环境保护概论-大气课件

第四章

大气污染与控制第一节大气结构与组成大气层的分类（根据大气温度垂直分布）※对流层对流层几乎集中了大气中的全部水份，雨雪、云雾、雷电等自然现象都发生在这一层。气温随高度增加而降低，平均每上升100m,气温下降0.65oC。大气具有强烈的对流运动，对大气污染物的扩散和传输起着重要的作用。温度和湿度的水平分布不均匀，从而使空气发生大规模的水平运动。※平流层大气温度随高度增加而增加，同时存在臭氧层。※中间层气温随高度增加而降低，大气对流运动强烈。※电离层（暖层）大气温度随高度增加而增加，电离层能反射无线电波。※散逸层（外层大气）大气稀薄，气温高。成云致雨的必要条件主要成分次要成分水汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成主要作用干洁空气O3N2O2CO2大气各成分的作用第二节主要大气污染物及其来源污染源的分类按污染源存在形式：固定污染源移动污染源按污染源的排放形式分：点源线源面源按污染物排放空间分：高架源地面源大气污染概念（ISO定义）：通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气，呈现出足够的浓度，达到了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的现象。大气污染源燃料的燃烧：如火力发电厂等燃料燃烧，约占总污染物的70％以上。煤的直接燃烧所排放的烟尘时我国大气污染的主要特征。工业生产：如炼铁等工矿企业产生的污染物，约占总污染物的20％左右。交通运输：如汽车等交通工具所排放的污染物，约占总污染物的10％左右，它也称流动污染源。农业生产主要大气污染物气态污染物(以气体形式进入大气的污染物)，在我国有五种主要污染物：含硫化合物：SO2、SO3、H2S等，其中SO2是影响大气质量的主要污染物。含氮化合物：NOX和NH3，其中最主要为NO、NO2、NH3等。碳氧化合物：主要是CO和CO2。碳氢化合物：主要指有机废气，如烃、醇、胺等。卤素化合物：主要是含氟和含氯化合物，如HCl、HF等。项目伦敦型洛杉矶型概况污染物燃料气象条件季节气温湿度日光臭氧浓度出现时间毒性发生较早(1873)，至今已多次出现颗粒物、SO2、硫酸雾等煤

冬季低(4℃以下)高弱低白天夜间连续对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡发生较晚(1946)，发生光化学反应碳氢化合物、NOx、O3、PAN、醛类等汽油、煤气、石油

夏秋高(24℃以上)低强高白天对眼和呼吸道有强刺激作用。等氧化剂有强氧化破坏作用，严重可导致死亡伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较

①光化学烟雾（洛杉矶烟雾）大气中NOX和碳氢化合物等在太阳UV作用下发生。②硫酸烟雾（伦敦烟雾）大气中SO2在相对湿度比较高、气温比较低、并有颗粒气溶胶存在时发生的。洛杉矶烟雾课堂小结全球变暖臭氧空洞酸雨二氧化碳增多氟氯烃化合物增多①危害人体健康②破坏生态及经济使用冰箱、空调时释放出的酸性气体增多燃烧矿物燃料排放出二氧化硫、氧化氮①燃烧矿物燃料②毁林破坏生态及经济①危害人体健康②破坏生态及经济③腐蚀建筑物①提高能源利用率，采用新能源②国际协作①研制新型制冷系统②国际协作①减少酸性气体排放，综合利用②国际协作空气质量与健康第三节大气污染物的扩散大气污染程度的影响因素：

源参数、气象条件、下垫面状况影响大气污染的气象因素（一）气象的动力因素：主要指风和湍流，这两者对污染物在大气中的扩散和稀释起决定性作用。风：包括风速和风向，风有输送和稀释污染物的作用。风向决定了污染物迁移的方向，而风速决定了对污染物的稀释程度。一般来说，污染物在大气中的浓度与污染物的排放总量成正比，与平均风速成反比。湍流：污染物的扩散主要靠大气的湍流，它又分机械湍流和热力湍流。第三节大气污染物的扩散影响大气污染的下垫面状况1、城市下垫面城市热岛效应动力效应2、山区下垫面过山气流山风和谷风3、水陆交界区

超音速运输机对大气污染的影响(1)这类飞机需在15－20km的高度中飞行，即在平流层中飞行。而平流层是逆温层，空气稳定，使飞机排出的污染物终年不(2)臭氧层受破坏，致使皮癌增多。由于由飞机排出的水(H2O)和氮氧化物(NOx)，都能通过下述反应，破坏O3原有的平衡，生成更多的O2，据估计，两年内O3将破坏3％一50％。(3)微粒与水增多，增加了气层的反射率，可能危及全球的气候(4)飞行速度大，使机场及整个航程的噪声污染严重。(5)燃料耗费大多。第四节大气污染控制工程大气污染控制措施可分为：高烟囱稀释和局部控制两种。局部控制系统有两种类型：密闭控制和外部控制。局部控制系统的组成，有以下四个部分：排气罩：作为捕集有害物之用。管道：输送有害物之用。除尘、净化设备：对所捕集的有害物质进行净化处理的装置。风机：为整个系统提供动力。颗粒污染物（烟尘）的治理技术1、除尘设备的选择原则2、各类除尘装置（1）机械除尘器：重力沉降室：依靠重力作用，对粒径>50µm以上的颗粒有较好的作用，除尘效率低，可作为初级除尘手段。惯性除尘器：利用粉尘与气体在运动中的惯性不同，只能捕集10-20µm以上的粗尘粒，一般作为一级除尘手段。离心式除尘器(旋风除尘器）：效率高，>5µm以上的颗粒去除效率高，应用较为广泛。颗粒污染物（烟尘）的治理技术（2）过滤式除尘器利用多孔过滤介质来分离捕集气体中尘粒的处理方法，气体过，尘粒留，其中最典型的为袋式除尘器，其除尘效率高，同时便于回收干料，但不适于处理高温、和粘性等含尘气体。（3）湿式除尘器利用液体所形成的液膜、液滴或气泡来洗涤含尘气体，尘粒被吸附随液体派出，气体从而得到净化。设备结构简单，造价低，除尘效率高，但可能产生二次污染。（4）静电除尘器利用高压电场产生的静电力实现粉尘与气体分离，除尘效率高达99％以上，对于的粉尘还具有很高的除尘效率，在工业除尘中应用广泛，但其占地面积大，一次性投资高。气态污染物的治理技术主要治理方法:①冷凝法②燃烧法③吸收法④吸附法⑤催化法低浓度SO2废气治理技术湿法：氨法、钠碱法、钙碱法干法：活性炭吸附、催化氧化法NOX废气的治理技术吸收法：如碱吸收、硫酸吸收和氢氧化镁吸收法。吸附法：主要采用活性炭和沸石分子筛。催化还原法：分选择性和非选择性催化还原法。有机废气及恶臭的生物净化新技术①微生物吸收法是利用由微生物、营养物和水组成的微生物吸收液处理废气，适合于吸收可溶性的气态污染物。吸收了废气的微生物混合液再进行好氧处理，去除液体中吸收的污染物，经处理后的吸收液再重复使用。（图7-11）②微生物洗涤法是利用污水处理厂剩余的活性污泥配制混合液，作为吸收剂处理废气，该法对脱除复合型臭气效果很好，脱臭效率可达99％，而且能脱除很难治理的焦臭。③微生物过滤法是用含有微生物的固体颗粒吸收废气中的污染物，然后微生物再将其转化为无害物质。常用的固体颗粒有土壤和堆肥（图7-14），有的是专门设计的生物过滤床（图7-15）。汽车尾气治理技术①燃料处理技术1.对现用燃料的处理：如采用无铅汽油等2.采用代用燃料：如采用甲醇、乙醇等。②机内净化1.分层燃烧系统与电喷技术2.发动机增压和增压中冷技术相结合的燃油系统③机外净化如我国主要采用：氧化－催化燃烧法国际上通用：三元催化净化法第五节全球大气环境问题臭氧层的破坏与保护全球变暖酸雨危害与防治小结近百年来全球平均气温已上升

0.6~0.9℃全球变暖1、原因二氧化碳含量增多自然原因：人为原因：燃烧矿物燃料产生毁林氟氯烃化合物等其他温室气体太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等为什么？

全球变暖，也即温室效应温室效应是由于大量的CO2、CH4和N2O等气体向大气中释放而造成地球表面温度升高的效应。主要的温室气体：CO2、CH4、NOx、CFC等。全球变暖2、危害1）海平面上升，威胁沿海低地国家、地区；

2）引起各地降水和干湿状况变化，导致各国经济结构变化。3、措施1）提高能源利用率，采用新能源2）加强国际间协作思考：气温升高，对各地区的生态环境、干湿状况和社会经济会造成什么影响？南极臭氧空洞为什么？臭氧层的破坏与保护1、原因：人们使用冰箱、空调时释放出的氟氯烃化合物，通过光化学反应大量消耗臭氧。2、危害：A、增加皮肤癌，主要是黑色素癌；B、损害眼睛，增加白内障患者；C、削弱免疫力，增加传染病患者；1）危害人体健康2）破坏生态环境和工农业生产A、农产品减少及其品质下降，B、减少渔业产量，C、使塑料等高分子聚合物加速老化3、措施：全球合作保护减少并禁止氟氯烃等物质的排放研制新型的制冷系统毫无阻挡“雨”中垂钓酸雨危害与防治2、原因：——燃烧煤、石油、天然气等，向大气中排放二氧化硫和氧化氮等酸性气体。4、危害：1）使河湖水酸化，影响鱼类生长繁殖，乃至死亡；2）使土壤酸化，危害森林和农作物生长；3）腐蚀建筑物和文物古迹；4）危及人体健康。4、防治：——减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放，研制煤炭中硫资源的综合开发与利用，发展洁净煤技术、清洁燃烧技术等。1、概念：pH值小于5.6的雨水。3、分布：中国目前酸雨区面积占国土面积30%，主要分布在华中、华南、西南和华东地区，北方只有局部地区出现酸雨。1992-1993年中国年平均降水pH值的分布思考：1、找出pH值小于5.6的酸雨区2、找出pH值小于4.5的重酸雨区3、我国的酸雨主要是什么类型？西南杭州湾珠江三角洲及其北部硫酸型我国酸雨的特点：(1)以长江为界，南部酸雨多于北方。

①北方土壤呈碱性；②南方多雨，长期冲刷，石灰质少，土壤对酸的中和能力差；③南方燃的煤含硫量相对较高；④北方干燥，沙漠地区多，沙尘飞扬使酸雨受到抑制。(2)我国酸雨大多数是硫酸型的。(3)降水酸度具有明显的季节性，一般冬季雨水pH低，夏季p