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1、第三章 大气环境,我们离不开大气 ，如同鱼儿离不开水。,目 录,第一节、大气概述（成分、分层、边界层）,第二节、大气污染（源、物、类型、危害）,第三节、大气污染控制（四个对策）,第四节、全球大气环境问题,一、大气的成分,1、N2、O2等气体,3、冰晶和固体微粒 （如尘埃、花粉）,2、水滴 （如云滴、雾滴）,没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气,第一节 大气概述,高度（km）,二、大气的分层,每升高100m降低0.65,N2,O2,Ar,CO2,Ne,He,Kr,H2,Xe,O3,越往上氧、氦等气体的原子态越多,紫外线的强烈照射，N2和O2产生不同程度的离解,下面给大家介绍一些 与环境问题有关的
2、大气成分,二氧化碳： 来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。 现状：在大气中的含量有增加的趋势。 影响：强烈吸收地面的长波辐射， 引起温室效应的加剧。,臭氧： 来源：高空通过光化作用，低空通过闪电 或有机物氧化及高空传输。 作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生 物免受过量紫外线的灼伤。 分布：自然大气中含量很少。随高度分布 不均匀，也随纬度和时间而异。,水汽： 来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。 分布：随时间、地点变化很大。在铅直 方向，一般随高度增加而减少。 影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。 对生物的生长和发育有重要影响。,微粒： 种类：固体微粒与液体微粒。 影响：影响太阳辐射传输，使能见度
3、 变低，有的能起凝结核的作用。,大气边界层： 在对流层下部靠近下垫面的1.2-1.5公里 范围内的薄层大气。由于贴近地面，空气 运动受到地面摩擦作用影响，又称摩擦层。,大气边界层的主要特征： 湍流运动、风、温度的垂直分布,第二节 大气污染,大气污染的定义起源于对有害影响的观察，即若 大气污染物达到一定浓度，并持续足够的时间， 达到对公众健康、动植物、材料、大气特性或 环境美学产生可以测量的影响，就是大气污染。 这种定义方法在很大程度上是基于传统的公害概 念，现在又有新的延伸。例如，大量能量（如热 能）释放进入大气引起不良影响，人类活动导致 大气中某些组分变化产生的危害等也归入了大气 污染的范畴
4、。,火力发电厂排烟污染大气,排入大气中的烟尘随风扩散,烟尘弥漫整个地区,一、大气污染源及污染物,污 染 源,天然源：自然界自行向大气环境排放污染物的污染源。,人为源：人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。,火山,雷电造成的森林大火,燃煤,汽车,空调,大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气， 并对人和环境产生有害影响的物质。,按来源，分为一次污染物和二次污染物,直接由污染源排放的污染物,进入大气的一次污 染物之间或与正常 大气组分发生反应， 以及在太阳辐射下 引起光化学反应而 产生的新的污染物， 它常比一次污染物 对环境和人体的危 害更为严重。,按存在状态，分为颗粒物和气态污染物,常表示为
5、总悬浮微粒物（TSP）、飘尘和降尘。,主要有一次污染物： SO2、H2S 、NO、NH3 、CO、CO2 、HF、HCl 、C1C12化合物 。 二次污染物： SO3、H2SO4、MSO4 、NO2、MNO3 、醛类、酮类、酸类。,其粒径绝大多数在100m以下，其中多数在10m以下。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。,飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为PM10（粒径10m）和PM2.5（粒径2.5m）。PM10可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM2.5的危害则更为严重。,降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物,一般直径大于30m，
6、由于其自身的重力作用会很快沉降下来。单位面积的降尘量可作为评价大气污染物程度的指标之一。,（一）煤烟型污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、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,二、几种典型的大气污染,（二）交通型污染 污染源主要是机动车（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,酸 雨,（三）
7、酸沉降污染 pH 5.6 的降水为酸雨,它是指大气中的酸通过降水 （如雨、雾、雪） 迁移到地表，或在含酸气团气流 的作用下直接 迁移到地表。引起酸沉降的主要物质 是人为和 天然排放的SOX（SO2和SO3）和NOX （NO和NO2） ， 其天然源一般是全球分布的，而 人为排放的 SOX和NOX则具有地区性分布的特点。,（一）大气污染对人体健康的危害,（二）大气污染对植物的危害,（三）大气污染对材料的危害,（四）大气污染对大气环境的危害,三、大气污染的危害,（一）大气污染对人体健康的危害,A、呼吸道吸入； B、随食物和饮水摄入； C、体表接触侵入。,1、大气颗粒物,4、氮氧化物,5、光化学氧化剂
8、,3、一氧化碳,2、二氧化硫,颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置； 化学组成决定沉积位置上对组织的影响。,损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。,NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。,所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。,臭氧：对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时吸入则更严重。,（二）大气污染对植物的危害,损害植物酶的功能组织；影响植物新陈代谢的功能；破坏原生质的完整性和细胞膜。此外，还会损害根系生长及其功能；减弱输送作用与导致生物产量减少。,（三）大气污染对材料的
9、危害,大气污染可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。,（四）大气污染对大气环境的危害,大气污染会导致降水的增加或减少，它对降水化 学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。 大气污染还会产生全球性的影响：大气中CO2等 温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生 产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。,室内空气污染,污染原因： 建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质 的挥发、人们不健康的生活习惯。,苯、甲醛、氡,多开窗换气，戒烟，正确使用家庭化学剂， 增加户外活动，摆放室内花卉植物,第三节 大气污染控制,无论是大气污染源、污染
10、物、污染类型 还是大气污染的危害，都具有多样性。,多种手段 五律协同,清洁能源,绿色交通,末端治理,环境自净,清洁能源,包括常规能源的清洁利用；可再生能源的利用； 新能源的开发；各种节能技术等,世界一次能源替代趋势,一、清洁能源,1、洁净煤技术,洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中，旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术，主要包括煤炭洗选、加工、转化、先进发电技术、烟气净化等方面的内容。,清洁能源的典型案例,2、西气东输,3、西电东送,它有南、中、北三大通道。一是将乌江、澜沧江、红河水的水电资源，以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东；二是将长江三峡和金沙
11、江干支流水电送往华东地区；三是将黄河上游水电和山西、内蒙古坑口火电送往京、津、唐地区。 它是从根本上实现全国能源资源优化配置的关键性工程，是一项东西部“双赢”的战略。,二、绿色交通,我国一些主要城市的大气污染类型正在由煤烟型向交通型转化，汽车尾气排放已成为城市重要污染源。,合理的交通规划、发展清洁汽车,绿色交通的典型案例,1、上海的新世纪交通蓝图,加快轨道交通建设：形成地铁、城市轻轨、新型有轨电车等多种方式组成的轨道交通网络体系。 建设约650公里的高速公路网路：实现15分钟上网、30分钟互通、60分钟抵达的“15、30、60”目标。 公交优先：大力发展轨道交通，优化调整地面交通，适度发展小汽
12、车，限制摩托车，逐步替换助动车。,2、电动汽车,电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型。经过多年的探索与努力，我国电动汽车电池、电机、电控三大关键技术相继取得突破。业内专家普遍认为，我国电动汽车技术群体性突破的时期已经到来，电动汽车将迅速大规模进入市场。,三、末端治理,推行清洁能源与绿色交通从源头上减少了大气污染的产生。对于已经产生的污染，则需进行末端治理。,除尘、脱硫 氮氧化物的治理技术、氟化物的治理技术,我国的大气污染属煤烟型污染，主要污染物为烟尘和二氧化硫。85年全国64城市大气污染监测结果,1 除尘装置机械式除尘器
13、指利用质量力（重力、惯性力、离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。重力沉降室：Gravity Settlers（有层流式和湍流式两种，只讨论层流式）设进入水平式沉降室的含尘气流为理想流动状态，即在流动方向上尘粒和气体具有同一速度，尘粒在沉降时不受涡流干扰。当粒径在1100m时，自由沉降速度Ug可由Stokes 公式计算得出。,设沉降室的长为L，宽为W，高为H，处理烟气量为Q(m3/s)，进入沉降室气流水平流速为U0 ，那么气流在沉降室内的停留时间为:,在 t 时间内粒径为 dp 的粒子沉降距离为：,单一粒径 dp 的沉降效率为:,为提高沉降效率要降低
14、气流速度或沉降室高度，通常在沉降室加隔板即为多层沉降室，隔板数一般在3以下。重力沉降室的气流速度一般为0.32m/s ，P约为5100 Pa，主要去除粒径50m以上的尘粒，除尘效率约在4060。重力沉降室结构简单、施工方便、投资少，但体积庞大、占地多、效率低且不易去除细小颗粒。一般用做预处理。, 惯性除尘器在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气流冲击在挡板（可设多块挡板）上，气流发生急剧转向，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。,一般惯性除尘器的气流速度较高，方向改变角度大，转弯次数较多，因而净化效率较高，同时压力损失也较大。尤其对于密度和粒径都较大的金属和矿物性粉尘具有较高的去除效率，
15、而对于粘结性和纤维性粉尘易堵塞而不易采用。通常可去除粒径大于20 m 的微粒。, 旋风除尘器 Centrifugal Separators利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离出来的装置，又称离心式除尘器。旋风除尘器结构简单、体积小，不需要特殊设备，主要类型有切线进入式和轴向进入式二种。,电除尘器 Electrostatic Precipitators利用静电力实现尘粒与气流分离的除尘装置。含尘气流在高压直流电源产生的不均匀电场中，使尘粒荷电，荷电的尘粒在电场力的作用下，集向集尘板极而达到除尘的目的。*基本过程：,特点：除尘效率高。可达99，从经济上考虑一般控制在9599。处理烟气量大。电
16、厂60万KW 机组为300万m3/hr。冶金500吨平炉50万m3/hr。捕集粉尘粒径范围大。对0.1m的尘粒也有较高的捕集效率。可适用于高温烟气。国外600800，国内400450。,能耗小，运行费用低。工作电压3060KV，而电流仅为 mA 级。压力损失小。200500Pa。自动化程度高。计算机控制。缺点：一次性投资大，钢耗大，对粉尘比电阻敏感适用于10451010 cm，对制造安装要求高，运行要求严，占地面积大，体积庞大。,湿式除尘器是使含尘气体与液体（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尘粒粒径增大的装置。可去除粒径为0.120m的液态或固态微粒。,含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，喉管处气速达50180m/s，洗涤液沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被雾化和加速，由于相对速度较大，液滴和尘粒之间的惯性碰撞从而实现微细粒尘的捕集。在扩散管中，气速减小而使尘粒为凝结核的凝聚作用速度加快，形成直径较大的含尘液滴，通过后接的气液分离器分开。特点：除尘效率高，可达99，结构简单，安装方便，而且能部分去除烟气中的SOx 和NOx 。缺点是压力损失大(315kPa)，需要污水处理设备。,
