1、第六章化工廢氣污染控制,地球上的大氣是人類生活的最基本的環(huán)境條件，大氣質(zhì)量的優(yōu)劣，對人體健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至整個生態(tài)系統(tǒng)都有著直接的影響。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，人類干預(yù)自然能力的增強(qiáng)，人類生產(chǎn)生活對大氣的影響越來越大，大氣污染事件相繼發(fā)生，致使大氣質(zhì)量惡化，嚴(yán)重威脅著人類的生產(chǎn)與生活。研究和控制大氣污染已成為當(dāng)前十分迫切的環(huán)境問題之一。,1大氣結(jié)構(gòu)與組成1.1大氣結(jié)構(gòu),DivisionsoftheAtmosphereWithoutouratmosphere,therewouldbenolifeonEarth.Arelativelythinenvelope,theatmosphereconsist

2、soflayersofgasesthatsupportlifeandprovideprotectionfromharmfulradiation.,對流層,平流層,臭氧層,中間層,暖層,1.2大氣的組成大氣是由多種氣體和水蒸氣組成的混合物，由恒定氣體、可變氣體和不定氣體組成。大氣的恒定組分是指大氣中的O2、N2和稀有氣體。在近地層大氣中這些氣體組分地含量幾乎可認(rèn)為是不變的，它們約占大氣總量的99.96%。大氣的可變組分主要指CO2和H2O（g），這些氣體組分受不同地區(qū)氣候、季節(jié)等多種因素的影響而發(fā)生變化。正常狀況下，H2O(g)約占04，CO2約占0.033%。由恒定組分和可變組分所組成的大氣稱

3、為潔凈大氣。,干潔空氣的組成,大氣的不定組分大氣中的塵埃、硫化物、氮氧化物、鹵素化合物等是大氣中的不定組分，當(dāng)它們進(jìn)入大氣后，可能造成大氣污染。,第一節(jié)化工廢氣的來源、分類及特點(diǎn),大氣污染的發(fā)生通常所說的大氣污染，是指某些有害物質(zhì)排放到大氣中，其數(shù)量、濃度和存留時間都超過了環(huán)境所能允許的極限。即超過了空氣的稀釋、擴(kuò)散和凈化能力，使大氣質(zhì)量惡化，給該地區(qū)的人體、動植物以及其他物品帶來直接或間接的不良影響?；蛘哒f大氣污染是指由于天然或人為的原因使得大氣中的一些物質(zhì)的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其正常含量，因而對人體、動植物及其他物品產(chǎn)生不良影響的大氣狀況。,大氣污染源,1.1化工廢氣的來源,（1）副反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)

4、進(jìn)行不完全所產(chǎn)生的廢氣。（2）原料在裝卸、破碎、篩分和儲運(yùn)的過程中將產(chǎn)生含塵廢氣。（3）生產(chǎn)技術(shù)路線及設(shè)備陳舊落后，造成反應(yīng)不完全，生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，從而造成不合格的產(chǎn)品或造成物料的“跑、冒、滴、漏”。（4）開停車或因操作失誤，指揮不當(dāng)，管理不善造成廢氣的排放。（5）化工生產(chǎn)中排放的某些氣體，在光或雨的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也能產(chǎn)生有害氣體。,土法煉焦,煙塵、粉塵污染,火力發(fā)電廠,水泥廠,1.2化工廢氣的分類,按污染物性質(zhì)，化工廢氣分為三大類：含有無機(jī)污染物的化工廢氣，廢氣中含有SO2、H2S、CO、NO2、Cl2、HCl、HF、NH3等無機(jī)物，主要來自氮肥、磷肥、無機(jī)酸、無機(jī)鹽制造業(yè)；有機(jī)廢氣，

5、廢氣中含苯系物、酚、醛、醇、鹵代苯、丙烯腈、氰化物、環(huán)氧化合物等有機(jī)物，主要來自有機(jī)化工原料制造業(yè)及合成材料、農(nóng)藥、染料和涂料等行業(yè)；既有有機(jī)物又有無機(jī)物廢氣，來自石油煉制和石油化工行業(yè)排放的廢氣。,1.3化工廢氣的特點(diǎn),1、種類繁多，易燃、易爆氣體多。2、排放量大，有刺激性和腐蝕性，具有一定毒性。3、浮游粒子種類多、危害大。,1.4化工廢氣主要污染物,按其存在狀態(tài)可分為：（1）氣溶膠狀污染物（顆粒物），如粉塵、煙塵、霧滴和塵霧等；（2）氣態(tài)狀污染物，如SO2、H2S、CO、NO2、Cl2、NH3等污染物。,1、顆粒物：固體顆粒是指大氣中的來自燃料燃燒的煙塵、工廠排出的粉塵及風(fēng)自地面吹起的塵埃

6、等物質(zhì)。（1）總懸浮顆粒物（TSP）10m）如水泥粉塵、金屬粉塵、飛塵等一般顆粒大，比重也大，在重力作用下，易沉降，危害范圍較小。（3）飄塵（10m）粒徑小于10m的粒子，粒徑小，比重也小，可長期漂浮在大氣中，具有膠體性質(zhì)，又稱氣溶膠(aerosol)。易隨呼吸進(jìn)入人體，危害健康，因此也稱可吸入顆粒物。通常所說的煙(Smoke)、霧(Fog)、灰塵(Dust)均是用來描述飄塵存在形式的。,粉塵（dust）飛灰（flyash）黑煙（smoke）霧（fog）煤煙塵（soot）總懸浮微粒（TSP）,固體顆粒污染物對大氣的污染（1）使空氣變得混濁；（2）減少到達(dá)地球表面的太陽輻射量，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及地面生

7、態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一系列的不良影響；（3）能隨呼吸作用進(jìn)入人體或直接到達(dá)肺部產(chǎn)生沉淀，或隨血液送往全身，或使固體顆粒表面吸附的致癌作用很強(qiáng)的芳香族化合物等有毒物質(zhì)對人體產(chǎn)生直接危害。,調(diào)查表明，美國洛杉磯市的空氣中每立方米2.5微米以下顆粒含量是20微克，紐約16微克，都超過了美國環(huán)保局1997年設(shè)置的安全上限-15微克。英國倫敦某些繁忙街道的含量達(dá)到32微克。發(fā)展中國家大城市的污染情況更為嚴(yán)重，一些發(fā)展中國家的大都市空氣中，每立方米微粒含量為300微克，其中大多數(shù)是直徑2.5微米以下的顆粒。,案例：矽肺是塵肺中危害性最大的一種類型,起因于工人吸入含有大量二氧化硅的粉塵。吸入的游離二氧化硅粉塵在肺內(nèi)巨

8、噬細(xì)胞吞噬變?yōu)閴m細(xì)胞,然后進(jìn)入淋巴循環(huán),被淋巴結(jié)過濾,塵細(xì)胞受二氧化硅毒性作用逐漸纖維化和膠原化,造成淋巴結(jié)的腫大和硬化。塵細(xì)胞的聚集還是形成矽結(jié)節(jié)的基礎(chǔ),大量矽結(jié)節(jié)可以融合成大的團(tuán)塊。與此同時,肺泡間隔明顯增厚，纖維組織增生，肺彈性減退，還可出現(xiàn)代償性肺氣腫,甚至形成肺大泡。,此病的主要癥狀是咳嗽、吐痰,少數(shù)病人可痰中帶血。半數(shù)以上的病人感胸疼,如針刺樣;陰雨及氣候多變時疼痛更明顯。同時有胸悶、氣憋、頭昏、乏力、心悸、食欲減退等癥狀。,二期矽肺,三期矽肺,2.氣態(tài)污染物,常見的有：SOx、NOx、HC化合物、CO、鹵化物等硫化物（民用爐、熱點(diǎn)站、金屬冶煉、硫酸廠）；氮化物（硝酸廠、氮肥廠、炸

9、藥廠）；氧化物（CO、CO2）；鹵化物（氟化物、氯化物、制堿廠）；有機(jī)物質(zhì)的污染。,1）硫化物（主要是SO2）來源：燃料燃燒；有色金屬冶煉；硫酸制造業(yè)。SO2濃度：3.5%以上高濃度煙氣3.5%以下低濃度煙氣危害：產(chǎn)生酸雨；腐蝕生物的機(jī)體；產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。1952年倫敦?zé)熿F事件,1952年倫敦?zé)熿F事件的直接原因是燃煤產(chǎn)生的二氧化硫和粉塵污染，間接原因是開始于12月4日的逆溫層所造成的大氣污染物蓄積。燃煤產(chǎn)生的粉塵表面會大量吸附水，成為形成煙霧的凝聚核，這樣便形成了濃霧。另外燃煤粉塵中含有三氧化二鐵成分，可以催化另一種來自燃煤的污染物二氧化硫氧化生成三氧化硫，進(jìn)而與吸附在粉塵表面的水化合生成硫酸

10、霧滴。這些硫酸霧滴吸入呼吸系統(tǒng)后會產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用，使體弱者發(fā)病甚至死亡。,2）氮氧化物（NOx：包括NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等）來源：NOx人為來源主要指燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)冗^程排放的NOx。燃料燃燒是指化石燃料燃燒時，排放的廢氣中含有NO，其濃度可達(dá)千分之幾。NO排入大氣后迅速轉(zhuǎn)化為NO2。工業(yè)生產(chǎn)是指有關(guān)企業(yè)如硝酸、氮肥和有機(jī)合成工業(yè)及電鍍等工業(yè)在生產(chǎn)過程中排出大量NOx。交通運(yùn)輸是指機(jī)動車輛和飛機(jī)等排出廢氣中含有大量NOx。汽車排氣已成為城市大氣中NOx的主要來源。危害：形成酸雨；破壞臭氧層。,NOx對臭氧層的破壞作用平流層中破壞臭氧層的主要NOx是NON

11、O+O3NO2+O2NO2+ONO+O2總反應(yīng)為：O+O32O2平流層中NO的來源有N2O及超音速飛機(jī)排放的NOx.,3）碳?xì)浠衔铮喊ㄍ闊N、烯烴和芳烴等。來源：石油燃料的不充分燃燒和石油類的蒸發(fā)及燃油的機(jī)動車。危害：光化學(xué)煙霧的主要成分。碳?xì)浠衔锱c空氣中的氮氧化物在陽光作用下形成淺藍(lán)色煙霧，被稱為光化學(xué)煙霧，危害非常大。,4）碳氧化物大氣中碳的氧化物主要包括一氧化碳和二氧化碳兩種氣體。二氧化碳是大氣的正常成分，但其濃度增加會給環(huán)境帶來多種影響，主要由燃燒煤炭、石油和天然氣產(chǎn)生。一氧化碳則是排放量很大的污染物，是一種無色、無味、無嗅的窒息性氣體，即通常所說的能引起人體中毒的“煤氣”。它產(chǎn)生

12、于含碳化合物不完全的燃燒過程，主要來源于燃料燃燒、汽車排出的廢氣以及其它加工業(yè)。,空氣中一氧化碳含量達(dá)10ppm時就會使人中毒，濃度達(dá)1時人在兩分鐘內(nèi)即死亡。一氧化碳排入大氣后，由于擴(kuò)散和氧化等原因，雖然有可能會給人體造成不適的感覺，但一般不會達(dá)到窒息的濃度。經(jīng)醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，當(dāng)空氣中一氧化碳濃度達(dá)到35ppm，就會對兒童智商造成損害。一氧化碳經(jīng)呼吸道吸入后，立即與血紅蛋白結(jié)合形成碳氧血紅蛋白。因此，體內(nèi)易造成碳氧血紅蛋的蓄積，導(dǎo)致低氧血癥，使組織持續(xù)缺氧。腦是人體內(nèi)耗氧量最高的器官，也是對缺氧反應(yīng)最敏感、最先受累的器官，長期接觸低濃度的一氧化碳，即可出現(xiàn)頭痛、頭暈、乏力、心煩、急躁、記憶力減退等癥

13、狀。特別是兒童，長期生活在一氧化碳達(dá)到有害濃度的環(huán)境中，大腦細(xì)胞的新陳代謝直接受到抑制，因而影響大腦的發(fā)育，結(jié)果使智商明顯降低。,5）其它污染物，除了上述大氣污染物外，較為常見的無機(jī)氣體污染物有硫化氫、氯化氫、氨、氯氣等。隨著有機(jī)合成工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，進(jìn)人大氣的有機(jī)化合物氣體越來越多，目前較常見的苯、酚、酮、醛、芘、苯并芘、過氧硝基酰、芳香胺、氯化烴等。這些污染物一般具有惡臭氣味，對人體感官有刺激作用，有的被認(rèn)為有致病、致畸和致突變作用。,1.5化工廢氣主要污染物的影響,空氣是地球表面一切有生命的物質(zhì)賴以生存的基本條件。如果沒有空氣，人類的生存及其社會活動就無法維持下去，植物的光合作用

14、不能進(jìn)行，其它生物也不復(fù)存在。所以，當(dāng)大氣遭受污染之后，其成分、性質(zhì)都發(fā)生了改變，這勢必會對人體健康、動植物生長生活以及生態(tài)平衡乃至各種器物的存放產(chǎn)生有害的影響。,大氣中的有害物質(zhì)主要通過下述三個途徑侵入人體造成危害：(1)通過人的直接呼吸而進(jìn)入人體;(2)附著在食物上或溶于水中，使之隨飲食而侵入人體；(3)通過接觸或刺激皮膚而進(jìn)入到人體。其中通過呼吸而侵入人體是主要的途徑，危害也最大。大氣污染對人的危害大致可分為急性中毒，慢性中毒，致癌三種。,CzechAirPollutionFactorysmokedarkenstheskyabovePrague,CzechRepublic.TheCzechRepublicfacesasevereairpollutionprobl