环境工程基础20096

1、第三章 大气污染控制技术3.1 大气污染的一般概念3.2 大气污染气象学基础3.3 空气除尘技术3.4 可溶性气体污染物去除技术13.1 大气污染的一般概念3.1.1 大气污染及其分类3.1.2 大气污染的对环境的影响3.1.3 我国大气污染概况3.1.4 大气污染控制及环境标准3.2 大气污染气象学基础3.2.1 大气圈结构与气象要素3.2.2 大气的热力过程3.2.3 大气的运动和风23.1.1 大气污染及其分类1. 大气污染的定义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、植被和材料的影响的大气状况。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

2、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负面的影响。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量的不利影响，这就是大气污染。 32. 排放源分类人为因素交通发电工业生产工业与民用燃烧其他自然因素地理因素：火山天气因素: 日照微生物作用: 腐烂 植被因素其他4亚洲的典型空气污染源：发电、工业、交通、民用燃料、植物燃烧等53. 形成类型分类： 一次大气污染物: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一次大气污染物来源污染物来源一氧化碳燃料的不完全燃

3、烧，吸烟碳氢化合物燃料的不完全燃烧，吸烟悬浮颗粒物燃料燃烧, 农业生产, 工业废物, 建筑扬沉二氧化硫化石燃料使用, 冶金氮氧化物燃料燃烧63.形成类型分类：二次大气污染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。光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(PAN)。7光化学烟雾形成过程*8光化学烟雾对比照片9细颗粒物对人体健康和大气环境质量造成的危害要远比粗颗粒物大形成气溶胶，长期悬浮在空气中细颗粒物本身可能是有毒、有害物质细颗粒物易成为其它污染物的运载体和反应体细颗粒物污染可

4、导致低能见度显著降低4. 污染物性状分类：细颗粒物污染10碳氢气体污染物一氧化碳污染物二氧化硫氮氧化物臭氧层破坏气体温室气体4. 污染物性状分类：气态污染物114. 污染物性状分类：酸沉降酸沉降是指某一平面上具有致酸潜势的物质的积累。致酸物质是自然和人为活动的过程中产生的。致酸物质按存在形态分为干和湿两种。12自然源、电厂以及内燃机等排放出的污染物在大气中发生化学反应产生导致酸沉降的化学物质。13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14中国酸雨的分布变化主要位于长江以南153.1.2 大气污染对环境的影响1. 对人体健康的影响CO对人体

5、健康的影响CO（10-6）对人体健康的影响510 对呼吸道患者有影响30 人滞留8h，视力及神经机能出现障碍40 人滞留8h，出现气喘1201h接触，中毒，血液中COHb10%2502h接触，头疼，血液中COHb=40%5002h接触，剧烈心痛，眼花，虚脱3000 30min即死亡16NO2对人体健康的影响NO2（10-6）对人体健康的影响1 闻到臭味5 闻到强臭味1015 10min眼、鼻受到刺激50 1min内人呼吸困难80 3min感到胸痛、恶心100150 在3060min内死亡250 很快死亡17臭氧对人体健康的影响注：部分人群接触臭氧后肺功能下降18突发性严重大气污染事故1952年

6、12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性192. 对植物的伤害二氧化氮浓度和暴露时间与植物死亡、叶器官损伤和新陈代谢或生长影响之间的关系暴露时间，h0.10.11.0101001000NO2浓度，ppmNO2浓度，mg/m3暴露时间，d203. 对器物和材料的影响平均二氧化硫浓度和不同暴露时间对低碳钢的腐蚀作用关系Mean SO2 concentration，ppmWeight loss per 100g panel，g214. 对大气能见度的影响对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：总悬浮颗粒物（TS

7、P）SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子光化学烟雾，反应生成亚微米气溶胶粒子223.1.3 我国大气污染概况 1.污染现状1999年全国重点城市主要大气污染物分布232002年中国城市空气质量状况不同空气质量状况下的人口比例全国城市空气质量分级比例24不同规模城市空气污染程度（2002年） 空气质量达标 SO2超标 颗粒物超标25经济水平和污染状况的综合比较TSP concentrations in selected cities in various years from 1990 to 1995 a

8、nd national GNP per capita Annual TSP concentration(g/m3)262. 控制大气污染的技术措施清洁生产：清洁的生产过程和清洁的产品可持续发展的能源战略改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例提高能源利用效率和节约能源推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术积极开发利用新能源和可再生能源建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量273. 控制污染的经济政策必要的环境保护投资环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.5%1，发达国家为1%2我国目前比例为0.7%0.8，希望能达到1.5实行“污染者和

9、使用者支付原则”，可采用的经济手段：建立市场（排污许可证制度等）税收手段（污染税、资源税等）收费制度（排污费等）财政手段（生态环境基金等）责任制度（赔偿损失和罚款等）284. 能源利用状况改善注：中国正在不断提高能源使用的效率，但还未达到美国的水平（1980-1995年数据）294. 主要污染物排放强度降低注：近年来GDP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30 排放源源头控制 大气 受体 受体人类 动物 植物 其他反映自然反馈法律途径 排放源 大气 受体污染物扩散、混合、反应与空气传输3.1.4 大气污染控制及环境标准1.空气污染及控制系统312.大气污染控

10、制的研究内容 空气污染源污染物在大气中的物理、化学行为污染物对受体的影响污染控制技术控制大气污染的法律法规 323. 中华人民共和国大气污染防治法1987年9月5日由第六届全国人大常委会第22次会议通过，1988年6月1日起执行1995年8月29日，第八届全国人大常委会第15次会议对该法进行了修订2000年对该法再次修订331995年8月29日修改后的大气污染防治法，在控制大气污染，改善大气环境质量方面起到了积极的作用：强化了酸雨和二氧化硫污染控制推动了煤炭的清洁利用加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐开始生产和使用无铅汽油法规实施后，一些地区依法强化环境管理，大气环境质量确实得到了改

11、善 34但未能有效地遏制大气环境质量的恶化： 大气污染形势仍然十分严峻，大多数城市还处于比较严重的污染程度；缺少推动煤炭清洁利用的法律措施，燃煤污染仍然没有得到有效遏制；大中城市机动车排气污染正在迅速增加；大多数城市扬尘污染突出；大气污染物排放总量居高不下，缺少有效的法律措施；现行法律的法律责任部分内容偏少，力度不够。 352000年第二次修订的指导思想面对现实，对我国以煤为主的能源结构短期难以改变的现状以及经济条件给予了充分考虑；针对要害，主要是针对燃煤、机动车、扬尘等造成的大气污染；抓住重点，主要是抓住重点城市、重点区域；在禁止超标排放、按排污量收费，以及总量控制和排污许可证方面取得了重大

12、突破；强化法律责任，加强执法监督。365. 大气环境质量标准体系环境质量标准 GB30951996环境空气质量标准综合排放标准 GB162971996大气污染物综合排放标准37行业排放标准GWPB 31999锅炉大气污染物排放标准GB49151996水泥厂大气污染物排放标准GB90781996工业炉窑大气污染物排放标准GB161711996炼焦炉大气污染物排放标准GB132231996火电厂大气污染物排放标准GB1455493 恶臭污染物排放标准GWPB 11999轻型汽车污染物排放标准 GB14761.293车用汽油机排气污染物排放标准GB14761.593汽油车怠速污染物排放标准GB147

13、61.693柴油车自由加速烟度排放标准GB14761.793汽车柴油机全负荷烟度排放标准GB1462193 摩托车排气污染物排放标准GWPB 52000饮食业油烟排放标准38GB546891 锅炉烟尘测试方法GB1164289 轻型汽车排气污染物测试方法GB/T1476293车用汽油机排气污染物试验方法GB/T1476393汽油车燃油蒸发污染物的测量 收集法GB1134089 汽车曲轴箱排放物测量方法GB/T384593汽油车排气污染物的测量怠速法GB/T384693柴油车自由加速烟度的测量GB384783 汽油柴油机全负荷烟度测量法GB/T546693摩托车排气污染物的测量 怠速法GB/T1

14、462293摩托车排气污染物的测量 工况法标准检测方法39环境空气质量标准Ambient air quality standard主题内容与适用范围本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、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。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。 40各项污染物的浓度限值注：适用于城市地区；适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区；适用于农业和林业区。污染物名称取值时间浓度限值浓度单位一级标准二级标准三级标准二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70mg/m3 (标准

15、状态)总悬浮颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50mg/m3 (标准状态)可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25mg/m3(标准状态)二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.080.120.240.080.120.24mg/m3 (标准状态)一氧化碳CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00mg/m3 (标准状态)臭氧O31小时平均0.160.200.20mg/m3 (标准状态)铅Pb季平均年平均1.501.00g/m3 (标准状态)苯并a芘BaP日平均0.01g

16、/m3 (标准状态)氟化物F日平均1小时平均720g/m3 (标准状态)月平均植物生长季平均1.81.23.02.0g/(dm2d)413.2 大气污染气象学基础3.2.1 大气圈结构与气象要素42臭氧层 大气圈的结构。大气层可以分为对流层（最贴近地面、密度最大的一层）、平流层（较高的、气体组成相同但密度较小的气层）以及电离层（由已电离的气体组成）电离层平流层大气圈垂直结构对流层4344大气圈垂直结构对流层（10km左右）集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均大气边界层对流层

17、下层12km，地面阻滞和摩擦 作用明显自由大气大气边界层以上，地面摩擦可以忽略 近地层地面上50100m，热量和动量的常通量层45大气圈垂直结构平流层（对流层顶5055km）同温层对流层顶3540km，气温-550C左右同温层以上，气温随高度增加而增加集中了大部分臭氧没有对流运动，污染物停留时间很长中间层（平流层顶85km）气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈46大气圈垂直结构暖层（中间层顶800km）气温随高度升高而增高气体分子高度电离电离层散逸层（暖层以上）气温很高，空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸大气压力总是随高度的升高而降低均质大气层8085km以下，成分基本不变47主要气象要素

18、1气温 天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。 2气压单位：mb（毫巴） 大气的压强1atm101326Pa1013.26mb=760mmHg48主要气象要素3气湿绝对湿度1m3湿空气中含有的水汽质量相对湿度空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比含湿量湿空气中1kg干空气包含的水汽质量水汽体积分数水汽在湿空气中所占的体积分数露点同气压下空气达到饱和状态时的温度49主要气象要素4风向和风速 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：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均） (km/h) F风力级（012级） 50主要气象要素5云 大气中水汽的凝结现象叫做云（使气温随高度变化小） 云量:天空被云遮蔽的成数（我国10分，国外8分） 云高:云底距地面底高度 低云（2500m以下） 中云（25005000m） 高云（5000m以上） 云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形） 51主要气象要素6能见度 正常视力的人，在天空背景