環(huán)境污染及防治

環(huán)境污染及防治第一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)大氣污染及防治大氣圈分層大氣邊界層主要特征大氣成分大氣污染及主要大氣污染物大氣污染控制第二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日空氣的重要意義人是完全靠空氣生存的，成年人平均每天約需１Kg糧食和2Kg水，但對(duì)空氣的需求就大得多，每天約13.6Kg（合10m3）。若三者都斷絕供應(yīng)，引起死亡的首先是空氣；要是空氣中混進(jìn)有毒害的物質(zhì)，則毒物隨空氣不斷地被吸入肺部，通過血液遍布全身，對(duì)人體健康直接產(chǎn)生危害。大氣污染對(duì)人的影響不同于土壤和水的污染，它不僅時(shí)間長(zhǎng)且范圍廣（較多是地域性的，也有全球性的）。發(fā)生的八大“公害事件”，其中五起是因大氣污染造成的。第三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日一、大氣圈組成大氣圈約10000km

地球大氣圈的總質(zhì)量約6000×1012t，占地球總質(zhì)量的0.0001%左右大氣質(zhì)量50％集中在下部5km大氣質(zhì)量75％集中在下部10km大氣質(zhì)量90％集中在下部30km

大氣物理學(xué)和污染物氣象學(xué)中，大氣圈層的上界為1200~1400km

污染層0~12km第四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日外層：大氣層的最外層暖層：又稱電離層，頂界約800~1000km,下部主要由分子氮組成，上部主要由原子氧組成中間層:層頂高約80~85km，有強(qiáng)烈的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)，氣溫隨高度增加而下降。平流層:為一等溫層50~65km,存在約20km的臭氧層，進(jìn)入平流層的化學(xué)物質(zhì)最大的危害是破壞臭氧層。對(duì)流層：大氣層最下一層，約6-18km,平均12km。下部氣溫高，向上氣溫降低，空氣對(duì)流強(qiáng)烈，出現(xiàn)各種復(fù)雜的氣象現(xiàn)象。是人類活動(dòng)最為密切的大氣層部分。第五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

二大氣的組成（一）恒定成分：（二）可變組分：CO2、H2O蒸氣由恒定組分和可變組分所組成的大氣稱為潔凈大氣。（三）不定組分（大氣污染物）第六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（三）不定組分（大氣污染物）自然界火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震及人類活動(dòng)進(jìn)入大氣的各種物質(zhì)：塵埃、H2S、S、SOX、NOX、鹽類、惡臭氣體、煤煙、粉塵等

第八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日大氣污染的含義國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義（ISO）定義：指自然界中局部的職能變化和人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)改變大氣圈中某些原有成分和向大氣中排放有毒害物質(zhì)，以致使大氣質(zhì)量惡化，影響原來有利的生態(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)，以及對(duì)建筑物和設(shè)備財(cái)產(chǎn)等的損壞.第九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日三、大氣污染源第十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

火山爆發(fā)自然源

森林火災(zāi)等

工業(yè)企業(yè)排放的廢氣農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放的廢氣汽車排放的廢氣等人工源第十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日火山爆發(fā)第十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日四、主要污染物根據(jù)污染物的形成過程分：一次污染物/二次污染物根據(jù)污染物的形態(tài)分：氣態(tài)污染物/顆粒污染物第十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

一次污染物二次污染物直接從各種污染源排放到大氣中的有害物質(zhì)。一次污染物在大氣中相互作用或它們與大氣中正常組分發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生的新污染物。（一）一次污染物和二次污染物第十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日二次污染物的形成在物理、化學(xué)或生物因素的作用下，或是與環(huán)境中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)物理、化學(xué)性狀與一次污染物不同的新污染物二次污染物繼發(fā)性污染物一次污染物由污染源直接排入環(huán)境的、其物理和化學(xué)性狀未發(fā)生變化的污染物第十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日提問：光化學(xué)煙霧出現(xiàn)條件是什么？O3、過氧乙酰硝酸酯（PAN）、甲醛和酮類光化學(xué)煙霧1、大氣中光化學(xué)煙霧的形成

靜風(fēng)低濕度高溫度紫外線光化學(xué)反應(yīng)汽車尾氣：氮氧化物、碳?xì)浠衔飄v(290~430nm第十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日光化學(xué)煙霧產(chǎn)生機(jī)理NO2＋hv(290~430nm)NO+O·

O·＋O2

＋MO3

＋MO3+NONO2

＋O2

O3+HC中間產(chǎn)物

醛、酮、PAN、PBZN中間產(chǎn)物：R·、RO·、HO·、RCO·（?；?、ROO·（過氧烷基）和RCOO·（過氧?；?/p>

O第十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日大氣氧化能力不斷增強(qiáng)第十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日光化學(xué)煙霧危害（1）醛類等物質(zhì)刺激眼睛（2）臭氧引起胸部壓縮、刺激粘膜、頭痛、咳嗽、疲倦等癥狀（3）臭氧能損害有機(jī)物質(zhì)（4）氧化劑增多會(huì)使得哮喘增多，植物毀壞第二十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2、硫酸煙霧

提問：硫酸煙霧出現(xiàn)條件是什么？答：SO2、顆粒氣溶膠、相對(duì)濕度比較高，氣溫較低、逆溫和大霧天氣。第二十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日硫酸煙霧產(chǎn)生機(jī)理大氣中顆粒氣溶膠具有凝聚大其中水分和吸收SO2與氧氣的能力。在顆粒氣溶膠表面發(fā)生SO2的催化氧化反應(yīng)（1）SO2＋H2OH+＋HSO3-

（2）HSO3-

＋H+＋O2H2SO4（霧）Fe、Mn第二十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日時(shí)間飄塵濃度SO2濃度死亡人數(shù)（mg/m3）（mg/m3）1952.124.463.84000多19563.251.61000多19572.401.84001962.122.84.1750總懸浮顆粒物中硫酸鹽：約10％（主要為硫酸銨）硝酸鹽：約5％金屬：約5％（三十多種，以鐵為最多）有機(jī)物：約5％（脂肪烴多于芳香烴，94％的多環(huán)芳烴吸附于小于2.5um的顆粒上）第二十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日(二)顆粒污染物和氣態(tài)污染物第二十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日1顆粒污染物塵粒：直徑大于10μm的固體微粒煙塵：直徑小于1μm的固體微粒霧塵：液體微粒<100μm煤塵：燃燒過程中未被燃燒的煤粉塵及露天煤礦的煤揚(yáng)塵氣溶膠：懸浮于空氣中的固液微粒，直徑小于1μm第二十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日總懸浮微粒（TSP）又稱總懸浮顆粒物，指漂浮在空氣中各種不同粒徑，在重力作用下不易沉降到地面的液體或固體微粒。（其粒徑大約為0.1-100μm）第二十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日降塵粒徑大于10μm的顆粒，如水泥粉塵、金屬粉塵、飛塵等一般顆粒大，比重也大，在重力作用下，易沉降，危害范圍較小第二十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日飄塵粒徑小于10μm的粒子，粒徑小，比重也小，可長(zhǎng)期漂浮在大氣中，具有膠體性質(zhì)，又稱氣溶膠(aerosol)。易隨呼吸進(jìn)入人體，危害健康，因此也稱可吸入顆粒物（IP）。第三十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日可吸入顆粒物（PM10）：懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于10um的顆粒物可吸入顆粒物（PM2.5）：懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于2.5um的顆粒物第三十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第三十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日危害（1）形成細(xì)粒子層，是化學(xué)反應(yīng)床，是多項(xiàng)反應(yīng)的載體。（2）遮擋陽(yáng)光、使氣溫降低，或形成冷凝核心，使云霧和雨水增多，影響氣候（陽(yáng)傘效應(yīng)）（3）使可見度降低，交通不便，航空和汽車事故增加（4）可見度差，照明電耗增加，燃料隨之增加，空氣污染加劇，形成惡性循環(huán)（5）用四乙基鉛作汽油的防爆劑時(shí)，排入空氣中的鉛微粒危害大（6）燃煤時(shí)產(chǎn)生的SO2

，加之微粒，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)危害大第三十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日火山爆發(fā)第三十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日陽(yáng)傘效應(yīng)1912年，阿拉斯加火山爆發(fā)，使得到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量減少10％～20％。1963年，阿貢火山爆發(fā)后，火山灰繞地球四周，使氣溫下降，氣候異常。1991年，菲律賓皮納圖博火山兩度爆發(fā)，推測(cè)火山爆發(fā)使得全球降溫0.5華氏度。第三十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2氣態(tài)狀污染物常見的有：CO、NOx、HC化合物、SOx、光化學(xué)煙霧、硫酸煙霧等硫化物（民用爐、熱電站、金屬冶煉、硫酸廠）；氮化物（硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠）；氧化物（CO、CO2）；鹵化物（氟化物、氯化物、制堿廠）；有機(jī)物質(zhì)的污染第三十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日3、城市大氣的主要污染物一次污染物大氣氧化劑顆粒物細(xì)粒子首要空氣污染物:PM10第三十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日五、我國(guó)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的組成：污染指數(shù)API

首要污染物空氣質(zhì)量級(jí)別

第三十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（一）、空氣污染指數(shù)（API）根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)污染物對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響來確定污染指數(shù)的分級(jí)及相應(yīng)的污染物濃度值。評(píng)價(jià)因子：SO2、NO2、PM10

、CO、氧化劑O3評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)污染物對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響第三十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996）污染物名稱一級(jí)(年均/日均/1小時(shí)均)二級(jí)(年均/日均/1小時(shí)均)三級(jí)(年均/日均/1小時(shí)均)濃度單位SO20.02/0.05/0.150.06/0.15/0.50.10/0.25/0.70mg/m3(標(biāo)態(tài))TSP0.08/0.120.2/0.30.3/0.5PM100.04/0.050.1/0.150.15/0.25NOx0.05/0.1/0.150.05/0.1/0.150.1/0.15/0.30NO20.04/0.08/0.120.05/0.1/0.120.1/0.15/0.24CO4/104/106/20O30.120.160.2SO2、TSP

、PM10

、NOx

、NO2

、CO

、O3

、Pb、BaP、氟化物等第四十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日空氣污染指數(shù)（API）計(jì)算（1）污染分指數(shù)計(jì)算：Ii第i種污染參數(shù)的污染分指數(shù)Ci第i種污染參數(shù)的濃度值In第i種污染參數(shù)n的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的污染分指數(shù)In＋1

第i種污染參數(shù)n＋1的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的污染分指數(shù)Cnn轉(zhuǎn)折點(diǎn)上第i種污染參數(shù)的濃度值Cn＋1n＋1轉(zhuǎn)折點(diǎn)上第i種污染參數(shù)的濃度值第四十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日例：[SO2]＝0.042mg/m3、[NO2]=0.018、[PM10]=0.135，求其API值A(chǔ)PISO2NO2PM10COO3描述500.050.080.0550.12優(yōu)1000.150.120.15100.20良2000.80.280.35600.40輕微<150輕度>1503001.60.560.42900.80中度污染4002.10.750.51201.00重污染5002.620.940.61501.20重污染ISO2=(0.042-0)/(0.05-0)×（50-0）+0=42INO2=(0.018-0)/(0.08-0)×（50-0）+0=12IPM10=(0.133-0.05)/(0.15-0.05)×（100-50）+50=92第四十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（2）求最大值得APIMax(ISO2，INO2，IPM10)＝92該市當(dāng)天API為92首要污染物為PM10第四十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（二）污染描述（空氣質(zhì)量）50優(yōu)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)100良二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)200<150輕微污染>150輕度污染300中度污染400重污染500重污染第四十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日六、室內(nèi)空氣質(zhì)量和居室環(huán)境質(zhì)量第四十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日室內(nèi)空氣污染來源生活污染建筑裝飾材料第四十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日室內(nèi)空氣主要污染物甲醛苯氨氣第四十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日甲醛來源于膠合板、人造板及家具、貼墻布紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆、涂料等0.1mg/m3，不適感覺有異味0.5mg/m3，刺激眼睛流淚0.6mg/m3，引起咽喉不適或疼痛高濃度對(duì)免疫系統(tǒng)、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)危害第四十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日苯來源于各種膠、油漆、涂料、防水涂料的溶劑或稀釋劑危害：輕者頭暈、頭痛、惡心、胸悶、乏力、意識(shí)模糊嚴(yán)重者可以昏迷以致呼吸循環(huán)衰竭而死亡可以破壞造血功能，引起白細(xì)胞和血小板減少，導(dǎo)致再生障礙性貧血第四十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日氨、氡來自于建筑材料第五十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日室內(nèi)花草吸收有害物質(zhì)蘆薈、仙人掌、非洲菊、吊蘭、虎尾蘭可以有效吸收甲醛月季、薔薇吸收較多的苯、苯酚、硫化氫、乙醚鐵樹、菊花、常春藤可以減少苯、二甲苯的污染龜背竹、一葉蘭、虎尾蘭能吸收室內(nèi)80％以上的有害氣體。第五十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第五十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日七、汽車尾氣排放與排放標(biāo)準(zhǔn)第五十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日汽車尾氣中的主要污染物COHCNOxPM第五十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日中美穗汽車排放因子(單位：g/輛·km-1）比較(車速約23km/h)

污染物國(guó)別轎車輕型重型重型摩托轎車汽車柴油車車

中國(guó)10.211.417.09.44.8

HC美國(guó)2.52.88.42.14.0廣州5.48.922.933.310.4中國(guó)85.284.8235.631.317.2

CO美國(guó)19.024.0102.011.524.4廣州45.451.1123.010.939.3

中國(guó)1.63.25.053.40.5

NOX

美國(guó)1.01.23.110.20.4廣州2.43.76.517.40.2

第五十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日歐洲汽車排放標(biāo)準(zhǔn)（汽油車）(g/km)COHCNOxHC+NOxPM實(shí)施日期歐一2.720.970.1492.7.1歐二2.20.596.1.1歐三2.30.20.1500.1.1歐四1.00.10.080.02505.1.1第五十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日八、大氣邊界層（1.2~1.5km）主要特征湍流風(fēng)溫度的垂直分布第五十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（一）大氣湍流大氣湍流：在主導(dǎo)方向出現(xiàn)的（上下左右）無規(guī)則陣發(fā)性攪動(dòng)的氣流第五十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日渦團(tuán)與污染物擴(kuò)散a小尺度渦團(tuán)：擴(kuò)散緩慢b大尺度渦團(tuán)：截面變化不大c尺度相仿渦團(tuán)：很快擴(kuò)散復(fù)合尺度渦團(tuán)：較快擴(kuò)散第五十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日

（二）風(fēng)風(fēng)向:

風(fēng)向頻率玫瑰圖輸送污染物（影響污染物的擴(kuò)散方向）第六十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日工廠設(shè)置在居民區(qū)最小風(fēng)頻的上風(fēng)地帶或與常年盛行風(fēng)向垂直的郊外。第六十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第六十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日六里屯垃圾填埋廠選址問題北京市西北高、東南低的特征，西北風(fēng)作為主要的風(fēng)向，讓海淀區(qū)成為名副其實(shí)的上風(fēng)上水之地。六里屯垃圾填埋廠處于上風(fēng)口，如果焚燒廠投入使用，高大的焚燒爐所排放的二惡英等煙塵，會(huì)在風(fēng)力的作用下快速擴(kuò)散，影響全北京市。第六十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日風(fēng)速：決定污染物的擴(kuò)散和稀釋狀況

污染物在大氣中的濃度與平均風(fēng)速成反比。風(fēng)速增大1倍，則下風(fēng)向污染物濃度將減少一半第六十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（三）溫度的垂直分布1溫度層結(jié)：地球表面上方大氣的溫度隨高度變化的情況。（或在垂直地球表面方向上的氣溫分布）第六十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日2、氣溫垂直遞減率γ在垂直于地球表面方向上，每升高100米氣溫的變化值

γ=dT/dH

T：溫度H：離地面高度

γ平均＝0.65

（對(duì)流層）第六十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日3溫度層結(jié)種類正常分布層結(jié)或遞減層結(jié)：

氣溫隨高度增加而遞減，即γ

＞0逆溫

氣溫隨高度增加而增加，即γ

＜0第六十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日4逆溫大氣溫度垂直遞減率小于零時(shí)，上層溫度高于下層溫度第六十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日第六十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日逆溫的種類：輻射性逆溫下沉逆溫湍流性逆溫鋒面逆溫地形逆溫第七十頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（1）輻射逆溫晴朗、少云無風(fēng)的夜間，風(fēng)速＜3m/s(二級(jí))時(shí)，地面因強(qiáng)烈的有效輻射而很快冷卻，近地面氣溫下降快，較高氣層冷卻慢，氣溫下降慢，形成自地面向上發(fā)展的逆溫層，稱為輻射逆溫。條件：晴朗、微風(fēng)、無云或云層很薄很高，使地面失去保溫層，散熱快又多，因而降溫激烈，微風(fēng)有助逆溫層向上擴(kuò)散，但風(fēng)速＜2~3m/s。如風(fēng)大，上下層空氣間的湍流交換加強(qiáng)，熱量下傳，不利于逆溫層的形成。第七十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日(a)正常溫度層結(jié)(b)逆溫開始生成，隨地面輻射增強(qiáng)，迅速冷卻，逐漸向上發(fā)展(c)輻射達(dá)到最強(qiáng)時(shí)為黎明前(d)日出后，地面增溫，空氣自上而下增溫，逆溫逐漸消失(e)上午10時(shí)左右，逆溫消失幾十至幾百米,它多出現(xiàn)在冬季冷高壓控制下第七十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，2022年，8月28日（2）下沉逆溫高壓控制區(qū)較大氣團(tuán)下沉運(yùn)動(dòng)時(shí)，常使原來穩(wěn)定層結(jié)的空