延大《环境学》讲义第3章 大气环境.docx

第三章大气环境第一节大气的结构和组成一、大气的结构根据大气在垂直方向上的3000温度、化学成分、荷电等物理特性，同时考虑大气垂直运动状况，将大气圈分为5层。对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层。二、大气的组成及作用干洁空气：N2、。2、Ar、CO2;水滴：云滴、雾滴；冰晶和固体微粒：尘埃、花粉等。二氧化碳：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。在大气中的含量有增加的趋势。强烈吸收地面的长波辐射，引起温室效应的加剧。臭氧：高空通过光化学作用，低空通过闪电或有机物氧化及高空传输。能大量吸收太阳紫外线，使地面生物免受过量紫外线的灼伤。自然大气中含量很少。随高度分布不均匀，也随纬度和时间而异。水汽：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。随时间、地点变化很大。在铅直方向，一般随高度增加而减少。形成云、雾、雨、雪等大气现象。对生物的生长和发育有重要影响。微粒：固体微粒与液体微粒。影响太阳辐射传输，使能见度变低，有的能起凝结核的作用。第二节大气污染和污染物一、大气污染的发生1、大气污染的概念大气污染：指大气中一些物质的含量达到有害程度，以致破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象。2、大气污染的发生人为源；天然源。一般来说天然源造成的大气污染，经过一定时间后会得到恢复，所以，通常所说的大气污染主要指由人类活动造成的污染现象。二、大气污染物的来源大气污染源：指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。（-）天然污染源1、火山喷发SO2、H2S>CO、Co2、HF、火山灰等。2、森林火灾SO2、CO、CO2、No2、HC等。3、自然尘风砂、土壤尘。4、森林植物释放HCo5、海浪飞沫MSe）八MNO2O（二）人为污染源1、工业污染源化石燃料的燃烧。2、生活污染源取暖，生火，垃圾堆放和焚烧。3、交通运输CO、CO2、NOx、HC、含铅化合物等。4、农业生产农药的逸散，农业机械的尾气。三、大气污染物及大气污染类型1、大气污染物大气污染物：指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那些物质。2、分类物理状态：气态污染物固态颗粒；形成过程：一次污染物二次污染物。一次污染物：指直接从污染源排放的污染物，如SO2、NO、CO、颗粒等；二次污染物：指由一次污染物在大气中相互作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物物理和化学性质不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物强。3、主要大气污染物总悬浮颗粒物(TSP)：dp(0.1100m)PMi0(可吸入颗粒物)：dp<10m降尘：dp>10m气溶胶状态污染物；硫氧化合物SOx;氮氧化合物：NO、N2O>NO2>N2O5;碳的氧化物：CO、CO2;碳氢化合物：C1-C8;含卤素化合物：卤代煌、氟化物。4、大气污染类型根据污染物的性质分类：还原烟雾一伦敦；氧化烟雾一洛杉矶。根据燃料性质和大气污染物的组成划分一煤炭型（煤烟型）石油型、混合型、特殊型。第三节大气污染物的扩散一、大气边界层的温度场1、气温垂直递减率（r）r=0.65oC大气温度层结曲线r>0对流r=0等温r<0逆温逆温的种类辐射逆温：地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增。下沉逆温：当高压区某一层空气发生强度较大的气团下沉运动时,常可使原来具有稳定层结的空气压缩成逆温。平流逆温：由暖空气平流到冷地面上，贴近地面的空气层受冷地面的冷却作用，比上层空气有较大的降温而形成。湍流逆温：由于底层空气的湍流混合而形成。逆温离地面的高度依赖于湍流混合层的厚度，通常在1500米以下，其厚度一般为数十米。锋面逆温：冷暖空气团相遇时，较轻的暖空气爬到冷空气上方，在界面附近也会出现逆温。2、气温的干绝热递减率（rd）假定空气块在垂直运动中与外界不发生热量交换，既无热量输入，也无热量输出，叫绝热过程.由于空气的导热率很小，垂直运动中经历各气层的时间又很短，所以，运动气块与周围空气的热量交换作用极微弱，可看作空气作绝热运动从地面绝热上升时，会因周围气压的减少而体积膨胀，它的温度就下降；空气块下降时，外压力增大,对其作压缩功，转化为内能，使其温度上升干空气块或未饱和的湿空气块在作干绝热上升时，温度变化的数值叫干绝热递减率，记作h=0.98°C这种空气块的运动，会使大气形成不同的温度层结。3、大气稳定度大气稳定度指整层空气的稳定程度大气中某一高度的一团空气，如受到某种外力的作用，产生向上或向下运动时，可以出现三种情况：稳定状态：移动后逐渐减速，并有返回原来高度的趋势；不稳定状态：移动后，加速向上向下运动；中性状态：如将它推到某一高度后，既不加速，也不减速而停下来。第四节大气污染综合治理与管理一、主要大气污染物控制技术1、烟尘的控制技术干式机械除尘装置：重力、惯性、离心力沉降室除尘旋风除尘惯性除尘；过滤式除尘装置；湿式除尘装置；电除尘装置。2、SO2净化技术燃料脱硫。煤炭的洗选：重力含硫量低；煤炭的转化:气化或液化H2S;重油脱硫：催化切断C-SH2S;燃烧脱硫。石灰石洗涤：石灰石浆液SO2+CaSO4(CaSO3);氨法：SO2+NH3H2O;喷雾干燥吸收法：SO2+Ca(OH)2或Na2CO3浆液;流化床燃烧脱硫：石灰石或白云石SO2÷CaO;(4)低浓度S02的吸附净化：活性炭SO2SO3H2SO403、汽车尾气的催化净化。解决不完全燃烧问题、催化转化、减少HC和CO的排放量。二、大气污染的综合防治1、全面规划，合理布局；2、选择有利于污染物扩散的排放方式；3、区域集中供暖、供热；4、改变燃料构成；5、绿化造林。三、大气环境标准环境质量标准、污染物排放和控制标准、环境监测方法标准、环境保护标准样品标准、环境保护基础标准、大气环境质量标准。