环境工程学：第五章大气质量与大气污染课件.ppt
第五章 大气质量与大气污染,第二篇 大气质量与大气污染,空气（习惯上）指室内或某场所(如车间，会议室和厂区等)供人和动植物生存的气体。,第一节 大气的结构及组成,大气（大气物理学、大气气象学、自然地理学以及环境科学的研究）指大区域或全球性的气流。,大气圈受地心引力而随地球旋转的大气层。厚度：10001400km;总质量：60001015kg。分层：对流层、平流层、中间层、热层及外层,一、大气的结构,第五章 大气质量与大气污染,（4）热 层 高度 85800km；特点：a、温度随高度增加而升高，层内温度高，昼夜变化大；b、大部分空气分子发生电离，又称为电离层；,大气圈,（1）对流层 平均厚度 12km；特点：a、高度随纬度和季节不同；b、温度随高度增加而降低，垂直方向上形成强烈对流；c、气体密度大，集中了75%的大气质量和几乎全部水汽，主要天气现象和大气污染大多发生在这一层。,（2）平流层 高度 1755km；特点：a、温度随高度增加而升高；b、大气很稳定，垂直对流运动很小，主要为平流运动；c、大气透明度高，水汽和尘埃很少，几乎无天气现象。,（3）中间层 高度 5585km；特点：a、温度随高度增加而降低；b、空气的垂直对流运动相当强烈；c、几乎无水汽和尘埃，大气透明度好；,（5）散逸层 高度 800km以上的大气；特点：a、空气极为稀薄；b、电离度大。,第五章 大气质量与大气污染,二、大气的组成,第五章 大气质量与大气污染,氮（N2）氧（O2）氩（Ar）78.08 20.95 0.93,来源：蒸发、蒸腾作用作用：（1）产生天气现象，引起湿度变化和热量转化；（2）吸收长波辐射，对地面保温。,水汽凝结物、大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质,1、干洁空气,3、悬浮颗粒,2、水汽（0.026）,干洁空气,稳定组分：氮、氧、氩、氖、氦、氪、氢、氙等，这一组分的比例，从地球表面至90公里的高度范围内都是稳定的。不稳定组分：二氧化碳、二氧化硫、甲烷、硫化氢、臭氧、氮氧化物、水汽等。主要来源于自然界的火山爆发、地震、岩石风化、森林火灾等和人类活动产生。,第五章 大气质量与大气污染,一、大气污染,第二节 大气污染,由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现足够浓度，达到足够时间，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。,第五章 大气质量与大气污染,二、大气污染物,1、按形成原因分类一次污染物：直接从污染源排入大气的各种气体、颗粒物质等。二次污染物：某些一次污染物在大气中与其他化学物发生化学反应产生的新的污染物。,第五章 大气质量与大气污染,2、按存在状态分类颗粒污染物：粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾气态污染物：含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、碳氢化合物、卤化物,二、大气污染物,第五章 大气质量与大气污染,总悬浮颗粒物：大气中粒径 10微米的固体颗粒物。飘尘：粒径 10微米的固体颗粒物。,颗粒污染物,某些大气污染物对人体的危害,煤烟：引起支气管炎等。如果煤烟中附有各种工业粉尘(如金属颗粒)，则可引起相应的尘肺等疾病。硫酸烟雾：对皮肤、眼结膜、鼻粘膜、咽喉等均有强烈刺激和损害。严重患者如并发胃穿孔、声带水肿、狭窄、心力衷竭或胃脏刺激症状均有生命危险。铅：略超大气污染允许深度时，可引起红血球碍害等慢性中毒症状；高浓度时引起强烈的急性中毒症状。,第五章 大气质量与大气污染,某些大气污染物对人体的危害,二氧化硫：浓度为15ppm时可闻到嗅味，5ppm长吸入可引起心悸、呼吸困难等心肺疾病。重者可引起反射性声带痉挛，喉头水肿以至窒息。氧化氮：主要指一氧化氮和二氧化氮，中毒的特征是对深部呼吸道的作用，重者可致肺坏疽；对粘膜、神经系统以及造血系统均有损害，吸入高浓度氧化氮时可出现窒息现象。一氧化碳：对血液中的血色素亲和能力比氧大210倍，能引起严重缺氧症状即煤气中毒。约100ppm时就可使人感到头痛和疲劳。,第五章 大气质量与大气污染,某些大气污染物对人体的危害,臭氧：其影响较复杂，轻病表现肺活量少，重病为支气管炎等。硫化氢：浓度为100ppm吸入215分钟可使人嗅觉疲劳，高浓度时可引起全身碍害而死亡。氰化物：轻度中毒有粘膜刺激症状，重者可使意识逐渐昏，虽直性痉挛，血压下降，迅速发生呼吸障碍而死亡。氰化物中毒后遗症为头痛，失语症、癫痫发作等。氰化物蒸汽可引起急性结膜充血、气喘等。,第五章 大气质量与大气污染,某些大气污染物对人体的危害,氟化物：可由呼吸道、胃肠道或皮肤侵入人体，主要使骨骼、造血、神经系统、牙齿以及皮肤粘膜等受到侵害。重者或因呼吸麻痹、虚脱等而死亡。氯：主要通过呼吸道和皮肤粘膜对人体发生中毒作用。当空气中氯的浓度达0.040.06毫克/升时，3060分钟即可致严重中毒，如空气中氯的浓度达3毫克/升时，则可引起肺内化学性烧伤而迅速死亡,第五章 大气质量与大气污染,三、大气污染源,1、影响所及范围：局部性污染 地区性污染 广域性污染 全球性污染 2、能源性质和大气污染物组成和反应：煤炭型 石油型 混合型 特殊型,（一）大气污染的分类,第五章 大气质量与大气污染,（一）大气污染的分类,第五章 大气质量与大气污染,（一）大气污染的分类,混合型污染是指以煤炭为主，还包括以石油为燃料的污染源而排放出的污染物体系。此种污染类型是由煤炭型向石油型过渡的阶段，它取决于一个国家的能源发展结构和经济发展速度。特殊型污染是指某些工矿企业排放的特殊气体所造成的污染，如氯气、金属蒸汽或硫化氢、氯化氢等气体。,第五章 大气质量与大气污染,（一）大气污染的分类,3、污染物的化学性质及其存在状况：还原型 氧化型 还原型是指以煤、石油等为燃料所产生的大气污染，实质上就是第二种分类方法中的煤炭型和混合型污染。伦敦烟雾事件氧化型是指以石油为燃料所产生的大气污染，实质上就是第二种分类方法中的石油型污染。洛杉矶光化学烟雾,第五章 大气质量与大气污染,大气污染,自然,人为,自然界所发生火山爆发、地展、台风、森林火灾等自然灾害造成,人类活动排放有毒有害气体造成,1、污染物排放的方式 高架源、面源、线源（适用于大气扩散计算）2、污染物排放的时间 连续源、间断源、瞬时源（适用于分析大气污染物排放的时间规律）,大气污染源分类：,（二）大气污染源,第五章 大气质量与大气污染,（二）大气污染源,3、污染源存在的形式 固定污染源 移动污染源（适用于进行大气质量评价时绘制污染源分析图）固定源位置和地点固定不变的污染源。主要指工矿企业在生产中排放的大量污染物。冶金、钢铁、建材等工业企业都是对大气环境污染严重的固定源。移动污染源交通工具在行驶时向大气中排放的有害气体而形成的污染源。4、人类社会活动功能 工业污染源、农业污染源 交通运输污染源、生活污染源,第五章 大气质量与大气污染,由火力发电、钢铁、化工和硅酸盐等工矿企业在生产过程中所排放的煤烟、粉尘及有害化合物等形成的污染源。此类污染源由于不同工矿企业的生产性质和流程工艺的不同，其所排放的污染物种类和数量大不相同，但有一个共同的特点是，排放源集中、浓度高、局地污染强度高。是城市大气污染的罪魁祸首。,工业污染源,第五章 大气质量与大气污染,钢铁厂排放的废气,第五章 大气质量与大气污染,火力发电厂排烟污染大气,第五章 大气质量与大气污染,石灰窑,第五章 大气质量与大气污染,水泥厂灰色烟尘,第五章 大气质量与大气污染,大山深处的工厂,第五章 大气质量与大气污染,主要是不当施用农药、化肥、有机粪肥等过程产生的有害物质挥发扩散，以及施用后期NOX、CH4、挥发性农药成分从土壤中逸散进入大气等形成的污染源。,农业污染源,第五章 大气质量与大气污染,喷洒农药,第五章 大气质量与大气污染,喷洒农药,第五章 大气质量与大气污染,由汽车、飞机、火车和轮船等交通运输工具运行时向大气中排放的尾气。这类污染源属流动污染源，主要污染物是烟尘、碳氢化合物、NOX、金属尘埃等，是城市大气环境恶化的主要原因之一。,交通运输污染源,第五章 大气质量与大气污染,汽车尾气,第五章 大气质量与大气污染,是指居民日常烧饭、取暖、沐浴等活动，燃烧化石燃料而向大气排放烟尘、SO2、NOX等污染物。这类污染源属固定源，具有分布广、排量大、污染高度低等特点，是一些城市大气污染不可忽视的污染源。但是，随着城市电气化的推进，城市生活污染源将从根本上得到遏制。,生活污染源,第五章 大气质量与大气污染,第三节 大气环境质量控制标准,大气环境质量标准 以保障人体健康和正常生活条件为主要目标，规定出大气环境中某些主要污染物的最高允许浓度。大气污染物排放标准 以实现大气环境质量标准为目标对污染源排放的污染物作出限制。其作用是直接控制污染源排出的污染物浓度或排放物以防止大气污染。大气污染物控制技术标准 它根据大气污染物排放标准的要求结合生产工艺特点，对必须采取的污染控制措施加以明确规定。大气污染警报标准 大气环境污染恶化到必须向社会公众发出一定警报的标准。,第五章 大气质量与大气污染,一、大气环境质量标准,第五章 大气质量与大气污染,一类区：自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区：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：特定工业区。,环境空气质量标准 GB3095-1996 环境空气质量功能区分类：,环境空气质量标准分级：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,二、大气污染物排放标准,第五章 大气质量与大气污染,大气污染物综合排放标准GB16297-1996 规定了33种大气污染物的排放限值，同时规定了标准执行中的各种要求：1、标准设置三类指标;2、排放速率标准分级；3、对于新老污染源规定了不同排放限值。,利用大气的自净能力发展植物净化减少或防止污染物的排放污染物的治理,第四节 大气污染控制的基本方法,第五章 大气质量与大气污染,利用大气的自净能力,大气的自净有物理作用(如扩散、稀释和降水洗涤等）和化学作用(氧化、还原)等。在从污染源排出的污染物总量恒定的情况下，污染物的浓度在时间和空间上的分布同气象条件有关，掌握气象变化规律，充分利用大气的自净能力，减少或避免大气污染的危害。,第五章 大气质量与大气污染,发展植物净化,植物具有美化环境、调节气候、截留粉尘、吸收大气中有害气体等功能。植物可以在大面积的范围内，长时间、连续地净化大气，尤其是在大气中污染物影响范围广，浓度比较低的情况下，植物净化是行之有效的方法。在城市和工业区有计划、有选择地扩大绿地面积是大气污染综合防治具有长效能和多功能的保护措施。,第五章 大气质量与大气污染,减少或防止污染物的排放,改革能源结构、采用无污染或少污染能源(如太阳能、风力、水力以及天然气、沼气和酒精等)，燃料进行预处理(煤和石油预先脱硫、煤的液化和气化)以减少燃烧时产生的污染物；改进燃烧装置和燃烧技术，提高燃烧效率和降低有害气体排放量或采用无污染或少污染的工艺生产过程以及闭路循环；节约能源，把排放的污染物作为资源进行综合利用，加强生产管理，减少跑、冒、滴、漏等以此控制或防止对环境的污染。,第五章 大气质量与大气污染,污染物的治理,燃烧过程和工业生产过程在采取上述措施后，仍有一些污染物排入大气。对这类污染源应控制其排放浓度或排放总量，使之不超过该地区污染物的允许浓度和环境容量。主要的控制方法有：a利用除尘装置去除废气中的烟尘和各种工业粉尘。b采用气体吸收法处理有害气体。如用氨水、氢氧化钠、碳酸钠等碱溶液吸收废气中二氧化硫等。c应用冷凝、催化转化、分子筛、活性炭吸附和膜分离等物理、化学和物理化学方法治理排放废气小的主要污染物。,第五章 大气质量与大气污染,废气排放控制系统,第五章 大气质量与大气污染,第五章 大气质量与大气污染要 点,1、大气的垂直分层、大气组成2、大气污染、颗粒污染物（降尘、飘尘、总悬浮颗粒）、气态污染物、一次污染物、二次污染物3、大气环境质量标准（三级三类）、污染物排放标准、总量控制标准4、废气排放典型控制系统、污染物的捕集、大气污染物控制方法分类,
