環(huán)境工程基礎(chǔ)20096

1、第三章 大氣污染控制技術(shù)3.1 大氣污染的一般概念3.2 大氣污染氣象學(xué)基礎(chǔ)3.3 空氣除塵技術(shù)3.4 可溶性氣體污染物去除技術(shù)13.1 大氣污染的一般概念3.1.1 大氣污染及其分類3.1.2 大氣污染的對(duì)環(huán)境的影響3.1.3 我國(guó)大氣污染概況3.1.4 大氣污染控制及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)3.2 大氣污染氣象學(xué)基礎(chǔ)3.2.1 大氣圈結(jié)構(gòu)與氣象要素3.2.2 大氣的熱力過(guò)程3.2.3 大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)23.1.1 大氣污染及其分類1. 大氣污染的定義大氣污染指大氣中某種物質(zhì)的濃度超過(guò)正常水平，造成可測(cè)的對(duì)人體、動(dòng)物、植被和材料的影響的大氣狀況。大氣污染指大氣中某種不良成分達(dá)到一定的濃度，造成有害的影響的大氣

2、狀況。這種成分可能對(duì)人體健康、植被、器物或者全球環(huán)境以及通過(guò)渾濁的空氣或不愉快的氣味對(duì)環(huán)境美學(xué)造成負(fù)面的影響。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。 32. 排放源分類人為因素交通發(fā)電工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)與民用燃燒其他自然因素地理因素：火山天氣因素: 日照微生物作用: 腐爛 植被因素其他4亞洲的典型空氣污染源：發(fā)電、工業(yè)、交通、民用燃料、植物燃燒等53. 形成類型分類： 一次大氣污染物:直接以原始形態(tài)排放入大氣中并達(dá)到足夠的排放量從而造成健康威脅的污染物一次大氣污染物來(lái)源污染物來(lái)源一氧化碳燃料的不完全燃

3、燒，吸煙碳?xì)浠衔锶剂系牟煌耆紵?，吸煙懸浮顆粒物燃料燃燒, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn), 工業(yè)廢物, 建筑揚(yáng)沉二氧化硫化石燃料使用, 冶金氮氧化物燃料燃燒63.形成類型分類：二次大氣污染二次大氣污染物指大氣中的一次污染物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成的化學(xué)物質(zhì)。光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過(guò)氧乙酰硝酸酯(PAN)。7光化學(xué)煙霧形成過(guò)程*8光化學(xué)煙霧對(duì)比照片9細(xì)顆粒物對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量造成的危害要遠(yuǎn)比粗顆粒物大形成氣溶膠，長(zhǎng)期懸浮在空氣中細(xì)顆粒物本身可能是有毒、有害物質(zhì)細(xì)顆粒物易成為其它污染物的運(yùn)載體和反應(yīng)體細(xì)顆粒物污染可

4、導(dǎo)致低能見(jiàn)度顯著降低4. 污染物性狀分類：細(xì)顆粒物污染10碳?xì)錃怏w污染物一氧化碳污染物二氧化硫氮氧化物臭氧層破壞氣體溫室氣體4. 污染物性狀分類：氣態(tài)污染物114. 污染物性狀分類：酸沉降酸沉降是指某一平面上具有致酸潛勢(shì)的物質(zhì)的積累。致酸物質(zhì)是自然和人為活動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的。致酸物質(zhì)按存在形態(tài)分為干和濕兩種。12自然源、電廠以及內(nèi)燃機(jī)等排放出的污染物在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)致酸沉降的化學(xué)物質(zhì)。13酸雨的危害水的低pH值使得魚(yú)的骨骼畸形生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致死亡引起樹(shù)木的大量不正常死亡嚴(yán)重腐蝕建筑物14中國(guó)酸雨的分布變化主要位于長(zhǎng)江以南153.1.2 大氣污染對(duì)環(huán)境的影響1. 對(duì)人體健康的影響CO對(duì)人體

5、健康的影響CO（10-6）對(duì)人體健康的影響510 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COHb10%2502h接觸，頭疼，血液中COHb=40%5002h接觸，劇烈心痛，眼花，虛脫3000 30min即死亡16NO2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1015 10min眼、鼻受到刺激50 1min內(nèi)人呼吸困難80 3min感到胸痛、惡心100150 在3060min內(nèi)死亡250 很快死亡17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18突發(fā)性嚴(yán)重大氣污染事故1952年

6、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192. 對(duì)植物的傷害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)系暴露時(shí)間，h0.10.11.0101001000NO2濃度，ppmNO2濃度，mg/m3暴露時(shí)間，d203. 對(duì)器物和材料的影響平均二氧化硫濃度和不同暴露時(shí)間對(duì)低碳鋼的腐蝕作用關(guān)系Mean SO2 concentration，ppmWeight loss per 100g panel，g214. 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（TS

7、P）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)生成亞微米氣溶膠粒子223.1.3 我國(guó)大氣污染概況 1.污染現(xiàn)狀1999年全國(guó)重點(diǎn)城市主要大氣污染物分布232002年中國(guó)城市空氣質(zhì)量狀況不同空氣質(zhì)量狀況下的人口比例全國(guó)城市空氣質(zhì)量分級(jí)比例24不同規(guī)模城市空氣污染程度（2002年） 空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo) SO2超標(biāo) 顆粒物超標(biāo)25經(jīng)濟(jì)水平和污染狀況的綜合比較TSP concentrations in selected cities in various years from 1990 to 1995 a

8、nd national GNP per capita Annual TSP concentration(g/m3)262. 控制大氣污染的技術(shù)措施清潔生產(chǎn)：清潔的生產(chǎn)過(guò)程和清潔的產(chǎn)品可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略改善能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和布局，提高清潔能源和優(yōu)質(zhì)能源比例提高能源利用效率和節(jié)約能源推廣少污染的煤炭開(kāi)采技術(shù)和清潔煤技術(shù)積極開(kāi)發(fā)利用新能源和可再生能源建立綜合性工業(yè)基地：各企業(yè)間相互利用原材料和廢棄物，減少污染物排放總量273. 控制污染的經(jīng)濟(jì)政策必要的環(huán)境保護(hù)投資環(huán)保投資占國(guó)民生產(chǎn)總值（GNP）的比例，發(fā)展中國(guó)家為0.5%1，發(fā)達(dá)國(guó)家為1%2我國(guó)目前比例為0.7%0.8，希望能達(dá)到1.5實(shí)行“污染者和

9、使用者支付原則”，可采用的經(jīng)濟(jì)手段：建立市場(chǎng)（排污許可證制度等）稅收手段（污染稅、資源稅等）收費(fèi)制度（排污費(fèi)等）財(cái)政手段（生態(tài)環(huán)境基金等）責(zé)任制度（賠償損失和罰款等）284. 能源利用狀況改善注：中國(guó)正在不斷提高能源使用的效率，但還未達(dá)到美國(guó)的水平（1980-1995年數(shù)據(jù)）294. 主要污染物排放強(qiáng)度降低注：近年來(lái)GDP持續(xù)增長(zhǎng)，主要污染物排放卻有所下降來(lái)源：中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒，中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)30 排放源源頭控制 大氣 受體 受體人類 動(dòng)物 植物 其他反映自然反饋法律途徑 排放源 大氣 受體污染物擴(kuò)散、混合、反應(yīng)與空氣傳輸3.1.4 大氣污染控制及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)1.空氣污染及控制系統(tǒng)312.大氣污染控

10、制的研究?jī)?nèi)容 空氣污染源污染物在大氣中的物理、化學(xué)行為污染物對(duì)受體的影響污染控制技術(shù)控制大氣污染的法律法規(guī) 323. 中華人民共和國(guó)大氣污染防治法1987年9月5日由第六屆全國(guó)人大常委會(huì)第22次會(huì)議通過(guò)，1988年6月1日起執(zhí)行1995年8月29日，第八屆全國(guó)人大常委會(huì)第15次會(huì)議對(duì)該法進(jìn)行了修訂2000年對(duì)該法再次修訂331995年8月29日修改后的大氣污染防治法，在控制大氣污染，改善大氣環(huán)境質(zhì)量方面起到了積極的作用：強(qiáng)化了酸雨和二氧化硫污染控制推動(dòng)了煤炭的清潔利用加快了淘汰嚴(yán)重污染大氣的落后工藝和設(shè)備的步伐開(kāi)始生產(chǎn)和使用無(wú)鉛汽油法規(guī)實(shí)施后，一些地區(qū)依法強(qiáng)化環(huán)境管理，大氣環(huán)境質(zhì)量確實(shí)得到了改

11、善 34但未能有效地遏制大氣環(huán)境質(zhì)量的惡化： 大氣污染形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻，大多數(shù)城市還處于比較嚴(yán)重的污染程度；缺少推動(dòng)煤炭清潔利用的法律措施，燃煤污染仍然沒(méi)有得到有效遏制；大中城市機(jī)動(dòng)車(chē)排氣污染正在迅速增加；大多數(shù)城市揚(yáng)塵污染突出；大氣污染物排放總量居高不下，缺少有效的法律措施；現(xiàn)行法律的法律責(zé)任部分內(nèi)容偏少，力度不夠。 352000年第二次修訂的指導(dǎo)思想面對(duì)現(xiàn)實(shí)，對(duì)我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期難以改變的現(xiàn)狀以及經(jīng)濟(jì)條件給予了充分考慮；針對(duì)要害，主要是針對(duì)燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)、揚(yáng)塵等造成的大氣污染；抓住重點(diǎn)，主要是抓住重點(diǎn)城市、重點(diǎn)區(qū)域；在禁止超標(biāo)排放、按排污量收費(fèi)，以及總量控制和排污許可證方面取得了重大

12、突破；強(qiáng)化法律責(zé)任，加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)督。365. 大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) GB30951996環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB162971996大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)37行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB 31999鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB49151996水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB90781996工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB161711996煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB132231996火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB1455493 惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB 11999輕型汽車(chē)污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB14761.293車(chē)用汽油機(jī)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14761.593汽油車(chē)怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB147

13、61.693柴油車(chē)自由加速煙度排放標(biāo)準(zhǔn)GB14761.793汽車(chē)柴油機(jī)全負(fù)荷煙度排放標(biāo)準(zhǔn)GB1462193 摩托車(chē)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB 52000飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)38GB546891 鍋爐煙塵測(cè)試方法GB1164289 輕型汽車(chē)排氣污染物測(cè)試方法GB/T1476293車(chē)用汽油機(jī)排氣污染物試驗(yàn)方法GB/T1476393汽油車(chē)燃油蒸發(fā)污染物的測(cè)量 收集法GB1134089 汽車(chē)曲軸箱排放物測(cè)量方法GB/T384593汽油車(chē)排氣污染物的測(cè)量怠速法GB/T384693柴油車(chē)自由加速煙度的測(cè)量GB384783 汽油柴油機(jī)全負(fù)荷煙度測(cè)量法GB/T546693摩托車(chē)排氣污染物的測(cè)量 怠速法GB/T1

14、462293摩托車(chē)排氣污染物的測(cè)量 工況法標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法39環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ambient air quality standard主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分、標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)、污染物項(xiàng)目、取值時(shí)間及濃度限值，采樣與分析方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)適用于全國(guó)范圍的環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)。 40各項(xiàng)污染物的濃度限值注：適用于城市地區(qū)；適用于牧業(yè)區(qū)和以牧業(yè)為主的半農(nóng)半牧區(qū)，蠶桑區(qū)；適用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)區(qū)。污染物名稱取值時(shí)間濃度限值濃度單位一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫SO2年平均日平均1小時(shí)平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70mg/m3 (標(biāo)準(zhǔn)

15、狀態(tài))總懸浮顆粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50mg/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))可吸入顆粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))二氧化氮NO2年平均日平均1小時(shí)平均0.040.080.120.080.120.240.080.120.24mg/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))一氧化碳CO日平均1小時(shí)平均4.0010.004.0010.006.0020.00mg/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))臭氧O31小時(shí)平均0.160.200.20mg/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))鉛Pb季平均年平均1.501.00g/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))苯并a芘BaP日平均0.01g

16、/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氟化物F日平均1小時(shí)平均720g/m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))月平均植物生長(zhǎng)季平均1.81.23.02.0g/(dm2d)413.2 大氣污染氣象學(xué)基礎(chǔ)3.2.1 大氣圈結(jié)構(gòu)與氣象要素42臭氧層 大氣圈的結(jié)構(gòu)。大氣層可以分為對(duì)流層（最貼近地面、密度最大的一層）、平流層（較高的、氣體組成相同但密度較小的氣層）以及電離層（由已電離的氣體組成）電離層平流層大氣圈垂直結(jié)構(gòu)對(duì)流層4344大氣圈垂直結(jié)構(gòu)對(duì)流層（10km左右）集中了大氣質(zhì)量的3/4和全部的水蒸氣，主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層溫度隨高度的增加而降低，每升高100m平均降溫0.650C強(qiáng)烈對(duì)流作用溫度和濕度的水平分布不均大氣邊界層對(duì)流層

17、下層12km，地面阻滯和摩擦 作用明顯自由大氣大氣邊界層以上，地面摩擦可以忽略 近地層地面上50100m，熱量和動(dòng)量的常通量層45大氣圈垂直結(jié)構(gòu)平流層（對(duì)流層頂5055km）同溫層對(duì)流層頂3540km，氣溫-550C左右同溫層以上，氣溫隨高度增加而增加集中了大部分臭氧沒(méi)有對(duì)流運(yùn)動(dòng)，污染物停留時(shí)間很長(zhǎng)中間層（平流層頂85km）氣溫隨高度升高而迅速降低對(duì)流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈46大氣圈垂直結(jié)構(gòu)暖層（中間層頂800km）氣溫隨高度升高而增高氣體分子高度電離電離層散逸層（暖層以上）氣溫很高，空氣稀薄空氣粒子可以擺脫地球引力而散逸大氣壓力總是隨高度的升高而降低均質(zhì)大氣層8085km以下，成分基本不變47主要?dú)庀笠?/p>

18、1氣溫 天氣預(yù)報(bào)中：1.5m高、百葉箱內(nèi)氣溫。 2氣壓?jiǎn)挝唬簃b（毫巴） 大氣的壓強(qiáng)1atm101326Pa1013.26mb=760mmHg48主要?dú)庀笠?氣濕絕對(duì)濕度1m3濕空氣中含有的水汽質(zhì)量相對(duì)濕度空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽和空氣的絕對(duì)濕度的百分比含濕量濕空氣中1kg干空氣包含的水汽質(zhì)量水汽體積分?jǐn)?shù)水汽在濕空氣中所占的體積分?jǐn)?shù)露點(diǎn)同氣壓下空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度49主要?dú)庀笠?風(fēng)向和風(fēng)速 水平方向的空氣運(yùn)動(dòng)叫做風(fēng)（垂直方向升降氣流） 風(fēng)的來(lái)向叫風(fēng)向（16個(gè)方位圓周等分） 風(fēng)速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)空氣在水平方向上運(yùn)動(dòng)距離（2或10min平均） (km/h) F風(fēng)力級(jí)（012級(jí)） 50主要?dú)庀笠?云 大氣中水汽的凝結(jié)現(xiàn)象叫做云（使氣溫隨高度變化?。?云量:天空被云遮蔽的成數(shù)（我國(guó)10分，國(guó)外8分） 云高:云底距地面底高度 低云（2500m以下） 中云（25005000m） 高云（5000m以上） 云狀:卷云（線）,積云（塊）,層云（面),雨層云(無(wú)定形） 51主要?dú)庀笠?能見(jiàn)度 正常視力的人，在天空背景