第五章大气环境保护

第五章大气环境保护主要内容第一节概述第二节主要大气污染物及其来源第三节大气污染防治简介第一节概述大气圈:随着地球旋转的大气层。一、大气的结构

（一）大气圈空气密度分布特点：海平面处空气密度最大，随高度的增加，空气密度逐渐变小。（二）大气圈结构大气在垂直方向上的温度、组成、物理性质上存在差异，分为5个大气层：对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层，平均厚度12公里；人类活动排放的污染物主要在对流层中聚集，大气污染现象也主要发生在这一层；对流层温度随高度增加而降低；集中了占大气质量80%的空气和几乎全部的水蒸气量；空气具有剧烈的对流运动→云、雾、雨、雪等；污染物一旦进入平流层，滞留时间可长达数十年，易造成大范围以至全球性的影响。平流层高度:17-55km之间；温度随高度升高而升高；15-35km处有一层臭氧层；平流运动占显著优势。特点：作用：能大量吸收波长小300nm的紫外线;对地球起保温作用。高度大约至85km处；气温随高度的增加而迅速降低；空气稀薄，有强烈的垂直对流运动。中间层暖层（电离层）特点：气温随高度的增加而增加.作用：电离层能反射地面发射的电磁波.中间层顶到800km之间特点：大气极为稀薄，气温高，分子运动速度快。逸散层二、大气的组成

干燥清洁的空气水汽（0.02%-6%）悬浮颗粒是大气中的杂质成分，含量、种类和化学组成随时间和地点变化。水汽含量随时间、地点、气象条件等不同变化很大固定成分（99.996%）：氮、氧、氩、CO2可变成分：CO2第二节主要大气污染物及其来源一、大气污染定义:由于人类活动或自然过程引起的某些物质进入大气中，累积呈现出足够的浓度，并驻留一定的时间，使大气质量恶化，对人类健康生存和生态环境造成危害的现象。第二节主要大气污染物及其来源大气污染的形成过程三个环节：排放源大气接受者污染物扩散、转化混合、迁移第二节主要大气污染物及其来源大气污染的划分根据污染范围局部性大气污染区域性大气污染广域性大气污染全球性大气污染第二节主要大气污染物及其来源二、主要大气污染物依照与污染源的关系分类一次污染物二次污染物第二节主要大气污染物及其来源一次污染物:从污染源直接排出的原始物质，进入大气后性质没有发生变化。典型的一次污染物有:

颗粒物、SO2、H2S、CO、碳氢化合物、NO等。第二节主要大气污染物及其来源二次污染物:从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，形成了与原污染物性质不同的新污染物。常见的二次污染物有光化学烟雾和硫酸烟雾。二、主要大气污染物按其物理状态和化学组成分类颗粒污染物(气溶胶)气态污染物颗粒污染物（气溶胶）颗粒污染物：指所有包含在大气中的分散的固态、液态物质，其直径约为0.002m---100m。大气质量评价中通用的重要污染指标：a总悬浮颗粒物（TSP）:

指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100m的颗粒物的总称。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10m直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5m直径的可进入呼吸道的深部，2m以下的可100%深入到细支气管和肺泡。大气质量评价中通用的重要污染指标：b可吸入颗粒物（PM10）:指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10m的颗粒。

颗粒污染物（气溶胶）一般是指粒径大于75m的颗粒物由于粒径较大，易于沉降到地面。尘粒固体物料的研磨、粉碎、装卸、输送过程中产生的粒径小于75m的颗粒物。粉尘燃料燃烧、高温熔融、化学反应等过程中形成的粒径小于1m

、漂浮于大气中的颗粒物。烟尘粒径小于100m的小液体粒子的总称，包括水雾、酸雾、碱雾、油雾等。雾尘气态污染物气态污染物：以气体形态（即分子状态）存在的污染物。主要气体状态的大气污染物污染物含硫化合物碳的氧化物含氮氧化物碳氢化合物卤素化合物一次污染物SO2、H2SCO、CO2NO、NH3CmHnHF、HCl二次污染物SO3、H2SO4、MSO4无NO2、HNO3、MNO3、O3醛、酮、过氧乙酰硝酸酯无含硫化合物含硫化合物：主要指二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫化氢（H2S）和硫酸盐等。SO2主要来源：含硫煤和石油等燃料的燃烧含硫氧化物是形成酸雨或酸沉降的主要前体物之一。酸雨（酸性沉降）①酸雨及其分布通常指pH低于5.6的降水，现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气中转移到地面。酸雨可发生在其排放地500-2000km的范围内，越境污染。②酸雨成因硫和氮的氧化物，自然和人为两个方面。③酸雨危害损害生物和自然生态系统；腐蚀建筑材料及金属结构。关于《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》确定酸雨控制区的划分基本条件为：

(1)现状监测降水PH≤4.5；

(2)硫沉降超过临界负荷；

(3)二氧化硫排放量较大的区域。确定二氧化硫控制区的划分基本条件为：

(1)近年来环境空气二氧化硫年平均浓度超过国家二级标准（0.06毫克/立方米）；

(2)日平均浓度超过国家三级标准（0.25毫克/立方米）；

(3)二氧化硫排放量较大；

(4)以城市为基本控制单元。

碳的氧化物大气中碳的氧化物主要是CO和CO2。CO的形成原因：燃料燃烧不完全CO主要来源：日益增加的交通量、固体废物的处置、树叶等的燃烧等CO2-----温室效应温室效应---大气中的水蒸汽、二氧化碳和其它微量气体，如甲烷、臭氧等，可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过，但却可以吸收地球的长波辐射，并再反射回地球，从而减少向外层空间的能量净排放，大气层和地球表面将变得热起来。碳在生态系统中的含量能够得到自我调节和恢复，使大气中的二氧化碳含量的相对稳定值保持在0.033%。从1750年工业革命到1990年，大气中二氧化碳含量已增加了30%，自此后还在以更快的速度增长，导致温室效应，引发全球变暖。②影响因素温室气体大量排放，而吸收消化这些温室气体的天然森林却越来越少。③影响和危害④控制措施1992年，154个国家签字的《气候变化公约》控制温室气体排放量。2005年2月16日《京都议定书》生效。意味着加入其中的30个工业化国家将为法律所约束以满足其削减或限制温室气体排放的定量目标：在2008～2012年期间，其温室气体排放量要在1990年基础上平均削减5.2％，其中，欧盟要削减8％，日本要削减6％。哥本哈根世界气候大会（2009年12月7日—18日）中国2020年减排目标：到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％－45％，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法。通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动，到2020年我国非化石能源占一次能源消费的比重达到15％左右；通过植树造林和加强森林管理，森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。含氮氧化物造成大气污染的含氮氧化物主要有NO和NO2以及它们可能产生的二次污染物。主要来源：石化燃料的燃烧（汽车排气）、硝酸的生产或使用、氮肥厂、有色金属冶炼厂的生产过程等。燃料燃烧生成的氮氧化物主要是NO。含氮氧化物也是形成酸雨或酸沉降的主要前体物之一其它污染物一般是指可挥发的所有碳氢化合物（Cl~C8）碳氢化合物：制冷剂、灭火剂、发泡剂等，如CFCl3（氟利昂11）、CF2Cl2（氟利昂12）等。氟氯烃化合物主要指氟化氢（HF）、氯化氢（HCl）和氯气（Cl2）等污染物。卤化物Case：氟氯烃的危害----臭氧层破坏和损耗国际保护臭氧层日（9月16日）总反应式：O3+O--------2O2臭氧空洞形成原理：臭氧层的作用：吸收太阳紫外辐射把电磁波转变为热能，使平流层大气因吸收太阳短波辐射而增温；臭氧层有强烈吸收太阳紫外辐射的功能，特别是能有效吸收对人类健康有害的UV-B段紫外线，使地球生命得以免受伤害；能够让对地球生命无害的紫外线和可见光等太阳辐射通过，维持各种生物的生长；透过臭氧层的少量紫外线，可起到杀菌治病的作用。臭氧层破坏的危害大气层中的臭氧含量每减少１％，地面受太阳紫外线的辐射量就增加２％，人类患皮肤癌的患者就会增加５％至７％。过量的紫外线辐射可使农作物叶片受损，抑制其光合作用，改变细胞内的遗传基因和再生能力，导致农产品减产或质量劣化。过量的紫外线还会杀死水中的微生物，造成某些物种灭绝。引起新的环境问题，使高分子材料变硬老化分解，损失每年达到数十亿美元，带来光化学污染。

保护臭氧层地努力：在联合国的积极协调下，国际社会于1985年签署了《保护臭氧层维也纳公约》，并于1987年制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。190多个国家加入了这一公约和议定书。

20多年来，全球已成功地削减了95％的消耗臭氧层物质。根据2007年9月议定书第19次缔约方大会达成的协议，主要消耗臭氧层物质将于2030年前在全球范围内彻底停止生产和使用，这比原计划提前了10年。1、工业企业污染源“工业三废”中的“废气”主要包括：燃料燃烧排放的污染物生产中的排气排放的各类矿物和金属粉尘三、大气污染物的来源2、交通运输污染源汽车、飞机、火车、船舶等交通运输工具，也是造成大气污染的主要来源，其中汽车排气占主导地位。汽车尾气汽车尾气排放的主要污染物为:一氧化碳（CO）碳氢化合物（HC）氮氧化物（NOX）铅（Pb）光化学烟雾铅进入人体，可大部分蓄积于人的骨骼中，损害骨骼造血系统和神经系统，引起临床症状为贫血、末梢神经炎，出现运动和感觉异常。车内环境空气污染物的来源

汽车零部件和车内装饰材料中所含有害物质的释放车外污染物进入车内汽车使用的塑料和橡胶部件、织物、油漆涂料、保温材料、粘合剂等材料中含有的有机溶剂、助剂、添加剂等挥发性成分，在汽车使用过程中释放到车内环境，造成车内空气污染。污染物主要有苯、甲苯、甲醛、碳氢化合物、卤代烃等，车内材料释放的物质还是车内难闻异味的主要来源。污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等（包括汽车自身排放的污染物）苯、甲苯、甲醛、碳氢化合物、卤代烃、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等3、家庭炉灶与取暖设备排放源由于居住密集、燃煤质量差、数量多且燃烧不完全、排放高度低等，其危害性不容忽视。CO、SO2等室内环境空气污染物的来源室内装饰材料及家具的污染地下土壤和建筑物中石材、地砖、瓷砖中的放射性物质甲醛、苯、甲苯、乙醇、氯仿等建筑施工中加入了化学物质，（北方冬季施工加入的防冻剂）渗出有毒气体氨天然放射性气体氡燃烧产物-做饭与吸烟3800多种污染物质，SO2、Pb等人体自身的新陈代谢会增加室内温度，促使细菌、病毒等微生物大量繁殖四、大气污染的危害（一）大气污染对人体健康的危害大气污染物进入人体的途径（一）大气污染对人体健康的危害1、颗粒污染物对人体健康的危害造成血液中毒；造成细胞破坏，侵入肺组织或淋巴结可引起尘肺。SO2浓度（ppm）对人体健康及生物的影响0.03慢性植物损伤，叶落过多0.04支气管炎及肺癌死亡率增高0.046学龄儿童呼吸系统疾病增多0.11-0.19老年人呼吸系统疾病增多0.21慢性肺癌加重0.25死亡增加，发病率急增2、二氧化硫对人体健康的危害（一）大气污染对人体健康的危害3.氮氧化物对人体健康的危害NO：与血红蛋白的亲和力比CO大几百倍，使血液运送氧的功能下降。NO2：是腐蚀剂，毒性比NO大5倍，损害肺功能。形成光化学烟雾的主要物质之一。与SO2、颗粒物共存时，表现出污染物的协同作用。（一）大气污染对人体健康的危害第三节大气污染物防治简介1、大气污染的综合防治措施（1）全面规划、合理布局（环境影响评价）避免工厂过分集中，新建厂选址要充分考虑地理、气象条件。厂址布设原则厂址布设要综合考虑背景浓度（该地区已有的污染物浓度水平）、风向、风速、温度层结和地形。1.污染物背景浓度的影响背景浓度超标，不宜建新厂；背景浓度未超标，但叠加新厂的贡献后将超标，又难以解决，不宜建厂。2.风向、风速的影响气象学上把空气的水平流动称之为风。风向污染物的扩散方向风速污染物的扩散和稀释状况风向频率下风向受污染的几率就是指某方向的风占全年各风向总和的百分率问题:工厂应建在何方向？方位NNEESESSWWNW总计风向频率（%）14871214171513100平均风速（m/s）33345666污染系数4.72.72.33.0