环境监测—大气ppt

1、 大气环境监测 中牟县环境监测站 王小翠 2015年4月 空气污染基本知识空气污染基本知识 第一节第一节 空气的组成空气的组成 一、一、干洁空气的组成干洁空气的组成 由于大气的垂直运动、水平运动、湍流运动及由于大气的垂直运动、水平运动、湍流运动及 分子扩散，使不同高度、不同地区的大气得以交换分子扩散，使不同高度、不同地区的大气得以交换 混合。因而混合。因而从地面到从地面到90km90km的高空，干洁空气（大气的高空，干洁空气（大气 中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体）中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体） 的组成基本保持不变的组成基本保持不变。 二、二、杂质成分杂质成分 大气

2、中的各种杂质是由自然过程和人类活动排大气中的各种杂质是由自然过程和人类活动排 到大气中的各种到大气中的各种悬浮微粒和气态、蒸汽态物质悬浮微粒和气态、蒸汽态物质。 1 1、颗粒物、颗粒物 大气颗粒物的成分很复杂，主要取决于其来源。大气颗粒物的成分很复杂，主要取决于其来源。 主要有自然源和人为源两种，后者危害较大。在学主要有自然源和人为源两种，后者危害较大。在学 术界的分为术界的分为一次颗粒物一次颗粒物和和二次颗粒物二次颗粒物两种。两种。 一次颗粒物是由一次颗粒物是由天然污染源天然污染源和和人为污染源人为污染源释放到释放到 大气中直接造成污染的颗粒物，例如土壤粒子、海盐大气中直接造成污染的颗粒物，

3、例如土壤粒子、海盐 粒子、燃烧烟尘等等。粒子、燃烧烟尘等等。 二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分（如二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分（如二二 氧化硫氧化硫、氮氧化物氮氧化物、碳氢化合物等）之间，或这些组碳氢化合物等）之间，或这些组 分与大气中的正常组分（如分与大气中的正常组分（如氧气氧气）之间通过）之间通过光化学光化学氧氧 化反应、化反应、催化氧化催化氧化反应或其他化学反应转化生成的颗反应或其他化学反应转化生成的颗 粒物，例如二氧化硫转化生成粒物，例如二氧化硫转化生成硫酸盐硫酸盐。 2 2、气态和蒸汽态杂质、气态和蒸汽态杂质 大气中的各种气态和蒸汽态杂质，也是由大气中的各种气态和蒸汽态杂

4、质，也是由自然过自然过 程和人类活动产生的程和人类活动产生的。主要有硫氧化物、氮氧化物、。主要有硫氧化物、氮氧化物、 一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氨、甲烷、甲醛、烃一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氨、甲烷、甲醛、烃 蒸汽等。在这些杂质中，有许多是蒸汽等。在这些杂质中，有许多是引起大气污染引起大气污染的物的物 质。质。 第二节第二节 大气污染的危害大气污染的危害 大气污染物对大气污染物对人体、植物、材料及气候人体、植物、材料及气候皆有影皆有影 响。响。 一、对人体的影响一、对人体的影响 大气污染对人体健康的危害主要表现为引起大气污染对人体健康的危害主要表现为引起呼呼 吸道疾病。吸道疾病。 1 1、颗

5、粒物的影响、颗粒物的影响 颗粒物对人体健康的影响，取决于颗粒物的浓颗粒物对人体健康的影响，取决于颗粒物的浓 度和人体暴露时间的长短。研究表明，因度和人体暴露时间的长短。研究表明，因上呼吸道上呼吸道 感染、心脏病、支气管炎、哮喘、肺炎、肺气肿感染、心脏病、支气管炎、哮喘、肺炎、肺气肿 等疾病而到医院就诊人数的增加，与大气中颗粒等疾病而到医院就诊人数的增加，与大气中颗粒 物浓度的增加是相关的。物浓度的增加是相关的。 几种污染物对人体的危害几种污染物对人体的危害 名 称对 人 体 的 影 响 二 氧 化 硫 视程减少，流泪，眼睛有炎症。闻到有异味，胸闷，呼吸道有炎症，呼吸困难，肺水肿，迅速窒息 死亡

6、 硫 化 氢恶臭难闻，恶心、呕吐，影响人体呼吸、血液循环、内分泌、消化和神经系统，昏迷，中毒死亡 氮 氧 化 物闻到有异味，支气管炎、气管炎，肺水肿、肺气肿，呼吸困难，直至死亡 粉 尘伤害眼睛，视程减少，慢性气管炎、幼儿气喘病和尘肺，死亡率增加，能见度降低，交通事故增多 光化学烟雾眼睛红痛，视力减弱，头疼、胸痛、全身疼痛，麻痹，肺水肿，严重的在1小时内死亡 碳氢化合物皮肤和肝脏损害，致癌死亡 一 氧 化 碳头晕、头疼，贫血、心肌损伤，中枢神经麻痹、呼吸困难，严重的在1小时内死亡 氟和氟化氢强烈刺激眼睛、鼻腔和呼吸道，引起气管炎，肺水肿、氟骨症和斑釉齿， 氯气和氯化氢刺激眼睛、上呼吸道，严重时引

7、起中毒性肺水肿 铅神经衰弱，腹部不适，便泌、贫血，记忆力低下 二、对植物的影响二、对植物的影响 大气污染对植物的伤害，通常大气污染对植物的伤害，通常发生在叶片中发生在叶片中， 因为叶子含有整棵植物的构造机理。因为叶子含有整棵植物的构造机理。最常见的毒害最常见的毒害 植物的气体植物的气体是：二氧化硫、臭氧、是：二氧化硫、臭氧、PANPAN、氟化氢、乙、氟化氢、乙 烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。烯、氯化氢、氯、硫化氢和氨。 三、对器物和材料的影响三、对器物和材料的影响 大气污染对大气污染对金属制品、油漆涂料、皮革制品、金属制品、油漆涂料、皮革制品、 纺织品、橡胶制品和建筑物纺织品、橡胶制品和建筑物等

8、的损害也是严重的。等的损害也是严重的。 这种损害包括玷污性损害和化学损害两个方面。这种损害包括玷污性损害和化学损害两个方面。 四、对大气能见度和气候的影响四、对大气能见度和气候的影响 1 1、对大气能见度的影响、对大气能见度的影响 能见度能见度是指在指定方向上仅能用是指在指定方向上仅能用肉眼看见和辨认肉眼看见和辨认 的最大距离：的最大距离：在白天能看见地平线上直指天空的在白天能看见地平线上直指天空的 一个显著的一个显著的深色物体深色物体；在夜间，能看见一个已知；在夜间，能看见一个已知 的、最好未经聚焦的中等强度的光源。的、最好未经聚焦的中等强度的光源。 一般说来，对大气一般说来，对大气能见度能

9、见度或清晰度有影响的污或清晰度有影响的污 染物是染物是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒 子的气体或有色气体。子的气体或有色气体。对能见度有潜在影响的污染对能见度有潜在影响的污染 物有：物有：总悬浮物颗粒物；总悬浮物颗粒物；SOSO2 2和其他气态含硫化合和其他气态含硫化合 物；物；NONO和和NONO2 2；光化学烟雾；光化学烟雾。 2 2、对气候的影响、对气候的影响 已被证实的全球性影响，如已被证实的全球性影响，如COCO2 2等温室气体引等温室气体引 起的温室效应，以及起的温室效应，以及SOSO2 2、NOxNOx排放产生的酸雨等。排放产生的酸雨

10、等。 除此之外，在较低大气层中的悬浮颗粒物形成除此之外，在较低大气层中的悬浮颗粒物形成水蒸水蒸 汽的汽的“凝结核凝结核”，当大气中水蒸汽达到饱和时，当大气中水蒸汽达到饱和时， 就会发生凝结现象。在较低温度下，水蒸气会凝结就会发生凝结现象。在较低温度下，水蒸气会凝结 成液态小水滴；当温度很低时，则会形成冰晶成液态小水滴；当温度很低时，则会形成冰晶。这这 种种“凝结核凝结核”作用有可能导致降水的增加或减少。作用有可能导致降水的增加或减少。 一些研究者认为，伴随大规模气团停滞的大范一些研究者认为，伴随大规模气团停滞的大范 围围霾层霾层，也具有一定的气候学意义。由于，也具有一定的气候学意义。由于太阳辐

11、太阳辐 射的散射损失和吸收损失，大气气溶胶粒子能射的散射损失和吸收损失，大气气溶胶粒子能 导致太阳辐射强度的降低。导致太阳辐射强度的降低。计算表明，在受影响的计算表明，在受影响的 气团区域，辐射气团区域，辐射- -散射损失会致使气温降低散射损失会致使气温降低11。 第三节第三节 空气污染源空气污染源 造成空气污染的污染物发生源称之为空气污染造成空气污染的污染物发生源称之为空气污染 源。可分为源。可分为自然污染源与人为污染源自然污染源与人为污染源两大类。两大类。 一、自然污染源一、自然污染源 扬尘扬尘，火山火山爆发产生的气体与尘粒；爆发产生的气体与尘粒；闪电闪电产生产生 的气体，如臭氧和氮氧化物

12、；的气体，如臭氧和氮氧化物；植物与动物腐烂植物与动物腐烂产生产生 的臭气；的臭气；森林火灾森林火灾造成的烟气与飞灰；自然放射性造成的烟气与飞灰；自然放射性 源和其他产生有害物质并向大气排放的源。源和其他产生有害物质并向大气排放的源。 二、人为污染源二、人为污染源 人为源是产生空气污染问题，尤其是局部地域人为源是产生空气污染问题，尤其是局部地域 空气污染的主要原因空气污染的主要原因。它们是由人们的生产和生活。它们是由人们的生产和生活 过程产生的。对它们的分类方法有很多种。在日常过程产生的。对它们的分类方法有很多种。在日常 工作和生活中一般可按污染源的工作和生活中一般可按污染源的功能进行划分，功能

13、进行划分，可可 分成分成工业源、农业源、交通运输源和生活污染源工业源、农业源、交通运输源和生活污染源 等。等。 1 1、工业源排放的污染物、工业源排放的污染物 n22也图 n24页图 2 2、交通源排放的污染物、交通源排放的污染物 在一些发达国家，汽车排气已成为空气污染的在一些发达国家，汽车排气已成为空气污染的 主要污染源。主要污染源。20102010年全世界的汽车保有量有望超过年全世界的汽车保有量有望超过 十亿辆，一年内排出的一氧化碳估计将达亿吨。十亿辆，一年内排出的一氧化碳估计将达亿吨。 近年来，我国的公路交通也发展得很快，汽车近年来，我国的公路交通也发展得很快，汽车 排放废气在一些大城市

14、也已成为排放废气在一些大城市也已成为主要的污染源。主要的污染源。 20092009年约年约63006300万辆，每年由汽车排放的万辆，每年由汽车排放的一氧化碳约一氧化碳约 50005000万吨，碳氢化合物约万吨，碳氢化合物约800800万吨。万吨。20132013年，中国年，中国 汽车保有量约汽车保有量约1.371.37亿辆，亿辆，20142014年增至年增至1.41.4亿辆，大亿辆，大 家可想而知，我们车辆贡献的气态污染物是不容忽家可想而知，我们车辆贡献的气态污染物是不容忽 视的。视的。 3 3、生活污染源生活污染源 在我国在我国家庭炉灶家庭炉灶和北方的冬天和北方的冬天取暖锅炉排气取暖锅炉排

15、气是是 一种排放量大、分布广、排放高度低、危害性不容一种排放量大、分布广、排放高度低、危害性不容 忽视的空气污染源。忽视的空气污染源。 4 4、农业污染源、农业污染源 农村地域广阔，通常情况下排放的空气污染物农村地域广阔，通常情况下排放的空气污染物 不会产生明显的环境影响，但农业秸秆的集中焚烧不会产生明显的环境影响，但农业秸秆的集中焚烧 也会引起季节性的环境问题。近几年多次有报道也会引起季节性的环境问题。近几年多次有报道 称，在城市郊区大量焚烧秸秆、垃圾，造成大范围烟称，在城市郊区大量焚烧秸秆、垃圾，造成大范围烟 雾弥漫，严重地影响公路交通、飞机的起降和城市雾弥漫，严重地影响公路交通、飞机的起

16、降和城市 空气质量。空气质量。 第四节第四节 空气污染物及其存在状态空气污染物及其存在状态 已发现有危害而被人注意的就有一百多种，已发现有危害而被人注意的就有一百多种， 其中大部分是有机物，其中大部分是有机物，环境科学中用下列两种方环境科学中用下列两种方 法进行分类。法进行分类。 一次污染物一次污染物 1. 按形成过程：按形成过程： 二次污染物二次污染物 分子状态污染物分子状态污染物 2. 按存在状态：按存在状态： 粒子状态污染物粒子状态污染物 一、污染物的成因分类一、污染物的成因分类 空气中污染物的种类多达空气中污染物的种类多达几千种几千种，巳发现有危，巳发现有危 害作用的有害作用的有100

17、100多种。我国多种。我国“大气污染物综合排放大气污染物综合排放 标准标准”规定了规定了3333种污染物的排放限值。根据空气污种污染物的排放限值。根据空气污 染物的形成过程，可将其染物的形成过程，可将其分为一次污染物和二次污分为一次污染物和二次污 染物。染物。 一次污染物：一次污染物：直接从各种污染源排放直接从各种污染源排放到空气中到空气中 的有害物质。常见的主要有二氧化硫、氮氧化物、的有害物质。常见的主要有二氧化硫、氮氧化物、 一氧化碳、碳氢化合物、颗粒状物质等。一氧化碳、碳氢化合物、颗粒状物质等。 二次污染物：二次污染物：一次污染物在空气中相互作用，一次污染物在空气中相互作用， 或着它们与

18、空气中的正常组分发生化学反应所产生或着它们与空气中的正常组分发生化学反应所产生 的新污染物。的新污染物。这些新生成的污染物与一次污染物的这些新生成的污染物与一次污染物的 化学性质和物理性质完全不同，化学性质和物理性质完全不同，多以气溶胶的形式多以气溶胶的形式 存在存在，具有粒度小、毒性一般比一次污染物大等特，具有粒度小、毒性一般比一次污染物大等特 点。点。常见常见的二次污染物有硫酸盐、硝酸盐、臭氧、的二次污染物有硫酸盐、硝酸盐、臭氧、 醛类、过氧乙酰硝酸酯等。醛类、过氧乙酰硝酸酯等。 二、以污染物的存在状态分类二、以污染物的存在状态分类 空气中污染物的存在状态是由其自身的理化性空气中污染物的存

19、在状态是由其自身的理化性 质质 及形成过程决定的，气象条件也起一定作用。一般及形成过程决定的，气象条件也起一定作用。一般 将它们分为将它们分为分子状态污染物和粒子状态污染物分子状态污染物和粒子状态污染物两大两大 类。类。 1 1、分子状态污染物、分子状态污染物 1 1）定义）定义 指指常温常压下以气体或蒸汽常温常压下以气体或蒸汽形式（苯、苯酚）形式（苯、苯酚） 分散在大气中的污染物质。分散在大气中的污染物质。 沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态沸点低，气体分子形式存在，并以分子状态 进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热进入大气，或者常温下液体，但挥发性强，受热 时易以蒸汽进入大气中。

20、如：时易以蒸汽进入大气中。如：SOSO2 2、COCO、NONO2 2、HCNHCN、 苯、苯、 汞汞、 NHNH3 3、H H2 2S S等。等。 2 2）分类）分类 根据化学形态，可将其分为五类：根据化学形态，可将其分为五类： 1)含硫化合物：含硫化合物：SO2、H2S、 SO3、硫酸；、硫酸； 2)含氮化合物：含氮化合物：NO、NO2、NH3； 硝酸；硝酸； 3)碳氢化合物：碳氢化合物：C1-C5化合物、化合物、 醛、酮、醛、酮、PAN； 4)碳氧化合物：碳氧化合物：CO、CO2； 5)卤素化合物：卤素化合物：HF、HCl。 是分散在空气中的是分散在空气中的微小液体和固体颗粒微小液体和固

21、体颗粒。粒径大。粒径大 小在小在0.01-100um之间，是一个复杂的非均匀体系。之间，是一个复杂的非均匀体系。 粒径粒径2.5m为细颗粒物，又成可入肺颗粒物；为细颗粒物，又成可入肺颗粒物； 粒径粒径 10m为飘尘，又名气溶胶，为飘尘，又名气溶胶，可吸入颗粒物可吸入颗粒物； 粒径粒径10m为为降尘降尘； 粒径粒径100m为为总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物（TSP） 2 2、粒子状态污染物、粒子状态污染物 从从大气污染控制的角度，按照颗粒物的来源和大气污染控制的角度，按照颗粒物的来源和 物理性质，物理性质，可将其分为以下几个类型：可将其分为以下几个类型： （1 1）粉尘）粉尘: :悬浮于气体介质中的小

22、固体颗粒，悬浮于气体介质中的小固体颗粒， 受重力作用能发生沉降，颗粒粒径一般为受重力作用能发生沉降，颗粒粒径一般为1 1 200m200m。 （2 2）烟）烟: :由由冶金冶金生产过程形成的固体颗粒气溶生产过程形成的固体颗粒气溶 胶。它是由熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝胶。它是由熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝 物。粒径一般为物。粒径一般为0.010.011m1m。如有色金属冶炼过程。如有色金属冶炼过程 中产生的中产生的氧化铅烟氧化铅烟。 （3 3）飞灰）飞灰: :指随燃料燃烧产生的随烟气排出的指随燃料燃烧产生的随烟气排出的 分散得较细的分散得较细的灰分灰分。 （4 4）黑烟）黑烟: :

23、指由指由燃料燃烧产生燃料燃烧产生的的可见气溶胶。可见气溶胶。 （5 5）雾）雾: :气体中气体中液滴悬浮体的总称液滴悬浮体的总称。 （6 6）霾）霾:是是悬浮悬浮在在大气大气中的大量微小尘粒、烟中的大量微小尘粒、烟 粒或盐粒的粒或盐粒的集合体集合体，使空气浑浊，水平能见度降低，使空气浑浊，水平能见度降低 到到10km以下的一种以下的一种天气现象天气现象，组成霾的，组成霾的粒子粒子极小，极小， 不能用肉眼分辨。当不能用肉眼分辨。当大气大气凝结核凝结核由于各种原因长大由于各种原因长大 时也能形成霾。在这种情况下时也能形成霾。在这种情况下水汽水汽进一步凝结可能进一步凝结可能 使霾演变成轻雾、雾和云。

24、霾主要由使霾演变成轻雾、雾和云。霾主要由气溶胶气溶胶组成，组成， 它可在一天中任何时候出现。它可在一天中任何时候出现。 三、按来源分类三、按来源分类 四、按污染物对人体的危害分类四、按污染物对人体的危害分类 一般有毒污染物、一般有毒污染物、“三致三致”（致突变物、致癌物、致畸（致突变物、致癌物、致畸 物）作用污染物、环境激素干扰类污染物。物）作用污染物、环境激素干扰类污染物。 五、按污染物性质分五、按污染物性质分类类 六、污染物的浓度表示方法六、污染物的浓度表示方法 1.单位体积质量浓度单位体积质量浓度 指单位体积空气中所含污染物的指单位体积空气中所含污染物的质量数质量数，常用，常用 mg/m

25、3或或g/m3表示。表示。 适用于任何状态的污染物适用于任何状态的污染物。 2.体积比浓度体积比浓度 指指100万体积空气中含污染万体积空气中含污染气体或蒸汽的体积数气体或蒸汽的体积数， 常用常用mL/m3表示。表示。 仅适用于气态和蒸汽态物质仅适用于气态和蒸汽态物质，不受空气温度和，不受空气温度和 压力变化的影响。压力变化的影响。 1）由采样现场的）由采样现场的气体流量气体流量Q(L/min)和持续和持续时间时间(S， min)即可求出现场采样的即可求出现场采样的体积体积VtQS(L) 2）同时记录现场）同时记录现场采样温度采样温度t()和和大气压力大气压力Pa，再将，再将 现场体积现场体积Vt换算成标准状态换算成标准状态的气样的气样体积体积，以便统一比较。，以便统一比较。 我国规定，标准状态为我国规定，标准状态为0，101.3KPa。美国、日美国、日 本和世界卫生组织开展的