内蒙科大大气污染控制工程课件第01章 绪论

大气污染控制工程能源与环境学院环境工程系大气污染控制工程普通高等教育“十一五”国家级规划教材郝吉明马广大主编大气污染控制工程课程目录第01章绪论（2学时）第02章燃烧与大气污染（4学时）第03章大气污染气象学（4学时）第04章大气污染浓度估算模式（6学时）第05章颗粒污染物控制技术基础（4学时）第06章除尘装置（10学时）第07章气态污染物控制技术（2学时）第08章硫氧化物的污染控制（4学时）第09章固定源氮氧化物污染控制（2学时）第10章挥发性有机污染控制（4学时）第11章集气罩与风管设计（4学时）实验（10学时）第一章绪论主要内容：1.1大气与大气污染1.2大气污染物及其来源1.3大气污染的影响1.4大气污染综合防治1.5环境空气质量控制标准1.1大气与大气污染一、大气的组成1.大气与空气（1）大气（atmosphere）：是指环绕地球的全部空气的总和（TheentiremassofairwhichsurroundstheEarth）；（2）环境空气（ambientair）：是指人类、植物、动物和建筑物暴露于其中的室外空气。2.大气的组成大气是由多种气体混合而成的，其组成可以分为三个部分：干燥清洁的空气、水蒸气和各种杂质。二、大气污染1、定义大气污染指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境。大气污染主要是人类活动造成的。2、分类按照大气污染的范围来分，大致可分为四种：局部地区污染、地区性污染、广域污染和全球性污染；三、全球性大气污染问题全球性大气污染问题包括：温室效应臭氧层破坏酸雨中国酸雨的分布变化主要位于长江以南pH5.6pH7.0pH7.0N/ATaiwanAcidraindistributionin80’spH7.0pH7.0pH5.6pH5.0pH4.5pH4.0Acidraindistributioninmiddle90’s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1.2大气污染物及其来源一、大气污染物按其存在状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物和气体状态污染物；1、气溶胶状态污染物气溶胶指沉降速度可以忽略的小固体粒子，液体粒子或他们在气体介质中的悬浮体系；从大气污染控制的角度，按照气溶胶的来源和物理性质，可将其分为如下几种：（1）粉尘（dust）颗粒的尺寸范围一般为1-200μm左右；（2）烟（fume）一般为0.01-1μm左右；（3）飞灰（flyash）（4）黑烟（5）雾（fog）在我国的环境空气质量标准中，还根据粉尘颗粒的大小，将其分为总悬浮颗粒物（TSPtotalsuspendedparticles）和可吸入颗粒物（inhalableparticles）总悬浮颗粒物（TSP）：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物；可吸入颗粒物（PM10）：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物；2、气体状态污染物气体状态污染物是以分子状态存在的污染物，简称气态污染物。气态污染物总体上可分为五大类：含硫化合物、含氮化合物、碳氧化物、有机化合物及卤素化合物；见表1-2所示；对于气态污染物，又可分为一次污染物和二次污染物；二、大气污染物的来源和发生量1、大气污染源自然污染源和人为污染源两类；2、大气污染物的发生量三、中国城市的大气污染概况TSPSO2NOx2002年中国城市空气质量状况不同空气质量状况下的人口比例达标26.3%三级41.6%劣于三级32.1%全国城市空气质量分级比例一级3.2%二级30.9%三级34.7%劣于三级31.2%不同规模城市空气污染程度（2002年）空气质量达标SO2超标颗粒物超标1.3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CO（10-6）对人体健康的影响5～10对呼吸道患者有影响30人滞留8h，视力及神经机能出现障碍40人滞留8h，出现气喘1201h接触，中毒，血液中CO—Hb10%2502h接触，头疼，血液中CO—Hb=40%5002h接触，剧烈心痛，眼花，虚脱300030min即死亡NO2对人体健康的影响NO2（10-6）对人体健康的影响1闻到臭味5闻到强臭味10～1510min眼、鼻受到刺激501min内人呼吸困难803min感到胸痛、恶心100～150在30～60min内死亡250很快死亡臭氧对人体健康的影响注：部分人群接触臭氧后肺功能下降Figure1.IndividualResponsetoOzoneExposure(afterKulle,etal,Am.Rev.)-50510152025300.10.150.20.25OzoneConcentration(ppm)%ReductioninFEV1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暴露时间，h0.10.11.0101001000NO2浓度，ppmNO2浓度，mg/m3暴露时间，d3.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（1963－1964年9月，在芝加哥的七个地点进行的实验）Source：AirandWasteManagementAssociationMeanSO2concentration，ppmWeightlossper100gpanel，g4.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能见度与大气中颗粒物浓度的关系应用最广的估算能见度的方程是Koschmeider方程：LV为能见度范围，即一般人刚刚可以将暗色物体（例如山或高楼）从天空的背景上分辨出来的距离。此方程是估算方程，基于大气颗粒物为一般组成的情况。3V1200kmμg/mLParticleconcentration利用上述方程估算大气颗粒物浓度等于NAAQS的年均和日均PM10标准时的能见度范围。美国大峡谷及周围地区在晴朗的天气里非常容易看到160公里以外的山脉。此时大气中颗粒物的浓度可能为多少？如果大气中颗粒物的浓度增加1μg/m3，能见度水平下降的百分比为多少？假定原能见度为20km。如果原来的能见度范围为200km，下降的比例又为多少？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1.4中国的大气污染综合防治1.能源利用情况注：中国正在不断提高能源使用的效率，但还未达到美国的水平（1980-1995年数据）2.主要污染物排放注：近年来GDP持续增长，主要污染物排放却有所下降来源：中国统计年鉴，中国环境状况公报40506070809010011012013014019971998199920002001年份指数（1997＝100）GDP二氧化硫化学需氧量烟尘3.控制大气污染的技术措施1)清洁生产：清洁的生产过程和清洁的产品2)可持续发展的能源战略改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质能源比例提高能源利用效率和节约能源推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术积极开发利用新能源和可再生能源3)建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量4.控制污染的经济政策1)必要的环境保护投资环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.5%～1％，发达国家为1%～2％我国目前比例为0.7%～0.8％，希望能达到1.5％2)实行“污染者和使用者支付原则”，可采用的经济手段：建立市场（排污许可证制度等）税收手段（污染税、资源税等）收费制度（排污费等）财政手段（生态环境基金等）责任制度（赔偿损失和罚款等）1.5大气污染防治法规与标准体系1.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。2000年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。2.大气环境质量标准体系1.GB3095－1996环境空气质量标准2.GB16297－1996大气污染物综合排放标准3.GWPB3－1999锅炉大气污染物排放标准4.GB4915－1996水泥厂大气污染物排放标准5.GB9078－1996工业炉窑大气污染物排放标准6.GB16171－1996炼焦炉大气污染物排放标准7.GB13223－1996火电厂大气污染物排放标准8.GB14554－93恶臭污染物排放标准9.GWPB1－1999轻型汽车污染物排放标准10.GB14761.2－93车用汽油机排气污染物排放标准11.GB14761.5－93汽油车怠速污染物排放标准12.GB14761.6－93柴油车自由加速烟度排放标准13.GB14761.7－93汽车柴油机全负荷烟度排放标准14.GB14621－93摩托车排气污染物排放标准15.GWPB5－2000饮食业油烟排放标准16.GB5468－91锅炉烟尘测试方法17.GB11642－89轻型汽车排气污染物测试方法18.GB/T14762－93车用汽油机排气污染物试验方法19.GB/T14763－93汽油车燃油蒸发污染物的测量收集法20.GB11340－89汽车曲轴箱排放物测量方法21.GB/T3845－93汽油车排气污染物的测量怠速法22.GB/T3846－93柴油车自由加速烟度的测量滤纸烟度法23.GB3847－83汽油柴油机全负荷烟度测量法24.GB/T5466－93摩托车排气污染物的测量怠速法25.GB/T14622－93摩托车排气污染物的测量工况法3.中华人民共和国国家标准环境空气质量标准AmbientairqualitystandardGB3095－1996(代替GB3095－82)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。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