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主要內(nèi)容:大氣與大氣污染大氣污染物及其來源大氣中污染物的化學轉化大氣污染的控制技術第六章大氣污染及其控制主要內(nèi)容:第六章大氣污染及其控制第一節(jié)大氣與大氣污染一、大氣的結構按分子組成均質層和非均質層。按壓力特征氣壓層和外氣壓層。按大氣的熱狀態(tài)對流層、平流層、中間層、熱層和外層。第一節(jié)大氣與大氣污染一、大氣的結構一、大氣的結構一、大氣的結構對流層平流層對流旺盛近地面,緯度不同厚度變;高度增來溫度減,只因熱源是地面;天氣復雜且多變,風云雨雪較常見。氣溫初穩(wěn)后升熱只因層中臭氧多水平流動天氣好高空飛行很適合上冷下熱高空對流電離層高層大氣電離層能反射無線電波,對無線電通訊有重要作用對流層平流層對流旺盛近地面,氣溫初穩(wěn)后升熱上冷下熱電高層大氣第一節(jié)大氣與大氣污染二、大氣的組成干潔空氣大氣中除去水汽和雜質的空氣。干潔空氣的組成干潔空氣中的主要成分為N2(占78.09%)、O2(占20.95%)、Ar(占0.93%)及一些微量元素,如CO2、O3、H2、CH4、He、Kr、Ne等。

第一節(jié)大氣與大氣污染二、大氣的組成二、大氣的組成大氣可變成分主要包括CO2、O3、水汽和雜質。這些可變成分如含量正常,則對環(huán)境和生命有機體是有益而無害的,但含量變化后(過多或缺乏)都會造成不良影響及危害。干潔空氣較穩(wěn)定原因:主要組成物質為N2和O2,前者化學性質不活潑,后者的消耗與釋放量相互補償。

二、大氣的組成二、大氣的組成成云致雨的必要條件主要成分次要成分水汽固體雜質生物體的基本成分維持生物活動的必要物質植物光合作用的原料;對地面保溫吸收紫外線,使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件;對地面保溫大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO2大氣各成分的作用二、大氣的組成成云致雨的必要條件主要次要水汽固體雜三、大氣污染概念:指由于人類活動或自然過程使大氣中一些物質的含量達到有害的程度(一般指有害物質,如SO2、NOX、HC、O3、飄塵等超過國家質量標準),以至破壞人和生態(tài)系統(tǒng)的正常生存和發(fā)展,對人體、生態(tài)和材料造成危害的現(xiàn)象。三、大氣污染第六章大氣污染及其控制課件工業(yè)工業(yè)交通交通生活生活三、大氣污染發(fā)生過程:大氣環(huán)境污染源輸入輸出輸入速率>輸出速率三、大氣污染大氣環(huán)境污染源輸入輸出輸入速率>輸出速率第二節(jié)大氣污染物及其來源一、大氣污染物大氣污染物的概念指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對環(huán)境或人產(chǎn)生有害影響的那些物質。大氣污染物的分類:從形成過程:一次、二次污染物從存在狀態(tài):氣溶膠狀態(tài)污染物和氣體狀態(tài)污染物第二節(jié)大氣污染物及其來源一、大氣污染物第六章大氣污染及其控制課件二、大氣污染類型氣溶膠狀態(tài)污染物粉塵:是指懸浮在空氣中的固體微粒,顆粒尺寸一般在1-200μm,如黏土粉塵、石英粉塵、煤灰、各種金屬粉塵等。煙:指一般系指由冶金過程形成的固體顆粒氣溶膠。一般為0.01-1μm。飛灰:指隨燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散得較細的灰分。二、大氣污染類型④黑煙:由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。⑤霧:氣體中液滴懸浮體的總稱。

在我國的環(huán)境空氣質量標準中,還根據(jù)粉塵顆粒的大小,將其分為總懸浮顆粒物(TSP)和可吸入顆粒物(IP,PM10、PM2.5)TSP:能懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑小于100μmPM10:能懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑小于10μm。④黑煙:由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。

顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的云霧和霧滴,它們中一部分是致癌、致畸、致突變物質,并能被人體吸收而危害人體健康,另一方面,它們是有毒物質的載體,使一些氣體污染物轉化成為有害的顆粒物或使某些污染物的毒性增強。顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的云霧和霧滴,煙塵的作用:1)凝結核

2)吸收太陽輻射

3)降低能見度

4)影響植物體生長飄塵(可吸入粒子(IP))

大于10μm的顆粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住,而小于10μm的飄塵卻能長驅直入侵蝕肺泡,叫“可吸入粒子”。在可吸入微粒中80%可沉積于肺泡,且沉積時間可達數(shù)年之久,導致肺心病等一系列病變。煙塵的作用:1)凝結核二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物含硫化合物主要指SO2和SO3、H2S。危害:溫度大時,與水作用,是形成酸雨的主要來源。二氧化硫是一種無色的刺激性氣體,腐蝕性很大,會嚴重刺激人的呼吸系統(tǒng)。二氧化硫破壞植物的葉綠素,使植物脫水壞死。在適當條件下和飄塵結合在一起,或與水汽中的

水蒸汽結合形成硫酸霧,硫酸霧微粒侵入人體肺

部,可以引起肺水腫和肺硬化等疾病導致死亡。二、大氣污染類型溫度大時,與水作用,是形成酸雨的主要來源。二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物氮的氧化物NOX是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等的總稱,造成大氣污染的NOX最主要是NO和NO2。來源:汽車尾氣排放危害:1)氮氧化物可轉化為硝酸,形成酸雨2)是形成光化學煙霧的重要物質3)是消耗臭氧的重要因子4)NO2對人有生理刺激和腐蝕作用,引起城市居民產(chǎn)生急性呼吸道病變的一種原因5)可腐蝕織物、材料、破壞染料,使它褪色6)危害植物,使其組織受害而落葉,甚至枯萎二、大氣污染類型1)氮氧化物可轉化為硝酸,形成酸雨二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物碳的氧化物CO:主要是由含碳化合物不完全燃燒產(chǎn)生的無色無味無刺激性的有毒氣體。對人體的危害主要是阻礙體內(nèi)氧氣的傳輸,使人體缺氧,導致死亡。CO2:是一種無毒的氣體,是大氣中的“正常”成分,主要來源于生物的呼吸和化石燃料等的燃燒。目前,大氣中CO2濃度逐漸升高,每年上升0.4%。由于二氧化碳吸收地面長波輻射,使地球升溫,導致溫室效應,從而形成全球氣候變化。二、大氣污染類型二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物碳氫化合物(HC)HC是自然界中必不可少的物質,主要指烷烴、烯烴和芳香烴等具有揮發(fā)性的有機物,它們主要是由碳原子和氫原子組成。碳氫化合物主要來源于自然界植物分解,人為產(chǎn)生的量很小,但它們是形成光化學煙霧的重要物質。含鹵素化合物主要指一些氟氯烴類物質,它們主要破壞臭氧層,引起溫室效應。二、大氣污染類型二、大氣污染類型按污染物的性質分還原型(煤炭型)氧化型(汽車尾氣型)二、大氣污染類型還原型(煤炭型)主要污染物:SO2、CO和顆粒物,在低溫、高溫陰天、小風、逆溫情況下,在當?shù)氐匦螚l件的影響下,被封蓋在城市上空,造成對人體健康極大的危害,致使上千人死亡。類似這樣的事件發(fā)生過多起,最典型的當屬1952年12月發(fā)生在英國首都倫敦的SO2煙霧中毒事件。還原型(煤炭型)倫敦煙霧事件倫敦煙霧事件氧化型(汽車尾氣型)污染物主要來自于汽車排氣、燃油鍋爐以及石油化工生產(chǎn)。一次污染物主要為NOX和HC、生成的二次污染物為O3、醛類、酮類、過氣乙酸硝酸脂。發(fā)生在光照強烈的熱帶、亞熱帶、8~9月中午或午后陽光強烈時。最典型的當屬1965年前后的洛杉磯光化學煙霧。氧化型(汽車尾氣型)被光化學氧化劑腐蝕的葉片

光化學氧化劑是臭氧、硝酸、醛類、酮類和過氧乙酰基硝酸酯等多種物質的混合物,其中80%是臭氧,可刺激人的眼睛、喉嚨,引起紅眼、流淚、肝炎、肺氣腫等。對植物、家畜、橡膠、染料等制品也造成危害。一方面臭氧具有殺菌作用,另一方面又是眼、喉和肺最危險刺激物之一。臭氧進入呼吸道后,與所接觸器官迅速反應導致慢性肺疾病、肺氣腫和右心衰竭。被光化學氧化劑腐蝕的葉片光化學氧化劑是臭氧、硝酸、醛二、大氣污染類型按燃料性質和大氣污染物的組成劃分煤炭型:產(chǎn)生粉塵、二氧化硫、煙氣等石油型:產(chǎn)生氮氧化物、烯烴等碳氫化合物混合型:有煤和石油的特殊型:磷肥廠氟污染二、大氣污染類型三、大氣污染源概念:向大氣環(huán)境排放有害物質或對大氣環(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所、設備和裝置。分類:按污染物質來源分:天然源和人為源。按污染源性狀分:固定源和移動源。按污染物空間分布分:點源、線源和面源按污染物排放時間分:連續(xù)源、間斷源和瞬時源。按人們的生活功能分:生活污染源、工業(yè)污染源和交通運輸污染源等。三、大氣污染源污染源特點主要來源排放的污染物

天然源它和人為源相比產(chǎn)生的污染物較少,濃度較低,具有局部地區(qū)某段時間內(nèi)可能形成嚴重影響的特點。

火山噴發(fā)二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、火山灰森林火災一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳氫化合物等自然塵風砂、土壤塵等森林植物釋放萜稀類碳氫化合物。海浪飛沫硫酸鹽和亞硫酸鹽

人為源移動源汽車和火車、飛機等,分布廣泛分散,難于監(jiān)測和治理。交通運輸過程:現(xiàn)代化交通運輸工具一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、硫氧化合物和鉛等

固定源靜止源則包括工廠、焚化爐等不移動的污染源。靜止源污染面積廣,易于集中監(jiān)測治理。燃料燃燒二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化硫、硫化氫等顆粒物、粉塵、氧化亞氮等

大氣污染源農(nóng)業(yè)活動排放:農(nóng)藥、化肥污染源特點主要來源排放的污染物

它和人為源相比產(chǎn)生的污染點污染源面污染源線污染源點污染源面污染源線污染源生活污染源工業(yè)污染源交通污染源生活污染源工業(yè)污染源交通污染源第三節(jié)大氣環(huán)境中污染物的化學轉化一、光化學反應定義:一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子引起的反應。前提:光輻射吸光物質(分子、原子、自由基)能量來源載體一次污染物二次污染物第三節(jié)大氣環(huán)境中污染物的化學轉化一、光化學反應能量來源載體一、光化學反應(一)光輻射特點光子:一個電子在兩個能級之間做一次躍遷所發(fā)射出的電磁波叫一個光子能量差普朗克系數(shù)單光子頻率光速波長一、光化學反應普朗克系數(shù)單光子頻率光速波長一、光化學反應(一)光輻射特點太陽波譜380nm760nm2000nm波長29014555KJ/(g.mol)光量子激發(fā)電子運動約需200KJ/(g·mol)的能量,因此,只有接近紫外線或光譜較低的可見光部分才能發(fā)生光化學反應。一、光化學反應380nm760nm2000nm波長29014一、光化學反應(二)吸光物質吸光物質非吸光物質O2N2O3H2ONO2COSO2CO2酮、醛類化合物NO硝基化合物SO3和H2SO4硝酸和烷基硝酸烴類化合物亞硝酸和烷基亞硝酸醇類化合物酰基氮化物,酰基過氮化物有機酸類化合物一、光化學反應吸光物質非吸光物質O2N2O3H2ONO2CO激發(fā):光解:直接反應:發(fā)生熒光:碰撞反應:吸光物質(O2、CO、CO2、N2)導致化學變化回到初始狀態(tài)初級過程一、光化學反應激發(fā):吸光物質(O2、CO、CO2、N2)導致化學變化回到初一、光化學反應次級過程區(qū)別在于反應物:反應物是激發(fā)物種者為初級反應;為反應生成物者為次級反應。例:初級反應次級反應次級反應M一、光化學反應次級過程區(qū)別在于反應物:反應物二、硫氧化物在大氣中的化學轉化SO2的氧化作用光化學氧化直接光氧化激發(fā)態(tài)分子直接與氧氣反應生成SO3SO2吸收光子成激發(fā)態(tài)分子高能量,不穩(wěn)定低能量,穩(wěn)定二、硫氧化物在大氣中的化學轉化高能量,不穩(wěn)定低能量,穩(wěn)定SO2的氧化作用光化學氧化直接光氧化3SO2被直接氧化:碰撞猝滅:SO2的氧化作用SO2的氧化作用光化學氧化間接光氧化二氧化硫與強氧化性自由基反應,再與氧氣反應生成三氧化硫。自由基來自于一次污染物,如OH、HO2(過氧氫基)、RO2(過氧烴基),如:SO2的氧化作用SO2的氧化作用催化氧化均相中(氣態(tài)),二氧化硫在光化學氧化作用下氧化成三氧化硫的速度非常慢;非均相中,二氧化硫被水滴吸附,再催化氧化成硫酸鹽。自然狀況下,非均相為主,如燃煤過程中有煙塵同時產(chǎn)生。與氧氣先反應,有水時形成濕沉降,無水時形成干沉降鐵、錳SO2的氧化作用與氧氣先反應,有水時形成濕沉降,無水時形成干三、氮氧化物在大氣中的化學轉化NO2的光化學反應三、氮氧化物在大氣中的化學轉化三、氮氧化物在大氣中的化學轉化NO2的化學反應與自由基、O3、NO3的氧化反應三、氮氧化物在大氣中的化學轉化三、氮氧化物在大氣中的化學轉化HONO的化學反應光解氧化羥基自由基三、氮氧化物在大氣中的化學轉化羥基自由基第四節(jié)大氣污染的控制技術一、主要大氣污染物控制技術(一)煙塵控制技術(二)二氧化硫凈化技術(三)汽車尾氣的催化凈化第四節(jié)大氣污染的控制技術一、主要大氣污染物控制技術一、主要大氣污染物控制技術(一)煙塵控制技術干式機械除塵裝置濕式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置沉降室旋風除塵慣性除塵一、主要大氣污染物控制技術沉降室第六章大氣污染及其控制課件重力除塵器重力除塵器重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。氣流進入重力沉降室后,流動截面積擴大,流速降低(氣流速度一般為0.2~2.0m/s),較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除重力沉降室優(yōu)點結構簡單、投資少、操作維修管理容易壓力損失小(一般為50~100Pa)可處理高溫、高濕含塵氣體,并可回收干顆粒物。缺點體積大(氣流速度一般為0.2~2.0m/s)效率低,一般只能去除50um以上大顆粒僅作為高效除塵器的預除塵裝置,除去較大和較重的粒子重力沉降室優(yōu)點過濾式除塵裝置使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置。根據(jù)過濾材料不同:采用濾紙或玻璃纖維等填充層作濾料的空氣過濾器,主要用于通風及空氣調節(jié)方面的空氣凈化;采用砂、礫、焦炭等顆粒物作濾料的顆粒層除塵器,在高溫煙氣除塵方面廣泛應用;采用纖維織物作濾料的袋式除塵器,主要在工業(yè)尾氣的除塵方面應用較廣。過濾式除塵裝置使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置。過濾式除塵裝置優(yōu)點除塵效率高:去除1μm及以下的顆粒,效率可達99%以上。適應性強、操作彈性大(對含塵濃度、處理氣量以及氣流速度變化均能穩(wěn)定處理);結構簡單,使用靈活,便于回收干料。缺點其應用受濾布的耐溫(小于300度)、耐腐等操作性能的限制。不適于粘結性強及吸濕性強的塵粒,特別是煙氣溫度不能低于露點溫度(結露、堵塞)。若有少許破損,效率大大降低,且不易排查破損處。過濾式除塵裝置優(yōu)點第六章大氣污染及其控制課件袋式過濾除塵器示意圖袋式過濾除塵器示意圖密閉過濾式除塵裝置密閉過濾式除塵裝置第六章大氣污染及其控制課件干式旋風除塵器示意圖干式旋風除塵器示意圖慣性除塵器示意圖慣性除塵器示意圖第六章大氣污染及其控制課件濕式除塵器濕式除塵器文丘里洗滌器文丘里洗滌器第六章大氣污染及其控制課件高壓靜電除塵器高壓靜電除塵器陽極陰極靜電除塵器示意圖陽極陰極靜電除塵器示意圖一、主要大氣污染物控制技術(一)煙塵控制技術選擇除塵裝置依據(jù):選擇除塵裝置時要考慮處理粉塵的特性(溫度、濕度、粒徑大小、比電阻),還應考慮除塵裝置的氣體處理量,除塵裝置的效率及壓力損失等技術指標和經(jīng)濟性能指標。一、主要大氣污染物控制技術一、主要大氣污染物控制技術(二)二氧化硫凈化技術燃料脫硫燃燒過程中脫硫煙氣脫硫一、主要大氣污染物控制技術(二)二氧化硫凈化技術燃料脫硫煤炭洗選煤炭轉化重油脫硫重力分選法

煤氣液化氣C-S(二)二氧化硫凈化技術重力煤氣C-S(二)二氧化硫凈化技術燃燒過程中脫硫流化床燃燒脫硫,即將脫硫劑(石灰石或白云石)粉碎成與煤同樣粒度(粒徑在2mm左右),與煤同時加入爐內(nèi),在1073-1173K下燃燒,石灰石受熱分解析出CO2,形成多孔的CaO進而與SO2作用,生成硫酸鹽,以達到固硫的目的。(二)二氧化硫凈化技術(二)二氧化硫凈化技術煙氣脫硫濕法干法

石灰/石灰石洗滌法雙堿法海水脫硫氨吸收法氧化鎂法

以濕法煙氣脫硫為主的國家有日本(98%)、美國(92%)、德國(90%)等。(二)二氧化硫凈化技術濕法干法石灰/石灰石洗滌法以濕法煙(二)二氧化硫凈化技術選用原則排煙脫硫的工藝原理及過程應該簡單、易于操作和管理;脫硫裝置應具有較高的去除效率,經(jīng)濟效益好,耐用、節(jié)省人力物力及占地面積;脫硫過程中不應造成二次污染;脫硫用的吸收劑價格便宜又容易獲得;在工藝方法上盡可能回收有用的硫資源(副產(chǎn)品:硫酸、硫酸銨、石膏)。(二)二氧化硫凈化技術第六章大氣污染及其控制課件一、主要大氣污染物控制技術(三)汽車尾氣的催化凈化汽車尾氣中主要含有烴類(碳氫化合物)、CO、NOx,前兩種主要是燃料不完全燃燒所產(chǎn)生,NOx是由燃燒及氣缸中的高溫條件所造成。汽車尾氣的完全催化轉化一般分兩步完成:一步是催化還原NOx(利用尾氣中的CO、CHx作還原劑);第二步,催化氧化(燃燒)CO、CHx,達到尾氣凈化的作用。一、主要大氣污染物控制技術

主要內(nèi)容:大氣與大氣污染大氣污染物及其來源大氣中污染物的化學轉化大氣污染的控制技術第六章大氣污染及其控制主要內(nèi)容:第六章大氣污染及其控制第一節(jié)大氣與大氣污染一、大氣的結構按分子組成均質層和非均質層。按壓力特征氣壓層和外氣壓層。按大氣的熱狀態(tài)對流層、平流層、中間層、熱層和外層。第一節(jié)大氣與大氣污染一、大氣的結構一、大氣的結構一、大氣的結構對流層平流層對流旺盛近地面,緯度不同厚度變;高度增來溫度減,只因熱源是地面;天氣復雜且多變,風云雨雪較常見。氣溫初穩(wěn)后升熱只因層中臭氧多水平流動天氣好高空飛行很適合上冷下熱高空對流電離層高層大氣電離層能反射無線電波,對無線電通訊有重要作用對流層平流層對流旺盛近地面,氣溫初穩(wěn)后升熱上冷下熱電高層大氣第一節(jié)大氣與大氣污染二、大氣的組成干潔空氣大氣中除去水汽和雜質的空氣。干潔空氣的組成干潔空氣中的主要成分為N2(占78.09%)、O2(占20.95%)、Ar(占0.93%)及一些微量元素,如CO2、O3、H2、CH4、He、Kr、Ne等。

第一節(jié)大氣與大氣污染二、大氣的組成二、大氣的組成大氣可變成分主要包括CO2、O3、水汽和雜質。這些可變成分如含量正常,則對環(huán)境和生命有機體是有益而無害的,但含量變化后(過多或缺乏)都會造成不良影響及危害。干潔空氣較穩(wěn)定原因:主要組成物質為N2和O2,前者化學性質不活潑,后者的消耗與釋放量相互補償。

二、大氣的組成二、大氣的組成成云致雨的必要條件主要成分次要成分水汽固體雜質生物體的基本成分維持生物活動的必要物質植物光合作用的原料;對地面保溫吸收紫外線,使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件;對地面保溫大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO2大氣各成分的作用二、大氣的組成成云致雨的必要條件主要次要水汽固體雜三、大氣污染概念:指由于人類活動或自然過程使大氣中一些物質的含量達到有害的程度(一般指有害物質,如SO2、NOX、HC、O3、飄塵等超過國家質量標準),以至破壞人和生態(tài)系統(tǒng)的正常生存和發(fā)展,對人體、生態(tài)和材料造成危害的現(xiàn)象。三、大氣污染第六章大氣污染及其控制課件工業(yè)工業(yè)交通交通生活生活三、大氣污染發(fā)生過程:大氣環(huán)境污染源輸入輸出輸入速率>輸出速率三、大氣污染大氣環(huán)境污染源輸入輸出輸入速率>輸出速率第二節(jié)大氣污染物及其來源一、大氣污染物大氣污染物的概念指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對環(huán)境或人產(chǎn)生有害影響的那些物質。大氣污染物的分類:從形成過程:一次、二次污染物從存在狀態(tài):氣溶膠狀態(tài)污染物和氣體狀態(tài)污染物第二節(jié)大氣污染物及其來源一、大氣污染物第六章大氣污染及其控制課件二、大氣污染類型氣溶膠狀態(tài)污染物粉塵:是指懸浮在空氣中的固體微粒,顆粒尺寸一般在1-200μm,如黏土粉塵、石英粉塵、煤灰、各種金屬粉塵等。煙:指一般系指由冶金過程形成的固體顆粒氣溶膠。一般為0.01-1μm。飛灰:指隨燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散得較細的灰分。二、大氣污染類型④黑煙:由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。⑤霧:氣體中液滴懸浮體的總稱。

在我國的環(huán)境空氣質量標準中,還根據(jù)粉塵顆粒的大小,將其分為總懸浮顆粒物(TSP)和可吸入顆粒物(IP,PM10、PM2.5)TSP:能懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑小于100μmPM10:能懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑小于10μm。④黑煙:由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。

顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的云霧和霧滴,它們中一部分是致癌、致畸、致突變物質,并能被人體吸收而危害人體健康,另一方面,它們是有毒物質的載體,使一些氣體污染物轉化成為有害的顆粒物或使某些污染物的毒性增強。顆粒物有固體的灰塵、煙塵、煙霧以及液體的云霧和霧滴,煙塵的作用:1)凝結核

2)吸收太陽輻射

3)降低能見度

4)影響植物體生長飄塵(可吸入粒子(IP))

大于10μm的顆粒物能被鼻腔的鼻毛吸留住,而小于10μm的飄塵卻能長驅直入侵蝕肺泡,叫“可吸入粒子”。在可吸入微粒中80%可沉積于肺泡,且沉積時間可達數(shù)年之久,導致肺心病等一系列病變。煙塵的作用:1)凝結核二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物含硫化合物主要指SO2和SO3、H2S。危害:溫度大時,與水作用,是形成酸雨的主要來源。二氧化硫是一種無色的刺激性氣體,腐蝕性很大,會嚴重刺激人的呼吸系統(tǒng)。二氧化硫破壞植物的葉綠素,使植物脫水壞死。在適當條件下和飄塵結合在一起,或與水汽中的

水蒸汽結合形成硫酸霧,硫酸霧微粒侵入人體肺

部,可以引起肺水腫和肺硬化等疾病導致死亡。二、大氣污染類型溫度大時,與水作用,是形成酸雨的主要來源。二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物氮的氧化物NOX是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等的總稱,造成大氣污染的NOX最主要是NO和NO2。來源:汽車尾氣排放危害:1)氮氧化物可轉化為硝酸,形成酸雨2)是形成光化學煙霧的重要物質3)是消耗臭氧的重要因子4)NO2對人有生理刺激和腐蝕作用,引起城市居民產(chǎn)生急性呼吸道病變的一種原因5)可腐蝕織物、材料、破壞染料,使它褪色6)危害植物,使其組織受害而落葉,甚至枯萎二、大氣污染類型1)氮氧化物可轉化為硝酸,形成酸雨二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物碳的氧化物CO:主要是由含碳化合物不完全燃燒產(chǎn)生的無色無味無刺激性的有毒氣體。對人體的危害主要是阻礙體內(nèi)氧氣的傳輸,使人體缺氧,導致死亡。CO2:是一種無毒的氣體,是大氣中的“正常”成分,主要來源于生物的呼吸和化石燃料等的燃燒。目前,大氣中CO2濃度逐漸升高,每年上升0.4%。由于二氧化碳吸收地面長波輻射,使地球升溫,導致溫室效應,從而形成全球氣候變化。二、大氣污染類型二、大氣污染類型氣體狀態(tài)污染物碳氫化合物(HC)HC是自然界中必不可少的物質,主要指烷烴、烯烴和芳香烴等具有揮發(fā)性的有機物,它們主要是由碳原子和氫原子組成。碳氫化合物主要來源于自然界植物分解,人為產(chǎn)生的量很小,但它們是形成光化學煙霧的重要物質。含鹵素化合物主要指一些氟氯烴類物質,它們主要破壞臭氧層,引起溫室效應。二、大氣污染類型二、大氣污染類型按污染物的性質分還原型(煤炭型)氧化型(汽車尾氣型)二、大氣污染類型還原型(煤炭型)主要污染物:SO2、CO和顆粒物,在低溫、高溫陰天、小風、逆溫情況下,在當?shù)氐匦螚l件的影響下,被封蓋在城市上空,造成對人體健康極大的危害,致使上千人死亡。類似這樣的事件發(fā)生過多起,最典型的當屬1952年12月發(fā)生在英國首都倫敦的SO2煙霧中毒事件。還原型(煤炭型)倫敦煙霧事件倫敦煙霧事件氧化型(汽車尾氣型)污染物主要來自于汽車排氣、燃油鍋爐以及石油化工生產(chǎn)。一次污染物主要為NOX和HC、生成的二次污染物為O3、醛類、酮類、過氣乙酸硝酸脂。發(fā)生在光照強烈的熱帶、亞熱帶、8~9月中午或午后陽光強烈時。最典型的當屬1965年前后的洛杉磯光化學煙霧。氧化型(汽車尾氣型)被光化學氧化劑腐蝕的葉片

光化學氧化劑是臭氧、硝酸、醛類、酮類和過氧乙酰基硝酸酯等多種物質的混合物,其中80%是臭氧,可刺激人的眼睛、喉嚨,引起紅眼、流淚、肝炎、肺氣腫等。對植物、家畜、橡膠、染料等制品也造成危害。一方面臭氧具有殺菌作用,另一方面又是眼、喉和肺最危險刺激物之一。臭氧進入呼吸道后,與所接觸器官迅速反應導致慢性肺疾病、肺氣腫和右心衰竭。被光化學氧化劑腐蝕的葉片光化學氧化劑是臭氧、硝酸、醛二、大氣污染類型按燃料性質和大氣污染物的組成劃分煤炭型:產(chǎn)生粉塵、二氧化硫、煙氣等石油型:產(chǎn)生氮氧化物、烯烴等碳氫化合物混合型:有煤和石油的特殊型:磷肥廠氟污染二、大氣污染類型三、大氣污染源概念:向大氣環(huán)境排放有害物質或對大氣環(huán)境產(chǎn)生有害影響的場所、設備和裝置。分類:按污染物質來源分:天然源和人為源。按污染源性狀分:固定源和移動源。按污染物空間分布分:點源、線源和面源按污染物排放時間分:連續(xù)源、間斷源和瞬時源。按人們的生活功能分:生活污染源、工業(yè)污染源和交通運輸污染源等。三、大氣污染源污染源特點主要來源排放的污染物

天然源它和人為源相比產(chǎn)生的污染物較少,濃度較低,具有局部地區(qū)某段時間內(nèi)可能形成嚴重影響的特點。

火山噴發(fā)二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、火山灰森林火災一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳氫化合物等自然塵風砂、土壤塵等森林植物釋放萜稀類碳氫化合物。海浪飛沫硫酸鹽和亞硫酸鹽

人為源移動源汽車和火車、飛機等,分布廣泛分散,難于監(jiān)測和治理。交通運輸過程:現(xiàn)代化交通運輸工具一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、硫氧化合物和鉛等

固定源靜止源則包括工廠、焚化爐等不移動的污染源。靜止源污染面積廣,易于集中監(jiān)測治理。燃料燃燒二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳工業(yè)生產(chǎn)過程二氧化硫、硫化氫等顆粒物、粉塵、氧化亞氮等

大氣污染源農(nóng)業(yè)活動排放:農(nóng)藥、化肥污染源特點主要來源排放的污染物

它和人為源相比產(chǎn)生的污染點污染源面污染源線污染源點污染源面污染源線污染源生活污染源工業(yè)污染源交通污染源生活污染源工業(yè)污染源交通污染源第三節(jié)大氣環(huán)境中污染物的化學轉化一、光化學反應定義:一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子引起的反應。前提:光輻射吸光物質(分子、原子、自由基)能量來源載體一次污染物二次污染物第三節(jié)大氣環(huán)境中污染物的化學轉化一、光化學反應能量來源載體一、光化學反應(一)光輻射特點光子:一個電子在兩個能級之間做一次躍遷所發(fā)射出的電磁波叫一個光子能量差普朗克系數(shù)單光子頻率光速波長一、光化學反應普朗克系數(shù)單光子頻率光速波長一、光化學反應(一)光輻射特點太陽波譜380nm760nm2000nm波長29014555KJ/(g.mol)光量子激發(fā)電子運動約需200KJ/(g·mol)的能量,因此,只有接近紫外線或光譜較低的可見光部分才能發(fā)生光化學反應。一、光化學反應380nm760nm2000nm波長29014一、光化學反應(二)吸光物質吸光物質非吸光物質O2N2O3H2ONO2COSO2CO2酮、醛類化合物NO硝基化合物SO3和H2SO4硝酸和烷基硝酸烴類化合物亞硝酸和烷基亞硝酸醇類化合物酰基氮化物,酰基過氮化物有機酸類化合物一、光化學反應吸光物質非吸光物質O2N2O3H2ONO2CO激發(fā):光解:直接反應:發(fā)生熒光:碰撞反應:吸光物質(O2、CO、CO2、N2)導致化學變化回到初始狀態(tài)初級過程一、光化學反應激發(fā):吸光物質(O2、CO、CO2、N2)導致化學變化回到初一、光化學反應次級過程區(qū)別在于反應物:反應物是激發(fā)物種者為初級反應;為反應生成物者為次級反應。例:初級反應次級反應次級反應M一、光化學反應次級過程區(qū)別在于反應物:反應物二、硫氧化物在大氣中的化學轉化SO2的氧化作用光化學氧化直接光氧化激發(fā)態(tài)分子直接與氧氣反應生成SO3SO2吸收光子成激發(fā)態(tài)分子高能量,不穩(wěn)定低能量,穩(wěn)定二、硫氧化物在大氣中的化學轉化高能量,不穩(wěn)定低能量,穩(wěn)定SO2的氧化作用光化學氧化直接光氧化3SO2被直接氧化:碰撞猝滅:SO2的氧化作用SO2的氧化作用光化學氧化間接光氧化二氧化硫與強氧化性自由基反應,再與氧氣反應生成三氧化硫。自由基來自于一次污染物,如OH、HO2(過氧氫基)、RO2(過氧烴基),如:SO2的氧化作用SO2的氧化作用催化氧化均相中(氣態(tài)),二氧化硫在光化學氧化作用下氧化成三氧化硫的速度非常慢;非均相中,二氧化硫被水滴吸附,再催化氧化成硫酸鹽。自然狀況下,非均相為主,如燃煤過程中有煙塵同時產(chǎn)生。與氧氣先反應,有水時形成濕沉降,無水時形成干沉降鐵、錳SO2的氧化作用與氧氣先反應,有水時形成濕沉降,無水時形成干三、氮氧化物在大氣中的化學轉化NO2的光化學反應三、氮氧化物在大氣中的化學轉化三、氮氧化物在大氣中的化學轉化NO2的化學反應與自由基、O3、NO3的氧化反應三、氮氧化物在大氣中的化學轉化三、氮氧化物在大氣中的化學轉化HONO的化學反應光解氧化羥基自由基三、氮氧化物在大氣中的化學轉化羥基自由基第四節(jié)大氣污染的控制技術一、主要大氣污染物控制技術(一)煙塵控制技術(二)二氧化硫凈化技術(三)汽車尾氣的催化凈化第四節(jié)大氣污染的控制技術一、主要大氣污染物控制技術一、主要大氣污染物控制技術(一)煙塵控制技術干式機械除塵裝置濕式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置沉降室旋風除塵慣性除塵一、主要大氣污染物控制技術沉降室第六章大氣污染及其控制課件重力除塵器重力除塵器重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。氣流進入重力沉降室后,流動截面積擴大,流速降低(氣流速度一般為0.2~2.0m/s),較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除重力沉降室優(yōu)點結構簡單、投資少、操作維修管理容易壓力損失小(一般為50~100Pa)可處理高溫、高濕含塵氣體,并可回收干顆粒物。缺點體積大(氣流速度一般為0.2~2.0m/s)效率低,一般只能去除5

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