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1、第一章 概论1、大气污染：大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现 出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。2、 大气污染源的分类：大气污染按范围来分：（1 ）局部地区污染；（2）地区性污染；（3） 广域污染；（4）全球性污染3、大气污染物：气溶胶状污染物：指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或固液混合粒子。 分类：飘尘、可吸入颗粒物、PMio （ 10叩）TSP（ 100m的颗粒）气态状污染物：1234为一次污染物，56为二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质二次污染物是指有一次污染物与大气中已有组分
2、或几种一次污染物之间经过一系列化 学或光化学反应生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。毒性更强。（1）CO、CQ:主要来源：燃料燃烧和机动车车排气。危害：CO与血红蛋白结合危害人体；CO2排量多会使空气中 02量降低，其浓度的增加，能产生“温室效应”。（2） NOx、NO、NO2 :来源：由燃料燃烧产生的NOx约占83%硝酸生产、硝化过程、炸药生产及金属表面处理等过程。 危害：对动植物体有强的腐蚀性；光化学烟雾的主要成分。（3 ）硫氧化物：来源：化石燃料燃烧；有色金属冶炼；民用燃烧炉灶。 危害：产生酸雨；产生硫酸烟雾；腐蚀生物的机体。（4） 大气中的挥发性有机化合物 VOCs：是光化学氧化剂
3、臭氧和过氧乙酰硝酸酯（PAN）的 主要贡献者，也是温室效应的贡献者之一。来源：燃料燃烧和机动车排气；石油炼制和有机化工生产。（5）硫酸烟雾：大气中的 SQ等硫氧化物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。其引起的刺激作用和生理反应等危害，要比SQ气体大的多。（6） 光化学烟雾：在阳光照射下，大气中的氮氧化物NOx、碳氢化合物HC （又称烃）和氧 化剂（主要成分有臭氧 O3、过氧乙酰硝酸酯 PAN酮类和醛类等）之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾。其刺激性和危害要比一次污染物严重得多。4、大气污染的影响 大气污染物侵入人体途
4、径：表面接触；食入含有大气污染物的食物和水；吸入被污染的空气。 危害：人体健康危害。对植物的危害：叶萎缩、枯烂、吸入到果实中；对金属制品、 油漆、涂料、建筑、古物等的危害（重庆、长江大桥的桥梁）；对能见度影响；局部气候的影响；对臭氧层的破坏能见度花gv kp-p、dp颗粒密度 kg/m、颗粒直径 卩m ；K散射率，即受颗粒作用的波阵面积与颗粒面积之比值;P视线方向上的颗粒深度，mg/m。5、主要污染物的影响（1 ）二氧化硫SO2A、形成硫酸烟雾B、进入大气层后，氧化为硫酸（ H2SQ ）在云中形成酸雨C、形成悬浮颗粒物（2）悬浮颗粒物TSP（如：粉尘、烟雾、 PMio）A、随呼吸进入肺，可沉积
5、于肺，引起呼吸系统的疾病。B、 沉积在绿色植物叶面，干扰植物吸收阳光和二氧化碳与放出氧气和水分的过程，从 而影响植物的健康和生长。C、表面可以吸附空气中的各种有害气体及其他污染物，作为载体。（3 ）氮氧化物NOxA、刺激人的眼、鼻、喉和肺，会迅速破坏肺细胞。B、在空中形成硝酸小滴，产生酸雨。C、在有水雾、硫氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应，生成硫酸烟雾。D、与碳氢化合物和光化学氧化剂混合时，在光照下发生光化学反应生成危害更加严重 的光化学烟雾。（4 ）一氧化碳COA、极易与血液中运载氧的血红蛋白结合，结合速度比氧气快200多倍，因此，在极低浓度时就能使人或动物遭到缺氧性伤害。轻者眩晕头
6、疼，重者脑细胞受到永久性损伤，甚至窒息死亡。CO全被血液吸，试估算CO的亲和力大约为21% 取 M=210,例：受污染空气中 CO浓度为100 X 10 ，如果吸入人体肺中的 人体血液中COHb（ CO与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，血红蛋白对 对氧的亲和力的210倍）的饱和度。解：设人体肺部气体中氧的含量与环境空气中氧含量相同，即为COHbpco 210 100 103IVI2O?HbPo221 10，式中Pc。、Po2 吸入气体中CO和。2的分压；V 玩赖常数，取 210.即血液中COHb与 O2Hb之比为1:10，则血液中 COHb的饱和度为: 气污染物的排放；（5）提倡清洁生产；（6）
7、绿化造林；（7）安装废气净化装置COHbCOHb O2Hb0.11 0.1-9.1%7、环境空气质量标准一级标准：为了保护自然生态和人群健康，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：为了保护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短时间接触情况下，不发 生伤害的空气质量要求。三级标准：为了保护人群不发生急性、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）正 常生产的空气质量要求。还有大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准、大气污染警报标准。&空气污染指数API污染物的分指数，可由其实测浓度 Ck值按照分段线性方程计算。对于第k种污染物的第j个转折点（Ck,j,lk,j ）的分
8、指数值Ik,j和 相应浓度值 Ck,j，可由表1-7确定。当第k种污染物浓度为CkJ CCk）J41时，则其分指数为式中：I k第k种污染的污染分指数IkCk - Ck, jCk,j 1 -Ck,j(1 k,j 1 - 1 k, j )1 k,jCk第k种污染的污染物平均浓度监测值lk,j第k种污染j转折点的平均污染分指数 lk,j舟第k种污染j+1转折点的平均的污染分指数Ck,j第j转折点上k种污染浓度限值（对应lk,j ）Ck,j十j+1转折点上k种污染浓度限值（对应lk,j，卅） 污染指数的计算结果只保留整数，小数点后的数值全部进位污染分指数都计算出后，取最大者为该区域或城市的空气污染指
9、数APl，则该种污染物即为该区域或城市空气中的首要污染物。API133第二章燃烧与大气污染例：实测PMIo浓度值Ck =0.2151、影响燃烧过程的主要因素：（1）燃烧过程及燃烧产物。多数化石燃料完全燃烧的产物是二氧化碳和水蒸汽。然而不完全 燃烧过程将产生黑烟、一氧化碳和其他部分氧化产物等大气污 染物；（2 ）燃料完全燃烧的条件是 适量的空气、足够的温度、必要的燃烧时间、燃料与空气 的充分混合。2、发热量：单位量燃料完全燃烧产生的热量。即反应物开始状态和反应物终了状态相同情 况下（常温298K,101325Pa）的热量变化值，称为燃料的发热量，单位是KJ/Kg（固体、液体）KJ/m3（气体）。
10、发热量有高位、低位之分。高位：包括燃料燃烧生成物中水蒸汽的汽化潜热，Qh低位：指燃料燃烧生成物中水蒸汽仍以气态存在时，完全燃烧释放的热量。QI3、燃烧产生的污染物硫氧化物SOx:随温度变化不大，主要是煤中 S。 粉尘：随燃烧温度而变化（增高、降低均有变化）。CO及HC化合物：随燃烧温度而变化 （增高、降低均有变化）。NOx：随燃烧温度而变化（增高、降低均有变化）。4、理论空气量：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需的空气量称为理论空气量。建立燃烧化学方程式时，假定：（1 ）空气仅由N2和02组成，其体积比为 79.1/20.9=3.78 ；（2）燃料中的固态氧可用于燃烧；（3） 燃料中的硫被
11、氧化成 S02;（4 ）计算理论空气量时忽略NOX的生成量；（5）燃料的化学时为 CxHySzOw其中下标x、y、z、w分别代表C、H、S O的原子数。 完全燃烧的化学反应方程式：理论空气量：yw 、yw l 42.丿242丿2yyw I* xCO2 + H2O +zSQ +3.78 x +丄 + z iN2 +Q2i22丿3(m/kg)Va0 =2234.78 x + + z-W i/(12x+1.008y+32z + 16w)16、空燃比（AF）定义：单位质量燃料燃烧所需的空气质量，它可由燃烧方程直接求得。7、理论空气量的经验计算公式例：重油燃料成分分析结果如下（质量分数）：C： 88.3
12、%; H： 9.5%; S: 1.6%;其他没用试确定燃烧1kg重油所需要的理论空气量。解：以1kg重油燃烧为基础，则:质量/g重油成分物质的量/mol理论需氧量/molC88373.5873.58H959523.75S160.50.5所以理论需氧量为（73.58+23.75+0.5） mol/kg =97.83mol/kg （重油）理论空气量为 97.83 X 4.78 = 467.63mol/kg3即 467.63X 22.4/1000 = 10.47 mN/kg&理论烟气体积：在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积称为理论烟气体积。以Vfg表示，烟气成分主要是 CO2、SO2、N2
13、和水蒸气。干烟气：除水蒸气以外的成分称为干烟气；湿烟气：包括水蒸气在内的烟气。Vfg0=V 干烟气 +V 水蒸气9、烟气体积和密度的校正燃烧产生的烟气其 T、P总高于标态（273K、1atm）故需换算成标态。大多数烟气可视为 理想气体，故可应用理想气体方程。设观测状态下（Ts Ps下）:烟气的体积为 Vs,密度为p S。标态下（TN、PN下）：烟气的体积为 VN,密度为p N。标态下体积为：PS tnVn 7 PS TS标态下密度为：、,Pn TsN = S ps tn10、过剩空气较正因为实际燃烧过程是有过剩空气的，所以燃烧过程中的实际烟气体积应为理论烟气体积与过剩空气量之和。Vfg Vfg0 Va -1）实际空气量空气过剩系数为:-=:二: =1 mm-理论空气量过剩空气中O的过剩物质的量设燃烧是完全燃烧，过剩空气中的氧只以C2形式存在，燃烧产物用下标P表示，C 1 m O21 m 3.78N2； CO2P O2P Zp假设空气只有 O2、N2,分别为20.9%、79.1%,则实际需氧量=0.264N2p理论需氧量=实际需氧量一过剩氧量 =0.264N2p
