大气污染及控制.

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1、高等学校土建类创新规划教材 2013年 环境工程概论环境工程概论 第三章 大气污染及控制 3-1 概述 3-2 污染物在大气中的扩散 3-3 大气污染控制技术 3-4 土木工程中的空气污染与控制 3-1 概述 四、空气污染指数 一、大气的组成 二、大气污染及危害 三、大气环境标准 氮、氧、氩 主要组分 氦、氖、氙、氪 次要组分 恒定组分 二氧化碳水蒸气 可变组分 不定组分 大气 一、大气的组成 二、大气污染及危害 1、大气污染 2、大气污染源及分类 3、大气中的主要污染物及危害 是指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，呈现出足 够的浓度，达到了足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康

2、和人们的福利，甚至危害了生态环境的现象。 按污染源的存在形式：可分为固定污染源和移动污染源。 按污染源的排放形式：可分为点源、线源和面源。 按污染源距地面的距离：可将污染源分为高架源和地面源。 按污染发生类型：可分为工业污染源、生活污染源、交通运输和农业污 染源。 3、大气中的主要污染物及危害 颗粒污染物 气态污染物 存 在 形 态 降尘 飘尘(PM10 ) 细颗粒物(PM2.5 ) 总悬浮颗粒物(TSP) 遮挡阳光，使气温降低；使可见度 降低；飘尘和细颗粒物对呼吸系统的 危害很大；用四乙基铅作汽油的防爆 剂时，可导致小于0.5m的铅微粒排入到 空气中，分布很广，危害很大。 含硫化合物 SO2

3、、SO3和H2S等； 含氮化合物 NO、NO2、NH3等； 碳氧化合物 CO和CO2； 碳氢化合物 烷烃、烯烃、苯以及多环芳烃等； 卤素化合物 卤代烃、含氯和含氟化合物 SO2形成硫酸烟雾和酸雨；NOx消 耗臭氧，形成酸雨和光化学烟雾 ； CO2导致温室效应 ；碳氢化合物 形成光化学烟雾。 3、大气中的主要污染物及危害 一次污染物 二次污染物 形 成 方 式 SO2、SO3和H2S； NO、NO2、NH3； 颗粒物； CO和CO2； 烷烃、烯烃、苯以及多环芳烃等等 硫酸烟雾； 光化学烟雾 3、大气中的主要污染物及危害 大 气 污 染 危 害 人体健康的危害 对植物的危害 对物体的腐蚀 导致全球

4、性环境问题 慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、 肺癌和各种过敏性疾病。统计资料表明, 市区呼吸道疾病的发病率比郊区高2.4倍, 而肺癌发病率比郊区高出7.3倍。 气体污染物：经过叶背的气孔进入植物体， 逐渐扩散到植物体内各组织，破坏叶绿素， 使组织脱水坏死，阻碍各种代谢机能，抑制 植物的生长。 粒状污染物：擦伤叶面，阻碍阳光，影响光 合作用，从而影响植物的正常生长。 酸雨 温室效应加剧 臭氧层破坏 三、大气环境标准 1、环境空气质量标准 2、室内环境空气质量标准 3、大气污染物排放标准 环境空气质量标准首次发布于1982年，并分别在1996年和2000年 进行了两次修订， 2012年为第三次修

5、订。 调整了环境空气功能区分类，将三类区并入二类区；增设了粒径小于 等于2.5m的细颗粒物浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值；规定新标 准发布后分期分批予以实施。 一类区：如国家规定的自然保护区、风景游览区 、名胜古迹和疗养地等。 二类区：为居民区、商业交通居民混合区、文化 区、一般工业区和农村地区。 三类区：为大气污染程度比较重的城镇和工业区 以及城市交通枢纽、干线等。 室内空气质量标准不仅包括人们熟悉的甲醛（HCHO）、苯（ C6H6）、氨（NH3）、臭氧（O3）等物质，还包括可吸入颗粒（ PM10）、CO2、SO2等13项化学性污染物质。该标准与民用建筑室 内环境污染控制规范、室内装饰装修

6、材料有害物质限量10项强 制性标准，共同构成了我国较完整的室内环境污染控制和评价体系。 3、大气污染物综合排放标准 （1）本标准设置下列三项指标： 1）通过排气筒排放废气的最高允许排放浓度 排气筒中污染物任何1小时浓度平均值不得超过的限值 2）通过排气筒排放的废气，按排气筒高度规定的最高允许排放速率 。 指一定高度的排气筒任何1小时排放污染物的质量不得超过的限 值。 任何一个排气筒必须同时遵守上述两项指标，超过其中 任何一项均为超标排放。 3） 以无组织方式排放的废气，规定无组织排放的监控点及相应的监 控浓度限值。 指监控点的污染物浓度在任何1小时的平均值不得超过的限值 （2） 排放速率标准分

7、级 最高允许排放速率，现有污染源分一、二、三 级，新污染源分为二、三级。按污染源所在的环境空气质 量功能区类别，执行相应级别的排放速率标准，即： 位于一类区的污染源执行一级标准(一类区禁止新 、扩建污染源，一类区现有污染源改建执行现有污染源的 一级标准)； 位于二类区的污染源执行二级标准； 位于三类区的污染源执行三级标准。 3、大气污染物综合排放标准 四、空气污染指数（API） 1、空气污染指数的含义 2、空气污染指数分级 是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值 ，并分级表征空气污染程度和空气质量状况，适合于表示城市的短期空 气质量状况和变化趋势。我国目前计入空气污染指数的

8、项目暂定为二氧 化硫、氮氧化物、细颗粒物、可吸入颗粒物或总悬浮颗粒物和臭氧。 四、空气污染指数（API） 2、空气污染指数分级 空气污污染指数API 空气质质量类别类别空气质质量描述对对健康的影响 0 - 50优优秀 可正常活动动 51 - 100 51 - 75 良 好 良好达标标 可正常活动动 76 - 85良好基本达标标 86 - 100良好未达标标 101 - 1501轻轻微污污染 长长期接触，易感人群症状有轻轻度 加剧剧，健康人群出现现刺激症状。 151 - 2002轻轻度污污染 201 - 2501中度污污染 一定时间时间 接触后，心脏脏病和肺病 患者症状显显著加剧剧，运动动耐受力

9、 降低，健康人群中普遍出现现症状。 251 - 3002中度重污污染 300重度污污染 健康人明显显强烈症状，降低运动动 耐受力，提前出现现某些疾病。 3-2 污染物在大气中的扩散 1、源参数 源参数是指污染源排放污染物的数量、组成、排放方式、排放 源的密集程度及位置等。决定了进入大气的污染物的量和所涉及的范 围。 2、气象条件 气象条件将决定大气对污染物的稀释扩散速率和迁移转化的途 径。 3、下垫面状况 下垫面的状况不同会影响到气流的运动，同时也直接影响当地 的气象条件。 本节内容 本节内容 一个地区的大气污染程度 与下列因素有关： 3-2 污染物在大气中的扩散 一、影响污染物扩散的气象因素

10、 二、影响污染物扩散的下垫面因素 一、影响污染物扩散的气象因素 1、风与湍流 2、大气稳定度 3、温度层结与逆温 风对污染物的扩散有两个作用：一是整体的输送作用，风 向决定了污染物迁移运动的方向；二是对污染物的冲淡稀释作用 ，对污染物的稀释程度主要取决于风速。 空气在主导风向上的各种不同尺度的旋涡运动。 热力湍流-与大气的垂直稳定度有关； 机械湍流-与近地面的风速和下垫面等因素有关 大气稳定度是指大气在垂直方向上是否容易发展对流运动 的特性。 大气越不稳定，在垂直方向上的对流作用越显著，湍流越 强，污染物的扩散速率就越快；反之，则越慢。 3、温度层结和逆温 温度层结有下述三种情况： (1)气温

11、随高度的增加而降低； (2)高度增加，气温保持不变； (3)气温随高度的增加而增加。这种现象称为温度逆增，简称逆温。 出现逆温的气层叫逆温层。 逆温层的出现将阻止气团的上升运动，使逆温层以下的 污染物不能穿过逆温层，只能在其下方扩散，因此可能造成 高浓度污染。如伦敦烟雾事件、洛山矶烟雾事件等 温度层结 是指大气的气温在垂直方向上的分布。 大气稳定度和温度层结对烟流扩散的影响 (1)波浪型 又称蛇形型，大气不稳定。 (2)锥型 大气处于中性或弱稳定状态。 (3)扇型 又称平展型，大气稳定。 (4)屋脊型 又称爬升型，排放口上层不稳。 (5)漫烟型 又称熏蒸型，排放口下层不稳。 二、影响污染物扩散

12、的下垫面因素 1、城市下垫面的影响 2、山区下垫面的影响 3、水陆交界区的影响 （1）城市的热力效应 通过对气流的阻挡，使得气流的速度与方向复杂化，且 造成小尺度的涡流，阻碍烟气的扩散。 1、城市下垫面的影响 （2）城市的动力效应 2、山区下垫面的影响 气流过山时，在山坡、山脚形成的上升、回旋或下沉气流，称 之为过山气流。 （2）山风和谷风 （1）过山气流 3、海陆界面的影响 3-3 大气污染控制技术 一、颗粒污染物控制技术 二、气态污染物控制技术 三、汽车尾气控制技术 1、机械式除尘器 2、过滤式除尘器 3、湿式除尘器 4、静电除尘器 减少颗粒物的排放 减少颗粒物的生成 将颗粒污染物在进 入

13、大气以前去除掉 改变燃料的构成 采用除尘技术 一、颗粒污染物控制技术 （1）重力沉降室 对50m以上的尘粒具有较好 的捕集作用，除尘效率低（4060 ） 1、机械式除尘器 （2）旋风除尘器 对大于5m以上的颗粒具有 较高的去除效率，属中效除尘器 （85）。 内部过滤(颗粒层过滤器） 外部过滤（袋式过滤器） 多应用于各种工业废气除尘中，属于高效除尘器（多应用于各种工业废气除尘中，属于高效除尘器（90909999） 。但不适于处理含油、含水性粉尘以及高温含尘气体。但不适于处理含油、含水性粉尘以及高温含尘气体。 2、过滤式除尘器 3、湿式除尘器 又称洗涤除尘。即用液体洗涤含尘气体，使尘粒与液膜、 液

14、滴或雾沫碰撞而被吸收，并随液体排出，气体得到净化。既能净 化颗粒污染物，也能同时脱除气体中的气态污染物质。 除尘效率高（大于8095 ），但是用水量大，易产生腐蚀 性液体，产生的废液或泥浆需进行 处理，可能造成二次污染，在寒冷 地区和季节易发生冻结问题。在湿 式除尘器后面都附有脱水装置。 4、静电除尘器 利用高压电场产生的静 电力作用实现固体颗粒或 液体粒子与气流的分离。 粒子荷电、粒子沉降、粒子清除 优点：对细微粉尘及雾状液滴捕集性能优异，效率达99以上，对于 0.1m的粉尘粒子，仍有较高的去除效率。能耗低、处理气量大，可 应用于高温、高压场合。 缺点是设备庞大，一次性投资费用高。 广泛用于

15、工业除尘，是一种高效除尘器 二、气体污染物的控制技术 1、一般净化技术 2、SO2的净化方法 3、NOx的净化方法 1、一般净化技术 （1）吸收法 （2）吸附法 以液体作吸收剂，废气与之接触后目标污染 物被吸收，使气体得到净化。吸收过程一般在吸 收塔内进行。该法可以处理多种有害气体、应用 范围广、一次性投资低等特点，易引起二次污染 ，一般吸收效率不高。 让表面多孔性固体物质（吸附剂）与废气接触 ，吸附其中有害组分，达到净化目的。 分为物理吸附和化学吸附，净化效率高，适宜 于低浓度场合，常用作深度净化或几种净化方法时 的最终控制，但吸附剂需再生。 （3）冷凝法 1、一般净化技术 （4）催化法 （

16、5）燃烧法 该法回收物质比较纯净，适于处理高浓度有害气 体，通常作为吸附法的前处理，以减轻吸附法的处理 负荷，或预先除去有害组分，以防腐蚀设备，影响后 续操作，或预先回收某些可以利用的纯物质。 分为催化氧化法和催化还原法。利用催化剂的催化 作用，转化有害组分为无害物或易于去除物质的一种 方法。 该法效率较高，无二次污染，但催化剂价格 较高，操作要求高。 分为直接燃烧法和催化燃烧法。混合气体进行氧化燃 烧或高温分解，使有害组分转化为无害物质的方法。 不能回收任何物质，只能回收燃烧后的能量 2、SO2的净化方法 （1）燃料脱硫 （3）烟气脱硫 （2）燃烧过程脱硫 （1）燃料脱硫 煤的洗选 煤的气化和液化 燃油脱硫 减少原煤中所含的 硫分、灰分等杂质，以 减少SO2的生成量。 煤的气化是指用气化剂将煤进 行热分解，转化为H2、CO、CH4 、CO2等小分子的可燃混合气。 煤气中的硫主要以H2S形式存在 ，可在吸收塔中与Na2CO3或 Fe(OH)2等溶液反应