大气环境导论-=绪论部分

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1、大气污染控制导论汪恂 Tel: 627294251教学内容 v1大气与大气污染v2大气污染物及其来源v3大气污染的影响 v4大气污染综合防治 v5环境空气质量控制标准第1章 绪论2第1章 绪论 1.教学要求 明确大气污染控制工程的学习对象、内容和目的 了解大气的组成，掌握大气污染物的概念，以及 主要大气污染物的来源、性质和影响 了解大气污染控制方面的法规和标准体系 建立大气污染综合防治的概念 2、教学重点 大气污染的综合防治措施。 3、教学难点 大气污染的来源，大气污染的综合防治措施。建议学时数：4学时31大气与大气污染一、大气的组成 1.大气与空气按照国际标准化组织（ISO）对大气和空气的定

2、义： 大气（atmosphere）：是指环绕地球的全部空 气的总和（the entire mass of air which surrounds the Earth）。 环境空气（ambient air）：是指人类、植物、 动物和建筑物暴露于其中的室外空气（ outdoor air to which people，plants， animals and structures are exposed）41大气与大气污染v环境空气的重要性v一个成年人每天呼吸大约两万次，吸入 的空气量大约1015m3（13.6kg）， 约食物重量的10倍（食物1.5kg、水2kg ）。v环境空气是一种资源，而且是一

3、种可更 新的资源。v环境空气的性质：环境空气是一种混合 气体，平均分子量为28.966，标准状态 下的密度为1.293kg/m3。51大气与大气污染2.大气的组成61 大气与 大气污染 2.大气的组成7成云致雨的必要条件主要 成分次要 成分水 汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成主 要 作 用干 洁 空 气 O3N2 O2CO2大气各成分的作用1 大气与 大气污染81大气与大气污染二、大气污染 1.按照国际标准化组织（ISO）作出的定义：大气污染通常是指由于人类

4、活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。91大气与大气污染v2.大气污染的分类：v（1）根据大气污染影响范围v局部地区污染v地区性污染v广域性污染v全球（或国际性）性污染。10煤烟型（或还原型）污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、CO和微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且 风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染 物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。伦敦烟雾事件1大气与大气污染（2）根据能源性质、大气污染物组成和反应分类：111大气与大气污染石油型（或交通型或氧化型）污染 污染源主要

5、是机动车（汽油车和柴油车）和 机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在 相对湿度较低的夏季睛天，交通污染严重的 地区可能会出现典型的二次污染光化学 烟雾。它对人体、动植物、材料 均会产生 破坏作用，并且严重影响大气能见度。洛杉矶光化学烟雾事件121大气与大气污染v混合型污染。包括以煤炭为主要污染源而排出 的烟气、粉尘、二氧化硫及其它氧化物所形成的 气溶胶；以石油为污染源而排出的烯烃和二氧化 氮为主的污染物。此类污染，其反应更为复杂。 如臭氧和烯烃反应生成的过氧化氢自由基等氧化 物，可大大增加二氧化硫的氧化速率。v 特殊型污染。主要产生于工厂生产过程中排出 和发生意外事故释放的废气，如氯气、氟

6、化物、 金属蒸气或酸雾等所引起的污染。 （）131大气与大气污染3. 空气污染系统（Air Pollution Systems） 141大气与大气污染v4.大气污染形成具备的条件：v（1）大气污染源v（2）大气作用v（3）复杂地形v（4）受害对象。15三、全球大气环境问题全 球 变 暖臭氧层破坏1大气与大气污染空中恶魔酸雨16全球变暖 温室效应加剧太阳辐射透过大气层到达地球表面后，被岩石土壤等吸收，地球表面温度上升，与此同时，地表物质向大气发射出红外长波（400800nm）为主的辐射。大气层中某些气体对短波和可见光吸收很弱，而对长波辐射吸收强烈，因此地球表面从太阳辐射获得的热量相对多，而散失到

7、大气层以外的热量相对少，地球表面的温度得以维持 ，这就是大气的“温室效应”。 1大气与大气污染1718v“温室气体”：v主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烃、 一氧化氮等。v当它们在大气中的浓度增加时，大气的温室 效应就会加剧，引起地球表面和大气层下部 的温度升高 。1大气与大气污染191大气与大气污染20大气与大气污染21221大气与大气污染23厄尔尼诺v厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道 带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产 生的一种气候现象。正常情况下，热带太平洋区 域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面 保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模 式每27年被打乱一次

8、，使风向和洋流发生逆转 ，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之 便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。v 厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水 温异常升高，海水水位上涨，并形成一股暖流向 南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成 暖水域，结果引起海啸和暴风骤雨，造成一些地 区干旱，另一些地区又降雨过多的异常气候 现象 。 24厄尔尼诺v“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语，原意为“圣婴”。19世纪 初，在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家，渔 民们发现，每隔几年，从10月至第二年的3月便会出现一 股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高。南美洲 的太平洋东岸本来盛行的是秘

9、鲁寒流，随着寒流移动的鱼 群使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一，但这股暖流一出现 ，性喜冷水的鱼类就会大量死亡，使渔民们遭受灭顶之灾 。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后，于是遭受天 灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子圣婴。后来 ，在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公 里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生 时，大范围的海水温度可比常年高出36摄氏度。太平洋 广大水域的水温升高，改变了传统的赤道洋流和东南信风 ，导致全球性的气候反常。v厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期 ，历时一般一年左右，大气的变化滞后于海水温度的变化 。 25拉尼娜 v拉尼娜是西班牙

10、语“La Nina”-“小女孩,圣女”的意思 ,是厄尔尼诺现象的反相，指赤道附近东太平洋水 温反常下降的一种现象，表现为东太平洋明显变 冷，同时也伴随着全球性气候混乱，总是出现在 厄尔尼诺现象之后。v气象和海洋学家用来专门指发生在赤道太平洋东 部和中部海水大范围持续异常变冷的现象（海水 表层温度低出气候平均值0.5以上，且持续时间 超过6个月以上）。拉尼娜也称反厄尔尼诺现象。26拉尼娜 v最近一次拉尼娜现象出现在1998年，持续到2000年春季 趋于结束。 厄尔尼诺与拉尼娜现象通常交替出现，对气候 的影响大致相反，通过海洋与大气之间的能量交换，改变 大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资

11、料看，厄 尔尼诺出现频率多于拉尼娜，强度也大于拉尼娜。v 拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后，但也不是每次都这样。厄 尔尼诺与拉尼娜相互转变需要大约四年的时间。v 中国海洋学家认为，中国在1998年遭受的特大洪涝灾害， 是由“厄尔尼诺拉尼娜现象”和长江流域生态恶化两大成 因共同引起的。 27太阳光中的紫外线辐射，特别是UV-B辐射对生物有较大的伤害。而阻挡UV-B辐射的就是臭氧。（紫外线辐 射按照其波长的不同，可划分为UV-A（315-400nm）、UV-B（280-315nm）和UV-C（280nm）以下三个波段）2.臭氧层破坏1大气与大气污染28大气与大气污染291大气与大气污染30臭氧层破坏的原

12、因罪魁祸首： 含氯和含溴的简单卤代烷313.酸雨酸雨：由于人类活动的影响，使降水中溶入其它酸性物质 ，从而使其pH值降到5.6以下的降水。酸雨的形成：是复杂的大气化学和大气物理现象，是 由自然排放和人为活动等释放到大气中的SO2或NOx通过 氧化反应（气相或液相反应），生成硫酸或硝酸和亚硝酸 ，附在凝结核上降落到地面上的。影响与危害： （1）损害水生、陆生生物：如鱼类和森林 （2）对人体健康影响：使有毒重金属溶入饮用水中，危 害饮用者 （3）腐蚀建筑材料、金属构件、油漆以及名胜古迹等32我国酸雨的化学特征3334v一、大气污染物：由于人类活动或者自然过 程排入大气，并对人和大气产生影响的那些

13、物质2大气污染物及其来源按存在状态，可以分为气溶胶状态污染物 和气态污染物352大气污染物及其来源1.气溶胶状态污染物（颗粒物）： 气溶胶系指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在介质中的 悬浮体。（1）粉尘（dust）：由于固体物质的破碎、研磨、筛分、输送等机械过 程或土壤、岩石的风化等自然过程形成的，1200m。（2）烟（fume）：固体气溶胶，0.011m。（3）飞灰（fly ash）：指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰 分。（4）黑烟（smoke）：一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。一般将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘；将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟，

14、在不需仔细分时，也称为烟尘。在其他情况下，或泛指小固体颗粒的气溶胶时，则通称粉尘。（5）雾（fog）：是气体中液滴悬浮体的总称，在气象中指造成能见度 小于1K M的小水滴悬浮体。362大气污染物及其来源降尘是指用降尘罐采集到的大气 颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般 直径大于10m的粒子，由于其自 身的重力作用会很快沉降下来， 所以将这部分的微粒称为降尘。 可吸入颗粒物（PM10）是指 可在大气中长期飘浮的悬浮物 ，直径小于10m的粒子。 飘尘能在大气中长期飘浮，易 将污染物带到很远的地方，使 污染范围扩大，同时在大气中 还可为化学反应提供反应床。 1.气溶胶状态 污染物用标准大容量颗粒采样器 在滤

15、膜上所收集到的颗粒 物的总质量，通常称为总 悬浮颗粒物（TSP）， 空气动力学直径 100m的颗颗粒物。它 是分散在大气中的各种粒 子的总称，也是目前大气 质量评价中的一个通用的 重要污染指标。 372大气污染物及其来源v沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象，它的形 成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏 、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。沙尘 暴作为一种高强度风沙灾害，并不是在所有有风的地方都 能发生，只有那些气候干旱、植被稀疏的地区，才有可能 发生沙尘暴。v沙尘天气概念： 沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。 1.浮尘：尘土、细沙均匀地浮游在空中，使

16、水平能见度小 于10公里的天气现象； 2.扬沙：风将地面尘沙吹起，使空气相当混浊，水平能见 度在1公里至10公里以内的天气现象； 3.沙尘暴：强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水 平能见度小于1公里的天气现象； 4.强沙尘暴：大风将地面尘沙吹起，使空气很混浊，水平 能见度小于500米的天气现象。 382大气污染物及其来源v沙尘天气过程分类： 沙尘天气过程分为四类：浮尘天气过程、扬沙天气过程、 沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。 1.浮尘天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区 域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现 了浮尘天气； 2.扬沙天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区 域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现 了扬沙天气； 3.沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报 区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出 现了沙尘暴天气； 4.强沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预 报区域内3个或3个以上