1、藍藍的天空 綠綠的草原 這是我的家啊.受到污染的空氣受到污染的空氣第第1313章章 大氣的污染大氣的污染13.1 13.1 大氣的組成13.2 13.2 大氣污染的形成和污染源大氣污染的形成和污染源13.3 13.3 一次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物13.4 13.4 大氣污染物各論大氣污染物各論13.5 13.5 空氣污染與人體健康空氣污染與人體健康 思考題與習題思考題與習題7 13.1 13.1 大氣的組成大氣的組成區(qū)別區(qū)別 空氣：空氣：對于室內(nèi)和特指某個地方（如車間、廠區(qū)等）供對于室內(nèi)和特指某個地方（如車間、廠區(qū)等）供動植生存的氣體動植生存的氣體 大氣：大氣：大區(qū)域或全球性的

2、氣流大區(qū)域或全球性的氣流大氣的總質(zhì)量約為大氣的總質(zhì)量約為6 610107 7 億億t t，相當于地球質(zhì)量的，相當于地球質(zhì)量的1/101/106 6 。大氣的厚度約大氣的厚度約1000km1000km，其中我們賴以生存的空氣主要是，其中我們賴以生存的空氣主要是地面地面101012km12km范圍內(nèi)的一部分。范圍內(nèi)的一部分?？勺兊模憾趸己退魵饪勺兊模憾趸己退魵獠欢ǖ模何廴疚锩簾煛⒘蜓趸?、氮不定的：污染物煤煙、硫氧化物、氮氧化物等氧化物等恒定的：氮恒定的：氮 、氧、氬、氧、氬、 微量的氖、微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有氣體氦、氪、氙、氡等稀有氣體大氣組成氣體氣體體積分數(shù)體積分數(shù)/ /p

3、pmppm 氣體氣體體積分數(shù)體積分數(shù)/ /ppmppm 氮氮780900780900 氪氪1.01.0 氧氧209400209400 一氧化碳一氧化碳0.50.5 氬氬93009300 氫氫0.50.5 二氧化碳二氧化碳315315 氙氙0.080.08 氖氖1818 二氧化氮二氧化氮0.020.02 氦氦5.25.2 臭氧臭氧0.010.010.040.04 甲烷甲烷1.01.01.21.2正常（干燥）空氣的氣體成分正常（干燥）空氣的氣體成分13.2 13.2 大氣污染的形成和污染源大氣污染的形成和污染源大氣（空氣）污染的定義大氣（空氣）污染的定義： 自然界中局部的質(zhì)能變化和人類的生產(chǎn)和生活

4、活自然界中局部的質(zhì)能變化和人類的生產(chǎn)和生活活動，改變大氣圈中某些原有成分和向大氣中排放有毒動，改變大氣圈中某些原有成分和向大氣中排放有毒害物質(zhì)，以致使大氣質(zhì)量惡化，害物質(zhì)，以致使大氣質(zhì)量惡化，影響影響原來有利的生態(tài)原來有利的生態(tài)平衡體系，平衡體系，嚴重威脅嚴重威脅著人體健康和正常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，著人體健康和正常工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及對建筑物和設備財產(chǎn)等構(gòu)成損壞即為大氣污染。以及對建筑物和設備財產(chǎn)等構(gòu)成損壞即為大氣污染。大氣污染源的劃分方法大氣污染源的劃分方法： 按污染源存在形式按污染源存在形式 按污染物排放的方式按污染物排放的方式 按污染物排放的時間按污染物排放的時間 按污染物產(chǎn)生的類型按污染物產(chǎn)生的類

5、型按污染源存在的形式劃分固定污染源移動污染源 適用于進行大氣質(zhì)量評價時滿足繪制污染源分適用于進行大氣質(zhì)量評價時滿足繪制污染源分析圖的需要。析圖的需要。根據(jù)能源性質(zhì)根據(jù)能源性質(zhì)石油型大石油型大氣污染氣污染混合型大混合型大氣污染氣污染煤炭型大煤炭型大氣污染氣污染按污染物排放的方式劃分線源面源高架源 適用于大氣擴散的計算。適用于大氣擴散的計算。按污染物排放的時間按污染物排放的時間劃分劃分瞬間源瞬間源間斷源間斷源連續(xù)源連續(xù)源適用于分析污染物排放的時間規(guī)律。適用于分析污染物排放的時間規(guī)律。按污染物產(chǎn)生的類型劃分按污染物產(chǎn)生的類型劃分汽車排汽車排氣氣家庭爐灶家庭爐灶排氣排氣工業(yè)污工業(yè)污染源染源1.重要的空

6、重要的空氣污染物氣污染物碳氫化合物碳氫化合物（HC）一氧化碳一氧化碳（CO）微粒物質(zhì)微粒物質(zhì)（particulates）硫氧化物硫氧化物（SO）氮氧化物氮氧化物（NO）13.3 13.3 一次污染物和二次污染物一次污染物和二次污染物 這些污染物排放到大氣中后，與正?？諝獬蛇@些污染物排放到大氣中后，與正?？諝獬煞窒嗷旌希谝欢l件下會發(fā)生各種物理化學分相混合，在一定條件下會發(fā)生各種物理化學變化，并可能生成一些新的污染物質(zhì)變化，并可能生成一些新的污染物質(zhì)。2. 2. 一次污染物一次污染物定義定義：指從各類污染源排出的物質(zhì)指從各類污染源排出的物質(zhì)分類：分類：反應性污染物和非反應性污染物反應性污染物和

7、非反應性污染物 一次污染物在大氣中的物理化學反應可分為：一次污染物在大氣中的物理化學反應可分為：（1 1）氣體污染物之間的化學反應）氣體污染物之間的化學反應 例例 （2 2）空氣中粒狀污染物對氣體污染物的吸附作用，）空氣中粒狀污染物對氣體污染物的吸附作用，或粒狀或粒狀 污染物表面上的化學物質(zhì)與氣體污染物之污染物表面上的化學物質(zhì)與氣體污染物之間的化學反應間的化學反應 例例（3 3）氣體污染物在氣溶膠中的溶解作用）氣體污染物在氣溶膠中的溶解作用（4 4）氣體污染物在太陽光作用下的光化學反應）氣體污染物在太陽光作用下的光化學反應 3. 3. 二次污染物二次污染物定義：定義：由上述各種化學反應的結(jié)果所

8、產(chǎn)生的一些由上述各種化學反應的結(jié)果所產(chǎn)生的一些 新的污染物稱為二次污染物新的污染物稱為二次污染物常見的二次污染物：常見的二次污染物： 臭氧、過氧化乙酰硝酸酯（臭氧、過氧化乙酰硝酸酯（PAN）、硫酸及硫）、硫酸及硫酸鹽氣溶膠、硝酸及硝酸鹽氣溶膠，以及一些活性酸鹽氣溶膠、硝酸及硝酸鹽氣溶膠，以及一些活性中間產(chǎn)物，如過氧化氫基（中間產(chǎn)物，如過氧化氫基（HO ）、氫氧基）、氫氧基（OH ）、過氧化氮基（）、過氧化氮基（NO ）和氧原子（）和氧原子（O ）等。等。2222H S+SO3S+2H O 催化劑常溫下，有催化劑存在時，硫化氫和二常溫下，有催化劑存在時，硫化氫和二氧化硫氣體污染物之間的反應氧化硫

9、氣體污染物之間的反應244MgO+4SO3MgSO +MgS 塵粒中的某些金屬氧化物與二氧化硫直塵粒中的某些金屬氧化物與二氧化硫直接反應，生成硫酸鹽接反應，生成硫酸鹽13.4 13.4 大氣污染物各論大氣污染物各論一、碳的氧化物一、碳的氧化物 大氣中碳的氧化物主要是大氣中碳的氧化物主要是CO和和CO2，CO是大氣的主要污染物之一。是大氣的主要污染物之一。COCO的形成原因：的形成原因：碳氫化合物不完全燃燒的碳氫化合物不完全燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)物COCO主要來源：主要來源： 燃料、日益增加的交通燃料、日益增加的交通量、固體廢棄物的處置、量、固體廢棄物的處置、樹葉等的燃燒等樹葉等的燃燒等一氧化碳一氧化碳性

10、質(zhì)：無色、無臭、無味的氣體性質(zhì)：無色、無臭、無味的氣體危害：它能與血紅素作用生成羧基血紅素危害：它能與血紅素作用生成羧基血紅素（COHb），使血液攜氧能力降低引起缺氧），使血液攜氧能力降低引起缺氧 （圖）（圖）2. 氮氧化物氮氧化物 造成大氣污染的含氮氧化物主要有造成大氣污染的含氮氧化物主要有NO和和NO2以及它們可能產(chǎn)生的二次污染物。以及它們可能產(chǎn)生的二次污染物。（2）主要來源：）主要來源： 石化燃料的燃燒（汽車排石化燃料的燃燒（汽車排氣、火力發(fā)電）、硝酸的氣、火力發(fā)電）、硝酸的生產(chǎn)或使用、氮肥廠、有生產(chǎn)或使用、氮肥廠、有色金屬冶煉廠的生產(chǎn)過程色金屬冶煉廠的生產(chǎn)過程等。等。 燃料燃燒生成的氮

11、氧化物燃料燃燒生成的氮氧化物主要是主要是NO。（1）性質(zhì)：）性質(zhì)：濃度高的氣體呈棕黃色濃度高的氣體呈棕黃色 （圖）（圖）（3 3） 氮氧化物對人體健康的危害氮氧化物對人體健康的危害與血紅蛋白的親和力比與血紅蛋白的親和力比COCO大幾百倍，使血大幾百倍，使血液運送氧的功能下降液運送氧的功能下降NONO：NONO2 2： 是腐蝕劑，毒性比是腐蝕劑，毒性比NONO大大5 5倍，損害肺功能倍，損害肺功能 形成光化學煙霧的主要物質(zhì)之一形成光化學煙霧的主要物質(zhì)之一 與與SOSO2 2、顆粒物共存時，表現(xiàn)出污染物的協(xié)同作用、顆粒物共存時，表現(xiàn)出污染物的協(xié)同作用熱解熱解NO燃燒燃燒NO區(qū)分？“黃黃 龍龍”3.

12、 3. 碳氫化合物碳氫化合物 性質(zhì)：性質(zhì)：有機物有機物危害：危害：城市空氣中的碳氫化合物雖然對健康無害，城市空氣中的碳氫化合物雖然對健康無害，但能導致生成有害的光化學煙霧但能導致生成有害的光化學煙霧來源：來源：自然界中主要是由生物分解作用產(chǎn)生的自然界中主要是由生物分解作用產(chǎn)生的 (CH4)(CH4)(萜烯萜烯C5H8)C5H8)； 人為的碳氫化合物來源有二：即不完全的燃人為的碳氫化合物來源有二：即不完全的燃燒和有機化合物的蒸發(fā)（如室內(nèi)裝潢溶劑揮發(fā)）。燒和有機化合物的蒸發(fā)（如室內(nèi)裝潢溶劑揮發(fā)）。 一般是指可揮發(fā)的所有碳氫化合物（ClC8）4.4.含硫化合物含硫化合物 主要指二氧化硫（主要指二氧化

13、硫（SO2）、三氧化硫）、三氧化硫（SO3）、硫化氫（）、硫化氫（H2S）和硫酸鹽等。）和硫酸鹽等。 性質(zhì)：性質(zhì)：腐蝕性強腐蝕性強SO2主要來源：主要來源：含硫煤和石油等燃料的燃燒含硫煤和石油等燃料的燃燒含硫氧化物是形成酸雨或酸沉降的主要前體物之一含硫氧化物是形成酸雨或酸沉降的主要前體物之一SO2濃度（濃度（ppm）對人體健康及生物的影響對人體健康及生物的影響0.03慢性植物損傷，葉落過多慢性植物損傷，葉落過多0.04支氣管炎及肺癌死亡率增高支氣管炎及肺癌死亡率增高0.046學齡兒童呼吸系統(tǒng)疾病增多學齡兒童呼吸系統(tǒng)疾病增多0.11-0.19老年人呼吸系統(tǒng)疾病增多老年人呼吸系統(tǒng)疾病增多0.21慢

14、性肺癌加重慢性肺癌加重0.25死亡增加，發(fā)病率急增死亡增加，發(fā)病率急增2 2、二氧化硫?qū)θ梭w健康的危害、二氧化硫?qū)θ梭w健康的危害危害：危害：腐蝕破壞鋼制物品；腐蝕破壞鋼制物品； 皮革失去強度，建筑材料破壞，塑像毀壞；皮革失去強度，建筑材料破壞，塑像毀壞； 損害植物葉片，影響其生長并降低其產(chǎn)量；損害植物葉片，影響其生長并降低其產(chǎn)量； 刺激人的呼吸系統(tǒng)；刺激人的呼吸系統(tǒng)； SO2還有促癌作用等。（當空氣中有微粒物質(zhì)還有促癌作用等。（當空氣中有微粒物質(zhì)共存時其危害可增大共存時其危害可增大3434倍）倍） （圖）（圖）5.顆粒污染物（氣溶膠）顆粒污染物（氣溶膠） 指所有包含在大氣中的分散的固態(tài)、液態(tài)物

15、質(zhì)，其直徑約為0.002m -100m?？倯腋☆w粒物（TSP）: 指能懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑100m的顆粒物的總稱。 可吸入顆粒物（PM10）: 指懸浮在空氣中，空氣動力學當量直徑10m的顆粒。 大氣質(zhì)量評價中通用的重要污染指標：5.顆粒污染物（氣溶膠）顆粒污染物（氣溶膠） 一般是指粒徑大于75m的顆粒物 由于粒徑較大，易于沉降到地面塵粒 固體物料的研磨、粉碎、裝卸、輸送過程中產(chǎn)生的粒徑小于75m的顆粒物。粉塵 燃料燃燒、高溫熔融、化學反應等過程中形成的粒徑小于1m 、漂浮于大氣中的顆粒物。 煙塵 粒徑小于100m的小液體粒子的總稱，包括水霧、酸霧、堿霧、油霧等。霧塵x 空氣中微粒的

16、危害：空氣中微粒的危害：1.遮擋陽光，使氣溫降低或形成冷凝核心使遮擋陽光，使氣溫降低或形成冷凝核心使云霧雨水增多，以致影響氣候云霧雨水增多，以致影響氣候2.使可見度降低，交通事故增加使可見度降低，交通事故增加 附：可見附：可見度計算度計算3.可見度差，照明耗電增加，燃料消耗增多，可見度差，照明耗電增加，燃料消耗增多，空氣污染也更嚴重，形成惡性循環(huán)空氣污染也更嚴重，形成惡性循環(huán)4.燃煤生成的燃煤生成的SO 加上微粒的作用，對呼吸系加上微粒的作用，對呼吸系統(tǒng)的危害特別大統(tǒng)的危害特別大5.用四乙基鉛作汽油防爆劑時，排入空氣中用四乙基鉛作汽油防爆劑時，排入空氣中的鉛有的鉛有97為直徑小于為直徑小于0.

17、5m的微粒，分布的微粒，分布廣危害大廣危害大1 2 0 7 .5r =C可見度計算：可見度計算：r 可見度可見度 kmC微粒濃度微粒濃度g/m3“沙塵天氣沙塵天氣”1 1、顆粒污染物對人體健康的危害、顆粒污染物對人體健康的危害n造成血液中毒；造成血液中毒；n造成細胞破壞，造成細胞破壞，侵入肺組織或侵入肺組織或淋巴結(jié)可引起淋巴結(jié)可引起塵肺塵肺 PM2.5 根據(jù)20082011年試點監(jiān)測數(shù)據(jù)，PM2.5正是灰霾的主要污染物，南京市PM2.5濃度約占PM10（可吸入顆粒物）濃度的50-60%。2008、2009、2010年這三年來，南京市城區(qū)PM2.5年均值呈逐年上升趨勢，平均濃度為63微克/立方米

18、，超標環(huán)境空氣質(zhì)量標準(二次征求意見稿)0.8倍。 2010年南京城區(qū)PM2.5年平均值70微克/立方米，超標1倍；而今年截止到目前，南京的PM2.5年均濃度為52微克/立方米，仍超標0.5倍。PM2.5最高值出現(xiàn)在大年除夕至初一，當時超標2.21倍。 據(jù)陸曉波分析，南京PM2.5污染也是有規(guī)律可循的。7-9月份受夏季降雨及有利擴散條件的影響，PM2.5超標的幾率相對較?。欢谇锒竟?jié)，受區(qū)域霧霾天氣影響，排放的大氣污染物難以擴散和清除，則易造成PM2.5濃度的超標，其PM2.5占PM10的比重一般在60%以上。 同時，受春節(jié)煙花爆竹燃放和夏收秸稈焚燒影響，2月和6月的PM2.5濃度超標相對較

19、多，PM2.5占PM10的比重基本在80%以上。這些數(shù)據(jù)也和城市的霾天月分布一致。 C 早晚的空氣質(zhì)量最糟糕 陸曉波說，根據(jù)對近幾年空氣主要污染物的監(jiān)測情況來看，一般空氣質(zhì)量相對較差是在夜間和清晨。 分析其中原因：主要是排放到大氣中的污染物難以擴散，尤其到了夜間一般會出現(xiàn)大氣逆溫，風速明顯減弱減小。所以排放到大氣中的污染物一時難以擴散，造成污染物濃度指標持續(xù)上升。一般到了午后，地表溫度上升和近地面風速的增大，空氣質(zhì)量會明顯改善。6.6.其他有害的空氣污染物其他有害的空氣污染物 石棉、鈹、汞石棉、鈹、汞a. a.石棉石棉危害：引起多種疾病，還能引起職業(yè)性肺癌危害：引起多種疾病，還能引起職業(yè)性肺癌

20、來源：石棉開采加工，石棉制品生產(chǎn)處理，建筑材來源：石棉開采加工，石棉制品生產(chǎn)處理，建筑材料和剎車材料的應用以及石棉瀝青鋪設路面等料和剎車材料的應用以及石棉瀝青鋪設路面等b.b.鈹鈹危害：引起肺病，急性中毒多引起死亡危害：引起肺病，急性中毒多引起死亡來源：研磨、切割和燃燒等作業(yè)來源：研磨、切割和燃燒等作業(yè)c. c.汞汞危害：汞蒸氣對中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性極大危害：汞蒸氣對中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性極大來源：油漆、水力發(fā)電站、汞加工廠和有色金屬冶來源：油漆、水力發(fā)電站、汞加工廠和有色金屬冶煉煉HC醛類NONO2O2洛杉磯光化學煙霧各成分一日內(nèi)的變化洛杉磯光化學煙霧各成分一日內(nèi)的變化HC醛類醛類NONO2O3洛杉磯

21、光化學煙霧各成分一日內(nèi)的變化洛杉磯光化學煙霧各成分一日內(nèi)的變化414166濃度/ppm7. 7. 光化學煙霧光化學煙霧（photochemical smog） 是是HC和和NOx 在陽光作用下發(fā)生化學反應而生成的在陽光作用下發(fā)生化學反應而生成的刺激性產(chǎn)物刺激性產(chǎn)物太陽能(紫外線)NO2+hvNO+OO、HO及O3與烴類反應生成高活性烴類自由基O+O2O3烴類自由基進一步與NO2等反應生成PAN、醛類等汽車尾氣排放礦物燃料燃燒烴類NONO與O3或RO2反應生成NO2圖 光化學煙霧的形成過程示意圖光化學煙霧的危害性：光化學煙霧的危害性：1. 1.刺激眼睛（甲醛、刺激眼睛（甲醛、PBzN（過氧化苯甲

22、酰硝酸酯）、PAN（過氧乙?；跛狨ィ?、丙稀醛）、丙稀醛）2.2.引起胸部壓縮、刺激粘膜，頭痛咳嗽（臭氧）引起胸部壓縮、刺激粘膜，頭痛咳嗽（臭氧）3.3.損害有機物質(zhì)，如橡膠、棉布、尼龍等（臭氧）損害有機物質(zhì)，如橡膠、棉布、尼龍等（臭氧）4.4.引發(fā)哮喘病增多，還會引起植物毀壞（氧化劑）引發(fā)哮喘病增多，還會引起植物毀壞（氧化劑）注意：注意：“倫敦煙霧倫敦煙霧”不是光化學煙霧，其作用機理不是光化學煙霧，其作用機理是是 不同的，不同的，“倫敦煙霧倫敦煙霧”是硫酸煙霧。是硫酸煙霧。洛杉磯光化學煙霧洛杉磯光化學煙霧世界著名的光化學煙霧事件世界著名的光化學煙霧事件1946年美國加利福尼亞州光化學污染大片

23、樹木枯死，葡萄減產(chǎn)60%以上，柑桔嚴重減產(chǎn)，農(nóng)作物損失達800萬美元 1970年日本東京光化學污染事件20，000人患紅眼病 1946年美國洛杉磯光化學污染事件死亡400余人近年的光化學煙霧事件1997年3月7日，法國首都巴黎上空就蒙上了一層灰色的霧。到10日，空氣中二氧化氮含量超過了300微克立方米，巴黎市政府決定拉響大氣污染警報，要求汽車按緊急狀況下單雙號行駛規(guī)定。 1997年7月22日開始，智利首都圣地亞哥的空氣中氮氧化物含量嚴重超標。市政府發(fā)出緊急通知，規(guī)定20萬輛汽車停止行駛，中小學校停止上課，勸阻居民不要外出。4) 我國光化學煙霧發(fā)生情況表 蘭州西固地區(qū)夏季大氣臭氧濃度水平及超標情

24、況北京、廣州地區(qū)大氣臭氧濃度水平及超標情況城市名稱粉塵mg/m3一氧化碳mg/m3氮氧化物mg/m3光氧化物mg/m3總烴mg/m3合肥1.213.40.100.250.3包頭0.85.90.170.053.8西安1.916.40.140.17長沙1.211.30.250.422.1北京3.931.00.600.761.1鄭州0.816.60.240.404.1國家標準粉塵一氧化碳 氮氧化物 光氧化物總烴一級0.154.00.050.12二級0.304.00.100.16三級0.506.00.150.20表表4-1 4-1 各城市交通道路大氣污染監(jiān)測結(jié)果各城市交通道路大氣污染監(jiān)測結(jié)果(1991

25、-1993)(1991-1993)環(huán)?？偩謱⒅贫ü饣瘜W煙霧事件緊急預案環(huán)保總局副局長汪紀戎日前表示，隨著我國機動車的快速發(fā)展，今后一些城市發(fā)生光化學煙霧污染事故的可能性很大。為此，環(huán)?？偩终M織制定應對光化學煙霧事件的緊急預案。目前機動車污染排放已成為我國很多城市空氣污染的主要來源，一些城市發(fā)生光化學煙霧污染事故的可能性很大。據(jù)透露，北京和南寧曾分別于1998年和2001年發(fā)生過光化學煙霧現(xiàn)象；深圳具有發(fā)生光化學煙霧的地理、氣象條件，也不排除發(fā)生光化學煙霧的可能。2004年7月3日1. 1.空氣污染事故空氣污染事故 事件名稱事件名稱發(fā)生時間發(fā)生時間發(fā)生地點發(fā)生地點污染類型污染類型污染源污染源/ /物物馬斯河谷馬斯河谷煙霧事件煙霧事件1930.121930.12比利時比利時馬斯河谷馬斯河谷大氣污染大氣污染谷地中工廠密布，煙谷地中工廠密布，煙塵、塵、SO2SO2排放量大排放量大洛杉磯洛杉磯光化學光化學煙霧事件煙霧事件1943.5101943.510美國美國洛杉磯市洛杉磯市大氣污染大氣污染光化學污染光化學污染該市該市400400萬輛汽車每萬輛汽車每天排放烴類天排放烴類10001000多噸多噸多諾拉多諾拉煙霧事件煙霧事件1948.101948.10美國美國多諾拉鎮(zhèn)多諾拉鎮(zhèn)大氣污染大氣污染河谷內(nèi)工廠密集，排河谷內(nèi)工廠密集，