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1第一章：绪论目的要求：了解大气的组成，大气污染的含义；国内外大气污染概况；大气环境质量标准、大气污染物排放标准；大气污染物的来源和发生量；理解大气污染物及其分类；重点：大气污染物的分类，大气环境质量标准的级别和类型；授课方式：讲授、自学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。干洁空气的主要成分是氮、氧、氩和二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的99.996%（体积）；水蒸气含量，平均不到0.5%，导致了各种复杂的天气现象，对地面的保温起着重要的作用；大气中的各种杂质是由于自然过程和人类活动排到大气中的各种悬浮微粒和气态物质组成的。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、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。21.2大气污染物及其来源一、大气污染物大气污染物的种类很多，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）指悬浮于气体介质中的小固体颗粒，受重力作用能发生沉降，但在一段时间内能保持悬浮状态。颗粒的尺寸范围一般为1-200μm左右；（2）烟（fume）一般指由冶金过程形成的固体颗粒的气溶胶。烟颗粒的尺寸很小，一般为0.01-1μm左右；（3）飞灰（flyash）指随燃料的燃烧产生的烟气排出的分散的较细的灰分；（4）黑烟指由燃料燃烧产生的能见气溶胶；根据我国的习惯，一般可将冶金过程和化学过程形成的固体颗粒气溶胶称为烟尘；将燃料燃烧过程产生的飞灰和黑烟，在不需仔细区分时，也称为烟尘。在其它情况下，或泛指小固体颗粒的气溶胶时，通称粉尘。（5）雾（fog）是气体中液滴悬浮体的总称。工程中，雾一般泛指小液体粒子悬浮体；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、3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、大气污染源大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类；人为污染源的分类：（1）按污染源的空间分布可分为：点源、面源；（2）按照人们的社会活动功能不同分为：生活污染源、工业污染源和交通运输污染源；根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源又可概括为三大方面：燃料燃烧、工业生产和交通运输；前两类统称为固定源，交通运输工具则称为流动源；2、大气污染物的发生量表1-3所示，举实例，列数据进行说明；三、中国城市的大气污染概况中国的大气环境污染以燃煤型为主，主要污染物为TSP和SO2；列举近年来的实际监测数据进行说明；1.3大气污染的影响以自学为主，附以一些实际说明，了解大气对人体健康的影响、对植物的影响、对器物和材料的影响、对大气能见度和气候的影响；1.4大气污染综合防治一、大气污染综合防治的含义基本点是防与治的综合；所谓大气污染综合防治，实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性，经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程措施；二、大气污染综合防治措施1、全面规划、合理布局2、严格环境管理3、控制大气污染的技术措施（1）实施清洁生产（2）实施可持续发展的能源战略4（3）建立综合性工业基地4、控制污染的经济政策5、绿化造林6、安装废气净化装置1.5环境空气质量控制标准一、环境空气质量控制标准的种类和作用1、分类（1）按其用途可分为：环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准及大气污染警报标准等；（2）按其使用范围可分为：国家标准、地方标准和行业标准；2、作用环境空气质量控制标准是执行环境保护法和大气污染防治法、实施环境空气质量管理及防治大气污染的依据和手段二、环境空气质量标准1、制定原则（1）保障人体健康和保护生态环境；（2）合理地协调与平衡实现标准所需的代价与社会经济效益之间的关系；2、环境空气质量标准我国1982年制定并于1996年修订的《环境空气质量标准》（GB3095-1996）根据对空气质量要求的不同，将环境空气质量分为三级，将环境空气质量功能区分为三类；三、工业企业设计卫生标准我国于1962年颁发并于1979年修订的《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79），规定了“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”标准和“车间空气中有害物质的最高容许浓度”标准；四、大气污染物排放标准1、制定原则和制定方法（1）制定原则以环境空气质量标准为依据，综合考虑控制技术的可行性和经济合理性以及地区的差异性，并尽量做到简明易行；（2）制定方法大体上有两种：按最佳适用技术确定的方法和按污染物在大气中的扩散规律推算的方法。52、大气污染物综合排放标准我国在1996年制定了《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996），规定了33种大气污染物的排放限值，其指标体系为最高允许排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放监控浓度限值。五、空气污染指数及报告1、空气污染指数分级及其浓度限值为客观反映我国空气污染状况，今年开始了大中城市空气污染指数（API）日报工作。目前计入空气污染指数的项目定为：可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。2、空气污染指数的计算方法本章小结：6第二章燃烧与大气污染2.1燃料的性质目的要求：了解燃料的分类、燃料的性质，掌握煤的工业分析、元素分析和成分表示方法；重点：煤的工业分析、元素分析和成分表示方法授课方式：讲授燃料是指在燃烧过程中，能够放出热量，且在经济上可以取得效益的物质。主要燃料为煤、石油和天然气等统称为常规燃料。燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。一、煤1、煤的分类（1）褐煤最低品位的煤，形成年代最短，水分含量高，热值较低；（2）烟煤形成年代较褐煤长，适用于工业上的一般应用。（3）无烟煤碳含量最高、煤化时间最长的煤。2、煤的工业分析煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值，是评价工业用煤的主要指标。（1）水分包括外部水分和内部水分。煤中含水分使热值降低，影响燃烧的稳定，一般控制煤中水分在10%-13%左右。（2）灰分是煤中不可燃矿物物质的总称，其含量和组成因煤种及粗加工的不同而已，我国煤炭的平均灰分约为25%。（3）挥发分煤在与空气隔绝的条件下加热分解出的可燃气体物质称为挥发分，通过将风干的煤样在1200K的炉中加热7min而测定。挥发分主要由氢气、碳氢化合物、一氧化碳及少量的硫化氢等组成。在相同的热值下，煤中挥发分越高，就越容易燃着，火焰越长，越易燃烧完全。（4）固定碳从煤中扣除水分、灰分及挥发分后剩下的部分就是固定碳，是煤的主要可燃物质。3、煤的元素分析元素分析是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量。碳和氢是通过燃烧后分析尾气中二氧化碳和水的生成量而测定的；氮含量的测定是在催化剂作用下使煤中氮转变为氨，继而用碱吸收，最后用酸滴定。7测定硫的含量，是将样品放在氧化镁和无水碳酸钠的混合物上加热，使硫化物转变为硫酸盐，在以重量法测定硫酸钡沉淀而决定的。4、煤中硫的形态采用物理、化学和放射化学方法测定的结果证实，煤中含有四种形态的硫：黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（MeSO4）、有机硫（CxHySz）和元素硫。煤中各种形态硫的比例，直接影响煤炭脱硫方法的选择。人们一般把硫分划为硫化铁硫、有机硫和硫酸盐硫三种。前两种能燃烧放出热量称为挥发硫，硫酸盐硫不参加燃烧，是灰分的一部分。据分析，低硫煤中主要是有机硫，约为无机硫的8倍，高硫煤中主要为无机硫，约为有机硫的3倍；5、煤的成分表示方法由于煤中水分和灰分受外界条件的影响，其百分比必然也随之改变。要确切说明煤的特性，必须同时指明百分比的基准。常用的基准有：收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基四种。（1）收到基：以包括全部水分和灰分的燃料作为100%的成分，亦即锅炉燃料的实际成分（锅炉炉前使用的燃料）可表示为Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+War=100%角码“ar”表示收到基成分。因为收到基表示的是实际燃料，所以在进行燃料计算和热效应实验时，都以收到基为准。（2）空气干燥基：以去掉外部水分的燃料作为100%的成分。以角码“ad”表示。Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Wad=100%（3）干燥基：以去掉全部水分的燃料作为100%的成分，以角码“d”表示；Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100%（4）干燥无灰基：以去掉水分和灰分的燃料作为100%的成分叫做干燥无灰基成分。用角码“daf”表示；Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100%表2-2给出了我国部分煤种的煤质分析结果。二、石油石油是液体燃料的主要来源。原油虽然易燃，但出于安全和经济的考虑，一般将原油加工为各种石油化学产品。通过蒸馏、裂化和重整等过程，生产出各种汽油、溶剂、8化学产品和燃料油。三、天然气天然气是典型的气体燃料，它的组成一般为甲烷85%，乙烷10%，丙烷3%；含碳更高的碳氢化合物也可能存在于天然气中。四、非常规燃料除了煤、石油、天然气等常规燃料外，所有可燃性物质都包括在非常规燃料之列；根据来源，非常规燃料可分为如下几类：（1）城市固体燃料；（2）商业和工业固体废弃物；（3）农产物及农村废物；（4）水生植物和水生废物；（5）污泥处理厂废物；（6）可燃性工业和采矿废物；（7）天然存在的含碳和含碳氢的资源；（8）合成燃料；非常规燃料既能提供能源，又能处置废物，减轻对环境的压力。但是非常规燃料的燃烧常常产生出比常规燃料更严重的空气污染和水体污染，应予以特殊的注意。2.2燃料燃烧过程目的要求：了解燃料燃烧的条件，理解并掌握燃烧所需空气量的计算、理解空气过剩系数；重点难点：燃烧所需空气量计算授课方式：讲授一、影响燃烧过程的主要因素燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量（光和热）的释放，同时使燃料的组成元素转变为相应的氧化物。完全燃烧的产物是二氧化碳和水蒸气，不完全燃烧过程将产生黑烟，一氧化碳和其他部分氧化产物等大气污染物；1、燃料完全燃烧的条件要使燃料完全燃烧必须具备如下条件（1）空气条件（2）温度条件燃料只有达到着火温度，才能与氧化合而燃烧；固体燃料＜液体燃料＜气体燃料9（3）时间条件燃料在燃烧室中的停留时间是影响燃烧完全程度的另一基本因素，燃料在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间；（4）燃料与空气的混合条件适当控制这四个因素——空气与燃料之比、温度、时间和湍流度，是在大气污染物排放量最低条件下实现有效燃烧所必须的，评价燃烧过程和燃烧设备时，必须认真考虑这些因素。通常把温度、时间和湍流称为燃烧过程的“