1、大氣環(huán)境基礎(chǔ)知識及在網(wǎng)格化數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用2017年2月1培訓(xùn)目的了解大氣環(huán)境污染相關(guān)知識掌握環(huán)境相關(guān)專業(yè)術(shù)語對于常見大氣污染成因能夠進行簡單分析2主要內(nèi)容大氣污染相關(guān)知識大氣組成主要污染物來源環(huán)境相關(guān)專業(yè)術(shù)語大氣邊界層逆溫層空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）與空氣質(zhì)量綜合指數(shù)實例分析3大氣污染相關(guān)知識4大氣環(huán)境基礎(chǔ)知識-大氣組成這些微乎其微的污染物卻對環(huán)境的質(zhì)量以及人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的影響！5影響大氣環(huán)境的主要成分 酸性氣體溫室氣體 氣溶膠粒子溫室效應(yīng)淡水缺乏干旱酸雨能見度人體健康空氣質(zhì)量生物多樣性洪澇糧食生態(tài)平衡大氣污染是指大氣中一些物質(zhì)的含量達到有害的程度以至破壞生態(tài)系統(tǒng)和人類正常生存和發(fā)展的

2、條件，對人或物造成危害的現(xiàn)象。6大氣環(huán)境基礎(chǔ)知識-大氣分層上面為逸散層 地球引力小，空氣質(zhì)點向外層逃逸 氧原子吸收紫外線而大幅增溫；其中電離層反射無線電波； 上冷下熱，高空對流 氣溫下冷上熱，大氣水平運動（污染物高空傳輸）； 該層也為臭氧層，其中在25Km左右出現(xiàn)極值； 溫度隨高度升高而遞減；天氣變化顯著，天氣現(xiàn)象大多集中于這一層；其中包括了大氣邊界層，大氣污染對人類影響最大；71、大氣環(huán)境基礎(chǔ)知識-大氣污染因子對人類影響最大的大氣污染因子主要集中在了對流層的大氣邊界層中，主要包括：總懸浮顆粒物（TSP）可吸入顆粒物（PM10）細顆粒物（PM2.5）氣溶膠離子氣態(tài)污染物其它污染物臭氧（O3）二

3、氧化硫（SO2）氮氧化物（NOx）一氧化碳（CO）揮發(fā)性有機物（VOC）8大氣主要污染因子穩(wěn)定存在溫室氣體最穩(wěn)定 常規(guī)污染氣體中CO存在時間接近1年；其它在3-6個月9PM2.5定義與危害定義： 細顆粒物（PM2.5）指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué) 當(dāng)量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。危害：健康-可進入人體肺泡，可攜帶其它病毒或污染物，致癌；環(huán)境-產(chǎn)生霧霾的主要成因之一；生態(tài)-造成厄爾尼諾現(xiàn)象頻發(fā)；其它-影響人類正常生活。10PM2.5來源 大氣中的PM2.5：一部分來自直接排放產(chǎn)生的“一次顆粒物”主要來自化學(xué)轉(zhuǎn)化生成的“二次顆粒物”PM2.5主要組成成分： 地殼元素、硫酸鹽、硝酸鹽、有機物、銨鹽

4、和元素碳等11PM10定義與危害定義： 可吸入顆粒物（PM10）指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小 于等于10 微米的顆粒物。危害：健康-可進入人體呼吸道，可攜帶其它病毒或污染物，致癌；環(huán)境-產(chǎn)生霧霾的主要成因之一；生態(tài)-造成厄爾尼諾現(xiàn)象頻發(fā)；其它-影響人類正常生活。12PM10來源大氣中PM10 主要來自于污染源（煙囪、車輛和揚塵的）直接排放； 少部分來自大氣中硫的氧化物、氮氧化物和揮發(fā)性有機物等互相作用形成的細小顆粒；PM10主要組成成分： 地殼元素、硫酸鹽、硝酸鹽、有機物、銨鹽和元素碳等；13臭氧（O3）定義與危害 定義：臭氧是氧氣的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的淡藍色氣體。

5、注意：臭氧層主要位于20km-50km的高空中，吸收對人體有害的紫外線輻射。邊界層內(nèi)的臭氧危害：對人體健康的危害PM2.5的重要前體物光化學(xué)煙霧重要組成成分其它環(huán)境危害14臭氧（O3）來源對流層中O3 一部分來源于空氣放電（閃電）； 主要來自紫外光照；臭氧的特點： 有強氧化性，具有殺菌能力，易與大氣其它組分反應(yīng)；影響臭氧濃度的主要因素： 太陽總輻射，溫度、氮氧化物濃度和VOC（PAMS）濃度等。不同濃度下NOx和VOC對O3的影響當(dāng)O3/NOx小于15臭氧生成處于VOCs敏感區(qū)當(dāng)O3/NOx大于15臭氧生成處于NOx敏感區(qū)15揮發(fā)性有機物（VOC）定義與危害 定義：我國常用定義：在101325

6、 Pa 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，任何沸點低于或等于 250 的有機化合物。 危害：嚴(yán)重危害人體健康，致癌、致突變等；臭氧重要前體物；細顆粒物重要組成部分；其它環(huán)境危害。美國EPA規(guī)定的56種臭氧前體物（PAMS）16半揮發(fā)性有機物Oxidation by OH, O3, NO3直接排放化石燃料 生物質(zhì)燃燒萜烯成核或凝結(jié)芳香化合物自然源異戊二烯Secondary Organic AerosolPrimary Organic Aerosol人為源機動車尾氣揮發(fā)性有機物（VOC）來源17二氧化硫（SO2）定義與危害 定義：化石燃料（煤)和石油、天然氣等含硫化合物燃燒產(chǎn)物。 危害：光化學(xué)煙霧的重要組成成分；形成

7、酸雨的主要成分之一；細顆粒物的重要前提物；對人體健康有很大危害；2009全國酸雨分布1952年倫敦光化學(xué)煙霧18二氧化硫（SO2）來源大氣中SO2 一部分來自自然環(huán)境（森林大火和火山爆發(fā)等）； 主要來自于含硫燃料的燃燒，包括固定源排放和無組織排放。固定源排放散煤燃燒19氮氧化物（NOx）定義與危害 定義：化石燃料（煤)和石油、天然氣等燃燒是產(chǎn)生的氮化合物，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2） 危害：光化學(xué)煙霧的重要組成成分；形成酸雨的主要成分之一；細顆粒物的重要前提物；對人體健康有很大危害；一氧化氮二氧化氮酸雨的元兇之一超過1948年洛杉磯光化學(xué)煙霧20氮氧化物（NOx）來源自 然 源

8、人 為 源電廠、供熱等直接排放；硝酸、氮肥等中間體排放汽油、柴油、煤油和燃氣等機動車排放大氣中NOx 主要來自于污染源（煙囪、車輛）直接排放； 機動車的NOx直接排放主要為NO，NO2主要由二次反應(yīng)而來；注意：大氣中NO化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，通常和O2反應(yīng)形成NO2存在。21一氧化碳（CO）定義與危害定義：分子式CO，是無色、無嗅、無味、含劇毒的無機化合物氣體，化學(xué)性穩(wěn)定。危害：危害人體健康形成光化學(xué)煙霧 細顆粒物的重要前體物 22一氧化碳（CO）來源 CO是大氣中分布最廣和含量最高的污染物，也是燃燒過程中生成的重要污染物之一。大氣中的CO主要來源是內(nèi)燃機排氣，其次是鍋爐中化石燃料的燃燒。內(nèi)燃機排氣

9、礦物質(zhì)燃燒23專業(yè)術(shù)語24空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，簡稱AQI）是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)。根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）（HJ 6332012）規(guī)定：空氣污染指數(shù)劃分為六檔，對應(yīng)于空氣質(zhì)量的六個級別，指數(shù)越大，級別越高，說明污染越嚴(yán)重，對人體健康的影響也越明顯。AQI25空氣質(zhì)量綜合指數(shù) 根據(jù)城市空氣質(zhì)量綜合排名技術(shù)規(guī)定規(guī)定：空氣質(zhì)量綜合指數(shù)是指評價時段內(nèi)，參與評價的各項污染物的單項質(zhì)量指數(shù)之和，綜合指數(shù)越大表明城市空氣污染程度越重?？諝赓|(zhì)量綜合指數(shù)均值均值均值均值95%90%26大氣邊界層定義：大氣最底層，靠近地球表面、受地面摩擦阻力影響的大

10、氣層區(qū)域。大氣流過地面時，地面上各種租糙元，如草、沙粒、莊稼、樹木、房屋等會使大氣流動受阻，這種摩擦阻力由于大氣中的湍流而向上傳遞，并隨高度的增加而逐漸減弱，達到某一高度后便可忽略。此高度稱為大氣邊界層厚度，它隨氣象條件、地形、地面租糙度而變化，大致為3001000米。27逆溫層 一般情況下，在對流層的低層大氣中，氣溫是隨高度的增加而降低的。但有時在某些層次可能出現(xiàn)相反的情況，氣溫隨高度的增加而升高，這種現(xiàn)象稱為逆溫。出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象的大氣層稱為逆溫層。其厚度一般可達11.5km。上層逆溫地面逆溫28逆溫的危害:在逆溫層中，較暖而輕的空氣位于較冷而重的空氣上面，形成一種極其穩(wěn)定的空氣層，就象一個鍋

11、蓋一樣，籠罩在近地層的上空，嚴(yán)重地阻礙著空氣的對流運動，由于這種原因，近地層空氣中的水汽、煙塵以及各種有害氣體，上天無路，入地?zé)o門，只有飄浮在逆溫層下面的空氣層中，有利于云霧的形成，而降低了能見度，給交通運輸帶來麻煩，更嚴(yán)重的是，使空氣中的污染物不能及時擴散開去，加重大氣污染，給人們的生命財產(chǎn)帶來危害。29城市熱導(dǎo)效應(yīng)是指城市因大量的人工發(fā)熱、建筑物和道路等高蓄熱體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”，城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。30實例分析31大氣邊界層變化與污染物濃度大氣邊界層和污染物濃度的關(guān)系： 定義：大氣最底層，靠近地球表面摩擦阻力影響的大氣層區(qū)域，隨高度的增加而逐漸減弱，達到

12、某一高度后便可忽略。此高度稱為大氣邊界層厚度。大氣邊界層變化規(guī)律： 在海洋上空大氣邊界層的變化規(guī)律不明顯，在陸地上空呈現(xiàn)白天高夜間低的特點；污染濃度日變化規(guī)律：由于大氣邊界層的影響，大氣污染物（PM2.5、PM10、SO2、NO2等）濃度整體呈現(xiàn)夜間高，白天低的特點；但是O3例外，出現(xiàn)峰值的時間一般為下午2-4時。32大氣邊界層變化與污染物濃度常見夜間重污染過程分析： 由于大氣邊界層活動影響，傍晚氣溫降低，邊界層下降，污染物在近地面聚集，濃度開始升高，每日22時左右開始出現(xiàn)顆粒物污染升高的趨勢。33降雨過程對顆粒物濃度影響新鄉(xiāng)市共發(fā)生兩次降雨過程，分別為25日10時-13時與26日15時至18

13、時，如下圖中綠色框標(biāo)識區(qū)域。PM2.5和風(fēng)速風(fēng)向變化圖。34降雨過程對顆粒物濃度影響 降雨過程對大氣中顆粒物濃度的影響有兩種作用：首先降雨對PM10具有沖刷作用，即降低PM10的濃度，同時降雨過程經(jīng)常伴隨的大風(fēng)天氣有利于污染物的擴散，可有效降低PM10和PM2.5的濃度；但是，在降雨量小時對PM10的沖刷作用不明顯，同時由于濕度的增加，會造成PM2.5的吸濕性增大，從而表現(xiàn)為PM2.5濃度不降反升的現(xiàn)象。35建筑工地（攪拌站）顆粒物污染特點： 以永清縣本年6月份顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，工地PM2.5所占PM10的比值為58.83%，明顯低于周邊交通和企業(yè)的比值，造成此現(xiàn)象的原因為建筑工地（攪拌站）

14、施工污染以揚塵為主，粒徑較大；道路交通和企業(yè)排放NOx、CO等氣體較多，更容易經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成PM2.5。PM2.5/PM10占比36交通污染交通污染特點： 交通污染物排放量與車流量有很大關(guān)系，其中怠速情況下排放量最高；而汽車排放的氣體主要為NOx和CO。有研究表明，柴油車和燃氣車NOx的排放高于汽油車。 廊坊永清6月份主要交通干道的CO和NO2有明顯的早高峰現(xiàn)象。37餐飲污染餐飲污染特點： 餐飲點位的散煤燃燒是城區(qū)內(nèi)大氣污染物重要的排放源之一，其排放具有一定的規(guī)律行，每天定期SO2、NO2或CO有峰值出現(xiàn)，出現(xiàn)的時間與其擺攤時間有關(guān)。上午7時和下午17時分析數(shù)據(jù) 尋找原因現(xiàn)場驗證38餐飲污染

15、呈典型早、中、晚規(guī)律： 衡水市第五中學(xué) 衡水市第十三中學(xué) 衡水市第五中學(xué)（滏陽中學(xué)）6:0010:0016:0019:00-21:00偏高： 報社街南頭餐飲區(qū) 自強街餐飲中段 和平慶豐餐飲區(qū)39企業(yè)污染企業(yè)排放特點： 企業(yè)生產(chǎn)為大氣污染物最重要的污染源之一；不同行業(yè)排放因子不同；同種行業(yè)的排放量和排放時間不同，與其生產(chǎn)規(guī)律有直接關(guān)系。井陘礦區(qū)某焦化企業(yè)下午15時左右為SO2排放高峰期-與其出焦時間有關(guān)40衡水某生物化工企業(yè)夜間排放SO2和CO41污染源排查企業(yè)排放歸責(zé)現(xiàn)象：凱亞化工東北點位經(jīng)常性偏高，最高可達2000ppb以上?，F(xiàn)場：該點位于廠區(qū)東北角，南側(cè)即為生產(chǎn)車間，車間門口附近有明顯異味，現(xiàn)場手持式檢測儀數(shù)據(jù)顯示接近3000ppb?，F(xiàn)場為偏南風(fēng)，監(jiān)測設(shè)備瞬時值達1600ppb。結(jié)論：確認(rèn)為廠區(qū)排放。42污染源排查溯源11月26日世紀(jì)公園國控點周邊敏感點P