城市大气污染概述.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,城市大气污染,大气污染,按照国际标准化组织（,ISO,）作出的定义：大气污染通常是指由于,人类活动和自然过程,引起某种物质,进入,大气中，呈现出足够的,浓度,，达到了足够的,时间,并因此而,危害,了,人体,的舒适、健康和福利或,危害,了,环境,的现象。,城市与大气污染,城市人口规模的大幅增加,电力、水和化学燃料的消耗中心,废弃物和污染物的产生中心,城市活动的影响不受城市边界的限制,4,大气污染物的来源,大,气,污,染,源,天然源：自然界自行向大气排放污染物的污染源,.,人为源：人类的生产活动和生活活 动所形成的污染源。,1.1,城市大气污染源,5,6,1.1,城市大气污染源,（1）,按空间分布分为：,点源、面源、线源,（2）,按照人们活动功能不同分为：,生活污染源、工业污染源、交通运输污染源,（3）,按照分类统计分析分为：,燃料燃烧、工业生产（固定源）,交通运输工具（机动车、火车、轮船、飞机等称为流动源）,城市中大气污染源,7,点源、面源,8,9,自然环境与城市环境比较,:,城市大气污染源,1.2,城市大气污染物,城市大气中污染物分类：,(1),气溶胶状态污染物,粉尘；烟尘；雾滴,(2),气体状态污染物,硫化物；氮化物；氧化物；,碳氢化物；卤系化合物,1.2,城市大气污染物,传统污染气体危害呼吸系统和心血管系统。,悬浮微粒引起重金属中毒,挥发性有机化合物（,VOCs,）的危害,污染物对植物的危害,污染物浓度的地域分布,（,1,）气溶胶状态污染物,气溶胶是指,悬浮,于在空气中沉降速率很小的固体及液体微粒。,粉尘,定义,：粉尘类的大气污染物是工业生产排放出的废气中含有的固体微粒，它的大小不一，,从,0.1,到几百微米,。,分类,：大气粉尘颗粒分为,:,（,a,）飘尘（直径小于,10,微米）,;,（,b,）降尘（直径大于,10,微米）,;,（,c,）总悬浮微粒（直径小于,100,微米）的所有颗粒总称。即飘尘和降尘的总和。,（,1,）气溶胶状态污染物,烟尘,定义,：一般指由冶金或化学过程形成的固体粒子气溶胶或由燃烧过程产生的飞灰和黑烟。,特点,：粒度大都比较细，其粒子直径仅为,0.01-0.1,微米左右,雾,定义,：雾是气体中液滴悬浮物的总称，它是由流体蒸汽的凝结液体的雾化及化学反应等过程形成的，如水雾、酸雾、油雾、碱雾等。,大气气溶胶,大气中悬浮均匀分布的相当数量的固体微粒和液体微粒，如海盐粉粒、灰尘（特别是硅酸盐）、烟尘和有机物等多种物质，所构成的稳定混合物，统称为气溶胶粒子。半径,10,-2,10,-8,cm,主要来源有自然源和人工源两种。,青岛大气气溶胶水溶性无机离子研究,:,季节分布特征,结果表明，,SO,4,2,、,NO,3,、,NH,4,+,和,Cl,是,TSP,中水溶性离子的主要成分，四者质量浓度之和占总水溶性离子质量浓度的,86.9%,颗粒物浓度在晴天时最低，其次是雾天，再次是烟雾和霾，沙尘天气下质量浓度最高,气溶胶对气候变化的影响,利用长期的地面降水和能见度资料，分析了华北地区人为气溶胶对区域降水的可能影响。从而得到人为气溶胶污染确实是使局地降水量减少的结论。这一现象对夏季的降水较为明显,可以认为局地的人为气溶胶通过对流活动影响到对流云的降水效率。,气溶胶对气候变化的影响,21,风 沙,22,风沙,23,北京的风沙,24,沙尘暴,25,沙尘暴,2007,年,2,月,28,日凌晨,1,时,55,分左右，新疆一列火车在吐鲁番境内遭遇特大沙尘暴，列车被狂风吹翻，目前至少有,4,人死亡。,28,日凌晨,1,时,55,分左右，新疆一列火车在吐鲁番境内遭遇特大沙尘暴，列车被狂风吹翻，目前至少有,4,人死亡。,26,沙尘暴,甘肃,乍得,强风扬起地面的尘沙,使空气浑浊，水平能见度小于,1 km,的风沙现象。,28,Visibility reduction by air pollution in The Netherlands,In order to investigate the nature of haze in the W part of the NetherLands,the ambient air quality was monitored during 19791981.On an average,83%of the total light extinction was due to scattering by fine particles,the remainder was due to scattering by gases and absorption by gases and particles.Averaging 39%of the fine particle mass,(NH4)2SO4,NH4HSO4 and associated water accounted for 35%of the total light extinction.,（,2,）气体状态污染物,气体状态污染物是以,分子状态,存在的污染物，简称气态污染物。,气态污染物的种类很多，大部分为无机气体。,含硫化合化物（民用炉、热点站、金属冶炼、硫酸厂）,SO,2,、,H,2,S,；,含氮化合化物（硝酸厂、氮肥厂、炸药厂），,NO,、,NH,3,；,碳的氧化物（,CO,、,CO,2,）；,卤素化合物（氟化物、氯化物、制碱厂）、,HF,、,HCI,；,有机物质的污染,29,30,一次污染物,：直接从污染源排放的污染物,。,主要有,SO,2,、,H,2,S,、,NO,、,NH,3,、,CO,、,CO,2,、,HF,、,HCl,、,C1,C12,化合物,。,二次污染物,：是指由一次污染物在大气中 互相作用，经化学反应或,光化学反应,形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物，其毒性比一次污染物还强。,主要有,SO,3,、,H,2,SO,4,、,O,3,、,NO,2,、醛类、酮类、酸类。,气,态,污,染,分,类,（,2,）气体状态污染物,硫氧化物,主要指,SO,2,和,SO,3,、,H,2,S,硫氧化物来源,：化石燃料,燃烧,、以及含硫化物矿石的焙烧、,冶炼,等过程。,湿度大情况下，含硫化合物最终被氧化形成硫酸，是,形成酸雨的主要来源。,二氧化硫,是一种无色的刺激性气体,腐蚀性很大，会严重,刺激人的呼吸系统,，使人出现咳嗽、嗓子疼、胸闷和感到呼吸受阻，刺激腐蚀人的肺部，可以造成肺气肿和支气管炎。并加重哮喘病情。,二氧化硫,破坏植物的叶绿素,，使植物脱水坏死。,在适当条件下和,飘尘,结合在一起，或与水汽中的水蒸汽结合形成,硫酸雾,，硫酸雾微粒侵入人体肺部，可以引起肺水肿和肺硬化等疾病导致死亡。,（,2,）气体状态污染物,31,（,2,）气体状态污染物,氮氧化物,是,NO,、,NO,2,、,N,2,O,、,N,2,O,3,、,N,2,O,4,、,N,2,O,5,等的总称，造成大气污染的,NO,X,最主要是,NO,和,NO,2,。,氮氧化物来源,：,主要来源于人类生产生活活动，以,汽车尾气,排放造成的污染最为严重。,氮氧化物危害：,1,）氮氧化物可以转化为,硝酸,，,是形成,酸雨,主要物质之一,2,）是形成,光化学烟雾,的重要物质,3,）是,消耗臭氧的,重要因子,4,）,NO,2,对人有生理刺激和腐蚀作用,，,引起城市居民产生急性呼吸道病变的一种原因,5,）可腐蚀织物、材料、破坏染料，使它褪色,6,）危害植物，使其组织受害而落叶，甚至枯萎,33,碳氧化物,指,CO,和,CO,2,。,CO,主要是由含碳化合物不完全燃烧产生的无色无味无刺激性的有毒气体。对人体的危害主要是阻碍体内氧气的传输，使人体缺氧，导致死亡。,CO,2,是一种无毒的气体，是大气中的“正常”成分，主要来源于生物的呼吸和化石燃料等的燃烧。目前，大气中,CO,2,浓度逐渐升高，每年上升,0.4%,。由于二氧化碳吸收地面长波辐射，使地球升温，导致,温室效应,，从而形成全球气候变化。,（,2,）气体状态污染物,34,有机化合物,有机化合物种类很多，从甲烷到长链聚合物的烃类,大气中的挥发性有机化合物（,VOC,）。,一般是,C,1,C,10,化合物，它不完全相同于严格意义上的碳氢化合物，因为它除含有碳和氢原子外，还常含有氧,、,氮和硫的原子。,HC,是自然界中必不可少的物质，主要指烷烃、烯烃和芳香烃等具有挥发性的有机物，它们主要是由碳原子和氢原子组成。碳氢化合物主要来源于自然界植物分解,。,（,2,）气体状态污染物,35,Present and future emissions of air pollutants in China:SO2,NO,x,and CO,As part of the CHINA-MAP program,sponsored by the US National Aeronautics and Space Administration,regional inventories of air pollutants emitted in China are being characterized,in order that the atmospheric chemistry over China can be more fully understood and the resulting ambient concentrations in Chinese cities and the deposition levels to Chinese ecosystems be determined with better confidence.,Present and future emissions of air pollutants in China:SO2,NO,x,and CO,This paper presents estimates of emissions of three of the major air pollutants in China:sulfur dioxide(SO2),nitrogen oxides(NO,x,),and carbon monoxide(CO).Emissions are estimated for each of the 29 regions of China covered by the RAINS-ASIA simulation model,including Hong Kong and Taiwan.All sectors of the Chinese economy are considered,including the combustion of biofuels in rural homes.Data for 1990 and 1995 are presented,as well as two projections for the year 2020 under alternative assumptions about levels of environmental control.Sulfur dioxide emissions are projected to increase from 25.2mt in 1995 to 30.6mt in 2020,provided emission controls are implemented on major power plants;if this does not happen,emissions could increase to as much as 60.7mt by 2020.Emissions of nitrogen oxides are projected to increase from 12.0mt in 1995 to somewhere in the range of 26.629.7mt by 2020,with little in the way of pollution controls or other emission reduction measures in place.Emissions of carbon monoxide are projected to decline from 115mt in 1995 to 96.8mt in 2020,due to more efficient combustion techniques,especially in the transportation sector;if these measures are not realized,carbon monoxide emissions could increase to 130mt,by 2020.Emissions of all three species are concentrated in the populated and industrialized areas of China:the Northeastern Plain,the East Central and Southeastern provinces,and the Sichuan Basin.,硫酸烟雾,硫酸烟雾系大气中的 SO,2,等硫化物，在有水雾、含有重金属 的飘尘或氮氧化物存在时，发生一系列化学或光化学反应而生成 的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。硫酸烟雾引起的刺激作用和生理反应等危害，要 比 SO,2,气体强烈得多。,（,2,）气体状态污染物,38,硫酸烟雾,这种污染一般发生在冬季、气温低、湿度高和日光弱的天气条件下。,发生,1952,年伦敦烟雾事件的直接原因是燃煤产生的二氧化硫和粉尘污染，间接原因是开始于,12,月,4,日的逆温层所造成的大气污染物蓄积。燃煤产生的粉尘表面会大量吸附水，成为形成烟雾的凝聚核，这样便形成了浓雾。另外燃煤粉尘中含有三氧化二铁成分，可以催化另一种来自燃煤的污染物二氧化硫氧化生成三氧化硫，进而与吸附在粉尘表面的水化合生成硫酸雾滴。这些硫酸雾滴吸入呼吸系统后会产生强烈的刺激作用，使体弱者发病甚至死亡。,（,2,）气体状态污染物,光化学烟雾,定义,：,由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（,HC,）和氮氧化物（,NOx,）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧,(O,3,),、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（,PAN,）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。,产生条件,：,充足的太阳光；,当地排放的污染物的浓度；,气象条件（大气稳定度、气温、相对湿度和风等）；,其他地理环境因素（纬度和海拔高度等）,40,（,2,）气体状态污染物,城市的光化学烟雾,危害,：人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。,发生地点,：,在,60 N(,北纬,),60 S(,南纬,),之间的一些大城市。,发生季节,：主要发生在阳光强烈的夏、秋季节,主要事件,：,美国洛杉矶市光化学烟雾事件（,1943,）；美国加利福尼亚州光化学烟雾事件（,1970,）；日本东京光化学烟雾事件（,1971,）等。,41,光化学烟雾,洛杉矾在,40,年代就拥有,250,万辆汽车，每天大约消耗,1100,吨汽油，排出,1000,多吨碳氢（,CH,）化合物，,300,多吨氮氧（,NOx,）化合物，,700,多吨一氧化碳（,CO,）。另外，还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放，这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空，不啻制造了一个毒烟雾工厂。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。,1943,年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市,100,千米以外的海拔,2000,米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅,1950,1951,年，美国因大气污染造成的损失就达,15,亿美元。,1955,年，因呼吸系统衰竭死亡的,65,岁以上的老人达,400,多人；,1970,年，约有,75%,以上的市民患上了红眼病。这就是最早出现的新型大气污染事件,-,光化学烟雾污染事件,43,北京,2007,年,7,月底拍摄,44,大气污染危险性判据,最大允许浓度,我国环境空气质量标准,自然保护区，风景名胜区等,居民区、商业区、文化区、农村地区,特定工业区,污染物评价,协同,无协同,常用术语定义,空气污染指数,计算方法,当某种污染物浓度,C,i,j,C,i,C,i,j+1,时，其污染分指数,I,i,=(X,i,-C,i,j,)/(C,i,j+1,-C,i,j,)(I,i,j+1,-I,i,j,)+I,i,j,式中：,I,i,第,I,种污染物的污染分指数；,X,i,第,I,种污染物的浓度值；,I,i,j,第,I,种污染物,j,十,1,转折点的污染分项指数值；,C,i,j,第,j,转折点上,I,种污染物的,(,对应于,Ii,j+1),；,C,i,j+l,第,j,十,1,转折点上,I,种污染物,(,对应于,I,i,j+1,),浓度值；,计算方法,API=max(I,l,，,I,2,I,i,I,n,),I,1,=,（,0.315-C,1,2,）,（,I,1,3,-I,1,2,）,/,（,C,1,3,-C,1,2,）,+I,1,2,=,（,0.315-0.300,）,（,200-100,）,/,（,0.500-0.300,）,+100,=108,1.,大气污染的定义？,2.,大气污染源的几种划分方式如何？,3.,什么是粉尘？什么是烟尘？,4.,什么是一次污染物？什么是二次污染物？,5.,光化学烟雾的定义和产生条件？,思考题,MOMODA 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