大气圈及大气污染.ppt

第二章大气圈及大气污染 2 1大气圈 一 大气圈的分层大气圈就是指包围着整个地球的空气层 大气圈的厚度为1000公里 大气圈的总质量估计为5 2 1015吨 大气质量在垂直方向的分布是极不均匀的 大气质量其中的50 集中在离地面5km以下 75 集中在10km以下 90 集中在30km以下 2 1大气圈 目前世界各国普遍采用的大气圈分层是1962年世界气象组织 WMO 执行委员会正式通过国际大地测量和地球物理联合会 IUGG 所建议的分层系统 即根据大气温度随高度垂直变化的特征 将大气分为对流层 平流层 中间层 热成层和逸散层 地球大气分层 2 1大气圈 1 对流层是大气圈的最低一层 其平均厚度约为12km 日常生活中的雨 雪 云 雾 雹 霜 雷 电等主要的天气现象与过程都发生在对流层 通常所指的大气污染就是对此层而言 对流层的质量占整个大气质量的3 4 2 1大气圈 2 平流层从对流层顶以上到大约50km左右的高度叫平流层 也叫同温层 平流层的下部有一很明显的稳定层 温度不随高度变化或变化很小 近似等温 这主要是由于地表辐射影响的减少和氧及臭氧对太阳辐射吸收加热 使大气温度随高度增加而上升 这种温度结构抑制了大气垂直运动的发展 大气只有水平方向的运动 2 1大气圈 3 中间层平流层顶以上到大约80km的一层大气叫作中间层 在这一层中温度随高度增加而下降 在中间层顶 气温达到极低值 是大气中最冷的一层 2 1大气圈 4 热成层在中间层顶之上的大气层称为热成层 也称作暖层或电离层 在热成层中大气温度随高度增加而急剧上升 离地表大约1000km的大气白天温度可达1250 1750K 2 1大气圈 5 逸散层在热成层之上的大气层称为逸散层 也称外大气层 它是大气圈的最外层 大约在800km以上 在外层 大气极为稀薄 地心引力微弱 大气质点之间很难相互碰撞 有些运动速度较快的大气质点有可能完全摆脱地球引力而进入宇宙空间去 2 1大气圈 二 大气圈的组成地球大气的成分除主要气体氮和氧外 还有氩和二氧化碳 上述四种气体占大气圈总体积的99 99 此外还有氖 氦 氪 氙 氢 甲烷 一氧化二氮 一氧化碳 臭氧 水汽 二氧化硫 硫化氢 氨 气溶胶等微量气体 2 1大气圈 在组成地球大气的多种气体中 氮 氧 氩 氖 氦 氪 甲烷 氢 氙等是大气中的稳定组分 这一组分的比例 从地球表面至90公里的高度范围内都是稳定的 二氧化碳 二氧化硫 硫化氢 臭氧 水汽等是地球大气中的不稳定组分 地球大气组成 2 2大气污染 2 2大气污染 一 大气污染国际标准化组织 ISO 定义 大气污染通常是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健康和环境的现象 大气污染由污染源 大气圈和受污染者组成 研究大气污染在于 查明污染物来源 并研究其控制方法 二 大气污染源按污染源存在的形式划分为 1 固定污染源如工厂的排烟与排气 2 移动污染源如汽车 机车等 按污染源排放方式划分为 1 高架源如污染物通过烟囱排放 2 面源如采矿工作面排出的气体 3 线源如汽车 机车行驶排出气体 2 2大气污染 2 2大气污染 按污染物排放时间划分为 1 连续源污染物连续排放 2 间断源污染物时断时续的排放 3 瞬时源污染物短暂的排放 2 2大气污染 按大气污染物产生的类型划分 1 由城市中居民燃烧化石燃料做饭取暖排出的煤烟所造成的大气污染 2 由工矿企业排放出的污染物造成的大气污染 污染物主要是煤粉尘 二氧化硫 一氧化碳和氮氧化物 3 汽车 飞机和火车等各类交通工具所排放出来的废气造成的大气污染 2 2大气污染 大气污染源小结 大气污染源有两种 天然源与人为源 天然源是自然界自行向大气环境排放物资的场所 人为源是人类的生产活动和生活活动所形成的污染源 一般而言 大气污染主要是人类活动对环境排放的物质超过了环境系统本身的净化能力所造成的 其主要来源是人为源 2 2大气污染 三 大气污染物大气污染物系由于人类活动或自然过程排入大气 对人和环境产生有害影响的物资 大气污染物的种类很多 按其来源可分为一次污染物和二次污染物 一次污染物系直接由污染源排放的污染物 而在大气中一次污染物之间或一次污染物与大气的正常组分之间发生化学作用的污染物 常称为二次污染物 2 2大气污染 1 大气颗粒物大气颗粒物指除气体之外的所有包含在大气中的物质 包括所有各种各样的固体或液体气溶胶 其中有固体的烟尘 灰尘 烟雾 以及液体的云雾和雾滴 大气颗粒物粒径的分布大到200微米 小到0 1微米 2 2大气污染 大气颗粒物通常表示为总悬浮颗粒物 TSP 其中包括飘尘和降尘 总悬浮颗粒物 用标准大容量颗粒采样器 流量在1 1至1 7m3 min 在24h所收集到的颗粒物 常用颗粒物的总质量表示 总悬浮颗粒物的粒径基本在100微米以内 是大气质量评价重要污染指标 2 2大气污染 飘尘 大气中长期漂浮的悬浮物 粒径主要是小于10微米 能被人直接吸入呼吸道内造成危害并在大气中长期悬浮 是最关注的对象之一 降尘 大气中由于自身的重力迅速沉降下来的悬浮物 在总悬浮颗粒物中直径大于10微米的粒子 2 2大气污染 2 硫氧化合物由污染源排放的最主要的硫氧化物是二氧化硫 它是大气污染的主要指标 大部分来自煤和石油的燃烧 石油炼制 有色金属冶炼和硫酸制备等 2 2大气污染 3 氮氧化合物造成大气污染的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮 它们大部分来自矿物燃料燃烧过程 也有生产或使用硝酸的工厂排放的尾气 氮氧化物浓度高的气体呈棕黄色 人们称为 黄龙 在空气中 一氧化氮可以转化为二氧化氮 但氧化速度很小 排入大气中二氧化氮来自燃烧过程 2 2大气污染 4 碳的氧化物大气中碳的氧化物主要有二氧化碳和一氧化碳 二氧化碳是空气中正常组成成分 一氧化碳是大气中普遍排放量极大的污染物 CO是大气污染物中散布最广的一种 其全球排放量可能超过所有其他主要气体污染物的总排放量 主要来自燃料的燃烧和加工 汽车排气 2 2大气污染 CO是无色无味的有毒气体 CO和血中血红蛋白的亲和力是氧的210倍 它们结合后生成碳氧血红蛋白 HbCO 将严重阻碍血液输氧 引起缺氧 发生中毒 当人体暴露在600至700mL m3的CO环境中 1小时后出现头痛 耳鸣和呕吐症状 当人体暴露在1500mL m3的CO环境中 1小时就有生命危险 2 2大气污染 5 有机物质和放射性气体醛类 酮类和苯及同系物等随呼吸吸入人体内成为肺癌的致病因子 有着强烈的致突变性 室内空气质量有待提高 据统计68 人体疾病与室内污染有关 建筑涂料每年引起急性中毒400余起 1 5万余人中毒 死亡约350人 年 2 3大气中污染物的化学转化 2 3大气中污染物的化学转化1 大气层的光化学特性大气的光化学特性又称光化学反应或光化作用 是指大气中的污染物质在可见光或紫外线的照射下而发生化学反应 主要是受阳光的照射 污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态 而引起与其它物质发生的化学反应 光化学反应可引起化合 分解 电离 氧化还原等过程 主要可分为两类 一类是光合作用 如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下 借植物叶绿素的帮助 吸收光能 合成碳水化合物 另一类是光分解作用 如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧 染料在空气中的褪色 胶片的感光作用等 光化学反应是由物质的分子吸收光子后所引发的反应 分子吸收光子后 内部的电子发生能级跃迁 形成不稳定的激发态 然后进一步发生离解或其它反应 2 3大气中污染物的化学转化 一般的光化学过程如下 1 引发反应产生激发态分子 A A 分子 hv A 2 A 离解产生新物质 C1 C2 A C1 C2 3 A 与其它分子 B 反应产生新物质 D1 D2 A B D1 D2 2 3大气中污染物的化学转化 4 A 失去能量回到基态而发光 荧光或磷光 A A hv 5 A 与其它化学惰性分子 M 碰撞而失去活性A M A M 2 3大气中污染物的化学转化 反应 1 是引发反应 是分子或原子吸收光子形成激发态A 的反应 引发反应 1 所吸收的光子能量需与分子或原子的电子能级差的能量相适应 物质分子的电子能级差值较大 只有远紫外光 紫外光和可见光中高能部分才能使价电子激发到高能态 即波长小于700nm才有可能引发光化学反应 2 3大气中污染物的化学转化 反应 2 和 3 是激发态分子引起的两种化学反应形式 其中反应 2 于大气中光化学反应中最重要的一种 激发分子离解为两个以上的分子 原子或自由基 使大气中的污染物发生了转化或迁移 反应 4 和 5 是激发态分子失去能量的两种形式 结果是回到原来的状态 2 3大气中污染物的化学转化 2 硫氧化合物在大气中的化学转化大气中的硫氧化合物包括H2S 二氧化硫 三氧化硫等 其中三氧化硫很容易溶解于水形成硫酸 在与颗粒物作用生成硫酸盐气溶胶 一般情况下SO2不容易直接被O2所氧化 需要将SO2先行激活 光化学的激发态 或者需要氧化性更强的氧化剂来对之进行氧化 2 3大气中污染物的化学转化 2 SO2的气相氧化底层大气中SO2的吸光过程是变成激发态SO2分子 而不是造成SO2的直接离解 SO2 hv 340 400nm 3SO2 三重态 电子自旋 平行 能态低 SO2 hv 290 340nm 1SO2 单重态 电子自旋 反向 能态高 2 3大气中污染物的化学转化 但单重态的激发态SO2分子很不稳定 立即可以通过放出磷光转变为三重态或基态 1SO2 M 3SO2 M1SO2 M SO2 M1SO2 SO2 hvSO2在大气中转化的最终结果是形成硫酸 酸雨 2 3大气中污染物的化学转化 3 氮氧化合物在大气中的化学转化NO2 由于人类的排放 大气中二氧化氮的数量也在逐渐增多 它不但是一种污染气体 而且在大气中比较活泼 可参与许多化学反应 特别是在城市上空 它是重要的吸光物质 在底层大气中能够吸收全部来自太阳的紫外线和部分可见光 键能 E0 300 5KJ mol 对应能够使其断裂的光子波长为420nm 2 3大气中污染物的化学转化 一般认为波长小于420nm以下的光能够引起NO2分子的光解 NO2 hv 420nm NO2 NO OO O2 O3O3 NO NO2 O2其是对流层大气中的臭氧污染物的来源 2 3大气中污染物的化学转化 4 光化学烟雾只要大气中存在三个条件 强烈的太阳光 碳氢化合物 氮氧化合物时 就会由光化学反应引发一系列的化学过程 产生一些氧化性很强的物质 如臭氧 PAN HNO3 H2O2等二次污染物 这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象 称为光化学烟雾 因最早在1940年的美国洛杉矶首先发现 因此又称为洛杉矶烟雾 2 3大气中污染物的化学转化 引发反应主要是NO2光解 NO2 hv 430nm NO Ok1 NO转化为NO2的引发反应 O O2 M O3k2O3 NO NO2 O2k3 2 3大气中污染物的化学转化 碳氢化合物 烃类 的氧化能够得到大量活性自由基 对活性自由基的引发反应主要由于醛类和NO2光解 NO2 hv NO O 自由基发生的引发反应 RCHO hv RCO H 自由基发生的引发反应 RH O R HO 自由基增殖反应 RH HO R H2O 自由基增殖反应 2 3大气中污染物的化学转化 R O2 RO2 自由基增殖反应 H O2 HO2 自由基增殖反应 RCO O2 RC O OO 自由基增殖反应 大量的活性自由基 HO2RO2 使NO转化为NO2NO HO2 NO2 HONO RO2 NO2 RO RO O2 HO2 RCHO NO RC O OO NO2 RC O O 2 3大气中污染物的化学转化 光化学烟雾反应终止的条件 NO HC等消耗殆尽 O3 NO2 PAN HNO3等最终形成 NO2 HO HNO3NO2 RC O OO RC O OONO2 PAN O O2 M O3RC O OONO2 RC O OO NO2 2 3大气中污染物的化学转化 光化学烟雾的防治对策 1 改进技术 汽车尾气是氮氧化物和碳氢化合物的主要来源 改进技术控制汽车尾气排放是防止光化学烟雾的有效措施 2 改善能源结构 使用替代能源 尽量减少使用化石燃料 3 加强监督管理 当氧化剂浓度达到0 5ppm时达到警戒水平 氧化剂浓度达到1 0ppm时达到危害健康水平 氧化剂浓度达到1 5ppm时达到严重危害健康水平 2 3大气中污染物的化学转化 第二章大气污染控制与防治 大气污染物的主要来源是人类的活动 控制这些污染物的方法 第一是对大气污染源进行控制 第二是净化已被污染空气 墨西哥城大气污染现状 第二章大气污染控制与防治 控制大气污染的综合措施1 严格环境管理实行有利于控制环境污染的经济政策 2 合理布局工业 3 选择有利于污染物扩散的排放方式 4 区域集中供暖 供热 5 改变燃料构成 6 绿化造林 2 3 1颗粒污染物的控制 3 1颗粒污染物的控制从废气中将颗粒污染物分离出来并加以捕集 回收的过程称为除尘 实现上述过程的装备称为除尘器 一 除尘技术原理及设备根据除尘技术原理 可以概括为机械力除尘 过滤除尘 静电除尘和湿式除尘四种类型 其中前三种可统称为干式除尘 1 机械力除尘机械力除尘是借助质量力的作用达到除尘目的的方法 相应的除尘装置称为机械式除尘器 质量力包括重力 惯性力和离心力 主要除尘器形式为重力沉降室 惯性除尘器和旋风除尘器等 2 3 1颗粒污染物的控制 1 重力沉降它是利用颗粒污染物与气体密度不同 使颗粒污染物在重力作用下自然沉降下来 与气体分离的过程 重力沉降室结构简单 造价低 压力损失小 便于维护 且可以处理高温气体 主要缺点是只能捕集粒径较大的颗粒物 效率低 只能作为初级除尘手段 主要用于高效除尘装置的前级除尘器 2 3 1颗粒污染物的控制 重力沉降室实际上是一个断面较大的空室 含尘气体由断面较小的风管进入沉降室后 气流速度大大降低 尘粒便在重力作用下沉降下来 提高沉降室除尘效率的主要途径为降低沉降室内的气流速度 增加沉降室长度或降低沉降室高度 在实际应用中往往采取降低沉降室高度的办法 2 3 1颗粒污染物的控制 重力沉降室示意图 2 3 1颗粒污染物的控制 2 3 1颗粒污染物的控制 2 惯性除尘它是利用颗粒污染物与气体在运动中惯性力不同 使颗粒污染物从气体中分离出来的过程 通常是使气流直接冲击在挡板上 气流方向发生急剧改变 气流中的颗粒物惯性较大 不能随气流急剧转弯 便从气流中分离出来 常见的惯性沉降室结构示意图 2 3 1颗粒污染物的控制 3 离心除尘是利用旋转的气流所产生的离心力 将颗粒污染物从气体中分离处理的过程 它也称为旋风除尘器 具有结构简单 占地面积小操作维修方便 压力损失中等 可用各种材料制造 能用于高温或高压及腐蚀性气体的优点 一般用来捕集5至15微米以上地颗粒物 除尘效率可达80 左右 是机械式除尘器中效率最高的 主要缺点是对5微米以下的细小颗粒物去除效果不理想 2 3 1颗粒污染物的控制 旋风除尘器设备与原理图 2 3 1颗粒污染物的控制 2 过滤除尘过滤除尘是使气流通过多孔滤料 将气流中颗粒污染物截留下来 使气体得到净化的过程 袋滤除尘是利用棉 毛或人造纤维等加工的滤布捕集颗粒污染物的方法 主要通过筛分 惯性碰撞 扩散 静电等作用机制 依靠滤料表面来捕集颗粒污染物 属于外部过滤 除尘效率高 一般可达99 以上 适应极强 使用温度应低于300 2 3 1颗粒污染物的控制 袋式除尘器示意图 3 静电除尘利用高压电场产生的静电力 库仑力 的作用从气流中分离悬浮粒子 尘粒或液滴 的一种方法 静电除尘主要通过粒子荷电 沉降和清除三个阶段实现颗粒污染物与气流的分离 静电除尘常用的设备为电除尘器 工业上应用最广泛的是单区电除尘器 即使粒子带电的电离作用与带电粒子的集尘作用在同一电场中进行 2 3 1颗粒污染物的控制 电除尘工作原理的三过程 悬浮粒子荷电 带电粒子在电场内迁移和捕集 将捕集物从集尘表面上清除 高压直流电晕是使粒子荷电的最有效办法 电晕过程发生于活化的高压电极和接地极之间 电极之间的空间内形成高浓度的气体离子 含尘气流通过这个空间时 尘粒因碰撞俘获气体离子而导致荷电 荷电粒子的捕集是使其通过延续的电晕电场或光滑的不放电的电极之间的纯静电场而实现的 2 3 1颗粒污染物的控制 静电除尘器示意图 静电除尘器除尘效果图 4 湿式除尘它也称为洗涤除尘 该方法是用液体洗涤含尘气流 使尘粒与液膜 液滴或气泡碰撞而被吸附 凝聚变大 尘粒随液体排出 气体得到净化 由于洗涤液对多种气态污染物具有吸收作用 因此它能净化气体中的固体颗粒物 又能同时脱除气体中的气态有害物质 某些洗涤器也可以单独充当吸收器使用 2 3 1颗粒污染物的控制 湿式除尘主要通过惯性碰撞 扩散 凝聚 粘附等作用来捕获尘粒 湿式除尘常用的有喷淋塔 填料塔 泡沫塔 卧式旋风水膜除尘器 中心喷雾旋风除尘器 水浴式除尘器 射流洗涤除尘器 文丘里洗涤除尘器等 湿式除尘器结构简单 造价低 除尘效率高 在处理高温 易燃 易爆气体时安全性好 不足是用水量大 易产生腐蚀性液体 产生的废液或泥浆进行处理 并可能造成二次污染 2 3 1颗粒污染物的控制 1 泡沫除尘器泡沫除尘器简称泡沫塔 在泡沫塔中液体与气体相互作用并形成大量的泡沫 使气液之间有很大的接触面积 尽可能地增强气液两相的湍流程度 最终使得颗粒物被泡沫塔所吸收 可分为溢流式和淋降式两种 在圆筒型溢流式泡沫塔内 设有一块和多块多孔筛板 洗涤液加到顶层塔板上 并保持一定的原始液层 多余液体沿水平方向横流过塔板后进入溢流管 待净化的气体从塔的下部导入 均匀穿过塔板上的小孔而分散于液体中 鼓泡而出时产生大量泡沫 2 3 1颗粒污染物的控制 泡沫塔除尘设备的原理图 a 重力喷雾式 b 中心喷雾旋风式 泡沫除尘塔一般示意图 2 3 1颗粒污染物的控制 2 文丘里洗涤器文丘里洗涤器是一种高效湿式洗涤器 常用在高温烟气降温和除尘上 由收缩管 喉管和扩散管组成 含尘气体由进气管进入收缩管后 流速逐渐增大 气流的压力能逐渐转变为动能 在喉管入口处 气速达到最大 一般为50 180m s 洗涤液 一般为水 通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入 液滴被高速气流雾化和加速 充分的雾化是实现高效除尘的基本条件 2 3 1颗粒污染物的控制 1 微细颗粒以与气流相同的速度进入喉管 2 在喉管处 水或液体由于气流作用被逐渐加速并迅速的雾化 由于呈雾状的液体与颗粒物之间的惯性碰撞 实现微细颗粒被水或液体捕集 3 在旋风除尘器部分被捕集的微细颗粒由于质量增加 离心力增大 从旋风除尘器的下部分离 清洁空气从上部分离 文丘里洗涤器除尘示意图 2 3 1颗粒污染物的控制 不同除尘技术除尘效率表 2 3 1颗粒污染物的控制 3 2气态污染物的控制技术1 吸收 气体吸收是溶质从气相传递到液相的相际间传质过程 对于吸收机理以双膜理论模型的应用较广 2 吸附 气体吸附是用多孔固体吸附剂将气体混合物中一种或数种组分被浓集于固体表面 而与其他组分分离的过程 2 3 2气态污染物的控制技术 被吸附到固体表面的物质称为吸附质 附着吸附质的物质称为吸附剂 吸附过程能够有效脱除一般方法难于分离的低浓度有害物质 具有净化效率高 可回收有用组分 设备简单 易实现自动化控制等优点 其缺点是吸附容量小 设备体积大 吸附可分为物理吸附和化学吸附 2 3 2气态污染物的控制技术 物理吸附的特征有 1 吸附质和吸附剂间不发生化学反应 2 吸附过程极快 参与吸附的各相间常常瞬间达到平衡 3 吸附为放热反应 4 吸附剂与吸附质间的吸附力不强 化学吸附的特征有 1 吸附有很强的选择性 2 吸附速率较慢 达到吸附平衡需相当长的时间 3 升高温度可提高吸附速率 2 3 2气态污染物的控制技术 1 吸收法当气液两相接触时 利用气体中的不同组分在同一液体中的溶解度不同 可使气体中的一种或数种溶解度大的组分进入到液相中 使气相中各组分相对浓度发生改变 气体即可得到分离净化 这个过程称为吸收 吸收法使含有害物质的废气与适当的液体接触 从而废气中的有害物质被吸收到液体中 气体得到净化的过程 2 3 2气态污染物的控制技术 用来吸收气体中有害成分的液体叫吸收剂 被吸收的组分称为吸收质 而吸收了吸收质后的液体叫吸收液 常用的吸收剂包括 适用于去除溶于水的有害气体 如氯化氢 氨 二氧化硫 氟化氢等 适用于酸性气体如二氧化硫 氮氧化物 硫化氢等的去除有烧碱溶液 石灰乳 氨水等碱液 适用于碱性气体如氨的去除有硫酸 盐酸等酸液 碳酸丙稀酯 冷甲醇等有机溶剂 可有效去除废气中的二氧化碳 硫化氢等 2 3 2气态污染物的控制技术 2 吸附法由于固体表面上存在未平衡和未饱和的分子力或化学键力 因此当其与气体接触时 就能吸引气体分子 使其浓集在固体表面并保持其上 这种现象称为吸附 吸附法是利用固体表面的这种性质 使废气与大表面多孔性固体物资接触 将废气中的有害组分吸附在固体表面上 达到净化的目的的过程 具有吸附作用的固体物质称为吸附剂 被吸附的气体组分称为吸附质 2 3 2气态污染物的控制技术 吸附过程是一个可逆过程 在吸附质被吸附的同时 部分已被吸附的吸附质分子因分子热运动而脱离固体表面回到气相中 这种现象称为脱附 当吸附速度与脱附速度相同时 达到了吸附平衡 吸附剂失去了吸附能力 一般当吸附进行到一定程度时 须采用一定方法使吸附质从吸附剂上解脱下来 谓之吸附剂的再生 吸附法处理气态污染物应包括吸附与吸附剂再生的过程 2 3 2气态污染物的控制技术 吸附柱吸附气体的工作图 3 催化转化法催化转化法利用催化剂的催化作用 使气态污染物通过催化剂床层 转化为无害物质或易于处理和回收利用的物质的方法 催化剂一般由多种物资组成的复杂体系 主要包括 活性组分 是催化剂对某一反应是否具有加速作用的关键组分 载体 是分散 负载活性组分的支撑物 能加大催化剂反应表面并改善催化剂的使用性能 助催化剂 是改善催化剂活性及热稳定性的添加剂 2 3 2气态污染物的控制技术 第二章矿山大气污染防治 一 矿山大气污染矿山大气污染主要是指矿山粉尘和排放出来的有害气体 这里主要介绍矿山粉尘的防治 矿山粉尘属于生产性粉尘 生产性粉尘是指物质经过机械作用或化学作用生产的粉尘 矿山粉尘是在矿山生产过程中产生的 其中悬浮于空气中的粉尘称为浮尘 已沉降的粉尘称为降尘 游离二氧化硅含量大于5 的称为矽尘 第二章矿山大气污染防治 矿尘对人体健康和生产危害极大 尘肺病 如矽肺病 煤肺病等是矿山生产卫生的最大威胁 必须十分重视 作业场所粉尘浓度 对尘肺病的发生和发展起着决定性的作用 金属非金属地下矿山安全规程 要求 人风井巷和采掘工作面的风源含尘量不得超过0 5mg m3 矿山大气粉尘现状及防治 第二章矿山大气污染防治 第二章矿山大气污染防治 一 矿山粉尘性质包括 矿尘中游离二氧化硅的含量 矿尘的粒度 矿尘的分散度 矿尘浓度 矿尘的湿润性 沉降速度 荷电性等 第二章矿山大气污染防治 1 矿尘中游离二氧化硅的含量游离二氧化硅的含量是矿山作业人员患矽肺病的主要因素 其主要成分是以石英以及由石英变质而成的燧石 白石英等 金属矿山粉尘含量一般较高 多为30 70 第二章矿山大气污染防治 2 矿尘的粒度矿尘粒度以矿粒直接来衡量 单位为微米 一般将其分为可见尘粒 粒径大于10微米 显微尘粒 0 25 10微米 超显微尘粒 小于0 25微米 矿粒越细 在空中停留时间越长 进入人体的机会越大 引起矽肺病的粉尘粒径多为1 3微米 第二章矿山大气污染防治 3 矿尘的分散度矿尘的分散度是指矿尘整体组成中各种粒度的尘粒所占质量或数量的百分比 若小颗粒占百分比大 则分散度高 反之则分散度低 矿尘分散度越高 越容易进入人体 危害也越大 第二章矿山大气污染防治 4 矿尘浓度矿尘浓度是表示矿尘量大小的参数之一 一般用两种指标来衡量 1 每立方米空气中所含浮尘的毫克数 测定方法为质量法 2 每立方厘米空气中所含粉尘的粒数 测定方法为计数法 第二章矿山大气污染防治 5 矿尘的湿润性矿尘被水润湿后能很快沉降下来 根据矿尘与水的润湿的难易程度分为亲水性和疏水性的 矿尘的润湿性随着气压的增加和它与水的接触时间增加而增加 随着尘粒的变小和温度上升而下降 第二章矿山大气污染防治 6 矿尘的荷电性矿尘的荷电性通常是指悬浮于空气中的尘粒往往带有电荷的性质 电荷的产生是由于碰撞 摩擦 电晕放电等所致 矿尘荷电以后 相互之间容易吸引 较易沉降 另一方面也更容易沉积在人体的支气管和肺泡内 第二章矿山大气污染防治 二 矿山粉尘的产生矿山生产的各个环节 如凿岩 爆破 装运 破碎磨矿等都会产生大量的粉尘 其中凿岩作业产尘是连续的 而且地点分散 时间长 细尘多 爆破作业是短时间集中产生大量的粉尘 装运作业产生的粉尘主要是已沉降的粉尘重新飞扬所致 第二章矿山大气污染防治 三 矿山综合防尘技术多年来 我国矿山因地制宜 取得了良好的防尘效果 基本内容可概括为八个字 风 水 密 护 革 管 教 查 即通风除尘 湿式作业 密闭尘源与净化 个体防护 改革工艺与设备的产尘量 科学管理