大氣污染控制工程緒論課件

1、大氣污染控制工程緒論課程地位及主要內(nèi)容大氣污染控制工程是高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課大氣污染控制的基本理論各種控制方法的過(guò)程分析典型控制設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)合大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等其他教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生進(jìn)行大氣污染控制工程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)分析、科學(xué)研究及技術(shù)管理打下必要的基礎(chǔ)。基本要求了解主要大氣污染物及其發(fā)生源，環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和綜合防治措施；了解大氣擴(kuò)散的基本原理，初步學(xué)會(huì)估算大氣污染物濃度和煙囪高度；掌握有關(guān)除塵的基本理論，具有選用除塵設(shè)備、設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)的能力；掌握氣態(tài)污染物控制的基本原理及其方法，能進(jìn)行一般氣態(tài)污染物控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和典型設(shè)備的工藝計(jì)算。

2、參考書(shū)目大氣污染控制工程例題與習(xí)題集大氣污染控制工程（影印版） 三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)（大氣卷）大氣污染及其分類 大氣污染物的影響 大氣污染防治法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系 中國(guó)的大氣污染綜合防治 學(xué)習(xí) 明確大氣污染控制工程的學(xué)習(xí)對(duì)象、內(nèi)容和目的 了解大氣的組成，掌握大氣污染物的概念，以及主要大氣污染物的來(lái)源、性質(zhì)和影響 了解大氣污染控制方面的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系建立大氣污染綜合防治的概念第一章 概 論一、大氣污染及其分類1. 大氣圈及大氣組成（重點(diǎn)對(duì)流層與平流層）大氣水蒸氣雜質(zhì)干潔空氣氮?dú)猓∟2 ）氧氣（O2 ）氬氣（Ar2 ）其他氣體：CO2, Ne, He, Kr, H2, N2O, O3等氣態(tài)物質(zhì)：SOX,

3、 NOX, CO, CO2, H2S, NH3等懸浮顆粒物有機(jī)顆粒無(wú)機(jī)顆粒2.大氣污染（air pollution）的定義（ISO）大氣污染，通常指由于人類活動(dòng)和自然過(guò)程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境。大氣污染的研究?jī)?nèi)容大氣污染物大氣污染物的來(lái)源大氣污染問(wèn)題大氣污染的影響大氣污染的控制/治理3. 大氣污染物 氣溶膠狀態(tài)污染物 粉塵： TSP懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑100m的顆粒物 PM10懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑10m的顆粒物（飄塵） PM2.5懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑2.5m的顆粒物 PM2

4、.5來(lái)源，危害，監(jiān)測(cè)方法（國(guó)內(nèi)外），控制措施？煙/煙塵(fume)：冶金過(guò)程形成的固體顆粒，氧化鉛煙、氧化鋅煙等。飛灰(fly ash)：燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散得較細(xì)的灰。霧(fog)：氣體中液滴懸浮體的總稱。 一次大氣污染物PollutantSourcesCarbon monoxide Incomplete burning of fossil fuels, Tobacco smokeCarbon dioxide respiration, burning of fossil fuelsHydrocarbonsIncomplete burning of fossil fuels, Toba

5、cco burningSulfur dioxide Burning fossil fuels, Smelting oreNitrogen oxides Burning fossil fuels直接以原始形態(tài)排放入大氣中并達(dá)到足夠的排放量從而造成健康威脅的污染物 Sources of Primary Air Pollutants 光化學(xué)煙霧(Photochemical smog)二次大氣污染物指大氣中的一次污染物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成的化學(xué)物質(zhì)。光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過(guò)氧乙酰硝酸酯(peroxyac

6、etylnitrates, PAN)。光化學(xué)煙霧形成過(guò)程*光化學(xué)煙霧實(shí)例 自然污染源火山噴發(fā)森林火災(zāi)土壤、巖石風(fēng)化 生物腐爛4. 排放源人為污染源交通運(yùn)輸 57.5%燃料燃燒 22.6%工業(yè)生產(chǎn) 12.9%Sources of airborne pollution in Asia are many: power generation, industry, traffic, home cooking, and biomass burning5.大氣污染問(wèn)題溫室效應(yīng)和氣候變化臭氧層破壞酸雨室內(nèi)空氣污染 室內(nèi)空氣污染一天中80%以上的時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)。EPA調(diào)查顯示，民用和商用建筑內(nèi)的空氣污染程度是室

7、外空氣污染的數(shù)倍、數(shù)十倍，有的甚至超過(guò)100倍。我國(guó)每年由室內(nèi)空氣污染引起的門診就診人數(shù)達(dá)22萬(wàn)人次。主要污染物化學(xué)性污染物甲醛、氨氣、苯及其同系物，一氧化碳、揮發(fā)性有機(jī)污染物等 生物性污染物細(xì)菌、病毒、植物花粉、塵螨等放射性污染物氡氣6.中國(guó)城市的大氣污染概況2011年地級(jí)及以上城市環(huán)境空氣質(zhì)量級(jí)別比例2011年，325個(gè)地級(jí)及以上城市中，環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)城市比例為89.0%，超標(biāo)城市比例為11.0%。2011年地級(jí)及以上城市可吸入顆粒物年均濃度分布 2011年地級(jí)及以上城市二氧化硫年均濃度分布 2011年地級(jí)及以上城市二氧化氮年均濃度分布 2011年，113個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市中，環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)

8、標(biāo)城市比例為84.1%。與上年相比，達(dá)標(biāo)城市比例提高10.6個(gè)百分點(diǎn)。環(huán)保重點(diǎn)城市污染物濃度年際變化請(qǐng)自學(xué)浙江省環(huán)境狀況公報(bào)中大氣質(zhì)量狀況部分！二、大氣污染的影響1. 對(duì)人體健康的影響CO對(duì)人體健康的影響CO（10-6）對(duì)人體健康的影響510 對(duì)呼吸道患者有影響30 人滯留8h，視力及神經(jīng)機(jī)能出現(xiàn)障礙40 人滯留8h，出現(xiàn)氣喘1201h接觸，中毒，血液中COHb10%2502h接觸，頭疼，血液中COHb=40%5002h接觸，劇烈心痛，眼花，虛脫3000 30min即死亡NO2對(duì)人體健康的影響NO2（10-6）對(duì)人體健康的影響1 聞到臭味5 聞到強(qiáng)臭味1015 10min眼、鼻受到刺激50 1

9、min內(nèi)人呼吸困難80 3min感到胸痛、惡心100150 在3060min內(nèi)死亡250 很快死亡臭氧對(duì)人體健康的影響注：人群接觸臭氧后肺功能下降2. 對(duì)植物的傷害注：二氧化氮濃度和暴露時(shí)間與植物死亡、葉器官損傷和新陳代謝或生長(zhǎng)影響之間的關(guān)系Source：Springer-Verlag and Prof. D. C. MacLean 暴露時(shí)間，h 0.1 0.1 1.0 10 100 1000 NO2濃度，ppm NO2濃度，mg/m3 暴露時(shí)間，d 3. 對(duì)器物和材料的影響注：平均二氧化硫濃度和不同暴露時(shí)間與低碳鋼的腐蝕之間的關(guān)系（19631964年9月，在芝加哥的七個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)）Mea

10、n SO2 Concentration，ppmWeight loss per 100g panel，g4. 對(duì)大氣能見(jiàn)度的影響大氣能見(jiàn)度是指在指定方向上僅能用肉眼看見(jiàn)和辨認(rèn)的最大距離。對(duì)大氣能見(jiàn)度或清晰度有影響的污染物，一般應(yīng)是氣溶膠粒子、能通過(guò)大氣反應(yīng)生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體，包括：總懸浮顆粒物（TSP）SO2和其它氣態(tài)含硫化合物，在大氣中以較大反應(yīng)速率生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子NO和NO2，在大氣中反應(yīng)生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子光化學(xué)煙霧，反應(yīng)生成亞微米的氣溶膠粒子 能見(jiàn)度與大氣中顆粒物濃度的關(guān)系假設(shè)光衰減只是由于微粒散射造成的，微粒為尺寸相同的球體，且分布均勻，則能見(jiàn)度可按如下近似

11、方程估算： 式中：視線方向上的顆粒濃度，mg/m3； P顆粒的密度，kg/m3； dP顆粒直徑，m； K散射率，即受顆粒作用的波陣面積與顆粒面積之比，K值一般在1.72.5左右變化。例題 大氣中懸浮顆粒物的平均粒徑為1.0微米，密度為2500kg/m3，如果散射率K=2，能見(jiàn)度為8,000m時(shí)顆粒物的濃度是多少？能見(jiàn)度與自然景觀例：美國(guó)大煙霧山國(guó)家公園（北卡羅萊納州）照片 晴天霧天三、大氣污染防治法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系1. 中華人民共和國(guó)大氣污染防治法1987年9月5日由第六屆全國(guó)人大常委會(huì)第22次會(huì)議通過(guò)，1988年6月1日起執(zhí)行1995年8月29日，第八屆全國(guó)人大常委會(huì)第15次會(huì)議對(duì)該法進(jìn)行了修訂

12、2000年對(duì)該法再次修訂1995年8月29日修改后的大氣污染防治法，在控制大氣污染，改善大氣環(huán)境質(zhì)量方面起到了積極的作用：強(qiáng)化了酸雨和二氧化硫污染控制推動(dòng)了煤炭的清潔利用加快了淘汰嚴(yán)重污染大氣的落后工藝和設(shè)備的步伐開(kāi)始停止生產(chǎn)和使用無(wú)鉛汽油法規(guī)實(shí)施后，一些地區(qū)依法強(qiáng)化環(huán)境管理，大氣環(huán)境質(zhì)量確實(shí)得到了改善 但未能有效地遏制大氣環(huán)境質(zhì)量的惡化： 大氣污染形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻，大多數(shù)城市還處于比較嚴(yán)重的污染程度；缺少推動(dòng)煤炭清潔利用的法律措施，燃煤污染仍然沒(méi)有得到有效遏制；大中城市機(jī)動(dòng)車排氣污染正在迅速增加；大多數(shù)城市揚(yáng)塵污染突出；大氣污染物排放總量居高不下，缺少有效的法律措施；現(xiàn)行法律的法律責(zé)任部分內(nèi)

13、容偏少，力度不夠。 2000年4月29日，針對(duì)現(xiàn)行大氣污染防治法中的不足，對(duì)其作了進(jìn)一步的修訂。集中力量抓重點(diǎn)城市的大氣污染防治加強(qiáng)機(jī)動(dòng)車污染防治加大城市揚(yáng)塵的控制力度禁止超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)排放污染物大氣污染物排放總量控制和許可證制度建立排污收費(fèi)制度強(qiáng)化法律責(zé)任 2. 大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系GB3095-96環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)TJ 36-79 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB16297-96大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB 3-99鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB4915-96水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB9078-96工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB16171-96煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-96火電廠大氣

14、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14554-93惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14621-93摩托車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14761.114761.7-93 汽車大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系： 綜合性排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行。 有行業(yè)性排放標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。 3. 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) Ambient air quality standard GB30952012 (代替GB30951996)環(huán)境保護(hù)部2012-02-29批準(zhǔn) 2016-01-01實(shí)施主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分、標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)、污染物項(xiàng)目、平均

15、時(shí)間及濃度限值，監(jiān)測(cè)方法、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定及實(shí)施與監(jiān)督等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)與管理。 修訂的主要內(nèi)容調(diào)整了環(huán)境空氣功能區(qū)分類，將三類區(qū)并入二類區(qū)；增設(shè)了顆粒物（粒徑小于等于2.5um）濃度限值和臭氧8小時(shí)平均濃度限值；調(diào)整了顆粒物（粒徑小于等于10um）、二氧化氮、鉛和苯并芘等的濃度限值；調(diào)整了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定。 環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)。二類區(qū)為居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)（環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級(jí)）一類區(qū)執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二類區(qū)執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三類區(qū)執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)4. 空氣污染指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(試行)空氣污染指數(shù)分級(jí)濃度限值計(jì)算公式：當(dāng)?shù)趉種污染物濃度為 時(shí)，其分指數(shù)為注：污染指數(shù)的計(jì)算結(jié)果只保留整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值全部進(jìn)位，污染分指數(shù)取最大者為該區(qū)域的API，API50時(shí)，不報(bào)告首要污染物。 某市2002