1、環境工程中級職稱考試復習資料大氣污染物的形成1、大氣污染（1）了解地球大氣層：大氣組成和大氣結構A：大氣組成：自然狀態下，大氣是由混合氣體、水汽和雜質組成。除去水汽和雜質的空氣稱為干潔空氣。干潔空氣的主要成分為78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氬。這三種氣體占總量的99.96%，其它各項氣體含量計不到0.1%，這些微量氣體包括氖、氦、氪、氙等稀有氣體。在近地層大氣中上述氣體的含量幾乎可認為是不變化的，稱為恒定組分。在干潔空氣中，易變的成分是二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等，這些氣體受地區、季節、氣象以及人類生活和生產活動的影響。正常情況下，二氧化碳含量在20km以上明顯減少。B

2、：大氣結構：大氣結構是指大氣在垂直方向和水平方向上氣象要素分布不均勻性的狀況。在垂直方向上，根據溫度、成分、電荷等物理性質，同時考慮大氣垂直運動的情況。將大氣分為對流層、平流層、中間層、暖層、散逸層等5個層次。隨著距地面的高度不同，大氣層的物理和化學性質有很大的變化。按氣溫的垂直變化特點，可將大氣層自下而上分為對流層、平流層、中間層（上界為85km左右）、熱成層（上界為800km左右）和逸散層（沒有明顯的上界）。（一）對流層對流層是大氣圈中最靠近地面的一層，平均厚度約12km.對流層集中了占大氣總質量75%的空氣和幾乎全部的水蒸汽量，是天氣變化最復雜的層次。該層的特點有：氣溫隨著高度的增加而降

3、低。這是由于對流層的大氣不能直接吸收太陽輻射的能量，但能吸收地面反射的能量所致。空氣具有強烈的對流運動。近地表的空氣接受地面的熱輻射后溫度升高，與高空的冷空氣形成垂直對流。人類活動排入大氣的污染物絕大多數在對流層聚集。因此，對流層的狀況對人類生活的影響最大，與人類關系最密切。（二）平流層平流層位于對流層之上，其上界伸展至約55km處。在平流層的上層，即3035km以上，溫度隨高度升高而升高。在3035km以下，溫度隨高度的增加而變化不大，氣溫趨于穩定，故該亞層又稱為同溫層。平流層的特點是空氣氣流以水平運動為主。在高約1535km處有厚約20km的臭氧層，其分布有季節性變動。臭氧層能吸收太陽的短

4、波紫外線和宇宙射線，使地球上的生物免受這些射線的危害，能夠生存繁衍。（三）中間層從平流層頂至85km處的范圍稱為中間層。該層的氣溫隨高度的增加而迅速降低。因此，該層也存在明顯的空氣垂直對流運動。（四）熱成層熱成層位于85800km的高度之間。該層的氣體在宇宙射線作用下處于電離狀態。電離后的氧能強烈吸收太陽的短波輻射，使空氣迅速升溫，因而該層的氣溫隨高度的增加而增加。該層能反射無線電波，對于無線電通訊有重要意義。醫學教育網搜集整理（五）逸散層800km以上的區域統稱為逸散層，也稱為外層大氣。該層大氣稀薄，氣溫高，分子運動速度快，地球對氣體分子的吸引力小，因此氣體及微粒可飛出地球引力場進入太空。（

5、2）掌握大氣污染的概念按照國際標準化組織（ISO）的定義，“大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣中，呈現出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環境污染的現象”。（3）了解大氣污染的特點：局部性、區域性、全球性大氣污染按其影響所及范圍可分為四類：局部性污染、地區性污染、廣域性污染、全球性污染。上述分類方法中所涉及到的范圍只能是相對的，沒有具體的標準。例如廣域污染是大工業城市及其附近地區的污染，但對某些國家來說（面積有限）可能產生國與國之間的廣域污染。（4）熟悉大氣污染的危害：對人、生物、材料和氣候的危害一、大氣污染對人體和健康的傷害大氣污染物主要

6、通過三條途徑危害人體：一是人體表面接觸后受到傷害，二是食用含有大氣污染物的食物和水中毒，三是吸入污染的空氣后患了種種嚴重的疾病。從下面的表格中，可以看到：各種大氣污染物是通過多種途徑進入人體的，對人體的影響又是多方面的。而且，其危害也是極為嚴重的。二、大氣污染危害生物的生存和發育大氣污染主要是通過三條途徑危害生物的生存和發育的：一是使生物中毒或枯竭死亡，二是減緩生物的正常發育，三是降低生物對病蟲害的抗御能力。植物在生長期中長期接觸大氣的污染，損傷了葉面，減弱了光合作用；傷害了內部結構，使植物枯萎，直至死亡。各種有害氣體中，二氧化硫、氯氣和氟化氫等對植物的危害最大。大氣污染對動物的損害，主要是呼

7、吸道感染和食用了被大氣污染的食物。其中，以砷、氟、鉛、鉬等的危害最大。大氣污染使動物體質變弱，以至死亡。大氣污染還通過酸雨形式殺死土壤微生物，使土壤酸化，降低土壤肥力，危害了農作物和森林。三、大氣污染對物體的腐蝕大氣污染物對儀器、設備和建筑物等，都有腐蝕作用。如金屬建筑物出現的銹斑、古代文物的嚴重風化等。四、大氣污染對全球大氣環境的影響大氣污染發展至今已超越國界，其危害遍及全球。對全球大氣的影響明顯表現為三個方面：一是臭氧層破壞，二是酸雨腐蝕，三是全球氣候變暖。（5）熟悉全球性大氣污染問題：酸雨、溫室效應、臭氧層破壞A、酸雨：酸雨是工業高度發展而出現的副產物，由于人類大量使用煤、石油、天然氣等

8、化石燃料，燃燒后產生的硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經過復雜的化學反應，形成硫酸或硝酸氣溶膠，或為云、雨、雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨。如果形成酸性物質時沒有云雨，則酸性物質會以重力沉降等形式逐漸降落在地面上，這叫做干性沉降，以區別于酸雨、酸雪等濕性沉降。干性沉降物在地面遇水時復合成酸。酸云和酸霧中的酸性由于沒有得到直徑大得多的雨滴的稀釋，因此它們的酸性要比酸雨強得多。高山區由于經常有云霧繚繞，因此酸雨區高山上森林受害最重，常首先成片死亡。硫酸和硝酸是酸雨的主要成分，約占總酸量的90%以上，我國酸雨中硫酸和硝酸的比例約為101。酸雨危害主要表現在四個方面：(1)對水生系統的危害，會影響魚類和

9、其他生物群落，改變營養物和有毒物的循環，使有毒金屬溶解到水中，并進入食物鏈，使物種減少和生產力下降。(2)對陸地生態系統的危害，重點表現在土壤和植物。對土壤的影響包括抑制有機物的分解和氮的固定，淋洗鈣、鎂、鉀等營養元素，使土壤貧瘠化。對植物，酸雨損害新生的葉芽，影響其生長發育，導致森林生態系統退化。(3)對人體的影響。一是通過食物鏈使汞、鉛等重金屬進入人體，誘發癌癥和老年癡呆；二是酸霧侵入肺部，誘發肺水腫或導致死亡；三是長期生活在含酸沉降物的環境中，誘使產生過多的氧化脂，導致動脈硬化、心肌梗塞等疾病概率增加。(4)對建筑物、機械和市政設施的腐蝕。B、溫室效應：溫室效應(英文：Greenhous

10、eeffect)，又稱“花房效應”，是大氣保溫效應的俗稱。大氣能使太陽短波輻射到達地面，但地表向外放出的長波熱輻射線卻被大氣吸收，這樣就使地表與低層大氣溫度增高，因其作用類似于栽培農作物的溫室，故名溫室效應。自工業革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應也隨之增強，已引起全球氣候變暖等一系列嚴重問題，引起了全世界各國的關注。溫室效應對環境的影響：1)氣候轉變：全球變暖溫室氣體濃度的增加會減少紅外線輻射放射到太空外，地球的氣候因此需要轉變來使吸取和釋放輻射的份量達至新的平衡。這轉變可包括全球性的地球表面及大氣低層變暖，因為這樣可以將過剩的輻射排放出外。雖然

11、如此，地球表面溫度的少許上升可能會引發其他的變動，例如：大氣層云量及環流的轉變。當中某些轉變可使地面變暖加劇(正反饋)，某些則可令變暖過程減慢(負反饋)。2)海平面上升假若全球變暖正在發生，有兩種過程會導致海平面升高。第一種是海水受熱膨脹令水平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及南極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。預期由1900年至2100年地球的平均海平面上升幅度介乎0.09米至0.88米之間。全球暖化使南北極的冰層迅速融化，海平面不斷上升，世界銀行的一份報告顯示，即使海平面只小幅上升1米，也足以導致5600萬發展中國家人民淪為難民。而全球第一個被海水淹沒的有人居住島嶼即將產生位于南太平洋國家巴布亞

12、新幾內亞的島嶼卡特瑞島，目下島上主要道路水深及腰，農地也全變成爛泥巴地。3)氣候反常，海洋風暴增多4)土地干旱，沙漠化面積增大2、大氣污染物的分類和成因（1）掌握大氣污染物的分類：顆粒污染物和氣態污染物（一）顆粒污染物在大氣污染中，顆粒污染物指沉降速度可以忽略的固體粒子、液體粒子或它們在氣體介質中的懸浮體系。從大氣污染控制的角度，按照其來源和物理性質，可分為如下幾種：1.粉塵（dust）：粉塵系指懸浮于氣體介質中的小固體顆粒，受重力作用能發生沉降，但在一段時間內能保持懸浮狀態。它通常由于固體物質的破碎、研磨、分級、輸送等機械過程，或土壤、巖石的風化等自然過程形成的。顆粒的尺寸范圍i，一般為1-

13、200m左右。屬于粉塵類的大氣污染物的種類很多，如黏土粉塵、石英粉塵、煤粉、水泥粉塵、各種金屬粉塵等。2.煙（fume）：煙一般指由冶金過程形成的固體顆粒的氣溶膠。它是熔融物質揮發后生成的氣態物質的冷凝物，在生成過程中總是伴有諸如氧化之類的化學反應。煙顆粒的尺寸很小，一般為0.01-1m左右。產生煙是一種較為普遍的現象，如有色金屬冶煉過程中產生的氧化鉛煙、氧化鋅煙等。3.飛灰（flyash）：飛灰指隨燃料燃燒產生的煙氣排出的分散得較細的灰分。4.黑煙（smoke）：黑煙一般系指由燃料燃燒產生的能見氣溶膠。5.霧（fog）：霧是氣體中液滴懸浮體的總稱。在氣象中指造成能見度小1km的小水滴懸浮體。

14、在工程中，霧一般泛指小液體粒子懸浮體，它可能是由于液體蒸氣的凝結、液體的霧化及化學反應等過程形成的，如水霧、酸霧、堿霧、油霧等。中國的環境空氣質量標準中，根據顆粒物直徑的大小，將其分為總懸浮顆粒物（totalsuspendedpartidclea）和可吸入顆粒物（inhalableparticlea）。前者指懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑100m的顆粒物。后者指懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑10m的顆粒物。（二）氣態污染物氣態污染物系以分子狀態存在的污染物。氣態污染物的種類很多，總體上可按下表所示分類。氣態污染物的分類污染物一次污染物二次污染物含硫化學物SO2、H2SSO3、H2SO4、M

15、SO4含氮化合物NO、NH3NO3、HNO3、MNO3碳的氧化物CO、CO2無有機化合物C1-C10化合物醛、酮、過氧乙酰硝酸酯、O3鹵素化合物HF、HCl無注：MSO4、MNO3分別為硫酸鹽和硝酸鹽。1.硫氧化物硫氧化物主要指SO2，它主要來自化石燃料的燃燒過程，以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等過程。火力發電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠以及所有燒煤或油的工業爐窯等都排放SO2煙氣。2.氮氧化物氮和氧的化合物有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，總起來用氮氧化物（NOx）表示。其中污染大氣的主要是NO和NO2。NO毒性不太大，但進入大氣后可被緩慢地氧化成NO2，當大氣中有O3

16、等強氧化劑存在是，或在催化劑作用下，氣氧化速度會加快。NO2的毒性約為NO的5倍。當NO2參與大氣的光化學反應，形成光化學煙霧后，其毒性更強。人類活動產生的NOx，主要來自各種工業爐窯、激動車和柴油機的排氣，其次是硝酸生產、硝化過程、炸藥生產及金屬表面處理等過程。其中由燃料燃燒產生的NOx約占90%以上。3.碳氧化物CO和CO2是各種大氣污染物中發生量最大的一類污染物，主要來自燃料燃燒和機動車排氣。CO是一種窒息性氣體，進入大氣后，由于大氣的擴算稀釋作用和氧化作用，一般不會造成危害。但在城市冬季采暖季節或在交通繁忙的十字路口，當氣象條件不利于排氣擴算稀釋時，CO的濃度有可能達到危害人體健康的水

17、平。CO2是無毒氣體，但當其在大氣中的濃度過高是，使氧氣含量相對減小，便會對人產生不良影響。地球上CO2濃度的增加，能產生“溫室效應”，迫使各國政府開始實施控制。4.有機化合物有機化合物種類很多，從甲烷到長鏈聚合物的烴類。大氣中的揮發性有機化合物（VOCs），一般是C1-C10化合物，它不完全相同于嚴格意義上的碳氫化合物，因為它除含有碳和氫原子外，還常含有氧、氮和硫的原子。甲烷被認為是一種非活性烴，人們常以非甲烷總烴類（NMHC）的形式報道環境中烴的濃度。多環芳烴類（PAHs）中的苯并芘（BP），是強致癌物質。VOCs是光化學氧化劑臭氧和過氧乙酰硝酸酯（PAN）的前體物，也是室溫效應的貢獻者之一。VOCs主要來自機動車和燃料燃燒排氣，以及石油煉制和有機化工生產等。5.硫酸煙霧硫酸煙霧系大氣中的SO2等硫氧化物，在水霧、含有重金屬的懸浮顆粒物或氮氧化物存在時，發生一系列化學或光化學反應而生產的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。硫酸霧引起的刺激作用和生理反應等危害，要比SO2氣體大得多。6.光化學煙霧光化學煙霧是在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氧化劑之間發生一系列光化學反應生產的藍色煙霧（有時帶些紫色和黃褐色）。其