大气污染与防治课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 大气污染及其防治,第一节 大气环境,第二节 大气污染及主要污染物一、大气污染的定义二、大气中的主要污染物三、大气污染源四、全球面临的大气环境问题第三节 大气污染的综合防治一、大气污染的综合防治措施二、大气污染的防治技术概述第四节 大气污染物的防治技术简介,第五章 大气污染及其防治 第一节 大气环境,1,第一节 大气环境,一、大气圈及其构造,1、大气圈,在自然地理学上，把随地球旋转的大气层称为大气圈。在通常状态下，可以认为从地表至1000-1400km的气层作为大气圈的厚度。在大气圈中的大气分布不均匀，随着离地表高度的增加，空气越来越稀薄。,第一节 大气环境 一、大气圈及其构造,2,2、大气圈的构造,根据大气圈中大气组成状况以及大气垂直高度上大气的温度变化，大气圈可分为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。,2、大气圈的构造,3,对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层,人类活动排放的污染物主要在对流层中聚集，大气污染现象也主要发生在这一层,对 流 层,温度随高度增加而降低，6/1km,集中了占大气质量80%的空气和几乎全部的水蒸气量,空气具有剧烈的对流运动 云、雾、雨、雪等,对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层人类活动排放的污染物,4,污染物一旦进入平流层，滞留时间可长达数十年， 易造成大范围以至全球性的影响,平 流 层,高度大约至50-55km处；,温度随高度升高而升高；,15-35km处有一层臭氧层；,平流运动占显著优势,平流层作用,能大量吸收波长小于300nm的紫外线；,对地球起保温作用,特点：,污染物一旦进入平流层，滞留时间可长达数十年， 易造成大范围以,5,在平流层的中上部，由于受阳光紫外线辐射，使O,2,发生化学反应生成了O,3,而形成了臭氧层，臭氧层吸收了阳光中对生物杀伤力极强的短波紫外线和宇宙射线，从而保护了地球上的生物免受其害。所以一定厚度的臭氧层的形成对地球环境至关重要。,目前由于人类活动，使一些有机污染物进入平流层，使臭氧层受到破坏，给地球上的生物造成危害，必须引起我们的高度重视。,在平流层的中上部，由于受阳光紫外线辐射，,6,高度大约至85km处；,气温随高度的增加而迅速降低；,空气稀薄，有强烈的垂直对流运动,中 间 层,高度大约至85km处；中 间 层,7,暖层（电离层）,气温随高度的增加而增加,电离层的作用,电离层能反射地面发射的电磁波,特点,暖层（电离层）气温随高度的增加而增加电离层的作用电离层能反射,8,特点：,大气极为稀薄，气温高，分子运动速度快,散逸层（外逸层）,特点：散逸层（外逸层）,9,二、大气的组成,干燥清洁的空气,水汽,悬浮颗粒,是大气中的杂质成分，含量、种类和化学组成随时间和地点变化。,由于自然因素而生成的颗粒物，如岩石的风化、火山喷发等。,水汽含量随时间、地点、气象条件等不同变化很大,固定成分,可变成分,（一）大气的恒定组分,（二) 大气的可变组分,（三）大气的不定组分,二、大气的组成干燥清洁的空气水汽悬浮颗粒是大气中的杂质成分，,10,（一）大气的恒定组分,大气的恒定组分是指大气中的O,2,、N,2,和稀有气体。在近地层大气中这些气体组分地含量几乎可认为使不变的，它们约占大气总量的99.96%。,（二)大气的可变组分,主要指CO,2,和H,2,O（g），这些气体组分受不同地区气候、季节等多种因素的影响而发生变化。正常状况下，H,2,O(g)约占04，CO,2,约占0.033%。,由恒定组分和可变组分所组成的大气称为,洁净大气,。,（一）大气的恒定组分,11,（三）、大气的不定组分,大气中的尘埃、硫化物、氮氧化物、硫氧化物等是大气中的不定组分，当它们进入大气后，可能造成大气污染。,（三）、大气的不定组分,12,第二节,大气污染及主要污染物,一、大气污染,定义:,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。,第二节 大气污染及主要污染物 一、大气污染定义: 由于,13,大气污染的形成过程,排放源,大气,接受者,污染物,扩散、转化,三个环节：,混合、迁移,大气污染的形成过程排放源大气接受者污染物扩散、转化三个环节：,14,大气污染的划分,根据污染范围,局部性大气污染,区域性大气污染,广域性大气污染,全球性大气污染,大气污染的划分根据污染范围局部性大气污染区域性大气污染广域性,15,大气污染的划分,根据能源性质,石油型大气污染,混合型大气污染,煤炭型大气污染,大气污染的划分根据能源性质石油型大气污染混合型大气污染煤炭型,16,大气污染的划分,根据污染物的化学性质,氧化型大气污染,还原型大气污染,大气污染的划分根据污染物的化学性质氧化型大气污染还原型大气污,17,二、主要大气污染物及危害,依照与污染源的关系分类,一次污染物,二次污染物,二、主要大气污染物及危害依照与污染源的关系分类一次污染物二次,18,一次污染物,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、SO,2,、H,2,S、CO、碳氢化合物、NOx等。,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,19,二次污染物,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。,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,20,按其物理状态和化学组成分类,颗粒污染物(气溶胶),气态污染物,按其物理状态和化学组成分类颗粒污染物(气溶胶)气态污染物,21,大气主要污染物,（一）颗粒污染物,（二）气态污染物,1 含硫化合物,2 碳氧化物,3 氮氧化物,4 光化学氧化剂,（三）,其他,大气主要污染物 （一）颗粒污染物,22,（一）颗粒污染物（气溶胶）,指所有包含在大气中的分散的固态、液态物质，其直径约为0.002,m -100,m。,总悬浮颗粒物,（TSP）:,指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100,m的颗粒物的总称。,可吸入颗粒物,（PM10）:,指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10,m的颗粒。,大气质量评价中通用的重要污染指标：,（一）颗粒污染物（气溶胶）指所有包含在大气中的分散的固态、液,23,颗粒污染物（气溶胶）,一般是指粒径大于75,m的颗粒物,由于粒径较大，易于沉降到地面,尘粒,固体物料的研磨、粉碎、装卸、输送过程中产生的粒径小于75,m的颗粒物。,粉尘,燃料燃烧、高温熔融、化学反应等过程中形成的粒径小于10,m 、漂浮于大气中的颗粒物。,又称，飘尘,烟尘,粒径小于100,m的小液体粒子的总称，包括水雾、酸雾、碱雾、油雾等。,雾尘,颗粒污染物（气溶胶）一般是指粒径大于75m的颗粒物尘粒固体,24,大气飘尘的危害,据分析，在总悬浮颗粒物中,硫酸盐 ： 约10（主要为硫酸铵）,硝酸盐 ： 约5,金 属 ：约5（三十多种，以铁为最多）,有机物 ：约5 （脂肪烃多于芳香烃）,（1）影响大气的物理性质,（2）使建筑物、金属制品等受到腐蚀；,（3）对人、动植物产生危害；,（4）与其它大气污染物协同作用形成大气污染。,大气飘尘的危害 （1）影响大气的物理性质,25,颗粒污染物对人体健康的危害,造成血液中毒；,造成细胞破坏，侵入肺组织或淋巴结可引起尘肺,颗粒污染物对人体健康的危害造成血液中毒；,26,时间 飘尘浓度 SO,2,浓度 死亡人数,（mg/m,3,） （mg/m,3,）,1952.12 4.46 3.8 4000多,1956 3.25 1.6 1000多,1957 2.40 1.8 400,1962.12 2.8 4.1 750,时间 飘尘浓度 SO2浓度,27,（二）气态污染物,以气体形态（即分子状态）存在的污染物,主要气体状态的大气污染物,污染物,含硫化合物,碳的氧化物,含氮氧化物,碳氢化合物,卤素化合物,一次污染物,SO,2,、H,2,S,CO、CO,2,NO、NH,3,C,m,H,n,HF、HCl,二次污染物,SO,3,、H,2,SO,4,、MSO,4,无,NO,2,、HNO,3,、MNO,3,、O,3,醛、酮、过氧乙酰硝酸酯,无,（二）气态污染物以气体形态（即分子状态）存在的污染物主要气体,28,1、含硫化合物,主要指二氧化硫（SO,2,）、三氧化硫（SO,3,）、硫化氢（H,2,S）和硫酸盐等。,SO,2,主要来源：,含硫煤和石油等燃料的燃烧,含硫氧化物是形成酸雨或酸沉降的主要前体物之一,1、含硫化合物主要指二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、,29,SO,2,是无色、有刺激性和窒息性的气体，对呼吸道有刺激作用，能引起呼吸道和心血管疾病。值得注意的是SO,2,与飘尘的协同作用将使其毒性大大增强，使得大气污染加剧。,大气中的SO,2,可以通过均相或非均相氧化生成SO,3,。SO,3,一经形成，便迅速与大气中的水蒸气作用生成硫酸，因此大气中SO,3,的含量十分低微，生成的硫酸是严重危害健康的物质，其毒性远大于SO,2,。,SO2是无色、有刺激性和窒息性的气体，,30,SO,2,浓度（ppm）,对人体健康及生物的影响,0.03,慢性植物损伤，叶落过多,0.04,支气管炎及肺癌死亡率增高,0.046,学龄儿童呼吸系统疾病增多,0.11-0.19,老年人呼吸系统疾病增多,0.21,慢性肺癌加重,0.25,死亡增加，发病率急增,二氧化硫对人体健康的危害,SO2浓度（ppm）对人体健康及生物的影响0.03慢性植物损,31,2、碳的氧化物,大气中碳的氧化物主要是CO和CO,2,，CO是大气的主要污染物之一。,CO的形成原因：,燃料燃烧不完全,CO主要来源,：,日益增加的交通量、固体废弃物的处置、树叶等的燃烧等,2、碳的氧化物大气中碳的氧化物主要是CO和CO2，CO是大气,32,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二百多倍，而生成的羰基血红蛋白的解离速度比氧合血红蛋白小三千六百多倍，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，危害人体健康。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。,CO 的主要危害 是妨碍体内氧气的传输,33,美国曼哈顿地区交通量与,CO,含量的关系,美国曼哈顿地区交通量与CO含量的关系,34,CO,2,CO,2,是无色、无毒的气体，目前由于人类活动排放到大气中的CO,2,的量不断增加，而吸收CO,2,的森林反遭到严重破坏，使得大气中CO,2,的浓度不断增加。据测定，一个世纪前，大气中CO,2,的含量约为284ppm,目前已达到379ppm。 CO,2,浓度的增加，可能对全球的气候产生影响，因而是目前环境科学上颇为注意的问题之一。,CO2,35,大气污染与防治课件,36,3、含氮氧化物,造成大气污染的含氮氧化物主要有NO和NO,2,以及它们可能产生的二次污染物。,主要来源：,石化燃料的燃烧（汽车排气）、硝酸的生产或使用、氮肥厂、有色金属冶炼厂的生产过程等。,燃料燃烧生成的氮氧化物主要是NO。,含氮氧化物也是形成酸雨或酸沉降的主要前体物之一,3、含氮氧化物造成大气污染的含氮氧化物主要有NO和NO2以及,37,氮氧化物对人体健康的危害,无色，有刺激性气味不活泼的气体，与血红蛋白的亲和力比CO大几百倍，使血液运送氧的功能下降，,产生缺氧症状和中枢神经受损。,NO：,NO,2,：,是腐蚀剂，毒性比NO大5倍，损害肺功能，,引起肺气肿和肺癌的病因。,形成光化学烟雾的主要物质之一，由此产生的二次污染物的危害更大。,与SO,2,、颗粒物共存时，表现出污染物的协同作用,氮氧化物对人体健康的危害无色，有刺激性气味不活泼的气体，与血,38,4 光化学氧化剂,1) 光化学反应和光化学烟雾,在太阳紫外线作用下，大气中的某些污染物发生反应，生成新的污染物，这种反应叫,光化学反应,。由此产生的烟雾称为光化学烟雾。,2)光化学烟雾形成的条件,（1）充足的阳光，无风；,（2）出现逆温；,（3）大气含有一定浓度的NO,2,和碳氢化合物。,4 光化学氧化剂 1) 光化学反应和光化学烟雾,39,3、,光化学反应机理,（1）,污染空气中NO,2,的光解是光化学烟雾形 成的起始反应,NO,2,+,hv (, 430nm)NO,2,*,NO,2,*NO+O,O+O,2,+MO,3,+M,O,3,+NO,O,2,+NO,2,（2）碳氢化合物与O、O,3,、,OH、NO等,自由基,作用生成醛、酮、酸,以及RO,2,、HO,2,、RCO,等自由基。,（3）、过氧自由基引起NO向NO,2,转化，并导致O,3,和过氧乙酰硝酸脂（PAN）等生成。,3、光化学反应机理,40,光化学烟雾的危害,（,1）对人体健康的影响,光化学烟雾最明显的危害是对人眼的刺激作用。出现眼流泪、发红(俗称红眼病)。除眼外，对鼻、咽、气管和肺均有明显的刺激作用。对老人、儿童和病弱者尤为严重。污染严重时，会引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，使视觉敏感度和视力降低。受害严重者，呼吸困难、胸痛、头晕、发烧、呕吐、以致血压下降、昏迷不醒。长期慢性伤害，可引起肺机能衰退、支气管炎、甚至发展成肺癌等。,光化学烟雾的危害（1）对人体健康的影响,41,据资料统计，美国加里福尼亚洲由于光化学烟雾的作用，曾使该州34的人发生了红眼病。日本东京119 70年发生的光化学污染时期有20000人患了红眼病。1952年洛杉矾事件发生时，两天内就使65岁以上的老人死亡400余人。,据资料统计，美国加里福尼亚洲由于光化学烟,42,（2）对植物的伤害,光化学烟雾能使植物叶片受害变黄以致枯死。据资料统计，仅加利福尼亚州1959年由于光化学污染引起的农作物减产损失已达800万美元。使大片树木枯死，葡萄减产60以上，柑橘也严重减产。对光化学烟雾敏感的植物还有棉花、烟草、甜菜、番茄、菠菜、某些花卉和多种树木。,（2）对植物的伤害,43,其它污染物,一般是指可挥发的所有碳氢化合物（C,l,C,8,）,碳氢化合物：,制冷剂、灭火剂、发泡剂等，如CFCl,3,（氟利昂11）、CF,2,Cl,2,（氟利昂12）等。,氟氯烃化合物,主要指氟化氢（HF）、氯化氢（HCl）和氯气（C,12,）等污染物。,卤化物,其它污染物一般是指可挥发的所有碳氢化合物（ClC8）碳氢化,44,三、大气污染源,按发生类型分：,（一）、工业污染源,（二）、农业污染源,（三）、交通运输污染源,（四）、生活污染源,三、大气污染源按发生类型分：,45,按排放空间分：,1、高架源：,在距地面一定高度排放污染物，,如电厂烟囱等,2、低架源：,在地面上或离地面高度很低的排放源,按排放空间分：,46,按排放形式分,1、线源,沿着一条线排放污染物，如汽车、火车等,2、面源,在一个大范围内排放污染物，如煤田自燃的煤堆、密集而低矮的居民住宅烟囱群等,3、点源,集中在一点或在可当作一点的小范围内排放污染物，如烟囱等,按排放形式分,47,1、工业企业污染源,工业企业是大气污染的一个重要来源，“工业三废”中的 “废气”主要包括：,燃料燃烧排放的污染物,生产中的排气,排放的各类矿物和金属粉尘,三、大气污染物的来源,1、工业企业污染源工业企业是大气污染的一个重要来源，“工业三,48,2、农业生产过程中的污染,主要来自农药和化肥的使用。,2、农业生产过程中的污染,49,3、交通运输污染源,汽车、飞机、火车、船舶等交通运输工具，也是造成大气污染的主要来源，其中汽车排气占主导地位。,3、交通运输污染源汽车、飞机、火车、船舶等交通运输工具，也是,50,汽 车 尾 气,汽车尾气排放的主要污染物为:,一氧化碳,（CO）,碳氢化合物,（HC）,氮氧化物,（NO,X,）,铅,（Pb）,光化学烟雾,铅进入人体，可大部分蓄积于人的骨骼中，损害骨骼造血系统和神经系统，引起临床症状为贫血、 末梢神经炎，出现运动和感觉异常。,汽 车 尾 气汽车尾气排放的主要污染物为:一氧化碳（CO）碳,51,车内环境空气污染物的来源,汽车零部件和车内装饰材料,中所含有害物质的释放,车外污染物进入车内,汽车使用的塑料和橡胶部件、织物、油漆涂料、保温材料、粘合剂等材料中含有的有机溶剂、助剂、添加剂等挥发性成分，在汽车使用过程中释放到车内环境，造成车内空气污染。污染物主要有苯、甲苯、甲醛、碳氢化合物、卤代烃等，车内材料释放的物质还是车内难闻异味的主要来源。,污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等 （包括汽车自身排放的污染物）,苯、甲苯、甲醛、碳氢化合物、卤代烃、,一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等,车内环境空气污染物的来源 汽车零部件和车内装饰材料车外污染物,52,4、生活污染源,由于居住密集、燃煤质量差、数量多且燃烧不完全、排放高度低等，其危害性不容忽视。,CO、SO,2,等,4、生活污染源由于居住密集、燃煤质量差、数量多且燃烧不完全、,53,室内环境空气污染物的来源,室内装饰材料及家具的污染,地下土壤和建筑物中石材、,地砖、瓷砖中的放射性物质,甲醛、苯、甲苯、乙醇、氯仿等,建筑施工中加入了化学物质，,（北方冬季施工加入的防冻剂）,渗出有毒气体氨,天然放射性气体氡,燃烧产物-做饭与吸烟,3800多种污染物质，SO,2,、Pb等,人体自身的新陈代谢,会增加室内温度，促使细菌、病毒等微生物大量繁殖,室内环境空气污染物的来源 室内装饰材料及家具的污染 地下土壤,54,四、 全球面临的大气环境问题,1、大气污染对人体健康的影响,大气污染物的种类繁多，排放量大，污染范围广，对人体健康的危害是多方面的，如呼吸道疾病、中枢神经系统受损、癌症等。大气污染对人体健康的影响与污染物的种类、性质、暴露时间及个体敏感性有关。,一）大气污染的影响,四、 全球面临的大气环境问题 1、大气污染对人体健康的影响,55,2、大气污染对气候的影响,（1）大气污染对城市气候的影响,大气污染使得城市气温高于农村，城市的能见度较农村低，云、雾、降雨比农村多。,（2）对全球气候的影响,目前对地表气温上升的真正原因还未证实，提得较多的是“,温室效应,”。的确，人类的活动已使得大气中二氧化碳的含量有所升高，因此不得不引起人们的高度重视。,3、大气污染对臭氧层的破坏,2、大气污染对气候的影响（1）大气污染对城市气候的影响3、大,56,1、大气污染对臭氧层的破坏,1）平流层中臭氧的形成,O,2,+hv2O(3P),O,2,+O+MO,3,+M,同时臭氧也会因光解而破坏。,O,3,hvO,2,+O,此外臭氧也能与O作用： O,3,+O2O,2,通常情况下，臭氧的形成和分解达到平衡，臭氧保持一定浓度，约为10ppm，结果在平流层中上部形成臭氧层。,二）大气污染的环境问题,1、大气污染对臭氧层的破坏1）平流层中臭氧的形成 二）大气污,57,2）平流层中臭氧层对地球生命的重要性,以紫外线对人体效应为依据，按照波长的顺序将紫外线分为,紫外线A(320400nm)、,紫外线B(290320nm)、,紫外线C(190290nm)。,尽管紫外线C的危害最大，但它几乎全部被臭氧层吸收，即使是平流层中臭氧浓度大大降低，紫外线C也几乎不能到达地球。,2）平流层中臭氧层对地球生命的重要性,58,紫外线B能强烈影响人类的基因物质脱氧核糖核酸而导致皮肤衰老，产生晒斑，形成皮肤癌。对地球上的生命及有机物均有破坏作用。由于臭氧层能吸收330nm 的紫外线，因而对地球上的生物起了保护作用。,随着臭氧层中臭氧浓度大大降低，到达地面的紫外线的量大大增加，给人类的生存带来极大威胁，同时，危害农作物和水生生物，所以臭氧层的破坏已引起全世界的广泛重视和关注。,紫外线B能强烈影响人类的基因物质脱氧核糖核酸而导致皮肤衰老，,59,（1）,. NOx对臭氧层的破坏作用,平流层中破坏臭氧层的主要NOx是NO,NO+O,3,NO,2,+O,2,NO,2,+ONO+O,2,总反应为：O+O,3,2O,2,平流层中NO的来源有N,2,O及超音速飞机排放的NOx.,（1）. NOx对臭氧层的破坏作用,60,大气污染与防治课件,61,（2）HO自由基对臭氧的破坏作用,HO+O,3,HO,2,+O,2,HO,2,+O,3,HO+2O,2,或 HO,2,OHOO,2,总反应：2O,3,3O,2,或 O,3,+O2O,2,平流层中HO主要来源于H,2,O（g）、CH,4,、H,2,与O的作用,H,2,O+O2HO,CH,4,+OCH,3,+HO,H,2,+ OHO+H,（2）HO自由基对臭氧的破坏作用,62,（3）,氟氯烃类对臭氧的破坏,O,3,+ClClO+O,2,ClO+OCl+O,2,总反应： O,3,+O2O,2,一个氯原子可使10万个O,3,分子被破坏，因此其危害相当大。,（3）氟氯烃类对臭氧的破坏,63,Cl来源于,氟氯烃,，在对流层中氟氯烃具有无毒、不燃烧且有较高的稳定性等特点而被广泛用作制冷剂（25万吨/年）、喷雾剂（30万吨/年）、溶剂（18万吨/年）及制作泡沫塑料（26万吨/年）等。全世界估计年产量在100多万吨，,目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持积极支持的态度。但就算目前全世界都禁止使用氟氯烃，已经散发到环境中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。,Cl来源于氟氯烃，在对流层中氟氯烃具有无,64,淘汰消耗臭氧层物质的国际行动,1985年，制定了保护臭氧层的维也纳公约,我国于1989年加入维也纳公约。,1987年，制定了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书，对8种破坏臭氧层的物质（简称受控物质）提出了削减使用的时间要求。这项议定书得到了163个国家的批准。,淘汰消耗臭氧层物质的国际行动 1985年，制定了保护臭氧层,65,1990年、1992年和1995年，对议定书又分别作了3次修改，扩大了受控物质的范围，并提前了停止使用的时间。根据修改后的议定书的规定，发达国家到1994年1月停止使用哈伦，1996年1月停止使用氟利昂、四氯化碳、甲基氯仿；发展中国家到2010年全部停止使用氟利昂、哈伦、四氯化碳、甲基氯仿。,中国于1992年加入了蒙特利尔议定书。,1990年、1992年和1995年，对议定书又分别作了3次修,66,目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持积极支持的态度。但是，在对消耗臭氧层物质（,ODS,）实行控制之前（1996年以前），全世界向大气排放的ODS已达到了2000万吨，由于ODS相当稳定，可以存在50-100年，所以被排放的大部分ODS目前仍留在大气层中。就算目前全世界都禁止使用氟氯烃，已经散发到环境中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。,目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持积极,67,2、 酸 沉 降酸雨,酸沉降是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程。,大气中存在的酸性气体,污染,，pH值小于5.65的酸性降水叫,酸雨,，主要是人为地向大气中排放大量酸性物质造成的。,2、 酸 沉 降酸雨 酸沉降是指大气中,68,1）酸雨的化学组成,酸雨中含有多种无机酸和有机酸及其盐。其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。从污染源排放出来的SO,2,和NO,X,是形成酸雨的主要起始物。除此以外，不少地方的降水中发现有机酸（甲酸、乙酸）。,1）酸雨的化学组成,69,大气污染与防治课件,70,酸雨的化学组成,酸雨的化学组成,71,酸雨的化学组成,酸雨的化学组成,72,大气污染与防治课件,73,2）酸雨的危害,使湖泊酸化。,酸雨使流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝)可被溶解进入水中毒害鱼类。,抑制土壤中有机物的分解和氮的固定、淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。,酸雨伤害植物的新生芽叶，干扰光合作用，影响其发育生长。,腐蚀建筑材料，金属结构、油漆及名胜古迹等,2）酸雨的危害使湖泊酸化。,74,3）世界酸雨发展状况和我国酸雨现状,3）世界酸雨发展状况和我国酸雨现状,75,酸雨早在19世纪中叶就在英国发生过，英国是工业革命的发源地，煤炭的大规模的利用和燃烧，造成大气质量恶化和酸雨的产生。从1870年起到1963年近百年中发生了几十起烟雾事件。,20世纪50一60年代，北欧的瑞典和挪威地区开始受到来自欧洲中部工业区(英、法、德等国)S0,2,的长距离输送(高烟囱)的影响，湖泊中鱼类开始减少，古建筑和石雕受侵蚀。到60年代末北欧湖水酸化十分明显，许多湖泊成为没有鱼类和其他水生生物的“死湖”，酸雨的危害逐步发展为“区域性”事件。,酸雨早在19世纪中叶就在英国发生过，英国是工业革命的发源地，,76,最早欧洲的酸雨多发生在挪威、瑞典等北欧国家，后来扩展到东欧和中欧，直至几乎覆盖整个欧洲。在酸雨最严重的时期，挪威南部约5000个湖泊中有1750个由于pH过低而使鱼虾绝迹；瑞典的9万个湖泊中有15已受到酸雨的侵害。,同时，在北美(主要是美国的东部和北部五太湖美、加交界区)也形成了大面积的酸雨区。成为美国和加拿大棘手的环境问题。,加拿大抽样调查的8500个湖泊已全部酸化.,最早欧洲的酸雨多发生在挪威、瑞典等北欧国,77,大气污染与防治课件,78,1972年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议上，瑞典政府提交给大会的研究报告跨越国境的空气污染：大气和降水中的硫对环境的影响标志着酸雨真正被作为一种国际性环境问题正式提上议事日程。,1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了“国际环境酸化会议”，这标志着酸雨污染已成为当今世界重要的环境问题之一。,1972年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环,79,中国酸雨现状,从20世纪80年代以来，中国的酸雨污染呈加速发展趋势。在80年代，中国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的高硫煤使用地区及部分长江以南地区。到90年代中期，酸雨已发展到青藏高原以东及四川盆地的广大地区。,中国酸雨现状 从20世纪80年代以来，中国,80,以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区，现在已成为全国酸雨污染最严重的地区，其中心区年均降水PH低于4.0，酸雨频率高于90，已到了几乎“逢雨必酸”的程度。北起青岛、南至厦门以南京、上海、杭州、福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨地区，年均降水pH低于56的区域面积已占全国面积的30左右。,以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区,81,大气污染与防治课件,82,监测表明，我国的广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区已成为与欧洲、北美并列的世界三大酸雨地区之一。,我国酸雨的化学特征是pH低、离子浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高于欧美，而硝酸根浓度则低于欧美，属硫酸型酸雨。,监测表明，我国的广东、广西、四川盆地和贵,83,何谓温室效应？,3、温室效应全球变暖,何谓温室效应？3、温室效应全球变暖,84,85,目前地球温度趋势,目前地球温度趋势,86,温室气体,大气层中主要的温室气体有:二氧化碳(CO,2,)甲烷(CH,4,)一氧化二氮(N,2,O)氯氟碳化合物(CFCs)臭氧(O,3,)大气层中的水气(H,2,O),温室气体,87,二氧化碳（CO,2,）：,空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段时期中，含量基本上保持恒定。这是由于大气中的二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态。,大气中的二氧化碳有80来自人和动、植物的呼吸，20来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5的二氧化碳通过植物光合作用，转化为有机物质贮藏起来。这就是多年来二氧化碳占空气成分0.03%（体积分数）始终保持不变的原因。,二氧化碳（CO2）：空气中含有二氧化碳，而且在过去很长一段,88,但是近几十年来，二氧化碳含量逐年增加。,原因：,1、由于人口急剧增加，工业迅猛发展，呼吸产生的二氧化碳及煤炭、石油、天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。,2、由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。,3、地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件。,二氧化碳生成与转化的动态平衡破坏，就使大气中的空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。,但是近几十年来，二氧化碳含量逐年增加。,89,二氧化碳,可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20 。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。,二氧化碳 可以防止地表热量辐射到太空中，具有调,90,CH4,是最重要的温室气体之一,对温室效应的贡献约为15%.大气中CH4浓度的增长的速度比CO2快,预计到2030年大气中CH4浓度将达到2340ppbv,有可能成为今后温室效应的主因. 模式计算表明,如果对温度讲CH4浓度增长1倍,那么全球地表平均温度将增加0.2-0.3,局部增温1-2 .,CH4 是最重要的温室气体之一,对温室效应的贡献约为15%.,91,一氧化二氮（N,2,O ）：,它在大气层中的存在寿命是150年左右，尽管在对流层中是化学惰性的，但是可以利用太阳辐射的光解作用在同温层中将其中的90分解，剩下的10可以和活跃的原子氧O(1D)反应而消耗掉。,N,2,O + hv - N,2,+ O N,2,O + O - N,2,+ O,2,N,2,O + O - 2NO 即使如此大气层中的N2O的速度增加,主要来自于车辆废气、火力发电站和其他工业的燃料燃烧及硝酸、氮肥、炸药的工业生产过程。,单个分子的N,2,O温室效应为CO,2,的200倍.,一氧化二氮（N2O ）：它在大气层中的存在寿命是150年左右,92,第三节 大气污染综合治理,一、减少污染物的排放量,1改革能源结构，逐步用二次能源代替一次能源，开发无污染能源，对燃料进行脱硫处理。,2改革燃烧装置和燃烧方式，提高热效率。,3采用无污染或低污染生产工艺。,4利用余热、余气，提高能源利用率。,第三节 大气污染综合治理 一、减少污染物的排放量,93,二、主要污染物治理,二、主要污染物治理,94,（一）颗粒物的治理,大气中的颗粒物主要来自于矿石燃料的燃烧。因此减少颗粒物的方法主要有两种，一种是改变能源结构或对燃煤进行加工利用；另一种是在废气排放前先将颗粒物处理掉，处理方法通常有以下几种：,（一）颗粒物的治理 大气中的颗粒物主要来自于,95,1、重力除尘装置,其原理是使含尘气体中的尘埃借助重力作用使之沉降而达到除尘的目的。,这种方法简便，投资少，缺点是占地面积大，对粒径较大的尘埃具有较好的作用，而对较小的尘粒的去除率低，除尘效率约为5060，因此只能作为初级除尘手段。,1、重力除尘装置,96,大气污染与防治课件,97,大气污染与防治课件,98,2、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到分离除尘的目的。,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（10um）效果较差。,2、惯性力除尘装置,99,大气污染与防治课件,100,重力与惯性力除尘装置,重力与惯性力除尘装置,101,3、离心力除尘装置,该法是通过使含尘气体在装置中进行高速旋转而使气体中的尘粒产生较大的离心力，从而与气体分离。,这种方法设备简单，费用较低，维护方便，除尘效果也较前两种高（8090）。但对细小的尘粒（5um）去除效果较低。,3、离心力除尘装置,102,G,G,103,旋风除尘器,旋风除尘器,104,4、,洗涤塔,除尘,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；缺点是用水量塔，易产生腐蚀性液体以及需及时对废水、废浆进行处理。,4、洗涤塔除尘,105,大气污染与防治课件,106,大气污染与防治课件,107,大气污染与防治课件,108,5、过滤式除尘装置,这种方法是使含尘气体通过多孔滤料，把气体中的尘粒截留下来而达到除尘的目的。,这种方法的除尘率高（99以上），且对细粉有很强的逋集作用，因而广泛用于各种工业废气除尘中。但它不适用于处理含水、含油及粘结性粉尘，另外不适合处理高温气体。,5、过滤式除尘装置,109,大气污染与防治课件,110,大气污染与防治课件,111,6、,静电除尘,装置,这种方法利用特高压直流电源（40000V）产生的不均匀电场，通过电晕放电，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。,6、静电除尘装置,112,大气污染与防治课件,113,大气污染与防治课件,114,（二）二氧化硫的治理,从排烟中除去SO,2,的技术称为“排烟脱硫”,这类技术已相当多，但总起来可分为湿法和干法两大类。前者是利用SO,2,为酸性氧化物这一特点，后者是利用SO,2,的还原性。,（二）二氧化硫的治理 从排烟中除去SO2的,115,1、湿法排烟脱硫,（1）钠法氢氧化钠或亚硫酸钠吸收法,这种方法是以NaOH、Na,2,CO,3,、或Na,2,SO,3,作为吸收剂吸收SO,2,，因为这种方法吸收速度快，管道和设备不易堵塞，所以应用较广泛。,1、湿法排烟脱硫（1）钠法氢氧化钠或亚硫酸钠吸收法,116,主要反应为：,2NaOH+SO,2,=Na,2,SO,3,+H,2,O,Na,2,CO,3,+SO,2,=Na,2,SO,3,+CO,2,Na,2,SO,3,+SO,2,+H,2,O=2NaHSO,3,主要反应为：,117,吸收剂处理后可获得副产品，主要回收方法有,a.中和法：,NaHSO,3,+NaOH=Na,2,SO,3,+H,2,O,2Na,2,SO,3,+O,2,=2Na,2,SO,4,b.直接利用,将含有的吸收液直接供造纸厂代替烧碱蒸煮纸浆。,吸收剂处理后可获得副产品，主要回收方法有,118,C.回收Na,2,SO,3,吸收液经浓缩、结晶、脱水后回收Na,2,SO,3,晶体。,d.回收石膏法,在含NaHSO,3,的吸收液中加入石灰，使其生成CaSO,3,，再经氧化后生成石膏。,C.回收Na2SO3,119,2NaHSO,3,+Ca(OH),2,=CaSO,3,1/2H,2,O+Na,2,SO,3,+3/2H,2,O,CaSO,3,1/2H,2,O+1/2O,2,+3/2H,2,O=CaSO,4,2H,2,O,e.回收硫法,将吸收液中的加热生成高浓度的，再用于生产硫酸或硫,2NaHSO,3,=Na,2,SO,3,+SO,2,+H,2,O,SO,2,+2H,2,S=3S+2H,2,O,2NaHSO3+Ca(OH)2=CaSO31/2H2O+Na,120,高效,湿法脱硫,设备,高效湿法脱硫设备,121,(2)氨法以氨水作吸收剂,2NH,3,H,2,O+SO,2,=(NH,4,),2,SO,3,+H,2,O,(NH,4,),2,SO,3,+SO,2,+H,2,O=2NH,4,HSO,3,(2)氨法以氨水作吸收剂,122,吸收液经处理后可进行回收,a.回收(NH,4,),2,SO,4,法,吸收液中加入氨水，使NH,4,HSO,3,转化为(NH,4,),2,SO,3,，再经空气氧化后生成硫酸铵，浓缩结晶。,(NH,4,),2,SO,3,+1/2O,2,=(NH,4,),2,SO,4,吸收液经处理后可进行回收,123,b.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,(NH,4,),2,SO,4,+Ca(OH),2,=CaSO,4,2H,2,O+2NH,3,(3)钙法,利用石灰石、生石灰等的乳浊液作吸收剂,b.回收石膏法,124,2、干性排烟脱硫法,（1）活性炭法,利用活性炭的活性及较大的比表面积，使烟气中的SO,2,在活性炭表面上与氧及水蒸气作用生成硫酸。,（2）接触氧化法,对于高浓度的SO,2,烟气的治理，可采用工业接触制硫酸类似的方法进行。,2、干性排烟脱硫法,125,排烟脱硫的方法很多，在选择时应从下面几个方面考虑：,（1）净化效率高，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。,排烟脱硫的方法很多，在选择时应从下面几个方面考虑：,126,环流化床干式脱硫装置,环流化床干式脱硫装置,127,jxs-d干式静电脱硫脱硝装置,jxs-d干式静电脱硫脱硝装置,128,沼气干式脱硫器,沼气干式脱硫器,129,（三）氮氧化物的治理,氮氧化物的工业来源主要是硝酸制造厂、使用硝酸的工厂以及工厂燃料燃烧排放的废气等。从燃烧装置中排放的氮氧化物主要是NO，NO比较稳定，不易溶于水，也不与水反应，目前对它的处理主要有催化还原、吸收等,（三）氮氧化物的治理 氮氧化物的工业来源主,130,1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N,2,的方法，它又分为选择性催化还原和非选择性催化还原法。,1催化还原法,131,（1）非选择性催化还原法,在催化剂存在下，通入的还原性气体不仅与NO作用，而且可与O,2,作用的方法称为非选择性催化还原法。还原气体可用甲烷、氢气、一氧化碳等，催化剂用Pt等，反应温度在400500C。,这种方法适合于废气中O,2,含量较少的废气,（1）非选择性催化还原法,132,（2）选择性催化还原法,在催化剂存在下，还原性气体仅与氮氧化物作用的方法称为选择性催化还原法。,A.氨选择性催化还原法,此法以氨作还原剂，铂作催化剂，在150250,0,C发生反应。,4NH,3,+6NO=5N,2,+6H,2,O,8NH,3,+6NO,2,=7N,2,+12H,2,O,当有微量O,2,时，NO的去除率更高些,4NO+4NH,3,+O,2,=4N,2,+6H,2,O,（2）选择性催化还原法,133,但必须严格控制温度，温度过高时发生 下列反应，生成NO,4NH,3,+5O,2,=4NO+6H,2,O,温度越高，氨越是优先与氧作用。,但必须严格控制温度，温度过高时发生 下列反,134,B.硫化氢选择性催化还原法,NO+H,2,S=S+1/2N,2,+H,2,O,该法同时可除去SO,2,2H,2,S+SO,2,=3S+2H,2,O,B.硫化氢选择性催化还原法,135,C.氯-氨选择性催化还原法,该法以木炭作为催化剂，温度在50,0,C时反应：,2NO+Cl,2,=2NOCl,2NOCl+4NH,3,=2NH,4,Cl+2N,2,+2H,2,O,C.氯-氨选择性催化还原法,136,D.一氧化碳催化还原法,该法以铜铝钒土作催化剂，在538,0,C反应，可同时除去SO,2,2NO+2CO=N,2,+2CO,2,SO,2,+2CO=S+2CO,2,NO,2,+CO=NO+CO,2,D.一氧化碳催化还原法,137,2吸收法,（,1）碱吸收法,该法采用氢氧化钠溶液（30）或碳酸钠溶液（1015%）作吸收剂。当烟气中NO/NO,2,1时，吸收效率比NO仅有1时高10倍。,2吸收法,138,2NaOH+NO+NO,2,=NaNO,2,+H,2,O,2NaOH+NO,2,=NaNO,3,+NaNO,2,+H,2,O,Na,2,CO,3,+NO+NO,2,=2NaNO,2,+CO,2,Na,2,CO,3,+NO,2,=NaNO,3,+NaNO,2,+CO,2,这是一种较为成熟的方法，氮氧化物的吸收率为8090，但碱耗量大，副产品用处也不大。,2NaOH+NO+NO2=NaNO2+H2O,139,（2）硫酸吸收法,第一步 在氧化室进行，将废气与过量的NO,2,通入氧化室，NO,2,将SO,2,氧化成H,2,SO,4,；,SO,2,+NO,2,+H,2,OH,2,SO,4,+NO,第二步 在清除室进行，将第一步清除SO,2,后的气体导入清除室与过量的NO,2,作用，再用硫酸溶液吸收，将已清除氮氧化物和SO,2,的气体排空。,NO+NO,2,N,2,O,3,N,2,O,3,+2H,2,SO,4,2NOHSO,4,+H,2,O,（2）硫酸吸收法,140,第三步 在分解室进行，在分解室中通入空气，使亚硝酰硫酸分解,2NOHSO,4,+1/2O,2,+H,2,O2H,2,SO,4,+2NO,2,生成的硫酸再返回清除室使用，过量的NO,2,转入硝酸生成室,第四步在硝酸生成室进行,3NO,2,+H,2,O2HNO,3,+NO,过量的NO,2,及NO进行再循环,。,第三步 在分解室进行，在分解室中通入空气，,141,3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。,3吸附法,142,（四）光化学烟雾的防治对策,汽车尾气是NOx和碳氢化合物最主要的排放源，改进技术控制汽车尾气是避免光化学烟雾的形成，保证空气环境质量的有效措施。,（四）光化学烟雾的防治对策 汽车尾气是N,143,(1)安装尾气净化装置,主要是在排气系统中安装热反应器，催化反应器和向排气门处喷入新鲜空气的办法来减少尾气污染物的排放量。目前，我国生产的部分汽车已经安装尾气净化装置，并广泛推广三元催化器的使用,。,(1)安装尾气净化装置,144,汽车尾气净化装置(三元催化),汽车尾气净化装置(三元催化),145,(2)改良燃料,改变汽油成分或者使用替代燃料，来降低汽车尾气污染。资料表明，天然气燃料燃烧与无铅汽油相比CO和碳氢化合物的排放量均可降低60以上；甲醇燃料与汽油相比CO和碳氢化合物的排放量也可降低37和56；燃氢汽车排放的NOx不到汽油车的10。,(2)改良燃料,146,（3）种植树木草坪。,（4）掌握气象变化规律，充分利用环境自能力,（5）加强城镇规划，搞好环境功能分区。,（3）种植树木草坪。,147,