暨大環(huán)境保護(hù)概論-大氣課件第01章 概論-1

大氣污染控制工程環(huán)境工程系主要教材：大氣污染控制工程（第三版）郝吉明馬廣大主編主要參考教材：大氣污染控制工程吳忠標(biāo)主編大氣污染控制工程馬廣大主編污染源大氣狀態(tài)污染匯排放排放速率、類(lèi)型源的結(jié)構(gòu)散布垂直和水平散布穩(wěn)定度，湍流、風(fēng)轉(zhuǎn)化化學(xué)反應(yīng)排除城建、清洗、吸收碰撞接受體反應(yīng)健康影響植物損害污染、腐蝕大氣污染流程圖排放：污染源測(cè)定控制大氣：傳輸稀釋自?xún)艋绊懀喝梭w健康材料全球氣候第二章燃燒與大氣污染第五、六章顆粒物控制第七～十一章氣態(tài)污染物控制第一章概述第三章氣象第四章排放模式第一章概述實(shí)驗(yàn)第一章概論

概括性介紹了大氣污染的基本常識(shí)學(xué)習(xí)注掌握大氣污染、大氣污染類(lèi)型、大氣自?xún)糇饔玫然靖拍盍私馕覈?guó)大氣污染的現(xiàn)狀和污染控制技術(shù)的主要內(nèi)容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內(nèi)容簡(jiǎn)介一、大氣污染及其分類(lèi)1.

大氣圈在地球引力作用下隨地球而旋轉(zhuǎn)的大氣層叫做大氣圈，其厚度約為地球表面1000-1400千米的范圍。

1、對(duì)流層

2、平流層

3、中間層

4、暖層（電離層、熱成層）

5、散逸層（外層）對(duì)人類(lèi)影響最大含有臭氧2.大氣與空氣大氣(atmosphere)：指環(huán)繞地球的全部空氣總和環(huán)境空氣(ambientair)：指人類(lèi)、植物、動(dòng)物和建筑物暴露于其中的室外空氣大氣污染控制工程所關(guān)注和研究的內(nèi)容基本上都是環(huán)境空氣的污染與防治，而且更側(cè)重于和人類(lèi)關(guān)系最密切的近地層空氣。3.大氣的組成干潔空氣的組成氣體成分體積分?jǐn)?shù)%N278.09O220.95Ar0.95CO20.03Ne1.8×10-4He5.2×10-4Kr1.0×10-4H20.5×10-4N2O0.5×10-4Xe0.8×10-5O30.2×10-5懸浮微粒、氣態(tài)物質(zhì)含量0.01％～4％云、霧、雨、霜、露99.996％0.004％平均分子量28.966，標(biāo)態(tài)密度1.293kg/m34.大氣污染的定義AirPollutionisthepresenceofundesirablematerialsinair,inquantitieslargeenoughtoproduceharmfuleffects.Theundesirablematerialsmaydamagehumanhealth,vegetation,humanproperty,ortheglobalenvironmentaswellascreateaestheticinsultsintheformofbrownorhazyairorunpleasantsmells.如果大氣中的物質(zhì)達(dá)到一定濃度，并持續(xù)足夠的時(shí)間，以致對(duì)公眾健康、動(dòng)物、植物、材料、大氣特性或環(huán)境美學(xué)產(chǎn)生可測(cè)量的不利影響，這就是大氣污染。

大氣的自?xún)糇饔脮?huì)從大氣中除去污染物或降低污染物濃度，因此當(dāng)大氣中的污染物濃度較低，在大氣環(huán)境自身能夠承載的范圍內(nèi)時(shí)由于大氣本身的自?xún)糇饔貌粫?huì)造成大氣污染。環(huán)境所允許的極限（環(huán)境容量）大氣的自?xún)糇饔么髿獾淖匀粌艋^(guò)程主要有：空氣的稀釋和分散作用；空中微粒與水蒸氣結(jié)成小水滴，形成云霧并在降雨時(shí)被洗刷；微粒本身借助重力沉降到地面；有些污染物與地面、水面、建筑物或植物等接觸時(shí)被吸附除去；污染物與其他的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的物質(zhì)；Etc.大氣污染形成需要具備的條件（1）大量的污染物排入大氣中；（2）由于當(dāng)?shù)夭焕臍庀髼l件等影響，使得這些污染物不能在大氣中及時(shí)擴(kuò)散稀釋?zhuān)唬?）由于污染物在大氣中積累或變化，以及某些污染物的協(xié)同作用，使得這些污染物的濃度達(dá)到危害的程度大氣污染的特征濃度微量質(zhì)量濃度單位體積所含污染物質(zhì)的量mg/m3體積濃度一定體積空氣中含有有害物質(zhì)的體積ppm.mg/m3ppm

ppm

mg/m3污染物量變化（風(fēng)經(jīng)常影響其濃度）；污染物質(zhì)變化（如NOX和有機(jī)物在光的作用下會(huì)產(chǎn)生O3、甲醛（PAN）3等。大氣污染的類(lèi)型大氣污染原因和大氣污染物的組成煤煙型污染：由燃煤工業(yè)的煙氣排放及家庭爐灶等燃煤設(shè)備的煙氣排放造成的。石油型污染：由于燃燒石油向大氣中排放有害物質(zhì)造成的混合型污染：由于煤炭和石油在燃燒或加工過(guò)程中產(chǎn)生的混合物造成的大氣污染特殊型污染：由于各類(lèi)工業(yè)氣液排放的特殊氣體（N2、HS、HF、金屬蒸氣等）引起的大氣污染。污染的范圍局部地區(qū)大氣污染區(qū)域性大氣污染廣域性大氣污染全球性大氣污染5.大氣污染源自然污染源：指自然原因向環(huán)境釋放的污染物。自然界所發(fā)生的自然災(zāi)害，包括火山爆發(fā)排出火山灰、二氧化硫、硫化氫，煤田和油田自然逸出煤氣和天然氣，動(dòng)植物尸體腐爛放出的有害氣體等。其特點(diǎn)是暫時(shí)性、局部性。人為污染源：指人類(lèi)生活活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)形成的污染源。燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和交通運(yùn)輸。其特點(diǎn)是延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣。人為源:TransportationElectricpowergenerationIndustrialprocessesIndustrialanddomesticfuelburningRefuseburningEtc.SourcesofairbornepollutioninAsiaaremany:powergeneration,industry,traffic,homecooking,andbiomassburningSource:DavidStreets.EnergyUse,Emissions,andAirPollutioninAsia大氣污染源有四種分類(lèi)法按污染源存在形式：固定污染源、移動(dòng)污染源；按污染源排放方式：高架源、面源、線(xiàn)源；按污染源排放時(shí)間：連續(xù)源、間斷源、瞬時(shí)源；按污染源產(chǎn)生類(lèi)型：工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源和交通污染源。進(jìn)行大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)適宜用第一種分法，研究擴(kuò)散適宜用第二種分法，分析污染物排放時(shí)間規(guī)律適宜用第三種分法，解決污染物，控制污染物適宜用第四種分法。6.大氣污染物大氣污染物：是指由于人類(lèi)活動(dòng)或自然過(guò)程排入大氣的并對(duì)人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。大氣污染物氣溶膠狀態(tài)污染物氣體狀態(tài)污染物粉塵、煙、飛灰、黑煙、霧硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物及鹵素化合物氣溶膠狀態(tài)污染物粉塵：指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體顆粒，受重力作用能發(fā)生沉降，但在一段時(shí)間內(nèi)能保持懸浮狀態(tài)。煙：在冶金過(guò)程中由熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣體物質(zhì)的冷凝物。飛灰：隨燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣排放的分散得較細(xì)的灰黑煙：燃料燃燒產(chǎn)生的能見(jiàn)氣溶膠霧：氣體中液滴懸浮體的總稱(chēng)。總懸浮顆粒物（TSP）：指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤100μm的顆粒物可吸入顆粒物（PM10）：指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤10μm的顆粒物細(xì)顆粒物(PM2.5):指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5μm的顆粒物氣體狀態(tài)污染物硫氧化物：主要有SO2和H2S。SO2主要來(lái)自化石燃料的燃燒過(guò)程，以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過(guò)程。H2S主要是細(xì)菌活動(dòng)產(chǎn)生的。氮氧化物：主要污染大氣的氮氧化物是NO、NO2。主要來(lái)自各種窯爐、機(jī)動(dòng)車(chē)和柴油機(jī)的排氣，其次是硝酸生產(chǎn)、硝化過(guò)程、炸藥及金屬表面處理等過(guò)程。碳氧化物：CO和CO2。主要來(lái)自燃料燃燒和機(jī)動(dòng)車(chē)排氣。揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs：一系列的C1～C10有機(jī)化合物，其中碳?xì)浠衔?、含氧有機(jī)物以及含有鹵素的有機(jī)物。主要來(lái)自機(jī)動(dòng)車(chē)和燃料燃燒排氣，以及石油煉制和有機(jī)化工生產(chǎn)等。家庭來(lái)源包括油漆涂料和溶劑、消費(fèi)品、黏合劑以及燃料的燃燒按我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境政策法規(guī)中規(guī)定的大氣污染物可將其分為：為履行國(guó)際公約而確定的污染物主要有二氧化碳（CO2）、氟氯烴（CCl3F、CCl2F2）全國(guó)性的大氣污染物主要有煙塵、工業(yè)粉塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和光化學(xué)催化劑（O3），過(guò)氧硝酸乙酸酯（PAN）等。我國(guó)大氣環(huán)境的主要污染物是煙塵、SO2和NOx一次大氣污染物/二次污染物一次污染物指從各類(lèi)污染源排出的物質(zhì)，包括直接從各種排放源進(jìn)入大氣的各種氣體、蒸氣和顆粒物。SourcesofPrimaryAirPollutantsPollutantSourcesCarbonmonoxideIncompleteburningoffossilfuels,TobaccosmokeHydrocarbonsIncompleteburningoffossilfuels,TobaccoburningParticulatesChemicals,Burningfossilfuels,Farmingoperations,Industrialwastes,BuildingdemolitionSulfurdioxideBurningfossilfuels,SmeltingoreNitrogencompoundsBurningfossilfuels二次污染物指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物。光化學(xué)煙霧：大氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸锏仍陉?yáng)光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮及過(guò)氧乙酰硝酸酯（PAN）等。硫酸煙霧：大氣中的SO2等硫氧化物，在由水霧、含有重金屬的懸浮顆粒物或氮氧化物存在時(shí)，發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。光化學(xué)煙霧形成過(guò)程光化學(xué)煙霧實(shí)例二、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5－10

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CO—Hb>10%2502h接觸，頭疼，血液中CO—Hb=40%5002h接觸，劇烈心痛，眼花，虛脫300030min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10—1510min眼、鼻受到刺激501min內(nèi)人呼吸困難803min感到胸痛、惡心100—150

在30—60min內(nèi)死亡250

很快死亡臭氧對(duì)人體健康的影響注：部分人群接觸臭氧后肺功能下降突發(fā)性嚴(yán)重大氣污染事故1952年12月倫敦?zé)熿F事件中死亡人數(shù)與大氣中煙塵和二氧化硫濃度的相關(guān)性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-VerlagandProf.D.C.MacLean3.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（1963－1964年9月，在芝加哥的七個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)）Source：AirandWasteManagementAssociation4.對(duì)大氣能見(jiàn)度的影響對(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 ThemostwidelyusedequationforestimatingvisibilityistheKoschmeiderequation:

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