大气污染及其控制

1、会计学1大气污染及其控制大气污染及其控制第1页/共126页2一、大气的结构（一）大气圈空气密度分布特点：海平面处空气密度最大，随高度的增加，空气密度逐渐变小。第2页/共126页3大气的组成 大气就其组分的含量变动情况可分为恒定组分、可变组分和不定组分三种。恒定组分指N2、O2和Ar。N2占空气体积78.09、O2占20.95、Ar占0.93.三者总和占空气总体积的99.97，其余为微量的氖、氦、氙、氡等稀有气体。可变组分指空气中的CO2和水蒸气，通常CO2含量为0.02-0.04，水蒸气含量小于4。可变组分在空气中的含量随季节、气象与人类活动的变化而变化。不定组分指煤烟、尘埃、硫氧化物、氮氧化

2、物及一氧化碳等，它与人类活动直接有关，这些组分达到一定浓度，会给人类、生物造成严重的危害。 第3页/共126页4成云致雨的必要条件主要成分次要成分 水 汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件，对地面保温作用大气组成主 要 作 用干洁空气O3N2O2CO2大气各组成成分的作用第4页/共126页5 大气圈是指包围在地球周围，距地球表面约1000多公里厚度的气体构成。人类生活在大气圈中，一般成年人每天需呼吸10-13m3的空气，它相当ld食物量的10倍，饮水质量的3倍。一个健康人在5周内不吃食物，

3、或5d内不喝水都可能生存下来。但若5min不呼吸空气，会窒息死亡。由于大气直接参与人和其他生物的物质和能量代谢，清洁的空气是一切生物生存的保证。 第5页/共126页6第6页/共126页7由于人类活动或自然过程引起的某些物质进入大气中，累积呈现出足够的浓度，并驻留一定的时间，使大气质量恶化，对人类健康生存和生态环境造成危害的现象。一、大气污染1. 定义:必要条件第7页/共126页82.大气污染的形成过程排放源大气接受者扩散、转化三个环节：混合、迁移第8页/共126页93. 大气污染的划分根据污染范围局部性大气污染城市性大气污染区域性大气污染全球性大气污染根据能源性质石油型大气污染混合型大气污染煤

4、炭型大气污染第9页/共126页10一次污染物 从污染源直接排出的原始物质，进入大气后性质没有发生变化。 典型的一次污染物有:颗粒物、SO2、H2S、CO、碳氢化合物、NOx等。二次污染物 从由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分、或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或光化学反应，形成了与原污染物性质不同的新污染物。 常见的二次污染物有光化学烟雾和硫酸烟雾。第10页/共126页11第11页/共126页12Volanic eruption第12页/共126页13第13页/共126页14：粒径 的颗粒物称为飘尘。它们能长时间地悬浮于大气中而不沉降下来。：粒径的颗粒物叫降尘。它们在重力的作用

5、下能很快降落到地面。：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。国际标准化组织建议将其定为粒径。第14页/共126页15第15页/共126页16第16页/共126页17第17页/共126页18第18页/共126页19第19页/共126页20第20页/共126页21 CO的主要危害是妨碍体内氧气的传输。它与血红蛋白的亲和力比氧大200多倍，而生成的羰基血红蛋白的解离速度比氧合血红蛋白小3600多倍，因此一旦生成羰基血红蛋白就很难解离，导致输氧能力降低，造成机体缺氧，体内缺氧时对所有的器官都有影响，而最敏感的是中枢神经系统和心肌。第21页/共126页222、光化学烟雾形成的条件（1）充足的阳光，无风；（

6、2）有不利于光化学烟雾扩散的气象条件；（3）大气含有一定浓度的NO2和碳氢化合物。第22页/共126页23 据资料，美国加里福尼亚由于光化学烟雾的作用，曾使该州34的人患红眼病。日本东京1970年发生的光化学污染有20000人患红眼病。1952年洛杉矶事件发生时，两天内使65岁以上的老人死亡400余人。第23页/共126页24（2）对植物的伤害第24页/共126页25三、大气污染物的来源煤炭石油生物质我国能源以煤为主，主要大气污染物是颗粒物和二氧化硫 第25页/共126页26第26页/共126页27污 染源 特 点 主要来源 排放的污染物 天 然 源它和人为源相比产生的污染物较少，浓度较低，具

7、有局部地区某段时间内形成严重影响的特点。 火山喷发二氧化硫、硫化氢、CO2、CO、火山灰 森林火灾CO、CO2、SO2、碳氢化合物等 自然尘风砂、土壤尘等 森林植物释放萜稀类碳氢化合物。 海浪飞沫 硫酸盐和亚硫酸盐 人为源移动源汽车和火车、飞机等，分布广泛分散，难监测和治理。交通运输过程：现代化交通运输工具一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、硫氧化合物和铅等静止源 静止源则包括工厂 、焚化炉等不移动的污染源。静止源污染面积广，易于集中监测治理。 燃料燃烧二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳工业生产过程二氧化硫、硫化氢等农业活动排放：农药、化肥 颗粒物、粉尘、氧化亚氮 第27页/共126页28由火

8、力发电、钢铁、化工和硅酸盐等工矿企业在生产过程、中所排放的煤烟、粉尘及有害化合物等形成的污染源。此类污染源由于不同工矿企业的生产性质和流程工艺的不同，其所排放的污染物种类和数量大不相同，但有一个共同的特点是，排放源集中、浓度高、局地污染强度高，是城市大气污染的罪魁祸首。 第28页/共126页29钢铁厂排放的废气火力发电厂排烟污染大气第29页/共126页30烟尘弥漫整个地区排入大气中的烟尘随风扩散第30页/共126页312、农业污染源 主要是不当施用农药、化肥、有机粪肥等过程产生的有害物质挥发扩散，以及施用后期NOX、CH4、挥发性农药成分从土壤中逸散进入大气等形成的污染源。 第31页/共126

9、页32第32页/共126页33第33页/共126页343、交通运输污染源 由汽车、飞机、火车和轮船等交通运输工具运行时向大气中排放的尾气。这类污染源属流动污染源，主要污染物是烟尘、碳氢化合物、NOx、金属尘埃等，是城市大气环境恶化的主要原因之一。 第34页/共126页35尾气污染，健康杀手第35页/共126页36中国“雾都”重庆第36页/共126页37 4、生活污染源 是指居民日常烧饭、取暖、沐浴等活动，燃烧化石燃料而向大气排放烟尘、SO2 、NOX等污染物。这类污染源属固定源，具有分布广、排量大、污染浓度低等特点，是一些城市大气污染不可忽视的污染源。但是，随着城市电气化的推进，城市生活污染源

10、将从根本上得到遏制。 第37页/共126页38全球变暖臭氧层遭破坏酸雨危害第38页/共126页39（一）对人体健康的危害大气污染物进入人体的途径第39页/共126页40大气污染对人体的影响，首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，再进一步就出现急性危害症状。大气污染对人的危害大致可分为三种。 大气中的污染物浓度较低时，通常不会造成人体急性中毒，但在某些特殊条件下，如工厂在生产过程中出现特殊事故，大量有害气体泄露外排，外界气象条件突变等，便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露，直接危害人体，发生了2500人丧生，十多万人受害的惨剧。 第40页/共126页41大气污染对

11、人体健康慢性毒害作用，主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后，出现的患病率升高等现象。近年来我国城市居民肺癌发病率很高，其中最高的是上海市，城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区 。这是长期影响的结果，是由于污染物长时间作用于肌体，损害体内遗传物质，引起突变，如果生殖细胞发生突变，使后代机体出现各种异常，称致畸作用；如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用，又称致突变作用；如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。 第41页/共126页42大气污染物TSP的危害 1）凝结核; 2）吸收太阳辐射; 3）降低能见度; 4）影响植物体生长第42页/共126页43第43页/共126页44第44

12、页/共126页451）氮氧化物可以转化为硝酸，是形成酸雨主要物质之一2）是形成光化学烟雾的重要物质3）是消耗臭氧的重要因子4）NO2对人有生理刺激和腐蚀作用，引起城市居民产生急性呼吸道病变的一种原因5）可腐蚀织物、材料、破坏染料，使它褪色6）危害植物，使其组织受害而落叶，甚至枯萎NOx是NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等的总称，造成大气污染的NOx最主要是NO和NO2。 第45页/共126页46第46页/共126页47由于环境破坏导致的水污染、大气污染等生态灾难，致使山西新生儿出生缺陷率高达每万人189.96例，其中神经管畸形率发生率为每万人102.27例，分别是全国的2倍和4

13、倍。出生缺陷率，中国在世界最高，山西在中国最高，吕梁在山西最高，中阳的出生缺陷率世界最高。 第47页/共126页48中国室内装饰协会室内环境监测中心曾发布警示，提醒消费者警惕室内装修污染对儿童健康造成的危害。目前我国每年因装修污染引起的上呼吸道感染而致死亡的儿童约有210万，其中100多万5岁以下儿童的死因与室内空气污染有关。九成儿童白血病祸起装修污染第48页/共126页49第49页/共126页50 大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低，减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中，在烟雾不散的情况下，日光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类

14、等污染物使臭氧大量分解，引发的“臭氧洞”问题，成为了全球关注的焦点。 对大气和气候的影响第50页/共126页51由叶背进入植物体，破坏叶绿素，使组织脱水坏死擦伤叶面，影响光合作用气态污染物颗粒污染物大气污染物对动物的损害，主要是呼吸道感染和食用了被大气污染的食物。其中以砷、氟、铅、钼等的危害最大大气污染对动物的危害第51页/共126页52第四节 中国大气污染的特征 中国是世界上大气污染最严重的国家之一，大气污染是我国环境问题中的一个主要问题。我国的经济发展、能源结构、地形及气候条件决定了我国大气污染具有以下特征： 第52页/共126页53煤烟型污染是污染的普遍问题，主要污染物是烟尘和二氧化硫；

15、 汽车尾气污染明显增加，并逐渐上升为城市大气主要污染源，总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物； 酸雨分布区域性、季节性明显，污染物成分特点突出，多以硫酸酸雨为主； 工业“三废”任意排放是目前大气污染的罪魁祸首，但农业引发的大气污染仍不容忽视。 第53页/共126页54我国存在发生大气严重污染事件的隐忧第54页/共126页55第55页/共126页56第56页/共126页57第57页/共126页58第58页/共126页59第59页/共126页60第60页/共126页61第61页/共126页62年度年度199820022007SO2超标城市比例，超标城市比例，%36.223.423

16、.4颗粒物超标比例，颗粒物超标比例，%63.861.761.7空气质量达标城市比例，空气质量达标城市比例，%27.738.338.3第62页/共126页63第63页/共126页64工业有害气体控制技术 第64页/共126页65（二）二氧化硫的治理技术（一）烟尘（颗粒物）治理技术（三）氮氧化物的治理技术（四）汽车尾气的治理技术 第65页/共126页66根据除尘机理不同可分为四大类：（重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器） 利用重力、惯性力、离心力等作用，使粉尘与气流分离 的装置。显著特点是：简单、方便，但除尘效率不高。 （喷淋洗涤器、文丘里除尘器、水膜除尘器） 利用液滴或液膜洗涤含尘气体，使粉尘与

17、气流分离的装 置。显著特点：除尘效率高，但能耗高，产生二次水污染。（袋式除尘器、颗粒层除尘器） 使含尘气体通过织物或多孔填料层进行过滤分离的装置，显著特点是：除尘效率高，但能耗较高。 （干式静电除尘器 、湿式静电除尘器 ）利用高压电场使尘粒荷电，通过静电作用力使粉尘与气流分离的装置。显著特点是：除尘效率高，动力消耗小，钢材用量大，投资高。 第66页/共126页67第67页/共126页68反转式惯性除尘装置a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型（2）惯性力除尘装置 该方法是利用粉尘与气体在运动时的惯性力不同，通过使含尘气体冲击挡板或使气流急剧改变流向，然后借助尘粒的惯性力将尘粒从气流中分离而达

18、到分离除尘目的。这种方法设备简单，但其除尘效果也较低，约为5070%,对粒径较小的尘粒(10m)效果较差。第68页/共126页69（3）离心力除尘装置-旋风除尘器第69页/共126页70第70页/共126页712、洗涤塔湿式除尘器这种方法使利用液体所形成的液滴、液膜、雾膜等洗涤含尘气体而达到除尘的目的。这种方法设备简单，造价低，除尘效果好而且能除去气流中一些有害气体；缺点是用水量大，易产生腐蚀性液体以及需及时对废水、废浆进行处理。 第71页/共126页72第72页/共126页73第73页/共126页74第74页/共126页75过滤式除尘装置布袋第75页/共126页76第76页/共126页77第

19、77页/共126页78这种方法利用特高压直流电源（40000V）产生的不均匀电场，通过，使尘粒带电而向电极迁移，在电极上电荷被中和，尘埃聚集在电极上而达到除尘的效果。这种方法的适用范围广，除尘效率高，且能耗低，但设备投资大，设备庞大，占地面积大。4、静电除尘装置第78页/共126页79第79页/共126页80第80页/共126页81第81页/共126页82第82页/共126页83第83页/共126页84主要反应为： 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3第84页/共126页85c.回收Na2SO3吸收液

20、经浓缩、结晶、脱水后回收Na2SO3晶体。d.回收石膏法 在含NaHSO3的吸收液中加入石灰，使其生成CaSO3，再经氧化后生成石膏。第85页/共126页86(2)氨法以氨水作吸收剂 2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3第86页/共126页87b.回收石膏法 若将上法回收的硫酸铵溶液中加入石灰，就可回收石膏，而生成的氨用水吸收后又可作为吸收剂 (NH4)2SO4+Ca(OH)2=CaSO42H2O+2NH3 利用石灰石、生石灰等的乳浊液作吸收剂第87页/共126页88 排烟脱硫的方法很多,选择时应从下面考虑：（1）净化效率高，

21、经济效果好；（2）装置能长期稳定运行；（3）易于操作、维修和检查；（4）不应造成二次污染。2、干性排烟脱硫法第88页/共126页891催化还原法 在催化剂存在下，用甲烷、氢气、氨等还原性气体将NO还原成N2的方法，它又分为选择性催化还原和非选择性催化还原法。第89页/共126页90 但必须严格控制温度，温度过高时发生 下列反应，生成NO 4NH3+5O2=4NO+6H2O 温度越高，氨越是优先与氧作用。第90页/共126页91C.氯-氨选择性催化还原法 该法以木炭作为催化剂，温度在500C时反应： 2NO+Cl2=2NOCl 2NOCl+4NH3=2NH4Cl+2N2+2H2O第91页/共12

22、6页92第92页/共126页93 2NaOH+NO+NO2=NaNO2+H2O 2NaOH+NO2=NaNO3+NaNO2+H2O Na 2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2 Na2CO3+NO2=NaNO3+NaNO2+CO2 这是一种较为成熟的方法，氮氧化物的吸收率为80-90，但碱耗量大，副产品用处也不大。2吸收法第93页/共126页94第94页/共126页953吸附法 该法是利用吸附剂（活性炭、分子筛等）吸附废气中的氮氧化物而达到净化目的。第95页/共126页96（四）汽车尾气的治理技术 第96页/共126页97 曲轴箱HC 的 20%排气管所有的CO、NOX、Pb和 HC的

23、60%油箱和化油器蒸发HC的15%第97页/共126页98第98页/共126页99第99页/共126页100第100页/共126页101第101页/共126页102在国际上，汽车污染严重的事件时有发生。美国洛杉矶市曾因数百万辆汽车排放出大量废气，造成洛杉矶光化学烟雾事件。英国伦敦也发生过类似的事件，数日之内伦敦被浓雾笼罩。最新的事件发生在墨西哥。由于大气污染指数超过规定的指标，墨西哥城2005年4月进入环境紧急状态。 我国空气污染也相当严重，参加全国大气监测的北京、沈阳、上海等城市，被排在全球污染最严重的城市前10位。我国肺病死亡率高居城市死亡之首，目前平均每10万人就有36个死于肺癌，93人

24、死于呼吸系统疾病。第102页/共126页103汽车尾气控制技术第103页/共126页104第104页/共126页105第105页/共126页106第106页/共126页107第107页/共126页108第108页/共126页109第109页/共126页110（1）以源头控制为主，推行清洁生产（2）合理利用大气自净能力与人为措施相结合（3）分散治理与综合防治相结合（4）按功能区实行总量控制与浓度控制相结合（5）技术措施与管理措施相结合第110页/共126页1111、区域采暖和集中供热2、改善燃料构成3、进行技术更新，改善燃烧过程4、改革生产工艺，综合利用“废气”5、开发新能源开发太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、生物能和核聚变能等清洁能源