大氣污染控制工程第一章緒論ppt課件

1、1,大氣污染控制工程,2,大氣污染控制工程課程簡(jiǎn)介,高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課。本課程主要討論大氣污染控制的基本理論、各種控制方法的過程分析及典型控制設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，并培養(yǎng)學(xué)生分析和解決大氣污染控制工程問題的能力。結(jié)合大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等其它教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生進(jìn)行大氣污染控制工程設(shè)計(jì)、科研及技術(shù)管理打下必要的基礎(chǔ)。,3,大氣污染控制工程課程簡(jiǎn)介,人們對(duì)大氣污染的關(guān)注已由局地的或區(qū)域的污染擴(kuò)展

2、至全球氣候變化關(guān)注的污染物也不僅只是常規(guī)的一次污染物，人們?cè)絹碓疥P(guān)注二次污染物和一些微量的有毒有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體健康的影響大氣污染控制技術(shù)自身也由末端控制為主發(fā)展為以清潔生產(chǎn)為中心的全過程控制。,4,第一章緒論（2學(xué)時(shí)）第二章 燃燒與大氣污染 （4學(xué)時(shí)） 第三章 大氣污染氣象學(xué)（4學(xué)時(shí)）第四章 大氣污染濃度估算模式（4學(xué)時(shí)）第五章 顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）第六章 除塵裝置（6學(xué)時(shí)） 第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基

3、礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）第八章 硫氧化物的污染控制（6學(xué)時(shí)）第九章 固定氮氧化物污染控制（2學(xué)時(shí)）第十章 揮發(fā)性有機(jī)物污染控制（2學(xué)時(shí)）第十三章 凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）,課程目錄,5,學(xué)時(shí)：48學(xué)分：3先修課程：環(huán)境工程原理、流體力學(xué)考核方法：平時(shí)成績(jī)（30%）+期末考試成績(jī)（70%）,大氣污染控制工程教學(xué)大綱,6,教學(xué)內(nèi)容§1 大氣與大氣污染§2 大氣污染物及其來源§3 大氣污染的影響 

4、7;4 大氣污染綜合防治 §5 環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),第1章 緒論,重點(diǎn)理解大氣污染的概念，掌握大氣污染綜合防治措施,7,§1 大氣與大氣污染,一、大氣的組成1. 大氣與空氣按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)大氣和空氣的定義： 大氣（atmosphere）：是指環(huán)繞地球的全部空氣的總和?？茖W(xué)研究中，以大區(qū)域或全球性的氣流為研究對(duì)象，常用大氣一詞。 環(huán)境空氣（ambient air）：是指人類、植物、動(dòng)物和建筑物

5、暴露于其中的室外空氣。,8,我們離不開空氣 ，如同魚兒離不開水。,9,1、干燥清潔的空氣,沒有水汽和雜質(zhì)的空氣稱為干潔空氣，N2、O2、Ar、CO2,2、水蒸氣（0.01%-4%）,3、各種雜質(zhì)（如塵埃、花粉）,大氣的組成,§1 大氣與大氣污染,10,下面給大家介紹一些與環(huán)境問題有關(guān)的大氣成分,11,二氧化碳：來源：呼吸作用，有機(jī)體的燃燒與分解?，F(xiàn)狀：在大氣中的含量有增加的趨勢(shì)。影響：植物光合作用的原料

6、 強(qiáng)烈吸收地面的長(zhǎng)波輻射， 引起溫室效應(yīng)的加劇。,臭氧：來源：高空通過光化作用，低空通過閃電 或有機(jī)物氧化及高空傳輸。作用：能大量吸收太陽(yáng)紫外線，使地面生 物免受過量紫外線的灼傷。分布：自然大氣中含量很少。隨高度分布 不均勻，也隨緯度和時(shí)間而異。,水汽：來源：海洋和地面蒸發(fā)與植物蒸騰。分布：隨時(shí)間、地點(diǎn)變化很大。在鉛直 方向，一般隨高度增加而減少。影響：形成

7、云、霧、雨、雪等大氣現(xiàn)象。 對(duì)生物的生長(zhǎng)和發(fā)育有重要影響。,微粒：種類：固體微粒與液體微粒。影響：影響太陽(yáng)輻射傳輸，使能見度 變低，有的能起凝結(jié)核的作用。,12,§1 大氣與大氣污染,二、大氣污染1.按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）作出的定義：大氣污染通常是指由于人類活動(dòng)和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。,13

8、,14,大氣污染,15,按大氣污染的范圍分：,局部地區(qū)大氣污染區(qū)域性大氣污染（工礦區(qū)及附近地區(qū)）廣域性大氣污染（城市、大的工業(yè)地帶）全球性大氣污染,§1 大氣與大氣污染,16,①煤煙型（或還原型）污染 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、NOx、CO和微粒物質(zhì)，它們遇上低溫、高濕的陰天，且 風(fēng)速很小并伴有逆溫存在的情況時(shí)，一次污染物擴(kuò)散受阻，易在低空聚積，生成還原型煙霧。,倫敦?zé)熿F事件,§1大氣與大氣污染,

9、（2）根據(jù)能源性質(zhì)、大氣污染物組成和反應(yīng)分類：,17,18,§1大氣與大氣污染,②石油型（或交通型或氧化型）污染 污染源主要是機(jī)動(dòng)車（汽油車和柴油車）和機(jī)動(dòng)船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相對(duì)濕度較低的夏季睛天，交通污染嚴(yán)重的地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)典型的二次污染——光化學(xué)煙霧。它對(duì)人體、動(dòng)植物、材料 均會(huì)產(chǎn)生破壞作用，并且嚴(yán)重影響大氣能見度。,洛杉磯光化學(xué)煙霧事件,19,20,三、全球大氣環(huán)境問題,溫室效應(yīng),臭氧層破壞,

10、67;1大氣與大氣污染,空中惡魔-酸雨,21,全球變暖,,溫室效應(yīng)加劇,太陽(yáng)輻射透過大氣層到達(dá)地球表面后，被巖石土壤等吸收，地球表面溫度上升，與此同時(shí)，地表物質(zhì)向大氣發(fā)射出紅外長(zhǎng)波（400～800nm）為主的輻射。大氣層中某些氣體對(duì)短波和可見光吸收很弱，而對(duì)長(zhǎng)波輻射吸收強(qiáng)烈，因此地球表面從太陽(yáng)輻射獲得的熱量相對(duì)多，而散失到大氣層以外的熱量相對(duì)少，地球表面的溫度得以維持，這就是大氣的“溫室效應(yīng)”。,§1大氣與大氣污染,22,,

11、23,“溫室氣體”：主要包括二氧化碳、臭氧、甲烷、氯氟烴、一氧化氮等。當(dāng)它們?cè)诖髿庵械臐舛仍黾訒r(shí)，大氣的溫室效應(yīng)就會(huì)加劇，引起地球表面和大氣層下部的溫度升高 。,§1大氣與大氣污染,24,§1大氣與大氣污染,25,§大氣與大氣污染,26,,27,,§1大氣與大氣污染,28,熊不冬眠鳥不遷徒 暖冬后果重,,29,太陽(yáng)光中的紫外線輻射，特別是UV-B輻射對(duì)生物有較大的傷害。而阻擋UV-B輻射的

12、就是臭氧。（紫外線輻 射按照其波長(zhǎng)的不同，可劃分為UV-A（315-400nm）、UV-B（280-315nm）和UV-C（280nm）以下三個(gè)波段）,2.臭氧層破壞,§1大氣與大氣污染,30,,,,,31,§1大氣與大氣污染,32,§大氣與大氣污染,33,§1大氣與大氣污染,34,§1大氣與大氣污染,35,臭氧層破壞的原因,罪魁禍?zhǔn)祝汉群秃宓暮?jiǎn)單鹵代烷,36,我國(guó)青藏高原上空

13、也存在一個(gè)相對(duì)周圍地區(qū)濃度 較低的區(qū)域。,37,3.酸雨 酸雨：由于人類活動(dòng)的影響，使降水中溶入其它酸性物質(zhì)，從而使其pH值降到5.6以下的降水。 酸雨的形成：是復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理現(xiàn)象，是由自然排放和人為活動(dòng)等釋放到大氣中的SO2或NOx通過氧化反應(yīng)（氣相或液相反應(yīng)），生成硫酸或硝酸和亞硝酸，附在凝結(jié)核上降落到地面上的。 影響與危害： 損害水生、陸生生物：如魚類和森林 對(duì)人體健康影響腐蝕建筑材料、金屬構(gòu)件、油漆

14、以及名勝古跡等,38,,中國(guó)部分地區(qū)二氧化硫污染較為嚴(yán)重，少數(shù)大城市氮氧化物的濃度較高。這些酸性氣體導(dǎo)致了酸雨的形成。中國(guó)目前酸雨區(qū)面積占國(guó)土面積30%，主要分布在華中、華南、西南和華東地區(qū)，北方只有局部地區(qū)出現(xiàn)酸雨。,39,中國(guó)酸雨的分布變化,40,遭酸雨腐蝕的雕像,工廠肆意排放廢氣,被酸雨侵蝕的林木,41,,倫敦歷史上最嚴(yán)重的空氣污染事件，發(fā)生在1952年12月4-9日。這次煙霧事件共死亡4000多人，因而被稱為“殺人煙霧”。9日

15、煙霧散開后，酸雨酸霧開始橫行，雨水的pH值低到1.4-1.9，比檸檬汁還酸。事后，民眾對(duì)倫敦?zé)煔庵饕獊碓吹陌l(fā)電廠等發(fā)起抗議運(yùn)動(dòng)。于是1956年開始英國(guó)實(shí)施了“大氣凈化法”。,42,酸雨的危害,水的低pH值使得魚的骨骼畸形生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致死亡,引起樹木的大量不正常死亡,嚴(yán)重腐蝕建筑物,43,一、大氣污染物：由于人類活動(dòng)或者自然過程排入大氣，并對(duì)人和大氣產(chǎn)生影響的那些物質(zhì)。,§2大氣污染物及其來源,按存在狀態(tài)，可以分為氣溶膠狀態(tài)污染

16、物和氣態(tài)污染物,44,大氣污染物分類方法,一種是氣溶膠狀態(tài)污染物。另一種是氣體狀態(tài)污染物。氣溶膠狀態(tài)污染物主要有粉塵、煙液滴、霧、降塵、飄塵、懸浮物等。氣體狀態(tài)污染物主要有以二氧化硫?yàn)橹鞯牧蜓趸衔?，以二氧化氮為主的氮氧化合物，以二氧化碳為主的碳氧化合物以及碳、氫結(jié)合的碳?xì)浠衔?。,大氣污染物,45,§2 大氣污染物及其來源,沙塵暴是一種風(fēng)與沙相互作用的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。沙塵暴作為一種高強(qiáng)度風(fēng)沙災(zāi)害，并不是在所有有風(fēng)的地

17、方都能發(fā)生，只有那些氣候干旱、植被稀疏的地區(qū)，才有可能發(fā)生沙塵暴。沙塵天氣概念：沙塵天氣分為浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴和強(qiáng)沙塵暴四類。 1.浮塵：塵土、細(xì)沙均勻浮游在空中，水平能見度小于10公里 2.揚(yáng)沙：風(fēng)將地面塵沙吹起，使空氣相當(dāng)混濁，水平能見度在1公里至10公里； 3.沙塵暴：強(qiáng)風(fēng)將地面大量塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小于1公里 4.強(qiáng)沙塵暴：大風(fēng)將地面塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小于5

18、00米,46,§2大氣污染物及其來源,沙塵暴的危害：人畜死亡、建筑物倒塌、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。沙塵暴對(duì)人畜和建筑物的危害絕不亞于臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)。大氣污染、表土流失。沙塵暴降塵中至少有38種化學(xué)元素，它的發(fā)生大大增加了大氣固態(tài)污染物的濃度，給起源地、周邊地區(qū)以及下風(fēng)地區(qū)的大氣環(huán)境、土壤、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等造成了長(zhǎng)期的、潛在的危害。特別是農(nóng)作物賴以生存的微薄的表土被刮走后，貧瘠的土地將嚴(yán)重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。,47,沙塵暴,48,沙塵暴,2007年

19、2月28日凌晨1時(shí)55分左右，新疆一列火車在吐魯番境內(nèi)遭遇特大沙塵暴，列車被狂風(fēng)吹翻，目前至少有4人死亡。 28日凌晨1時(shí)55分左右，新疆一列火車在吐魯番境內(nèi)遭遇特大沙塵暴，列車被狂風(fēng)吹翻，目前至少有4人死亡。,49,2000年春季，我國(guó)北方，特別是華北地區(qū)接二連三地出現(xiàn)沙塵天氣。時(shí)間之早、頻率之高、范圍之廣、強(qiáng)度之大，為歷史同期所罕見，給華北地區(qū)的交通運(yùn)輸、環(huán)境治理及人們的日常工作和生活帶來了不利影響，個(gè)別地方甚至造成了人員傷亡。

20、該年華北地區(qū)發(fā)生了 １２次沙塵天氣，是９０年代歷年同期發(fā)生次數(shù)的３倍，反映了今年華北地區(qū)天氣活動(dòng)的異常。據(jù)衛(wèi)星遙感探測(cè)，沙塵天氣影響到我國(guó)內(nèi)蒙古、寧夏、北京、天津、遼寧、吉林、山東、河南、湖北、江蘇、安徽等省、市、自治區(qū)，總面積約２００萬平方公里。,沙塵暴,,50,2010年北京沙塵天氣,3月22日上午，北京大部地區(qū)再次遭受沙塵天氣侵襲，能見度及空氣質(zhì)量明顯下降。京城天色昏暗，大范圍的浮塵如同灰黃色的薄紗籠罩在首都北京的上空。伴隨著風(fēng)力

21、逐漸加大，微黃的沙塵便開始肆意飛揚(yáng)。,51,2010年北京沙塵天氣,52,2010年北京沙塵天氣,大氣污染物細(xì)分,,氣體狀態(tài)（化學(xué)物質(zhì)）污染物,氣溶膠狀態(tài)污染物,含硫化合物：硫化氫、硫醇和硫醚等含氮化合物：氨、甲基胺和吲哚等鹵素及衍生物：氯氣和鹵代烴等烴類：烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴含氧有機(jī)物：醇、酚、醛、酮和有機(jī)酸等,粉塵、液滴、霧、微生物粒子等,大氣污染物,54,室內(nèi)空氣污染,污染原因：建筑材料及裝潢材料、涂料中有害物質(zhì)的

22、揮發(fā)、人們不健康的生活習(xí)慣。,苯、甲醛、氡,多開窗換氣，戒煙，正確使用家庭化學(xué)劑，增加戶外活動(dòng)，擺放室內(nèi)花卉植物,55,大氣污染物的來源和發(fā)生量,1.大氣污染源,,,天然源：自然界自行向大氣排放污染物的污染源,人為源：人類的生產(chǎn)活動(dòng)和生活活 動(dòng)所形成的污染源。,§2大氣污染物及其來源,56,自然因素,大氣污染源,57,人為因素,58,人為污染源,1.工業(yè)污染源：眾多鍋爐燃燒燃料產(chǎn)生有害氣體；由原料

23、及工藝原因產(chǎn)生的有害廢氣及粉塵。2.生活污染源：由炊事、取暖等燃燒燃料產(chǎn)生有害氣體。3.交通污染源：驅(qū)動(dòng)汽車、火車、飛機(jī)、輪船時(shí)向大氣排放的污染物。4.農(nóng)業(yè)污染源：化肥、農(nóng)藥的飛散，揚(yáng)塵，廢棄物的腐爛等。,大氣污染源,60,人為污染源,,,橡膠,涂漆,石化,畜牧,堆肥,魚粉加工,污水處理,垃圾填埋,,,,,,,屠宰,,,,,61,62,63,64,§2大氣污染物及其來源,全國(guó)重點(diǎn)城市主要大氣污染物分布,中國(guó)城市的大氣污染

24、概況,65,2002年大氣環(huán)境狀況,2002年，監(jiān)測(cè)的343個(gè)城市中，117個(gè)城市空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。,全國(guó)城市空氣質(zhì)量分級(jí)比例,66,不同空氣質(zhì)量狀況下人口比例,,特大、超大型城市空氣污染明顯重于中小城市，尤以人口規(guī)模在100～200萬的特大型城市空氣污染最重?？諝庵兄饕廴疚锒趸蚝皖w粒物濃度超標(biāo)的特大、超大城市比例明顯高于中小城市。,67,2005年 大氣環(huán)境狀況,城市空氣質(zhì)量總體較上年有所好轉(zhuǎn)，但部分城市污染仍然嚴(yán)重。

25、 2005年監(jiān)測(cè)的522個(gè)城市中，地級(jí)以上城市319個(gè)，縣級(jí)城市203個(gè)。空氣質(zhì)量達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市22個(gè)（占4.2%）、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市293個(gè)（占56.1%）、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市152個(gè)（占29.1%）、劣于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市55個(gè)（占10.6%）。主要污染物為可吸入顆粒物。 與上年相比，可比的城市中，城市空氣質(zhì)量達(dá)到或優(yōu)于二級(jí)的城市比例比上年增加12.6個(gè)百分點(diǎn)；劣于三級(jí)的城市比例比上年減少9.9個(gè)百分點(diǎn)。城市空氣質(zhì)量有所改善。,68,

26、§3 大氣污染的影響,一、大氣污染對(duì)人體健康的影響,二、大氣污染對(duì)植物的影響,三、大氣污染對(duì)器物和材料的影響,四、大氣污染對(duì)大氣能見度和氣候的影響,69,一、大氣污染對(duì)人體健康的危害,A、呼吸道吸入；B、隨食物和飲水?dāng)z入；C、體表接觸侵入。,1、大氣顆粒物,4、氮氧化物,5、光化學(xué)氧化劑,3、一氧化碳,2、二氧化硫,顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學(xué)組成決定沉積位置上對(duì)組織的影響。,損害肝臟。且由于SO2通常與

27、多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)合作用危害更大。,NO2對(duì)呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。,所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴(yán)重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。,臭氧：對(duì)鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運(yùn)動(dòng)時(shí)吸入則更嚴(yán)重。,70,損害植物酶的功能組織；影響植物新陳代謝的功能；破壞原生質(zhì)的完整性和細(xì)胞膜。此外，還會(huì)損害根系生長(zhǎng)及其功能；減弱輸送作用與導(dǎo)致生物產(chǎn)量減少。,二、 大氣污染對(duì)植物的

28、危害,71,三、大氣污染對(duì)材料的危害,大氣污染可使建筑物、橋梁、文物古跡和暴露在空氣中的金屬制品及皮革、紡織等物品發(fā)生性質(zhì)的變化，造成直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失。,72,四. 對(duì)大氣能見度的影響,大氣能見度：是指定方向上僅能用肉眼看見和辨認(rèn)的最大距離。對(duì)大氣能見度或清晰度有影響的污染物，一般應(yīng)是氣溶膠粒子、能通過大氣反應(yīng)生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體，包括：總懸浮顆粒物（TSP）SO2和其它氣態(tài)含硫化合物，在大氣中以較大反應(yīng)速率生成硫酸

29、鹽和硫酸氣溶膠粒子NO和NO2，在大氣中反應(yīng)生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子光化學(xué)煙霧，反應(yīng)生成亞微米的氣溶膠粒子,73,四. 對(duì)大氣能見度的影響,大氣能見度的可用近似方程計(jì)算： Lv= 2.6×ρ×dp ∕ Kρρ---視線方向上的顆粒濃度，mg/m3。ρР---顆粒的濃度，kg/m3。dp----顆粒的直徑，µm。 K----散射率，即受顆粒作用的波陣面積與顆粒面