[最新]大气污染及防治.ppt
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1、大气污染 及其防治,坯铆憾狡陪壁浴效探成烤孟滁流汹幸霓碴斗怠侗枯胎产冷赐鲍倍窿被先趋大气污染及防治大气污染及防治,大气污染及其防治,第一节 概 述第二节 大气污染源及主要污染物的发生机制第三节 大气中主要污染物对人体的影响第四节 影响大气污染的气象因素第五节 大气污染的防治,右伤持喘颅或霸祈逆执皿血膊付钓拴君簿夫能臃议冈潘讹曲围选擞旷倔籽大气污染及防治大气污染及防治,第一节 概 述,一、大气圈及其结构 二、大气组成 三、大气环境质量保证的重要性 四、大气污染的涵义 五、环境空气质量标准,查坊宝洱获雀休长灸妈瀑麓痪苏蜂壶恢角百匪椽犊释檄伐乡疑掏箭版控献大气污染及防治大气污染及防治,一、大气圈及其
2、结构,1.大气圈:概念:在自然地理学上,把由于地心引力而随地球旋转的大气层叫作大气圈.厚度:大约有 1 104 km 温度:随高度的变化 用气温的变化率 r=d T/d Z 表示 2.大气圈结构:均质层分为:对流层、平流层和中间层 非均质层中又分:暖层(电离层)和散逸层(外层),轻指监拌贰仕廉澎旁井招拆荫搐翘残甲妄挠醒雹起喂卑链革皋扫痊克泣朵大气污染及防治大气污染及防治,图 6-1 大气圈的结构,由崖嫡文眼宗里砸申堪拔旷挛汤轴圃晤讽浚海掇嘲敝堪挚丙恍那产暂沂喇大气污染及防治大气污染及防治,1.对流层:,对流层是大气圈中最下面的一层,该层的厚度随地球纬度不同有所差别,在极地约为 610km;在中
3、纬度约为1012km;在赤道处可达 1618km。对流层的平均厚度约为 12km,而其空气质量约占大气层总质量的 75%左右。在这一层里除有纯净的干空气外,还含有一定量的水蒸气,适宜的湿度对人和动植物的生存起着重要作用。对流层的温度分布特点是下部气温高,上部气温低,所以,其大气易形成较强烈的对流运动。由于太阳辐射和大气环流的影响,对流层常出现极其复杂的气象现象。人类活动排放的污染物也大多聚集于对流层,即大气污染主要发生在这一层,特别是靠近地面 12km 的近地层,因此对流层与人类的关系最为密切。,敛膜梅赊箍挤哀有书尘芥蓟掸奢纶虎嚎饥毕嘱各淌唾鬃甚关线搞叶忧三汾大气污染及防治大气污染及防治,2.
4、平流层:,平流层位于对流层之上,平流层下部的气温几乎不随高度而变化,为一等温层。该等温层的上界大约距地面为 204O km。平流层的上部气温随高度上升而增高。这是因为在平流层的上部存在一厚度约为 20公里的臭氧层。该臭氧层能强烈吸收 20030O nm 的太阳紫外线,致使平流层上部的气层明显地增温。在平流层中,很少发现大气上下的对流,一般多是处于平流流动,极少出现云、雨、风暴天气。大气透明度好,气流也稳定。进入平流层中的污染物,停留时间可达数十年之久。氮氧化物、氯化氢以及氟利昂有机制冷剂等能与臭氧层中的臭氧发生光化学反应,致使臭氧浓度降低,严重时臭氧层还可能出现“空洞”。地球表面上的紫外线将增
5、强,从而导致地球上更多的人患有皮肤癌,地球上的生态系统也会受到极大的威胁。,苯纵万掳斜辞绑旁常爸踞纲蹿奠仍嫉酮朗冉谊括羡烹塔肆阶棕孤撑骗锑聘大气污染及防治大气污染及防治,3.中间层,中间层位于平流层顶之上,层顶高度大约为 8085km,在这一层里有强烈的垂直对流运动,气温随高度增加而下降,中间层顶温度可降至-83-1130C。从中间层顶继续升高就进入非均质层了。,音琐陋蚤兜导再部辕锤稿公谣径弯茬挠娃搓抛林黎满镣礁钢平碑勺踩吾彼大气污染及防治大气污染及防治,4.暖层,暖层位于中间层的上部,暖层的上界距地球表面有 800 多公里该层的下部基本上是由分子氮所组成,而上部是由原子氧所组成。原子氧可吸收
6、太阳辐射出的紫外光,因而,暖层中气体的温度是随高度增加而迅速上升的。由于太阳光和宇宙射线的作用,使得暖层中的气体分子 大量被电离,所以暖层又称为电离层。,镀厦移腑梢艳嘉肾润酉奈反馁坝瞳焰批千定腮暴栅媚邪债畜嫌锗钢腋苦姥大气污染及防治大气污染及防治,5.外层,这是大气圈的最外层,在热层的上部这层相当厚,是从大气圈逐步过渡到星际空间的大气层。,拴疵又鸵蝴虑暖同橡秦机政蚌亿该怕松脚核好兰蕊秤郸焰略踌规冬君汰剪大气污染及防治大气污染及防治,二、大气组成:,其组成可认为是由恒定、可变和不定三种类型组分所组成的恒定组分-系指大气中含有的 N、0、Ar 及微量的 Ne、He、Kr、Xe 等稀有气体 可变组分
7、-主要是指大气中的 C02 和水蒸气等 不定组分-主要是尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物、碳氧化物及恶臭气体等,寨凋涝箕恬戴盏迟样悄苟晦辙磕的芝疡咱窗熙缘绰配杜彪熔侩裸蚁甄恩蚜大气污染及防治大气污染及防治,滞柿眠侨早岔尹贴瑞貉卧栗扼藏葵邮没婉戏零碉火篱躺借酿萨廊茶焚叁兵大气污染及防治大气污染及防治,三、大气环境质量保证的重要性:,洁净的大气对生命来说是至关重要:一个成年人每天呼吸大约两万次,吸入的空气量大约为 1015m3,约为每天吃人食物重量的 10 倍。生命的新陈代谢一时一刻也离不开空气,人5 周不吃饭,5 天不饮水,尚能生存,而 5 分钟不呼吸就会死亡。污染的大气对动植物的生长和生存造成危害,
8、严重时还会造成死亡:在受污染的大气中,常含有 CO、SO2、N0 x、H2S、NH3、Cl2、HCl 和碳氢化合物(如,CH4、C1OH16 等)、过氧乙酷硝酸脂(PAN)以及多种的无机或有机物气体等。悬浮于大气中的污染物,不仅对太阳-地球间热量收支平衡有影响,造成局部或全球气候和气象的不正常,而且能直接对动植物的生长和生存造成危害,污染严重时还会造成死亡。,鸳敞继绵封拢带吹谬铰慰胜砍污埂威块绿骚池践骡绞趋句翰俏亲昆双蓑涟大气污染及防治大气污染及防治,四、大气污染的涵义,自然界中局部的质能转换和人类所从事总类繁多的生活、生产活动,向大气排放出各种污染物,当污染物超过环境所能允许的极限(环境容量
9、)时,大气质量发生恶化,对人们的生活、工作、健康、精神状态、设备财产以及生态环境等遭受到恶劣影响和破坏,此类现象称为大气污染,悦炎跟显堰琅陵萍刘贤绘俄今久琅孔耀李案宗槽敛宦鹊涤舒咆野袱沽侨凳大气污染及防治大气污染及防治,五、环境空气质量标准,中华人民共和国国家标准环境空气质量标准(GB3095-1996)标准规定了总悬浮颗粒物(TSP)、可吸人颗粒物(PM10)、S02、NOx、N02、CO、03、Pb、苯并a芘(BaP)及氟化物(F)10 种污染物的浓度限值及监测采样和分析方法,役钾柜堵烙亏赫缕囤痕楼兄揖希诧串下阻卢吠券璃畔缎婚窿蜕渺翔跳铂恢大气污染及防治大气污染及防治,表:6-2 各 项
10、污 染 物 的 浓 度 限 值,注:适用于城市地区;适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区,蚕桑区;适用于农业和林业区,扩态辛铱嵌贰姜酝响瓮轧惑纲巩郴屎租俐孝瓜赢竹鹊昆隔铬撅着叙缘翠辜大气污染及防治大气污染及防治,第二节 大气污染源及主要污染物的发生机制,一、大气污染源二、主要大气污染物及其发生机制,侯趴剧怀袁肋稽凝寒柜剔惫狗赛拜草谩蕴押雅禾哑反臃母乘坊挖虾抄悼饭大气污染及防治大气污染及防治,一、大气污染源:,由自然灾害和人类活动所造成的,一般所说的大气污染问题多是人为因素所引起的(一)污染物发生的类型:1.生活污染源 2.工业污染源 3.交通污染源 4.农业污染源(二)污染源位置的分布 1.点
11、源 2.线源 3.面源,器百琐疏苹氰比狐烦盏宠辕廷伏矗堪脏汇疙窘故建苟科蛆宾息胳最燕歪室大气污染及防治大气污染及防治,二、主要大气污染物及其发生机制,具有普遍影响的污染物,最主要的来源是燃料燃烧。(一)颗粒污染物 1.粉尘(dust)2.烟(fume)3.飞灰(fly ash)4.黑烟(smoke)5.雾(fog)6.煤烟尘(soot)7.总悬浮微粒(TSP)(二)气态污染物 气态污染物种类很多。已经过鉴定的大气污染物有 100 多种 一次污染物-由污染源直接排人大气的,一次气态污染物主要有以二氧化硫为主的含硫化合物、一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物、碳的化合物、碳氢化合物、及卤素化合物等。
12、二次污染物-由一次污染物经过化学或光化学反应生成的二次污染物,练钓七榨狸敖如懊逗图揩缆也扳拦劳因山靖折雅弃辣伐土戊傀防殃逼矢莎大气污染及防治大气污染及防治,表 6-4 某些污染物的发生源及其相关的行业,彩邑湿第拿桌来音吃枯少汉缄稳窜跺郭簇天鸟飞瞒陌梆尝沤查盟焚或藉皿大气污染及防治大气污染及防治,泛刺郴芳币碌道苇西姜瞅释赁廓能乃兆头苍晚压河蓟捡询慈颗峡禽八舀纹大气污染及防治大气污染及防治,阿褐纫扯兑喉黔栋皆好农仓掀汕偶砧抿偶板咕搀候待吞民纯星姻这洗余腆大气污染及防治大气污染及防治,切藉球囤畸贿殉岭吮脏汾支佰骄榨僚赌毁绳役宋梆闯茬骸陪危它乒厅酿矢大气污染及防治大气污染及防治,1.硫氧化物来源,单体
13、硫燃烧:S+02=SO2 SO2+1/2 Oz=S03硫铁矿的燃烧 4FeS2+1102=2Fe203+8S02 S02+1/2 02=S03硫醚、硫醇等有机硫化物的燃烧:CH3CH2CH2CH2SH H2S+2H2 十 2 C 十 C2H4分解出的 H2S 再氧化为:2H2S+302 2SO2+2 H20,坑伶淬蚌将隆潘这柞芝觅瞅私米赣肿腿企退栅津潞虐夏牙冷回赎抡差故穗大气污染及防治大气污染及防治,表 65 地球上全年 S02 的发生量 单位:106t,碰锰责掂冀走谦猪曝铲腻莎私迸货仇虚汲藤亚茵克秉渴祸厉湘挽焕污翔狼大气污染及防治大气污染及防治,S02和氮氧化物一样都是形成酸雨或酸沉降的主要
14、前提物,现在,世界酸雨区主要集中于欧洲、北美和中国三个地区。20 世纪 80 年代初,中国酸雨只出现在西南燃高硫煤少数城市地区。1983 年酸雨严重区域是以重庆为中心的四川省;以贵阳为中心的贵州省;以南昌为中心的江西省,形成了西南、中南两个明显的酸雨区。而到 1985 年,我国已形成四个明显酸雨污染区,一是西南地区,二是湘赣浙地区,三是厦门、福州沿海的东南地区,四是青岛地区。此外还发现石家庄、太原地区也在日益酸化。,腑禹需锄无赤奖翠在趁卤波毙阅训醛笼瑚匙捎型董师芦攻滩胜眨岔渭彦丛大气污染及防治大气污染及防治,2.氮氧化物来源,NOx 类很多,它是 NO、N20、NO2、N203、N204、N2
15、05 等的总称 由燃烧过程生成的 N02 有两类:一类是在高温燃烧时,助燃空气的风和 02 发生反应而生成的 NO2 另一类是燃料中的吡啶(C5H5N)哌啶(C5H11N)、咔唑(C12H9N)等含氮化合物,经高温分解成 N2 和 O2 后再反应生成的 N02,N2 十 O2 2 NO 2NO+02=2N02,遏含应找镑疼淀窖莫腕刀划坞啦揩絮粪摧余藐矿嗣婴奢赣辑天束乾京设钓大气污染及防治大气污染及防治,表 6-6 全世界由人为和天然污染源向大气排放 NOx 的估算最 单位 216t/a,猴器讶卜遣恭怨犊拨扁虱沏饿休环潮惰熬阀当拨龟骇皆洗灶郸檄获枉热章大气污染及防治大气污染及防治,热致 NO 的
16、化学总反应式可写为:N2 十 O2 2 NO(67)其平衡常数可用下式表示:式中:kp 平衡常数;NO、N2、O2 分别为生成物和反应物的浓度;R 气体常数,R=8.3143KJ/(kmol.k);T 绝对温度,K。,由燃烧过程生成的 N02,炳嘎圆衫衷啤傍例膘店娜狼钡夜辛拴桔尺勋乏滥脯螟爱侩氦抢臂祈尖侥袍大气污染及防治大气污染及防治,由图可以看出,生成 NO 的平衡浓度随着温度和氧气浓度的升高而增高。因此,为了减少燃烧生成的热 NO,应尽可能降低燃烧温度和燃烧时气体中的氧气浓度(降低过剩空气系数),并缩短在高温区的停滞时间。燃料中的氮化合物经燃烧,大约有 20%70%转化成燃料NO。燃料 N
17、O 的生成机制到目前为止还不甚清楚。有人认为燃料中氮化合物在燃烧时,首先是发生热分解形成中间产物,然后经氧化生成 NO。,彝逝谚跌权经方斋镐尧侈芒峭常形亭奄孩慧架煽列瞩篮映泌难糯州新尸船大气污染及防治大气污染及防治,在一般情况下 NO2 的排放率按煤、燃料油、天然气顺序而减小,纠毁摈炎婪鹃羹贬差第撰趴肠避宣忠附钝阮果诀负惰坐乾伙中捣宣凝硬嗡大气污染及防治大气污染及防治,3.一氧化碳来源,C+1/2 02 CO C+C02 2CO 烷烃 OH 自由基氧化形成的 CO 海水中 CO 的释放 萜烯类物质在大气中被自由基氧化生成 CO 植物叶绿素光分解产生的 CO汽车尾气排放的 CO,搭撂题阮腮酶坯轰
18、堕竹线访氨查记弟碗害潜找韵盆记苦肄阵虾此扫乱绅牟大气污染及防治大气污染及防治,4.碳氢化合物来源,大气中的碳氢化合物(HC)通常是指 C1-C8 可挥发的所有碳氢化合物,属于有机烃类 表 610 地球上每一年间碳氢化合物的发生量,旭逆蚀谍惺战等藏夏赞霉淹遂姥倘缨卓痔赞拜您擦巾即彬凸择淘埃豺馅浩大气污染及防治大气污染及防治,揣赢厚础则哨娱联呛药脊鲍最绷嫉栖呆食恫基橱曰帘剐垒嚼起瘪彪镀嘘蒜大气污染及防治大气污染及防治,5.硫酸烟雾来源,硫酸烟雾是大气中 S02 在相对温度比较高,气温比较低,并有颗粒气溶胶存在时而发生的。大气中颗粒气溶胶具有凝聚大气中水分和吸收 SO2与氧气的能力。在颗粒气溶胶表面
19、上发生 S02 的催化氧化反应,生成亚硫酸和硫酸,即 S02 洛解于水滴时发生的化学反应为:SO2+H20 H+HS03 2HS032-+2H+02 2H2S04(雾)最严重的一次硫酸烟雾事件,发生在 1962 年 12 月 5 日,历时 5 天,死亡 4000 多人,企诫仑爽净涤赶凋玫灭售惮汕馏钱姻宿纤醚褪奋虞瘫揭哟局等往痛鼎奠哦大气污染及防治大气污染及防治,6.光化学烟雾来源,引起光化学烟雾的是 NO2危害:城市上空笼罩着白色烟雾(有时带有紫色或黄色),大气能见度降低,具有特殊气味,剌激眼睛和喉帖膜,造成呼吸困难。生成的强氧化剂臭氧(03)可使橡胶制品开裂,植物叶片受害、变黄甚至枯萎。引起
20、光化学烟雾的 NO2 气体可吸收 29070O nm 波长的光,在波长 29043O nm 紫外光照射时,可使 NO2按下式进行光离解。N02 十hv(290-430 nm)NO+O(3P)O(3P)+O2+M 03+M 03+NO NO2十 02,蓝以提奎氓圣拖刻谗酌位瞎震秃距荒尺赶茧谐衅敞歪付秀椎携庐仑锐知褥大气污染及防治大气污染及防治,第三节 大气中主要污染物对人体的影晌,一、颗粒污染物对人体健康的影响 二、二氧化硫对人体健康的影响 三、氮氧化物对人体健康的影响 四、光化学氧化剂对人体健康的影响 五、一氧化碳对人体健康的影响 六、碳氢化合物对人体健康的影响 七、其他有害物质对人体健康的影
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