3[1][1].5 空气污染.ppt

3 5空气污染及其治理方法 一 空气污染物的类型 按照污染物所存在的状态分为三大类 1 固体粉尘例如 飘尘 飞尘 碳酸钙 石灰 氧化锌 颜料 二氧化硅 水泥 等 2 气体污染物例如 二氧化硫 三氧化硫 硫化氢 氮氧化物 NO NO2 NH3 其他氧化物 CO2 CO 卤化物 HCl Cl2 3 液体污染物例如 硫酸 盐酸等 如酸雨 对人健康 农作物影响 二 空气污染的主要来源1 生产系统排放物例如 冶金 化工厂 火电厂等排出的废气 烟尘 尾气所造成的污染 如烟尘 硫氧化物 氮氧化物 二氧化碳以及碳以及碳黑等有害物质 2 交通工具排放物未完全燃烧物 如CO 含Pb尾气 氮氧化物 碳氢化物等 3 生活系统排放物例如 取暖 做饭排出的烟尘及人体呼出的二氧化碳等 如各种烧烤 注意 对人类危害最大的是粉尘和有害气体 固态和液态有害物质主要是固体或液体的微小体与空气混合形成的气溶胶 分散介质为空气 如雾 粉尘 烟尘三种 三 空气中污染物含量的表示方法浓度 单位体积中污染物的含量 浓度的两种表示方法 1 质量体积混合表示法用标准状态 0 1 013 105Pa 下 每立方米空气中含有害物质的毫克数表示 单位mg m3 适用 各种状态的有害物质的浓度表示 气态 气溶胶 2 体积表示法用每立方米空气中含有害物质的毫升数表示 单位 ml m3适用 仅限于气态和蒸汽状态的有害物质 式中Y 气体浓度 mg m3 A 气体体积百万分数浓度 ml m3 M 被测有害气体的分子量 22 4 标准状态 0 1 013 105Pa 气体的摩尔体积 3 换算 在0 1标准大气压下 ml m3与mg m3的换算关系为 例1某车间二甲苯浓度为60mg m3 二甲苯分子量为106 试将其换算成体积浓度 解 四 空气中粉尘1 粉尘及其来源 1 粉尘 指长时间悬浮在空气中的固体微粒 2 类型A 按存在状态分两种 降尘 直径10 m以上 飘尘 直径10 m以下 危害最大 长时间飘浮 注意 从胶体化学观点来看 飘尘是气溶胶体 分散介质是空气 如纺织厂的灰尘 棉等 B 按粉尘的性质分三种 无机性粉尘矿物质性粉尘 石棉 砂 煤粉等 金属性粉尘 铁 锡 铅 锰等 及其化合物 人工性粉尘 水泥 耐火材料 石墨等 有机性粉尘植物性粉尘 棉 麻 面粉 烟草 纤维等 动物性粉尘 毛发 兽角 毛 等 人工有机性粉尘 染料 炸药 人造纤维等 混合性粉尘两种或两种以上的粉尘的混合 例如 棉尘与土尘的混合 岩尘与煤尘的混合 2 生产性粉尘的来源 1 固体物质的机械粉碎 研磨 混合过程中产生的 例如 水泥厂 球磨机 选矿厂 耐火材料厂 破碎机 金粉制造 2 物质加热时产生的蒸气在空气中凝结或氧化 例如 铸铜时产生的氧化锌 炼铁时形成Fe2O3注 物质氧化 升华 蒸发和冷凝的过程中形成的固体微粒比一般生产性粉尘小得多 为烟雾状 危害较大 3 物质不完全燃烧时产生的 例如 烟尘 油烟 煤烟等 4 生产过程中使用的粉状原料或辅料引起例如 铸造中的落砂清理 5 粉状物料的混合 过筛 运输以及包装 例如 面粉 3 粉尘的物化学特性 1 化学成分及浓度粉尘的化学成分及其浓度直接决定着对人体的危害程度 例如 粉尘中游离态SiO2的含量越高 危害性越大 当达到70 以上时 就形成弥漫性纤维病变 尘肺 当小于10 以下时 发展减慢 某些重金属粉尘从肺进入血液中 可能引起中毒性反应 2 粉尘的粒径尘粒愈小 沉降速度愈慢 其稳定性越高 在空气中浮游的时间越长 被吸入的机会就愈多 分为四种 10 m 10 m的尘粒不易进入肺部 在上呼吸道均被阻留 5 m尘粒可达呼吸道深部 2 5 m影响最大 矽肺病 粉尘粒子越小 则其表面积越大 进入人体后的化学活性也越大 3 粉尘的溶解度粉尘溶解度大小对人体的危害程度因粉尘的性质不同而不同 例如 Pb 砷 Sn 随溶解度增大 危害越大 面粉 糖等粉尘对人体主要起机械刺激作用 其溶解度越大 越容易排出 则危害越小 4 密度和形状主要影响粉尘在空气中的浮游时间 直径相同 密度越大 则在空气中的浮游时间短 尘降快 另外 粉尘的形状也影响粉尘在空气中的运动 尘粒越接近球形 在空气中降沉越快 纤维状或薄片状的尘粒 降沉速度较慢 5 粉尘的荷电性当原料加工和粉碎时 由于摩擦或因吸附了空气中的带电离子而使粉尘带有电荷 具有相同电荷的粉尘粒子 因相互排斥而提高了粒子悬浮在空气中的时间 具有不同电荷的粒子 则因相互撞击而丧失电荷 粒子变大 加速了沉降 带电粉尘容易被阻留在呼吸道上 而且不易被人体吞噬细胞所吞噬 因此带电粉尘对人体的危害性较大 4 粉尘对人体的影响 2 产生肺部疾病尘肺 矽肺 高游离SiO2的粉尘引起硅酸盐肺 SiO2的粉尘 石棉 滑石粉引起碳尘肺 煤 石墨 碳黑 如 煤炭肺 沉积200 300g 混合性尘肺 SiO2和其他粉尘引起 如煤矽肺 焊工尘肺金属尘肺 吸入金属粉尘 如铝尘肺 铜尘肺 金粉厂 1 破坏人体本身的粉尘清除功能 当吸入的粉尘量不大时 气管的纤毛上皮和巨噬细胞可以清除 若长期吸入或过量吸入粉尘 纤毛上皮受损 巨噬细胞减少 或巨噬细胞吞噬过多 而不能移动 造成清除功能破坏 若吸入含游离SiO2较高的粉尘 由于SiO2的毒作用 移动缓慢 细胞死亡 SiO2溢出 再破坏巨噬细胞 长期下去 在肺内积尘 破坏清除功能 形成矽肺病 有机粉尘引起的肺部疾病由木 棉 茶 枯草 羽毛 皮毛等粉尘引起 支气管哮喘棉尘症职业性过敏性肺炎慢性非特异性阻塞肺病混合尘肺 3 粉尘中毒吸入铅 砷 锰等粉尘 会引起全身性中毒反应 4 粉尘的局部作用 通过表面接触 粉尘堵塞皮脂腺 使皮肤干燥 引起粉刺等 有时还会引起过敏性反应 5 粉尘对人心里的影响粉尘污染环境 衣服和身体 使人产生不舒适感和厌恶感 造成操作者情绪急躁 缺乏耐心 成为情绪和动作不稳定的一个因素 6 粉尘对生产的影响 1 粉尘降低了产品质量 例如 感光胶片 集成电路 显像管等必须清洁车间进行生产 化学试剂等受粉尘影响会降低产品的纯度 2 粉尘造成机器设备磨损加剧 降低了机器的工作精度 例如 精密仪表 微型电机 精密轴承等产品受粉尘影响 使其转动部件磨损 卡住 甚至造成产品报废 3 粉尘降低了光照度和能见度 诱发事故 影响照明效果 使环境变得灰暗 对工作质量和效率都产生影响 7 粉尘爆炸粉尘爆炸是指某些物质的微小颗粒在空气中达到一定的浓度 当遇到明火时 会发生爆炸 这种微小颗粒可以是糖 面粉 也可以是纺织纤维 如亚麻纤维 煤尘 铝尘等 称为爆炸性粉尘 但是煤矿 食品和纺织等行业中 粉尘爆炸的能量是很大的 给人民生命财产带来威胁也是巨大的 五 化学性毒物 1 SO2无色有刺激性气体 往往和飘尘结合进入人体肺部 一般由化工厂 焦化厂 硫化厂 钢铁厂的尾气产生 SO2对人呼吸道刺激 引起的中毒症状 气管炎 喉炎 鼻炎 刺激眼睛 形成的 酸雨 对人体危害更大 2 CO无色无味气体 是一种剧毒气体 CO与血液中的血红蛋白 结合 降低了血液的输氧能力 造成人体缺氧 出现头痛 耳鸣 恶心 四肢乏力等症状 另外CO与空气混合易爆炸 矿物质的不完全燃烧 汽车的尾气 燃烧不完全的煤气等产生CO 3 氮氧化物主要是NO和NO2 还有N2O NO3 N2O4 N2O5等 来源于各种矿物燃料的燃烧过程及生产和使用硝酸的化工厂 如氮肥厂 化工厂的硝酸盐氧化反应 硝化反应 NO2中毒易引起肺气肿 慢性支气管炎 NO2和SO2混合后的毒性作用更大 由汽车和工厂烟囱排出的氮氧化物和碳氢化物在阳光中紫外线照射下 生产毒性很大的浅蓝色烟雾 光化学烟雾 其成分为臭氧 醛类 酮等氧化剂 对人的眼睛 鼻子 喉咙刺激较大 5 金属毒物指混入空气中的铅 汞 铬 锌 锰 钒 钡等 这些毒物通过呼吸系统 消化系统和皮肤等进入体内 引起人体中毒 金属毒物一般不以单质状态存在 下面是西安市中心医院职业病科救治金属中毒的几个案例 4 氯气是一种黄绿色 有强烈刺激性的气体 人长期接触低浓度的氯气可引起呼吸道 皮肤和眼睛等的慢性中毒 6 铅污染的危害及其来源 1 铅的危害 1 神经系统 最易受铅的损害 铅可以使形象化智力 视觉运动功能 记忆 反应时间受损 语言和空间抽象能力 感觉和行为功能改变 铅中毒引起的智力发育落后 血铅水平每上升100ug L 智商将降低6 8分 一个值得思考的事实 我国演艺圈后代呆傻儿童出现率较高 我国扬州某乡被誉为 皮蛋之乡 其后代儿童身高越来越矮 智力也越来越低下 2 造血系统 铅可以抑制血红素的合成与铁 锌 钙等元素拮抗 诱发贫血 3 免疫系统 铅能结合抗体 饮水中铅含量增加使循环抗体降低 铅可作用于淋巴细胞 使补体滴度下降 使机体对内毒素的易感性增加 抵抗力降低 常引起呼吸道 肠道反复感染 4 内分泌系统 铅可抑制维生素D活化酶 肾上腺皮质激素与生长激素的分泌 导致儿童体格发育障碍 血铅水平每上升100 g L 其身高少1 3cm 2 环境中铅的来源 1 大气中的铅 1 铅矿的开采和冶炼 各种用品制造 全世界的铅每年40 制造蓄电池 20 汽油防暴剂 10 建筑材料 30 左右用于制作弹药 铅字 放射线屏蔽 油漆颜料 焊锡膏等 在制造和使用过程中均可导致污染 2 交通 汽车尾气排出的卤化铅粒子 在大气中转变为氧化铅 磷酸铅等无机铅化合物 沉降在马路两旁地面上 悬浮在大气中约距地面75cm 100cm左右的地方 成为儿童最易吸入铅源之一 3 次要来源 自然原因如地壳侵蚀 火山爆发 海啸发生和森林山火等自然现象也可导致地壳中的铅的污染和扩散到大气 2 环境中的铅 1 水中的铅 自来水中的铅受水质 管道 PH 硬度 水温的影响 总的说来自来水中的铅不高 但其生物利用度却很高 有些自来水管材料中含铅较高 切不可将早上的前一段自来水用以烹食和为小孩调制奶制品 2 室内装修 含铅油漆 有色颜料 铅黄 铅白 红丹 壁纸等 3 室内吸烟 烟雾中含有极小铅颗粒 长期被动吸入会引起儿童蓄积中毒 3 食物中的铅 食物除受饲养种植环境条件的影响外 还受加工 包装 锡纸 商标印刷等 和运输 含铅容器等 的影响 4 学习用品和玩具的污染 课桌 椅油漆 铅笔 科教书彩色印刷 彩色蜡笔 各种儿童玩具等铅含量超标 例如 爆米花机的炉膛和炉盖由含铅的生铁铸成 最高超标41倍 皮蛋 松花蛋 制作过程中加入了氧化铅 有色陶器等 铅中毒危害的特点铅中毒具有隐匿性 渐进性 铅中毒具有持久性甚至不可逆性 美国国家疾病控制中心于1991年将儿童铅中毒的诊断标准规定为血铅水平大于或等于每升100微克有的国家将血铅大于等于60微克 升作为儿童铅中毒的诊断标准加以推广 新生儿诊断铅中毒的标准则更低 定为大于等于50微克 升 据媒体报道 目前 上海 沈阳两市12岁儿童血铅超标者 分别占调查总数的61 和54 上海市城区工业区儿童血铅含量超标率已在85 以上 广州市小学生年度例行体检中 发现市区约60 郊区约45 的小学生体内铅含量超标 儿童血铅过高还和小儿多动症 抽动症 注意力不集中 学习困难 攻击性行为 以及成年后的犯罪行为有密切关系 7 二氧化碳来源于燃烧 酿造 制造干冰 呼吸等 在矿井 地下室的CO2含量很多 工作环境中的CO2含量增多 引起嗜睡 动作迟钝 造成缺氧症 空气中的氧含量在15 以下时 出现上述症状 在10 以下时 发生休克 若CO2含量增加到5 6 时呼吸困难 增加到10 时 人的不活动时间只能耐几分钟 8 甲醛 HCHO 甲醛是无色 具有强烈刺激性气体 其35 40 的水溶液 福尔马林 在室温下极易挥发 甲醛是原浆毒物 能与蛋白质结合 吸入高浓度甲醛后 会出现呼吸道的严重刺激和水肿 眼刺痛 头痛 也可发生支气管哮喘 皮肤直接接触甲醛 可引起皮炎 色斑 坏死 经常吸入少量甲醛 能引起慢性中毒 出现粘膜充血 皮肤刺激症 过敏性皮炎 指甲角化和脆弱 甲床指端疼痛等 全身症状有头痛 乏力 胃纳差 心悸 失眠 体重减轻以及植物神经紊乱等 六 空气污染物的防治方法 1 化学性毒物防治 1 合理选择燃料或预处理 控制S的排放 例如 采用煤气 煤的焦化处理 2 改进燃烧方法 采用净化回收方法 例如 尾气回收 充分燃烧 CO 等 3 控制交通排放废气例如 采用新型发动机 4 采用自然方法净化环境 例如 绿化 烟囱设计 厂房设计 2 粉尘防治 1 改进生产工艺和设备例如 凿岩 采煤采用 湿法作业 减少粉尘 自动化 封闭 无人操作机器人 遥控等 2 除尘设备例1 采用磁 静电 离心等方法 使粉尘与气体分离 将粉尘回收 例2 黑板粉尘回收 3 改变原材料例如 铸造中采用各种替代材料或设备 以减少使用SiO2含量大的石英砂 游离SiO2引起矽肺病 4 个体防护当其它方法不助效时 可以采用口罩 面具 防尘服等进行个体保护 3 CO2的防治 1 工作场地进行空气调节 通风换气 例如 地下室通风 七 空气污染物的评价 1 车间空气卫生标准我国于1979年重新修正了 工业企业设计卫生标准 TJ36 39 规定车间空气中有害气体 蒸气及粉尘的最高允许浓度共120种 其中部分有毒物质的最高允许浓度见表3 26 P118 这是预防工人在车间内慢性吸入中毒的标准 可用以衡量车间中毒物的安全程度和鉴定技术措施的效果 2 设备或加工环节密闭化 防止CO2外散到车间 3 燃烧系统负压操作 提高烟囱高度 4 厂房布置合理 加强厂区绿化 尽量采用自然通风 例如 外企业封闭 集中通风 成本高 国企厂房敞开 自然通风 粉尘大 2 多种毒物共存时的评价计算方法车间存在两种以上毒物时 应考虑其联合作用 可用下式进行评价 式中C1 C2 Cn 各物质的实测浓度 M1 M2 Mn 各物质的最高允许浓度 计算结果小于1 说明生产现场有毒物质浓度符合国家卫生标准 计算结果大于1 则说明有毒物质超过国家标准 3 时量平均值浓度当操作人员不同的时间在不同有害物质浓度作用下 可以采用美国工业卫生学专家会议推荐的公式计算 式中 P 时量平均值浓度 ppm C1 C2 Cn 在某一时间 ti 内某有害气体的浓度 ppm ti 时间段 min 480 一天的工作8小时 min 若P 最高允许浓度 C 符合卫生标准 例1某车间共存CO SO2和NH3三种毒物 测出CO的浓度为20mg m3 SO2的浓度为7mg m3 NH3的浓度为16mg m3 试问该车间内有毒物质是否符合卫生标准 故 超过卫生标准 解 C1 20mg m3 C2 7mg m3 C3 16mg m3查教材表3 26得 M1 30mg m3 M2 15mg m3 M3 30mg m3 带入公式得 例2某煤气发生炉车间 工人在8h内与CO接触的情况是 4 5h在炉前工作 平均浓度为16ppm 分析化验0 5h 平均浓度为12ppm 0 5h做其它工作 平均浓度为8ppm 0 5h为休息时间 平均浓度为3ppm CO的分子量为28 试问作业环境是否符合卫生标准 解 因 故 符合卫生标准 C1 16ppm t1 4 5h C2 12ppm t2 0 5h C3 8ppm t3 0 5h C4 3ppm t4 0 5h查教材表3 26得 CO的最高容许浓度为30mg m3 八 工作场所通风和空气调节的意义工业生产中产生大量的湿 热 粉尘及有害气体 需要将这些有害物质及时排除 否则 不仅影响产品质量 而且对操作人员健康将造成很大的危害 通风和空气调节直接关系到每个作业者的身体健康 关系到工效的提高 产品质量的稳定 是一切生产活动中保持良好环境所必须的 并不是可有可无的 剧院 电影院 人多 CO2多 纺织车间气温高 干燥 纱线变粗太湿 纱线变粘 冶金 铸造 热处理 产生大量余热 例如 九 车间通风的主要方法1 按空气流动的动力不同 可分为自然通风和机械通风 2 机械通风借助于通风设备所产生的动力而使空气流动 采用通风机 如空调 换气扇 大型通风机 宾馆等 1 自然通风依靠室内外空气温差所造成的热压 或室外风力作用所形成的压差 使室内外的空气进行交换 从而改善室内的空气环境 优点 无需动力设备 是一种经济的通风方法 缺点 自然进入的室外空气无法进行预处理 有害物质 无法进行净化处理 受室外气象条件的影响 通风效果不稳定 机械通风的特点 1 能保证通风量 并可控制气流方向和速度 2 可对进风和排风进行处理 对进气可以加热或冷却 对排气可以进行净化处理等 3 机械通风系统比自然通风复杂 机械通风的投资很大 运行管理费用高 2 按通风系统作用范围 可分为全面通风和局部通风 1 全面通风对整个房间进行通风换气 目的是稀释房间内有害物质浓度 消除余热 余湿 使之达到卫生标准和满足生产作业要求 全面通风可以利用机械通风来实现 也可用自然通风来实现 2 局部通风可分为局部排风和局部送风两种 局部排风是在有害物质产生的地方将其就地排走 局部送风则是将经过处理的 合乎要求的空气送到局部工作地点 造成良好的空气环境 注意 局部通风与全面通风比较 对控制有害物质扩散效果较好 而且经济 事故排风 当有害气体逸出时 采用专用的事故电源进行启动 可燃气体需进行负压诱导排风 例如 煤气 吸油烟机 十 车间全面通风换气量的计算确定全面通风换气量的依据是单位时间进入房间空气中的有害气体 粉尘 热量及水汽等数量 分三种情况计算 1 消除室内有害其气体的全面通风换气量假设房间内每小时散发的有害物数量为X mg h 而且假定是稳定而均匀地扩散法到整个房间 利用全面通风每小时由室内排出污染空气的有害浓度为c2 mg m3 送入室内的空气中含有该有害物浓度为c1 mg m3 则根据在通风过程中排出有害物的数量应当和产生有害物数量达到平衡的原则 房间内所需全面通风换气量L可按以下公式计算 X mg h 房间内每小时散发的有害物数量 c2 mg m3 全面通风每小时由室内排出污染空气的有害浓度 室内最高容许浓度 c1 mg m3 送入室内的空气中含有该有害物浓度 2 散发室内余热的全面通风换气量计算 式中Q 室内余热量 kJ h tp 排出空气