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大气污染控制工程大气污染控制工程第五章大气质量与大气污染大气污染控制工程十一五期间大气污染控制目标•到2010年使65%以上的城市空气环境质量二级和好于二级的天数达到75-80%以上。•改善能源结构•治理面源污染，强化对城市二次扬尘的防治，完善城市环境容量测算方法，实行环境空气质量公告制度。大气污染控制工程“十一五”主要环保指标序号指标2005年2010年“十一五”增减情况1化学需氧量排放总量（万吨）14141270-10%2二氧化硫排放总量（万吨）25492295-10%3地表水国控断面劣V类水质的比例（%）26.1＜22-4.1个百分点4七大水系国控断面好于Ⅲ类的比例（%）41＞432个百分点5重点城市空气质量好于II级标准的天数超过292天的比例（%）69.4755.6个百分点大气污染控制工程大气污染及其控制的动向•据预测，到2010年和2020年，我国煤炭需求总量将分别达到24.5亿吨和29亿吨，燃煤发电机组将分别增加到5.5亿千瓦和6.6亿千瓦，全国燃煤产生的二氧化硫将分别达到3500多万吨和4350多万吨，烟尘、粉尘的产生量也将大幅增加，这对环境造成了巨大压力。•对大气污染的关注已由局地的或区域的污染扩展至全球气候变化•对污染物的关注也不仅局限于常规的一次污染物，越来越关注二次污染物和一些微量的有毒有害物质对环境和人体健康的影响。•大气污染控制技术自身也由末端控制为主发展为以清洁生产为中心的全过程控制。随着社会和经济的发展，我国大气污染控制的重点逐渐由控制燃煤污染扩展至机动车污染控制。一次污染物？二次污染物？大气污染的种类和来源？大气污染控制方法？大气污染控制工程第一节大气的结构及组成一、大气结构大气层是指包围在地球周围，距地球表面约1000-1400多公里厚度的气体构成。把受地心引力而随地球旋转的大气层称为大气圈，总质量6000×1015kg，约占地球质量的百万分之一。大气圈可分为对流层、平流层、中间层、暖层和逸散层五层。二、大气组成恒定组分、可变组分和不定组分高度5km10km30km大气质量分布50%75％90％大气污染控制工程对流层—与人类关系最密切•对流层顶的高度在赤道地区约18公里，中纬度地区约12公里，极地地区约8公里。•对流层紧邻地表，其中温度随高度增加而降低，平均每升高1公里约减少6.5℃，至对流层顶温度降到极小值。•对流层中的对流运动显著，是热量垂直输送的主要控制因子，云和降水等天气现象就发生在这一层。•大气与地表接触，水蒸气、尘埃、微生物及人类活动产生的有毒物质进入空气层，因此对流层对人类影响较大，大气污染就是指这一层。大气污染控制工程平流层平流层位于对流层之上，平流层顶高地表约50-60公里。大气密度低，总质量占大气总质量的5％。平流层下层，从对流层顶到35-45km，气温几乎不随高度变化，成为同温层；平流层上层，气温随高度增加而升高，到平流层顶可接近0度。平流层中的臭氧层吸收太阳紫外辐射，对太阳辐射和宇宙射线给地球生命带来的致命危害起到防护作用。平流层大气温度层结非常稳定，其中的热量输送以辐射传输为主。大气污染控制工程中间层暖层逸散层•中间层位于平流层之上，中间层顶离地表约80-85公里，层内温度随高度增加而下降。下暖上凉，再次出现空气的垂直运动。中间层顶的空气在紫外线作用下电离。•暖层（或热成层）位于中间层之上，暖层顶离地表约800公里。这层大气由于吸收太阳紫外辐射，温度随高度增加而上升。气体密度低，在宇宙射线作用下呈电离状态，故称为电离层，能使无线电波返回地面，对远距离通讯极为重要。•暖层顶以上为逸散层，那里大气已极稀薄，每立方厘米不到一千万个原子(海平面处每立方厘米约一百亿亿个原子)。距地面越远，气温越高，气体分子电离度增大。气体粒子能克服地球引力逸向星际空间。大气污染控制工程大气污染控制工程二、大气的组成混合气体（干洁空气）、水汽和悬浮颗粒组成恒定组分、可变组分和不定组分恒定组分指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。大气污染控制工程大气的组成微小尘埃1、水的相变产生一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度。2、成云致雨的必要条件。少水汽大量吸收太阳紫外线少臭氧1、光合作用的基本原料。2、对地面起保温作用。0.03％二氧化碳维持生命活动的必须物质；地表主要氧化剂氧气蛋白质的主要组成成分78%21％氮气干洁空气作用含量组成（成分）大气污染控制工程第二节大气污染•大气污染是指由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中，呈现足够的浓度和达到足够时间，并因此而危害了人群的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。大气污染和空气污染•大气污染的类型（一）根据污染物的化学性质及其存在的大气状况，可将大气污染分为还原型大气污染和氧化型大气污染。（二）根据燃料性质和污染物的组成，可将大气污染分为煤炭型、石油型、混合型和特殊型四类。（三）根据存在形态，可分为颗粒污染物和气态污染物两大类。大气污染控制工程颗粒污染物粉尘，悬浮于气体介质中的细小固体粒子，1-200微米之间，大于10微米的粒子靠重力作用能在较短时间那沉降到地面称为降尘；小于10微米的粒子能长期在大气中漂浮，成为飘尘。烟，冶金过程形成的固体粒子的气溶胶，在工业生产过程中总是伴有氧化之类的化学反应，熔融物质挥发后生成的气态物质冷凝时便生成各种烟尘。0.01-1微米。飞灰，指燃料燃烧后产生的烟气带走的灰份中分散得较细的粒子。灰份是含碳物质燃烧后残留的固体渣。黑烟，由燃烧产生的能见气溶胶，不包括水蒸气。0.05-1微米。雾，小液体粒子的悬浮体，200微米。总悬浮颗粒物（TSP），大气中粒径小于100微米的所有固体颗粒。大气污染控制工程气态污染物种类多，但主要有五类：大气污染物主要成分颗粒物指大气中液体、固体状物质，又称尘。硫氧化物是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。碳的氧化物主要包括二氧化碳和一氧化碳。氮氧化物是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。碳氢化合物是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。大气污染控制工程一次污染物与二次污染物一次污染物是大气污染物中从污染源直接排出的原始物质，如颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等；二次污染物则是由污染源排出的一次污染物与大气正常组分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学或光化学反应而形成了与原污染物性质不同的新污染物。其毒性一般较一次污染物强。如光化学烟雾、煤烟型烟雾等大气污染控制工程二、大气污染源1、燃料燃烧2、工业生产过程3、交通污染源4、生活源大气污染控制工程大气污染控制工程汽车排气的化学组成•大气污染控制工程三、中国大气污染的特征①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；②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；③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；④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。大气污染控制工程四、大气污染的危害•（一）对人体健康的危害急性中毒、慢性中毒、致癌•（二）对工农业生产的危害酸雨腐蚀和生态破坏，精密仪器设备•（三）对大气和气候的影响温室气体、腐蚀臭氧层、能见度降低大气污染控制工程主要污染物：烟尘、SO2、氮氧化物、CO等危害：（1）通过呼吸进入人或动物体内，危害人内或动物的呼吸系统、致癌。大气污染控制工程酸雨直接危害植物的叶和芽，使农作物和树木死亡（3）对气候的影响温室效应：大气中CO2等温室气体含量过高（2）进入水体或土壤被植物吸收，进而危害人或动物的健康。温室效应大气污染控制工程温室气体能吸收地表辐射出的特殊波长（红外线）的气体•GreenhouseGas,GHG包含水（H2O）、臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）及氟氯碳化物（CFCS）与氟氯烃（HCFCS）等。•GlobalWarmingPotential,GWP•以HFCs、PFCs、SF6造成温室效应的能力最强，但对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量多，所占的比例也最大，约为55%。控制二氧化碳的排放是重点。种类CO2CH4N2OSF6HFCs-134aHFCs-152aGWP125298228001430124大气污染控制工程•温室气体减量从生产、消费、物料循环开始；改进消费观念、资源观念、生产方式•生活中如何减少CO2排放?•体现在食、衣、住、行、娱乐定期更换或清洗冷气滤网:CO2减量约80公斤/年减少家电待机时间:CO2减量约55公斤/年回收家中资源垃圾:CO2减量约386公斤/年购买再生材质包装的产品:CO2减量约105公斤/年在家中周边种树:CO2减量约2273公斤/年减少汽机车使用(每一公里):CO2减量约38公斤/年厉行行垃圾减量25%:CO2减量约455公斤/年3392公斤大气污染控制工程南极上空臭氧空洞的变化1990年《蒙特利尔议定书》严格限制氯氟烃的排放量。大气污染控制工程第三节大气环境质量控制标准一、环境空气质量标准•1996年10月1日开始实施的《环境空气质量标准》（GB3095-82）。新标准将环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、风景名胜区合其他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、一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。•环境空气质量标准分为三级，执行级别根据环境空气质量功能区的分类确定，即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。大气污染控制工程二、大气污染物排放标准大气污染物排放标准是指为了实现大气环境质量标准，根据国家不同时期的经济技术条件，对排入大气环境中的污染物质浓度或数量所作出的限量规定。分为两级，即国家大气污染物排放标准和地方大气污染物排放标准。指标体系本标准设置下列三项指标：①通过排气筒排放废气的最高允许排放浓度。②通过排气筒排放的废气，按排气筒高度规定的最高允许排放速率。任何一个排气筒必须同时遵守上述两项指标，超过其中任何一项均为超标排放。③以无组织方式排放的废气，规定无组织排放的监控点及相应的监控浓度限值。大气污染控制工程相关概念•最高允许排放浓度指排气筒中污染物任何1小时浓度平均值不得超过的限值。•最高允许排放速率指一定高度的排气筒任何1小时排放污染物的质量不得超过的限值。•无组织排放指大气污染物不经过排气筒的无规则排放。低矮排气筒的排放属有组织排放，但在一定条件下也可造成与无组织排放相同的后果。因此，在执行“无组织排放监控浓度限值”指标时，由低矮排气筒造成的监控点污染物浓度增加不予扣除。•无组织排放监控点依照标准规定，为判别无组织排放是否超过标准而设立的监测点。•无组织排放监控浓度限值指监控点的污染物浓度在任何1小时的平均值不得超过的限值。大气污染控制工程排放速率标准分级•本标准规定的最高允许排放速率，现有污染源分一、二、三级，新污染源分为二、三级。按污染源所在的环境空气质量功能区类别，执行相应级别的排放速率标准，即：•位于一类区的污染源执行一级标准(一类区禁止新、扩建污染源，一类区现有污染源改建执行现有污染源的一级标准)；•位于二类区的污染源执行二级标准；•位于三类区的污染源执行三级标准。大气污染控制工程三、环境技术标准用于保证大气质量标准和排放标准等的实施。包括：•大气环境基础标准•方法标准（采样分析标准）•样品