第六章大氣污染及防治

1、第六章大氣污染及其防治 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、大氣圈及其結(jié)構(gòu)一、大氣圈及其結(jié)構(gòu)1 1、大氣圈、大氣圈 在自然地理學(xué)上，把隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣在自然地理學(xué)上，把隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣層稱為大氣圈。在通常狀態(tài)下，可以認(rèn)為從層稱為大氣圈。在通常狀態(tài)下，可以認(rèn)為從地表至地表至1200-1400km1200-1400km的大氣層作為大氣圈厚的大氣層作為大氣圈厚度。在大氣圈中的空氣分布不均勻，隨著離度。在大氣圈中的空氣分布不均勻，隨著離地表高度的增加，空氣越來越稀薄。地表高度的增加，空氣越來越稀薄。2 2、大氣圈的結(jié)構(gòu)、大氣圈的結(jié)構(gòu) 根據(jù)大氣圈中大氣組成、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以根據(jù)大氣圈中大氣組成、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及大氣垂直高

2、度上溫度的變化的不同，及大氣垂直高度上溫度的變化的不同，大氣圈可分為大氣圈可分為對(duì)流層、平流層、中間層、對(duì)流層、平流層、中間層、電離層和散逸層。電離層和散逸層。 距地球表面距地球表面85km85km的高空，大氣的主要成分的高空，大氣的主要成分的組成比例幾乎沒有變化，稱為均質(zhì)大氣層，根據(jù)氣溫的垂的組成比例幾乎沒有變化，稱為均質(zhì)大氣層，根據(jù)氣溫的垂直變化，均質(zhì)層分為對(duì)流層、平流層和中間層。直變化，均質(zhì)層分為對(duì)流層、平流層和中間層。 均質(zhì)層以外的大氣層，氣體組成隨高度變化大，為非均均質(zhì)層以外的大氣層，氣體組成隨高度變化大，為非均質(zhì)層，包括電離層和散逸層。質(zhì)層，包括電離層和散逸層。（1 1）對(duì)流層）對(duì)

3、流層 對(duì)流層是大氣圈的最下層，是指從地表至離地對(duì)流層是大氣圈的最下層，是指從地表至離地101012km12km以內(nèi)的這一層大氣。以內(nèi)的這一層大氣。 對(duì)流層的大氣密度最大，只有十幾千米厚的對(duì)流層的對(duì)流層的大氣密度最大，只有十幾千米厚的對(duì)流層的空氣量就占了整個(gè)大氣層大氣總質(zhì)量的空氣量就占了整個(gè)大氣層大氣總質(zhì)量的7575左右。左右。 在對(duì)流層中，正常條件下的空氣溫度是隨高度增加而在對(duì)流層中，正常條件下的空氣溫度是隨高度增加而降低的，大約每升高降低的，大約每升高100100米，氣溫降低米，氣溫降低0.60.6C,C,因此具有強(qiáng)因此具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，但有時(shí)會(huì)形成逆溫。烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，但有時(shí)會(huì)形成逆溫。

4、對(duì)流層與人類的.關(guān)系最密切，大氣污染主要發(fā)生在這一層 .（2 2）平流層）平流層 對(duì)流層以上直至離地表對(duì)流層以上直至離地表50km50km的大氣層為平流層。的大氣層為平流層。 在平流層中沒有什么塵埃和水汽，空氣比對(duì)流層稀薄在平流層中沒有什么塵埃和水汽，空氣比對(duì)流層稀薄得多。平流層中氣溫隨高度的增加有所增加，因此平流層得多。平流層中氣溫隨高度的增加有所增加，因此平流層大氣處于平流狀態(tài)，氣流穩(wěn)定且透明度好，適宜飛機(jī)飛行。大氣處于平流狀態(tài)，氣流穩(wěn)定且透明度好，適宜飛機(jī)飛行。然而一旦污染物進(jìn)入平流層，則會(huì)長期滯留。然而一旦污染物進(jìn)入平流層，則會(huì)長期滯留。 在平流層的中上部，由于受陽光紫外線輻射，使在平

5、流層的中上部，由于受陽光紫外線輻射，使O O2 2發(fā)生發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了化學(xué)反應(yīng)生成了O O3 3而形成了臭氧層，臭氧層吸收了陽光中對(duì)生而形成了臭氧層，臭氧層吸收了陽光中對(duì)生物殺傷力極強(qiáng)的短波紫外線和宇宙射線，從而保護(hù)了地球上的物殺傷力極強(qiáng)的短波紫外線和宇宙射線，從而保護(hù)了地球上的生物免受其害。生物免受其害。 目前由于人類活動(dòng)，使一些有機(jī)污染物進(jìn)入平流層，使目前由于人類活動(dòng)，使一些有機(jī)污染物進(jìn)入平流層，使臭氧層受到破壞，給地球上的生物造成危害，必須引起我們的臭氧層受到破壞，給地球上的生物造成危害，必須引起我們的高度重視。高度重視。 （3 3）中間層）中間層 平流層頂至離地表平流層頂至離地表80

6、km 80km 這一層。有強(qiáng)烈的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，這一層。有強(qiáng)烈的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，氣溫隨高度增加而下降。氣溫隨高度增加而下降。（4 4）電離層）電離層 在離地在離地8080800km800km左右的這一空間稱為電離層。下部由分子左右的這一空間稱為電離層。下部由分子氮組成，上部由原子氧組成，氣溫隨高度增加而迅速上升。氮組成，上部由原子氧組成，氣溫隨高度增加而迅速上升。（5 5）散逸層）散逸層 電離層以上的大氣層稱為逸散層，是大氣層向星際空電離層以上的大氣層稱為逸散層，是大氣層向星際空間過渡的區(qū)域，沒有什么明顯的界限。間過渡的區(qū)域，沒有什么明顯的界限。二、大氣的組成二、大氣的組成 （一）大氣的（一）大氣

7、的恒定組分恒定組分 （二）大氣的（二）大氣的可變組分可變組分 （三）大氣的（三）大氣的不定組分不定組分（一）大氣的恒定組分（一）大氣的恒定組分 大氣的恒定組分是指大氣中的大氣的恒定組分是指大氣中的O O2 2 (20.9%）、N N2 2 （78.1%）和稀有氣體和稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣氡氣0.96 % ）。在近地層大氣中這些氣體組分的含量幾。在近地層大氣中這些氣體組分的含量幾乎可認(rèn)為是不變的，它們約占大氣總量的乎可認(rèn)為是不變的，它們約占大氣總量的99.96%99.96%。（二）大氣的可變組分（二）大氣的可變組分 主要指主要指COCO2 2和

8、和H H2 2O O，這些氣體組分受不同地區(qū)氣候、季，這些氣體組分受不同地區(qū)氣候、季節(jié)等多種因素的影響而發(fā)生變化。節(jié)等多種因素的影響而發(fā)生變化。 正常狀況下，正常狀況下，H H2 2O O約占約占0 04 4，COCO2 2約占約占0.033%0.033%。 由恒定組分和可變組分所組成的大氣稱為潔凈大氣。由恒定組分和可變組分所組成的大氣稱為潔凈大氣。 （三）大氣的不定組分（三）大氣的不定組分 大氣中的塵埃、硫化物、氮氧化物、硫氧化物等大氣中的塵埃、硫化物、氮氧化物、硫氧化物等是大氣中的不定組分，當(dāng)它們進(jìn)入大氣后，可能造成是大氣中的不定組分，當(dāng)它們進(jìn)入大氣后，可能造成大氣污染。大氣污染。 1 1

9、、大氣中不定組分的來源、大氣中不定組分的來源 自然界的火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震等暫時(shí)性的自然界的火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震等暫時(shí)性的災(zāi)害所引起。災(zāi)害所引起。 由于人類社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，城市增多與擴(kuò)大，人口密集，由于人類社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，城市增多與擴(kuò)大，人口密集，或由于城市工業(yè)布局不合理，環(huán)境管理不善等人為因素，使或由于城市工業(yè)布局不合理，環(huán)境管理不善等人為因素，使得大氣中增加或增多了某些不定組分，如煤煙、塵、硫氧化得大氣中增加或增多了某些不定組分，如煤煙、塵、硫氧化物、氮氧化物等，這是空氣中不定組分的最主要來源，也是物、氮氧化物等，這是空氣中不定組分的最主要來源，也是造成空氣污染的主要根

10、源。造成空氣污染的主要根源。 第二節(jié)第二節(jié) 大氣污染及污染源大氣污染及污染源一、大氣污染的概念一、大氣污染的概念 自然界中局部的質(zhì)能轉(zhuǎn)化和人類的生產(chǎn)自然界中局部的質(zhì)能轉(zhuǎn)化和人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)，改變大氣圈中某些原有成分和和生活活動(dòng)，改變大氣圈中某些原有成分和向大氣中排放有毒害物質(zhì)，致使大氣質(zhì)量惡向大氣中排放有毒害物質(zhì)，致使大氣質(zhì)量惡化，影響原來的生態(tài)平衡體系，嚴(yán)重威脅著化，影響原來的生態(tài)平衡體系，嚴(yán)重威脅著人體健康和正常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)建筑物和設(shè)人體健康和正常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對(duì)建筑物和設(shè)備財(cái)產(chǎn)等構(gòu)成損壞備財(cái)產(chǎn)等構(gòu)成損壞, ,即為大氣污染。即為大氣污染。大氣環(huán)境質(zhì)量保證的重要性大氣環(huán)境質(zhì)量保證的重要性

11、 人需要呼吸空氣以維持生命。一個(gè)人需要呼吸空氣以維持生命。一個(gè)成年人每天呼吸大約成年人每天呼吸大約2 2萬多次，吸入空氣達(dá)萬多次，吸入空氣達(dá)15152020立方米。被污染了的空氣對(duì)人體健康立方米。被污染了的空氣對(duì)人體健康有直接的影響。因此必須對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量采有直接的影響。因此必須對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量采取保護(hù)措施。取保護(hù)措施。二、大氣污染源二、大氣污染源1 1、按發(fā)生類型分按發(fā)生類型分：工業(yè)污染源工業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源農(nóng)業(yè)污染源生活污染源生活污染源交通運(yùn)輸污染源交通運(yùn)輸污染源2 2、按排放空間分按排放空間分： 高架源：在距地面一定高度排放污染物，如電廠煙囪等高架源：在距地面一定高度排放污染物，如電廠煙囪

12、等 低架源：在地面上或離地面高度很低的排放源低架源：在地面上或離地面高度很低的排放源3 3、按排放形式分按排放形式分: :1、點(diǎn)源：集中在一點(diǎn)或在可當(dāng)作一點(diǎn)的小范圍內(nèi)排放污染物，如煙囪等2、線源沿著一條線排放污染物，如汽車、火車等3、面源在一個(gè)大范圍內(nèi)排放污染物，如煤田自燃的煤堆、密集而低矮的居民住宅煙囪群等三、大氣主要污染物三、大氣主要污染物 （一）顆粒物（一）顆粒物 （二）硫氧化物（二）硫氧化物 （三）氮氧化物（三）氮氧化物 （四）碳氧化物（四）碳氧化物 （五）光化學(xué)氧化劑（五）光化學(xué)氧化劑 氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物（一）顆粒物（一）顆粒物 1.1.總懸浮顆粒物：總懸浮顆粒物： 用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆

13、粒采樣器在濾膜上所收集到的用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集到的顆粒物的總質(zhì)量，通常稱為總懸浮顆粒物。用顆粒物的總質(zhì)量，通常稱為總懸浮顆粒物。用TSPTSP表示。其粒徑在表示。其粒徑在100um100um以下，尤以以下，尤以10um10um以下的為最以下的為最多。多。（1 1）粉塵）粉塵 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定，粒徑小于75m的固體懸浮物定義為粉塵。 在大氣中粉塵的存在是保持地球溫度的主要原因之一，大氣中過多或過少的粉塵將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。 在生活和工作中，生產(chǎn)性粉塵是人類健康的天敵，是誘發(fā)多種疾病的主要原因。粉塵的主要存在形式：粉塵的主要存在形式：土壤和巖石風(fēng)化后分裂成許多細(xì)小的顆粒，它

14、們伴隨著花粉，孢子以及其他有機(jī)顆粒在空中隨風(fēng)飄蕩。許多粉塵是工業(yè)和交通運(yùn)輸發(fā)展的副產(chǎn)品；煙囪和內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣中也含有大量的粉塵，面粉，采石場(chǎng)等的作業(yè)也會(huì)引起粉塵。a) 火山爆發(fā)的火山灰。粉塵的類型粉塵的類型 A A 飄塵飄塵： 顆粒物粒徑小于10um的顆粒物稱為飄塵。 它們能長時(shí)間地懸浮于大氣中而不沉降下來。 可吸入粒子：易于通過呼吸過程而進(jìn)入呼吸道的粒子。目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議將其定為粒徑10um。 B B 降塵降塵： 顆粒物粒徑大于10um的顆粒物叫降塵。 它們?cè)谥亓Φ淖饔孟履芎芸旖德涞降孛妗?飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分如鉻，錳，鎘，鉛，汞，砷等。當(dāng)人體吸入粉塵后，小于5m的

15、微粒，極易深入肺部，引起中毒性肺炎或矽肺，有時(shí)還會(huì)引起肺癌。沉積在肺部的污染物一旦被溶解，就會(huì)直接侵入血液，引起血液中毒，未被溶解的污染物也可能被細(xì)胞所吸收，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞。 粉塵還會(huì)沾污建筑物，使有價(jià)值的古代建筑遭受腐蝕。降落在植物葉面的粉塵會(huì)阻礙光合作用，抑制其生長。粉塵危害粉塵危害 粉塵爆炸粉塵爆炸 粉塵和其他物質(zhì)一樣具有一定能量。由于粉塵的粒徑小、表面積大，從而其表面能也增大。一塊1 g重的煤其表面積只有56c，而1 g的煤粉飄塵，其表面積可達(dá)2。 粉塵與空氣混合能形成可燃的混合氣體，若遇明火或高溫物體，極易著火，傾刻間完成燃燒過程，釋放大量熱能，使燃燒氣體溫度驟然升高，體積猛烈膨

16、脹，形成很高的膨脹壓力。 相傳，早在風(fēng)車水磨時(shí)代，就曾發(fā)生過一系列磨坊糧食粉塵爆炸事故。 到了20世紀(jì)，隨著工業(yè)的發(fā)展，粉塵爆炸事故更是屢見不鮮，爆炸粉塵的種類也越來越多。19131973年間美國僅工農(nóng)業(yè)方面就發(fā)生過72次比較嚴(yán)重的粉塵爆炸事故。1987年3月15日，哈爾濱亞麻紡織廠發(fā)生的爆炸事故，死亡56人，傷179人，廠房設(shè)備嚴(yán)遭破壞。2014年8月2日上午，江蘇昆山開發(fā)區(qū)中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間在生產(chǎn)過程中發(fā)生粉塵爆炸特別重大事故。共造成75人死亡，185人受傷。 一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵大致有鋁粉、鋅粉、硅鐵粉、鎂粉、鐵粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機(jī)合成藥品的

17、中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等。 這些物料的粉塵易發(fā)生爆炸燃燒的原因是都有較強(qiáng)的還原劑H、C、N、S等元素存在，當(dāng)它們與過氧化物和易爆粉塵共存時(shí)，便發(fā)生分解，由氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體，或者氣體量雖小，但釋放出大量的燃燒熱。 地面水通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣，又經(jīng)降水返回地面，從而完成了水的循環(huán)。 如果空中沒有粉塵，水份再大也無法凝結(jié)成水滴。因?yàn)樗肿雍苄?，由它聚合起來的水滴也很小，再加上飽合水汽壓力很大，所以不易形成降水?？諝庵杏辛朔蹓m之后，它能吸附水汽變成溶液并形成水滴，其飽和水汽壓力大大減小，使水汽易于其周圍凝結(jié)，變成云，霧，雪等。在這一變化過程

18、中，粉塵起了凝結(jié)核的作用。粉塵的作用粉塵的作用 天空中呈現(xiàn)的蔚藍(lán)色盡收眼底也是大氣中粉塵作用的結(jié)果。陽光是由紅，橙，黃，綠，青，藍(lán)，紫七色組成的。當(dāng)陽光進(jìn)入大氣層后，遇到空中懸浮的粉塵和水汽就發(fā)生散射，波長越短的光越容易被散射，空氣密度越大散射光越強(qiáng)。 而空氣密度是隨海拔高度的增加而減小的，因此在8000 m以下的低空，波長較短的藍(lán)色光大量被散射，人類就可以從地面上看到“秋水共藍(lán)天一色”的壯麗景觀。隨著海拔高度的增加，大氣對(duì)陽光的散射能力越來越弱，8000 m以上天空變?yōu)榍嗌?3000 m以上是天空是暗紫色的。在20000m以上天空就變成一片暗黑色。日出和日落也是粉塵之功 當(dāng)太陽出升在地平線

19、的時(shí)候，光線穿過充滿灰塵的大氣，太陽比中午直射時(shí)的大得多。這時(shí)，粉塵和水汽把陽光中的藍(lán)光和綠光散射了，而波長較長的紅光則直接穿過大氣，于是旭日東升或夕陽西下的絢麗景色。 1883年，印尼克拉克脫火山爆發(fā)，把大量火山灰拋入天空，那時(shí)該地區(qū)人們看到的太陽總是火紅色的，這種景觀持續(xù)了兩年之久。 1816年，印尼爪哇火山噴射出的煙塵反射和吸收了大量陽光，結(jié)果導(dǎo)致那一年該地區(qū)氣溫的降低，出現(xiàn)了罕見的沒有夏天的奇跡。陽傘效應(yīng)陽傘效應(yīng)是由煙塵增多形成的。 人類的生產(chǎn)與生活活動(dòng)，導(dǎo)致大氣中的煙塵越來越多。懸浮在大氣中的煙塵，一方面將部分太陽輻射反射回宇宙空間，削弱了到達(dá)地面的太陽輻射能，使地面接受的太陽能減少

20、；另一方面吸濕性的微塵又作為凝結(jié)核，促使周圍水汽在它上面凝結(jié)，導(dǎo)致低云、霧增多。 陽傘效應(yīng)的產(chǎn)生使地面接受太陽輻射能減少且陰、霧天氣增多，影響城市交通等。這種現(xiàn)象類似于遮陽傘，因而稱“陽傘效應(yīng)”。 (2)(2)煙塵煙塵 因物理化學(xué)過程而產(chǎn)生的細(xì)微固體粒子，稱為煙塵。例如冶煉、燃燒、金屬焊接等過程中，由于升華及冷凝而形成、煙塵的特點(diǎn)是粒度大都比較細(xì)在1m以下。(3)(3)飛灰飛灰粉煤灰(coal ash)。由燃料(主要是煤)燃燒過程中排出的微小灰粒。其粒徑一般在1100m之間。(4)(4)煙霧煙霧燃燒草料、木柴、油、煤等生成的黑煙，稱為煙霧。煙霧粒徑很細(xì)，甚至在0.5m以下。氣態(tài)污染物 一次污染

21、物 指直接從污染源排到大氣中的原始污染物質(zhì)；二次污染物 指由一次污染物與大氣中已有組分，或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。 大氣污染控制中受到普遍重視的一次污染物有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物以及有機(jī)化合物等；二次污染物有硫酸煙霧和光化學(xué)煙霧。 氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物（二）硫氧化物（二）硫氧化物 污染大氣的含硫化合物有H2S、SO2、SO3、硫酸酸霧及硫酸鹽氣溶膠等，但在大氣中主要是SO2。 大氣中的SO2主要來源于礦物燃料的燃燒。據(jù)估計(jì)，全世界每年由于人類活動(dòng)排放到大氣中的SO2可能超過一億五千萬噸，其中2/3來自于煤的燃燒，1/3來自石油

22、的燃燒，礦物燃料燃燒時(shí)，主要生成SO2 。所以人類活動(dòng)排放到大氣中的硫氧化物主要是SO2 。 SO SO2 2 危害危害 SO2是無色、有刺激性和窒息性的氣體，對(duì)呼吸道有刺激作用，能引起呼吸道和心血管疾病。值得注意的是SO2與飄塵的協(xié)同作用將使其毒性大大增強(qiáng)，使得大氣污染加劇。 在高濃度的SO2的影響下，植物產(chǎn)生急性危害，葉片表面產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；在低濃度SO2的影響下，植物的生長機(jī)能受到影響，造成產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。 在干燥潔凈的大氣中SO2氧化的速度非常緩慢，在相對(duì)濕度比較大的空氣中，可以加速SO2通過氧化生成SO3 。SO3一經(jīng)形成，便迅速與大氣中的水蒸氣作用生成硫酸

23、，因此大氣中SO3的含量十分低微，生成的硫酸是嚴(yán)重危害健康的物質(zhì)，其毒性遠(yuǎn)大于SO2。 硫酸對(duì)金屬，特別是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。每年給國民經(jīng)濟(jì)帶來很大的損失。據(jù)估計(jì)，工業(yè)發(fā)達(dá)國家每年因?yàn)榻饘俑g而帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%4%。（三）氮氧化物（三）氮氧化物 對(duì)流層中危害較大的氮氧化物是NO和NO2，統(tǒng)稱為總氮氧化物（NOx）。 當(dāng)?shù)V物燃料高溫燃燒時(shí)，空氣中的N2與O2結(jié)合而生成NO，溫度越高，生成NO的速度和量越大，由這種方式生成的NOx稱為熱致NOx； 因燃料中含有吡啶、氨基化合物等含氮化合物，在燃燒的過程中生成了NOx，這種方式生成的NOX稱為燃料NOx； 另外一些工廠(如生產(chǎn)硝酸

24、或使用硝酸、氮肥廠等)的生產(chǎn)過程中排放到大氣中的NOx。 NO是無色，有刺激性氣味不活潑的氣體，它能與血紅蛋白結(jié)合生成亞硝基血紅蛋白而引起中毒，并可產(chǎn)生缺氧癥狀和中樞神經(jīng)受損。 NO氧化后生成紅棕色、有刺激性的NO2，它的毒性較強(qiáng)，能迅速破壞肺細(xì)胞，可能是引起肺氣腫和肺癌的病因。 NO2又是一種吸光物質(zhì)，易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，是形成光化學(xué)反應(yīng)的元兇，由此產(chǎn)生的二次污染物的危害更大。 （四）碳氧化物（四）碳氧化物 1 1、COCO 大氣中CO來源于燃料的燃燒。近年來對(duì)燃燒裝置和燃燒技術(shù)的改進(jìn)，從固定裝置排放的一氧化碳逐漸減少，而由汽車尾氣中的CO造成的大氣污染已引起世界各國的重視。 值得注意的是一氧

25、化碳的另一人工源是吸煙排出的煙氣。吸煙者吸入的CO遠(yuǎn)高于不吸煙者，尤其是吸過濾嘴香煙的人。 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二百多倍，而生成的羰基血紅蛋白的解離速度比氧合血紅蛋白小三千六百多倍，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，危害人體健康。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。2 2、COCO2 2 CO2是無色、無毒的氣體，目前由于人類活動(dòng)排放到大氣中的CO2的量不斷增加，而吸收CO2的森林反遭到嚴(yán)重破壞，使得大氣中CO2的濃度不斷增加。 據(jù)測(cè)定，一個(gè)世紀(jì)前，大氣中CO2的含量約為284ppm,目前已

26、達(dá)到379ppm。 CO2濃度的增加，可能對(duì)全球的氣候產(chǎn)生影響，因而是目前環(huán)境科學(xué)上頗為注意的問題之一。 （五）光化學(xué)氧化劑（五）光化學(xué)氧化劑 1 1、光化學(xué)反應(yīng)和光化學(xué)煙霧、光化學(xué)反應(yīng)和光化學(xué)煙霧 在太陽紫外線作用下，大氣中的某些污染物發(fā)生反應(yīng)在太陽紫外線作用下，大氣中的某些污染物發(fā)生反應(yīng)（主要是（主要是碳?xì)浠衔铮℉C）和氮氧化物（NOx），生成新的污，生成新的污染物，這種反應(yīng)叫光化學(xué)反應(yīng)。由此產(chǎn)生的煙霧稱為光化學(xué)煙染物，這種反應(yīng)叫光化學(xué)反應(yīng)。由此產(chǎn)生的煙霧稱為光化學(xué)煙霧。霧。2、光化學(xué)煙霧形成的條件光化學(xué)煙霧形成的條件（1）充足的陽光，無風(fēng)；（2）出現(xiàn)逆溫；（3）大氣含有一定濃度的NO2

27、和碳?xì)浠衔铩?、光化學(xué)煙霧形成機(jī)理光化學(xué)煙霧形成機(jī)理（1）污染空氣中NO2的光解是光化學(xué)煙霧形成的起始反應(yīng) NO2+hv ( 430nm)NO2*, NO2*NO+O O+O2+MO3+M O3+NO O2+NO2（2）碳?xì)浠衔锱cO、O3、 HO、NO等自由基作用生成醛、酮、 酸以及RO2、HO2、RCO等自由基。（3）過氧自由基引起NO向NO2轉(zhuǎn)化，并導(dǎo)致O3和過氧乙酰硝酸脂（PAN）等生成。4 4、光化學(xué)煙霧的危害、光化學(xué)煙霧的危害（1 1）對(duì)人體健康的影響）對(duì)人體健康的影響 光化學(xué)煙霧最明顯的危害是對(duì)人眼的刺激作用。出現(xiàn)眼流淚、發(fā)紅(俗稱紅眼病)。除眼外，對(duì)鼻、咽、氣管和肺均有明顯的

28、刺激作用。對(duì)老人、兒童和病弱者尤為嚴(yán)重。污染嚴(yán)重時(shí)，會(huì)引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，使視覺敏感度和視力降低。受害嚴(yán)重者，呼吸困難、胸痛、頭暈、發(fā)燒、嘔吐、以致血壓下降、昏迷不醒。長期慢性傷害，可引起肺機(jī)能衰退、支氣管炎、甚至發(fā)展成肺癌等。 據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，美國加利福尼亞州由于光化學(xué)煙霧的作用，曾使該州34的人發(fā)生了紅眼病。日本東京19 70年發(fā)生的光化學(xué)污染時(shí)期有20000人患了紅眼病。1952年洛杉礬事件發(fā)生時(shí)，兩天內(nèi)就使65歲以上的老人死亡400余人。（2 2）對(duì)植物的傷害）對(duì)植物的傷害 光化學(xué)煙霧能使植物葉片受害變黃以致枯死。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，僅加利福尼亞州1959年由于光化學(xué)污染引起的農(nóng)作

29、物減產(chǎn)損失已達(dá)800萬美元。使大片樹木枯死，葡萄減產(chǎn)60以上，柑橘也嚴(yán)重減產(chǎn)。對(duì)光化學(xué)煙霧敏感的植物還有棉花、煙草、甜菜、番茄、菠菜、某些花卉和多種樹木。一、煙塵治理技術(shù)一、煙塵治理技術(shù) 大氣中的顆粒物主要來自于礦石燃料的燃燒。因此大氣中的顆粒物主要來自于礦石燃料的燃燒。因此減少顆粒物的方法主要有兩種，一種是改變能源結(jié)構(gòu)或減少顆粒物的方法主要有兩種，一種是改變能源結(jié)構(gòu)或?qū)θ济哼M(jìn)行加工利用以減少煙塵的產(chǎn)生量；另一種是在對(duì)燃煤進(jìn)行加工利用以減少煙塵的產(chǎn)生量；另一種是在廢氣排放前對(duì)煙塵進(jìn)行治理，主要的煙塵治理技術(shù)如下：廢氣排放前對(duì)煙塵進(jìn)行治理，主要的煙塵治理技術(shù)如下： 第三節(jié)第三節(jié) 大氣污染的防治大

30、氣污染的防治1 1、重力除塵裝置、重力除塵裝置 其原理是使含塵氣體中的塵埃借助重力作用使之沉其原理是使含塵氣體中的塵埃借助重力作用使之沉降而達(dá)到除塵的目的。降而達(dá)到除塵的目的。 這種方法簡(jiǎn)便，投資少，缺點(diǎn)是占地面積大，對(duì)粒這種方法簡(jiǎn)便，投資少，缺點(diǎn)是占地面積大，對(duì)粒徑較大的塵埃具有較好的作用，而對(duì)較小的塵粒的去除率徑較大的塵埃具有較好的作用，而對(duì)較小的塵粒的去除率低，除塵效率約為低，除塵效率約為50506060，因此只能作為初級(jí)除塵手段。，因此只能作為初級(jí)除塵手段。 2 2、慣性力除塵裝置、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，通該方法是利用粉塵與氣體在運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力不同

31、，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)到分離除塵的目的。塵粒的慣性力將塵粒從氣流中分離而達(dá)到分離除塵的目的。 這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，但其除塵效果也較低，約為這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，但其除塵效果也較低，約為5070%,5070%,對(duì)粒徑較小的塵粒（對(duì)粒徑較小的塵粒（10um10um）效果較差。）效果較差。3 3、離心力除塵裝置、離心力除塵裝置 該法是通過使含塵氣體在裝置中進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)而使氣該法是通過使含塵氣體在裝置中進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)而使氣體中的塵粒產(chǎn)生較大的離心力，從而與氣體分離。體中的塵粒產(chǎn)生較大的離心力，從

32、而與氣體分離。 這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，維護(hù)方便，除塵效果這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，維護(hù)方便，除塵效果也較前兩種高（也較前兩種高（80809090）。但對(duì)細(xì)小的塵粒（）。但對(duì)細(xì)小的塵粒（5um5um）去除）去除效果較低。效果較低。4 4、濕式除塵、濕式除塵 這種方法使利用液體所形成的液滴、液膜、霧膜等洗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。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)生腐蝕性液體氣流中一些有害氣體；缺點(diǎn)是用水量大，易產(chǎn)生

33、腐蝕性液體以及需及時(shí)對(duì)廢水、廢漿進(jìn)行處理。以及需及時(shí)對(duì)廢水、廢漿進(jìn)行處理。 5 5、過濾式除塵裝置、過濾式除塵裝置 這種方法是使含塵氣體通過多孔濾料，把氣體中的這種方法是使含塵氣體通過多孔濾料，把氣體中的塵粒截留下來而達(dá)到除塵的目的。塵粒截留下來而達(dá)到除塵的目的。 這種方法的除塵率高（這種方法的除塵率高（9999以上），且對(duì)細(xì)粉有很以上），且對(duì)細(xì)粉有很強(qiáng)的逋集作用，因而廣泛用于各種工業(yè)廢氣除塵中。但它強(qiáng)的逋集作用，因而廣泛用于各種工業(yè)廢氣除塵中。但它不適用于處理含水、含油及粘結(jié)性粉塵，另外不適合處理不適用于處理含水、含油及粘結(jié)性粉塵，另外不適合處理高溫氣體。高溫氣體。 6 6、靜電除塵裝置、靜

34、電除塵裝置 這種方法利用特高壓直流電源（這種方法利用特高壓直流電源（40000V40000V）產(chǎn)生的不均勻電）產(chǎn)生的不均勻電場(chǎng)，通過電暈放電，使塵粒帶電而向電極遷移，在電極上電場(chǎng)，通過電暈放電，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。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。投資大。二、二氧化硫治理技術(shù)二、二氧化硫治理技術(shù) 從排煙中除去從排煙中除去SOSO2 2的技術(shù)稱為的技術(shù)稱為“排煙脫硫排煙脫硫”, ,這這類技術(shù)可分為濕法和干法兩大類。前者是

35、利用類技術(shù)可分為濕法和干法兩大類。前者是利用SOSO2 2為酸性氧為酸性氧化物這一特點(diǎn)，后者是利用化物這一特點(diǎn)，后者是利用SOSO2 2的還原性。的還原性。1 1、濕法排煙脫硫、濕法排煙脫硫（1 1）鈉法）鈉法氫氧化鈉或亞硫酸鈉吸收法氫氧化鈉或亞硫酸鈉吸收法 這種方法是以這種方法是以NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3、或、或NaNa2 2SOSO3 3作為吸收劑吸收作為吸收劑吸收SOSO2 2，因?yàn)檫@種方法吸收速度快，管道和設(shè)備不易堵塞，所，因?yàn)檫@種方法吸收速度快，管道和設(shè)備不易堵塞，所以應(yīng)用較廣泛。以應(yīng)用較廣泛。主要反應(yīng)為：主要反應(yīng)為： 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

36、Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 吸收劑的回用：吸收劑的回用： 吸收劑處理后可獲得副產(chǎn)品，主要回收方法有：吸收劑處理后可獲得副產(chǎn)品，主要回收方法有：a.a.中和法中和法 NaHSONaHSO3 3+NaOH=Na+NaOH=Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O O 2Na 2Na2 2SOSO3 3+O+O2 2=2Na=2Na2 2SOSO4 4b.b.直接利用直接利用 將含硫的吸收液直接供造紙廠代替燒堿蒸煮紙漿。將含硫的吸收液直接供造紙廠代替燒堿蒸煮紙漿。C.C.回收回收NaNa2 2SOSO3 3 吸收液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、脫水后回收

37、吸收液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、脫水后回收NaNa2 2SOSO3 3晶體。晶體。d.d.回收石膏法回收石膏法 在含在含NaHSONaHSO3 3的吸收液中加入石灰，使其生成的吸收液中加入石灰，使其生成CaSOCaSO3 3，再經(jīng)氧化后生成石膏。再經(jīng)氧化后生成石膏。(2)(2)氨法氨法以氨水作吸收劑以氨水作吸收劑 2NH2NH3 3 H H2 2O+SOO+SO2 2=(NH=(NH4 4) )2 2SOSO3 3+H+H2 2O O (NH (NH4 4) )2 2S S3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O=2NHO=2NH4 4HSOHSO3 3吸收液經(jīng)處理后可進(jìn)行回收。吸收液經(jīng)處理后可進(jìn)行回收。

38、 a.a.回收回收(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4法法 吸收液中加入氨水，使吸收液中加入氨水，使NHNH4 4HSOHSO3 3轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3，再經(jīng)，再經(jīng)空氣氧化后生成硫酸銨，濃縮結(jié)晶?？諝庋趸笊闪蛩徜@，濃縮結(jié)晶。 (NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2=(NH=(NH4 4) )2 2SOSO4 4b.b.回收石膏法回收石膏法 若將上法回收的硫酸銨溶液中加入石灰，就可回收石膏，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而生成的氨用水吸收后又可作為吸收劑 (NH4

39、)2SO4+Ca(OH)2=CaSO42H2O+2NH3(3)(3)鈣法鈣法 利用石灰石、生石灰等的乳濁液作吸收劑吸收過程生利用石灰石、生石灰等的乳濁液作吸收劑吸收過程生成的亞硫酸鈣經(jīng)空氣氧化后可得到石膏。成的亞硫酸鈣經(jīng)空氣氧化后可得到石膏。 石膏可以用于：石膏可以用于： 建筑裝修，建筑裝修， 醫(yī)用，點(diǎn)豆腐等。醫(yī)用，點(diǎn)豆腐等。（1）活性炭法 利用活性炭的活性及較大的比表面積，使煙氣中的SO2在活性炭表面上與氧及水蒸氣作用生成硫酸。（2）接觸氧化法 對(duì)于高濃度的SO2煙氣的治理，可采用與工業(yè)接觸制硫酸類似的方法進(jìn)行。2、干法排煙脫硫3 3、治理方法的選擇、治理方法的選擇排煙脫硫的方法很多，在選擇

40、時(shí)應(yīng)從下面幾個(gè)方面考慮：排煙脫硫的方法很多，在選擇時(shí)應(yīng)從下面幾個(gè)方面考慮：（1 1）凈化效率高，經(jīng)濟(jì)效果好；）凈化效率高，經(jīng)濟(jì)效果好；（2 2）裝置能長期穩(wěn)定運(yùn)行；）裝置能長期穩(wěn)定運(yùn)行；（3 3）易于操作、維修和檢查；）易于操作、維修和檢查；（4 4）不應(yīng)造成二次污染。）不應(yīng)造成二次污染。三、氮氧化物的治理三、氮氧化物的治理 氮氧化物的工業(yè)來源主要是硝酸制造廠、使用硝酸的工廠以及工廠燃料燃燒排放的廢氣等。從燃燒裝置中排放的氮氧化物主要是NO，NO比較穩(wěn)定，不易溶于水，也不與水反應(yīng)，目前對(duì)它的處理主要有催化還原、吸收法等。 1 1催化還原法催化還原法 在催化劑存在下，用甲烷、氫氣、氨等還原性氣在

41、催化劑存在下，用甲烷、氫氣、氨等還原性氣體將體將NONO還原成還原成N N2 2的方法，又分為選擇性催化還原和非的方法，又分為選擇性催化還原和非選擇性催化還原法。選擇性催化還原法。（1 1）非選擇性催化還原法）非選擇性催化還原法（2 2）選擇性催化還原法）選擇性催化還原法 A.A.氨選擇性催化還原法氨選擇性催化還原法 B. B.硫化氫選擇性催化還原法硫化氫選擇性催化還原法 C. C.氯氯- -氨選擇性催化還原法氨選擇性催化還原法 D. D.一氧化碳催化還原法一氧化碳催化還原法 （1 1）非選擇性催化還原法）非選擇性催化還原法 在催化劑存在下，通入的還原性氣體不僅與在催化劑存在下，通入的還原性氣

42、體不僅與NONO作用，作用，而且可與而且可與O O2 2作用的方法稱為非選擇性催化還原法。還原作用的方法稱為非選擇性催化還原法。還原氣體可用甲烷、氫氣、一氧化碳等，催化劑用氣體可用甲烷、氫氣、一氧化碳等，催化劑用PtPt等，反等，反應(yīng)溫度在應(yīng)溫度在400500C400500C。 這種方法適合于廢氣中這種方法適合于廢氣中O O2 2含量較少的廢氣。含量較少的廢氣。（2 2）選擇性催化還原法）選擇性催化還原法 在催化劑存在下，還原性氣體僅與氮氧化物作用的方法在催化劑存在下，還原性氣體僅與氮氧化物作用的方法稱為選擇性催化還原法。稱為選擇性催化還原法。 A.A.氨選擇性催化還原法氨選擇性催化還原法 此

43、法以氨作還原劑，鉑作催化劑，在此法以氨作還原劑，鉑作催化劑，在1501502502500 0C C發(fā)生發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)。 4NH3+6NO=5N2+6H2O 8NH3+6NO2=7N2+12H2O 當(dāng)有微量當(dāng)有微量O O2 2時(shí)，時(shí)，NONO的去除率更高些的去除率更高些 4NO+4NH4NO+4NH3 3+O+O2 2=4N=4N2 2+6H+6H2 2O O 但必須嚴(yán)格控制溫度，溫度越高，氨越是優(yōu)先與氧作但必須嚴(yán)格控制溫度，溫度越高，氨越是優(yōu)先與氧作用。溫度過高時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)，生成用。溫度過高時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)，生成NONO 4NH 4NH3 3+5O+5O2 2=4NO+6H=4NO+6H2 2

44、O OB.B.硫化氫選擇性催化還原法硫化氫選擇性催化還原法 NO+HNO+H2 2S=S+1/2NS=S+1/2N2 2+H+H2 2O O該法同時(shí)可除去該法同時(shí)可除去SOSO2 2 2H 2H2 2S+SOS+SO2 2=3S+2H=3S+2H2 2O OC.C.氯氯- -氨選擇性催化還原法氨選擇性催化還原法該法以木炭作為催化劑，溫度在該法以木炭作為催化劑，溫度在50500 0C C時(shí)反應(yīng)：時(shí)反應(yīng)： 2NO+Cl2NO+Cl2 2=2NOCl=2NOCl（氯化亞硝基）（氯化亞硝基） 2NOCl+4NH 2NOCl+4NH3 3=2NH=2NH4 4Cl+2NCl+2N2 2+2H+2H2 2

45、O OD.D.一氧化碳催化還原法一氧化碳催化還原法 該法以銅鋁釩土作催化劑，在該法以銅鋁釩土作催化劑，在5385380 0C C反應(yīng)，可同時(shí)除去反應(yīng)，可同時(shí)除去SOSO2 2 2NO+2CO 2NO+2CO 5385380 0C C N N2 2+2CO+2CO2 2 SO SO2 2+2CO +2CO 538 5380 0C C S+2CO S+2CO2 2 NO NO2 2+CO NO+CO+CO NO+CO2 22 2吸收法吸收法（1 1）堿吸收法）堿吸收法 該法采用氫氧化鈉溶液（該法采用氫氧化鈉溶液（3030）或碳酸鈉溶液）或碳酸鈉溶液（1015%1015%）作吸收劑。當(dāng)煙氣中）作吸收劑。當(dāng)煙氣中NO