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1、大气污染控制工程 第一章 概论大气污染染的关注注：1.局地地或者区区域污染染到全球球性气候候变化；2.污污染物由由一次污污染物到到二次污污染物及及微量有有毒有害害物质；3.大大气污染染控制技技术也有有末端控控制到清清洁生产产为中心心的全过过程控制制。第一节 大气和和大气污污染一、大气气的组成成l 大气与空空气定义：大大气是指指环绕地地球的全全部空气气的总和和；环境境空气是是指人类类、植物物、动物物和建筑筑物暴露露于其中中的室外外空气。区别和联联系：大大气所指指的范围围比空气气大。大大气和空空气皆指指环境空空气。l 大气的组组成大气是由由多种气气体混合合组成的的，按其其成分可可以概括括为干燥燥清
2、洁的的空气、水水汽和悬悬浮微粒粒三部分分。干燥燥清洁的的空气见见表1-1，干干洁空气气的组成成比例在在0-990kmm范围内内基本保保持不变变。大气气中的水水汽含量量变化较较大，其其变化范范围可达达0.001-44%，许许多天气气现象与与水汽含含量有关关。大气气中的悬悬浮微粒粒主要是是大气尘尘埃和悬悬浮杂质质。表1-11 干干洁空气气的组成成成分分子量体积比（%）成分分子量体积比（10-6）氮(N22)28.00178.009氖(Nee)20.11818氧(O22)32.00020.995氦(Hee)4.00035.3氩(Arr)39.9940.933氪(Krr)83.8801二氧化碳碳(CO
3、O2)44.0010.033氢(H22)2.01160.5氙(Xee)131.300.088臭氧(OO3)48.0000.011-0.04甲烷(CCH4)16.0041.5二、大气气污染l 大气污染染定义：大大气污染染通常系系指由人人类活动动和自然然过程引引起某些些物质进进入大气气后，呈呈现出足足够的浓浓度，达达到足够够的时间间，并因因此对人人体的舒舒适、健健康和福福利或环环境造成成危害。分类：按按大气污污染的范范围来说说，大致致可分为为四类：（1）局部部地区污污染，如如受某个个工厂烟烟囱排气气的直接接影响；（2）地区区性污染染，如工工矿区域域及其附附近地区区或整个个城市大大气受到到污染；（3
4、）广域域污染，在在大城市市、大工工业地带带可以看看到的广广域污染染；（44）全球球性污染染，如大大气中硫硫氧化物物、氮氧氧化物、二二氧化碳碳和飘尘尘的不断断增加，造造成跨国国界的酸酸性降雨雨和温室室气体效效应。全全球性大大气污染染受到世世界各国国的关注注，需要要国际间间的合作作加以解解决。表1-22 清洁洁空气与与被污染染空气中中污染物物的含量量污染物清洁空气气中的含含量(110-66)污染空气气中的含含量(110-66)二氧化硫硫0.000100.0110.0222氮氧化物物0.000100.0110.0110.5碳氢化物物11200一氧化碳碳152000二氧化碳碳3103300350370
5、0颗粒物10220g/mm3707700g/mm3影响大气气污染的的主要因因素：污污染物的的排放情情况、大大气的自自净过程程，以及及污染物物在大气气中的转转化情况况。三、全球球性大气气污染问问题l 温室效应应定义：温温室气体体可以使使太阳短短波辐射射几乎无无衰减的的通过，同同时可以以吸收地地面长波波辐射，由由此引起起全球气气温升高高的现象象。温室气体体：甲烷烷、一氧氧化二氮氮、臭氧氧、氟氯氯碳（CCFCss）、水水蒸气等等。二氧化碳碳是最重重要的温温室气体体。近1000年，全全球平均均气温上上升了00.3-0.66，海平平面上升升了144-255cm.见下表：l 臭氧层破破坏臭氧：OO3含量一
6、一亿分之之一，集集中在平平流层，具具有强烈烈吸收紫紫外线的的功能。“国际臭臭氧层日日”：9月116日是是。消耗臭氧氧层物质质：通常简简称为OODS（OOzonne ddeplletiion subbstaancee）破环原因因：氟氯氯碳（CCFCss）、氮氮氧化物物排放。南极臭氧氧层：最新探探测数据据显示，今今年南极极上空臭臭氧层空空洞正以以近年来最最快的速速度扩展展，目前前空洞面面积已超超过万万平方公公里，直直逼年年同期的的历史最最高记录录万平平方公里里，预计计空洞面面积还将将进一步步扩大。造造成这一一现象的的原因主主要是氯氯氟烃、甲甲基溴、哈哈龙等人人工合成成化学物物质通过过光化学学作用对
7、对臭氧的的消耗，而而且人类类几十年年前排放放的臭氧氧层消耗耗物质目目前仍存存在于大大气中。另另外，除除了化学学物质的的排放，气气候也是是影响臭臭氧层损损耗情况况的重要要因素。去去年，南南极地区区气温偏偏高，使使得臭氧氧层损耗耗减弱，而而今年该该地区较较为寒冷冷，也加加剧了臭臭氧层空空洞的扩扩大。南南极臭氧氧层恢复复至少需需要500年。结果：皮皮肤癌、角角膜炎赠赠加，生生态系统统破坏。l 酸雨定义：ppH小于于5.66的大气气降水原因：硫硫氧化物物、氮氧氧化物的的排放，在在大气中中形成硫硫酸和硝硝酸，以以酸沉降降的形式式返回地地面。分布：欧欧洲、北北美、东东亚。中中国的西西南、华华南、东东南严重
8、重。一般认为为酸雨中中各种酸酸的贡献献率为HHSO 655%，HHNO 300%，HHCl 5%。国外如日日本等酸酸雨严重重 ,早早在19975年年东京一一次酸雨雨的 竟达达3.11。我国国过去对对SO22 未加加控制, SOO2排放量量逐年增增加 ,19883-119911年每年年以3.84%的速度度增长 ,19991-19994年SSO2 排放放量从114955万吨增增至18825万万吨 , 20000年年SO22 排放放量将达达26000万吨吨 ,超超过美国国 .目目前居世世界第一一。因此此 ,近近年来我我国许多多地区酸酸雨不断断发生 ,特别别是西南南 ,因因燃烧大大量高含含硫煤而而造成
9、。酸酸雨影响响生态 ,使水水质下降降 ,土土壤贫化化 ,森森林、作作物枯萎萎 ,鱼鱼类死亡亡 ,腐腐蚀金属属和建筑筑物等。第二节 大气污污染物及及其来源源一、大气气污染物物l 大气污染染物定义义：大气污染染物是指指由于人人类活动动或自然然过程排排放到大大气，并并对人或或环境产产生有害害影响的的物质。l 大气污染染物分类类：1.按存存在状态态分类：气溶胶胶状态污污染物（颗粒污染物也称为气溶胶状态污染物，是指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体）和气体状态污染物（以二氧化硫为主的含硫化合物、以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物、碳的氧化物、碳氢化合物及卤素化合物）1.1根根据气溶溶胶的来来
10、源和物物理性质质，可将将其分为为如下几几种：（1）粉粉尘（ddustt）系指指悬浮于于气体介介质中的的细小固固体粒子子。通常常是由固固体物质质的破碎碎、分级级、研磨磨等机械械过程或或土壤、岩岩石风化化等自然然过程形形成。粉粉尘粒径径一般在在2200m。（2）烟烟（fuume）通通常系指指由冶金金过程形形成的固固体粒子子的气溶溶胶。它它是由熔熔融物质质挥发后后生成的的气态物物质的冷冷凝物，在在生产过过程中总总是伴有有诸如氧氧化之类类的化学学反应。烟烟是很细细的微粒粒，粒径径范围一一般为00.0111m.。 （3）飞灰灰（fllyassh）系系指由燃燃料燃烧烧产生的的烟气带带走的灰灰分中分分散得较
11、较细的粒粒子。灰灰分（aash）系系含碳物物质燃烧烧后残留留的固体体渣，尽尽管其中中可能含含有未完完全燃尽尽的燃料料，作为为分析目目的而总总是假定定它是完完全燃烧烧的。 （4）黑烟烟（smmokee）通常常系指由由燃烧产产生的能能见气溶溶胶。黑黑烟的粒粒度范围围为0.051m。 （5）雾：气体中中液滴悬悬浮体的的总称，能能见度1千米米的小水水滴悬浮浮体。烟尘（粉粉尘）：飞灰和和黑烟此外，在在大气污污染控制制中，还还根据大大气中粉粉尘颗粒粒的大小小进行分分类，可可分为总总悬浮颗颗粒物和和可吸入入颗粒物物。总悬悬浮颗粒粒物（）：指能悬悬浮在空空气中，空空气动力力学当量量直径100m的颗粒物。可吸人
12、颗粒物（PM10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10m的颗粒物。1.2气气体状态态污染物物种类极极多，常常见的有有五大类类：以二二氧化硫硫为主的的含硫化化合物、以以一氧化化氮和二二氧化氮氮为主的的含氮化化合物、碳碳的氧化化物、有有机化合合物及卤卤素化合合物等，如如表1-3所示示。表1-33 气气体状态态大气污污染物的的种类污 染染 物一次污染染物二次污染染物含硫化合合物SO2、H2SSO2、H2SO4、MSOO4碳的氧化化物CO、CCO2无含氮化合合物NO、NNH3NO2、HNOO3、MNOO3碳氢化合合物CmHnn醛、酮、过过氧乙酰酰硝酸酯酯、O3卤素化合合物HF、HHCI无气态污染染
13、物可分分为一次次污染物物和二次次污染物物。若大大气污染染物是从从污染源源直接排排出的原原始物质质，则称称为一次次污染物物。若是是由一次次污染物物与大气气中原有有成分或或几种一一次污染染物之间间经过一一系列化化学或光光化学反反应而生生成的与与一次污污染物性性质不同同的新污污染物，称称为二次次污染物物。在大大气污染染中，受受到普遍遍重视的的二次污污染物主主要有硫硫酸烟雾雾（Suulfuurouus ssmogg）和光光化学烟烟雾（PPhottochhemiicall smmog）。硫硫酸烟雾雾是由大大气中的的二氧化化硫等硫硫化物，在在有水雾雾、含有有重金属属的飘尘尘或氮氧氧化物存存在时，发发生一系
14、系列化学学或光化化学反应应而生成成的硫酸酸雾或硫硫酸盐气气溶胶。光光化学烟烟雾是由由大气中中的氮氧氧化物、碳碳氢化合合物与氧氧化剂之之间在阳阳光照射射下发生生一系列列光化学学反应所所生成的的蓝色烟烟雾（有有时带紫紫色或黄黄褐色），其其主要成成分有臭臭氧、过过氧乙酰酰基硝酸酸脂（PPAN）、酮酮类及醛醛类等。二、大气气污染物物的来源源和发生生量l 大气污染染源1.可分分为自然然污染源源、人为为污染源源（点源源、面源源）2.功能能划分：生活污污染源、工工业污染染源和交交通运输输污染源源3.污染染物统计计分类：燃料燃燃烧、工工业生产产、交通通运输。前两类污染源通称为固定源，交通运输工具（机动车、火车
15、、飞机等）则称为流动源。自70年年代的能能源危机机以来，为为了节约约能源，多多国普遍遍开始建建造密闭闭型房屋屋，以增增加保暖暖效果。室室内空调调的普遍遍采用和和室内装装潢的流流行，都都影响着着室内空空气质量量（I A QQ,Inndooor AAir Quaalitty）。使使I AA Q问问题日趋趋严重。国国外学者者调查表表明室内内空气污污染物种种类已高高达9000多种种，主要要包括甲甲醛等挥挥发性有有机物、臭臭氧、一一氧化碳碳、二氧氧化碳、氡氡及其子子体等等等。现将将室内空空气主要要污染物物及其来来源综合合列在表表1-44中。表1-44 室内内空气主主要污染染物及其其来源污染物污染源甲 醛醛建筑材材料：各各种含脲脲醛树脂脂的
