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1、要闻 2012 3 5 2012 3 18 PM2 5 一词首次出现在政府工作报告中 国务院总理温家宝昨日在政府工作报告中强调 今 年在京津冀 长三角 珠三角等重点区域以及直辖市和 省会城市开展细颗粒物 PM2 5 等项目监测 2015年覆 盖所有地级以上城市 目前中国气象部门有74个PM2 5观测站 其中长的已 有十几年的观测时间 气象部门还进行PM10的观测 全 国共有95个观测站 此外 还有73个更精细化的PM1观 测站 这些观测站已经形成了一个比较完整的观测体系 颗粒物污染与控制 何谓PM2 5 PM2 5有何危害 我国空气质量标准是什么 视频 空气质量播报 空气污染指数 空气污染指数
2、 Air Pollution Index API 就 是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一 的概念性指数值形式 并用于分级表征空气污染程 度和空气质量状况 这种方法适合于表示城市的短 期空气质量状况和变化趋势 空气污染指数分级标准 2000年4月27日发布 API 空气质量 级别 空气质量状 况 对健康的影响 0 50 I 优 可正常活动 51 100 II 良 可正常活动 101 150 III III1 轻微污染 长期接触 易感人群出现症状 151 200 III2 轻度污染 长期接触 健康人群出现症状 201 250 IV IV1 中度污染一定时间 接触后 健康人群出现症状 25
3、1 300 IV2 中度重污染 一定时间 接触后 心脏病和肺病患者 症状显著加剧 300 V 重度污染 健康人群明显强烈症状 提前出现某 些疾病 空气污染指数的计算方法 式中 Cx Ix 分别为第x 种污染物的浓度值和污染分指数值 c x j Ix j 分别为第x 种污染物在j转折点的极限浓度值和污 染分指数值 c x j 1 Ix j 1 分别为第x 种污染物在j 1转折点的浓度极限值和 污染分指数值 API max I1 I2 Ii In 4日 市环境监测中心发布预报称空气质量为中度污染 5日经市环保局确认 空气质量为轻度污染 在环境空气质量 API指数 体系上 国际上的标准是 监控二氧化
4、硫 二氧化氮 臭氧 一氧化碳 可吸入 颗粒物 PM10 细粒子颗粒物 PM2 5 PM1 能见度 我国只监控二氧化硫 二氧化氮 可吸入颗粒物 我国 环境空气质量标准 GB3095 1996 1996年10月 1日起实施 总悬浮颗粒物 TSP 可吸入颗粒物 PM10 SO2 NOx NO2 苯并 a 芘 铅 氟化物 2000年1月6日 环保总局发布了环境空气质量标准修 改单 取消NOx 更改了NO2和O3的一些分级标准 没有PM2 5 按粒径大小分 大气 颗粒物 降尘 粒径 100 30 粒子 靠重力的作用可降 到地面 TSP total suspended particles 粒径0 02 1
5、00 PM10 可吸入颗粒物 指动力学直径 10 的粒子 可通过呼吸进入人体 PM2 5 细颗粒物 动力学直径 2 5 的粒子 可吸入肺 PM可吸附多种化学物质 粒径大于粒径大于1010微米以上微米以上 的颗粒物大部分被阻挡在的颗粒物大部分被阻挡在 上呼吸道 上呼吸道 鼻腔鼻腔和咽喉部和咽喉部 位 位 颗粒小于颗粒小于1010微米能穿微米能穿 透咽喉部进入下呼吸道 透咽喉部进入下呼吸道 小于小于5 5微米直径的可进入呼微米直径的可进入呼 吸道的深部吸道的深部 尤其粒径小于尤其粒径小于2 5 2 5 的细粒子 可直接吸入肺的细粒子 可直接吸入肺 泡 长期累积 由于其中泡 长期累积 由于其中 多数
6、为二次有机气溶胶 多数为二次有机气溶胶 含有很多有毒有害物质 含有很多有毒有害物质 对人体健康造成很大威胁对人体健康造成很大威胁 为揭示空气污染对人体的影响 中美科学家选择了广州 武汉 兰州 重庆4个城市 就空气污染与儿童肺功能 之间的关系作了历时5年的调查研究 共选择了8所小学 调查了8196个家庭 收集了300万个数 据 研究结果 n严重的空气污染可使儿童肺功能受到显著影响 n儿童患感冒咳嗽 咳痰 气喘 支气管炎的几率与PM10 PM2 5的浓度成显著正相关 n儿童哮喘与SO2浓度成显著正相关 n空气污染越重 儿童呼吸系统患病率越高 影响最大的污 染因子是PM10 PM2 5和TSP 其次
7、为SO2 PM2 5的环境作用 降低大气能见度 云凝结核 干沉降 远距离输送 污染物载体 进入呼吸道 化学反应床 阳伞效应 致酸物质 危害生态系统 区域性酸沉降 携带有毒有害污染物 影响人体健康 多相化学反应 美国于2003年制定了pM2 5的标准 65mg m3 PM2 5对健康的危害 细粒子颗粒物十分微小 可以穿透呼吸道的防护结构 深入到支气管和肺部 直接影响肺的通气功能 诱发肺 部硬化 哮喘和支气管炎 甚至导致心血管疾病 细粒子颗粒物吸附在肺泡上很难脱落 而且 细粒子颗 粒物还能携带空气中的病毒 细菌 放射性尘埃和重金 属等物质 对呼吸系统 心血管 免疫系统 生育能力 神经系统和遗传等都
8、有影响 目前中国气象部门有74个PM2 5观测站 其中长的 已有十几年的观测时间 气象部门还进行PM10的 观测 全国共有95个观测站 此外 还有73个更 精细化的PM1观测站 这些观测站已经形成了一 个比较完整的观测体系 Source Cohen et al 2005 PM10 in Major cities 中国是全球PM2 5 浓度高值区 Van Donkelaar A et al Estimating ground level PM2 5 using aerosol optical depth determined from satellite remote sensing JOURN
9、AL OF GEOPHYSICAL RESEARCH 2006 Visibility in east China decreased 10km during 1957 2005 with a decreasing rate of 0 24 km yr PM2 5 pollution and regional haze 二次颗粒物成为我国PM2 5的重要组成部分 PM2 5化学组成 清华校测点 颗粒物的来源 可吸入颗粒物的形成主要有两个途径 其一 各种工业 过程 燃煤 冶金 化工 内燃机等 直接排放的超细 颗粒物 其二 大气中二次形成的超细颗粒物与气溶胶 等 粒径2 5微米至10微米的粗颗粒物主
10、要来自道路扬尘等 2 5微米以下的细颗粒物 PM2 5 则主要来自化石燃料 的燃烧 如机动车尾气 燃煤 挥发性有机物等 大气污染控制技术大气污染控制技术 颗粒污染物的控制颗粒污染物的控制 除尘技术除尘技术 重力式除尘器和惯性力除尘器 旋风除尘器 湿式除尘器 水膜除尘器 文丘里水膜除尘器 冲击式除尘器 布袋除尘器 电除尘器 重力沉降室 通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置 气流进入重力沉降室后 流动截面积扩大 流速降低 较重颗粒 在重力作用下缓慢向灰斗沉降 层流式和湍流式两种 重力沉降室 n结构简单 n投资少 n压力损失小 一 般为50 100Pa n维修管理容易 优点 n体积大 n效率
11、低 n仅作为高效除尘 器的预除尘装置 除去较大和较重的 粒子 缺点 惯性除尘器 机理 n沉降室内设置各种形式的挡板 含尘气流冲击在挡板 上 气流方向发生急剧转变 借助尘粒本身的惯性力 作用 使其与气流分离 惯性除尘器 结构形式 冲击式反转式 n气流冲击挡板捕集较粗粒 子 n改变气流方向捕集较细粒子 冲击式惯性除尘装置 反转式惯性除尘装 置 a单级型 b多级型 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型 惯性除尘器 应用 一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘 净化效率不高 一般只用于多级除尘中的一级 除尘 捕集10 20 m以上的粗颗粒 压力损失100 1000Pa 旋风除尘器 利用旋转气流产
12、生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 旋风除尘器 结构组成 普通旋风除尘器是由进 气管 筒体 锥体和排 气管等组成 旋风除尘器 气流与尘粒的运动 气流沿外壁由上向下旋转运动 外涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋 转 内涡旋 到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用 下沿壁面落入灰斗 气流从除尘器顶部向下高速旋转时 一 部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上 到达顶部后 再沿排出管外壁旋转向下 最后从排出管排出 上涡旋 旋风除尘器气流与尘粒的运动 气流与尘粒的运动 续 气流运动包括切向 轴向和径 向 切向速度 轴向速度和径向 速度 切向速度决定气流质点离心力 大小 颗粒
13、在离心力作用下逐渐 移向外壁 电除尘器 旋风除尘器对于 dp 5um的粒子效率低 必 须借助外力 电场力等 捕集更小的粒子 单区电除尘器 使尘粒荷电并在电场力 的作用下沉积在集尘极 上 与其他除尘器的根本区 别在于 分离力直接作 用在粒子上 而不是作 用在整个气流上 具有耗能小 气流阻力 小的特点 电除尘器 压力损失小 一般为200 500Pa 处理烟气量大 可达105 106m3 h 能耗低 大约0 2 0 4kWh 1000m3 对细粉尘有很高的捕集效率 可高于99 可在高温或强腐蚀性气体下操作 n电除尘器的主要优点 电除尘器的工作原理 三个基本过程 悬浮粒子荷电 高压直流电晕 带电粒子在
14、电场 内迁移和捕集 延续的电晕电场 单区电 除尘器 或光滑的不放电 的电极之间的纯静电场 双区电除尘器 捕集物从集尘 表面上清除 振打除去接地电极 上的粉尘层并使其 落入灰斗 湿式除尘器 使含尘气体与液体 一般为水 密切接触 利用水 滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径 增大的装置 喷雾洗涤器旋风洗涤器文丘里洗涤器 湿式除尘器 可以有效地除去直径为0 1 20 m的液态或固态粒子 亦能脱除气态污染物 高能和低能湿式除尘器 n低能湿式除尘器 压力损失为0 2一1 5kPa 对10 m以上粉尘的净化效 率可达90 95 n高能湿式除尘器 压力损失为2 5 9 0kPa 净化效率可达99 5
15、 以上 湿式除尘器 根据湿式除尘器的净化机理 大致分为 n重力喷雾洗涤器 n旋风洗涤器 n自激喷雾洗涤器 n板式洗涤器 n填料洗涤器 n文丘里洗涤器 n机械诱导喷雾洗涤器 在耗用相同能耗时 比干式机械除尘器 高 高能耗湿式除尘器清除0 1 m以下粉尘 粒子 仍有很高效率 可与静电除尘器和布袋除尘器相比 而 且还可适用于它们不能胜任的条件 如能 够处理高温 高湿气流 高比电阻粉尘 及易燃易爆的含尘气体 在去除粉尘粒子的同时 还可去除气体中 的水蒸气及某些气态污染物 既起除尘作 用 又起到冷却 净化的作用 湿式除尘器的优点 排出的污水污泥需要处理 澄清的洗涤水 应重复回用 净化含有腐蚀性的气态污染物时 洗涤水 具有一定程度的腐蚀性 因此要特别注意 设备和管道腐蚀问题 不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的 气体 寒冷地区使用湿式除尘器 容易结冻 应 采取防冻措施 湿式除尘器的缺点 袋式除尘器 采用纤维织物作滤科的袋式除尘器 主要讨论 在工 业尾气的除尘方面应用较广 除尘效率一般可达99 以上 效率高 性能稳定可靠 操作简单 因而获得越来越广 泛的应用
