大氣污染防治

1、大氣污染與治理了解大氣及其組成大氣污染影響因素大氣污染治理工程城市空氣綜合治理目錄1、大氣概念：包圍地球的空氣層，對流層（一切氣候現(xiàn)象），平流層（逆溫層，水汽塵埃極少），中間層，熱層（1000度以上，紫外線被吸收）對流層厚度約為10km，占全部大氣質(zhì)量的7080%。恒定的成分：氮78.09%、氧20.95%、氬0.93%可變的成分：CO2，水蒸汽不定的成分：塵埃、硫化氫、硫氧化物，氮氧化物，主要為人為因素造成大氣的分層大氣層垂直分布2、大氣污染： （1）概念：指大氣中污染物質(zhì)的濃度達到有害的程度，以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的條件，對人和物造成有害的現(xiàn)象?？諝馕廴臼怯扇祟惢顒又苯踊蜷g接

2、引起天然與合成有害物質(zhì)向大氣的排放。污染物直接排放到大氣中稱初級污染物，在太陽電磁輻射的影響下，在空氣中由其他污染物制造出來，稱次級污染物。（2）空氣污染源天然源：天然源是指自然界自行向大氣環(huán)境排放污染物的污染源。火山噴發(fā)：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等顆粒物。森林火災：排放出CO、CO2、SO2、NO2、HC等。自然塵：風砂、土壤塵等。森林植物釋放：主要為碳氫化合物。海浪飛沫：顆粒物主要為硫酸鹽與亞硫酸鹽。人為源：人為源是指人類的生產(chǎn)活動和生活活動所形成的污染源。燃料燃燒：燃料（煤、石油、天然氣等）的燃燒過程是向大氣輸送污染物的重要發(fā)生源。工業(yè)生產(chǎn)過程排放：工業(yè)生產(chǎn)過程中

3、排放到大氣中的污染物種類多，數(shù)量大，是城市或工業(yè)區(qū)大氣的主要污染源。交通運輸過程中排放：現(xiàn)代化交通運輸工具如汽車、飛機、船舶等排放的尾氣是造成大氣污染的主要來源。 農(nóng)業(yè)活動排放：農(nóng)藥及化肥的使用，對提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量起著重大的作用，但也給環(huán)境帶來了不利影響，致使施用農(nóng)藥和化肥的農(nóng)業(yè)活動成為大氣的重要污染源。 例如：工業(yè)污染源各工業(yè)部門向大氣排放的主要污染物工業(yè)部門工廠種類向 大 氣 排 放 的 污 染 物電 力火力發(fā)電煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳冶 金鋼 鐵煙塵、二氧化碳、一氧化碳、氧化鐵、粉塵、錳塵煉 焦煙塵、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、酚、苯、萘、烴類有色金屬煙塵（含鉛、鋅、銅等金屬）、二

4、氧化硫、汞蒸汽、氟化物化工石油化工二氧化碳、硫化氫、氰化物、氮氧化物、氯化物、烴類氮 肥煙塵、氮氧化物、一氧化碳、氮、硫酸氣溶膠磷 肥煙塵、氟化物、硫酸氣溶膠硫 酸二氧化硫、氮氧化物、砷、硫酸氣溶膠氯 堿氯氣、氯化氫化學纖維煙塵、硫化氫、二硫化碳、氨、甲醇、丙酮、二氯甲烷農(nóng) 藥甲烷、砷、氯、汞、農(nóng)藥合成橡膠丁二烯、苯乙烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫烷、氯代甲烷冰 晶 石氟化氫PM2.5監(jiān)測PM，英文全稱為particulate matter(顆粒物）?？茖W家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量，這個值越高，就代表空氣污染越嚴重。 PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱

5、為可入肺顆粒物。在城市空氣質(zhì)量日報或周報中的可吸入顆粒物和總懸浮顆粒物是人們較為熟悉的兩種大氣污染物。 可吸入顆粒物又稱為PM10，指直徑大于2.5微米、等于或小于10微米，可以進入人的呼吸系統(tǒng)的顆粒物；總懸浮顆粒物也稱為PM100，即直徑小于或等于100微米的顆粒物。粒徑10微米以上的顆粒物，會被擋在人的鼻子外面；粒徑在2.5微米至10微米之間的顆粒物，能夠進入上呼吸道，但部分可通過痰液等排出體外，另外也會被鼻腔內(nèi)部的絨毛阻擋，對人體健康危害相對較??；而粒徑在2.5微米以下的細顆粒物，直徑相當于人類頭發(fā)的1/10大小，不易被阻擋。被吸入人體后會直接進入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘

6、、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。 PM2.5產(chǎn)生的主要來源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。 一般而言，粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚塵等；2.5微米以下的細顆粒物（PM2.5）則主要來自化石燃料的燃燒（如機動車尾氣、燃煤）、揮發(fā)性有機物等。 每個人每天平均要吸入約1萬升的空氣。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。全球空氣質(zhì)量

7、地圖美國國家航空航天局（NASA）2010年9月公布了一張全球空氣質(zhì)量地圖，專門展示世界各地PM2.5的密度。在這張2001-2006年間平均全球空氣污染形勢圖上，全球PM2.5最高的地區(qū)在北非和中國的華北、華東、華中全部。 世界衛(wèi)生組織(WHO)認為，PM2.5小于10是安全值，而中國的這些地區(qū)全部高于50接近80，比撒哈拉沙漠還要高很多。 在歐盟國家中，PM2.5導致人們的平均壽命減少8.6個月。目前國際上主要發(fā)達國家以及亞洲的日本、泰國、印度等均將PM2.5列入空氣質(zhì)量標準。2011年12月5日，環(huán)境空氣質(zhì)量標準（二次征求意見稿）征求公眾意見截止，新標準擬于2016年全面實施。京津冀、長

8、三角、珠三角三大地區(qū)及九個城市群可能會被強制要求先行監(jiān)測并公布PM2.5的數(shù)據(jù)。 （3）幾種典型的大氣污染煤煙型污染這種類型的污染物主要是SO2、NOX、CO和顆粒物，它們遇上低溫、高濕的陰天，且風速很小并伴有逆溫存在的情況時，一次污染物擴散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧。20世紀50年代有名的公害事件倫敦煙霧事件、馬斯河谷事件和多諾拉等煙霧事件，便是這種類型的污染所致。中國是燃煤大國，隨著燃煤量的增加，SO2的排放量也不斷增長。目前，中國的SO2排放量已超過美國，成為世界最大的SO2排放國。以石油、煤為燃料、原料產(chǎn)生的廢氣量污 染 源污 染 物一噸燃料或原料產(chǎn)生廢氣（Kg）鍋 爐粉塵、二

9、氧化碳、一氧化碳、酸類和有機物515（燃料）汽 車二氧化氮、一氧化碳、酸類和有機物4070（燃料）煉 油二氧化硫、硫化氫、氨、一氧化碳、碳化氫20150（原料）化 工二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、硫化物、有機物50200（原料）冶 金二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有機物50200（原料）礦石加工二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有機物100300（原料）交通型污染交通型污染源主要是機動車和機動船。機動車包括汽油車和柴油車。汽車排放在人為排放CO、NOX和HC（碳氫化合物）中所占的份額越來越高。據(jù)估算，美國交通源排放的CO、NOX和HC已分別占到美國排放總量的62.6%、38.2%和34.3%。交通型污染

10、嚴重的地區(qū)有可能會出現(xiàn)一種帶刺激性的淡藍色煙霧光化學煙霧。 光化學煙霧造成危害：極高的氧化性能刺激人體的黏膜系統(tǒng)，人體短期暴露其中能引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、黏膜分泌增加、疲乏、惡心等癥狀；長期暴露其中，則會明顯損傷肺功能。光化學煙霧是1940年在美國的洛杉磯地區(qū)首先發(fā)現(xiàn)的，繼洛杉磯之后，日本、英國、德國、澳大利亞和中國先后出現(xiàn)過光化學煙霧污染。全世界汽車已超過2億輛，年排放CO2億噸。汽車廢物排放表污 染 物以汽油為燃料（g/L）以柴油為燃料（g/L）小汽車載重汽車鉛化合物2.11.56二氧化硫0.2953.24一氧化碳16927.0氮氧化物21.144.4碳氫化合物33.34.44酸沉降污

11、染酸雨( acid rain )和酸沉降(acid deposition): 酸雨（1972，英國化學家R. A. Smith提出）是指雨水中含有一定數(shù)量本性物質(zhì)(硫酸、硝酸、鹽酸等)的自然降水現(xiàn)象。大氣中形成酸的物質(zhì)以雨、雪、雹和霧等形式從空氣中沉降下來，其pH值一般都小于5.6，這種現(xiàn)象稱酸沉降。酸沉降的研究始于酸雨研究。酸雨已成為當今世界上最嚴重的區(qū)域性環(huán)境問題之一。酸沉降對動物、植物以及森林有明顯的損害；改變了土壤和湖泊的pH值，同時本酸化會導致有毒金屬（汞和鋁等）從土壤和沉積物中釋放出來。20世紀全球十大環(huán)境公害事件馬斯河谷大氣污染事件 Y洛杉磯光化學煙霧事件 Y多諾拉大氣污染事件

12、Y倫敦煙霧事件 Y水俁病事件骨痛病事件四日市哮喘事件 Y米糠油事件印度博帕爾農(nóng)藥廠事件 Y切爾諾貝利核泄漏事件 全球十大環(huán)境公害事件中，其中有六件是與大氣污染密切相關(guān)。3、影響城市大氣污染的因素 一個典型的大城市每天向大氣中排放幾千噸空氣污染物，如果沒有大氣的自然凈化作用，空氣會很快因污染而對人類及動植物造成致命傷害。城市大氣質(zhì)量受到多種因素的影響。地區(qū)性污染和廣域污染是由多種污染源造成的，并受該地區(qū)的地形、氣象、綠化面積、能源結(jié)構(gòu)、工業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)布局、建筑布局、交通管理、人口密度等多種自然因素和社會因素的綜合影響。大氣的自然凈化過程包括：降水的洗滌作用；懸浮顆粒的重力沉降作用；污染物跟其他物

13、質(zhì)間的化學反應等等。但在降低污染物的危害方面，最重要的還是大氣本身的分散和稀釋作用。影響大氣質(zhì)量的綜合因素分析影響大氣質(zhì)量的綜合因素分析工業(yè)生產(chǎn)燃燒過程居民生活和社會消費活動結(jié)構(gòu)與布局氣象條件除塵效率能源質(zhì)量燃燒方式管理措施消耗方式供熱方式供氣條件管理措施工業(yè)結(jié)構(gòu)工業(yè)布局大氣擴散條件氣溫溫度大氣穩(wěn)定度（1）氣象因子風和大氣湍流的影響大氣的這種對污染物的稀釋和分散作用的強弱又主要取決于風和大氣穩(wěn)定度兩個氣象因素。風是指水平的氣流。風對一個地區(qū)的大氣污染或大氣環(huán)境質(zhì)量的影響是顯而易見的，它包括風向和風速兩個方面。風向決定污染物擴散的方向，風速決定污染物擴散和稀釋的快慢和程度。大氣中幾乎時時處處存在

14、著不同尺度的湍流運動。在大氣邊界層內(nèi)，氣流受到下墊面的強烈影響，湍流運動尤為劇烈。由于湍流的擴散作用，流場各部分之間發(fā)生強烈的混合和交換，大大加快了污染物的擴散速度，污染物從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)輸送，逐漸被分散、稀釋。溫度層結(jié)和大氣穩(wěn)定度溫度層結(jié)：大氣的溫度和密度在垂直方向上呈不均勻的分布。大氣穩(wěn)定度：大氣在垂直方向上大氣穩(wěn)定的程度。一般來說，晴朗的白天，特別是中午，太陽輻射最強，溫度層結(jié)是遞減的，大氣處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，晴朗的夜間，黎明前逆溫最強。日出及日落前后為轉(zhuǎn)換期，均接近中性層結(jié)。當出現(xiàn)逆溫天氣氣溫隨高度的增加反而上升時，大氣異常穩(wěn)定。穩(wěn)定的大氣狀況，特別是逆溫天氣，對污染物的擴散不利，此

15、時大氣的對流運動很弱，稀釋作用很小。城市上空空氣層結(jié)對污染物擴散的影響大氣穩(wěn)定度的影響大氣穩(wěn)定度是影響污染物在大氣中擴散的極重要因素。 當大氣層結(jié)不穩(wěn)定時, 熱力湍流發(fā)展旺盛, 對流強烈, 污染物容易擴散。從煙囪排出的煙流形狀看大氣穩(wěn)定度的影響：全層不穩(wěn)定(波浪型): 晴午后; 煙源附近污染全層中性(錐型): 風力較大的夜間出現(xiàn)全層穩(wěn)定(扇型): 晴, 風小的夜或晨; 易污染下層穩(wěn)定上層不穩(wěn)定(屋脊型, 上揚型): 日落后不久出現(xiàn); 地面可免受污染下層不穩(wěn)定上層穩(wěn)定(熏煙型, 漫煙型): 日出后風力微弱時易出現(xiàn); 下風處嚴重污染大氣穩(wěn)定度和煙型全層不穩(wěn)定(波浪型)全層中性(錐型)下層穩(wěn)定上層不

16、穩(wěn)定(屋脊型)下層不穩(wěn)定上層穩(wěn)定(熏煙型)全層穩(wěn)定(扇型) 環(huán)境層結(jié)線 干絕熱線降水有效的吸收、淋洗空氣中的各種污染物。降水對污染物有凈化作用。降水的凈化作用與降水強度有關(guān)。降水強度越大，對污染物的凈化作用也就越強。因此大雨是凈化城市空氣的有效因子。另據(jù)日本的經(jīng)驗:一小時降水量在1毫米以下的降水，不論它持續(xù)多長時間，地而污染物濃度都不會降低。（2）地理因子由于地形、地物不同，大氣污染物的危害程度會有很大差異。在窩風的丘陵和山谷盆地，污染物不能順利擴散開去，可能形成一定范圍的污染區(qū)。污染物沿平行山谷的方向流動，會給下風側(cè)帶來更嚴重的污染。城市中的高大建筑物和構(gòu)筑物會使運動著的大氣產(chǎn)生渦流。在渦流

17、區(qū)大氣污染物很難逸散，使渦流區(qū)完全處在污染狀態(tài)中。在污染源多的地域，恰當?shù)乩玫匦蔚貏荩荛_高大建筑物和構(gòu)筑物的影響是促使污染物迅速擴散、減少污染的重要條件。4.大氣污染控制工程灰塵凈化有害氣體凈化汽車排氣凈化機械式除塵器過濾式除塵器濕式除塵器脫硫脫氮綠化 （一）除塵技術(shù) 除塵技術(shù)就是從含塵氣體中去除顆粒物以減少其向大氣排放的技術(shù)措施。 1 。機械式除塵器（1）重力除塵利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚塵靠本身的重力(重力) 從氣體中自然沉降下來的凈化設(shè)備，通常稱為沉降室或降生室。它是一種結(jié)構(gòu)簡單、體積大、阻力小、易維護、效率低的比較原始的凈化設(shè)備，只能用于粗凈化。 （2）慣性除塵器-慣性除

18、塵器是使含塵氣體與擋板撞擊或者急劇改變氣流方向，利用慣性力分離并捕集粉塵的除塵設(shè)備。慣性除塵器亦稱惰性除塵器。由于運動氣流中塵粒與氣體具有不同的慣性力，含塵氣體急轉(zhuǎn)彎或者與某種障礙物碰撞時，塵粒的運動軌跡將分離出來使氣體得以凈化的設(shè)備稱為慣性除塵器或惰性除塵器。（3）旋風分離器 （離心式除塵器）旋風除塵器的工作原理如圖所示，含塵氣體從入口導入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過排氣管排出。 2.過濾式除塵器含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被濾料

19、阻留下來，透過濾料的清潔氣流由排出口排出。沉積于濾料上的粉塵層，在機械振動的作用下從濾料表面脫落下來，落入灰斗中。袋式除塵器的濾塵機制包括篩分、慣性碰撞、攔截、擴散、靜電及重力作用等。篩分作用是袋式除塵器的主要濾塵機制之一。當粉塵粒徑大于濾料中纖維間孔隙或濾料上沉積的粉塵間的孔隙時，粉塵即被篩濾下來。通常的織物濾布，由于纖維間的孔隙遠大于粉塵粒徑，所以剛開始過濾時，篩分作用很小，主要是纖維濾塵機制慣性碰撞、攔截、擴散和靜電作用。但是當濾布上逐漸形成了一層粉塵粘附層后，則碰撞、擴散等作用變得很小，而是主要靠篩分作用。 3.濕式除塵器濕式除塵器俗稱“水除塵器”，它是使含塵氣體與液體（一般為水）密切

20、接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞或者利用水和粉塵的充分混合作用及其他作用捕集顆?；蚴诡w粒增大或留于固定容器內(nèi)達到水和粉塵分離效果的裝置。噴淋式濕式除塵器（二）有害氣體的凈化（1）脫硫技術(shù)目前煙氣脫硫技術(shù)種類達幾十種，分為燃燒前脫硫、燃燒過程脫硫、燃燒后脫硫。 燃燒前脫硫主要是洗煤、煤的氣化和液化。燃燒過程脫硫使用型煤，循環(huán)流化床燃燒。型煤是以粉煤為主要原料，按具體用途所要求的配比，機械強度，和形狀大小經(jīng)機械加工壓制成型的，具有一定強度和尺寸及形狀各異的煤成品。循環(huán)流化床燃燒利用氣、固兩相流化床工藝，在物料平均粒徑的終端流速的條件下實現(xiàn)流化床狀態(tài)并經(jīng)過分離器將大部分逸出的物料重返床內(nèi)形成循環(huán)的一種

21、燃用固體燃料的燃燒方式。燃燒后脫硫：常用煙氣脫硫，即從煙道氣或其他工業(yè)廢氣中除去硫氧化物(SO2和SO3)。按脫硫劑的種類劃分,可分為以下五種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機堿為基礎(chǔ)的有機堿法。 （2）脫氮技術(shù)NOX在陽光的作用下會引起光化學反應，形成光化學煙霧，從而造成嚴重的大氣污染。七十年代以來NOX的大氣污染問題已被日益重視，人們發(fā)現(xiàn)：人體健康的傷害、高含量硝酸雨、光化學煙霧、臭氧減少以及其他一些問題均與低濃度NOX有關(guān)系，而且其危害性比人們原先設(shè)想的要大得多。目前，NOX排放問題美國和日本考慮得較多

22、。日本早已定出了世界上最嚴格的NOX排放標準。在以煤和油為燃料的鍋爐上增加消除NOX設(shè)備的技術(shù)措施，日本是領(lǐng)先的國家，美國還在爭取獲得這種技術(shù)。（三）汽車尾氣凈化 機動車污染控制技術(shù)和光化學污染研究汽車尾氣污染是由汽車排放的廢氣造成的環(huán)境污染。主要污染物為碳氫化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含鉛化合物、苯丙芘及固體顆粒物等，能引起光化學煙霧等。 光化學煙霧主要是由于汽車尾氣和工業(yè)廢氣排放造成的，汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，會吸收太陽光所具有的能量。這些物質(zhì)的分子在吸收了太陽光的能量后，會變得不穩(wěn)定起來，原有的化學鏈遭到破壞

23、，形成新的物質(zhì)。這種化學反應被稱為光化學反應，其產(chǎn)物就是含劇毒的光化學煙霧。黃標車是高污染排放車輛的簡稱，是連國排放標準都未達到的汽油車，或排放達不到國的柴油車，因其貼的是黃色環(huán)保標志，因此稱為黃標車。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，鄭州市機動車數(shù)量迅速增長，目前，鄭州市機動車保有量已突破200萬輛，并以每年15%以上的速度激增。鄭州市機動車排污防治管理辦法將于2012年12月1日正式實施，從源頭上加強機動車污染管理。 從此以后，車主就必須得領(lǐng)個“綠標”或“黃標”才能開車上路了，而且如果車子污染物排放不達標，公安機關(guān)對車輛將不予辦理注冊登記手續(xù)。 目前，我市“黃標車”仍有13萬輛左右，其中市直機關(guān)所有黃標

24、車年底前必須淘汰，其他車輛將通過采取限行、制定鼓勵淘汰政策等措施加快淘汰步伐，2015年底前全部淘汰2005年前注冊登記的營運黃標車。 （四）綠化對策近年來對于綠色植物在防治大氣污染中的重要作用已不斷為人們所認識,而且日益引起世界各國的重視。大力植樹造林,綠化環(huán)境,已成為防治大氣污染,保護環(huán)境的一項重要措施。河南規(guī)劃2014年鄭州將建成14個森林公園“三帶”：是黃河綠化帶、南水北調(diào)中線綠化帶和賈魯河嵩山綠化帶?！耙画h(huán)”：是環(huán)城游憩環(huán)，指鄭州市都市區(qū)范圍內(nèi)的32個森林公園和公園之間的無障礙綠色游憩通道所形成的環(huán)城森林游憩環(huán)。“八脈”：就是在鄭州市現(xiàn)有的八條河流周邊建設(shè)綠化帶，這八條河分別是:枯河

25、、索河、魏河、金水河、熊兒河、七里河、潮河、東風渠。“三十二園”：就是改造或新建32個環(huán)城森林公園?！八膮^(qū)”：是鄭州市首次設(shè)立的森林風貌區(qū)，包括：黃河景觀風貌區(qū)、山水景觀游覽區(qū)、生態(tài)文化展示區(qū)、綠化博覽觀光區(qū)。5.城市大氣污染綜合整治措施大氣污染綜合整治措施的內(nèi)容非常豐富。由于各城市大氣污染的特征以及大氣污染綜合整治的方向和重點不盡相同，因此，措施的確定具有區(qū)域性，很難找到適合于一切情況的通用措施。這里僅簡要介紹我國城市大氣污染綜合防治的一般措施。（1）科學利用大氣自凈規(guī)律就是根據(jù)大氣自凈規(guī)律(如稀釋擴散、降水洗滌、氧化、還原等)，定量(總量)、定點(地點)、定時(時間)地向大氣中排放污染物，在保證大氣中污染物濃度不超過要求值的前提下，合理地利用大氣環(huán)境資源。在制定大氣污染綜合整