大气污染控制工程-绪论..

大气污染控制工程授课教师：骆林平/褚淑祎/陈亚非办公室：学9325手机：[phone]课程地位及主要内容《大气污染控制工程》是高等学校环境工程专业的一门必修专业课大气污染控制的基本理论各种控制方法的过程分析典型控制设备的工艺设计计算结合大气污染控制工程实验、课程设计及毕业设计（论文）等其他教学环节，为学生进行大气污染控制工程设计及系统分析、科学研究及技术管理打下必要的基础。基本要求了解主要大气污染物及其发生源，环境空气质量控制标准和综合防治措施；了解大气扩散的基本原理，初步学会估算大气污染物浓度和烟囱高度；掌握有关除尘的基本理论，具有选用除尘设备、设计除尘系统的能力；掌握气态污染物控制的基本原理及其方法，能进行一般气态污染物控制系统的设计和典型设备的工艺计算。参考书目《大气污染控制工程例题与习题集》《大气污染控制工程》（影印版）三废处理工程技术手册（大气卷）大气污染及其分类大气污染物的影响大气污染防治法规与标准体系中国的大气污染综合防治学习明确大气污染控制工程的学习对象、内容和目的了解大气的组成，掌握大气污染物的概念，以及主要大气污染物的来源、性质和影响了解大气污染控制方面的法规和标准体系建立大气污染综合防治的概念第一章概论一、大气污染及其分类1.大气圈及大气组成（重点对流层与平流层）大气水蒸气杂质干洁空气氮气（N2）氧气（O2）氩气（Ar2）其他气体：CO2,Ne,He,Kr,H2,N2O,O3等气态物质：SOX,NOX,CO,CO2,H2S,NH3等悬浮颗粒物有机颗粒无机颗粒2.大气污染（airpollution）的定义（ISO）大气污染，通常指由于人类活动和自然过程引起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、健康和福利或危害了环境。大气污染的研究内容大气污染物大气污染物的来源大气污染问题大气污染的影响大气污染的控制/治理3.大气污染物气溶胶状态污染物粉尘：TSP—悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物PM10—悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物（飘尘）PM2.5—悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物PM2.5来源，危害，监测方法（国内外），控制措施？烟/烟尘(fume)：冶金过程形成的固体颗粒，氧化铅烟、氧化锌烟等。飞灰(flyash)：燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰。雾(fog)：气体中液滴悬浮体的总称。一次大气污染物PollutantSourcesCarbonmonoxideIncompleteburningoffossilfuels,TobaccosmokeCarbondioxiderespiration,burningoffossilfuelsHydrocarbonsIncompleteburningoffossilfuels,TobaccoburningSulfurdioxideBurningfossilfuels,SmeltingoreNitrogenoxidesBurningfossilfuels直接以原始形态排放入大气中并达到足够的排放量从而造成健康威胁的污染物SourcesofPrimaryAirPollutants光化学烟雾(Photochemicalsmog)二次大气污染物指大气中的一次污染物通过化学反应生成的化学物质。光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。光化学烟雾形成过程NO2（微量）NO2+UV→NO2NO2→NO+OO+O2→O3O3+NO→NO2+O2O3O3+HC→↓醛类及其它氧化物醛类复杂的有机化合物刺激眼睛NO汽车排气HCNO2太阳紫外光紫外光HC+O2+NO2+UV↓O3+甲醛+PAN+氧化产物O3PAN甲醛、丙稀醛等伤害植物伤害植物刺激眼睛刺激眼睛氧化产物聚合与核长大气溶胶光雾**光化学烟雾实例自然污染源火山喷发森林火灾土壤、岩石风化生物腐烂4.排放源人为污染源交通运输57.5%燃料燃烧22.6%工业生产12.9%SourcesofairbornepollutioninAsiaaremany:powergeneration,industry,traffic,homecooking,andbiomassburning5.大气污染问题温室效应和气候变化臭氧层破坏酸雨室内空气污染室内空气污染一天中80%以上的时间在室内度过。EPA调查显示，民用和商用建筑内的空气污染程度是室外空气污染的数倍、数十倍，有的甚至超过100倍。我国每年由室内空气污染引起的门诊就诊人数达22万人次。主要污染物化学性污染物甲醛、氨气、苯及其同系物，一氧化碳、挥发性有机污染物等生物性污染物细菌、病毒、植物花粉、尘螨等放射性污染物氡气6.中国城市的大气污染概况2011年地级及以上城市环境空气质量级别比例2011年，325个地级及以上城市中，环境空气质量达标城市比例为89.0%，超标城市比例为11.0%。2011年地级及以上城市可吸入颗粒物年均浓度分布2011年地级及以上城市二氧化硫年均浓度分布2011年地级及以上城市二氧化氮年均浓度分布2011年，113个环保重点城市中，环境空气质量达标城市比例为84.1%。与上年相比，达标城市比例提高10.6个百分点。环保重点城市污染物浓度年际变化请自学浙江省环境状况公报中大气质量状况部分！二、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：人群接触臭氧后肺功能下降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）MeanSO2Concentration，ppmWeightlossper100gpanel，g4.对大气能见度的影响大气能见度是指在指定方向上仅能用肉眼看见和辨认的最大距离。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假设光衰减只是由于微粒散射造成的，微粒为尺寸相同的球体，且分布均匀，则能见度可按如下近似方程估算：式中：ρ—视线方向上的颗粒浓度，mg/m3；ρP—颗粒的密度，kg/m3；dP—颗粒直径，μm；K—散射率，即受颗粒作用的波阵面积与颗粒面积之比，K值一般在1.7～2.5左右变化。例题大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0微米，密度为2500kg/m3，如果散射率K=2，能见度为8,000m时颗粒物的浓度是多少？能见度与自然景观例：美国大烟雾山国家公园（北卡罗莱纳州）照片晴天雾天三、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开始停止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4月29日，针对现行大气污染防治法中的不足，对其作了进一步的修订。集中力量抓重点城市的大气污染防治加强机动车污染防治加大城市扬尘的控制力度禁止超过排放标准排放污染物大气污染物排放总量控制和许可证制度建立排污收费制度强化法律责任2.大气环境质量标准体系1.GB3095-96环境空气质量标准2.TJ36-79工业企业设计卫生标准3.GB16297-96大气污染物综合排放标准4.GWPB3-99锅炉大气污染物排放标准5.GB4915-96水泥厂大气污染物排放标准6.GB9078-96工业炉窑大气污染物排放标准7.GB16171-96炼焦炉大气污染物排放标准8.GB13223-96火电厂大气污染物排放标准9.GB14554-93恶臭污染物排放标准10.GB14621-93摩托车排气污染物排放标准11.GB14761.1~14761.7-93汽车大气污染物排放标准污染物排放标准之间的关系：综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行。有行业性排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执行综合排放标准。3.中华人民共和国国家标准环境空气质量标准AmbientairqualitystandardGB3095－2012(代替GB3095－1996)环境保护部2012-02-29批准2016-01-01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、平均时间及浓度限值，监测方法、数据统计的有效性规定及实施与监督等。本标准适用于环境空气质量评价与管理。修订的主要内容调整了环境空气功能区分类，将三类区并入二类区；增设了颗粒物（粒径小于等于2.5um）浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值；调整了颗粒物（粒径小于等于10um）、二氧化氮、铅和苯并芘等的浓度限值；调整了数据统计的有效性规定。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。二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区。三类区为特定工业区。环境空气质量标准分级（环境空气质量标准分为三级）一类区执行一级标准二类区执行二级标准三类区执行三级标准4.空气污染指数分级标准(试行)API空气质量状况对健康的影响0～50优可正常活动51～100良可正常活动101～150III1轻微污染长期接触,易感人群出现症状151～200III2轻度污染长期接触,健康人群出现症状201～250IV1中度污染一定时间接触后,健康人群出现症状251～300IV2中度重污染一定时间接触后,心脏病和肺病患者症状显著加剧300V重度污染健康人群明显强烈症状,提前出现某些疾病IV空气质量级别IIIIII空气污染指数分级浓度限值jkjkjkjkjkjkkkIIII,,1,,1,,)(计算公式：当第k种污染物浓度为时，其分指数为1,,