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1、热动力装置的排气污染与噪声,1,前言 污染 （Pollution）,由于人类活动而产生对周围环境的破坏 人类对环境的依赖 人类发展对环境的破坏 人类污染历史 煤的使用（1213世纪欧洲） 18世纪工业革命 19世纪金属冶炼业 油的使用（1859年，美国宾州第一口商业油井） 20世纪以后，电力的使用，小污染源减少，产生大污染源,2,前言 污染 （Pollution）,著名污染事件 人类活动破坏了自然净化能力，导致区域性污染，进而产生全球性污染 酸雨 CO2 臭氧空洞 方式 空气污染 水土污染 噪声污染,3,前言 污染 （Pollution）,空气污染内燃机，交通工具 汽车排放标准 2004年7月
2、全面执行欧II标准(上海2003 2008年全面执行欧III标准 汽油机，柴油机,4,前言 污染 （Pollution）,空气污染化工 石油化工 炼油厂 塑料厂 烯烃 冶炼 金属冶炼 炼焦厂 污染源 燃烧过程【CO，SO2，粉尘】 化工过程【HC，卤素，气体泄漏】,5,前言 污染 （Pollution）,空气污染电站 热力设备 燃烧过程 CO CO2 Nox 粉尘 热量排放,6,前言 污染 （Pollution）,空气污染生活 家用燃烧过程 家用炉灶 锅炉，取暖，餐饮,7,前言 污染 （Pollution）,落叶剂橙剂 越战，胡志明小道,8,前言 污染 （Pollution）,空气污染自然 火
3、山 森林大火，沼气,9,第1章 空气污染(Air Pollution),第一节 空气污染物的组成及其危害,10,第1章 空气污染(Air Pollution),清洁空气 不受人类活动以及其他不良影响的具有相对稳定组成的空气 以体积百分比计: 氮 N2 78.09% 氧 O2 20.94% 氩 Ar 0.93% 二氧化碳 CO2 0.032% 共计 99.99%,11,第1章 空气污染(Air Pollution),大气污染 空气中含有的物质浓度达到足以危害人体健康、 舒适、安全、或影响对於各种资源的使用（享用）。 广义的空气污染物系指任何对人体健康、农作物、建筑物 、古迹有危害的物质。,12,
4、第1章 空气污染(Air Pollution),浓度表示 1)体积浓度: 气体污染物占体积的百万分之一(ppm) 2)质量浓度: 单位体积内污染物的质量,g/m3 3)换算关系: (25,1atm下),13,第1章 空气污染(Air Pollution),清洁空气与污染空气,14,第1章 空气污染(Air Pollution),含氧量 在污染物测定时，一般还规定含氧量的条件。 例如：对于不同基准含氧量的NOx值换算公式如下：,15,第1章 空气污染(Air Pollution),比较标准 5 O2 Nox 250 ppm 6O2 Nox 220.41 ppm,16,第1章 空气污染(Air P
5、ollution),空气污染物分类(按形成过程） 1）原始污染物（一次污染物）（primary pollutants ） 直接排放到大气中： 气体：CO，Nox，SO2， 碳氢化合物 (hydrocarbons) VOC (Volatile Organic Compounds) 微粒：金属熏烟、香烟微粒,17,第1章 空气污染(Air Pollution),空气污染物分类(按形成过程） 2）次生污染物（二次污染物）（secondary pollutants ） 由原始污染物经某些化学反应而生成： 光化学烟雾 (photochemical smog) NOx 及hydrocarbons 在阳光中
6、发生光化学反应产生的化合物（如近地层臭氧、PAN、醛类等） 其他化学反应 硝酸烟雾、硫酸烟雾等,18,第1章 空气污染(Air Pollution),空气污染物分类(按存在状态） 1）颗粒状污染物（Particulate Matter） 除了纯水以外的在正常状态下以液态或固态存在于大气中的物质： 尘：固态颗粒，1200m 烟：蒸气凝结成的小颗粒，0.01-1 m 轻雾和雾：水蒸气凝结成的液滴 烟雾：固液气溶胶-硝酸烟雾、硫酸烟雾,19,第1章 空气污染(Air Pollution),空气污染物分类(按存在状态） 气溶胶（Aerosols） 固态：烟灰、尘埃、花粉、石棉粉末、砷、铅铜铁等金属粉末
7、 液态：硫酸、硝酸、油滴、杀虫剂、PCBs（多氯联苯 ）,20,第1章 空气污染(Air Pollution),空气污染物分类(按存在状态） 2）气态污染物 在正常状态下以气态存在于大气中的物质： 含硫化合物：Sox, H2S 含氮化合物：Nox,NH3 含碳化合物：CO,CO2,CnHm 卤素化合物：HF,HCl,21,第1章 空气污染(Air Pollution),22,第1章 空气污染(Air Pollution),空气污染的影响 1）严重影响人类和动物的健康，危害植物的生长 2）弄脏并毁坏原材料 3）改变气候，降低能见度和减少太阳辐射 4）损害生产过程，造成安全事故以及常常有害于生命财
8、产,23,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 CO 一氧化碳： 无色，无臭，剧毒 不完全燃烧产生 易与红血球结合，造成主要器官及组织缺氧，影响知觉、思考、反射动作、晕眩、昏睡，严重者因心脏衰竭或窒息而死亡。,24,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 SO2 二氧化硫： 无色，有臭味 化石燃料燃烧产生 对眼睛和呼吸道黏膜产生刺激，呼吸短促、气喘、支气管炎。,SO2污染事件,25,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 NOx 氮氧化物（主要为NO NO2） NO无色，无臭味 NO2红褐色，有臭味 引
9、擎燃烧、细菌分解产生 对眼睛和肺产生刺激，气管炎、肺炎、减低抵抗力使呼吸道易受感染，致癌,26,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 O3 近地层臭氧（O3） 无色，有刺鼻味 光化学产生 吸入肺部会使气喘恶化，肺功能降低，呼吸道发炎，呼吸急促，减低肺部对传染性疾病及毒素的抵抗力。臭氧亦会妨碍植物的光合作用。,27,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 PM 颗粒物（PM） 急性健康效应：气喘的加剧、肺功能的降低、胸痛、咳嗽、呼吸困难、以及 其他呼吸道病症。 慢性呼吸效应：肺功能的降低、肺部组织细胞及结构的变化、呼吸道 防卫机能的减
10、退、慢性支气管炎、肺气肿、气喘、慢性阻塞性呼吸道疾病、 以及肺癌。,28,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 HC 碳氢化合物（HC） 碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳香烃，其中影响最大的是芳香烃和多环芳烃苯是芳香烃中最基本的化合物，也是大气中分布相当广泛的污染物 在煤、石油和夫然气燃烧排出的废气中均含有苯及其同系物（如甲苯、二甲苯、乙基苯等）苯的毒性要比其同系物大 它们对人体的心血管系统和神经系统都有明显的影响,29,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 Dioxin 二恶英（ Dioxin） 二恶英是指含有二个或一个氧键连结二个
11、苯环的含氯有机化合物。 该化合物可经皮肤、粘膜、呼吸道、消化道进入体内，有致癌、致畸形及生殖毒性，可造成免疫力下降、内分泌紊乱。高浓度二恶英可引起人的肝、肾损伤，变应性皮炎及出血,30,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 Dioxin 二恶英（ Dioxin）,31,第1章 空气污染(Air Pollution),危害人类和动物的健康 Dioxin 二恶英（ Dioxin） （1）苯酚类的除草剂的生产过程和燃烧过程及对用这种除草剂喷洒过的植物的燃烧过程; （2）造纸厂在纸浆的氯气漂白过程中漂白废液; （3）焚烧含有石油产品、含氯塑料（聚氯乙烯）、无氯塑料（聚苯
12、乙烯）、纤维素、木质素、煤炭等垃圾物; （4）含铅汽油的使用; （5）烟草的燃烧; （6）在农药生产和氯气生产过程中以副产品或杂质形式产生二恶英; （7）灭螺用的五氯酚钠含有痕量二恶英。 通过近几年的研究发现，城市垃圾的不完全燃烧是城市二恶英的主要来源。,32,第1章 空气污染(Air Pollution),33,第1章 空气污染(Air Pollution),著名污染事件 1 2,34,第1章 空气污染(Air Pollution),影响大气性质 1）降低能见度(Visibility) 反映大气透明度的一个指标。一般定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大地面水平距
13、离。还有一种定义为目标的最后一些特征已经消失的最小距离。 光线的吸收和散射,35,第1章 空气污染(Air Pollution),影响大气性质 2）雾的生成 3）减弱太阳辐射 4）影响温度分布 改变气候厄尔尼诺现象,36,第1章 空气污染(Air Pollution),对原材料的影响 空气污染可因弄脏或化学变质而影响原材料， 浓烟和颗粒物会弄脏衣服和建筑物 酸性或碱性颗粒会腐蚀原材料（如油漆、石质建筑物、纺织品等） 臭氧极易损坏橡胶制品,37,第1章 空气污染(Air Pollution),对植物生长的影响,38,第1章 空气污染(Air Pollution),大气环境质量标准 1982年大气
14、环境质量标准（GB3095-82) 3级标准： 一级标准：为保护自然生态和人民健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求 二级标准：为保护人民健康以及城市、乡村和动、植物在长期和短期接触情况下，不发生伤害的空气质量要求 三级标准：为保护人体不发生急性或慢性中毒以及城市一般动、植物（敏感者除外）能正常生长的空气质量要求,39,第1章 空气污染(Air Pollution),1982年大气环境质量标准（GB3095-82),40,第1章 空气污染(Air Pollution),大气环境质量标准 1982年大气环境质量标准（GB3095-82) 3类地区： 一类区：如国家规定的自然保
15、护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等 二类区：为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村等 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,41,第1章 空气污染(Air Pollution),第二节 空气污染化学过程,42,第1章 空气污染(Air Pollution),污染物在大气中的化学过程 次生污染物的形成过程,43,第1章 空气污染(Air Pollution),大气的光化学反应 原子、分子、自由基或离子吸收光子而引起的反应 A为基态分子，A*是A的激发态 激发态分子A*极不稳定，可发生以下反应：,产生新物质,失去能量,44,第1章
16、空气污染(Air Pollution),大气的光化学反应 1）产生很多自由基，自由基是很活泼的物质，导致原始污染物转化成毒性更大的次生污染物； 2）光化学烟雾就是光化学反应的结果； 3）不同物质，由于分子结构不同，其吸收特性也不同，在特定的条件下才会产生光化学反应,45,第1章 空气污染(Air Pollution),大气的光化学反应,46,第1章 空气污染(Air Pollution),氮氧化物反应（NO，NO2）【以NO2的产生与消耗为主线】 Nox的基本源是燃烧过程产生的，主要为NO 1）NO NO2的氧化反应： 2）NO,NO2的光化学反应,47,第1章 空气污染(Air Pollution),氮氧化物反应（NO，NO2） 3）NO与自由基的反应： 4）CO,OH促进NO到NO2的转化,48,第1章 空气污染(Air Pollution),氮氧化物反应（NO，NO2） 5）NO2转化成硝酸的反应：,49,第1章 空气污染(Air Pollution),
