大氣污染及大氣污染物.ppt

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1、第二章 大氣環(huán)境,第二節(jié) 大氣污染及大氣污染物,三、大氣污染物,大氣污染物：指由于人類活動(dòng)或自然過程排入大氣的對(duì)環(huán)境或人產(chǎn)生有害影響的那些物質(zhì)。 種類相當(dāng)多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大約有100種左右 1、分類 物理狀態(tài) 氣體狀態(tài)污染物 占90% 固體顆粒狀態(tài)污染物（懸浮于空氣 中）占10%,,形成過程 ： 一次污染物：指直接從污染源排放的污染 二次污染物：指由一次污染物在大氣中互相作用 經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)形成的與一次污染物的理化性質(zhì)完全不同的新的大氣污染物。其毒性比一次污染物還強(qiáng)。,,化學(xué)狀態(tài) ：P19表2-2 含硫化合物 SO2 、H2S、

2、 MSO4 含氮化合物 NO、NH3 、MNO3 碳的氧化物 碳?xì)浠衔? 鹵素化合物 顆粒物 放射性物質(zhì),,2、主要大氣污染物 1）顆粒物 顆粒物指大氣中液體固體狀物質(zhì)，又稱塵，其中有固體的灰塵，煙塵、煙霧，以及液體的云霧、霧滴。粒經(jīng)分布大致在100um0.002um。 按粒徑大小可分為兩類: 降塵:指粒徑30 um的顆粒,它們可在重力作用下降落下來，稱為降塵。塵的自然沉降量，用每個(gè)月沉降于單位面積上塵的重量表示，即t/（km2 月）。它作為大氣污染程度的指標(biāo)之一。,、飄塵：指粒徑10 um的長(zhǎng)期飄浮在大氣中的是浮狀顆粒。它包括粒徑在10um0

3、.25 um的在空氣中等速沉降的霧塵，以及粒徑小于0.1 um的隨空氣作布朗運(yùn)動(dòng)的云霧塵。 由于小于0.1 um的微粒，不因重力作用而沉降，可懸浮在大氣中長(zhǎng)達(dá)數(shù)日或數(shù)年之久，能被人直接吸入呼吸道內(nèi)造成危害，而且易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方，導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大。,、總懸浮顆粒（TSP） 指飄浮在空氣中各種不同粒徑的液體或固體微粒（粒徑在100um0.002 um ）的總量稱總懸浮顆粒物。 一般指用大流量采樣器，流量為1.1m3/min1.7 m3/min，用超細(xì)玻璃纖維濾膜面積為20.3cm25.4cm,連續(xù)采集24h，所得顆粒物總量，作為總懸浮顆粒物的日平均濃度，（mg/m3 或 ug/m3 ），其

4、量的多少，反映大氣質(zhì)量的好壞，是大氣質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。,2）硫氧化合物 硫氧化合物（SOx）主要通常有SO2、SO3、S2O3、SO 等，其中SO2是大氣中分布最廣，影響最大的污染物質(zhì)，常用SO2作為大氣污染的指標(biāo)，（人類活動(dòng)排放的SO2總量?jī)H次于CO） 危害機(jī)理：2SO2+O22SO3 SO3+H2OH2SO4 MSO4 H2SO4 和MSO4可形成硫酸霧和酸性降水危害 SOX大部分來自煤和石油的燃燒、石油煉制、有色金屬冶煉、硫酸制備等等，在排放SO2的各種過程中約有96%來自燃料燃燒過程。,,通常煤和石油中的硫包括無機(jī)硫和有機(jī)硫兩種形式，它們?nèi)紵^程中發(fā)生如下反應(yīng)： 無機(jī)硫

5、氧化：無機(jī)硫大部分為硫鐵礦，燃燒時(shí)氧化為SO2 4FeS2 +11O2 2Fe2O3 +8SO2 形成SO2 后，部分可轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3 ： SO2 +1/2O2=SO3 有機(jī)硫氧化：包括硫醇、硫醚等，在燃燒過程中先形成H2S，H2S再被氧化為SO2。,,如硫醇：CH3CH2CH2CH2SH H2S+2H2+2C+C2H4 2H2S+3O2 2H2O+2SO2 CH3CH2 SH2S+2H2+2C+C2H4 CH3CH2 3）碳的氧化物 大氣中主要包括CO2和CO，CO2 是大氣中正常的組成，CO則是大氣中排放呈最多的污染物。,,,,,,CO CO是在燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生： C+1/2O2 C

6、O C+CO2 2CO CO2 CO+O 城市大氣中CO80%是由汽車排出來的，所以現(xiàn)在北京等一些大城市已制定出汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，未灰到標(biāo)準(zhǔn)的汽車必須進(jìn)行改進(jìn)，否則不能使用。,,,,CO的天然源主要有： 甲烷的轉(zhuǎn)化：生命中機(jī)體分解產(chǎn)生的CH4經(jīng)OH自由基氧化形成CO;海水中CO的揮發(fā)：海水中CO過飽和程度很大，可以不間斷地向大氣提供CO。 植物排放物的轉(zhuǎn)化：植物排放的萜烯烴，經(jīng)OH自由基氧化成CO，植物葉綠素的光解產(chǎn)生CO和森林火災(zāi)，農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒等等產(chǎn)生CO。, CO2 CO2本身是一種元毒的氣體，對(duì)人體無顯著危害作用，但CO2對(duì)會(huì)引起全球性環(huán)境的演變，如氣溫的變暖，所以CO2越來越引起人們

7、的普遍關(guān)注。人為產(chǎn)生的CO2，主要是礦物燃料的燃燒過程產(chǎn)生的，天然產(chǎn)生的CO2主要有海洋脫氣，甲烷轉(zhuǎn)化和動(dòng)植物呼吸。,4）氮氧化物 氮氧化物是氮的氧化物的總稱，包括：氧化亞氮（N2O，也稱笑氣或一氧化二氮），一氧化氮（NO），二氧化氮（NO2）三氧化二氮（N2O3），四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等，其中N2O5是固體。 大氣中除NO2、NO較穩(wěn)定外,其他氮氧化物都不太穩(wěn)定,故通常所指的氮氧化物主要是NO2、NO的混合物，用NOx ，那么造成大氣污染的NOx主要也是指NO和NO2。,大氣中NOx的人為源主要是燃料的燃燒,燃料燃燒生成的NOx ，可分為燃料型NOx和溫度型 NOx

8、; 燃燒過程中NO的生成量主要與燃燒溫度和空燃比有關(guān)。 空燃比=空氣質(zhì)量/燃料質(zhì)量 富燃料：空氣的量少于化學(xué)計(jì)量的量 貧燃料：空氣的量大于化學(xué)計(jì)量的量,燃燒溫度和NO的生成量的關(guān)系如表24所示。,空燃比與NO排放量的關(guān)系如圖22所示。,氮氧化物的天然源主要有 1、由生物機(jī)體腐爛形成的硝酸鹽，經(jīng)細(xì)菌作用產(chǎn)生的NO及隨后緩慢氧化形成的NO2； 2、生物源產(chǎn)生的氧化亞氧（N2O）氧化形成NOx； 3、有機(jī)體中氨基酸分解產(chǎn)生的氨經(jīng)OH自由基氧化形成的NOx。,據(jù)估算，天然源產(chǎn)生的NOx和人為源產(chǎn)生的量幾乎相等。 大氣中的NOx最終轉(zhuǎn)化為HNO3和硝酸鹽微粒，經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中去除。,5）碳?xì)浠?/p>

9、物（HC） （定義） 碳?xì)浠衔锸且蕴荚兀–）和氫元素（H）形成的化合物總稱。種類很多，包括烷烴，烯烴，芳烴等等復(fù)雜多樣的含碳和氫的化合物。 （來源）該類物質(zhì)主要是來自石油燃料的不充分燃燒過程和蒸發(fā)過程，其中汽車排放占有相當(dāng)大的比重，石油煉制，化工生產(chǎn)等也產(chǎn)生多種類型的碳?xì)浠衔?，自然源產(chǎn)生的HC大部分是生物活動(dòng)產(chǎn)生的。,（危害）碳?xì)浠衔锸切纬晒饣瘜W(xué)煙霧的主要物質(zhì)，光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的衍生物對(duì)人們的眼睛有刺激作用；多環(huán)芳烴中有不少是致癌物質(zhì)，如3、4苯并（2）芘是強(qiáng)致癌物。 大氣污染研究中通常把HC分為： 甲烷CH4：大氣中占80%85%，光化學(xué)反應(yīng)中是惰性的，無害烴 非甲烷烴：（NMHC），

10、主要參與了光化學(xué)反應(yīng)。,CH4的來源：主要源于厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程，自然界的淹水土體，如水稻田底有機(jī)質(zhì)的分解。 非甲烷烴: 天然源：由于非甲烷烴種類多，來源也多，其中排放量最大的是由植物釋放的萜烯類化合物，約占總量的65%，目前已發(fā)現(xiàn)的有蒎烯、蒎烯等11種。 其中最主要的還是異戊（間）二烯和單萜烯，二者會(huì)在大氣中發(fā)生化學(xué)作用而形成光化學(xué)氧化劑和氣溶膠粒子。,人為源： 汽油燃燒：汽油燃燒排放非甲烷烴的量約占人為源總量的38.5%。 汽油燃燒后由尾氣排放的產(chǎn)物主要決定于空氣/燃料比。 焚燒：有機(jī)物品的焚燒排放。 溶劑蒸發(fā)：有機(jī)溶劑的蒸發(fā)而產(chǎn)生。制鞋、油漆 石油蒸發(fā)和運(yùn)輸損耗。 廢物提煉：資源再利用。

11、 含鹵素化合物：鹵代烴、含氯化合物、氟化物,（6）、其他有害物質(zhì) 進(jìn)入大氣的污染物是復(fù)雜的，除了上述幾類外，還有金屬類，如：鉛，鉛化合物；鎘，鎘化合物，以及其他氣體，如：氧及氟化氫，氯及氯化氫等，對(duì)環(huán)境和人類健康都構(gòu)成嚴(yán)重威脅。 四、大氣污染類型 大氣污染類型主要取決于所用能源的性質(zhì)和污染物的化學(xué)反應(yīng)特性。此外，氣象條件也起著重要的作用（光照、溫濕度、風(fēng)等）,根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)以及它們存在的大氣環(huán)境狀況為依據(jù)。 （1）還原型（煤炭型） 這種污染常發(fā)生在以煤炭和石油工業(yè)為燃料的地區(qū)，其主要污染物是SO2、CO和顆粒物。在低溫、高濕度的陰天，風(fēng)速很小，并伴有逆溫存在的情況下，一次性污染物在低空聚積生成還原性煙霧。如：倫敦?zé)熿F事件發(fā)生時(shí)的大氣污染類型，所以也稱之為倫敦?zé)熿F型。,（2）、氧化型（汽車尾氣型） 這種類型大多發(fā)生在以使用石油為燃料的地區(qū)，污染物中一次污染物是CO、NOX、HC化合物。這些大氣污染物在陽光照射下能引起光化學(xué)，并生成二次污染物臭氧、醛類、酮類部分酯類。 特點(diǎn)是它們具有強(qiáng)氧化性質(zhì)，對(duì)人眼睛等粘膜有刺激作用，如洛杉磯的光化學(xué)煙霧型。,2根據(jù)燃料性質(zhì)和大氣污染物的組成劃分 （1）煤炭型 （2）石油型 （3）混合型 （4）特殊型,