第五章大氣污染及其防治

1、第四章第四章 大氣污染及其防治大氣污染及其防治5.1 概述概述5.1.1大氣圈及其結(jié)構(gòu)大氣圈及其結(jié)構(gòu)1.大氣圈大氣圈 在自然地理學(xué)上，把由于地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層叫做在自然地理學(xué)上，把由于地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層叫做大氣圈。大氣圈。2.大氣圈的結(jié)構(gòu)大氣圈的結(jié)構(gòu)(1)對(duì)流層對(duì)流層(2)平流層平流層(3)中間層中間層(4)熱層熱層(5)外層（逸散層）外層（逸散層）5.1.2 大氣的組成5.1.3大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)于1996年特頒布了中華人民共和國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)5.2 大氣污染源及污染類型5.2.1 大氣污染及其分類 大氣污染：大氣污染：是指進(jìn)入大氣層的污染物的濃度超過(guò)環(huán)境所能允許的

2、極限，使大氣質(zhì)量惡化，從而危害生物的生活環(huán)境，影響人體健康，給正常的工農(nóng)業(yè)帶來(lái)不良的大氣狀況。 分類： 根據(jù)影響所設(shè)計(jì)的范圍：根據(jù)影響所設(shè)計(jì)的范圍：局部性污染、地區(qū)性污染、廣域性污染（超過(guò)行政區(qū)域的廣大地域的大氣污染，如比一個(gè)城市更大區(qū)域范圍的酸雨侵害。 ）、全球性污染。 根據(jù)能源性質(zhì)和大氣污染物的組成和反應(yīng)：根據(jù)能源性質(zhì)和大氣污染物的組成和反應(yīng)：煤炭性、石油型、混合型、特殊性。 根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)及其存在的大氣環(huán)境狀況：根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)及其存在的大氣環(huán)境狀況：還原性和氧化性。5.2.2大氣污染源按污染源存在的形式：固定污染物、移動(dòng)污染物污染源的分類污染源的分類按污染物排放的形式：面源、

3、線源、點(diǎn)源按污染物排放的時(shí)間：連續(xù)源、間斷源、瞬時(shí)源按污染物產(chǎn)生的類型：生活污染源、工業(yè)污染源、交通污染源、農(nóng)業(yè)污染源按污染物排放的空間：高架源、地面源5.2.3主要大氣污染物及其發(fā)生機(jī)制大氣污染物：大氣污染物：由人類活動(dòng)或自然過(guò)程排入大氣，對(duì)人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)，稱為大氣污染物。分類按照污染物存在的形態(tài)：顆粒污染物、氣態(tài)污染物按照與污染源的關(guān)系：一次污染物、二次污染物一次污染物：一次污染物：若大氣污染物是從污染源直接排放的原始物質(zhì)，進(jìn)入大氣后其性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化，則稱為一次污染物。二次污染物：二次污染物：若由污染源排出的一次污染物與大氣中原有成分，或幾種污染物之間，發(fā)生了一系列的化學(xué)反應(yīng)

4、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，則所形成的新污染物稱為二次污染物。1.顆粒污染物進(jìn)入大氣的固體粒子和溶液粒子均屬于顆粒污染物。（1）塵粒粒徑大于75um的顆粒物。（2）粉塵 在固體物料的輸送、粉碎、分級(jí)、研磨、裝卸等機(jī)械過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒物，或由于巖石、土壤的風(fēng)華等自然過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒物，懸浮于大氣中稱為粉塵，其粒徑一般小于75um。（3）煙塵 在燃料的燃燒、高溫熔融和化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程中所形成的顆粒物，漂浮于大氣中稱為煙塵。（4）霧塵 小液體粒子懸浮于大氣中的懸浮物總稱（5）煤塵 煤在燃燒過(guò)程中未被完全燃燒的粉塵，大、中型煤碼頭的煤揚(yáng)塵以及露天煤礦的煤揚(yáng)塵等。2.氣態(tài)污染物（1）

5、含硫化合物 主要是SO2、SO3和H2S。 來(lái)源來(lái)源：主要是燃燒含硫煤和石油等燃料，有色金屬冶煉廠、硫酸廠等人為因素造成的。（2）碳的氧化物 主要是CO和CO2。 來(lái)源：來(lái)源： CO主要是由于燃料燃燒不完全所產(chǎn)生的。同時(shí)汽車尾氣的排放也能產(chǎn)生CO（3）含氮氧化物 主要是NO和NO2。 來(lái)源：來(lái)源：化石燃料的燃燒、硝酸的生產(chǎn)或使用、氮肥廠、有機(jī)中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的生產(chǎn)過(guò)程。（4）碳?xì)浠衔铮?）氟氯烴化合物3.二次污染物（1）光化學(xué)煙霧（洛杉磯型） 是大氣NOx、HC及CO等污染物，在強(qiáng)太陽(yáng)光作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而形成的。（2）硫酸煙霧（倫敦型） 當(dāng)大氣的相對(duì)濕度比較高，氣溫比較低

6、，并有顆粒氣溶膠存在時(shí)，SO2就容易形成硫酸煙霧。5.3大氣污染的危害5.4全球性大氣環(huán)境問(wèn)題5.4.1全球氣候變暖1.溫室效應(yīng)加劇 溫室效應(yīng)：大氣中的溫室氣體，允許太陽(yáng)輻射的能量穿過(guò)大氣到達(dá)地表，同時(shí)防止地球發(fā)射的能量逸散的天空。這些氣體的作用如一個(gè)溫室的罩子，其結(jié)果使地層大氣變暖。2.全球氣候變化生物是全球變暖首當(dāng)其沖的受害者。全球變暖更加重了對(duì)食物供應(yīng)的威脅。對(duì)沿海城市的威脅。5.4.2臭氧層被破壞臭氧層有“地球保護(hù)傘”之稱。 一個(gè)氟氯烴分子分解生成的氯原子可以分解近十萬(wàn)個(gè)臭氧分子。保護(hù)臭氧層維也納公約 關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū) 保護(hù)臭氧層赫爾辛基宣言 根據(jù)這些協(xié)議，發(fā)達(dá)國(guó)家在

7、1996年1月1日前，發(fā)展中國(guó)家到2010年最終淘汰臭氧層消耗物。我國(guó)的冰箱業(yè)已與2005年停止使用氟氯烴物質(zhì)。5.4.3酸雨蔓延酸雨：PH值低于5.6的酸性降水。危害：（1）造成森林生態(tài)系統(tǒng)的衰退和森林衰敗。（2）造成土壤酸化，土壤酸化可使一些有毒的金屬離子溶出。（3）酸雨導(dǎo)致生物多樣性減少。（4）酸雨嚴(yán)重?fù)p壞建筑材料和歷史古跡。 大氣污染的主要危害對(duì)象為城市人口。2004年全國(guó)由于大氣污染共造成近35.8萬(wàn)人死亡、約64萬(wàn)呼吸和循環(huán)系統(tǒng)病人住院，約25.6萬(wàn)新發(fā)慢性支氣管炎病人，造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1527.4億元。 水污染的主要健康危害對(duì)象是農(nóng)民。目前，仍有3億農(nóng)民喝不到安全飲用水。5.5

8、大氣污染的防治5.5.1控制大氣污染的基本原則和措施1.加強(qiáng)規(guī)劃管理 以技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性為原則，對(duì)不同地區(qū)確定相應(yīng)的大氣污染控制目標(biāo)，并對(duì)污染源集中地區(qū)實(shí)行總量排放標(biāo)準(zhǔn)、2.推行清潔生產(chǎn)，改善能源結(jié)構(gòu)（1）改變?nèi)剂蠘?gòu)成，改變城市居民燃料構(gòu)成是大氣污染綜合防治的一項(xiàng)有效措施；用清潔的氣體或液體燃料來(lái)代替燃煤；（2）對(duì)燃料進(jìn)行預(yù)處理；燃料脫硫、煤的氣化和液化等；（3）進(jìn)行技術(shù)生產(chǎn)工藝改革綜合利用廢氣；（4）采用集中供熱和聯(lián)片供暖。集中供熱比分散供熱可節(jié)約約30.5%-35%的燃煤，且便于采取除塵和脫硫措施；（5）積極開(kāi)發(fā)清潔能源。3.綜合防治汽車尾氣及揚(yáng)塵污染5.5.2主要大氣污染物的治理技

9、術(shù)1.煙塵治理技術(shù) 除塵器：除塵器：從廢氣中除去或搜集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備，稱為除塵器。（1）除塵裝置的技術(shù)性能指標(biāo) 煙塵的濃度表示 煙塵的個(gè)數(shù)濃度和煙塵的質(zhì)量濃度 除塵裝置的處理量除塵裝置在單位時(shí)間內(nèi)所能處理煙塵量的大小。除塵裝置的效率 總效率總效率：指在同一時(shí)間內(nèi)，由除塵裝置除下的粉塵量與進(jìn)入除塵裝置的粉塵量的百分比； 分級(jí)效率分級(jí)效率：指除塵裝置對(duì)某一粒徑d為中心，粒徑寬度為d范圍的煙塵除塵效率； 通過(guò)率通過(guò)率：指沒(méi)有被除塵裝置除下的煙塵量與除塵裝置入口煙塵的百分比； 多級(jí)除塵效率多級(jí)除塵效率：指在實(shí)際應(yīng)用的除塵系統(tǒng)中，為了提高除塵效率，往往把兩種或多種不同規(guī)格或不同型式的除塵器串聯(lián)使用

10、，這種多級(jí)凈化系統(tǒng)的總效率稱為多級(jí)除塵效率。除塵裝置的壓力損失 壓力損失：壓力損失：表示除塵裝置消耗能量大小的指標(biāo)，有時(shí)也稱為壓力降。 壓力損失的大小用除塵裝置進(jìn)出口處氣流的全壓差來(lái)表示。（2）除塵裝置的分類重力除塵裝置 工作原理：工作原理：是使含塵氣體中的塵粒借助重力作用使之沉降，并將其分離捕集。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、投資少、收效快。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：體積龐大、占地多、效率低，因而不適于除去小塵粒（只對(duì)50um以上的塵粒有較好的捕集作用）。慣性力除塵裝置 工作原理：工作原理：利用粉塵與氣體在運(yùn)動(dòng)中的慣性力不同，使其從氣流中分離出來(lái)的方法稱為慣性力除塵法，它使含塵氣體沖擊擋板或使氣流急劇

11、地改變流動(dòng)方向，然后借助粒子的慣性較大不能隨氣流急劇轉(zhuǎn)彎而從氣流中分離出來(lái)。 包括兩種形式包括兩種形式：以含塵氣體中的粒子沖擊擋板來(lái)收集較粗粒子的沖擊式除塵裝置和通過(guò)改變含塵氣體流動(dòng)方向而來(lái)搜集較細(xì)粒子的反式除塵裝置。離心力除塵裝置 工作原理：工作原理：使含塵氣流沿某一定方向做連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，塵粒在隨氣流旋轉(zhuǎn)中獲得離心力，使其從氣流中分離出來(lái)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備費(fèi)用低，維護(hù)方便，適用于非粘性及非纖維性粉塵的去除，是上述幾種機(jī)械式除塵器中效率最高的，對(duì)大于20um的塵粒有較好的捕集效果，數(shù)中效除塵器，可用于高溫?zé)煔鈨艋?，是?yīng)用廣泛的一種除塵器。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對(duì)小于5um的細(xì)小塵粒的去除效率低。洗

12、滌式除塵裝置 工作原理：工作原理：用液體（一般為水）所形成的液滴、液膜、霧沫等洗滌含塵煙氣，而將塵粒進(jìn)行分離的裝置。 貯水式除塵裝置 加壓水式除塵裝置 旋轉(zhuǎn)式除塵裝置過(guò)濾除塵裝置 工作原理工作原理：使含塵氣體通過(guò)濾料，將塵粒分離捕集，使氣體深入凈化。 內(nèi)部過(guò)濾：內(nèi)部過(guò)濾：把松散多孔的濾料填充框架內(nèi)作為濾層，塵粒是在過(guò)濾材料內(nèi)部進(jìn)行搜集的。 外部過(guò)濾外部過(guò)濾：用濾布或?yàn)V紙做濾料，以最初粘附在濾料表面上的粒層作為過(guò)濾層，在新的濾料上可阻隔粒徑1um以上的塵粒形成初層，由于初層具有多孔性任起濾料作用，可阻隔粒徑小于1um的塵粒。當(dāng)濾料上粉塵粘附到一定厚度時(shí)，阻力增大，則要進(jìn)行清灰收層。清灰后的初層仍

13、附著在濾料上。電除塵裝置 工作原理：利用高壓直流電源產(chǎn)生的靜電力的作用實(shí)現(xiàn)固體液體粒子與氣流分離。 分類：分類： 根據(jù)電極形狀的不同，電除塵器可分為平板型電除塵器和圓筒型電除塵器。 根據(jù)除塵過(guò)程中是否采用液體或蒸汽介質(zhì)，電除塵器又分濕式和干式電除塵器。2.主要?dú)怏w污染物的治理技術(shù)(1)從排煙中去除SO2的技術(shù) 排煙脫硫排煙脫硫：從排煙中去除SO2的技術(shù)簡(jiǎn)稱“排煙脫硫”。 拋棄法拋棄法：將脫硫的生成物作為固體廢棄物拋棄掉，方法簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉。 回收法回收法：將SO2轉(zhuǎn)化成有用的物質(zhì)予以回收，成本高，存在副產(chǎn)品的應(yīng)用及銷路問(wèn)題，但對(duì)環(huán)境保護(hù)有利。 濕法脫硫濕法脫硫：用水或水溶液做吸收劑吸收煙氣中SO2。 根據(jù)所采用的吸附劑種類，可分為氨法、鈉法、石灰-石膏法、鎂法以及催化氧化法。 干法脫硫干法脫硫：用固體吸收劑吸收或用吸附劑吸收吸附煙氣中SO2的方法。 主要有活性炭法、活性氧化錳吸收法、接觸氧化法以及還原法。（2）從排煙中去除NOx的技術(shù) 從排煙中