大气污染的一

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1、第二讲 冶金废气（一） 一、大气圈的构成及大气组成大气圈的构成及大气组成 空气的重要意义： 人是完全靠空气生存的，成年人平均每天约需Kg粮食和2Kg水， 但对空气的需求就大得多，每天约13.6Kg（合10m3）。若三者都断 绝供应，引起死亡的首先是空气，要是空气中混进有毒害的物质， 则毒物随空气不断地被吸入肺部，通过血液遍布全身，对人体健康 直接产生危害。大气污染对人的影响不同于土壤和水的污染，它不 仅时间长且范围广 （较多是地域性的，也有全球性的）。地球上发 生的八大“公害事件”，其中五起是因大气污染造成的。当然，空气污 染的原因不只是人类的活动，还有像森林、火灾和火山爆发一类的 天然事件。

2、不过后者通常在空气污染中起次要作用。本章仅讨论有 关认为污染方面的问题，并简略介绍一些控制污染的技术措施。B大气层的特点： 对流层：对流层： 1）相对于整个大气圈厚度而言很薄，按最厚处计，占总厚度的9%,其质 量占总质量的75%。在这一层中除了有纯净的干空气以外，还含有一定量的 水蒸气，适度的湿度度对人和动植物的生存起到重要的作用。 2）一般情况下，温度自地表面向高空递减，0.65/上升100米。 在对流层中，由于太阳的辐射以及下垫面特性和大气环流的影 响，使得在该层中出现极其复杂的自然现象，有时形成易于扩散的气象特征， 有时形成对生态系统产生危害的逆温气象条件，雨、雪、霜、雾、雷电等自 然现

3、象也都出现在这一层。 3）大气有较强的对流运动，大气污染也主要发生在这一层，特别是在靠近 地面1-2Km的近地层更易造成污染。近地层大气污染物的扩散能力主要取决 于当时的气象条件。 4）温度、湿度等各气象要素水平分布不均匀。 平流层平流层： ）在这一层里气体的温度先随高度上升有缓慢的增加在30-35Km 处，T=-55， 然后上升（气温）较快。这是因为在该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线所致。 2）几乎不存在水蒸汽和尘埃，一般处于平流运动。 3）大气很干燥，没有云、雨等现象，是飞机理想的飞行区域。 中间层中间层：气温随高度增加迅速降低，有强烈的垂直对流运动。 电离层电离层：气温随高度增加迅速上升，

4、空气处于高度电离状态，发电 报是靠这层反射回来。 散逸层散逸层：气体温度很低，气体粒子能克服地球引力而逸向星际空间。 星际空间内每m3空间有数十个离子存在。 研究重点研究重点：对流层，平流层 2.大气组成大气组成 大气的定义大气的定义: 大气（空气）从自然科学角度来看，空气和大气常常作为同义词，二者 没有实质性的差别。按国际标准化组织（ISO）给大气和空气下的定义： 大气是指地球环境周围所有空气的总和。环境空气是指暴露在人群、植大气是指地球环境周围所有空气的总和。环境空气是指暴露在人群、植 物、动物和建筑物之外的室外空气。物、动物和建筑物之外的室外空气。但在研究近地层的空气污染规律及 对空气质

5、量进行评价时，为便于说明问题，有时两个名词分别使用。 一般对于居住在室内或特指某个地方（如车间、厂区等）供动植物生存一般对于居住在室内或特指某个地方（如车间、厂区等）供动植物生存 的气体习惯上称为空气的气体习惯上称为空气。在大气物理、大气气象、自然地理以及环境科 学研究中，常常是以大区域或全球性的气流作为研究对象，因此，就常 用大气一词。 二、大气污染二、大气污染 1.大气污染的含义：大气污染的含义： 国家标准组织定义（ISO）定义： 指自然界中局部的职能变化和人类的生产和生活活动改变 大气圈中某些原有成分和向大气中排放有毒害物质，以致 使大气质量恶化，影响原来有利的生态平衡体系，严重威 胁着

6、人体健康和正常工农业生产，以及对建筑物和设备财 产等的损坏. 2.大气污染源的分类大气污染源的分类 有四种分类法 按污染源存在形式：固定污染源、移动污染源； 按污染源排放方式：高架源、面源、线源； 按污染源排放时间：连续源、间断源、瞬时源； 按污染源产生类型：工业污染源、家庭炉灶、汽车排气。 进行大气质量评价适宜用第一种分法，研究扩散适宜用第二种分法， 分析污染物排放时间规律适宜用第三种分法，解决污染物，控制污 染物适宜用第四种分法。 3一次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物 一次污染物：指直接从各类污染源排出的物质。 可分为：非反应物质，其性质较稳定；反应性物质，性质不稳定，在大气中常

7、 与某些其它物质产生化学反应或作为催化剂促进其它污染物产生化学反应。 二次污染物：反应性的二次污染物与大气中的其它组分反应形成的物质。如二 次污染物硫酸烟雾（又称硫酸气溶胶）形成过程。 往往二次污染物比一次污染物的危害大得多。 4主要大气污染物主要大气污染物 按其存在状态可概括为气溶胶状污染物和气态状污染物。 （1）气溶胶状污染物 （2）气态状污染物 (1)气溶胶状污染物 分类分类：气溶胶中 0.11m 微粒 烟 0.11m 降尘（10m） 尘 10100m 飘尘（10m） 雾 110m TSP 100m 的颗粒 危害：引起呼吸道疾病；致癌作用；造成烟雾事件 （硫酸等，SO2之所以在大气中造成

8、危害是由于大气中微尘 带有一些Mn2+、Fe2+等催化剂使 （2）气态状污染物 常见的有：CO、NOx、HC化合物、SOx、微粒、光化学烟雾等 粉尘（钢铁厂、冶炼厂、水泥厂、建筑材料厂等）； 硫化物（民用炉、热点站、金属冶炼、硫酸厂）； 氮化物（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂）； 氧化物（CO、CO2）； 卤化物（氟化物、氯化物、制碱厂）； 有机物质的污染。 1）CO 占总污染量的30%主要来源：汽车排气占50% 危害：与血红蛋白结合危害人体，排量多会使空气中O2 量降低。 2）NOx、NO、NO2 本身含氮变成游离氮原子和氧作用（燃料NO） 来源：石化燃料的燃烧 高温下，大气中的氮和氧结合（热解NO

9、） NOx生成量与燃烧温度有关 各种工业过程（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂等） 危害：光化学烟雾的主要成分； 对动植物体有强的腐蚀性。 3）碳氢化合物（）碳氢化合物（HC） 来源：燃料燃烧不完全排放HC化合物，汽车尾气中有10%HC化合物。美国70 年 统计，在总HC尾气中，汽车排气占48%。 危害：危害：光化学烟雾的主要成分。 4）硫氧化物）硫氧化物 来源：来源：燃料燃烧； 有色金属冶炼； 民用燃烧炉灶。 SO2浓度：3.5%以上 高浓度烟气 3.5%以下 低浓度烟气 危害：产生酸雨；腐蚀生物的机体；产生化学烟雾。 硫酸烟雾的代表事件：伦敦烟雾事件四、四、 冶金与大气污染冶金与大气污染 1、燃料的

10、分类及对大气环境的影响、燃料的分类及对大气环境的影响 燃料按其存在形态分固体燃料；液体燃料；气体燃 料； 按燃料的来源及组成分矿物燃料；化工燃料；核燃 料； 根据燃料性质及大气污染物的组成和反应，大气污染分为：根据燃料性质及大气污染物的组成和反应，大气污染分为： 石油型 燃煤型。 混合型 特殊型 2、冶金过程中硫氧化物的形成与控制、冶金过程中硫氧化物的形成与控制燃料中的硫在燃烧过程中与氧反应，主要产物是SO2和SO3，但 SO3的浓度相当低，即使在贫燃料状态下，生成的SO3也只占SO2生 成量的百分之几。在富燃料状态下，除SO2外，还有一些其它S的氧 化物，如SO及其二聚物（SO）2，还有少量一氧化二硫S2O。这些 产物化学反应能力强，所以仅在各种氧化反应中以中间体形式出现。硫氧化物的控制硫氧化物的控制对硫氧化物形成的控制主要是根据其燃烧过程分燃料脱硫、燃烧过 程脱硫和烟气脱硫3、冶金过程中氮氧化物的形成与控制、冶金过程中氮氧化物的形成与控制氮氧化物的生成受燃料中含氮量和燃烧过程中氮气氧化产 生的氮氧化物等因素影响。根据生成的氮氧化物的来源，可 将燃烧过程中生成的氮氧化物分：热力型氮氧化物、燃料型、 快速温度型。 氮氧化物的控制氮氧化物的控制对氮氧化物形成的控制主要有燃料脱氮、改进燃烧方式和 生产工艺、烟气脱硝三种方法。