環(huán)境保護概論之大氣污染與防治

大氣污染與防治1.大氣污染:由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)介入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達到了足夠的時間,并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。2.人類活動包括生產(chǎn)活動,也包括生活活動,如做飯、取暖、交通等。自然過程,包括火山活動、山林火災(zāi)、海嘯、土壤和巖石的風(fēng)化及大氣圈中空氣運動等。3.大氣污染源:向大氣排放足以對環(huán)境產(chǎn)生有害影響物質(zhì)的生產(chǎn)過程、設(shè)備、物體或場所。(1)按污染源存在的形式分:固定污染源和移動污染物源;(2)按污染物排放的方式分*:點源、線源、面源、體源;(3)按污染物排放的時間分:連續(xù)源、間斷源和瞬間源;(4)按污染物產(chǎn)生的類型分*:工業(yè)污染源、生活污染源、交通運輸源4.大氣污染物是指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的那些物質(zhì)。(1)按存在方式分:氣態(tài)污染物:含硫化合物(SO2)、氮氧化物、碳氫化合物、碳氧化物(CO,CO2)、鹵素化合物;氣溶膠狀態(tài)污染物(顆粒物);粉塵;煙;飛灰;黑煙;霧;幾種顆粒物的區(qū)分(a)粉塵(dust)粒徑1~200μm,主要機械作用或是土壤、巖石的風(fēng)化形成的,如粘土粉塵、煤粉等。(b)煙(fume)粒徑0.01~1μm,主要由冶金過程熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物,如PbO煙、ZnO煙等。(c)飛灰(flyash)燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散的較細的灰分。(d)黑煙(smoke)燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。(e)霧(fog)氣體中液滴懸浮體的總稱,如水霧、酸霧、油霧。幾個重要的指標(a)總懸浮顆粒物(TSP,TotalSuspendedParticulate)*:懸浮于空中,空氣動力學(xué)當量粒徑小于等于100μm的顆粒物;(b)可吸入顆粒物(PM10)*:懸浮于空中,空氣動力學(xué)當量粒徑小于等于10μm的顆粒物;(c)PM2.5:懸浮于空中,空氣動力學(xué)當量粒徑小于等于2.5μm的顆粒物;(d)降塵:顆粒粒徑大于10μm的顆粒物;(e)飄塵:顆粒粒徑小于10μm的顆粒物。(2)按污染物形成的方式分:一次污染物:直接由污染源排放的污染物。如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、顆粒物等二次污染物:大氣中一次污染物之間或一次污染物與大氣的正常成分之間發(fā)生化學(xué)作用生成的污染物。如硫酸及硫酸鹽氣溶膠、硝酸及硝酸鹽氣溶膠、臭氧等5.煤煙型污染:燃煤是煤煙型污染的主要污染源。燃煤是多種污染物的主要來源。與燃油和燃氣相比,相同規(guī)模的燃燒設(shè)備,燃煤排放的顆粒物和二氧化硫要高得多。燃燒條件影響污染物的形成和排放,但煤的品質(zhì)是最主要的影響6.燃煤產(chǎn)生SO2的計算:G=BS×80%×2式中:G——二氧化硫的產(chǎn)生量,kg/h;B——燃煤量,kg/h;S——煤的含硫量,%。燃燒排放的SO2計算:G=BS×80%×2×(1-η)式中:η——SO2的去除率,%;7.燃煤煙塵排放量的計算:Y=B×A×D×(1-η)式中:Y——煙塵排放量,kg/h;B——燃煤量,kg/h;A——煤的灰分含量,%;D——煙氣中煙塵占灰分量的百分數(shù),%,其值與燃燒方式有關(guān);η——除塵器的總效率,%。8.光化學(xué)煙霧(1)產(chǎn)生:在陽光照射下,大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氧化劑之間發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的藍色煙霧(有時帶些紫色或黃褐色)。(2)主要成分:臭氧(O3)、過氧乙酰硝酸酯(PAN)、醛類、酮類等。(3)危害:(a)刺激眼睛;(b)臭氧會引起胸部壓縮、刺激粘膜、頭痛、咳嗽、疲倦等;(c)臭氧能損害有機物質(zhì)(如橡膠、棉布、尼龍和聚酯等);(d)可能會引起哮喘病的增多,還會引起植物毀壞。9.環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分為三類:一類區(qū)為自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū);二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū),商業(yè)交通居民混合區(qū),文化區(qū),一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū);三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。10.環(huán)境空氣質(zhì)量標準共分為三級:一類區(qū)執(zhí)行一級標準;二類區(qū)執(zhí)行二級標準;三類區(qū)執(zhí)行三級標準。11.一氧化碳(CO)⑴性質(zhì):無色、無味、無臭的氣體;有毒,能與氧氣爭奪血液中的血色素,使血液攜帶氧氣能力大大降低,使人體缺氧而窒息。⑵數(shù)量:是城市大氣中數(shù)量最多的污染物(約占大氣污染物總量的1/3)。⑶主要來源:汽車尾氣。氮氧化物(NOx)(1)主要污染物:NO、NO2(2)性質(zhì):棕黃色、有刺激性氣味;(3)主要來源:燃料燃燒、汽車尾氣、部分生產(chǎn)或使用硝酸的工廠排放的尾氣;(4)燃燒過程中NOx的產(chǎn)生情況:熱力(熱解)NOx、燃料(燃燒)NOx和瞬時NOx。(5)危害:(a)毀壞棉花,尼龍等織物;(b)損害植物——如使柑桔落葉、發(fā)生萎黃病和減產(chǎn);(c)引起急性呼吸道病變。會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧。硫氧化合物(SOx)(1)主要污染物:SO2、SO3(2)性質(zhì):有刺激性氣味;SO2能與水反應(yīng)生產(chǎn)亞硫酸;SO3能與水反應(yīng)生成硫酸。(2)主要來源:礦物燃料的燃燒;(3)危害:(a)對人體健康造成危害,還有促癌作用;(b)會形成硫酸煙霧,危害更大;(SOx與顆粒物(主要是FeO)的混合物,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成硫酸,如倫敦?zé)熿F事件)(c)對植物造成傷害,破壞葉面結(jié)構(gòu);(d)腐蝕材料。12.空氣污染指數(shù)(AirpollutionIndex,簡稱API)就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式,并分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況,適合于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢。13.大氣污染的危害㈠大氣污染對人體的危害:(1)通過直接呼吸進入人體;(2)附著在食物或溶于水,隨飲水、進食侵入人體;(3)通過接觸或刺激皮膚而進入到人體,尤其是脂溶性物質(zhì)更易從皮膚滲入人體。①急性中毒②慢性中毒③重要生理機理的變化:致癌、致畸、致突變。顆粒物:危害取決于化學(xué)成分和粒度。二氧化硫:造成呼吸道內(nèi)徑狹窄。一氧化碳:碳氧血紅蛋白,血液輸氧能力降低。臭氧:危害肺部和氣管。鉛:輕度——神經(jīng)衰弱綜合征、消化不良;中度——貧血、多發(fā)性神經(jīng)病;重度——肢體麻痹,兒童推遲大腦發(fā)育。㈡大氣污染對植物的危害:①損害植物酶的功能組織;②影響植物新陳代謝的功能;③破壞原生質(zhì)的完整性和細胞膜;④損害根系生長及其功能;⑤減弱輸送作用與導(dǎo)致生物產(chǎn)量減少。急性危害、慢性危害、不可見危害。大氣污染物對植物的危害程度決定于污染物劑量、污染物組成等因素。例如,環(huán)境中的SO2能直接損害植物的葉子,長期阻礙植物生長;氟化物會使某些關(guān)鍵的酶催化作用受到影響;O3可對植物氣孔和膜造成損害,導(dǎo)致氣孔關(guān)閉,也可損害三磷酸腺苷的形成,降低光合作用對根部的營養(yǎng)物的供應(yīng),影響根系向植物上部輸送水分和養(yǎng)料。㈢大氣污染對材料的危害:大氣污染可使建筑物、橋梁、文物古跡和暴露在空氣中的金屬制品及皮革、紡織物等物品發(fā)生性質(zhì)的變化,造成直接和間接的經(jīng)濟損失。SO2與其他酸性氣體可腐蝕金屬、建筑石料及玻璃表面。SO2可以使紙張變脆、褪色,使膠卷表面出現(xiàn)污點、皮革脆裂并使紡織品抗張力降低。O3和NOX會使染料與繪畫褪色,從而對寶貴的藝術(shù)作品造成威脅。㈣大氣污染的其他危害:⑴對能見度的影響;⑵城市熱島效應(yīng);⑶全球性影響:全球變暖、臭氧層耗竭;酸雨14.由于城市下墊面特殊性質(zhì)、空氣中由燃料產(chǎn)生的二氧化碳等較多、加上人為熱,城市氣溫明顯高于郊區(qū),這種情況稱為“城市熱島效應(yīng)”。15.華氏溫度和攝氏溫度的換算公式:F=(C×9/5)+32;C=(F-32)×5/9;式中F--華氏溫度,C--攝氏溫度16.溫室氣體能讓太陽短波輻射自由通過,同時強烈吸收地面和空氣放出的長波輻射,從而造成近地層增溫的作用稱為溫室效應(yīng)。17.自然溫室效應(yīng)中主要溫室氣體:水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、臭氧等。18.《京都議定書》中規(guī)定了6種主要溫室氣體:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)氫氟碳(HFCs)、全氟化碳(PFCs)六氟化硫(SF6)。19.全球變暖的危害:(1)極地和高山冰川融化,海平面上升;(2)導(dǎo)致氣壓和風(fēng)的變化及降水的變化,旱澇災(zāi)害加劇;(3)導(dǎo)致溫度帶變化,自然生態(tài)和農(nóng)業(yè)發(fā)生難以預(yù)料的變化;(4)熱天氣使傳染病傳播更廣泛,疾病和死亡率增高;(5)經(jīng)濟損失大,社會不安定;20.氣候變暖對中國農(nóng)業(yè)的影響?⑴我國熱帶亞熱帶北界將可能向北變動,種植熟制北界將向北推移,更多的地區(qū)適合農(nóng)業(yè)耕作,擴大復(fù)種面積,提高復(fù)種指數(shù)。但一些作物分布區(qū)向高緯度地區(qū)移動,可能移到現(xiàn)在土壤貧瘠的地區(qū),由于氣候變暖地表水蒸發(fā)量增大,會加重我國華北和西北的干旱、砂化、堿化、及草原退化等危害。⑵高溫悶熱天氣會使病蟲害變得更嚴重。⑶氣候變暖將會導(dǎo)致災(zāi)害性天氣的增加,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增大。21.針對全球變暖的防治對策:①調(diào)整能源戰(zhàn)略:提高現(xiàn)有能源利用率;向清潔能源轉(zhuǎn)化;②綠化對策③控制人口,提高糧產(chǎn),限制毀林④加強環(huán)境意識教育,促進全球合作22.CO2捕集和封存(簡稱CCS,也被譯作碳捕獲與埋存、碳收集與儲存等)技術(shù)是指將CO2從工業(yè)或相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)的排放源中分離出來,輸送并封存在地質(zhì)構(gòu)造中,長期與大氣隔絕的一個過程CCS技術(shù)包括CO2捕集、運輸以及封存三個環(huán)節(jié),可以有效地減少來自大型發(fā)電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產(chǎn)生的CO2排放量。CO2運輸具有運輸量大、運輸方向明確和技術(shù)含量高的特點23.酸沉降(aciddeposition)指大氣中的酸性物質(zhì)(主要是H2SO4、HNO3及其前體物SOX、NOX等)通過降水(包括雨、雪、霜、雹、霧、露等形式)或在氣流作用下直接遷移到地表造成污染的現(xiàn)象。前者稱為濕沉降,后者稱為干沉降。濕沉降習(xí)稱酸雨(acidrain),一般指pH小于5.6的各種形式的降水。近年來,國際上傾向于將酸雨的含義擴大,將干沉降也歸于酸雨范疇,使酸沉降的概念與酸雨等同起來。24.酸雨的成因:自然物質(zhì)來源:火山爆發(fā)噴出大量之硫化物及懸浮固體物,自然水域表面釋放的硫化氫,動植物分解產(chǎn)生有機酸,土壤微生物及海藻釋放的硫化氫、二甲基硫及氮化物等,以上所提出的都是偶然將雨水的pH降低至5.0左右的。人為物質(zhì)來源:工業(yè)化后,燃料大量使用,燃燒過程中產(chǎn)生一氧化碳、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物及有機酸及懸浮固體物,排放至大氣環(huán)境中,經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)使得雨水pH值降低,形成酸雨。25.我國酸雨的成因:①燃料結(jié)構(gòu)以煤為主②森林資源銳減③氣象條件(太陽光強、蒸汽濃度)④大氣顆粒物和降塵濃度⑤地理位置26.酸雨危害⑴形成酸湖,魚蝦難存①湖水pH降低導(dǎo)致魚類死亡,在pH5.0~6.5之間時,魚卵不容易孵化,魚苗數(shù)量減少﹔當湖水pH值低過5.0時,大多數(shù)魚類死亡,蝦比魚更早滅絕。②酸雨浸漬土壤,使鋁元素、重金屬沿基巖裂縫流入附近水體,如水中鋁鹽濃度達0.2mg/L,會殺死魚類。③對浮游植物和其他水生生物起營養(yǎng)作用的磷酸鹽由于附著在鋁上,難被吸收,營養(yǎng)價值降低,水生生物初級生產(chǎn)力降低。⑵土壤酸化,農(nóng)作物減產(chǎn)①土壤中的金屬礦物(K、Na、Ca、Mg)因被酸雨溶解,造成礦物質(zhì)流失,土壤貧瘠,植物無法獲得足夠養(yǎng)份,難以正常發(fā)育;由于抵抗力差,植物病蟲害出現(xiàn),使農(nóng)作物減產(chǎn)。②酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖、降低酶活性,土壤中的固氮菌、細菌和放線菌均會到抑制。⑶危害動植物酸雨可造成葉面損傷和壞死,造成森林消失。中國的四川盆地受酸雨危害的森林面積占林地總面積的三分之一。馬尾松和華山松對酸雨十分敏感,由于發(fā)育不良,蟲害頻生,在香港,馬尾松也被蟲害滅絕,酸雨亦使竹林消失,竹葉受損。⑷腐蝕建筑材料酸雨使非金屬建筑材料如混凝土、砂漿和灰砂磚等的水泥溶解,腐蝕建筑物、公共設(shè)施、古跡和金屬物質(zhì),造成人類經(jīng)濟、財物及文化遺產(chǎn)的損失。我國故宮的漢白玉雕刻、雅典巴特農(nóng)神殿和羅馬的圖拉真凱旋柱,都受到酸雨侵蝕。⑸影響人類健康眼角膜和呼吸道粘膜對酸類卻十分敏感,受酸雨刺激,導(dǎo)致紅眼癥和支氣管炎,也使皮膚疼痛,甚至令人脫發(fā);引起哮喘等多種呼吸道疾病,降低人的免疫力。農(nóng)田土壤的酸化,使土壤礦化物中的有害重金屬,如汞及鉛等再溶出,由飲水或經(jīng)食物鏈的傳送,人類食后,中毒死亡。27.控制和應(yīng)對酸雨方法:①使用清潔能源②使用低硫燃料和改進燃燒裝置③煙道氣脫硫脫氮④控制汽車尾氣排放⑤培植耐酸雨的農(nóng)作物和樹種⑥選用和試制抗蝕性優(yōu)良材料28.臭氧洞:臭氧的柱濃度小于200D.U.即臭氧的濃度較臭氧洞發(fā)生前減少超過30%的地區(qū)。29.臭氧層破壞的危害:①損害人類健康:導(dǎo)致皮膚癌和白內(nèi)障,削弱免疫功能②破壞生態(tài)平衡:影響陸生生態(tài)和水生生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致糧食減產(chǎn),破壞海洋食物鏈③帶來經(jīng)濟損失:因平流層臭氧損耗,近地面紫外線增強會加速建筑物、噴涂、包裝及電線電纜等所用材料,尤其是高分子材料的分解、老化和變質(zhì),使其變脆,縮短使用壽命。特別在高溫和陽光充足的地方,破壞作用更嚴重。30.室內(nèi)環(huán)境主要指居室,廣義上講是人類生存和活動的重要場所,包括辦公室、教室、醫(yī)院、候車室等及火車、輪船、飛機等交通工具。31.由于室內(nèi)引入能釋放有害物質(zhì)的污染源或室內(nèi)環(huán)境通風(fēng)不佳而導(dǎo)致室內(nèi)空氣有害物質(zhì)無論從數(shù)量上還是種類上不斷增加,并引起人的一系列不適應(yīng)癥狀,稱為室內(nèi)空氣污染。32.室內(nèi)空氣污染的來源和種類來源:①室外空氣污染;②建筑、裝飾、裝修材料和室內(nèi)設(shè)備。③人類自身活動種類:①化學(xué)污染:甲醛、苯系物、氯乙烯、臭氧、氨等;②生物污染:細菌、真菌、花粉、螨蟲等;③物理污染:放射性污染和電磁輻射。33.室內(nèi)空氣污染的特點:①影響范圍廣、接觸時間長②污染物種類多、濃度高③污染物排放周期長④危害表現(xiàn)時間不一34.室內(nèi)主要污染物及其危害①揮發(fā)性有機物(VOCs)*定義:指沸點范圍在50~260℃間,室溫下飽和蒸氣壓超過133.3Pa,常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一大類有機物。(醛類、酮類、烷類、芳烴類、烯烴類、鹵烴類、酯類等)危害:刺激眼睛和呼吸道,皮膚過敏、頭痛、咽痛和乏力,其中的苯、氯乙烯和多環(huán)芳烴等為致癌物質(zhì)?？刂?①采用烘烤法,因高溫可加速VOCs揮發(fā);②加強通風(fēng);③使用空氣凈化器,如用活性炭吸附VOCs能取得較好效果。②甲醛(HCHO)來源于人造板、地毯等合成織品、燃料和煙葉的不完全燃燒、藏書、化妝品、清潔劑、殺蟲劑、防腐劑等。危害:刺激作用;致敏作用;致突變作用;③煙草煙霧定義:煙草燃燒后形成的一種混合煙氣,含3000多種成分,主要由大量氣體和少量顆粒物組成。氣體主要有CO、CO2、揮發(fā)性硫化物、揮發(fā)性亞硝胺、酚類、醛類等;顆粒物主要是尼古丁、焦油、多環(huán)芳烴、鈾、鎘、鎳重金屬等。分類:主流煙霧:吸煙者從煙尾將煙草的燃燒產(chǎn)物直接吸入體內(nèi)的煙霧;側(cè)流煙霧:煙草點燃后直接排入環(huán)境的煙霧;環(huán)境煙霧:側(cè)流煙霧和主流煙霧的總稱;煙草煙霧嚴重危害呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng);破壞線粒體、酶和蛋白質(zhì)正常功能,引起DNA損傷,染色體畸變和基因結(jié)構(gòu)變化,加速人體衰老35.室內(nèi)空氣污染控制對策:①制定室內(nèi)空氣質(zhì)量標準②加強室內(nèi)空氣質(zhì)量的監(jiān)測和監(jiān)督③室內(nèi)污染源控制④加強通風(fēng)換氣,空氣消毒⑤開發(fā)室內(nèi)空氣凈化技術(shù)36.煙氣的治理(一)煙氣治理基本流程(二)煙氣中顆粒物的消除袋式除塵