大气污染控制技术

大气污染控制技术1大气污染的一般概念2大气污染气象学基础3空气除尘技术4可溶性气体污染物去除技术1大气污染的一般概念1.1大气污染及其分类1.2大气污染的对环境的影响1.3我国大气污染概况1.4大气污染控制及环境标准2大气污染气象学基础2.1大气圈结构与气象要素2.2大气的热力过程2.3大气的运动和风1.1大气污染及其分类1.大气污染的定义大气污染指大气中某种物质的浓度超过正常水平，造成可测的对人体、动物、植被和材料的影响的大气状况。大气污染指大气中某种不良成分达到一定的浓度，造成有害的影响的大气状况。这种成分可能对人体健康、植被、器物或者全球环境以及通过浑浊的空气或不愉快的气味对环境美学造成负面的影响。如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。2.排放源分类人为因素交通发电工业生产工业与民用燃烧其他自然因素地理因素：火山天气因素:日照微生物作用:腐烂植被因素其他亚洲的典型空气污染源：发电、工业、交通、民用燃料、植物燃烧等形成类型分类：一次大气污染物: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一次大气污染物来源污染物来源一氧化碳燃料的不完全燃烧，吸烟碳氢化合物燃料的不完全燃烧，吸烟悬浮颗粒物燃料燃烧,农业生产,工业废物,建筑扬沉二氧化硫化石燃料使用,冶金氮氧化物燃料燃烧形成类型分类：二次大气污染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(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**光化学烟雾对比照片细颗粒物对人体健康和大气环境质量造成的危害要远比粗颗粒物大形成气溶胶，长期悬浮在空气中细颗粒物本身可能是有毒、有害物质细颗粒物易成为其它污染物的运载体和反应体细颗粒物污染可导致低能见度显著降低4.污染物性状分类：细颗粒物污染碳氢气体污染物一氧化碳污染物二氧化硫氮氧化物臭氧层破坏气体温室气体4.污染物性状分类：气态污染物4.污染物性状分类：酸沉降酸沉降是指某一平面上具有致酸潜势的物质的积累。致酸物质是自然和人为活动的过程中产生的。致酸物质按存在形态分为干和湿两种。自然源、电厂以及内燃机等排放出的污染物在大气中发生化学反应产生导致酸沉降的化学物质。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中国酸雨的分布变化主要位于长江以南1.2大气污染对环境的影响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Figure1.IndividualResponsetoOzoneExposure(afterKulle,etal,Am.Rev.)-50510152025300.10.150.20.25OzoneConcentration(ppm)%ReductioninFEV1注：部分人群接触臭氧后肺功能下降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暴露时间，h0.10.11.0101001000NO2浓度，ppmNO2浓度，mg/m3暴露时间，d对器物和材料的影响平均二氧化硫浓度和不同暴露时间对低碳钢的腐蚀作用关系MeanSO2concentration，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，反应生成亚微米气溶胶粒子1.3我国大气污染概况1.污染现状1999年全国重点城市主要大气污染物分布2002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超标颗粒物超标经济水平和污染状况的综合比较TSPconcentrationsinselectedcitiesinvariousyearsfrom1990to1995andnationalGNPpercapita050100150200250300350400450500100100010000100000GNPpercapitainUSDollarsin1995AnnualTSPconcentration(ug/m3)DelhiShanghaiBeijingCalcuttaKualaLumpurBangkokManilaBombayJakartaSingaporeTokyoHongKongTaipeiSeoulWHOGuidelineAnnualTSPconcentration(μg/m3)2.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）4.能源利用状况改善注：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）4.主要污染物排放强度降低注：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排放源源头控制大气受体受体人类动物植物其他反映自然反馈法律途径排放源大气受体污染物扩散、混合、反应与空气传输1.4大气污染控制及环境标准1.空气污染及控制系统2.大气污染控制的研究内容空气污染源污染物在大气中的物理、化学行为污染物对受体的影响污染控制技术控制大气污染的法律法规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。5.大气环境质量标准体系环境质量标准GB3095－1996环境空气质量标准综合排放标准GB16297－1996大气污染物综合排放标准行业排放标准GWPB3－1999锅炉大气污染物排放标准GB4915－1996水泥厂大气污染物排放标准GB9078－1996工业炉窑大气污染物排放标准GB16171－1996炼焦炉大气污染物排放标准GB13223－1996火电厂大气污染物排放标准GB14554－93恶臭污染物排放标准GWPB1－1999轻型汽车污染物排放标准GB14761.2－93车用汽油机排气污染物排放标准GB14761.5－93汽油车怠速污染物排放标准GB14761.6－93柴油车自由加速烟度排放标准GB14761.7－93汽车柴油机全负荷烟度排放标准GB14621－93摩托车排气污染物排放标准GWPB5－2000饮食业油烟排放标准GB5468－91锅炉烟尘测试方法GB11642－89轻型汽车排气污染物测试方法GB/T14762－93车用汽油机排气污染物试验方法GB/T14763－93汽油车燃油蒸发污染物的测量收集法GB11340－89汽车曲轴箱排放物测量方法GB/T3845－93汽油车排气污染物的测量怠速法GB/T3846－93柴油车自由加速烟度的测量GB3847－83汽油柴油机全负荷烟度测量法GB/T5466－93摩托车排气污染物的测量怠速法GB/T14622－93摩托车排气污染物的测量工况法标准检测方法环境空气质量标准Ambientairqualitystandard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。各项污染物的浓度限值注：①适用于城市地区；②适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区；③适用于农业和林业区。污染物名称取值时间浓度限值浓度单位一级标准二级标准三级标准二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70mg/m3(标准状态)总悬浮颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50mg/m3(标准状态)可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25mg/m3(标准状态)二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.080.120.240.080.120.24mg/m3(标准状态)一氧化碳CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00mg/m3(标准状态)臭氧O31小时平均0.160.200.20mg/m3(标准状态)铅Pb