大气质量与大气污染

第五章大气污染与空气质量管理第六章颗粒污染物控制技术第七章气态污染物控制技术第八章机动车污染控制技术主目录本篇目录第二篇环境工程学第二篇大气污染控制工程

第五章环境工程学第五章大气质量第一节大气的结构与大气污染第二节大气污染的来源和影响第三节大气污染综合防治途径第四节大气环境质量控制标准主目录本篇目录大气的结构及组成

须臾不可缺的最大消费品大气的结构及组成

第五章环境工程学第一节大气的结构及组成一、大气圈的结构大气圈：随地球旋转的大气层。大气圈的上界：距地表1000～1400km。大气圈的垂直结构是指温度、压力、密度和成分的垂直分布情况。根据气温在垂直方向上的分布，将大气圈分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。主目录本篇目录第五章环境工程学大气垂直方向的分层主目录本篇目录第五章环境工程学1、对流层（0～12km）

对流层是大气圈最低的一层。其平均厚度12km。赤道处约16～18km，两极附近只有7～9km。由于对流程度在热带要比寒带强烈，故自下垫面算起的对流层的温度随高度增加而降低。因为该层不能吸收太阳短波辐射，但能吸收地面反射长波辐射。主目录本篇目录第五章环境工程学对流层的主要特征:

对流层集中了大气质量的3/4和几乎全部水蒸气，主要的大气现象都发生在这一层，它是天气变化最复杂、对人类影响最大的一层。大气温度随高度增加而降低，每升高100m平均降温约0.65℃，这种气温层结称为递减层结。主目录本篇目录第五章环境工程学对流层的主要特征:

空气具有强烈的对流运动，主要是由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的。温度和湿度的水平分布不均匀，在热带海洋上空，空气温暖潮湿，在高纬度内陆上空，空气寒冷干燥，因此经常发生大规模空气的水平运动。主目录本篇目录第五章环境工程学

大气边界层：对流层的下层，厚度约为1～2km，其中气流受地面阻滞和摩擦的影响很大。特点:在大气边界层中，由于受地面温度的影响，气温的日变化很明显，特别是近地层，昼夜可相差十几乃至几十度。由于气流运动受地面摩擦的影响，故风速随高度的增高而增大。直接影响着大气污染物的传输、扩散和转化。主目录本篇目录第五章环境工程学

近地层：从地面到50～100m左右的一层。在近地层中，垂直方向上热量和动量的交换甚微，所以上下气温之差很大，可达1～２℃。主目录本篇目录第五章环境工程学2、平流层（12～60km）

平流层：从对流层顶到50～60km高度的一层。

特点：从同温层顶到平流层顶，气温随高度增高而增高，至平流层顶达3℃左右。平流层集中了大气中大部分臭氧（O3），并在20～25km高度上达到最大值，形成臭氧层。臭氧层能强烈吸收波长为200～300nm的太阳紫外线，保护了地球上的生命免受紫外线伤害。主目录本篇目录第五章环境工程学

中间层：从平流层顶到85km高度的一层称为中间层。中间层的特点：气温随高度升高而迅速降低，其顶部气温可达83℃以下。因此大气的对流运动强烈，垂直混合明显。3、中间层（50～85km）主目录本篇目录第五章环境工程学

暖层：从中间层顶到800km高度这一层。

暖层的特点：在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下，再度出现气温随高度升高而增高的现象。暖层气体分子被高度电离，存在着大量的离子和电子，故又称为电离层。4、暖层（85～800km）主目录本篇目录第五章环境工程学

暖层以上的大气层统称为散逸层。它是大气的外层，气温很高，空气极为稀薄。空气粒子的运动速度很高，可以摆脱地球引力而散逸到太空中。5、散逸层（＞800km）主目录本篇目录大气组成气态污染物种类多，但主要有五类汽车排气的化学组成CO2第五章环境工程学主目录本篇目录

大气压力：随高度的升高而降低，并可用气体静力学方程来描述。

大气密度：随高度的变化几乎和压力的变化规律相同。

大气成分：在80～85km以下的大气层中，大气的主要成分氮和氧的组成比例几乎不变，称作均质大气层。在均质层以上的大气层中，气体组成随高度变化很大，称为非均质层。这层中较轻的气体成分有明显增加。第五章环境工程学主目录本篇目录二、大气的组成大气组成：干洁空气、水蒸气、杂质。随空间位置的改变，后两项变化较大干洁空气的主要成分是氮、氧、氩和二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的99.996%（体积)；氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占0.004%左右。大气的组成大气各组成成分作用第五章环境工程学主目录本篇目录干洁空气的组成成分分子量体积比/%成分分子量体积比/106氮（N2）28.0178.084±0.004氖（Ne）20.1818氧（O2）32.0020.946±0.002氦（He）4.0035.2氩（Ar）39.940.934±0.001甲烷（CH4）16.041.2二氧化碳（CO2）44.010.033±0.001氪（Kr）83.800.5氢（H2）2.0160.5氙（Xe）131.300.08二氧化氮（NO2）46.050.02臭氧（O3）48.000.01~0.04什么是空气污染？第五章环境工程学主目录本篇目录第二节大气污染一、大气污染

定义（ISO)：通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，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生态环境。

人类活动：生产活动、生活活动，如做饭、取暖、交通等。

自然过程：火山活动、山林火灾、海啸、土壤和岩石的风化及空气运动等。由于自然环境的自净作用，会使自然过程造成的大气污染，经过一定时间后自动消除（即使生态平衡自动恢复）。大气污染主要是人类活动造成的。第五章环境工程学主目录本篇目录1、按大气污染的范围分类

①局部地区污染，局限于小范围的大气污染，如受到某些烟囱排气的直接影响。②地区性污染，涉及到一个地区的大气污染，如工业区及其周边或整个城市受到污染。③广域污染，涉及到比一个地区或大城市更广泛地区的大气污染；④全球性污染，涉及到全球范围（或国际性）的大气污染。第五章环境工程学2、全球性大气污染问题

温室效应：大气中的二氧化碳和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳（CFCs）、水蒸气等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减的通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象。上述微量气体，则称为“温室气体”。CO2是最重要的温室气体。主目录本篇目录第五章环境工程学主目录本篇目录

臭氧层:大气中臭氧含量仅一亿分之一，主要集中在距地面20～25km的平流层中。

作用：具有强烈吸收太阳紫外线的功能，保护地球上各种生命的存在、繁衍和发展。

主要原因：氟氯碳、NOx等物质向大气排放逐渐增多。臭氧层破坏第五章环境工程学主目录本篇目录

现状：据估计，南极上空臭氧层“空洞”面积已达2400km2（约占60%），北半球上空臭氧层比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空臭氧层平均减少了10%～15%，西伯利亚上空甚至减少了35%。

结果：臭氧层的破坏将导致皮肤癌和角膜炎患者增加，破坏地球上的生态系统等严重问题。臭氧层破坏第五章环境工程学主目录本篇目录酸雨：pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。酸雨的形成：主要是因化石燃料燃烧和汽车尾气排放的SOx和NOx，在大气中形成硫酸和硝酸，又以雨、雪、雾等形式返回地面。酸雨的危害：破坏森林生态系统和水生态系统，改变土壤性质和结构，腐蚀建筑物，损害人体呼吸道系统和皮肤等。欧洲、北美及东亚地区的酸雨危害较严重。中国的西南、华南和东南地区的酸雨危害也相当严重。第五章环境工程学主目录本篇目录酸雨腐蚀文物第五章环境工程学主目录本篇目录酸雨腐蚀文物酸雨它们会危害我们吗？如何解决这些问题？请你为了保护我们的生存环境想想办法吧主目录本篇目录第五章环境工程学二、大气污染物及其种类

大气污染物：指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人和环境产生有害影响的那些物质。大气污染物的种类：

1)颗粒污染物，

2)气态污染物。主目录本篇目录第五章环境工程学1、颗粒污染物粉尘（dust）：指悬浮于气体介质中的小固体颗粒。烟（fume）：指由冶金过程形成的固体颗粒。飞灰（flyash）：指随燃煤烟气排出的灰分。黑烟（smoke）：指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。雾（fog）：指气体介质中液滴悬浮体的总称。

在我国《环境空气质量标准》中，根据颗粒的大小，将其分为：总悬浮颗粒物（TSP）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100m的颗粒物。可吸入颗粒物：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10m的颗粒物。主目录本篇目录第五章环境工程学2、气态污染物

气态污染物：以分子状态存在的污染物。气态污染物分为一次污染物和二次污染物。一次污染物：指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物：指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。主目录本篇目录第五章环境工程学气体状态大气污染物的分类污染物一次污染物二次污染物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3碳的氧化物CO、CO2无有机化合物C1~C10化合物醛、酮、过氧乙酰硝酸酯、O3卤素化合物HF、HCI无注：MSO4、MNO3分别为硫酸盐和硝酸盐主目录本篇目录第五章环境工程学三、大气污染物的来源和发生量

大气污染物的来源可分为自然源和人为源两类:

自然源:是指因自然原因向环境释放污染物的地点或地区，如火山喷发、森林火灾、飓风、海啸、土壤和岩石的风化及生物腐烂等自然现象。

人为源:是指人类生活活动和生产活动形成的污染源。可将人为污染源分为生活污染源、工业污染源和交通运输污染源三类。根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源又可概括为三大方面：燃料燃烧、工业生产和交通运输。前两类污染源统称为固定源，交通运输工具（机动车、火车、轮船、飞机等）则称为流动源。主目录本篇目录第五章环境工程学第三节环境空气质量控制标准环境空气质量标准:各种污染物在环境空气中的允许浓度。它是进行环境空气质量管理、大气环境质量评价及制定大气污染防治规划和大气污染物排放标准的依据。

大气污染物排放标准:以实现环境空气质量标准为目标，对从污染源排入大气的污染物浓度（或数量）所作的限制规定。它是控制大气污染物的排放量和进行净化装置设计的依据。主目录本篇目录第五章环境工程学一、环境空气质量标准

规定了9种污染物的浓度限值：二氧化硫、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物。该标准根据对空气质量要求的不同，将环境空气质量分为三级。该标准将环境空气质量功能区分为三类：一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，三类区执行三级标准。1、《环境空气质量标准》GB3095—1996主目录本篇目录第五章环境工程学一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区；二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。2、环境空气质量功能区分为三类主目录本篇目录第五章环境工程学3、《工业企业设计卫生标准》TJ3679给出了120种空气污染物的最高容许浓度。“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”给出了34中大气污染物的最高容许浓度。环境空气质量标准中未规定的污染物，参考此标准执行。“车间空气中有害物质的最高容许浓度”主目录本篇目录第五章环境工程学二、大气污染物排放标准

规定了33种大气污染物的排放限值，其指标体系为最高允许排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放监控浓度限值。规定任何一个排气筒必须同时遵守最高允许排放浓度和最高允许排放速率两项指标，超过其中任何一项均为超标排放。将1997年１月1日前设立的污染源称为现有污染源。将1997年１月１日起设立（包括新建、扩建、改建）的污染源称为新污染源。1、《大气污染物综合排放标准》GB162971996主目录本篇目录第五章环境工程学2、《大气污染物综合排放标准》GB162971996

现有污染源分为一、二、三级，新污染源分为二、三级。按污染源所在的环境空气质量功能区类别，执行相应级别的排放速率标准。对位于国务院批准划定的酸雨控制区和二氧化硫控制区的污染源，其二氧化硫排放除执行该标准外，还应执行总量控制标准。主目录本篇目录第五章环境工程学《锅炉大气污染物排放标准》GB132712001《工业炉窑大气污染物排放标准》GB90781996《火电厂大气污染物排放标准》GB132231996《炼焦炉大气污染物排放标准》GB161711996《水泥厂大气污染物排放标准》GB49151996《恶臭污染物排放标准》GB145541993《汽车大气污染物排放标准》GB14761.1～14761.7-93《摩托车排气污染物排放标准》GB1462193。3、仍继续执行的行业性标准有主目录本篇目录第五章环境工程学4、《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》GB/T1320191

以环境空气质量标准为控制目标，在大气污染物扩散稀释规律的基础上，使用控制区排放总量允许限值和点源排放允许限值控制大气污染的方法，制定地方大气污染物排放标准。结合当地技术经济条件，应用最佳可行和最佳实用技术方法或其他总量控制方法制定地方大气污染物排放标准。气态污染物排放控制分为总量控制区和非总量控制区。主目录本篇目录第五章环境工程学三、空气污染指数及报告

大中城市空气污染指数（API）日报和预报。目前计入空气污染指数的项目有：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。空气污染指数的范围从0到500，其中50、100、200分别对应于《环境空气质量标准》中的一、二、三级标准的污染物平均浓度限值。各种污染物的污染分指数都计算出以后，取最大者为该区域或城市的空气污染指数API，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。API＜50时，则不报告首要污染物。主目录本篇目录第五章环境工程学空气污染指数分级浓度限值空气污染指数污染物浓度（mg/m3N）APIPM10(日均值)SO2(日均值)NO2(日均值)CO（小时均值）O3（小时均值）500.0500.0500.08050.1201000.1500.1500.120100.2002000.3500.8000.2