環(huán)境監(jiān)測—大氣ppt

1、 大氣環(huán)境監(jiān)測中牟縣環(huán)境監(jiān)測站 王小翠 2015年4月空氣污染基本知識空氣污染基本知識 第一節(jié)第一節(jié) 空氣的組成空氣的組成一、一、干潔空氣的組成干潔空氣的組成 由于大氣的垂直運動、水平運動、湍流運動及由于大氣的垂直運動、水平運動、湍流運動及分子擴散，使不同高度、不同地區(qū)的大氣得以交換分子擴散，使不同高度、不同地區(qū)的大氣得以交換混合。因而混合。因而從地面到從地面到90km90km的高空，干潔空氣（大氣的高空，干潔空氣（大氣中除去水汽、液體和固體微粒以外的整個混合氣體）中除去水汽、液體和固體微粒以外的整個混合氣體）的組成基本保持不變的組成基本保持不變。二、二、雜質(zhì)成分雜質(zhì)成分 大氣中的各種雜質(zhì)是由

2、自然過程和人類活動排大氣中的各種雜質(zhì)是由自然過程和人類活動排到大氣中的各種到大氣中的各種懸浮微粒和氣態(tài)、蒸汽態(tài)物質(zhì)懸浮微粒和氣態(tài)、蒸汽態(tài)物質(zhì)。 1 1、顆粒物、顆粒物 大氣顆粒物的成分很復雜，主要取決于其來源。大氣顆粒物的成分很復雜，主要取決于其來源。主要有自然源和人為源兩種，后者危害較大。在學主要有自然源和人為源兩種，后者危害較大。在學術界的分為術界的分為一次顆粒物一次顆粒物和和二次顆粒物二次顆粒物兩種。兩種。 一次顆粒物是由一次顆粒物是由天然污染源天然污染源和和人為污染源人為污染源釋放到釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物，例如土壤粒子、海鹽大氣中直接造成污染的顆粒物，例如土壤粒子、海鹽粒子、

3、燃燒煙塵等等。粒子、燃燒煙塵等等。 二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分（如二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分（如二二氧化硫氧化硫、氮氧化物氮氧化物、碳氫化合物等）之間，或這些組碳氫化合物等）之間，或這些組分與大氣中的正常組分（如分與大氣中的正常組分（如氧氣氧氣）之間通過）之間通過光化學光化學氧氧化反應、化反應、催化氧化催化氧化反應或其他化學反應轉化生成的顆反應或其他化學反應轉化生成的顆粒物，例如二氧化硫轉化生成粒物，例如二氧化硫轉化生成硫酸鹽硫酸鹽。2 2、氣態(tài)和蒸汽態(tài)雜質(zhì)、氣態(tài)和蒸汽態(tài)雜質(zhì) 大氣中的各種氣態(tài)和蒸汽態(tài)雜質(zhì)，也是由大氣中的各種氣態(tài)和蒸汽態(tài)雜質(zhì)，也是由自然過自然過程和人類活動產(chǎn)

4、生的程和人類活動產(chǎn)生的。主要有硫氧化物、氮氧化物、。主要有硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、甲醛、烴一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、甲醛、烴蒸汽等。在這些雜質(zhì)中，有許多是蒸汽等。在這些雜質(zhì)中，有許多是引起大氣污染引起大氣污染的物的物質(zhì)。質(zhì)。 第二節(jié)第二節(jié) 大氣污染的危害大氣污染的危害 大氣污染物對大氣污染物對人體、植物、材料及氣候人體、植物、材料及氣候皆有影皆有影響。響。一、對人體的影響一、對人體的影響 大氣污染對人體健康的危害主要表現(xiàn)為引起大氣污染對人體健康的危害主要表現(xiàn)為引起呼呼吸道疾病。吸道疾病。1 1、顆粒物的影響、顆粒物的影響 顆粒物對人體健康的影響，取

5、決于顆粒物的濃顆粒物對人體健康的影響，取決于顆粒物的濃度和人體暴露時間的長短。研究表明，因度和人體暴露時間的長短。研究表明，因上呼吸道上呼吸道感染、心臟病、支氣管炎、哮喘、肺炎、肺氣腫感染、心臟病、支氣管炎、哮喘、肺炎、肺氣腫等疾病而到醫(yī)院就診人數(shù)的增加，與大氣中顆粒等疾病而到醫(yī)院就診人數(shù)的增加，與大氣中顆粒物濃度的增加是相關的。物濃度的增加是相關的。 幾種污染物對人體的危害幾種污染物對人體的危害名 稱對 人 體 的 影 響二 氧 化 硫視程減少，流淚，眼睛有炎癥。聞到有異味，胸悶，呼吸道有炎癥，呼吸困難，肺水腫，迅速窒息死亡硫 化 氫惡臭難聞，惡心、嘔吐，影響人體呼吸、血液循環(huán)、內(nèi)分泌、消化

6、和神經(jīng)系統(tǒng)，昏迷，中毒死亡氮 氧 化 物聞到有異味，支氣管炎、氣管炎，肺水腫、肺氣腫，呼吸困難，直至死亡粉 塵傷害眼睛，視程減少，慢性氣管炎、幼兒氣喘病和塵肺，死亡率增加，能見度降低，交通事故增多光化學煙霧眼睛紅痛，視力減弱，頭疼、胸痛、全身疼痛，麻痹，肺水腫，嚴重的在1小時內(nèi)死亡碳氫化合物皮膚和肝臟損害，致癌死亡一 氧 化 碳頭暈、頭疼，貧血、心肌損傷，中樞神經(jīng)麻痹、呼吸困難，嚴重的在1小時內(nèi)死亡氟和氟化氫強烈刺激眼睛、鼻腔和呼吸道，引起氣管炎，肺水腫、氟骨癥和斑釉齒，氯氣和氯化氫刺激眼睛、上呼吸道，嚴重時引起中毒性肺水腫鉛神經(jīng)衰弱，腹部不適，便泌、貧血，記憶力低下二、對植物的影響二、對植物

7、的影響 大氣污染對植物的傷害，通常大氣污染對植物的傷害，通常發(fā)生在葉片中發(fā)生在葉片中，因為葉子含有整棵植物的構造機理。因為葉子含有整棵植物的構造機理。最常見的毒害最常見的毒害植物的氣體植物的氣體是：二氧化硫、臭氧、是：二氧化硫、臭氧、PANPAN、氟化氫、乙、氟化氫、乙烯、氯化氫、氯、硫化氫和氨。烯、氯化氫、氯、硫化氫和氨。三、對器物和材料的影響三、對器物和材料的影響 大氣污染對大氣污染對金屬制品、油漆涂料、皮革制品、金屬制品、油漆涂料、皮革制品、紡織品、橡膠制品和建筑物紡織品、橡膠制品和建筑物等的損害也是嚴重的。等的損害也是嚴重的。這種損害包括玷污性損害和化學損害兩個方面。這種損害包括玷污性

8、損害和化學損害兩個方面。四、對大氣能見度和氣候的影響四、對大氣能見度和氣候的影響1 1、對大氣能見度的影響、對大氣能見度的影響 能見度能見度是指在指定方向上僅能用是指在指定方向上僅能用肉眼看見和辨認肉眼看見和辨認的最大距離：的最大距離：在白天能看見地平線上直指天空的在白天能看見地平線上直指天空的一個顯著的一個顯著的深色物體深色物體；在夜間，能看見一個已知；在夜間，能看見一個已知的、最好未經(jīng)聚焦的中等強度的光源。的、最好未經(jīng)聚焦的中等強度的光源。 一般說來，對大氣一般說來，對大氣能見度能見度或清晰度有影響的污或清晰度有影響的污染物是染物是氣溶膠粒子、能通過大氣反應生成氣溶膠粒氣溶膠粒子、能通過大

9、氣反應生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體。子的氣體或有色氣體。對能見度有潛在影響的污染對能見度有潛在影響的污染物有：物有：總懸浮物顆粒物；總懸浮物顆粒物；SOSO2 2和其他氣態(tài)含硫化合和其他氣態(tài)含硫化合物；物；NONO和和NONO2 2；光化學煙霧；光化學煙霧。2 2、對氣候的影響、對氣候的影響 已被證實的全球性影響，如已被證實的全球性影響，如COCO2 2等溫室氣體引等溫室氣體引起的溫室效應，以及起的溫室效應，以及SOSO2 2、NOxNOx排放產(chǎn)生的酸雨等。排放產(chǎn)生的酸雨等。除此之外，在較低大氣層中的懸浮顆粒物形成除此之外，在較低大氣層中的懸浮顆粒物形成水蒸水蒸汽的汽的“凝結核凝結核”，當大

10、氣中水蒸汽達到飽和時，當大氣中水蒸汽達到飽和時，就會發(fā)生凝結現(xiàn)象。在較低溫度下，水蒸氣會凝結就會發(fā)生凝結現(xiàn)象。在較低溫度下，水蒸氣會凝結成液態(tài)小水滴；當溫度很低時，則會形成冰晶成液態(tài)小水滴；當溫度很低時，則會形成冰晶。這這種種“凝結核凝結核”作用有可能導致降水的增加或減少。作用有可能導致降水的增加或減少。 一些研究者認為，伴隨大規(guī)模氣團停滯的大范一些研究者認為，伴隨大規(guī)模氣團停滯的大范圍圍霾層霾層，也具有一定的氣候?qū)W意義。由于，也具有一定的氣候?qū)W意義。由于太陽輻太陽輻射的散射損失和吸收損失，大氣氣溶膠粒子能射的散射損失和吸收損失，大氣氣溶膠粒子能導致太陽輻射強度的降低。導致太陽輻射強度的降低。

11、計算表明，在受影響的計算表明，在受影響的氣團區(qū)域，輻射氣團區(qū)域，輻射- -散射損失會致使氣溫降低散射損失會致使氣溫降低11。第三節(jié)第三節(jié) 空氣污染源空氣污染源 造成空氣污染的污染物發(fā)生源稱之為空氣污染造成空氣污染的污染物發(fā)生源稱之為空氣污染源。可分為源。可分為自然污染源與人為污染源自然污染源與人為污染源兩大類。兩大類。一、自然污染源一、自然污染源 揚塵揚塵，火山火山爆發(fā)產(chǎn)生的氣體與塵粒；爆發(fā)產(chǎn)生的氣體與塵粒；閃電閃電產(chǎn)生產(chǎn)生的氣體，如臭氧和氮氧化物；的氣體，如臭氧和氮氧化物；植物與動物腐爛植物與動物腐爛產(chǎn)生產(chǎn)生的臭氣；的臭氣；森林火災森林火災造成的煙氣與飛灰；自然放射性造成的煙氣與飛灰；自然放

12、射性源和其他產(chǎn)生有害物質(zhì)并向大氣排放的源。源和其他產(chǎn)生有害物質(zhì)并向大氣排放的源。二、人為污染源二、人為污染源 人為源是產(chǎn)生空氣污染問題，尤其是局部地域人為源是產(chǎn)生空氣污染問題，尤其是局部地域空氣污染的主要原因空氣污染的主要原因。它們是由人們的生產(chǎn)和生活。它們是由人們的生產(chǎn)和生活過程產(chǎn)生的。對它們的分類方法有很多種。在日常過程產(chǎn)生的。對它們的分類方法有很多種。在日常工作和生活中一般可按污染源的工作和生活中一般可按污染源的功能進行劃分，功能進行劃分，可可分成分成工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、交通運輸源和生活污染源工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、交通運輸源和生活污染源等。等。1 1、工業(yè)源排放的污染物、工業(yè)源排放的污染物n22也

13、圖n24頁圖2 2、交通源排放的污染物、交通源排放的污染物 在一些發(fā)達國家，汽車排氣已成為空氣污染的在一些發(fā)達國家，汽車排氣已成為空氣污染的主要污染源。主要污染源。20102010年全世界的汽車保有量有望超過年全世界的汽車保有量有望超過十億輛，一年內(nèi)排出的一氧化碳估計將達億噸。十億輛，一年內(nèi)排出的一氧化碳估計將達億噸。 近年來，我國的公路交通也發(fā)展得很快，汽車近年來，我國的公路交通也發(fā)展得很快，汽車排放廢氣在一些大城市也已成為排放廢氣在一些大城市也已成為主要的污染源。主要的污染源。20092009年約年約63006300萬輛，每年由汽車排放的萬輛，每年由汽車排放的一氧化碳約一氧化碳約50005

14、000萬噸，碳氫化合物約萬噸，碳氫化合物約800800萬噸。萬噸。20132013年，中國年，中國汽車保有量約汽車保有量約1.371.37億輛，億輛，20142014年增至年增至1.41.4億輛，大億輛，大家可想而知，我們車輛貢獻的氣態(tài)污染物是不容忽家可想而知，我們車輛貢獻的氣態(tài)污染物是不容忽視的。視的。3 3、生活污染源生活污染源 在我國在我國家庭爐灶家庭爐灶和北方的冬天和北方的冬天取暖鍋爐排氣取暖鍋爐排氣是是一種排放量大、分布廣、排放高度低、危害性不容一種排放量大、分布廣、排放高度低、危害性不容忽視的空氣污染源。忽視的空氣污染源。4 4、農(nóng)業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源 農(nóng)村地域廣闊，通常情況下排放

15、的空氣污染物農(nóng)村地域廣闊，通常情況下排放的空氣污染物不會產(chǎn)生明顯的環(huán)境影響，但農(nóng)業(yè)秸稈的集中焚燒不會產(chǎn)生明顯的環(huán)境影響，但農(nóng)業(yè)秸稈的集中焚燒也會引起季節(jié)性的環(huán)境問題。近幾年多次有報道也會引起季節(jié)性的環(huán)境問題。近幾年多次有報道稱，在城市郊區(qū)大量焚燒秸稈、垃圾，造成大范圍煙稱，在城市郊區(qū)大量焚燒秸稈、垃圾，造成大范圍煙霧彌漫，嚴重地影響公路交通、飛機的起降和城市霧彌漫，嚴重地影響公路交通、飛機的起降和城市空氣質(zhì)量?？諝赓|(zhì)量。第四節(jié)第四節(jié) 空氣污染物及其存在狀態(tài)空氣污染物及其存在狀態(tài) 已發(fā)現(xiàn)有危害而被人注意的就有一百多種，已發(fā)現(xiàn)有危害而被人注意的就有一百多種，其中大部分是有機物，其中大部分是有機物，

16、環(huán)境科學中用下列兩種方環(huán)境科學中用下列兩種方法進行分類。法進行分類。 一次污染物一次污染物 1. 按形成過程：按形成過程： 二次污染物二次污染物 分子狀態(tài)污染物分子狀態(tài)污染物 2. 按存在狀態(tài)：按存在狀態(tài)： 粒子狀態(tài)污染物粒子狀態(tài)污染物一、污染物的成因分類一、污染物的成因分類 空氣中污染物的種類多達空氣中污染物的種類多達幾千種幾千種，巳發(fā)現(xiàn)有危，巳發(fā)現(xiàn)有危害作用的有害作用的有100100多種。我國多種。我國“大氣污染物綜合排放大氣污染物綜合排放標準標準”規(guī)定了規(guī)定了3333種污染物的排放限值。根據(jù)空氣污種污染物的排放限值。根據(jù)空氣污染物的形成過程，可將其染物的形成過程，可將其分為一次污染物和二

17、次污分為一次污染物和二次污染物。染物。 一次污染物：一次污染物：直接從各種污染源排放直接從各種污染源排放到空氣中到空氣中的有害物質(zhì)。常見的主要有二氧化硫、氮氧化物、的有害物質(zhì)。常見的主要有二氧化硫、氮氧化物、 一氧化碳、碳氫化合物、顆粒狀物質(zhì)等。一氧化碳、碳氫化合物、顆粒狀物質(zhì)等。 二次污染物：二次污染物：一次污染物在空氣中相互作用，一次污染物在空氣中相互作用，或著它們與空氣中的正常組分發(fā)生化學反應所產(chǎn)生或著它們與空氣中的正常組分發(fā)生化學反應所產(chǎn)生的新污染物。的新污染物。這些新生成的污染物與一次污染物的這些新生成的污染物與一次污染物的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)完全不同，化學性質(zhì)和物理性質(zhì)完全不同，多以

18、氣溶膠的形式多以氣溶膠的形式存在存在，具有粒度小、毒性一般比一次污染物大等特，具有粒度小、毒性一般比一次污染物大等特點。點。常見常見的二次污染物有硫酸鹽、硝酸鹽、臭氧、的二次污染物有硫酸鹽、硝酸鹽、臭氧、醛類、過氧乙酰硝酸酯等。醛類、過氧乙酰硝酸酯等。二、以污染物的存在狀態(tài)分類二、以污染物的存在狀態(tài)分類 空氣中污染物的存在狀態(tài)是由其自身的理化性空氣中污染物的存在狀態(tài)是由其自身的理化性質(zhì)質(zhì)及形成過程決定的，氣象條件也起一定作用。一般及形成過程決定的，氣象條件也起一定作用。一般將它們分為將它們分為分子狀態(tài)污染物和粒子狀態(tài)污染物分子狀態(tài)污染物和粒子狀態(tài)污染物兩大兩大類。類。 1 1、分子狀態(tài)污染物、

19、分子狀態(tài)污染物1 1）定義）定義 指指常溫常壓下以氣體或蒸汽常溫常壓下以氣體或蒸汽形式（苯、苯酚）形式（苯、苯酚）分散在大氣中的污染物質(zhì)。分散在大氣中的污染物質(zhì)。 沸點低，氣體分子形式存在，并以分子狀態(tài)沸點低，氣體分子形式存在，并以分子狀態(tài)進入大氣，或者常溫下液體，但揮發(fā)性強，受熱進入大氣，或者常溫下液體，但揮發(fā)性強，受熱時易以蒸汽進入大氣中。如：時易以蒸汽進入大氣中。如：SOSO2 2、COCO、NONO2 2、HCNHCN、苯、苯、 汞汞、 NHNH3 3、H H2 2S S等。等。2 2）分類）分類 根據(jù)化學形態(tài)，可將其分為五類：根據(jù)化學形態(tài)，可將其分為五類： 1)含硫化合物：含硫化合物

20、：SO2、H2S、 SO3、硫酸；、硫酸； 2)含氮化合物：含氮化合物：NO、NO2、NH3； 硝酸；硝酸； 3)碳氫化合物：碳氫化合物：C1-C5化合物、化合物、 醛、酮、醛、酮、PAN； 4)碳氧化合物：碳氧化合物：CO、CO2； 5)鹵素化合物：鹵素化合物：HF、HCl。 是分散在空氣中的是分散在空氣中的微小液體和固體顆粒微小液體和固體顆粒。粒徑大。粒徑大小在小在0.01-100um之間，是一個復雜的非均勻體系。之間，是一個復雜的非均勻體系。粒徑粒徑2.5m為細顆粒物，又成可入肺顆粒物；為細顆粒物，又成可入肺顆粒物；粒徑粒徑 10m為飄塵，又名氣溶膠，為飄塵，又名氣溶膠，可吸入顆粒物可吸

21、入顆粒物；粒徑粒徑10m為為降塵降塵；粒徑粒徑100m為為總懸浮顆粒物總懸浮顆粒物（TSP）2 2、粒子狀態(tài)污染物、粒子狀態(tài)污染物 從從大氣污染控制的角度，按照顆粒物的來源和大氣污染控制的角度，按照顆粒物的來源和物理性質(zhì)，物理性質(zhì)，可將其分為以下幾個類型：可將其分為以下幾個類型： （1 1）粉塵）粉塵: :懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體顆粒，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，顆粒粒徑一般為受重力作用能發(fā)生沉降，顆粒粒徑一般為1 1200m200m。 （2 2）煙）煙: :由由冶金冶金生產(chǎn)過程形成的固體顆粒氣溶生產(chǎn)過程形成的固體顆粒氣溶膠。它是由熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝膠。

22、它是由熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物。粒徑一般為物。粒徑一般為0.010.011m1m。如有色金屬冶煉過程。如有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的中產(chǎn)生的氧化鉛煙氧化鉛煙。 （3 3）飛灰）飛灰: :指隨燃料燃燒產(chǎn)生的隨煙氣排出的指隨燃料燃燒產(chǎn)生的隨煙氣排出的分散得較細的分散得較細的灰分灰分。 （4 4）黑煙）黑煙: :指由指由燃料燃燒產(chǎn)生燃料燃燒產(chǎn)生的的可見氣溶膠。可見氣溶膠。 （5 5）霧）霧: :氣體中氣體中液滴懸浮體的總稱液滴懸浮體的總稱。 （6 6）霾）霾:是是懸浮懸浮在在大氣大氣中的大量微小塵粒、煙中的大量微小塵粒、煙粒或鹽粒的?；螓}粒的集合體集合體，使空氣渾濁，水平能見度降低，使空氣渾

23、濁，水平能見度降低到到10km以下的一種以下的一種天氣現(xiàn)象天氣現(xiàn)象，組成霾的，組成霾的粒子粒子極小，極小，不能用肉眼分辨。當不能用肉眼分辨。當大氣大氣凝結核凝結核由于各種原因長大由于各種原因長大時也能形成霾。在這種情況下時也能形成霾。在這種情況下水汽水汽進一步凝結可能進一步凝結可能使霾演變成輕霧、霧和云。霾主要由使霾演變成輕霧、霧和云。霾主要由氣溶膠氣溶膠組成，組成，它可在一天中任何時候出現(xiàn)。它可在一天中任何時候出現(xiàn)。 三、按來源分類三、按來源分類四、按污染物對人體的危害分類四、按污染物對人體的危害分類 一般有毒污染物、一般有毒污染物、“三致三致”（致突變物、致癌物、致畸（致突變物、致癌物、致

24、畸物）作用污染物、環(huán)境激素干擾類污染物。物）作用污染物、環(huán)境激素干擾類污染物。五、按污染物性質(zhì)分五、按污染物性質(zhì)分類類六、污染物的濃度表示方法六、污染物的濃度表示方法1.單位體積質(zhì)量濃度單位體積質(zhì)量濃度 指單位體積空氣中所含污染物的指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)，常用，常用mg/m3或或g/m3表示。表示。 適用于任何狀態(tài)的污染物適用于任何狀態(tài)的污染物。2.體積比濃度體積比濃度 指指100萬體積空氣中含污染萬體積空氣中含污染氣體或蒸汽的體積數(shù)氣體或蒸汽的體積數(shù)，常用常用mL/m3表示。表示。 僅適用于氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質(zhì)僅適用于氣態(tài)和蒸汽態(tài)物質(zhì)，不受空氣溫度和，不受空氣溫度和壓力變化的影響。壓力變化的影響。 1）由采樣現(xiàn)場的）由采樣現(xiàn)場的氣體流量氣體流量Q(L/min)和持續(xù)和持續(xù)時間時間(S，min)即可求出現(xiàn)場采樣的即可求出現(xiàn)場采樣的體積體積VtQS(L) 2）同時記錄現(xiàn)場）同時記錄現(xiàn)場采樣溫度采樣溫度t()和和大氣壓力大氣壓力Pa，再將，再將現(xiàn)場體積現(xiàn)場體積Vt換算成標準狀態(tài)換算成標準狀態(tài)的氣樣的氣樣體積體積，以便統(tǒng)一比較。，以便統(tǒng)一比較。 我國規(guī)定，標準狀態(tài)為我國規(guī)定，標準狀態(tài)為0，101.3KPa。美國、日美國、日本和世