大气污染防治

1、大气污染与治理了解大气及其组成大气污染影响因素大气污染治理工程城市空气综合治理目录1、大气概念：包围地球的空气层，对流层（一切气候现象），平流层（逆温层，水汽尘埃极少），中间层，热层（1000度以上，紫外线被吸收）对流层厚度约为10km，占全部大气质量的7080%。恒定的成分：氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%可变的成分：CO2，水蒸汽不定的成分：尘埃、硫化氢、硫氧化物，氮氧化物，主要为人为因素造成大气的分层大气层垂直分布2、大气污染： （1）概念：指大气中污染物质的浓度达到有害的程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成有害的现象。空气污染是由人类活动直接或间接

2、引起天然与合成有害物质向大气的排放。污染物直接排放到大气中称初级污染物，在太阳电磁辐射的影响下，在空气中由其他污染物制造出来，称次级污染物。（2）空气污染源天然源：天然源是指自然界自行向大气环境排放污染物的污染源。火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物。森林火灾：排放出CO、CO2、SO2、NO2、HC等。自然尘：风砂、土壤尘等。森林植物释放：主要为碳氢化合物。海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。人为源：人为源是指人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。燃料燃烧：燃料（煤、石油、天然气等）的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源。工业生产过程排放：工业生产过程中

3、排放到大气中的污染物种类多，数量大，是城市或工业区大气的主要污染源。交通运输过程中排放：现代化交通运输工具如汽车、飞机、船舶等排放的尾气是造成大气污染的主要来源。 农业活动排放：农药及化肥的使用，对提高农业产量起着重大的作用，但也给环境带来了不利影响，致使施用农药和化肥的农业活动成为大气的重要污染源。 例如：工业污染源各工业部门向大气排放的主要污染物工业部门工厂种类向 大 气 排 放 的 污 染 物电 力火力发电烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳冶 金钢 铁烟尘、二氧化碳、一氧化碳、氧化铁、粉尘、锰尘炼 焦烟尘、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、酚、苯、萘、烃类有色金属烟尘（含铅、锌、铜等金属）、二

4、氧化硫、汞蒸汽、氟化物化工石油化工二氧化碳、硫化氢、氰化物、氮氧化物、氯化物、烃类氮 肥烟尘、氮氧化物、一氧化碳、氮、硫酸气溶胶磷 肥烟尘、氟化物、硫酸气溶胶硫 酸二氧化硫、氮氧化物、砷、硫酸气溶胶氯 碱氯气、氯化氢化学纤维烟尘、硫化氢、二硫化碳、氨、甲醇、丙酮、二氯甲烷农 药甲烷、砷、氯、汞、农药合成橡胶丁二烯、苯乙烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫烷、氯代甲烷冰 晶 石氟化氢PM2.5监测PM，英文全称为particulate matter(颗粒物）。科学家用PM2.5表示每立方米空气中这种颗粒的含量，这个值越高，就代表空气污染越严重。 PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称

5、为可入肺颗粒物。在城市空气质量日报或周报中的可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物是人们较为熟悉的两种大气污染物。 可吸入颗粒物又称为PM10，指直径大于2.5微米、等于或小于10微米，可以进入人的呼吸系统的颗粒物；总悬浮颗粒物也称为PM100，即直径小于或等于100微米的颗粒物。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘

6、、支气管炎和心血管病等方面的疾病。 PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质。 一般而言，粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等；2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）则主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物等。 每个人每天平均要吸入约1万升的空气。虽然PM2.5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。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5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，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。全球空气质量

7、地图美国国家航空航天局（NASA）2010年9月公布了一张全球空气质量地图，专门展示世界各地PM2.5的密度。在这张2001-2006年间平均全球空气污染形势图上，全球PM2.5最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。 世界卫生组织(WHO)认为，PM2.5小于10是安全值，而中国的这些地区全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠还要高很多。 在欧盟国家中，PM2.5导致人们的平均寿命减少8.6个月。目前国际上主要发达国家以及亚洲的日本、泰国、印度等均将PM2.5列入空气质量标准。2011年12月5日，环境空气质量标准（二次征求意见稿）征求公众意见截止，新标准拟于2016年全面实施。京津冀、长

8、三角、珠三角三大地区及九个城市群可能会被强制要求先行监测并公布PM2.5的数据。 （3）几种典型的大气污染煤烟型污染这种类型的污染物主要是SO2、NOX、CO和颗粒物，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。20世纪50年代有名的公害事件伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件，便是这种类型的污染所致。中国是燃煤大国，随着燃煤量的增加，SO2的排放量也不断增长。目前，中国的SO2排放量已超过美国，成为世界最大的SO2排放国。以石油、煤为燃料、原料产生的废气量污 染 源污 染 物一吨燃料或原料产生废气（Kg）锅 炉粉尘、二

9、氧化碳、一氧化碳、酸类和有机物515（燃料）汽 车二氧化氮、一氧化碳、酸类和有机物4070（燃料）炼 油二氧化硫、硫化氢、氨、一氧化碳、碳化氢20150（原料）化 工二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、硫化物、有机物50200（原料）冶 金二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物50200（原料）矿石加工二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有机物100300（原料）交通型污染交通型污染源主要是机动车和机动船。机动车包括汽油车和柴油车。汽车排放在人为排放CO、NOX和HC（碳氢化合物）中所占的份额越来越高。据估算，美国交通源排放的CO、NOX和HC已分别占到美国排放总量的62.6%、38.2%和34.3%。交通型污染

10、严重的地区有可能会出现一种带刺激性的淡蓝色烟雾光化学烟雾。 光化学烟雾造成危害：极高的氧化性能刺激人体的黏膜系统，人体短期暴露其中能引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、黏膜分泌增加、疲乏、恶心等症状；长期暴露其中，则会明显损伤肺功能。光化学烟雾是1940年在美国的洛杉矶地区首先发现的，继洛杉矶之后，日本、英国、德国、澳大利亚和中国先后出现过光化学烟雾污染。全世界汽车已超过2亿辆，年排放CO2亿吨。汽车废物排放表污 染 物以汽油为燃料（g/L）以柴油为燃料（g/L）小汽车载重汽车铅化合物2.11.56二氧化硫0.2953.24一氧化碳16927.0氮氧化物21.144.4碳氢化合物33.34.44酸沉降污

11、染酸雨( acid rain )和酸沉降(acid deposition): 酸雨（1972，英国化学家R. A. Smith提出）是指雨水中含有一定数量本性物质(硫酸、硝酸、盐酸等)的自然降水现象。大气中形成酸的物质以雨、雪、雹和雾等形式从空气中沉降下来，其pH值一般都小于5.6，这种现象称酸沉降。酸沉降的研究始于酸雨研究。酸雨已成为当今世界上最严重的区域性环境问题之一。酸沉降对动物、植物以及森林有明显的损害；改变了土壤和湖泊的pH值，同时本酸化会导致有毒金属（汞和铝等）从土壤和沉积物中释放出来。20世纪全球十大环境公害事件马斯河谷大气污染事件 Y洛杉矶光化学烟雾事件 Y多诺拉大气污染事件

12、Y伦敦烟雾事件 Y水俣病事件骨痛病事件四日市哮喘事件 Y米糠油事件印度博帕尔农药厂事件 Y切尔诺贝利核泄漏事件 全球十大环境公害事件中，其中有六件是与大气污染密切相关。3、影响城市大气污染的因素 一个典型的大城市每天向大气中排放几千吨空气污染物，如果没有大气的自然净化作用，空气会很快因污染而对人类及动植物造成致命伤害。城市大气质量受到多种因素的影响。地区性污染和广域污染是由多种污染源造成的，并受该地区的地形、气象、绿化面积、能源结构、工业结构、工业布局、建筑布局、交通管理、人口密度等多种自然因素和社会因素的综合影响。大气的自然净化过程包括：降水的洗涤作用；悬浮颗粒的重力沉降作用；污染物跟其他物

13、质间的化学反应等等。但在降低污染物的危害方面，最重要的还是大气本身的分散和稀释作用。影响大气质量的综合因素分析影响大气质量的综合因素分析工业生产燃烧过程居民生活和社会消费活动结构与布局气象条件除尘效率能源质量燃烧方式管理措施消耗方式供热方式供气条件管理措施工业结构工业布局大气扩散条件气温温度大气稳定度（1）气象因子风和大气湍流的影响大气的这种对污染物的稀释和分散作用的强弱又主要取决于风和大气稳定度两个气象因素。风是指水平的气流。风对一个地区的大气污染或大气环境质量的影响是显而易见的，它包括风向和风速两个方面。风向决定污染物扩散的方向，风速决定污染物扩散和稀释的快慢和程度。大气中几乎时时处处存在

14、着不同尺度的湍流运动。在大气边界层内，气流受到下垫面的强烈影响，湍流运动尤为剧烈。由于湍流的扩散作用，流场各部分之间发生强烈的混合和交换，大大加快了污染物的扩散速度，污染物从高浓度区向低浓度区输送，逐渐被分散、稀释。温度层结和大气稳定度温度层结：大气的温度和密度在垂直方向上呈不均匀的分布。大气稳定度：大气在垂直方向上大气稳定的程度。一般来说，晴朗的白天，特别是中午，太阳辐射最强，温度层结是递减的，大气处于极不稳定状态，晴朗的夜间，黎明前逆温最强。日出及日落前后为转换期，均接近中性层结。当出现逆温天气气温随高度的增加反而上升时，大气异常稳定。稳定的大气状况，特别是逆温天气，对污染物的扩散不利，此

15、时大气的对流运动很弱，稀释作用很小。城市上空空气层结对污染物扩散的影响大气稳定度的影响大气稳定度是影响污染物在大气中扩散的极重要因素。 当大气层结不稳定时, 热力湍流发展旺盛, 对流强烈, 污染物容易扩散。从烟囱排出的烟流形状看大气稳定度的影响：全层不稳定(波浪型): 晴午后; 烟源附近污染全层中性(锥型): 风力较大的夜间出现全层稳定(扇型): 晴, 风小的夜或晨; 易污染下层稳定上层不稳定(屋脊型, 上扬型): 日落后不久出现; 地面可免受污染下层不稳定上层稳定(熏烟型, 漫烟型): 日出后风力微弱时易出现; 下风处严重污染大气稳定度和烟型全层不稳定(波浪型)全层中性(锥型)下层稳定上层不

16、稳定(屋脊型)下层不稳定上层稳定(熏烟型)全层稳定(扇型) 环境层结线 干绝热线降水有效的吸收、淋洗空气中的各种污染物。降水对污染物有净化作用。降水的净化作用与降水强度有关。降水强度越大，对污染物的净化作用也就越强。因此大雨是净化城市空气的有效因子。另据日本的经验:一小时降水量在1毫米以下的降水，不论它持续多长时间，地而污染物浓度都不会降低。（2）地理因子由于地形、地物不同，大气污染物的危害程度会有很大差异。在窝风的丘陵和山谷盆地，污染物不能顺利扩散开去，可能形成一定范围的污染区。污染物沿平行山谷的方向流动，会给下风侧带来更严重的污染。城市中的高大建筑物和构筑物会使运动着的大气产生涡流。在涡流

17、区大气污染物很难逸散，使涡流区完全处在污染状态中。在污染源多的地域，恰当地利用地形地势，避开高大建筑物和构筑物的影响是促使污染物迅速扩散、减少污染的重要条件。4.大气污染控制工程灰尘净化有害气体净化汽车排气净化机械式除尘器过滤式除尘器湿式除尘器脱硫脱氮绿化 （一）除尘技术 除尘技术就是从含尘气体中去除颗粒物以减少其向大气排放的技术措施。 1 。机械式除尘器（1）重力除尘利用粉尘与气体的比重不同的原理，使扬尘靠本身的重力(重力) 从气体中自然沉降下来的净化设备，通常称为沉降室或降生室。它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能用于粗净化。 （2）惯性除尘器-惯性除

18、尘器是使含尘气体与挡板撞击或者急剧改变气流方向，利用惯性力分离并捕集粉尘的除尘设备。惯性除尘器亦称惰性除尘器。由于运动气流中尘粒与气体具有不同的惯性力，含尘气体急转弯或者与某种障碍物碰撞时，尘粒的运动轨迹将分离出来使气体得以净化的设备称为惯性除尘器或惰性除尘器。（3）旋风分离器 （离心式除尘器）旋风除尘器的工作原理如图所示，含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。 2.过滤式除尘器含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被滤料

19、阻留下来，透过滤料的清洁气流由排出口排出。沉积于滤料上的粉尘层，在机械振动的作用下从滤料表面脱落下来，落入灰斗中。袋式除尘器的滤尘机制包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、静电及重力作用等。筛分作用是袋式除尘器的主要滤尘机制之一。当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积的粉尘间的孔隙时，粉尘即被筛滤下来。通常的织物滤布，由于纤维间的孔隙远大于粉尘粒径，所以刚开始过滤时，筛分作用很小，主要是纤维滤尘机制惯性碰撞、拦截、扩散和静电作用。但是当滤布上逐渐形成了一层粉尘粘附层后，则碰撞、扩散等作用变得很小，而是主要靠筛分作用。 3.湿式除尘器湿式除尘器俗称“水除尘器”，它是使含尘气体与液体（一般为水）密切

20、接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者利用水和粉尘的充分混合作用及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大或留于固定容器内达到水和粉尘分离效果的装置。喷淋式湿式除尘器（二）有害气体的净化（1）脱硫技术目前烟气脱硫技术种类达几十种，分为燃烧前脱硫、燃烧过程脱硫、燃烧后脱硫。 燃烧前脱硫主要是洗煤、煤的气化和液化。燃烧过程脱硫使用型煤，循环流化床燃烧。型煤是以粉煤为主要原料，按具体用途所要求的配比，机械强度，和形状大小经机械加工压制成型的，具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。循环流化床燃烧利用气、固两相流化床工艺，在物料平均粒径的终端流速的条件下实现流化床状态并经过分离器将大部分逸出的物料重返床内形成循环的一种

21、燃用固体燃料的燃烧方式。燃烧后脱硫：常用烟气脱硫，即从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。 （2）脱氮技术NOX在阳光的作用下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，从而造成严重的大气污染。七十年代以来NOX的大气污染问题已被日益重视，人们发现：人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少以及其他一些问题均与低浓度NOX有关系，而且其危害性比人们原先设想的要大得多。目前，NOX排放问题美国和日本考虑得较多

22、。日本早已定出了世界上最严格的NOX排放标准。在以煤和油为燃料的锅炉上增加消除NOX设备的技术措施，日本是领先的国家，美国还在争取获得这种技术。（三）汽车尾气净化 机动车污染控制技术和光化学污染研究汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯丙芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等。 光化学烟雾主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏

23、，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物就是含剧毒的光化学烟雾。黄标车是高污染排放车辆的简称，是连国排放标准都未达到的汽油车，或排放达不到国的柴油车，因其贴的是黄色环保标志，因此称为黄标车。随着经济社会的发展，郑州市机动车数量迅速增长，目前，郑州市机动车保有量已突破200万辆，并以每年15%以上的速度激增。郑州市机动车排污防治管理办法将于2012年12月1日正式实施，从源头上加强机动车污染管理。 从此以后，车主就必须得领个“绿标”或“黄标”才能开车上路了，而且如果车子污染物排放不达标，公安机关对车辆将不予办理注册登记手续。 目前，我市“黄标车”仍有13万辆左右，其中市直机关所有黄标

24、车年底前必须淘汰，其他车辆将通过采取限行、制定鼓励淘汰政策等措施加快淘汰步伐，2015年底前全部淘汰2005年前注册登记的营运黄标车。 （四）绿化对策近年来对于绿色植物在防治大气污染中的重要作用已不断为人们所认识,而且日益引起世界各国的重视。大力植树造林,绿化环境,已成为防治大气污染,保护环境的一项重要措施。河南规划2014年郑州将建成14个森林公园“三带”：是黄河绿化带、南水北调中线绿化带和贾鲁河嵩山绿化带。“一环”：是环城游憩环，指郑州市都市区范围内的32个森林公园和公园之间的无障碍绿色游憩通道所形成的环城森林游憩环。“八脉”：就是在郑州市现有的八条河流周边建设绿化带，这八条河分别是:枯河

25、、索河、魏河、金水河、熊儿河、七里河、潮河、东风渠。“三十二园”：就是改造或新建32个环城森林公园。“四区”：是郑州市首次设立的森林风貌区，包括：黄河景观风貌区、山水景观游览区、生态文化展示区、绿化博览观光区。5.城市大气污染综合整治措施大气污染综合整治措施的内容非常丰富。由于各城市大气污染的特征以及大气污染综合整治的方向和重点不尽相同，因此，措施的确定具有区域性，很难找到适合于一切情况的通用措施。这里仅简要介绍我国城市大气污染综合防治的一般措施。（1）科学利用大气自净规律就是根据大气自净规律(如稀释扩散、降水洗涤、氧化、还原等)，定量(总量)、定点(地点)、定时(时间)地向大气中排放污染物，在保证大气中污染物浓度不超过要求值的前提下，合理地利用大气环境资源。在制定大气污染综合整