大氣污染控制工程 1.1 概論專業(yè)課教材

大氣污染控制技術(shù)王紅hfang2009@163.com大氣污染控制技術(shù)11概論本課程的主要內(nèi)容：大氣污染的基礎(chǔ)知識：大氣污染，污染源，污染物等；燃料、燃燒與燃燒設(shè)備的基礎(chǔ)知識；顆粒狀污染物控制技術(shù)；氣態(tài)污染物控制技術(shù)：脫硫脫氮；大氣污染控制系統(tǒng)：集氣罩、通風(fēng)機(jī)等；廢氣治理設(shè)備的安裝、運行與維護(hù)管理。

大氣污染控制技術(shù)21概論課程任務(wù)與目的：熟悉并掌握大氣污染控制方面的基礎(chǔ)知識；能夠分析并解決實際中大氣污染方面的基本問題；了解并掌握基本的大氣污染控制系統(tǒng)；為日后工作奠定全面的環(huán)境工程基礎(chǔ)，全面發(fā)展；考取注冊環(huán)境工程師必考內(nèi)容。大氣污染控制技術(shù)31概論課程特點及教學(xué)方法特點：內(nèi)容多：緒論和十二章內(nèi)容；學(xué)時少：總共72學(xué)時，去掉實驗、實踐學(xué)時，平均每章6學(xué)時。教學(xué)方法：講授與自學(xué)相結(jié)合：重點內(nèi)容詳細(xì)講，一般內(nèi)容簡略講，部分內(nèi)容自學(xué)。大氣污染控制技術(shù)41概論對同學(xué)學(xué)習(xí)的要求：按時上課；課前認(rèn)真預(yù)習(xí)；上課認(rèn)真聽講、積極思考問題、有問題可以隨時提問；書上有的內(nèi)容可以不記筆記；課后認(rèn)真閱讀有關(guān)的章節(jié)；獨立、認(rèn)真的完成作業(yè)；大氣污染控制技術(shù)51概論使用的教材及參考書：教材：《大氣污染控制工程》參考書：郝吉明、馬廣大主編《大氣污染控制工程》，高等教育出版社，2002年大氣污染控制技術(shù)61概論考核方式平時成績：占10％，包括是否有上課遲到、早退、曠課等，平時上課點名抽查。作業(yè)：占10％，包括是否按時獨立完成作業(yè)，作業(yè)的水平?？荚嚕赫?0％，閉卷筆試。大氣污染控制技術(shù)71概論希望大家認(rèn)真學(xué)習(xí)努力取得好成績大氣污染控制技術(shù)81概論1概論大氣污染控制技術(shù)91概論1概論本章主要內(nèi)容：了解大氣、大氣污染的基本概念；了解全球及我國的主要大氣環(huán)境問題；了解大氣污染的危害；掌握造成大氣污染的污染源種類和污染物類型；依據(jù)大氣污染控制的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，利用各種技術(shù)對大氣污染進(jìn)行綜合防治。大氣污染控制技術(shù)101概論1.1大氣與大氣污染1.1.1大氣和空氣大氣是指環(huán)繞地球的全部空氣的總和（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義）。環(huán)境空氣是指暴露在人群、植物、動物和建筑物之外的室外空氣。注：大氣的范圍更大些，環(huán)境空氣的范圍相對小。環(huán)境工程中所說的大氣是指環(huán)境空氣。大氣污染控制技術(shù)111概論1.1.2大氣圈及其垂直結(jié)構(gòu)大氣圈是受地心吸引隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣（自然地理學(xué)定義）。大氣圈層界定為1200～1400km。1400km以外空氣非常稀薄，是宇宙空間。根據(jù)大氣溫度垂直分布特點，并考慮大氣垂直運動，世界氣象組織將大氣分為五層：對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。

大氣污染控制技術(shù)121概論大氣污染控制技術(shù)131概論1）對流層最接近地面,平均厚度約12千米.占大氣總質(zhì)量的90％。對流層特點：溫度隨高度的增加而下降。不能直接吸收太陽輻射，吸收地面熱輻射。空氣對流。下部氣溫高，上部氣溫低，發(fā)生垂直對流；陸海之分、地面不同地區(qū)溫度差別形成水平對流。溫度、濕度等要素水平分布不均勻。氣流做垂直和水平運動，水蒸氣、塵埃、微生物及人類活動產(chǎn)生的有毒物質(zhì)使化學(xué)過程十分活躍；伴隨氣團(tuán)變冷或變熱，水汽形成雨、雪、雹等氣象現(xiàn)象。通常所講的大氣污染就是指這一層，對人類的影響較大，特別是離地面1~2km的近地層。大氣污染控制技術(shù)141概論2）平流層對流層上面是平流層。距地面高度可達(dá)50—60km。所占空間比對流層大幾倍，大氣密度低，總質(zhì)量只占大氣總質(zhì)量的5％。平流層的特點:①污染物在平流層中擴(kuò)散速度慢，停留時間長，可達(dá)數(shù)十年；②大氣溫度隨高度的增加而升高。原因：含有臭氧，強(qiáng)烈吸收太陽紫外線使溫度隨高度迅速增加，形成顯著的暖層，即臭氧層。注：臭氧層防護(hù)太陽輻射和宇宙輻射的致命危害。平流層與人類關(guān)系也十分密切。大氣污染控制技術(shù)151概論3）中間層平流層上面是中間層，距地面80—85km。沒有臭氧吸收太陽紫外線，氣溫隨高度增加迅速下降。4）暖層位于中間層頂?shù)?00km高度。特點：氣體密度低，氣體在宇宙射線作用下呈電離狀態(tài)，又稱為電離層，其溫度隨高度增加而上升。電離層使無線電波返回地面，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊。5）逸散層大氣的外層，位于800km以上高空。氣體更加稀薄，距地面愈遠(yuǎn)，氣溫愈高，氣體分子電離度愈大。氣體粒子（主要是原子態(tài)的氧、氫、氦等）的運動速度可達(dá)12km/S。氣體粒子在這樣高速下能克服地球引力而逸向星際空間。大氣污染控制技術(shù)161概論1.1.3大氣組成自然狀態(tài)下大氣組成：混合氣體、水汽和懸浮微粒。干潔空氣：除去水汽和微粒的空氣。主要成分:N2、O2和Ar，三者共占總?cè)莘e的99.96％以上；次要成分不到0.04％，CO2、Ne、He、Kr等。大氣中的水汽含量隨時間、地點、氣象條件變化大，含量不多，但對天氣變化起重要作用。自然大氣的懸浮微粒由自然因素造成，如巖石和土壤風(fēng)化、火山爆發(fā)、海水飛沫等，多數(shù)在大氣底層?？諝庵心撤N物質(zhì)的含量遠(yuǎn)大于自然化學(xué)組成含量或空氣中出現(xiàn)自然化學(xué)組成中沒有的成分，就構(gòu)成污染。水不被看作是空氣污染物。大氣污染控制技術(shù)171概論1.1.4大氣污染及分類1.大氣污染定義按照國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）作出定義，大氣污染：由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度達(dá)到足夠的時間，并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了壞境的現(xiàn)象。

人類的活動包括生活活動和生產(chǎn)活動。自然過程包括火山活動、山林火災(zāi)、海嘯、土壤和巖石風(fēng)化及大氣圈的空氣活動等。自凈作用。危害人體的舒適、健康包括對人體正常生理機(jī)能的影響，引起急性病、慢性病以至死亡等；福利包括與人類協(xié)調(diào)并共存的生物、自然資源以及財產(chǎn)、器物等。

大氣污染控制技術(shù)181概論2.大氣污染的分類按大氣污染的范圍分類：局部地區(qū)大氣污染。如某個工廠煙囪排氣的直接影響；區(qū)域性大氣污染。如工礦區(qū)或其附近地區(qū)或整個城市大氣受到污染；廣域性大氣污染。城市、大工業(yè)地帶可以看到；全球性大氣污染。由于人類的活動，大氣中硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳、氯氟烴化合物和飄塵的不斷增加，造成跨國界的酸性降雨、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞等。

大氣污染控制技術(shù)191概論

根據(jù)污染原因和污染物的組成分類：煤煙型污染：由燃煤工業(yè)的煙氣排放及家庭爐灶等燃煤設(shè)備的煙氣排放造成的。我國大部分的城市污染屬于此類型污染。石油型污染：由于燃燒石油向大氣中排放有害物質(zhì)造成的?；旌闲臀廴荆河擅禾亢褪驮谌紵蚣庸み^程中產(chǎn)生的混合物造成的大氣污染。特殊型污染-----由于各類工業(yè)企業(yè)排放的特殊氣體(如氯氣、硫化氫、氟化氫、金屬蒸汽等)引起的大氣污染。大氣污染控制技術(shù)201概論1.1.5全球性大氣污染問題一．大氣污染的回顧1）第一階段：18世紀(jì)末到20世紀(jì)中期燃煤引起的“煤煙型”污染，煙塵和SO2是主要污染物。采取了一定的消煙除塵措施，只解決了視覺上的煙塵污染，飄塵和SO2污染更嚴(yán)重。

2）第二階段：20世紀(jì)50年代至60年代各國工業(yè)畸形發(fā)展，汽車數(shù)量猛增，石油類燃料成倍增長，飄塵、SO2、重金屬、NOx、COx和HC等污染物普遍存在，形成“復(fù)合型污染”。大氣污染控制技術(shù)211概論如：“倫敦?zé)熿F”，美國的“多諾拉煙霧”等，由大氣中SO2和飄塵中的重金屬共同作用引起，即硫酸煙霧；美國“洛杉磯煙霧”，由汽車排放廢氣引起的光化學(xué)煙霧事件。3）第三階段：20世紀(jì)70年代以后人們對大氣污染采取了一些治理措施，但CO、NOx、SO2和光化學(xué)煙霧等污染很嚴(yán)重。由于汽車數(shù)量猛增，大氣污染范圍不斷擴(kuò)大，由點、線、面擴(kuò)展到廣域乃至全球性污染。如酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層破壞等。大氣污染控制技術(shù)221概論大氣污染大氣污染控制技術(shù)231概論熱電廠——燃煤型污染大氣污染控制技術(shù)241概論工業(yè)源和交通源的混合型污染大氣污染控制技術(shù)251概論集中供熱點源排放大氣污染控制技術(shù)261概論生活低矮源排放大氣污染控制技術(shù)271概論焚燒落葉大氣污染控制技術(shù)281概論人類生產(chǎn)活動的排放大氣污染控制技術(shù)291概論城區(qū)機(jī)動車尾氣污染大氣污染控制技術(shù)301概論某街道機(jī)動車尾氣污染大氣污染控制技術(shù)311概論自然過程—沙塵暴大氣污染控制技術(shù)321概論大氣污染大氣污染控制技術(shù)331概論洛杉嘰光化學(xué)煙霧

大氣污染控制技術(shù)341概論臭氧空洞大氣污染控制技術(shù)351概論沙塵暴大氣污染控制技術(shù)361概論大氣污染控制技術(shù)371概論大氣污染控制技術(shù)381概論二．溫室效應(yīng)

1．溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)：CO2與甲烷、N2O、O3、氟氯碳、水蒸氣等微量氣體，可以使太陽短波輻射幾乎無衰減地通過，卻可以吸收地面的長波輻射，引起全球氣溫升高的現(xiàn)象。CO2是最主要的溫室氣體。2．產(chǎn)生原因CO2急劇增加原因：礦物燃料大量燃燒，100億t/年；大面積的森林消失。甲烷增加原因：家畜飼養(yǎng)、生物質(zhì)能的利用、使用礦物燃料、垃圾填埋等。氟里昂（CFCS）大量使用和排放，僅次于CO2。3．影響對全球氣候環(huán)境影響：海平面上升；氣候帶的移動；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；人類健康；生物多樣性。大氣污染控制技術(shù)391概論全球氣候變暖大氣污染控制技術(shù)401概論全球平均氣溫的變化大氣污染控制技術(shù)411概論大氣中二氧化碳含量的變化大氣污染控制技術(shù)421概論三．臭氧層破壞1．臭氧層及臭氧空洞臭氧層：地球大氣圈的平流層中，有一個O3濃度達(dá)10ppm的小圈層。臭氧層作用：對紫外線有極強(qiáng)的吸收作用（達(dá)99%），保護(hù)人類和生物受紫外線的傷害?？茖W(xué)監(jiān)測表明：1969年以來，北半球冬季臭氧層的臭氧含量平均減少3%～5%；南極上空每年在9至10月臭氧層中的臭氧含量平均減少50%，周期性出現(xiàn)臭氧層空洞。2.原因：超音速飛機(jī)在平流層內(nèi)排放大量NOx，大量生產(chǎn)和使用CFCS為代表的氯氟化合物。大氣污染控制技術(shù)431概論臭氧層破壞臭氧分子吸收紫外線分解為一個氧氣分子和一個氧原子：氧氣分子可以吸收紫外線分解為兩個氧原子：氧氣分子和氧原子也可以合并生成臭氧分子，以便吸收更多的紫外線：大氣污染控制技術(shù)441概論上述反應(yīng)過程吸收了99％的來自于太陽的紫外線。氟氯烴（CFCs）很大程度上導(dǎo)致了平流層臭氧的減少。這兩個反應(yīng)都造成了臭氧的減少。大氣污染控制技術(shù)451概論1979－1986年TOMS測得的總臭氧全球平均值注：Dobson單位－將0°C，標(biāo)準(zhǔn)海平面壓力下，10－5m厚的臭氧定義為一個Dobson單位大氣污染控制技術(shù)461概論1979－1986年總臭氧緯向平均值的趨勢臭氧濃度減少的百分比大氣污染控制技術(shù)471概論3．危害人類皮膚癌和白內(nèi)障發(fā)病率提高；人體免疫系統(tǒng)受到抑制；全球氣候變暖的過程加速，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈遭到破壞等。4．保護(hù)措施保護(hù)臭氧層，必須控制消耗臭氧層的化學(xué)物質(zhì)。例如：停止生產(chǎn)和使用國際協(xié)議規(guī)定的氯氟烴等受控物質(zhì)。1993年2月，中國政府批準(zhǔn)了《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰方案》，確定在2010年完全淘汰消耗臭氧層物質(zhì)。大氣污染控制技術(shù)481概論四．酸雨1．酸雨SOx或NOx在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成硫酸或硝酸氣態(tài)膠，或為云、雨雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨。酸雨：被大氣中存在的酸性氣體污染，pH值小于5.60的降水。全球有三大塊酸雨區(qū)：西歐，北美和東南亞。我國酸雨區(qū)：長江以南青藏高原以東地區(qū)以及四川盆地。大氣污染控制技術(shù)491概論1995年全國酸雨分布酸雨主要分布在長江以南、青藏高原以東和四川盆地，影響國土面積1/3左右酸雨、二氧化硫污染控制區(qū)占國土面積11.4%江西萍鄉(xiāng)地區(qū)PH值最低，達(dá)3.67酸雨污染依然突出2003年全國酸雨分布大氣污染控制技術(shù)501概論2．成因SO2與NOx是造成雨水酸化最主要污染物。自然物質(zhì)：火山噴發(fā)，水域自然釋放H2S，動植物分解產(chǎn)生有機(jī)酸，土壤微生物釋放H2S。人為物質(zhì)：燃料燃燒產(chǎn)生SO2、NOX及懸浮固體物排至大氣環(huán)境，經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸、硝酸等酸性物質(zhì)。大氣污染控制技術(shù)511概論酸雨的形成大氣污染控制技術(shù)521概論3．危害酸雨造成土壤、巖石中的有毒金屬元素溶解，流入河川或湖泊，嚴(yán)重時使魚類大量死亡；水生植物和酸化水灌溉的農(nóng)作物，累積有毒金屬，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，影響人類健康；造成土壤中礦物質(zhì)大量流失，植物無法獲得充足的養(yǎng)分，將枯萎、死亡；湖泊酸化，改變生態(tài)系，湖中生物死亡，變成死湖；酸雨腐蝕建筑物、公共設(shè)施、古跡和金屬物質(zhì)。由于酸性物質(zhì)的大氣輸送特性，酸雨是全球性問題。大氣污染控制技術(shù)531概論酸雨的危害水的低pH值使得魚的骨骼畸形生長，最終導(dǎo)致死亡引起樹木的大量不正常死亡嚴(yán)重腐蝕建筑物大氣污染控制技術(shù)541概論酸雨的危害大氣污染控制技術(shù)551概論4．酸雨控制措施根本途徑是減少酸性物質(zhì)向大氣的排放。①限制高硫煤的開采與使用，使用固硫的型煤，使用鍋爐固硫、脫硫除塵新技術(shù)，使用干凈能源（風(fēng)、太陽能、地?zé)岬龋?；②重點治理火電廠SO2污染，發(fā)展水力和核電站；③煙道氣脫硫脫氮；④發(fā)展內(nèi)燃機(jī)代用燃料，機(jī)動車安裝尾氣催化凈化器，培植耐酸雨農(nóng)作物和樹種等。大氣污染控制技術(shù)561概論大氣污染控制技術(shù)571概論介紹：我國的大氣污染情況

1997年我國能源消費結(jié)構(gòu)大氣污染控制技術(shù)581概論我國煤炭消耗與部分污染物排放年分煤炭消耗污染物排放（億噸）（萬噸）2000年12.451995二氧化硫2003年162158.7二氧化硫

1048.7煙塵

1500氮氧化合物大氣污染控制技術(shù)591概論全國工業(yè)SO2、煙塵、粉塵排放量比較

2003年大氣污染物排放總量又有所上升2003年二氧化硫排放總量2220萬噸，超環(huán)境容量80%萬噸大氣污染控制技術(shù)601概論火力發(fā)電大氣污染控制技術(shù)611概論火電廠是我國控制酸雨和空氣污染的

關(guān)鍵行業(yè)（2003年數(shù)據(jù)）項目總量火電裝機(jī)容量（億千瓦）3.842.86（74.3％）發(fā)電量（億千瓦時）1908015800（82.8％）原煤消耗（億噸）169（56.3％）二氧化硫排放（萬噸）2158.7（工業(yè)）1331.9（61.7％）煙塵排放（萬噸）1048.7（工業(yè)）486.6（46.4％）大氣污染控制技術(shù)621概論中國城市的大氣污染概況1999年全國重點城市主要大氣污染物分布TSPSO2NOx大氣污染控制技術(shù)631概論2002年中國城市空氣質(zhì)量狀況

不同空氣質(zhì)量狀況下的人口比例全國城市空氣質(zhì)量分級比例大氣污染控制技術(shù)641概論不同規(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)大氣污染控制技術(shù)651概論----許多污染物的排放在世界上都位居前列。二氧化硫2001年排放1947.8萬噸居世界第一位；消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）排放量居世界第一位；二氧化碳排放量約31.9億噸，僅次于美國（54.7億噸，占全世界排放總量的24%），居世界第二位，占全世界排放總量的14%。專家研究我國COD排放量也居世界前列。大氣污染控制技術(shù)661概論1.3大氣污染的主要危害（自學(xué)）1.3.1對人體健康的影響1.3.2對植物的傷害1.3.3對器物和材料的影響1.3.4對大氣能見度的影響

大氣污染控制技術(shù)671概論1.4大氣環(huán)境質(zhì)量控制法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)大氣污染控制的相關(guān)法規(guī)及環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。1．大氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的種類及作用（1）大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對大氣環(huán)境中各種污染物含量的限度。目標(biāo)：保障人體健康和生態(tài)系統(tǒng)不受破壞。進(jìn)行大氣質(zhì)量管理和評價、制定大氣污染防治規(guī)劃和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)，環(huán)境管理部門的監(jiān)督依據(jù)。（2）大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對從污染源出口排入大氣的污染物含量的限度，以實現(xiàn)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)。是直接控制污染物的排放量和進(jìn)行凈化裝置設(shè)計的依據(jù)，是環(huán)境質(zhì)量要求和國家治理技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)。大氣污染控制技術(shù)681概論①按污染擴(kuò)散