大氣污染及其控制

1、會(huì)計(jì)學(xué)1大氣污染及其控制大氣污染及其控制第1頁/共126頁2一、大氣的結(jié)構(gòu)（一）大氣圈空氣密度分布特點(diǎn)：海平面處空氣密度最大，隨高度的增加，空氣密度逐漸變小。第2頁/共126頁3大氣的組成 大氣就其組分的含量變動(dòng)情況可分為恒定組分、可變組分和不定組分三種。恒定組分指N2、O2和Ar。N2占空氣體積78.09、O2占20.95、Ar占0.93.三者總和占空氣總體積的99.97，其余為微量的氖、氦、氙、氡等稀有氣體?？勺兘M分指空氣中的CO2和水蒸氣，通常CO2含量為0.02-0.04，水蒸氣含量小于4。可變組分在空氣中的含量隨季節(jié)、氣象與人類活動(dòng)的變化而變化。不定組分指煤煙、塵埃、硫氧化物、氮氧化

2、物及一氧化碳等，它與人類活動(dòng)直接有關(guān)，這些組分達(dá)到一定濃度，會(huì)給人類、生物造成嚴(yán)重的危害。 第3頁/共126頁4成云致雨的必要條件主要成分次要成分 水 汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；對(duì)地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件，對(duì)地面保溫作用大氣組成主 要 作 用干潔空氣O3N2O2CO2大氣各組成成分的作用第4頁/共126頁5 大氣圈是指包圍在地球周圍，距地球表面約1000多公里厚度的氣體構(gòu)成。人類生活在大氣圈中，一般成年人每天需呼吸10-13m3的空氣，它相當(dāng)ld食物量的10倍，飲水質(zhì)量的3倍。一個(gè)健康人在5周內(nèi)不吃食物，

3、或5d內(nèi)不喝水都可能生存下來。但若5min不呼吸空氣，會(huì)窒息死亡。由于大氣直接參與人和其他生物的物質(zhì)和能量代謝，清潔的空氣是一切生物生存的保證。 第5頁/共126頁6第6頁/共126頁7由于人類活動(dòng)或自然過程引起的某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中，累積呈現(xiàn)出足夠的濃度，并駐留一定的時(shí)間，使大氣質(zhì)量惡化，對(duì)人類健康生存和生態(tài)環(huán)境造成危害的現(xiàn)象。一、大氣污染1. 定義:必要條件第7頁/共126頁82.大氣污染的形成過程排放源大氣接受者擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化三個(gè)環(huán)節(jié)：混合、遷移第8頁/共126頁93. 大氣污染的劃分根據(jù)污染范圍局部性大氣污染城市性大氣污染區(qū)域性大氣污染全球性大氣污染根據(jù)能源性質(zhì)石油型大氣污染混合型大氣污染煤

4、炭型大氣污染第9頁/共126頁10一次污染物 從污染源直接排出的原始物質(zhì)，進(jìn)入大氣后性質(zhì)沒有發(fā)生變化。 典型的一次污染物有:顆粒物、SO2、H2S、CO、碳?xì)浠衔铩Ox等。二次污染物 從由污染源排出的一次污染物與大氣中原有成分、或幾種一次污染物之間，發(fā)生了一系列的化學(xué)變化或光化學(xué)反應(yīng)，形成了與原污染物性質(zhì)不同的新污染物。 常見的二次污染物有光化學(xué)煙霧和硫酸煙霧。第10頁/共126頁11第11頁/共126頁12Volanic eruption第12頁/共126頁13第13頁/共126頁14：粒徑 的顆粒物稱為飄塵。它們能長(zhǎng)時(shí)間地懸浮于大氣中而不沉降下來。：粒徑的顆粒物叫降塵。它們?cè)谥亓Φ淖饔?/p>

5、下能很快降落到地面。：易于通過呼吸過程而進(jìn)入呼吸道的粒子。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議將其定為粒徑。第14頁/共126頁15第15頁/共126頁16第16頁/共126頁17第17頁/共126頁18第18頁/共126頁19第19頁/共126頁20第20頁/共126頁21 CO的主要危害是妨礙體內(nèi)氧氣的傳輸。它與血紅蛋白的親和力比氧大200多倍，而生成的羰基血紅蛋白的解離速度比氧合血紅蛋白小3600多倍，因此一旦生成羰基血紅蛋白就很難解離，導(dǎo)致輸氧能力降低，造成機(jī)體缺氧，體內(nèi)缺氧時(shí)對(duì)所有的器官都有影響，而最敏感的是中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心肌。第21頁/共126頁222、光化學(xué)煙霧形成的條件（1）充足的陽光，無風(fēng)；（

6、2）有不利于光化學(xué)煙霧擴(kuò)散的氣象條件；（3）大氣含有一定濃度的NO2和碳?xì)浠衔?。?2頁/共126頁23 據(jù)資料，美國(guó)加里福尼亞由于光化學(xué)煙霧的作用，曾使該州34的人患紅眼病。日本東京1970年發(fā)生的光化學(xué)污染有20000人患紅眼病。1952年洛杉磯事件發(fā)生時(shí)，兩天內(nèi)使65歲以上的老人死亡400余人。第23頁/共126頁24（2）對(duì)植物的傷害第24頁/共126頁25三、大氣污染物的來源煤炭石油生物質(zhì)我國(guó)能源以煤為主，主要大氣污染物是顆粒物和二氧化硫 第25頁/共126頁26第26頁/共126頁27污 染源 特 點(diǎn) 主要來源 排放的污染物 天 然 源它和人為源相比產(chǎn)生的污染物較少，濃度較低，具

7、有局部地區(qū)某段時(shí)間內(nèi)形成嚴(yán)重影響的特點(diǎn)。 火山噴發(fā)二氧化硫、硫化氫、CO2、CO、火山灰 森林火災(zāi)CO、CO2、SO2、碳?xì)浠衔锏?自然塵風(fēng)砂、土壤塵等 森林植物釋放萜稀類碳?xì)浠衔铩?海浪飛沫 硫酸鹽和亞硫酸鹽 人為源移動(dòng)源汽車和火車、飛機(jī)等，分布廣泛分散，難監(jiān)測(cè)和治理。交通運(yùn)輸過程：現(xiàn)代化交通運(yùn)輸工具一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⒘蜓趸衔锖豌U等靜止源 靜止源則包括工廠 、焚化爐等不移動(dòng)的污染源。靜止源污染面積廣，易于集中監(jiān)測(cè)治理。 燃料燃燒二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化硫、硫化氫等農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放：農(nóng)藥、化肥 顆粒物、粉塵、氧化亞氮 第27頁/共126頁28由火

8、力發(fā)電、鋼鐵、化工和硅酸鹽等工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程、中所排放的煤煙、粉塵及有害化合物等形成的污染源。此類污染源由于不同工礦企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)和流程工藝的不同，其所排放的污染物種類和數(shù)量大不相同，但有一個(gè)共同的特點(diǎn)是，排放源集中、濃度高、局地污染強(qiáng)度高，是城市大氣污染的罪魁禍?zhǔn)住?第28頁/共126頁29鋼鐵廠排放的廢氣火力發(fā)電廠排煙污染大氣第29頁/共126頁30煙塵彌漫整個(gè)地區(qū)排入大氣中的煙塵隨風(fēng)擴(kuò)散第30頁/共126頁312、農(nóng)業(yè)污染源 主要是不當(dāng)施用農(nóng)藥、化肥、有機(jī)糞肥等過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)揮發(fā)擴(kuò)散，以及施用后期NOX、CH4、揮發(fā)性農(nóng)藥成分從土壤中逸散進(jìn)入大氣等形成的污染源。 第31頁/共126

9、頁32第32頁/共126頁33第33頁/共126頁343、交通運(yùn)輸污染源 由汽車、飛機(jī)、火車和輪船等交通運(yùn)輸工具運(yùn)行時(shí)向大氣中排放的尾氣。這類污染源屬流動(dòng)污染源，主要污染物是煙塵、碳?xì)浠衔?、NOx、金屬塵埃等，是城市大氣環(huán)境惡化的主要原因之一。 第34頁/共126頁35尾氣污染，健康殺手第35頁/共126頁36中國(guó)“霧都”重慶第36頁/共126頁37 4、生活污染源 是指居民日常燒飯、取暖、沐浴等活動(dòng)，燃燒化石燃料而向大氣排放煙塵、SO2 、NOX等污染物。這類污染源屬固定源，具有分布廣、排量大、污染濃度低等特點(diǎn)，是一些城市大氣污染不可忽視的污染源。但是，隨著城市電氣化的推進(jìn)，城市生活污染源

10、將從根本上得到遏制。 第37頁/共126頁38全球變暖臭氧層遭破壞酸雨危害第38頁/共126頁39（一）對(duì)人體健康的危害大氣污染物進(jìn)入人體的途徑第39頁/共126頁40大氣污染對(duì)人體的影響，首先是感覺上不舒服，隨后生理上出現(xiàn)可逆性反應(yīng)，再進(jìn)一步就出現(xiàn)急性危害癥狀。大氣污染對(duì)人的危害大致可分為三種。 大氣中的污染物濃度較低時(shí)，通常不會(huì)造成人體急性中毒，但在某些特殊條件下，如工廠在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)特殊事故，大量有害氣體泄露外排，外界氣象條件突變等，便會(huì)引起起人群的急性中毒。如印度帕博爾農(nóng)藥廠甲基異氰酸酯泄露，直接危害人體，發(fā)生了2500人喪生，十多萬人受害的慘劇。 第40頁/共126頁41大氣污染對(duì)

11、人體健康慢性毒害作用，主要表現(xiàn)為污染物質(zhì)在低濃度、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作用于人體后，出現(xiàn)的患病率升高等現(xiàn)象。近年來我國(guó)城市居民肺癌發(fā)病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系統(tǒng)疾病明顯高于郊區(qū) 。這是長(zhǎng)期影響的結(jié)果，是由于污染物長(zhǎng)時(shí)間作用于肌體，損害體內(nèi)遺傳物質(zhì)，引起突變，如果生殖細(xì)胞發(fā)生突變，使后代機(jī)體出現(xiàn)各種異常，稱致畸作用；如果引起生物體細(xì)胞遺傳物質(zhì)和遺傳信息發(fā)生突然改變作用，又稱致突變作用；如果誘發(fā)成腫瘤的作用稱致癌作用。 第41頁/共126頁42大氣污染物TSP的危害 1）凝結(jié)核; 2）吸收太陽輻射; 3）降低能見度; 4）影響植物體生長(zhǎng)第42頁/共126頁43第43頁/共126頁44第44

12、頁/共126頁451）氮氧化物可以轉(zhuǎn)化為硝酸，是形成酸雨主要物質(zhì)之一2）是形成光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)3）是消耗臭氧的重要因子4）NO2對(duì)人有生理刺激和腐蝕作用，引起城市居民產(chǎn)生急性呼吸道病變的一種原因5）可腐蝕織物、材料、破壞染料，使它褪色6）危害植物，使其組織受害而落葉，甚至枯萎NOx是NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等的總稱，造成大氣污染的NOx最主要是NO和NO2。 第45頁/共126頁46第46頁/共126頁47由于環(huán)境破壞導(dǎo)致的水污染、大氣污染等生態(tài)災(zāi)難，致使山西新生兒出生缺陷率高達(dá)每萬人189.96例，其中神經(jīng)管畸形率發(fā)生率為每萬人102.27例，分別是全國(guó)的2倍和4

13、倍。出生缺陷率，中國(guó)在世界最高，山西在中國(guó)最高，呂梁在山西最高，中陽的出生缺陷率世界最高。 第47頁/共126頁48中國(guó)室內(nèi)裝飾協(xié)會(huì)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心曾發(fā)布警示，提醒消費(fèi)者警惕室內(nèi)裝修污染對(duì)兒童健康造成的危害。目前我國(guó)每年因裝修污染引起的上呼吸道感染而致死亡的兒童約有210萬，其中100多萬5歲以下兒童的死因與室內(nèi)空氣污染有關(guān)。九成兒童白血病禍起裝修污染第48頁/共126頁49第49頁/共126頁50 大氣污染物質(zhì)還會(huì)影響天氣和氣候。顆粒物使大氣能見度降低，減少到達(dá)地面的太陽光輻射量。尤其是在大工業(yè)城市中，在煙霧不散的情況下，日光比正常情況減少40% 。高層大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖头葻N類

14、等污染物使臭氧大量分解，引發(fā)的“臭氧洞”問題，成為了全球關(guān)注的焦點(diǎn)。 對(duì)大氣和氣候的影響第50頁/共126頁51由葉背進(jìn)入植物體，破壞葉綠素，使組織脫水壞死擦傷葉面，影響光合作用氣態(tài)污染物顆粒污染物大氣污染物對(duì)動(dòng)物的損害，主要是呼吸道感染和食用了被大氣污染的食物。其中以砷、氟、鉛、鉬等的危害最大大氣污染對(duì)動(dòng)物的危害第51頁/共126頁52第四節(jié) 中國(guó)大氣污染的特征 中國(guó)是世界上大氣污染最嚴(yán)重的國(guó)家之一，大氣污染是我國(guó)環(huán)境問題中的一個(gè)主要問題。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)、地形及氣候條件決定了我國(guó)大氣污染具有以下特征： 第52頁/共126頁53煤煙型污染是污染的普遍問題，主要污染物是煙塵和二氧化硫；

15、 汽車尾氣污染明顯增加，并逐漸上升為城市大氣主要污染源，總懸浮顆粒物或可吸入顆粒是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物； 酸雨分布區(qū)域性、季節(jié)性明顯，污染物成分特點(diǎn)突出，多以硫酸酸雨為主； 工業(yè)“三廢”任意排放是目前大氣污染的罪魁禍?zhǔn)?，但農(nóng)業(yè)引發(fā)的大氣污染仍不容忽視。 第53頁/共126頁54我國(guó)存在發(fā)生大氣嚴(yán)重污染事件的隱憂第54頁/共126頁55第55頁/共126頁56第56頁/共126頁57第57頁/共126頁58第58頁/共126頁59第59頁/共126頁60第60頁/共126頁61第61頁/共126頁62年度年度199820022007SO2超標(biāo)城市比例，超標(biāo)城市比例，%36.223.423

16、.4顆粒物超標(biāo)比例，顆粒物超標(biāo)比例，%63.861.761.7空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)城市比例，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)城市比例，%27.738.338.3第62頁/共126頁63第63頁/共126頁64工業(yè)有害氣體控制技術(shù) 第64頁/共126頁65（二）二氧化硫的治理技術(shù)（一）煙塵（顆粒物）治理技術(shù)（三）氮氧化物的治理技術(shù)（四）汽車尾氣的治理技術(shù) 第65頁/共126頁66根據(jù)除塵機(jī)理不同可分為四大類：（重力除塵器、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器） 利用重力、慣性力、離心力等作用，使粉塵與氣流分離 的裝置。顯著特點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、方便，但除塵效率不高。 （噴淋洗滌器、文丘里除塵器、水膜除塵器） 利用液滴或液膜洗滌含塵氣體，使粉塵與

17、氣流分離的裝 置。顯著特點(diǎn)：除塵效率高，但能耗高，產(chǎn)生二次水污染。（袋式除塵器、顆粒層除塵器） 使含塵氣體通過織物或多孔填料層進(jìn)行過濾分離的裝置，顯著特點(diǎn)是：除塵效率高，但能耗較高。 （干式靜電除塵器 、濕式靜電除塵器 ）利用高壓電場(chǎng)使塵粒荷電，通過靜電作用力使粉塵與氣流分離的裝置。顯著特點(diǎn)是：除塵效率高，動(dòng)力消耗小，鋼材用量大，投資高。 第66頁/共126頁67第67頁/共126頁68反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a 彎管型 b 百葉窗型 c 多層隔板型（2）慣性力除塵裝置 該方法是利用粉塵與氣體在運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力不同，通過使含塵氣體沖擊擋板或使氣流急劇改變流向，然后借助塵粒的慣性力將塵粒從氣流中分離而達(dá)

18、到分離除塵目的。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，但其除塵效果也較低，約為5070%,對(duì)粒徑較小的塵粒(10m)效果較差。第68頁/共126頁69（3）離心力除塵裝置-旋風(fēng)除塵器第69頁/共126頁70第70頁/共126頁712、洗滌塔濕式除塵器這種方法使利用液體所形成的液滴、液膜、霧膜等洗滌含塵氣體而達(dá)到除塵的目的。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低，除塵效果好而且能除去氣流中一些有害氣體；缺點(diǎn)是用水量大，易產(chǎn)生腐蝕性液體以及需及時(shí)對(duì)廢水、廢漿進(jìn)行處理。 第71頁/共126頁72第72頁/共126頁73第73頁/共126頁74第74頁/共126頁75過濾式除塵裝置布袋第75頁/共126頁76第76頁/共126頁77第

19、77頁/共126頁78這種方法利用特高壓直流電源（40000V）產(chǎn)生的不均勻電場(chǎng)，通過，使塵粒帶電而向電極遷移，在電極上電荷被中和，塵埃聚集在電極上而達(dá)到除塵的效果。這種方法的適用范圍廣，除塵效率高，且能耗低，但設(shè)備投資大，設(shè)備龐大，占地面積大。4、靜電除塵裝置第78頁/共126頁79第79頁/共126頁80第80頁/共126頁81第81頁/共126頁82第82頁/共126頁83第83頁/共126頁84主要反應(yīng)為： 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3第84頁/共126頁85c.回收Na2SO3吸收液

20、經(jīng)濃縮、結(jié)晶、脫水后回收Na2SO3晶體。d.回收石膏法 在含NaHSO3的吸收液中加入石灰，使其生成CaSO3，再經(jīng)氧化后生成石膏。第85頁/共126頁86(2)氨法以氨水作吸收劑 2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3第86頁/共126頁87b.回收石膏法 若將上法回收的硫酸銨溶液中加入石灰，就可回收石膏，而生成的氨用水吸收后又可作為吸收劑 (NH4)2SO4+Ca(OH)2=CaSO42H2O+2NH3 利用石灰石、生石灰等的乳濁液作吸收劑第87頁/共126頁88 排煙脫硫的方法很多,選擇時(shí)應(yīng)從下面考慮：（1）凈化效率高，

21、經(jīng)濟(jì)效果好；（2）裝置能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；（3）易于操作、維修和檢查；（4）不應(yīng)造成二次污染。2、干性排煙脫硫法第88頁/共126頁891催化還原法 在催化劑存在下，用甲烷、氫氣、氨等還原性氣體將NO還原成N2的方法，它又分為選擇性催化還原和非選擇性催化還原法。第89頁/共126頁90 但必須嚴(yán)格控制溫度，溫度過高時(shí)發(fā)生 下列反應(yīng)，生成NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O 溫度越高，氨越是優(yōu)先與氧作用。第90頁/共126頁91C.氯-氨選擇性催化還原法 該法以木炭作為催化劑，溫度在500C時(shí)反應(yīng)： 2NO+Cl2=2NOCl 2NOCl+4NH3=2NH4Cl+2N2+2H2O第91頁/共12

22、6頁92第92頁/共126頁93 2NaOH+NO+NO2=NaNO2+H2O 2NaOH+NO2=NaNO3+NaNO2+H2O Na 2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 Na2CO3+NO2=NaNO3+NaNO2+CO2 這是一種較為成熟的方法，氮氧化物的吸收率為80-90，但堿耗量大，副產(chǎn)品用處也不大。2吸收法第93頁/共126頁94第94頁/共126頁953吸附法 該法是利用吸附劑（活性炭、分子篩等）吸附廢氣中的氮氧化物而達(dá)到凈化目的。第95頁/共126頁96（四）汽車尾氣的治理技術(shù) 第96頁/共126頁97 曲軸箱HC 的 20%排氣管所有的CO、NOX、Pb和 HC的

23、60%油箱和化油器蒸發(fā)HC的15%第97頁/共126頁98第98頁/共126頁99第99頁/共126頁100第100頁/共126頁101第101頁/共126頁102在國(guó)際上，汽車污染嚴(yán)重的事件時(shí)有發(fā)生。美國(guó)洛杉磯市曾因數(shù)百萬輛汽車排放出大量廢氣，造成洛杉磯光化學(xué)煙霧事件。英國(guó)倫敦也發(fā)生過類似的事件，數(shù)日之內(nèi)倫敦被濃霧籠罩。最新的事件發(fā)生在墨西哥。由于大氣污染指數(shù)超過規(guī)定的指標(biāo)，墨西哥城2005年4月進(jìn)入環(huán)境緊急狀態(tài)。 我國(guó)空氣污染也相當(dāng)嚴(yán)重，參加全國(guó)大氣監(jiān)測(cè)的北京、沈陽、上海等城市，被排在全球污染最嚴(yán)重的城市前10位。我國(guó)肺病死亡率高居城市死亡之首，目前平均每10萬人就有36個(gè)死于肺癌，93人

24、死于呼吸系統(tǒng)疾病。第102頁/共126頁103汽車尾氣控制技術(shù)第103頁/共126頁104第104頁/共126頁105第105頁/共126頁106第106頁/共126頁107第107頁/共126頁108第108頁/共126頁109第109頁/共126頁110（1）以源頭控制為主，推行清潔生產(chǎn)（2）合理利用大氣自凈能力與人為措施相結(jié)合（3）分散治理與綜合防治相結(jié)合（4）按功能區(qū)實(shí)行總量控制與濃度控制相結(jié)合（5）技術(shù)措施與管理措施相結(jié)合第110頁/共126頁1111、區(qū)域采暖和集中供熱2、改善燃料構(gòu)成3、進(jìn)行技術(shù)更新，改善燃燒過程4、改革生產(chǎn)工藝，綜合利用“廢氣”5、開發(fā)新能源開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物能和核聚變能等清潔能?/p>