物质。B. ISO定义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、健康和福利或危害环境的现象。C 大气污染是指大气中污染物浓度达到有害程度,超过了环境质量标准的现象。 D 当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。 造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。

6、大气污染的特点：呈现较强的时空分布特征。 1）大面积区域分布2）不可替代性3）直接危害健康4）不可避免性-灰霾之下，人人都是吸尘器为什么要研究大气环境污染？与土壤/水/食品污染相比，大气污染具有如下特征: 2004年，中国城市由于空气污染造成36万人死亡，64万呼吸系统病人住院，26万新发慢性支气管炎病人，直接经济损失高达1527亿元。 广州（国家环保部环境规划院）大气污染的分类：1） 按地域分类:A.局部地区大气污染：工厂区内排放口（烟囱）造成的污染。 B.区域性大气污染：工业区、城镇范围内的大气污染。 C.广域性大气污染：地区性（流域、省域）或国家区域的大气污染。D.全球性大气污染：指温室

7、效应与全球气候变暖、酸雨、臭氧层空洞等在全球范围内引起危害的大气污染。2）按照产生源的类型分类 A.工业污染源：工业生产过程、工业燃料的燃烧。B.农业污染源：农业燃料、有机农药。C.生活污染源：民用炉灶、生活取暖、垃圾焚烧。D.交通污染源：汽车尾气排放。3）按照排放源的形式分类 A.点源：工业排放口（烟囱）。 B.面源：居民生活炉灶。 C.线源：交通污染源。4）按照污染源的运动形式分类： A. 固定污染源：工业、生活、农业排放。 B. 移动污染源：交通工具。 59路车，咸阳西安西安机动车排放标准执行落后, 2008年北京率先实施国IV标准，2009年上海等也开始推行，西安现仍执行国III标准

8、大气污染物分类1）来源分类：天然污染物和人为污染物, 引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。 天然污染物：沙尘人为污染物一次污染物：是从污染源直接排出原始物质,进入大气后其形态没有发生变化的污染物。2）按形成的时间分类一次污染物和二次污染物二次污染物: 由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分,或几种一次污染物之间,发生了一系列的化学变化或光化学反应,形成与原污染物性质不同的新污染物,则形成的新污染称物为二次污染物。由机动车尾气形成的光化学烟雾是典型的二次污染物PAN 二次污染物 SO2 NOxVOCs 大气化学反应颗粒物臭氧(O3)其它强氧化剂硫酸盐(SO42

9、 -)硝酸盐(NO3- )二次有机气溶胶(SOA)烟雾灰霾酸雨PM 一次污染物二次气溶胶气态污染物 气态污染物：硫氧化物、碳的氧化物、氮氧化物 、碳氢化合物 。 固态污染物 ：颗粒物： 指大气中液体、固体状物质。3） 按存在状态分类 最常用的分类 固态污染物（颗粒物）： 包括粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾、煤烟尘。总悬浮颗粒物(TSP)：指能悬浮在空气中，空气动力学直径100的颗粒物。 可吸入颗粒物(PM10)：指悬浮在空气中，空气动力学直径10的颗粒物。 细粒子PM：指悬浮在空气中，空气动力学直径10的颗粒物。颗粒污染物的来源扫描电境下不同颗粒物的形貌和组成 气态污染物SO2, NOX(NO、NO

10、2、NO3 )、CO、H2S,O3, 挥发性有机化合物VOCs 氯气、氨气、氟化物 温室气体（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃） 污 染 物一次污染物二次污染物 含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4 碳的氧化物CO2、CO无 含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3、O3 碳氢化合物CmHm醛、酮、过氧乙酰基硝酸酯 卤素化合物HF、HCl无气态污染物气态污染物的主要来源全国近年废气主要污染物排放量项目年度二氧化硫排放量(万吨)烟尘排放量(万吨)工业粉尘排放量(万吨)合计工业生活合计工业生活20062588.82234.8354.01088.8864.5224.3808.420

11、072468.12140.0328.1986.6771.1215.5698.720082321.21991.3329.9901.6670.7230.9584.920092214.41866.1348.3847.2603.9243.3523.63. 主要污染物的环境危害1） 颗粒物的危害：对人体健康的影响：主要对人体呼吸道系统的影响较大。 可吸入颗粒物：10m的颗粒污染物：一般被鼻腔、咽喉部的纤毛所堵截，不会进入人体内部，但可以导致上呼吸道的病症。入肺颗粒物： 的颗粒污染物，可以进入肺泡，甚至进入血液。 人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达1520立方米。因此，被

12、污染了的空气对人体健康有直接的影响。 大气中的有害物质主要通过三个途径侵入人体造成危害：(1)通过人的直接呼吸而进入人体；(2)附着在食物上或溶于水中，使之随饮食而侵入人体；(3)通过接触或刺激皮肤而进入到人体。其中通过呼吸而侵入人 体是主要的途径，危害也最大。当污染物作用于人群时，并不是所有的人都同样的出现毒性反应、发病或者死亡，而是出现一种“金字塔”式的分布，这主要是与个体对有害因素的敏感性不同有关。早发现亚临床期生理、生化的变化和保护敏感人群。A 颗粒物的危害：对人体健康的影响：主要对人体呼吸道系统的影响较大。 可吸入颗粒物：10m的颗粒污染物：一般被鼻腔、咽喉部的纤毛所堵截，不会进入人

13、体内部，但可以导致上呼吸道的病症。影响日照时间和地面的能见度，改变局部地区的小气候条件。 主要危害： 随呼吸进入肺, 可沉积于肺，引起呼吸系统的疾病。颗粒物上容易附着多种有害物质，有些有致癌性，有些会诱发花粉过敏症； 由于颗粒污染物多为多孔状结构，对大气中的气态污染有一定的吸附作用，因而可以与气态污染物一起进行协同迁移，扩大气态污染物的污染范围和停留时间。 沉积在绿色植物叶面, 干扰植物吸收阳光和二氧化碳和放出氧气和水分的过程, 从而影响植物的健康和生长； 厚重的颗粒物浓度会影响动物的呼吸系统； 杀伤微生物, 引起食物链改变，进而影响整个生态系统； 遮挡阳光而可能改变气候，这也会影响生态系统。

14、 10m 2.5 m 2.5 10m细支气管肺泡支气管气管喉咽TSP ：总悬浮颗粒物鼻腔可阻止吸入沉积在气管穿透肺泡进入血液PM10,：小于10m，也称可吸入颗粒物；PM：小于m西安大气PM与居民正常死亡率之间的关系 PM上升25%，可引起：全年龄人群死亡率上升2.06%45-64岁人群死亡率风险上升3.34%65岁以上人群死亡率上升1.86%男性死亡率上升2.64%心血管疾病死亡率上升2.96%，冠心病死亡率上升4.08%西安市2004-2008Tie, et al., AE., 2009,43, 2375-2377肺癌年致死率(1/1000,000)气溶胶浓度(10年平均）考虑7年滞后期不

15、考虑7年滞后期广州市的研究发现：在持续高浓度的颗粒物污染现象出现7年后，居民肺癌致死率显著上升美国36个城市1979-2000 的数据表明：PM与民众相对死亡率之间强相关， C.A. Pope et al., JAMA, 2000,287,1132-1141结论：PM每增加10g/m3会造成健康风险增加：1）全病因死亡率4%2）心血管疾病死亡率6%3）肺癌死亡率8%全病因死亡心血管疾病死亡肺癌死亡其他死亡B 二氧化硫 SO2主要危害：形成工业烟雾, 高浓度时使人呼吸困难, 是著名的伦敦烟雾事件的元凶；二氧化硫对人的结膜和上呼吸道粘膜具有强烈刺激。长期接触低浓度二氧化硫，会出现倦怠、乏力、鼻炎、

16、咽喉炎、支气管炎、味觉障碍、感冒不易康复等症状；进入大气层后，二氧化硫形成酸雾或酸雨还会腐蚀金属、建筑、森林、器材，沉降到地面会破坏土壤和水质。其主要来源为燃煤、工业；形成悬浮颗粒物，随着人的呼吸进入肺部, 对肺有直接损伤作用。 我国是个燃煤大国，煤炭占能源消费总量的70左右。80年代，我国酸雨主要还只发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的川、黔和两广地区，酸雨面积170万平方公里。到90年代中期，酸雨已发展到长江以南、青藏高原以东的广大地区，酸雨面积扩大了100多万平方公里。以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区现已成为全国酸雨污染最严重的地区，其中心区年降水pH值低于，酸雨频率高达90，基本

17、上到了逢雨必酸的程度。以南京、上海、杭州、福州、青岛和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨区。华北、东北的局部地区也出现酸性降水。 燃煤排放的污染物及其健康危害C 氮氧化物 NOx（如：NO、N2O、NO2、NO3）主要危害：刺激人的眼, 鼻, 喉和肺, 增加病毒感染的发病率, 例如引起导致支气管炎和肺炎的流行性感冒, 诱发肺细胞癌变；氮氧化物中的一氧化氮与血液中血红蛋白的亲和力比一氧化碳还强。通过呼吸道及肺进入血液，使其失去输氧能力，产生一氧化碳相同的严重后果。氮氧化物侵入肺脏深处的肺毛细血管。引起肺水肿等； 形成城市的烟雾, 影响可见度； 破坏树叶的组织, 抑制植物生长； 在空中形

18、成硝酸小滴, 产生酸雨； N2O有较强的温室效应。其主要来源为燃煤、汽车尾气。D 一氧化碳 CO主要危害：极易与血液中运载氧的血红蛋白结合, 结合速度比氧气快250倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕, 头疼, 重者脑细胞受到永久性损伤, 甚至窒息死亡；对心脏病、贫血和呼吸道疾病的患者伤害性大；引起胎儿生长受损和智力低下。其主要来源为燃煤、汽车尾气。 E 挥发性有机化合物VOCs（如：苯、碳氢化合物）主要危害： 容易在太阳光作用下产生光化学烟雾； 在一定的浓度下对植物和动物有直接毒性； 对人体有致癌、引发白血病的危险。主要来源为工业和燃油。挥发性有机化合物：三氯乙烯三氯

19、乙烯是一种无色、透明、易流动、且具有芳香味的液体。作为羊毛等织物的干洗剂。三氯乙烯是一种典型的持久性有机污染物（POPs），它对人体中枢神经系统有强烈的抑制作用，具有“三致”效应。 F 光化学氧化物（如：臭氧 O3）主要危害： 低空臭氧是一种最强的氧化剂, 能够与几乎所有的生物物质产生反应，浓度很低时就能损坏橡胶、油漆、织物等材料； 臭氧对植物的影响很大。浓度很低时就能减缓植物生长，高浓度时杀死叶片组织, 致使整个叶片枯死, 最终引起植物死亡，比如高速公路沿线的树木死亡就被分析与臭氧有关； 臭氧对于动物和人类有多种伤害作用, 特别是伤害眼睛和呼吸系统，加重哮喘类过敏症。G 有毒微量有机污染物（

20、如：多环芳烃、多氯联苯、二噁英、甲醛）主要危害：有致癌作用；有环境激素（也叫环境荷尔蒙）的作用，影响人的内分泌功能。主要来源：燃烧过程，垃圾排放，家居装修等。4,5 环毒性最大多环芳烃（PAHs）具有三致效应：致癌、致畸、致突变我国环保部规定了16种优先控制多环芳烃，长期暴露 可导致肺癌。肺癌增塑剂：邻苯二甲酸酯内分泌干扰物：易造成胎儿流产，特别是男性胎儿.ng/m3ng/m3我国不同城市大气颗粒物中邻苯二甲酸酯的浓度危害据中国预防医学科学院环境卫生监测所研究员曲建翘介绍，邻苯二甲酸酯是一类能起到软化作用的化学品。它被普遍应用于玩具、食品包装材料、医用血袋和胶管、乙烯地板 和壁纸、清洁剂、润滑

21、油、个人护理用品，如指甲油、头发喷雾剂、香皂和洗发液等数百种产品中。 清华大学化学系教授成昌梅说，研究表明，邻苯二甲酸酯在人体和动物体内发挥着类似雌性激素的作用，可干扰内分泌，使男子精液量和精子数量减少，精子运动能力低下，精子形态异常，严重的会导致睾丸癌，是造成男子生殖问题的“罪魁祸首”。 在化妆品中，指甲油的邻苯二甲酸酯含量最高，很多化妆品的芳香成分也含有该物质。成昌梅教授说，化妆品中的这种物质会通过女性的呼吸系统和皮肤进入体内，如果过多使用，会增加女性患乳腺癌的几率，还会危害到她们未来生育的男婴的生殖系统。 甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、免疫功能降低等方面

22、。 当室内空气中甲醛含量为0. 1mg / m3 时就有异味和不适感; 0. 5 mg /m3 可刺激眼睛引起流泪; 0. 6 mg /m3 引起咽喉不适或疼痛; 浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿。目前国内外科学家已经找到确凿证据, 证明甲醛可以通过影响DNA、蛋白质等组织造成氧化损伤等, 引起组织细胞癌变。因此甲醛对人体健康的影响应给予足够的重视。 由于多氯联苯性能稳定, 具有良好的化学稳定性、热稳定性、阻燃性、导热性、绝缘性, 自发明并实现工业生产后长期以来被广泛用于各种生产领域, 如变压器、电容器的绝缘油, 液压系统的传压介质, 导热系统热载体, 以及润滑油、涂料、印

23、刷墨水、塑料树脂、橡胶、油漆的添加剂等。据WHO统计报道,自上个世纪二十年代开始生产以来, 至八十年代末,全世界生产了约2*107t的工业多氯联苯, 其中约31%已排放到环境中去。由于多氯联苯的理化性质稳定,非常难以降解,其半衰期长达40年左右, 加上其长期积累以及其中某些异构体和同族体高度的生物富集性和毒性,PCBs已造成了全球性的污染。 流行病学调查表明，多氯联苯与直肠癌和肝癌的发生有一定关系。 二恶英(Dioxin)，又称二氧杂芑(q)，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，二恶英实际上是二恶英类（Dioxins）一个简称，其全称分别是多氯二苯并二恶英 polychlorinated d

24、ibenzo-p-dioxin简称PCDDs）和多氯二苯并呋喃 polychlorinated dibenzofuran（简称PCDFs）。由2个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并二恶英（PCDDs）；由1个氧原子联结2个被氯原子取代的苯环为多氯二苯并呋喃（PCDFs）。每个苯环上都可以取代14个氯原子，从而形成众多的异构体，其中PCDDs有75种异构体，PCDFs有135种异构体。 二恶英包括210种化合物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累，对人体危害严重。 二恶英毒性： 自然界的微生物和水解作用对二

25、恶英的分子结构影响较小，因此，环境中的二恶英很难自然降解消除。它包括210种化合物。它的毒性十分大，是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称，万分之一甚至亿分之一克的二恶英就会给健康带来严重的危害。二恶英除了具有致癌毒性以外，还具有生殖毒性和遗传毒性，直接危害子孙后代的健康和生活。因此二恶英污染是关系到人类存亡的重大问题，必须严格加以控制。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。 二恶英中以2，3，7，8-四氯-二苯并-对-二恶英（2，3，7，8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,2，3，7，8-TCDD)的毒性最强，只要一盎司（克），就可以杀死100万人，相当于氰化钾（K

26、CN）的1000倍，这是迄今为止化合物中毒性最大且含有多种毒性的物质之一，因此对它研究也最多。 二恶英的形成机制仍在研究之中。目前认为主要有三种途径：1.在对氯乙烯等含氯塑料的焚烧过程中，焚烧温度低于800，含氯垃圾不完全燃烧，极易生成二恶英。燃烧后形成氯苯，后者成为二恶英合成的前体；2.其他含氯、含碳物质如纸张、木制品、食物残渣等经过铜、钴等金属离子的催化作用不经氯苯生成二恶英。3.在制造包括农药在内的化学物质，尤其是氯系化学物质,象杀虫剂、除草剂、木材防腐剂、落叶剂（美军用于越战）、多氯联苯等产品的过程中派生。除草剂和杀菌剂的副产品。除草剂2. 4. 5-T ( 2. 4. 5-三氯苯氧基

27、醋酸) 和2. 4- D( 2. 4- 二氯苯氧基醋酸) 在生产过程中有TCDD。在生产杀菌剂三氯酚( TCP) 和五氯酚( PCP) 过程中也可产生PCDDS。这类产品中可存在10 - 1000ppm 的T CDD、HCDD 或七氯、八氯二恶英。使用这类药剂就会使环境受到污染。 来源：4. 工业废水特别是纸浆漂白废水, 造纸废水含有木质素, 它是苯基丙烷以不同方式连结的大分子物质, 造纸过程中经水解、漂白, 苯基丙烷被氯分子置换, 其最终分解分产物就产生PCDDS及PCDFS, 在造纸黑液中排出。牛皮纸漂白时生成的T CDD 约30% 随水排出, 40% 沉积在厂内污泥中,30%存在于产品中

28、。其它使用氯酚产品及除草剂的废水也含此类毒物。 5. 工业事故及金属回收。这类物质屡在工业事故中污染环境和引起工人中毒。PCP 及PCBS 等广泛用于木材、纸张防腐剂, 消毒剂、橡胶添加剂、增塑剂、润滑剂、胶粘剂、油漆、油墨及热交换器等。熔融电一系列制造品金属回收时可生成PCDDS 及PCDFS。曾发生密封的变压器和热交换器渗漏致PCB 溢出事故。 6. 另外，电视机不及时清理，电视机内堆积起来的灰尘中，通常也会检测出溴化二恶英。而且含量较高，平均每克灰尘中，就能检测出微克溴化二恶英。 对二噁英污染防治最好的办法就是“断源”H 重金属（如：铅、镉）主要危害： 重金属微粒随呼吸进入人体, 铅能伤

29、害人的神经系统, 降低孩子的学习能力，镉会影响骨骼发育，对孩子极为不利； 重金属微粒可被植物叶面直接吸收, 也可在降落到土壤之后, 被植物吸收, 通过食物链进入人体； 降落到河流中的重金属微粒随水流移动, 或沉积于池塘、湖泊, 或流入海洋, 被水中生物吸收, 并在体内聚积, 最终随着水产品进入人体。血铅 - 伸向儿童健康的魔爪儿童发生铅中毒机会是成年人30多倍! 铅超标会影响儿童智力，引发癌症；铅污染可导致孕妇血压升高和并发症.I 有毒化学品（如：氯气、氨气、氟化物）主要危害：对动物、植物、微生物和人体有直接危害。 J 放射性物质 （如氡和放射性核素）主要危害：致癌，可诱发白血病。K 温室气体

30、（如：二氧化碳、甲烷、氯氟烃）主要危害： 阻断地面的热量向外层空间发散, 致使地球表面温度升高, 引起气候变暖, 发生大规模的洪水、风暴或干旱； 增加夏季的炎热, 提高心血管病的发病和死亡率； 气候变暖会促使南北两极的冰川融化, 致使海平面上升, 其结果是地势较低的岛屿国家和沿海城市被淹； 气候变暖会使地球上沙漠化面积继续扩大, 使全球的水和食品供应趋于紧张。 4、光化学烟雾光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和

31、二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。光化学烟雾的特征是外观通常呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人们眼睛，伤害植物叶子，并使大气能见度降低。在1943年美国洛杉矶发生的首宗事件曾引起400多人死亡。市民患病或死亡实际上是多种组分综合作用的结果。 化学烟雾有两种基本类型，即还原型和氧化型。 引起还原型烟雾的主要污染源是燃煤的各类工矿企业，初生污染物是SO2、CO和粉尘，次生污染物是硫酸和硫酸盐气溶胶。氧化型烟雾形成过程中光化学反应起了主导作用，所以又称光化学烟雾。引起氧化型烟雾的主要污染源是燃油汽车、锅炉和石油化工企业排气，所以事件多发生在工厂集中区和具有众多数量汽车的大

32、城市。 还原型和氧化型烟雾比较光化学烟雾的毒性：光化学烟雾的成分非常复杂，但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等； 植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力；臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。通过对光化学烟雾形成的模拟实验，已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程

33、：1、 污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。3、过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O3和PAN等的生成。光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。光化学烟雾的影响因素光化学烟雾的形成及其浓度，除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外，还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。太阳辐射强度是一个主要条件，太阳辐射的强弱，主要取决于太阳的高度，即太阳辐射线与地面所成的投射角

34、以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外，还受该地的纬度、海拔高度、季节、天气和大气污染状况等条件的影响。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。 污染区大气的实测表明，一次污染物CH和一氧化氮的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大，O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和NO2、HC浓度降低而积聚起来。它们的峰值一般要比NO峰值的出现要晚4-5小时。二次污染物PAN浓度随时间的变化与臭氧和醛类相似。西安大气O3和温度的日变化图 城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但近年来发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城

35、市。这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。因此光化学氧化剂的污染不只是城市的问题，而且是区域性的污染问题。短距离运输可造成O3的最大浓度出现在污染源的下风向，中尺度运输可使臭氧扩散到上百公里的下风向，如果同大气高压系统相结合可传输几百公里。 研究表明,在60( N(北纬)60( S(南纬)之间的一些大城市,都可能发生光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。随着光化学反应的不断进行,反应生成物不断蓄积,光化学烟雾的浓度不断升高,约3 h4 h后达到最大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里,使远离城市的农村庄稼也受到

36、损害。 光化学烟雾发生的区域目前，由于我国内地汽车数量增幅显著且油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准，汽车污染已成为主要的空气污染物；一些城市臭氧浓度严重超标，已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。我国污染较严重的城市分别为：广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州。从总体上看，氮氧化物污染突出表现在人口100万以上的大城市或特大城市。5、气象条件对大气污染的影响当污染源排放量没有大的变化情况下，风、雨、气压、温度等气象条件直接影响空气质量的好坏，使空气污染指数会有很大的差别。 大气稳定度及其判据定义：大气在垂直方向

37、上稳定的程度；反映其是否容易发生对流定性描述： 外力使气块上升或下降气块去掉外力气块减速，有返回趋势，稳定气块加速上升或下降，不稳定气块停在外力去掉处，中性不稳定条件下有利于扩散 大气稳定度干绝热直减率d 干气团绝热上升或下降单位高度(通常100m)的温度变化量称为干绝热直减率，用d表示，单位K/100m。 气温的垂直分布（温度层结） 气温的垂直分布温度层结 气温直减率 （大气）d（递减层结）大气逆温现象直接影响大气污染物的扩散。逆温是空气温度随高度增加而增高的大气垂直层结现象。一般来说，冬季逆温层较强较厚，维持时间较长；夏季则相对偏弱。通常在晴朗微风的夜间有逆温现象存在，使低层大气比较稳定，

38、非常不利于污染物扩散。太阳出来后，随着地表温度的升高，使逆温层逐渐消失，大气湍流混合和垂直对流加强，有助于污染物质的扩散。 定义：逆温是大气温度随高度增加而升高的现象， 逆温层结是强稳定的大气层结，不利于污染物的扩散。 对我国北方城市空气污染影响最大的是辐射冷却造成的逆温。秋末和冬季晴朗无风的天气里，一到傍晚日落时，地面强烈地向空中辐射热量，使地面和近地面空气温度迅速下降，而上层空气降温较慢，从而出现气温上高下低的现象，形成逆温层。又因为冬季昼短夜长，晚上辐射降温时间长，往往使低空辐射逆温层更多出现。白天，由于日照增温不足，使逆温层终日难以破坏，所以人们常会见到大气污染物整天覆盖着地面，特别是

39、在城区，天空总是灰蒙蒙的。 辐射逆温的生消过程下午日落前1h夜间日出上午10h 烟流形状与大气稳定度的关系 波浪型（不稳）锥型（中性or弱稳）扇型（逆温）爬升型（下稳，上不稳）漫烟型（上逆、下不稳） 风速和风向对大气污染的影响水平方向的空气运动叫做风（垂直方向升降气流） 风的来向叫风向（16个方位圆周等分） 风速：单位时间内空气相对于地面移动的距离（一定时间如2或10min的平均值） (m/s, km/h) F风力级（012级） 地方风1)海陆风 海风Onshore sea breeze, (or a sea breeze) 2040km高1000m陆风Offshore land breeze

40、 810km高100300m2)山谷风 valley effect 如延安、重庆3)热岛效应 Urban heat island effect地方性风场 海陆风 地方性风场 山谷风 地方性风场 城市热岛环流 云 云是飘浮在空中的水汽凝结物，由大量小水滴或小冰晶或两者混合物组成。云高和云量对污染物扩散具有重要意义。 云量:天空被云遮蔽的成数 云高:云底距地面底高度 低云（2500m以下） 中云（25005000m） 高云（5000m以上） 高云（5000m以上）中云（2500-5000m）低云（2500m以下）6. 大气污染综合防治大气污染综合防治的原则 1）减少与净化治理相结合。2）充分利用大

41、气自净能力与人为措施相结合。3）分散治理与集中控制相结合。4）技术措施与管理措施相结合。煤： CH以外有不可燃烧的O、N，和可燃元素S。 O 10% N 1% NOx S 含量18%; 形态：有机硫、硫化铁、硫酸盐 A 102040% 锅炉内部：结渣、积灰、磨损、腐蚀；外部：排放烟尘 W 10% 泥煤 褐煤 4050% 腐蚀燃料特点油 C 84 87%; H 12 14%; S,O,N 1 3% 车船、飞机：排放 CH、CO、NOx 颗粒 锅炉用重油：排放：CH、CO、NOx SO2 气体 天然气 气田气 CH4 CmHn H2 CO H2S N2 容积% 7598 0.712.2 0.1 0

42、.2 微 19 9298 油田气 3070 1261 0.2 03 232 8090 814 煤气 水 4245 2223 产气 焦炉 1830 5060 425 产焦尘 高炉 12.5 2730 60含大量N2 液化气 CmHn 丙丁烯烷C3H6、8 , C4H8、10有的含O2,N2少许,1m)； 扩散荷电(0.1m)； 二者综合(0.11m)。3.粒子沉积 粒子运动，受到阻力f = 3dpU / Cu电场力阻力平衡，匀速运动，此为驱进速度 电除尘原理图电除尘原理清灰清灰 湿式：水膜冲刷污泥不好处理 干式：振打二次扬起卷带。袋式除尘器特点过滤式除尘器： 纤维织物，砂等颗粒层。袋式：=959

43、9%；阻力8002500Pa；风速布袋袋式除尘器优缺点优点:1.效率高； 2.适应性强，工作稳定： 不同性质、浓度、容量均可用）； 3.回收干粉；维护简单。缺点:1.布袋不耐高温，高则价高；烟气降温又不 经济； 2.易堵塞； 3.占地面积很大。碰撞、拦截、扩散、静电起作用的主要不是滤料，而是粉尘初层。1.效率 =f滤料种类、粉尘性质、阻力、粉尘层厚度、u、清灰方式（1）滤料（2）过滤风速（气布比）袋式除尘器结构型式与清灰一般按清灰方式分类、命名。圆袋直径120300mm、600mm 高度23m、10m1、机械振动袋式除尘器（内滤式除尘器）含尘气进入袋内，尘收于袋内。2、反吹清灰除尘器（多内滤式

44、）一室反吹，其它运行。3、脉冲喷吹除尘器（外滤式）反吹清灰除尘器主要气态污染物治理(吸收、吸附、催化和生物技术)SO2NOxVOCS 吸收法净化气体化学吸收，被吸收的气体组分和吸收液之间产生明显的化学反应的吸收过程。从废气中去除气态污染物多用化学吸收法。例如用碱液吸收烟气中的SO2，用水吸收NOX等。物理吸收，被吸收的气体组分与吸收液之间不产生明显的化学反应的吸收过程，仅仅是被吸收的气体组分溶解于液体的过程。例如用水吸收醇类和酮类物质。 处理的气体量大、浓度低，要求吸收效率、吸收速率较高。不能单靠物理吸收，多采用化学吸收；需净化的气体往往成分复杂，如烟气含SO2以及NOX、CO2、CO等；污染

45、物转入液相，需对吸收液处理，以免二次污染。 吸附净化气体吸附是一种固体表面现象。它利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面从而达到分离的目的。所用的固体吸附剂有骨炭、硅胶、矾土、沸石、焦炭和活性炭等，其中应用最为广泛的是活性炭。用于净化气态污染物的吸附设备与废水处理中的设备相同，可分为固定床、移动床和流化床三种。 催化转化1. 催化作用与催化剂催化作用就是降低反应物的活化能：气体净化使用固体催化剂：活性组分V2O5；助催化剂K2O；载体SiO2。 催化转化法治理有机废气 废气的生物处理是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特

46、点,把废气中的有害物质转化成少害甚至无害的物质。微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解、转化。特点：同常规的有机废气处理技术相比,生物技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点,尤其在处理低浓度(小于3mg/L) 、生物降解性好的有机废气时更显其优越性。 生物处理技术生物吸收法用来处理含胺、酚和乙醛等污染物的气体,可达到高于95 %的去除率。生物过滤法常用于有臭味废气的降解。采用生物过滤法必须满足: (1) 废气中所含污染成分必须能被过滤材料所吸附: (2) 这些污染物可以被微生物降解; (3) 生物转化的产物不妨碍主要的转化过程。能有效

47、地去除烷烃类化合物,如丙烷、异丁烷,对酯及乙醇等生物易降解物质的处理效果更佳。 a.主要治理方法：吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法。 b.主要气态污染物治理简介：1) 低浓度SO2废气的治理： 湿法：氨法、钠碱法、钙碱法。 干法：活性碳吸附、催化氧化、喷雾干燥法。 2)NOx废气的治理 吸收法：采用碱液、稀硝酸溶液、浓硫酸等作为吸收剂。 吸附法：采用吸附剂有活性碳、沸石分子筛。 催化氧化法：适用于硝酸尾气与燃烧烟气的治理。 3)有机废气及恶臭的治理 吸收法：用于高浓度有机废气的治理 吸附法：对于低浓度有机废气净化效率高 燃烧法：直接燃烧、热力分解、催化氧化 4)含氟废气的治理 吸附法：用

48、于电解铝生产中的含氟废气治理 吸收法：主要用于磷肥厂和高炉废气的治理 全球气候变化1.全球气候变化的特征及原因全球气候变化的特征 1）近百年来，全球气温呈上升趋势，平均升温为0.6。2）全球气温的变化不呈直进式，而是呈现冷暖交替的波动。7. 全球大气环境问题播放 气候变暖影响-干旱全球气候变化的原因：1） 森林面积锐减。 2） 城市化和工业化所导致的大气污染。3） 化石能源的大量消耗。 何谓温室效应？自地球形成以来，大气的成分，尤其是微量气体，其量虽微，但对全球环境之影响占有决定性角色。其中地球温暖化的原理，就如同温室(Greenhouse)，大气吸收来自地球表面所释放之长波辐射，再反射回地面

49、，借着此种自然的温室效应，维持地表之温度。 近年来由于人类经济活动的快速成长，特别是化石燃料燃烧及森林砍伐后所产生之二氧化碳气体，大量排放进入大气后，吸收地表之长波辐射，造成之人为温室效应使地表温度逐渐增加。 播放 温室效应2 原理： 温室气体： 大气如同一过滤器可控制地球、太阳及太空间能量交换。大气中某些气体可让短波辐射以可见光形式照射地表，并且吸收自地表反射的长波辐射，这些可以保留能量的气体，即所谓温室气体。2）主要的温室气体： 二氧化碳(CO2): 由于大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，森林又被砍伐，全球的二氧化碳正以每年约六十亿吨的量增加中。 氟氯碳化物(CFCs): 以CFCl1、

50、CFC12及CFC113占最大使用量。使用范围包括冷媒、清洗、喷雾及发泡等用途，同时此类化合物也是破坏臭氧层的祸首。 甲烷(CH4): 产生自发酵与腐化的变更过程及物质的不完全燃烧，主要来自牲畜、水田、汽机车及填埋场的排放。 氧化亚氮(N2O): 由化石燃料的燃烧，微生物及化学肥料分解而排放出来。 臭氧(O3): 来自地面污染，如汽机车、发电厂、炼油厂所排放的氮氧化合物及碳氢化合物，经光化学作用而产生臭氧。Greenhouse GasesCO2 浓度Sources of CO2CO2 Emission Per PersonMethane (CH4)N2O and CFCs全球气候变化的环境影响全球平均气温上升。沿海地区的海岸线变化。 干旱加剧。 气候带移动。播放 气候变暖影响-干旱播放 气候变暖影响-海平面上升控制对策1） 调整能源战略： 提高能源利用率，向清洁生产转化。 采用高效能转化设备 采用低耗能工艺 改进运输，降低油耗 推出新型高效家电 改进建筑保温 利用废热、余热集中供暖，可节能30 加强废旧物质回收利用采用新能源：太阳能、核能、风能、地热能等2) 绿化对策 3) 控制人口，提高粮食产量，限