大氣污染控制工程 1.2專業(yè)課教材

1.2大氣污染源和大氣污染物1.2.1大氣污染源及分類大氣污染源：通常指向大氣中排放出各種污染物的生活或生產(chǎn)過程、設備、場所等，也稱人為污染源。地球上分自然過程排放源和人類活動排放源。在大氣污染防治中，主要研究和控制的對象是人為污染源。人類活動排放源主要有：①燃料燃燒；②工業(yè)生產(chǎn)過程；③交通運輸，又稱為流動源；④農業(yè)施用化肥、農藥。1.按污染源存在的形式劃分(1)固定污染源；(2)移動污染源。2.按污染物排放的方式劃分(1)高架源。污染物通過垂直高度>15m的排氣筒排放，是排放量比較大的污染源。(2)面源。由多個垂直高度＜15m的排氣筒集合起來而構成的區(qū)域性污染源。(3)線源。移動污染源，汽車在街道上行駛造成的線狀污染。3.按污染物排放的時間劃分(1)連續(xù)源。污染物由排放源連續(xù)排放，如造紙廠排放制槳蒸煮廢氣的排氣筒。(2)間歇源。排放源間歇排放污染物，如取暖鍋爐的煙囪。(3)瞬時源。排放時間短暫，如工廠的事故排放。

4.按污染物產(chǎn)生的類型劃分工業(yè)污染源；生活污染源；交通污染源。污染源的劃分方法1.2.2大氣污染物

大氣污染物（ISO）：指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質。根據(jù)存在狀態(tài)分：氣溶膠態(tài)污染物和氣態(tài)污染物。1.氣溶膠狀態(tài)污染物氣溶膠（環(huán)境科學定義）：沉降速度可以忽略的固體粒子、液體粒子或固體和液體粒子在氣體介質中的懸浮體。一次氣溶膠：指從排放源排出的微粒，如從煙囪排出的煙粒、風刮起的灰塵以及海水濺起的浪花等；二次氣溶膠：指從排放源排放的氣體，經(jīng)過某些大氣化學過程所形成的微粒，如鍋爐排放出的H2S和SO2氣體，經(jīng)過大氣氧化過程，最終轉化為硫酸鹽微粒。從大氣污染控制角度，主要分為：1）粉塵懸浮于氣體介質中的細小固體粒子。形成：固體物質在破碎、分級、研磨等機械過程或土壤、巖石風化等自然過程中。粉塵粒徑一般在l—200μm之間。降塵:>10μm的粒子，靠重力能在較短時間內沉降到地面；飄塵:<10μm的粒子長期在大氣中飄浮。2）飛灰系指由燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣帶走的灰分中分散的較細的粒子?；曳窒岛嘉镔|燃燒后殘留的固體殘渣，如粉煤灰。3）煙由冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠。生產(chǎn)過程中總是伴有各類化學反應，其熔融物質揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質冷凝時生成各種煙塵。煙的粒徑為0.01—1μm。4）霧一般泛指小液體粒子的懸浮體，粒徑范圍在200μm以下。由于蒸汽的凝結、液體霧化及化學反應等過程形成，如水霧、酸霧、堿霧、油霧等。5）總懸浮微粒（TSP）大氣中粒徑小于100μm的所有固體顆粒。2．氣態(tài)污染物一次污染物：從污染源直接排出的原始氣態(tài)污染物；二次污染物：由一次污染物與大氣中原有成分，或幾種一次污染物之間，經(jīng)過一系列化學或光化學反應而生成與一次污染物性質不同的新污染物。如：硫酸煙霧和光化學煙霧。1）硫氧化物（SOx）主要是SO2和SO3，燃煤和石油產(chǎn)生。1t煤中含硫5—50kg，1t石油中含硫5—30kg。危害：腐蝕性較強；損害植物葉片，影響生長；刺激呼吸系統(tǒng)，引起肺氣腫和支氣管炎，致癌作用;形成酸雨，生成二次污染物硫酸氣溶膠危害更大。2）氮氧化物（Nox）主要是NO和NO2，來自礦物燃料燃燒和化工廠及金屬冶煉廠排放的廢氣。危害：NO和血紅蛋白結合比CO親合力大數(shù)百倍;NO2則具有腐蝕性和刺激作用，能損害農作物；引起呼吸道疾?。恍纬晒饣瘜W煙霧和酸雨的主要因素。3）COx大氣中數(shù)量最大的污染物，約占l／3。CO2是溫室氣體，CO是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物。汽車排放CO量最大。CO與血紅蛋白結合阻礙其向體內供氧。4）光化學煙霧在陽光照射下大氣中的NOX,CH和氧化劑之間發(fā)生一系列光化學反應而生成的藍色煙霧，主要成分有O3,過氧乙?；跛狨?PAN),酮類及酸類等。危害:對人的器官有明顯刺激作用；使植物葉面出現(xiàn)“斑點樣’，壞死病變;含PAN、O3等強氧化劑，使橡膠、塑料老化，涂料、油漆褪色剝落。具有區(qū)域和全球擴散性的大氣污染物：SO2、NOx、CO2、氯氟烴化合物、飄塵、汞等重金屬、DDT、六六六等。5）硫酸煙霧硫酸煙霧：大氣中的SO2等硫化物，在有水霧、含有重金屬的飄塵或氮氧化物存大時，發(fā)生一系列化學或光化學反應而生成硫酸鹽或硫酸鹽氣溶膠。硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應等危害，要比SO2氣體強烈得多。1952.12.5～8，英國倫敦煙霧事件。惡性污染事件：（1）馬斯河谷事件：1930年12月1日－5日，比利時馬斯河谷的氣溫發(fā)生逆轉，工廠排出的有害氣體和煤煙粉塵，在近地大氣層中積聚。3天后，開始有人發(fā)?。灰恢軆?，60多人死亡，還有許多家畜死亡。這次事件主要是由于幾種有害氣體和煤煙粉塵污染的綜合作用所致，當時大氣中的二氧化硫濃度高達25—100mg/m3。（現(xiàn)國家標準小時平均0.7mg/m3)

（2）多諾拉事件：1948年10月26日－31日，美國賓夕法尼亞州的多諾拉小鎮(zhèn)，大部分地區(qū)持續(xù)有霧，全鎮(zhèn)43%的人口（5911人）相繼發(fā)病，17人死亡。這次事件是由二氧化硫與金屬元素、金屬化合物相互作用所致，當時大氣中二氧化硫濃度高達(0.5－2.0)ppm，并發(fā)現(xiàn)有塵粒。（3）倫敦煙霧事件：

1952年12月5－8日，倫敦天氣異常，這時的風速不超過每小時3公里。氣溫也在下降，形成逆溫層，相對濕度達到82%。在這種無風、逆溫和濃霧的氣候條件下，污染物蓄積倫敦上空，使倫敦的空氣充滿了難聞的煤煙味。大氣中塵粒高達4.46mg/m3，是平時的10倍，二氧化硫高達3.8mg/m3，是平時的6倍。4天中對于往常死亡人數(shù)4000多人。據(jù)統(tǒng)計，倫敦地區(qū)在煙霧期間共有4703人死亡。除煙霧期間外，在后來的兩個月中還有8000多人相繼病死，尸體解剖分析，大都存在因煙霧引起的呼吸道刺激癥狀。幸存者中有成千上萬人患上支氣管炎，冠心病、肺結核、心臟病、肺炎、肺癌、流感等各種疾病。（4）洛杉礬光化學煙霧事件：1936年在洛杉磯開采出石油后，刺激了當?shù)仄嚇I(yè)的發(fā)展。由于汽車汽化率低，每天有大量碳氫化合物排人大氣中，受太陽光的作用，形成了淺藍色的光化學煙霧，使這座本來風景優(yōu)美、氣候溫和的濱海城市，成為“美國的霧城”（36年起到50年代）。這種煙霧刺激人的眼、喉、鼻，引發(fā)眼病、喉頭炎和頭痛等癥狀，致使當?shù)厮劳雎试龈?。同時，又使遠在百里之外的柑桔減產(chǎn)，松樹枯萎。光化學煙霧實例洛杉磯光化學煙霧事件（5）四日事件：

據(jù)報道，四日市工業(yè)粉塵和二氧化硫的排放量每年達13萬噸。大氣中二氧化硫濃度超過標準5-6倍，煙霧層厚達500米，其中飄浮著多種有害氣體和金屬粉塵。1961年，日本四日市哮喘大流行，原因就是大氣污染，居民長期吸入含有二氧化硫、鉛等物質的混合氣體，引發(fā)了哮喘病。

1964年，四日市有連續(xù)3天煙霧不散，哮喘患者開始死亡。到了1967年，一些患者因不堪忍受痛苦而自殺。1972年，確認為四日哮喘的患者達817人，死亡10多人。（6）切爾諾貝利核電站事故（7）印度帕博爾毒氣泄漏事件（8）重慶川東北“12.23”井噴事件2003年12月23日22時，地處重慶市開縣高橋鎮(zhèn)的川東北氣礦一礦井發(fā)生天然氣“井噴”事件，大量硫化氫泄漏，使243條生命撒手人寰，萬余群眾中毒受害。被稱作是新中國成立以來最嚴重的一起工業(yè)事故。事故直接原因是由于有關人員對井的特高出氣量估計不足、違章操作以及未能及時發(fā)現(xiàn)溢流征兆并采取挽救措施，而造成有毒物質擴散，導致大量人員中毒傷亡。重慶川東北“12.23”井噴事件（9）延邊一氧化碳中毒事件2006年2月13日開始，吉林省延邊朝鮮族自治州六個縣（市）出現(xiàn)大范圍一氧化碳中毒事件，人數(shù)達到277人，其中15人死亡。據(jù)初步調查顯示，事故的主要原因是由于2月13號開始，延邊地區(qū)天氣異常轉暖，形成了230米厚的逆溫層，氣壓偏低，風速不到一級，空氣流通不暢，導致當?shù)匾恍┚幼≡谄椒繀^(qū)的居民，在燒煤爐取暖時，發(fā)生散發(fā)性一氧化碳中毒。6）持久性有機污染物（POPS：thePersistentOrganicPollutants）

POPS：指人類合成的能持久存在于環(huán)境中、通過生物食物鏈（網(wǎng)）累積、對人類健康及環(huán)境造成有害影響的有機化學物質。2001年5月23日，127個國家簽署《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》。公約控制12類POPS生產(chǎn)、進口、出口、處置和使用：8類農藥——艾氏劑、氯丹、狄氏劑、DDT、異狄氏劑、七氯、滅蟻靈和毒殺芬；2類工業(yè)化合物——六氯苯及PCBS（電容器的溶劑）；2類工業(yè)副產(chǎn)品——二惡英和呋喃。①POPS的特性●持久性

POPS半衰期較長，半衰期長達幾十年甚至上百年。研究表明，即使近期停止生產(chǎn)和使用POPS，最早也要在未來第7代人體內才不會檢出這些物質?！裆锢鄯e性

具有高脂溶性。易溶于脂肪，可通過食物鏈（網(wǎng)）在生物體內蓄積并逐級放大，對人類健康造成嚴重損害?！襁w移性

POPS能從水體或土壤蒸發(fā)進入大氣，遇冷重新沉降到地球的其他地方。通過這種“全球蒸餾效應”或“蚱蜢跳效應”，導致POPS在全球范圍傳播?！裆锒拘?/p>

POPS一旦進入環(huán)境，會對人類和動物產(chǎn)生大范圍、長時間的危害，造成人體分泌系統(tǒng)紊亂，生殖和免役系統(tǒng)受到破壞，并誘發(fā)癌癥和神經(jīng)性疾病。研究表明，婦女患乳腺癌有些與多氯聯(lián)苯有關，近年來調查人群中男性精子數(shù)量大幅下降與POPS污染有關。②歷史上的重大POPS污染事件1961—1975年在越南北部美軍噴灑大量含二惡英的脫葉劑，導致動物出現(xiàn)生殖系統(tǒng)異常，居民患者增多，孕婦出現(xiàn)先天性流產(chǎn)。著名的“塞維索化學污染”。

1976年7月10日意大利摩薩化工公司爆炸，泄露出2公斤二惡英，導致許多孩子面額上出現(xiàn)水皰，多人中毒，700多居民搬遷，幾年后嬰兒畸形增多。C.比利時食品污染事件

1999年5月的比利時布魯塞爾，含高濃度二惡英的油脂被加工成畜禽飼料，導致雞、豬、牛等肉類二惡英含量嚴重超標，引起世界各國消費者恐慌，比利時畜牧業(yè)損失高達25億歐元。二惡英產(chǎn)生的主要途徑：（1）農藥和除草劑生產(chǎn)過程；（2）含氯的芳香族化合物生產(chǎn)過程，造紙廠漂白工藝過程；據(jù)有關專家調查，許多含氯化工工藝過程中都會產(chǎn)生二惡英。（3）垃圾焚燒排放的廢氣和飛灰。專家提示：

POPs對肝、腎等臟器和神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等有急性和慢性毒性，具有致癌性、生殖毒性、神經(jīng)毒性、內分泌干擾特性等，并且危害會持續(xù)一段時間。

注意生活細節(jié)，遠離POPS危害：

①盡量不食用近海魚類，特別是含脂肪量高的魚類；

②控制食用肥肉和乳制品；

③不要用塑料容器加熱食品；

④多食用食物纖維；

⑤合理飲用凈水。

2004年5月17日，國際環(huán)境公約——《關于持久性有機污染物（POPs）的斯德哥爾摩公約》在中國正式生效，2006年要全面履約。

全球性的環(huán)境問題眾多，酸雨、溫室效應、水體富營養(yǎng)化、森林減少、沙漠擴大、海洋污染等急待解決！

練習

1.干潔空氣中N2、O2、Ar和