大气对食品原料生产的影响与控制课件.ppt
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1、第三章 大气对食品原料生产的影响与控制,重点与难点:大气环境的好坏直接影响着食品原料生产的产量和质量。由于大气污染物在食品原料内积累,进入食物链,使人和各种动物中毒,造成巨大的经济损失。因此,有必要开展大气污染对食品原料生产的危害研究,了解大气污染的主要来源,以及控制大气污染最主要的措施。,3.1大气污染概述,3.1.1 大气污染及污染源大气污染是指由于人类的活动或自然过程使得某些物质进入大气中,改变了大气圈中某些原有成分和产生了某些有毒有害物质,致使大气质量恶化,影响原来有利的生态平衡体系,严重威胁着人体健康和正常工农业生产,并可造成对建筑和设备财产等的损坏。大气污染主要是人类活动造成的。人
2、为造成大气污染的污染源较多,根据不同的研究目的以及污染源的特点有不同的分类方法。按照生产污染的人类社会活动不同,可将人为污染源分为以下四类:,3.1大气污染概述,3.1.1.1 工农业污染源工业用燃料燃烧排放的废气以及工业生产过程的排气等是大气污染的主要来源。这类污染源的特点是污染物排放量大而集中,同时污染物的种类繁多而复杂。根据统计,2001年我国二氧化硫的排放总量为1947.8万吨,其中工业来源的为1566.6万吨;烟尘排放量为1059.1万吨,其中工业烟尘为841.2万吨。此外,工业粉尘排放量为990.6万吨。农业污染源包括农用燃料排放的废气,某些有机氯农药对大气的污染,施用的氮肥分解产
3、生的氨、氮氧化物等。,3.1大气污染概述,(1)燃料的燃烧这是大气污染的主要来源。目前我国的主要工业燃料是煤,其次是石油。用煤量最大的是火力发电站、冶金、化工、机械、轻工和建材等部门,其用煤量占总消耗量的70%以上。煤的主要杂质是硫化物,此外还有氟、砷、钙、铁、镉等的化合物。石油的主要杂质是硫化物和氮化物,其中也含少量的有机金属化合物。燃料燃烧时产生的污染物的种类和排放量除与燃料中所含的杂质种类和含量有关外,还受燃料的燃烧状态影响。燃料完全燃烧时的主要污染物是二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、水汽和灰分。不完全燃烧时,则会产生一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、醛类、碳粒、多环芳烃等。,燃料所含杂质与其
4、产地有关。我国煤中硫的含量一般在0.2%0.4%,但是重庆地区所产煤的含硫量高达8%。我国石油的含硫量0.1%0.8%,而中东地区的石油含硫量一般为1.5%2.5%,有的甚至高达4%以上。,3.1大气污染概述,(2)工业生产过程排放 由原材料到产品,工业生产的各个环节都可能有污染物排放出来。污染物的种类与原料种类及其生产工艺有关。不同种类工业企业排放的主要污染物见表2-2,3.1大气污染概述,3.1大气污染概述,3.1.1.2 生活污染源 来自生活的大气污染主要来源于生活炉灶和采暖锅炉。采暖锅炉以煤或石油产品为燃料,是采暖季节大气污染的重要原因。生活炉灶使用的燃料有煤、液化石油气、煤气和天然气
5、。如果燃料设备效率低,燃烧不完全,烟囱高度低或者无烟囱可造成大量的污染物低空排放。在采暖季节,各种燃煤小炉灶是居民区大气污染的重要来源。,3.1大气污染概述,3.1.1.3 交通运输污染源 交通运输污染源是指汽车、火车、轮船、飞机等交通运输工具燃烧燃料或燃料蒸发等过程造成的排放。交通工具的主要燃料是汽油、柴油等石油制品,燃烧后能产生大量的颗粒物、氮氧化合物、一氧化碳、多环芳烃和醛类。和工业企业相比,交通运输工具具有小型、分散、流动的特点,但是由于其数量庞大、污染物排放总量也相当可观。,3.1大气污染概述,3.1.1.4其他污染源 地面尘土飞扬或土壤及固体废弃物被大风刮起,均可将铅、农药等化学性
6、污染物以及结核杆菌、粪链球菌等生物性污染物转入大气。水体和土壤中的挥发性化合物也易进入大气。车辆轮胎与沥青路面摩擦可以扬起多环芳烃和石棉。意外事件,如工厂爆炸、火灾、核泄漏均能严重污染大气,这类事件虽然少见,但是危害严重。另外,火葬场、垃圾焚烧炉产生的废弃也可以影响大气环境。,3.1大气污染概述,3.1.2大气中污染物的迁移转化 各种污染物质由污染源头输入大气,在源头附近浓度较大,随着与越来越多空气的混合,浓度逐渐稀释。这种稀释作用可被重力沉降、降水清除、地表吸收以及大气中的化学转化等过程加速。因此,大气中污染物的迁移转化主要包括以下几个方面。(1)扩散:通过分子扩散和气团扩散可以对大气污染物
7、起到稀释及迁移作用,这种过程一方面能够降低其对大气的污染,两一方面也会扩大污染区域。影响大气污染物扩散能力的主要气象因素是风、大气湍流、温度层结和大气稳定度。,3.1大气污染概述,(2)沉降与水汽结合的气态大气污染物或颗粒态大气污染物由于受重力作用而迁移到其他圈层成为沉降。通常分为干沉降和湿沉降两种。通过沉降可以减轻或者消除大气污染,但是也会使污染物向其他圈层迁移带来二次污染。(3)化学转化通过扩散和沉降等物理迁移过程,污染物在大气圈和其他圈层之间发生空间位移;而通过光解、酸性中和、氧化还原以及聚合等反应可以去除污染,或成为更大毒性的二次污染物。,3.1大气污染概述,3.1.3危害植物的大气污
8、染物及其毒性分级3.1.3.1大气污染物分类根据大气污染物的化学性质,大体可将常见的大气污染物分成6类:(1)氧化性污染物:臭氧、氯气、氮氧化物、PAN(2)还原性污染物:二氧化硫、硫化氢、甲醛、乙醛、丙烯醛、(3)酸性污染物:氟化氢、四氟化硅、氯化氢、硫酸和硝酸烟雾(4)碱性污染物:氨气、水泥粉尘等、(5)有毒有机物:乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、甲醇(6)固体颗粒物:烟尘、粉尘、重金属及其氧化悬浮颗粒物,3.1大气污染概述,2.1.3.2毒性分级 各种大气污染物对植物的毒性强弱有很大差异,大致可分为3级:(1)A级(强毒性)有氟化氢、四氟化硅、臭氧、乙烯、过氧乙酰硝酸酯及其同系物等。它们在大气中
9、浓度达到0.1100微克/立方米时就能对植物产生直接毒性。(2)B级(中等毒性)二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、氯气、氯化氢、硫酸烟雾和硝酸烟雾。伤害浓度范围是0.1100毫克/立方米。(3)C级(毒性较弱)甲醛、氨气、氰化氢、硫化氢等伤。害浓度范围是高于100毫克/立方米。,3.2大气对食品原料生产的影响,3.2.1大气污染物对植物性食品原料影响的一般规律(论述)3.2.1.1入侵途径:植物气孔是污染物入侵植物组织的最主要途径,气孔的开闭状况对植物受害程度有严重影响。3.2.1.2危害的基本类型:可见性危害:是由于植物茎叶吸收较高浓度的污染物或者长期暴露在被污染的大气环境中而出现的可以看到的受
10、害现象。生理危害:是指在浓度特别低时,污染物对植物的生理生化过程产生一定影响,但其影响程度未达到叶片受害症状水平,而仅对生育有一定抑制,对产量有轻微的影响。隐形危害:污染物逐渐在植物体内积累而不影响植物本身的正常生长,但积累达到一定程度后会毒害取食的动物和人类。,3.2大气对食品原料生产的影响,3.2.1.3产生危害的影响因素(1)污染物的浓度和接触时间(2)植物抗性(3)污染物的作用时段(4)气象条件(5)田间管理,3.2大气对食品原料生产的影响,3.2.2典型大气污染物的影响3.2.2.1 二氧化硫毒害机理:(1)过量的二氧化硫溶于水生成亚硫酸,产生大量氢离子,降低了细胞的pH值,打破细胞
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