大氣污染控制工程第一章緒論

主要內(nèi)容：大氣污染及其分類大氣污染的影響大氣污染防治法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系中國的大氣污染綜合防治一、大氣污染及其分類1.

大氣圈及大氣組成（重點(diǎn)對流層和平流層）大氣環(huán)流2.大氣污染的定義（試比較其差別）大氣污染指大氣中某種物質(zhì)的濃度超過正常水平，造成可測的對人體、動物、植被和材料的影響的大氣狀況。大氣污染指大氣中某種不良成分達(dá)到一定的濃度，造成有害的影響的大氣狀況。這種成分可能對人體健康、植被、器物或者全球環(huán)境以及通過渾濁的空氣或不愉快的氣味對環(huán)境美學(xué)造成負(fù)面的影響。如果大氣中的物質(zhì)達(dá)到一定濃度，并持續(xù)足夠的時(shí)間，以致對公眾健康、動物、植物、材料、大氣特性或環(huán)境美學(xué)產(chǎn)生可測量的不利影響，這就是大氣污染。

3.空氣污染系統(tǒng)（AirPollutionSystems）

Emissionsources

Sourcecontrol

Atmosphere

Receptors

Receptors

HumansAnimalsPlantsMaterialsresponseAutomaticcontrolLegislativeaction

EmissionsourcesAtmosphere

Receptors

pollutantsmixedandchemicaltransformation空氣污染及控制系統(tǒng)

大氣污染的研究內(nèi)容

SourcesofairpollutantsPollutionControlTechnologyAtmosphericbehaviorofairpollutantsEffectsofairpollutantsLegislativeandregulatorymeasures4.排放源:Anthropogenicsources

TransportationElectricpowergenerationIndustrialprocessesIndustrialanddomesticfuelburningRefuseburningEtc.4.排放源:NaturalsourcesGeological:geyser,volcano,oceanMeteorological:lightningFauna:ruminants,termites

VegetationsEtc.基本控制方程：例如：

活動水平：人均經(jīng)濟(jì)活動量

排放因子：單位經(jīng)濟(jì)活動造成的污染物排放量5.一次大氣污染物:直接以原始形態(tài)排放入大氣中并達(dá)到足夠的排放量從而造成健康威脅的污染物SourcesofPrimaryAirPollutantsPollutantSourcesCarbonmonoxideIncompleteburningoffossilfuels,TobaccosmokeHydrocarbonsIncompleteburningoffossilfuels,TobaccoburningParticulatesChemicals,Burningfossilfuels,Farmingoperations,Industrialwastes,BuildingdemolitionSulfurdioxideBurningfossilfuels,SmeltingoreNitrogencompoundsBurningfossilfuels6.光化學(xué)煙霧:二次大氣污染物指大氣中的一次污染物通過化學(xué)反應(yīng)生成的化學(xué)物質(zhì)。光化學(xué)煙霧是大氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔镌谧贤饩€照射下反應(yīng)生成的多種污染物的混合物。光化學(xué)煙霧最具危害的兩種物質(zhì)是臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。光化學(xué)煙霧形成過程細(xì)顆粒物對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量造成的危害要遠(yuǎn)比粗顆粒物大細(xì)顆粒物本身可能是有毒、有害物質(zhì)細(xì)顆粒物易成為其它污染物的運(yùn)載體和反應(yīng)體細(xì)顆粒物污染可導(dǎo)致低能見度顯著降低7.細(xì)微顆粒物污染北京市國安賓館附近PM2.5的化學(xué)成分譜細(xì)粒子的組成——二次粒子污染8.酸沉降:酸沉降是指某一平面上具有致酸潛勢的物質(zhì)的積累。致酸物質(zhì)是自然和人為活動的過程中產(chǎn)生的。致酸物質(zhì)按存在形態(tài)分為干和濕兩種。自然源、電廠以及內(nèi)燃機(jī)等排放出的污染物在大氣中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)致酸沉降的化學(xué)物質(zhì)。中國酸雨的分布變化主要位于長江以南

我國酸雨的化學(xué)特征(硫酸型）SO42-NO3-Ca2+NH4+9.全球變暖和氣候變化:MajorGreenhouseGases

GasContributiontoglobalwarming(％)CO257CFCS25CH412N2O6全球平均氣溫的變化大氣中二氧化碳含量的變化全球變暖產(chǎn)生的影響碳黑對大氣環(huán)境的重要影響近年來才引起人們的關(guān)注政府間氣候變化專門委員會（IPCC）得到的幾個(gè)重要結(jié)論：在過去的100年間，地球的平均溫度增加了0.3～0.6℃（1995年是記錄上最暖的一年），海平面高度增加了10～25cm。氣溫和海平面高度仍會持續(xù)上升。眾多模型的模擬結(jié)果表明，到2010年氣溫將增加1～3.5℃，海平面上升15～95cm。氣溫升高和大氣中溫室氣體的濃度具有很強(qiáng)的相關(guān)性。人類活動極大地增加了大氣中溫室氣體的含量。10.臭氧層破壞:臭氧分子吸收紫外線分解為一個(gè)氧氣分子和一個(gè)氧原子：氧氣分子可以吸收紫外線分解為兩個(gè)氧原子：氧氣分子和氧原子也可以合并生成臭氧分子，以便吸收更多的紫外線：上述反應(yīng)過程吸收了99％的來自于太陽的紫外線。氟氯烴（CFCs）很大程度上導(dǎo)致了平流層臭氧的減少。這兩個(gè)反應(yīng)都造成了臭氧的減少。1979－1986年TOMS測得的總臭氧全球平均值注：Dobson單位－將0°C，標(biāo)準(zhǔn)海平面壓力下，10－5m厚的臭氧

定義為一個(gè)Dobson單位1979－1986年總臭氧緯向平均值的趨勢臭氧濃度減少的百分比11.室內(nèi)空氣污染吸煙的危害12.中國城市的大氣污染概況1999年全國重點(diǎn)城市主要大氣污染物分布TSPSO2NOx2002年中國城市空氣質(zhì)量狀況

不同空氣質(zhì)量狀況下的人口比例全國城市空氣質(zhì)量分級比例不同規(guī)模城市空氣污染程度（2002年）空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo) SO2超標(biāo) 顆粒物超標(biāo)經(jīng)濟(jì)水平和污染狀況的綜合比較TSPconcentrationsinselectedcitiesinvariousyearsfrom1990to1995andnationalGNPpercapitaAnnualTSPconcentration(μg/m3)二、大氣污染的影響1.對人體健康的影響CO對人體健康的影響CO（10-6）對人體健康的影響5～10對呼吸道患者有影響30人滯留8h，視力及神經(jīng)機(jī)能出現(xiàn)障礙40人滯留8h，出現(xiàn)氣喘1201h接觸，中毒，血液中CO—Hb>10%2502h接觸，頭疼，血液中CO—Hb=40%5002h接觸，劇烈心痛，眼花，虛脫300030min即死亡NO2對人體健康的影響NO2（10-6）對人體健康的影響1聞到臭味5聞到強(qiáng)臭味10～1510min眼、鼻受到刺激501min內(nèi)人呼吸困難803min感到胸痛、惡心100～150在30～60min內(nèi)死亡250很快死亡臭氧對人體健康的影響注：部分人群接觸臭氧后肺功能下降突發(fā)性嚴(yán)重大氣污染事故1952年12月倫敦?zé)熿F事件中死亡人數(shù)與大氣中煙塵和二氧化硫濃度的相關(guān)性2.對植物的傷害注：二氧化氮濃度和暴露時(shí)間與植物死亡、葉器官損傷和新陳代謝或生長影響之間的關(guān)系Source：Springer-VerlagandProf.D.C.MacLean

暴露時(shí)間，h

0.1

0.1

1.0

10

100

1000

NO2濃度，ppm

NO2濃度，mg/m3

暴露時(shí)間，d

3.對器物和材料的影響注：平均二氧化硫濃度和不同暴露時(shí)間與低碳鋼的腐蝕之間的關(guān)系（1963－1964年9月，在芝加哥的七個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)）Source：AirandWasteManagementAssociationMeanSO2concentration，ppmWeightlossper100gpanel，g4.對大氣能見度的影響對大氣能見度或清晰度有影響的污染物，一般應(yīng)是氣溶膠粒子、能通過大氣反應(yīng)生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體，包括：總懸浮顆粒物（TSP）SO2和其它氣態(tài)含硫化合物，在大氣中以較大反應(yīng)速率生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子NO和NO2，在大氣中反應(yīng)生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子光化學(xué)煙霧，反應(yīng)生成亞微米的氣溶膠粒子能見度與大氣中顆粒物濃度的關(guān)系

應(yīng)用最廣的估算能見度的方程是Koschmeider方程：

LV為能見度范圍，即一般人剛剛可以將暗色物體（例如山或高樓）從天空的背景上分辨出來的距離。此方程是估算方程，基于大氣顆粒物為一般組成的情況。利用上述方程估算大氣顆粒物濃度等于NAAQS的年均和日均PM10標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的能見度范圍。美國大峽谷及周圍地區(qū)在晴朗的天氣里非常容易看到160公里以外的山脈。此時(shí)大氣中顆粒物的濃度可能為多少？如果大氣中顆粒物的濃度增加1μg/m3，能見度水平下降的百分比為多少？假定原能見度為20km。如果原來的能見度范圍為200km，下降的比例又為多少？ 能見度與自然景觀

USEPA在1999年宣布，將在未來幾十年內(nèi)致力于提高國家公園和曠野地區(qū)的空氣質(zhì)量

例：美國大煙霧山國家公園（北卡羅萊納州）照片

晴天 霧天三、大氣污染防治法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系1.中華人民共和國大氣污染防治法1987年9月5日由第六屆全國人大常委會第22次會議通過，1988年6月1日起執(zhí)行1995年8月29日，第八屆全國人大常委會第15次會議對該法進(jìn)行了修訂2000年對該法再次修訂1995年8月29日修改后的大氣污染防治法，在控制大氣污染，改善大氣環(huán)境質(zhì)量方面起到了積極的作用：強(qiáng)化了酸雨和二氧化硫污染控制推動了煤炭的清潔利用加快了淘汰嚴(yán)重污染大氣的落后工藝和設(shè)備的步伐開始生產(chǎn)和使用無鉛汽油法規(guī)實(shí)施后，一些地區(qū)依法強(qiáng)化環(huán)境管理，大氣環(huán)境質(zhì)量確實(shí)得到了改善但未能有效地遏制大氣環(huán)境質(zhì)量的惡化：

大氣污染形勢仍然十分嚴(yán)峻，大多數(shù)城市還處于比較嚴(yán)重的污染程度；缺少推動煤炭清潔利用的法律措施，燃煤污染仍然沒有得到有效遏制；大中城市機(jī)動車排氣污染正在迅速增加；大多數(shù)城市揚(yáng)塵污染突出；大氣污染物排放總量居高不下，缺少有效的法律措施；現(xiàn)行法律的法律責(zé)任部分內(nèi)容偏少，力度不夠。

2000年第二次修訂的指導(dǎo)思想面對現(xiàn)實(shí)，對我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期難以改變的現(xiàn)狀以及經(jīng)濟(jì)條件給予了充分考慮；針對要害，主要是針對燃煤、機(jī)動車、揚(yáng)塵等造成的大氣污染；抓住重點(diǎn)，主要是抓住重點(diǎn)城市、重點(diǎn)區(qū)域；在禁止超標(biāo)排放、按排污量收費(fèi)，以及總量控制和排污許可證方面取得了重大突破；強(qiáng)化法律責(zé)任，加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)督。2.大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系GB3095－1996 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB16297－1996 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB3－1999 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB4915－1996 水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB9078－1996 工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB16171－1996 煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223－1996 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14554－93 惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB1－1999

輕型汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

GB14761.2－93 車用汽油機(jī)排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14761.5－93 汽油車怠速污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB14761.6－93 柴油車自由加速煙度排放標(biāo)準(zhǔn)GB14761.7－93 汽車柴油機(jī)全負(fù)荷煙度排放標(biāo)準(zhǔn)GB14621－93 摩托車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GWPB5－2000 飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)GB5468－91 鍋爐煙塵測試方法GB11642－89 輕型汽車排氣污染物測試方法GB/T14762－93 車用汽油機(jī)排氣污染物試驗(yàn)方法GB/T14763－93 汽油車燃油蒸發(fā)污染物的測量 收集法GB11340－89 汽車曲軸箱排放物測量方法GB/T3845－93 汽油車排氣污染物的測量 怠速法GB/T3846－93 柴油車自由加速煙度的測量 濾紙煙度法GB3847－83 汽油柴油機(jī)全負(fù)荷煙度測量法GB/T5466－93 摩托車排氣污染物的測量

怠速法GB/T14622－93 摩托車排氣污染物的測量

工況法

3.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

Ambientairqualitystandard

GB3095－1996

(代替GB3095－82)

國家環(huán)境保護(hù)局1996-01-18批準(zhǔn) 1996-10-01實(shí)施主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)劃分、標(biāo)準(zhǔn)分級、污染物項(xiàng)目、取值時(shí)間及濃度限值，采樣與分析方法及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于全國范圍的環(huán)境空氣質(zhì)量評價(jià)。

環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)分級環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)分類一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其它需要特殊保護(hù)的地區(qū)。二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分級（環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級）一類區(qū)執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)二類區(qū)執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)三類區(qū)執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)污染物的濃度限值注：①適用于城市地區(qū)；②適用于牧業(yè)區(qū)和以牧業(yè)為主的半農(nóng)半牧區(qū)，蠶桑區(qū)；③適用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)區(qū)。污染物名稱取值時(shí)間濃度限值濃度單位一級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫

SO2年平均

日平均

1小時(shí)平均0.02

0.05

0.150.06

0.15

0.500.10

0.25

0.70mg/m3

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))總懸浮顆粒物TSP年平均

日平均0.08

0.120.20

0.300.30

0.50mg/m3

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))可吸入顆粒物PM10年平均

日平均0.04

0.050.10

0.150.15

0.25mg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))二氧化氮

NO2年平均

日平均

1小時(shí)平均0.04

0.08

0.120.080.12

0.240.08

0.12

0.24mg/m3

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))一氧化碳

CO日平均

1小時(shí)平均4.00

10.004.00

10.006.00

20.00mg/m3

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))臭氧

O31小時(shí)平均0.160.200.20mg/m3

(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))鉛

Pb季平均

年平均1.50

1.00μg/m3