1大气污染控制绪论VIP

1,大气污染控制工程,主讲教师：王书肖郝吉明电话：62782195Email:shxwanghjm-den,2,第一章绪论主要内容：大气污染及其分类大气污染的影响大气污染防治法规与标准体系中国的大气污染综合防治,3,第1节大气污染及其分类,1.大气圈及大气组成（重点对流层和平流层）,4,2.大气污染的定义,AirPollutionmaybedefinedasanyatmosphericconditioninwhichsubstancesarepresentatconcentrationshighenoughabovetheirnormalambientlevelstoproduceameasurableeffectonman,animals,vegetation,materialsorclimate(?).如果大气中的某些物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。,5,3.空气污染系统（AirPollutionSystems）,Increasingpopulation,TechnologicalSociety,Increasingeconomy,Changedairquality,InconvenienceHealthproblemsInternationalconflictReducedfreedomsIncreasingcostsNewtechnologies,6,空气污染及控制系统,7,Theroleofengineering(E.SRubin,2004),8,大气污染的研究内容,SourcesofairpollutantsPollutionControlTechnologyAtmosphericbehaviorofairpollutantsEffectsofairpollutantsLegislativeandregulatorymeasures,9,4.排放源:,AnthropogenicsourcesTransportationElectricpowergenerationIndustrialprocessesIndustrialanddomesticfuelburningRefuseburningEtc.,10,Sourcesofairbornepollution:powergeneration,industry,traffic,homecooking,andbiomassburning,Source:DavidStreets.EnergyUse,Emissions,andAirPollutioninAsia,11,NaturalsourcesGeological:geyser,volcano,oceanMeteorological:lightningFauna:ruminants,termites（白蚁）VegetationsEtc.,12,基本控制方程：,TotalEmissions=PopulationActivitylevelEmissionfactorForexample:Activitylevel:EconomicactivitypercapitaEmissionfactor:Pollutantemissionsperunitofeconomicactivity,13,5.一次大气污染物(PrimaryAirPollutants):,Pollutantsreleaseddirectlyintotheatmosphereintheirunmodifiedformsandinsufficientquantitiestoposeahealthrisk.SourcesofPrimaryAirPollutants,Hg,14,6.二次污染物(Secondaryairpollutants):,Secondaryairpollutantsarecompoundsthatresultsfromtheinteractionofvariousprimaryairpollutants.Photochemicalsmogisamixtureofpollutantsresultingfromtheinteractionofnitrogenoxidesandhydrocarbonswithultravioletlight.Thetwomostdestructivecomponentsofphotochemicalsmogareozone(O3)andperoxyacetylnitrates(PAN，过氧乙酰硝酸酯),15,光化学烟雾形成过程,16,RisingOzoneLevelsinNorthernHemisphere,17,RisingOzoneLevelsinNorthernHemisphere,18,RisingOzoneLevelsinNorthernHemisphere,19,光化学烟雾实例,20,细颗粒物对人体健康和大气环境质量造成的危害要远比粗颗粒物大细颗粒物本身可能是有毒、有害物质细颗粒物易成为其它污染物的运载体和反应体细颗粒物污染可导致低能见度显著降低,7.细颗粒物污染（一次或二次污染物）,21,大气污染的影响城市和区域能见度,北京,天津,空气质量较好,区域污染严重,2005.10.29API48,2005.10.26API176,22,细颗粒物的组成二次粒子污染,23,细颗粒物的组成二次粒子污染,24,Theimportanceofblackcarbonhasonlyrecentlybeenrecognized,25,8.酸沉降:,AcidDepositionistheaccumulationofpotentialacid-formingparticlesonasurface.Acidsresultfromnaturalcausesandfromhumanactivities.Theacid-formingreactantsareclassifiedaswetordry.,26,Moleculesfromnaturalsources,powerplants,andinternalcombustionenginesreacttoproducethechemicalsthatarethesourceofaciddeposition,27,28,酸雨的危害,水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡,引起树木的大量不正常死亡,严重腐蚀建筑物,29,9.臭氧层破坏:,Ozoneabsorbsultravioletlightandissplitintoanoxygenmoleculeandanoxygenatom:Oxygenmoleculeisalsosplitbyultravioletlighttoformoxygenatoms:Recombinationofoxygenatomsandoxygenmoleculesallowozonetobeformedagainandtobeavailabletoabsorbmoreultravioletlight:,30,Thisseriesofreactionsresultsintheabsorptionof99%oftheultravioletlightenergycomingfromthesun.Chlorofluorocarbons(CFCs)arestronglyimplicatedintheozonereductionintheupatmosphere.Thesereactionsbothdestroyozone.,31,10.室内空气污染,32,吸烟的危害,33,经济水平和污染状况的综合比较,TSPconcentrationsinselectedcitiesinvariousyearsfrom1990to1995andnationalGNPpercapita,34,第2节大气污染的影响,1.对人体健康的影响CO对人体健康的影响,35,NO2对人体健康的影响,36,突发性严重大气污染事故,1952年12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性,37,2.对植物的伤害,注：二氧化氮浓度和暴露时间与植物死亡、叶器官损伤和新陈代谢或生长影响之间的关系,Source：Springer-VerlagandProf.D.C.MacLean,38,3.对器物和材料的影响,注：平均二氧化硫浓度和不同暴露时间与低碳钢的腐蚀之间的关系（19631964年9月，在芝加哥的七个地点进行的实验）,Source：AirandWasteManagementAssociation,39,4.对大气能见度的影响,对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：总悬浮颗粒物（TSP）SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和硝酸气溶胶粒子光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子,40,能见度与大气中颗粒物浓度的关系,ThemostwidelyusedequationforestimatingvisibilityistheKoschmeiderequation:whereLvisthevisualrange,thedistanceatwhichanaveragepersoncanbarelydistinguishadarkobject(suchasamountainorskyscraper)againstthesky.Thisequationisanapproximation,basedonanaveragesetofatmosphericparticles.教材第17页，式（1-2）更精确的表述。,41,Usetheequationtoestimatethevisualrangewhentheparticulateconcentrationisequaltotheannualaverageandtothemaximum24-hourNAAQSforPM10.IntheGrandCanyonandthesurroundingarea,oncleardays,onecaneasilyseemountains100milesaway.Whatistheprobableconcentrationofparticlesintheatmospherewhenonecanseethatfar?Iftheparticleconcentrationintheatmosphereisincreasedby1ug/m3,whatisthepercentagedecreaseinthevisualrangeiftheinitialvisualrangeis20km?Iftheinitialvisualrangeis200km,whatisthepercentagedecrease?,42,能见度与自然景观USEPA在1999年宣布，将在未来几十年内致力于提高国家公园和旷野地区的空气质量例：美国大烟雾山国家公园（北卡罗莱纳州）照片,晴天雾天,PM2.5的化学组分及其消光贡献（长三角区域）,上海-春,上海-夏,上海-秋,上海-冬,南京-春,南京-夏,南京-秋,南京-冬,苏州-春,苏州-夏,苏州-秋,苏州-冬,杭州-秋,杭州-冬,宁波-秋,宁波-冬,化学组成,消光贡献,上海,南京,44,第3节大气污染防治法规与标准体系,中华人民共和国大气污染防治法1987年9月5日由第六届全国人大常委会第22次会议通过，1988年6月1日起执行1995年8月29日，第八届全国人大常委会第15次会议对该法进行了修订2000年对该法再次修订,45,1995年8月29日修改后的大气污染防治法，在控制大气污染，改善大气环境质量方面起到了积极的作用：,强化了酸雨和二氧化硫污染控制推动了煤炭的清洁利用加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐开始停止生产和使用无铅汽油法规实施后，一些地区依法强化环境管理，大气环境质量确实得到了改善,46,但未能有效地遏制大气环境质量的恶化：,大气污染形势仍然十分严峻，大多数城市还处于比较严重的污染程度；缺少推动煤炭清洁利用的法律措施，燃煤污染仍然没有得到有效遏制；大中城市机动车排气污染正在迅速增加；大多数城市扬尘污染突出；大气污染物排放总量居高不下，缺少有效的法律措施；现行法律的法律责任部分内容偏少，力度不够。,47,2000年第第二次修订的指导思想,面对现实，对我国以煤为主的能源结构短期难以改变的现状以及经济条件给予了充分考虑；针对要害，主要是针对燃煤、机动车、扬尘等造成的大气污染；抓住重点，主要是抓住重点城市、重点区域；在禁止超标排放、按排污量收费，以及总量控制和排污许可证方面取得了重大突破；强化法律责任，加强执法监督。,目前的大气污染防治法难以有效解决现存问题,1987,1995,2000,2012,大气法颁布APCL,第一次修订,第二次修订,?,需要通过法律明确城市、区域和国家的大气污染防治责任,49,2.大气环境质量与排放标准体系,GB30952012环境空气质量标准GB162971996大气污染物综合排放标准GWPB31999锅炉大气污染物排放标准GB49151996水泥厂大气污染物排放标准GB90781996工业炉窑大气污染物排放标准GB161711996炼焦炉大气污染物排放标准GB132232003火电厂大气污染物排放标准GB1455493恶臭污染物排放标准GWPB11999轻型汽车污染物排放标准GB14761.293车用汽油机排气污染物排放标准GB14761.593汽油车怠速污染物排放标准GB14761.693柴油车自由加速烟度排放标准GB14761.793汽车柴油机全负荷烟度排放标准,50,GB1462193摩托车排气污染物排放标准GWPB52000饮食业油烟排放标准GB546891锅炉烟尘测试方法GB1164289轻型汽车排气污染物测试方法GB/T1476293车用汽油机排气污染物试验方法GB/T1476393汽油车燃油蒸发污染物的测量收集法GB1134089汽车曲轴箱排放物测量方法GB/T384593汽油车排气污染物的测量怠速法GB/T384693柴油车自由加速烟度的测量滤纸烟度法GB384783汽油柴油机全负荷烟度测量法GB/T546693摩托车排气污染物的测量怠速法GB/T1462293摩托车排气污染物的测量工况法,51,3.中华人民共和国国家标准环境空气质量标准AmbientairqualitystandardGB30951996(代替GB309582)国家环境保护局1996-01-18批准1996-10-01实施,主题内容与适用范围本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。,52,环境空气质量功能区的分类和标准分级,环境空气质量功能区分类一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区为特定工业区。环境空气质量标准分级（环境空气质量标准分为三级）一类区执行一级标准二类区执行二级标准三类区执行三级标准,环境空气质量标准（GB3095-2012）,2012年环境空气质量标准的修订要点,PM10：二级标准年平均浓度限值由目前的100g/m3调整为70g/m3；PM2.5：二级标准年和24小时平均浓度限值分别为35g/m3和75g/m3；O3：增加二级标准8小时平均浓度限值160g/m3；NO2：二级标准年、24小时和1小时平均浓度限值分别从80g/m3、120g/m3和240g/m3降到40g/m3、80g/m3和200g/m3；,环境空气质量标准带来的挑战：PM10,原标准达标率：71.4%新标准达标率：20.5%,WHO,大部分城市的PM2.5浓度超过WHO-IT1,北方城市,南方城市,“北上广”NO2浓度均不能达到新标准,图表数据引自中国统计年鉴,2005年世界卫生组织(WHO)引入PM2.5,59,第4节中国的大气污染综合防治,实施气候友好的区域大气复合污染防治策略实施多种污染源综合控制，多污染物协同控制建立区域联防联控新机制统筹区域环境资源，优化产业结构实施绿色低碳能源战略，控制区域煤炭消费强化机动车排放控制依靠科技支撑，支撑国家空气质量改善需求强化法制建设，为环境空气质量管理提供支持,1.实施多种污染源综合控制，多种污染物协同控制,统一规划、统一监测、统一监管、统一评估、统一协调；建设统一的区域空气质量监测网络；加强重点污染源监控能力。,三区十一群,2.建立区域联防联控新机，形成治污合力,严格控制高耗能、高污染建设项目，全球传统工业体系已经固化，经济的提升和增长要往价值链高端做，提高资源的效率，较少污染物排放。加大落后产能、低端产能的淘汰力度。关注新型的工业形态，积极推动可贸易化的现代服务业：外包、远程服务、知识产权传递的出现，全球服务业的可贸易比重会显著增加。现代服务业（金融、教育、医疗、传媒等）的劳动生产率将显著高于制造业。对外输出不仅是衣食住行类商品，应加大带有强烈知识产权性质的服务类产品。,3.统筹区域环境资源，优化产业结构,“低碳”是指适量降低温室气体排放,“绿色”（环保）是指尽量降低污染排放和生态破坏,我国绿色、低碳能源战略的基本内涵在科学发展观指导下，在科技进步的支撑下