第三章 大气污染

第三章大气污染第一页，共二十四页，2022年，8月28日第一节大气的组成和结构一、大气层结构第二页，共二十四页，2022年，8月28日大气主要层次及特点层次高度范围（km）温度范围（℃）主要化学形态对流层0—1715—-56N2、O2、CO2、H2O平流层17—55-56—-2O3中间层55—85-2—-92O2+、NO+热层85—800-92—1200O2+、O+、NO+逸散层800———第三页，共二十四页，2022年，8月28日大气是多种气体的混合物，由恒定、可变和不定组成成分。恒定：N、O、Ar及微量的稀有气体可变：二氧化碳和水不定：尘、硫、硫化氢、硫氧化物、碳氧化物及恶臭气体等大气组成第四页，共二十四页，2022年，8月28日大气的自然化学组成

大气中气体组分大气中的总量/t大气中气体组分大气中的总量/tN4.0×1015NO4.0×106O1.2×1015NO24.0×106H2O(g)1.4×1014N2O2.0×106Ar0.60×1014SO24.0×107Ne3.0×109CO4.0×107He8.9×1010CO22.3×1012Kr1.6×1010H2S4.0×107H3.0×109NH32.0×107Xe2.2×109CH43.4×109O33.2×109HCHO2.0×107Rn0.0035共计5.3×1015第五页，共二十四页，2022年，8月28日第二节大气污染和污染物一、大气污染及其发生1.大气污染：大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态造成危害的现象。2.大气污染的发生第六页，共二十四页，2022年，8月28日二、大气污染源1.概念：向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置。2.分类：天然源：火山喷发森林火灾自然尘森林植物释放海浪飞沫第七页，共二十四页，2022年，8月28日人为源燃料燃烧工业生产交通运输农业生产另外，人为源从其它角度分为：按污染源性状分为：固定式污染源、移动式污染源按排放污染物的空间分布方式：点、线、面源第八页，共二十四页，2022年，8月28日三、大气污染物及污染类型1.大气污染物：由于人类活动或自然过程，排入大气的、并对环境或人产生有害影响的物质。2.分类：按存在状态：气态污染物、固体颗粒状污染物按形成过程：一次污染物、二次污染物一次污染物：直接从污染源排放的污染物，分为：反应物和非反应物二次污染物：由一次污染物中的反应物与空气组分或反应物之间，或反应物作为催化剂从而产生的化学反应或光化学反应，形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新型污染物。第九页，共二十四页，2022年，8月28日类别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含碳氧化物CO、CO2碳氢化合物（碳氢氧化合物）C1－C5Hn醛、酮、过氧乙酰硝酸酯含卤素化合物HF、HCl、ClFC3颗粒物重金属元素、多环芳烃H2SO4、SO42-、NO3-大气中主要污染物第十页，共二十四页，2022年，8月28日3.主要的大气污染物介绍气溶胶状态污染物：大气中含有的大量固体或液体的悬浮粒子，与承载他们的空气介质一起组成的相对稳定的悬浮体系。气溶胶中的颗粒物按粒径大小分为：总悬浮颗粒物（TSP）降尘飘尘/可吸入粒子（IP）第十一页，共二十四页，2022年，8月28日气体污染物：（1）硫氧化物据估计，天然源（海洋、陆地、海盐、火山活动）和人为源（煤和石油燃烧、石油炼制、有色金属冶炼等）各半硫酸烟雾和酸性降水的元凶世界酸雨区主要分布在欧洲、北美和中国，我国以长江以南为主，其中华中、西南部分地区较严重。第十二页，共二十四页，2022年，8月28日（2）氮氧化物据估计，天然源（闪电、NH3氧化、生物质燃烧、土壤排放等）和人为源各半燃烧过程生成的氮氧化物分两类热致型（高温、空气过剩）燃料型因此汽车等燃油可通过控制燃烧温度和空燃比来控制氮氧化物的生成量。酸雨形成的元凶第十三页，共二十四页，2022年，8月28日（3）含碳化合物碳氧化合物（CO、CO2）碳氢化合物（甲烷、非甲烷烃）非甲烷烃：包括天然释放和人为释放含卤素化合物卤代烃(六六六、DDT、多氯联苯、氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、CFC等）其他含氯化合物（Cl2、HCl等）氟化物（HF、SiF4、H2SiF6、F2等）氯仿、溴仿、碘仿三氯甲烷、CFC等为平流层臭氧层破坏的元凶。

第十四页，共二十四页，2022年，8月28日4.主要污染类型根据污染物性质还原型（煤炭型）：以煤炭为主要燃料，主要污染物为SO2、CO、颗粒物等。形成硫酸烟雾的元凶。

氧化型（汽车尾气型）：以石油类为主要燃料，主要污染物为NOx、CO、HC化合物O3、醛类、PAN等。形成光化学烟雾烟雾的元凶。

根据燃料性质和大气污染物的组成成分煤炭型石油型混合型特殊型第十五页，共二十四页，2022年，8月28日

伦敦烟雾洛杉矶烟雾概括发生较早（1873年），至今发生多次发生较晚（1946年），发生光化学烟雾污染物SO2颗粒物硫酸雾等CH化合物、NOxO3PAN醛类燃料类型煤石油类季节冬季夏秋气温低，＜4℃高，＞24℃湿度高低日光弱强臭氧浓度低高出现时间白天夜晚连续白天毒性对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡对眼睛和呼吸道等粘膜有刺激作用，O3等氧化剂有强氧化作用，严重时可导致死亡硫酸烟雾和洛杉矶烟雾的比较第十六页，共二十四页，2022年，8月28日四、环境空气质量标准（P75）三类区，三级标准一类区：国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村地区大气污染程度比较严重的城镇和工业区，以及城市交通枢纽、干线等第十七页，共二十四页，2022年，8月28日污染物名称取值时间浓度限值一级标准二级标准三级标准浓度单位二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70总悬浮颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25氮氧化物NOx年平均日平均1小时平均0.050.100.150.050.100.150.100.150.30mg/m3(标准状态)二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.040.080.120.080.120.24一氧化碳CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00臭氧O31小时平均0.120.160.20铅Pb季平均年平均1.501.00苯并[a]芘B[a]P日平均0.01μg/m3(标准状态)氟化物日平均1小时平均7①20①F月平均植物生长季平均1.8②1.2②3.0③2.0③μg/(dm2·d)表1各项污染物的浓度限值第十八页，共二十四页，2022年，8月28日第三节大气中污染物的扩散一、影响大气中污染物扩散的气象因素气象动力学因子风大气湍流气象热力学因子大气稳定度第十九页，共二十四页，2022年，8月28日大气稳定度rd―干绝热递减率r―气温垂直递减率r＜rd时,烟气对于大气层来说是稳定的;r＞rd时,烟气对于大气层来说是不稳定的;r＝rd烟气对于大气层来说处于中性.100m21℃20℃大气温度20.4℃