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1、第三专题 大气环境保护,地球上的大气是自然环境的组成部分。人类一刻也离不开大气，没有大气就没有地球上的生命，就没有生机勃勃的世界。大气又是人类极其重要的自然资源。在环境保护中，对特定场所或区域，供人和动植物生存的气体称为“空气”；而以大区域或全球性的气流为研究对象时，则采用“大气”一词。,掌握要点 大气结构与组成 大气污染物及来源 大气污染的危害 污染物的扩散 大气污染治理技术（简要介绍） 大气污染综合防治 全球性大气污染及对策,1 大气结构与组成重点掌握对流层和平流层大气特点，及其与大气环境污染的关联性；了解大气组成，明确引起大气污染的组分。 2 大气污染物及来源掌握大气污染概念和分类，了解
2、污染物的种类和来源。 3 污染物的扩散重点掌握影响大气污染程度的三方面因素，了解三因素如何影响大气污染，掌握城市热岛效应概念。 4 大气污染治理技术（简要介绍）了解颗粒污染物和大气污染物的治理技术。,5 大气污染综合防治了解我国大气污染现状，明确大气污染的特征；了解大气污染防治的五大原则；了解城市大气污染的主要来源及其相应的防治措施；了解区域大气污染SO2和酸雨污染现状及其防治措施，掌握酸雨和“两控区”概念。 6 全球性大气污染及对策了解全球性大气污染现状及趋势，掌握温室效应概念和对气候变化的影响；了解引起臭氧层破坏的原因和主要物质；了解全球对控制变暖和臭氧层保护采取的相应对策。,返回,1大气
3、结构与组成 1.1大气结构,1、对流层平均厚度约为12km，集中了占大气总质量75的空气和几乎全部的水蒸气量，是天气变化最复杂的层次。具有两个特点。(1)气温随高度增加而降低 高度每增加l00m，气温约下降0.65。(2)空气具有强烈的对流运动 对流层中气象条件复杂，既有形成污染物易于扩散的条件，又会出现污染物。,2、平流层对流层层顶之上1255km处的大气为平流层。平流层内温度垂直分布的特点是大气温度随高度的增加而升高。这一方面是由于它受地面辐射影响小，另一方面也是由于该层含有臭氧，存在着臭氧层。臭氧层可直接吸收太阳的紫外线辐射，造成了气温的增加。3、中间层平流层顶5585km高处的大气为中
4、间层。无臭氧组分，气温随高度的增加而迅速降低.4、暖层 气温的分布是随高度的增加而增加 5、散逸层,1.2大气的组成大气是由多种气体和水蒸气组成的混合物，由恒定气体、可变气体和不定气体组成。恒定气体在地球上任何地方的体积分数几乎是不变的；可变气体的含量往往随各地季节、天气变化和人类活动的状况而变化的；不定气体包括自然灾害和人为原因造成的大气污染物及有毒气体，后者是人类保护大气和防治大气污染的主要对象。各种气体在整个大气中的组成列表1。,表1 大气组成,返回,2大气污染物及来源 2.1大气污染 按照国际标准化组织(1SO)作出的定义：大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，
5、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。 大气污染可分为四类：1、局部地区(个体行为）2、区域性（区域行为）3、广域性（大区域行为，如酸雨）4、全球性（跨越国界，如温室效应）,2.2大气污染物天然污染物和人为污染物，引起公害的往往是人为污染物。依照污染物存在的形态，分为颗粒污染物与气态污染物。 1、颗粒污染物大气中危害最大、最严重的污染物，除固体颗粒外还包括液滴。颗粒污染物按颗粒粒径可分为：降尘 粒径大于10m，尘粒、粉尘飘尘 粒径小于10m，粉尘、烟尘液滴由蒸汽凝结、液体喷雾、雾化以及化学反应形成，粒径小于100m，如水雾、酸碱雾、油雾。,2
6、、气态污染物(1)含硫化合物 SO2、SO3和H2S等。 (2)含氮化合物 NO、NO2、NH3等。(3)碳氧化合物 CO和CO2。(4)碳氢化合物 有机废气。 (5)卤素化合物 含氯和含氟化合物。3、二次污染物污染源直接排入大气未发生性质改变的污染物称为一次污染物，一次污染物之间或一次污染物和大气原有组分发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染物。以石油为能源，排入大气的一次污染物，在太阳紫外线的作用下发生光学反应，参与光化学反应的一次和二次污染物的混合物，所形成的烟雾污染称为光化学烟雾，也称洛杉矶型烟雾。以煤为原料，大气中的烟尘、SO2，与水蒸气混合并发生化学反应所生成的烟雾，称为硫酸烟
7、雾，也称伦敦型烟雾。,2.3大气污染物的来源 1、燃料燃烧火力发电厂、钢铁厂等工矿企业的燃料燃烧，各种工业窑炉的燃料燃烧以及各种民用炉灶、取暖锅炉的燃料燃烧均向大气排放出大量污染物。燃烧排气中的污染物组分与能源消费结构有密切关系。发达国家能源以石油为主，大气污染物主要是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有机化合物。我国以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫。,火力发电厂,水泥厂,2、工业生产过程化工厂、石油炼制厂、钢铁厂、焦化厂、水泥厂等各种类型的工业企业，在原材料制成成品的过程中，都会有大量的污染物排人大气中。这类污染物主要有粉尘、碳氢化合物、含硫化合物、含氮化合物以及卤素化合物等多种污染物
8、。,土法炼焦,3、农业生产过程主要来自农药和化肥的使用。4、交通运输车辆行驶产生的扬尘和排放的汽车尾气，轮船、机车燃料燃烧排放的烟尘。也是二次污染物的主要来源。根据对烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳四种主要污染物的统计，我国大气污染物主要来源于燃料燃烧，其次是工业生产与交通运输，它们所占的比例分别为70、20和10；燃料构成以燃煤为主，约占能源消费的75。煤的燃烧为我国大气污染物的主要来源，同时也形成了我国煤烟型大气污染的特点。因此，控制煤烟型的大气污染，将是我国近期大气污染防治的主要任务。返回,3大气污染的危害世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活
9、中一个无法逃避的现实。” （图）大气污染的危害主要包括以下五个方面：1、对人的伤害 2、危害生物生存和发育（图）3、物体腐蚀（图）4、粉尘危害（图）5、对全球大气环境的影响 酸雨、温室效应、臭氧层破坏（基本概念）返回,烟尘、粉尘污染,返回,农田大气污染,酸雨因pH小于5.6，造成土壤、岩石中的有毒金属元素溶解，流入河川或湖泊，严重時使得魚类大量死亡。 返回,大气污染物对仪器、设备和建筑物等，都有腐蚀作用。如金属建筑物出现的锈斑、古代文物的严重风化等。,美国纽约的自由女神像也饱受酸雨的侵蚀 返回,11：30的王府井麦当劳路口,由于本地或附近尘沙被风吹起而造成的扬沙、沙尘暴与浮尘,其共同特点是能见
10、度明显下降，出现时天空混浊，一片黄色。扬沙天气风较大，影响的能见度在1公里到10公里之间；沙尘暴风很大，能见度小于公里。而浮尘是由于远地或本地产生沙尘暴或扬沙后，尘沙等细粒浮游空中而形成，俗称“落黄沙”，出现时远方物体呈土黄色，太阳呈苍白色或淡黄色，能见度小于10公里。,沙尘笼罩下的呼和浩特五塔寺(2001年6月14日) 返回,酸雨：pH值低于5.6的降水。 温室效应：地球大气中存在一些微量气体，如二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、甲烷、氟利昂等，它们能让太阳短波辐射通过，同时吸收地面和空气放出的长波辐射（红外线），从而造成近地层增温。我们称这些微量气体为温室气体，它们的增温作用为温室效应。 臭氧空
11、洞：由于地面向大气排放氯氟烃化合物过多，导致平流层里局部臭氧层浓度降低，我们称此低浓度臭氧区为“臭氧空洞” 。 返回,4大气污染物的扩散一个地区的大气污染程度与下列因素有关。 1、源参数源参数是指污染源排放污染物的数量、组成、排放方式、排放源的密集程度及位置等。决定了进人大气的污染物的量和所涉及的范围。 2、气象条件气象条件将决定大气对污染物的稀释扩散速率和迁移转化的途径。（具体） 3、下垫面状况下垫面的状况不同会影响到气流的运动，同时也直接影响当地的气象条件。（具体）返回,4.1气象条件 1、风与湍流 大气运动包括了有规则的平直的水平运动和不规则的、紊乱的湍流运动，实际的大气运动就是这两种运
12、动的叠加。 （1）风 即空气的水平运动。描述风的两个要素为风向和风速。风对污染物的扩散有两个作用：一是整体的输送作用，风向决定了污染物迁移运动的方向；二是对污染物的冲淡稀释作用，对污染物的稀释程度主要取决于风速。,（2）大气湍流 即大气中不同于主流方向的各种不同尺度的旋涡运动。与大气的垂直稳定度有关，又与近地面的风速和下垫面等因素有关。前者称为热力湍流，后者称为机械湍流，大气湍流就是这两种湍流综合作用的结果。 由于湍流混合，排人大气中污染物，不断被空气渗入，又无规则地分散到其他方向去，如此不断被稀释、冲淡。风和湍流是决定污染物在大气中扩散状况的最直接的因子，也是最本质的因子，是决定污染物扩散快
13、慢的决定性因素。风速愈大，湍流愈强，污染物扩散稀释的速率就愈快。,2、温度层结和逆温大气的温度层结是指大气的气温在垂直方向上的分布。直接影响着大气的稳定程度。常用作大气湍流状况的指标，从而判断污染物的扩散情况。 近地层实际大气的情况复杂，温度层结有下述三种情况：(1)气温随高度的增加而降低； (2)高度增加，气温保持不变；(3)气温随高度的增加而增加，其温度垂直分布与标准大气的相反。这种现象称为温度逆增，简称逆温。出现逆温的气层叫逆温层。逆温层的出现将阻止气团的上升运动，使逆温层以下的污染物不能穿过逆温层，只能在其下方扩散，因此可能造成高浓度污染。如伦敦烟雾事件、洛山矶烟雾事件等,3、大气稳定
14、度即空气团在铅直方向稳定程度。与污染物扩散的关系密切。通过大气稳定度对烟流扩散的影响，可以直观地看出大气稳定度与污染物扩散的关系。不同温度层结情况下烟流的典型形状。(1)波浪型 又称蛇形型，大气不稳定。 (2)锥型 大气处于中性或弱稳定状态。 (3)扇型 又称平展型，大气稳定。(4)屋脊型 又称爬升型，排放口上层不稳。(5)漫烟型 又称熏蒸型，排放口下层不稳。返回,4.2下垫面地形或地面状况。影响该地区的气象条件，进而影响着污染物的扩散；另外，本身的机械作用也影响着污染物的扩散。 1、城市下垫面的影响（1）城市的热力效应。由于城市人的活动和工业生产，使其温度比周围郊区温度高的现象成为城市热岛效
15、应。城市热高，城市地区热空气上升，并在高空向四周辐散，而四周郊区较冷的空气流来补充，形成了城市特有的热力环流热岛环流。（2）动力效应 。通过对气流的阻挡，使得气流的速度与方向复杂化，且造成小尺度的涡流，阻碍烟气的扩散。与建筑物的形状、大小、高矮及烟囱高度有关，烟囱越矮，影响越大。,2、山区下垫面的影响 （1）过山气流气流过山时，在山坡、山脚形成的上升、回旋或下沉气流，称之为过山气流。（2）坡风和谷风坡风：夜间冷空气滑向谷底或白天从谷底吹向山坡。谷风：白天，风从平原吹向山谷。3、水陆交界区对大气污染的影响在水陆交界处(沿海、沿湖地带)，海陆风的环状气流不能把污染物完全输送、扩散出去，当海陆风转换
16、时，原来被陆风带走的污染物会被海风带回原地，形成重复污染。返回,5大气污染治理技术简介 5.1颗粒污染物从废气中回收颗粒污染物的过程称为除尘。实现上述过程的设备装置称为除尘器。1、除尘装置的技术性能指标技术指标常以气体处理量、净化效率、压力损失等参数表示。 2、除尘装置的分类 依照除尘器除尘的主要机制可将其分为机械式除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器等四类。,（1）机械式除尘器通过重力、惯性力和离心力等质量力的作用达到除尘目的。主要形式有重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。重力沉降室 利用粉尘与气体的密度不同，使含尘气体中的尘粒依靠自身的重力从气流中自然沉降下来，达到净化目的。对50m以上的尘粒具有较好的捕集作用。惯性除尘器 利用粉尘与气体在运动中的惯性力不同，使粉尘从气流中分离出来，如折板式。适于非黏性、非纤维性粉尘的去除，设备结构简单，阻力较小，但其分离效率较低，约为5070，只能捕集1020m以上的粗尘粒，故只能用于多级除尘中的第一级除尘。,
