環(huán)境保護概論

1、本科生 20142015 學(xué)年第一學(xué)期環(huán)境保護概論課程期末考試試卷（論文）專業(yè)：通信工程 年級：大二 選題類別：研究綜述類 學(xué)號： 1310412 姓名：胡雅靜成績:選題類別：（1）研究綜述類：從課程講義中任選一個專題撰寫課程論文，選題要盡量具體， 例如可以選擇“ SO2 來源、危害及污染防治”等題目，切忌選擇諸如“大氣污染” “水污染”這類寬泛的題目，不少于 4000 字，至少 10 篇參考文獻（2）隨筆類：任選環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展議題，不少于 2000 字隨筆，不需參考文獻 論文格式：（1）封面（填寫本頁并作為論文封面） （2）論文題目（ 3）中文摘要及 關(guān)鍵詞（ 4）正文（ 5）參考文獻（研

2、究綜述類） 排版要求：（1）正文用五號、宋體，行間距為單倍行距，首行縮進2 字符。（2）論文正文數(shù)字標(biāo)題書寫順序依次為：一、 （一）1. （1） 。所有標(biāo) 題小四、加粗，宋體、行間距 1.5 倍，左對齊（ 3）論文以 word 文件格式在線提交，文件標(biāo)題為“學(xué)號 -姓名” 論文提交：登陸南開大學(xué)教育在線 /meol/homepage/common/ 在“試卷庫”下載本封面在“課程作業(yè)”欄目，提交論文。論文提交截止時間為 2014年12月 8日。 如有特殊情況，請?zhí)崆罢f明。沒有交論文的學(xué)生名單也將于教育在線以通知形式 發(fā)布。評分標(biāo)準(zhǔn)：A 等（ 85-100 ）：

3、選題有針對性，思路清晰，論據(jù)充分，論文格式規(guī)范。B 等（ 70-84 ）：思路清晰，論據(jù)可以說明論點，論文格式規(guī)范。C 等（ 60-69 ）：論文選題寬泛，思路不清，論文格式不規(guī)范。D 等（不及格） ：嚴(yán)重抄襲或不符合基本要求氮氧化物的來源、危害及污染防治關(guān)鍵字：氮氧化物、污染、防治、監(jiān)控軟件中文摘要：人為和自然因素導(dǎo)致的大氣中氮氧化物是造成大氣污染的主要原因之一，氮氧 化物的各項影響威脅著人、動物、植物的安全，成為新一代隱形殺手，監(jiān)控大氣中的氮氧 化物的含量，并以此為依據(jù)，采取合適的方法減少氮氧化物的排放，合理利用氮氧化物， 降低氮氧化物的污染性和危害性。利用軟件監(jiān)控的方式制定出適合人類出行

4、的計劃，研制 減輕氮氧化物對于動植物的傷害的產(chǎn)品。是造成大氣污染的主要污染源之一，而造成氮氧化物產(chǎn)生的原因有自然因素和人為因素兩類。實際 生活中，自然條件下氮氧化物形成的條件比較苛刻，大多數(shù)造成環(huán)境污染的氮氧化物是由于人為因素引 起的。一、常見的氮氧化物種類。一氧化氮（ NO）二氧化氮（ NO2）二、大氣中氮氧化物（ NO x）大來源。（一）自然來源。 雷電發(fā)生時，空氣的溫度急劇攀升，大氣中的氮氣和氧氣被激活到活化狀態(tài)，并且反應(yīng)生成一氧化氮 （NO）。（二）人為來源。1. 汽車尾氣。 雖然汽車中含有使氮氧化物和一氧化碳相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化碳和氮氣的催化劑，但是這種反應(yīng)的反應(yīng) 效率并不是百分之百

5、，所以，還有部分氮氧化物沒有反應(yīng)而是直接被排放到了大氣中。2. 硝酸生產(chǎn)廠。 硝酸生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)濃硝酸，但是濃硝酸的性質(zhì)并不穩(wěn)定，很容易自己發(fā)生歧化反應(yīng)，生成一氧化氮和 二氧化氮，故而也是一大污染來源。3. 火力發(fā)電。4. 其他。三、氮氧化物的危害。 氮氧化物的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面。對于人體和動物體的致毒作用；對于植物的損害作用；氮氧 化物是形成酸雨酸霧的主要原因之一；氮氧化物與碳?xì)浠衔镄纬晒饣瘜W(xué)煙霧；氮氧化物亦參與臭氧層 的破壞。（一）對于人體和動物體的危害。 氮氧化物對眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，主要侵入呼吸道深部的細(xì)支氣管及肺泡。當(dāng)?shù)趸镞M入肺 泡后，因肺泡的表面濕度增加，反應(yīng)

6、加快，在肺泡內(nèi)約可阻留80，一部分變?yōu)樗难趸Ｋ难趸c二氧化氮均能與呼吸道粘膜的水分作用生成亞硝酸與硝酸，對肺組織產(chǎn)生強烈的刺激及腐蝕作用， 從而增加毛細(xì)血管及肺泡壁的通透性，引起肺水腫。亞硝酸鹽進入血液后還可引起血管擴張，血壓下降， 并可與血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。高濃度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血紅蛋 白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，引起組織缺氧。 因此，在一般情況下當(dāng)污染以二氧化氮為主時，對肺的損害比較 明顯，嚴(yán)重時可出現(xiàn)以肺水腫為主的病變。而當(dāng)混合氣體中有大量一氧化氮時，高鐵血紅蛋白的形成就 占優(yōu)勢，此時中毒發(fā)展迅速，出現(xiàn)高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)損害癥狀。一氧化氮含量在

7、100×10 -6 以上時，幾分鐘就能致人和動物死命，吸入濃度為5×10 -6 的二氧化氮，幾分鐘就能危害呼吸系統(tǒng)。這些毒害作用促使早衰、支氣管上皮細(xì)胞發(fā)生淋巴組織增生，甚至是肺癌等癥狀產(chǎn)生。（二）對于植物的損害。二氧化氮危害植物的癥狀，與二氧化硫相似，在葉脈間或葉邊緣出現(xiàn)不規(guī)則水漬狀傷害，逐漸壞死，變白色、黃色或褐色斑點，它的毒性比一氧化氮強5 倍。（三）形成酸雨酸霧等。 酸雨是工業(yè)高度發(fā)展而出現(xiàn)的副產(chǎn)物，由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒后產(chǎn)生的 硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成硫酸或硝酸氣溶膠，或為云、雨、雪、霧捕 捉吸收，降到地面成

8、為酸雨。如果形成酸性物質(zhì)時沒有云雨，則酸性物質(zhì)會以重力沉降等形式逐漸降落 在地面上，這叫做干性沉降，以區(qū)別于酸雨、酸雪等濕性沉降。干性沉降物在地面遇水時復(fù)合成酸。酸 云和酸霧中的酸性由于沒有得到直徑大得多的雨滴的稀釋，因此它們的酸性要比酸雨強得多。高山區(qū)由 于經(jīng)常有云霧繚繞，因此酸雨區(qū)高山上森林受害最重，常首先成片死亡。這其中，氮氧化物也是形成酸 雨酸霧的主要原因之一。酸雨對土壤、水體、森林、建筑、名勝古跡等人文景觀均帶來嚴(yán)重危害，不僅造成重大經(jīng)濟損失，更危 及人類生存和發(fā)展。酸雨使土壤酸化，肥力降低，有毒物質(zhì)更毒害作物根系，殺死根毛，導(dǎo)致發(fā)育不良 或死亡。酸雨還殺死水中的浮游生物，減少魚類食

9、物來源，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)；酸雨污染河流、湖泊和 地下水，直接或間接危害人體健康；酸雨對森林的危害更不容忽視，酸雨淋洗植物表面，直接傷害或通 過土壤間接傷害植物。促使森林衰亡。酸雨對金屬、石料、水泥、木材等建筑材料均有很強的腐蝕作用， 因而對電線、鐵軌、橋梁、房屋等均會造成嚴(yán)重?fù)p害。（四）與碳?xì)浠衔镄纬晒饣瘜W(xué)煙霧。 光化學(xué)煙霧形成的條件是空氣中有氮氧化物和碳?xì)浠衔锎嬖?，大氣溫度較低，而且有強烈的光線照射， 這樣在大氣中就會產(chǎn)生一系列復(fù)雜的反應(yīng)，生成一些二次污染物，如臭氧（O3）,醛， PAN， H2O2,等。光化學(xué)煙霧是一個鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，其中關(guān)鍵性的反應(yīng)可以簡單的分成三組。1. 光化學(xué)煙霧的形成

10、。（1）NO2 光解導(dǎo)致 O3的產(chǎn)生。鏈引發(fā)反應(yīng)主要是 N2O的光解，反應(yīng)如下：NO2 +hv NO+OO+O2+M O3+MNO+O3NO2+O2（2）（HC）氧化生成了具有活性的自由基，如 HO，HO2,過氧烷基（ RO2）等。之后經(jīng)過一系 列反應(yīng)。（3）以上反應(yīng)生成的 HO2、 RO2、過氧醛基均可以將 NO氧化成 NO2。2. 光化學(xué)煙霧的危害。光化學(xué)煙霧成分復(fù)雜，對于人體、動物體、植物有害的主要是臭氧、PAN、醛、酮等二次污染物。人和動物受到的主要傷害是眼睛和粘膜受到刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能 異常等。（五）參與臭氧層的破壞。氮氧化物可以破壞掉大量的臭氧分子

11、，從而造成臭氧層的破壞。四、關(guān)于大氣中氮氧化物的防治。 國內(nèi)外治理氮氧化物的方法主要有兩種，干法和濕法。前者有固體吸附法和催化還原法，后者有液體吸 收法和絡(luò)鹽生成吸收法。（一）固體吸收法。固體吸收法治理 NO，廢氣能較徹底地消除污染， 又能將 NO回收利用。固體吸附劑有活性炭，硅膠和各種 類型的分子篩。其主要缺點是操作繁瑣，分子篩用量大，能量消耗大。（二）催化還原法。催化還原法處理 NO，原理是在催化劑存在的條件下，利用還原性物質(zhì)，將 NO還原為無害氣體。1. 非選擇性催化劑還原法。非選擇性催化劑還原法最早是利用鉑族金屬作為催化劑的載體。通過加熱反應(yīng)脫除 N。2. 氨選擇催化還原法。此方法催化

12、劑可以使鉑族，也可以是非鉑族的載體催化劑。反應(yīng)溫度比非催化還原溫度低，還原劑N 只與 NO反應(yīng)，不與氧氣反應(yīng)。這樣可以節(jié)省大量的氨。3. 金屬碳基催化劑催化還原法。此方法以活性炭為載體，堿金屬為催化劑，在不太高的燃燒溫度下，徹底治理NO。（三）液體吸收法。1. 水吸收法。可用水吸收（效果不好，特別對吸收一氧化氮效果很差） ，水吸收氮氧化物時，水與二氧化氮反應(yīng)生成硝 酸和亞硝酸，亞硝酸很不穩(wěn)定，很快分解后放出部分一氧化氮。并且常壓時一氧化氮在水中溶解度非常 低，沸騰時完全逸出，不語水發(fā)生反應(yīng)，因此該法效率比較低。2.酸吸收法。普遍采用的是稀硝酸吸收。一氧化氮在12%以上的稀硝酸中的溶解度比在水中

13、大 100 倍左右，故可用硝酸吸收氮氧化物廢氣。但是硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)本身壓力低，從經(jīng)濟角度并不適合用硝酸吸收氮氧化物廢氣。3. 堿液吸收法。此法實質(zhì)是酸堿中和反應(yīng)。在吸收過程中，二氧化氮溶于水生成硝酸和亞硝酸，而后酸與堿發(fā)生中和反 應(yīng)，生成硝酸鹽和亞硝酸鹽。（四）絡(luò)鹽生成吸收法。五、利用軟件監(jiān)控大氣中的氮氧化物含量。 利用現(xiàn)有的軟件監(jiān)控大氣中的氮氧化物含量，并依據(jù)是否適合人們出行以及出行需要注意的方面對人們 進行提醒，或者研發(fā)一款新的 app。（一）利用現(xiàn)有的監(jiān)測軟件。 利用現(xiàn)有的監(jiān)測軟件檢測大氣中的氮氧化物含量，并判斷是否會危害人體，對動植物會造成什么樣的影 響，利用盡可能的資源，盡可能的力度及

14、時采取措施減輕對于動植物的危害。而對于人體而言，研制新 型的口罩，控制氮氧化物吸入人體，但不影響呼出的氣體排放。（二）研發(fā)新的監(jiān)測軟件。研發(fā)一款基于現(xiàn)在監(jiān)測 PM2.5 的軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的監(jiān)測軟件，集監(jiān)測空氣中的可吸入顆粒物以及有害 氣體的濃度于一體，并在監(jiān)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出對于人類出行的相關(guān)建議，可以與現(xiàn)在的天氣預(yù)報及 穿衣指數(shù)聯(lián)系起來，給予人們?nèi)粘Ｉ钜率吵鲂凶詈侠砘慕ㄗh，時刻為人類健康考錄。六、利用軟件監(jiān)測各種氮氧化物大排放量工廠的氮氧化物排放量。 利用現(xiàn)有的軟件系統(tǒng)監(jiān)測各氮氧化物排放廠的氮氧化物排放量，監(jiān)測企業(yè)的排放是否符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 的規(guī)定，配合環(huán)境保護部門嚴(yán)肅控制可能的重污染企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)。參考文獻毛志偉、程群 氮氧化物減排 中國建材工業(yè)出版社 2014 年 8 月 車得福 煤氮熱變遷與氮氧化物生成 西安交通大學(xué)出版社 2013 年 5 月 劉清、招國棟、趙由才 大氣污染防治 冶金工業(yè)出版社 2012年 4月 王懷宇 大氣污染控制技術(shù) 中國勞動社會保障出版社 2009 年 9 月 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督