化学与环境污染+第四章+预览版.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,第四章 大气污染与防治,主讲：关伟,2010,年,xx,月,xx,日,目录,第一节 光化学烟雾,第二节 煤烟型烟雾,第三节 酸雨,第四节 臭氧层损耗,第五节 全球气候变暖,第六节 大气污染防治,第一节 光化学烟雾,一,.,概述：,1.,定义：,汽车、工厂等污染源排人大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在阳光作用下会发生光化学反应生成二次污染物。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,(,其中有气体污染物，也有气溶胶,),所形成的烟雾桔染现象，称为光化学烟雾。,2.,背景：,20,世纪,40,年代，美国加利福尼亚州洛杉矾就发生过光化学烟雾。,20,世纪,50,年代以来，光化学烟雾污染事件在美国其他城市和世界各地相继出现，如日本、加拿大、德国、澳大利亚、荷兰等国的一些大城市都发生过。,1974,年以来，我国兰州的西固石油化工区也出现光化学烟雾污染现象。,近年来，一些乡村地区也有光化学烟雾污染的迹象。日益严重的光化学烟雾问题，逐渐引起人们的重视。,二,.,光化学烟雾的特征,光化学烟雾的表现特征是棕黄色或谈蓝色的烟雾弥漫，大气能见度降低。,光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低、气温为,2432,的夏、秋季晴天，污染高峰出现在中午或稍后。,光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。,三,.,形成光化学烟雾的反应机制,1.,污染空气中二氧化氮的光解是光化学烟雾形成的起始反应。,2.,碳氢化合物被氢氧自由基,HO,、原子氧,O,等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮等产物以及重要的中间产物烃基过氧自由基,RO,2,、氢过氧自由基,HO,2,、酰基自由基,RCO,等自由基的生成。,3.,过氧自由基引起一氧化氮向二氧化氮转化，并导致臭氧和过氧乙酰硝酸酯的生成。,四,.,光化学烟雾的危害,光化学烟雾成分复杂，但是，对动物、植物和材料有害的主要是臭氧、,PAN,、醛、酮等二次污染物。,人和动物受到的主要伤害是眼睛和教膜受到刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。,植物受到臭氧的损害，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。,PAN,影响植物的生长、降低植物对病虫害的抵抗力。,臭氧、,PAN,等还能造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。,五,.,美国洛杉矶容易发生光化学烟雾的原因,首先，美国洛杉矾当时拥有超过,800,万辆汽车，汽车排出的污染物占洛杉矾大气污染物的,90,。于是，洛杉矶有充足的一次污染物生成光化学烟雾。,其次，洛杉矾地处洛杉矾盆地，容易形成上热下冷的逆温现象。污染物不容易扩散稀释，容易发生污染事件。,再次，洛杉矾夏季的阳光非常强烈，,为形成光化学烟雾提供了外界条件。,六,.,我国兰州西固区的光化学烟雾,1974,年以来，每到夏季和秋季，我国甘肃省会兰州市西固区的居民经常出现眼睛受到刺激、流眼泪、恶心、头晕等症状。经调查证实该地区存在光化学烟雾类型的大气污染，污染源主要是石油化工及炼制业。,西固区形成光化学烟雾的一次污染物中，碳氢化合物主要不是来自汽车尾气，而是来自兰化公司各厂和兰州炼油厂的面源；同样，氮氧化物是来自热电厂和燃烧面源。,除了具有大量形成光化学烟雾的一次污染物这个条件以外，西固区地处黄河河谷，污染物不易扩散稀释，再加上西北高原的强烈日照，所以在夏、秋季容易发生光化学烟雾污染。,第一节 结束,返回目录,第二节 煤烟型污染,一,.,煤烟型污染的来源,燃煤是煤烟型污染的主要污染源。煤是最重要的固体燃料，它是一种复杂的物质聚集体，其可燃成分主要是由碳、氢及少量氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。,烟气中二氧化硫和硫化氢几乎完全来自燃料。煤中含有四种形态的硫：黄铁矿疏、有机硫、单质硫和硫酸盐硫。在燃烧过程中，前三种硫都能燃烧放出热量，并释放出硫氧化物或硫化氢，在一般燃烧条件下，二氧化硫是主要产物。,燃烧过程中形成的氯氧化物，一部分是燃料氮氧化物，另一部分是热致氮氧化物。,不完全燃烧产物主要是一氧化碳和挥发性有机化合物。它们排入大气不仅污染环境，也使能源利用效率降低，导致能源浪费。,二,.,伦敦型烟雾,从,1873,年到,1962,年，伦敦历史上曾经六次发生烟雾污染事件，其中,1952,年 最为严重。,1952,年,12,月,58,日，英国几乎全境为浓雾笼罩，燃煤产生的烟雾不断积聚。,4,天中伦敦市死亡约,4000,人。肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道病患者死亡率均成倍增加。,后来，人们把这种化学烟雾称为伦敦型烟雾。它的一次污染物是煤烟和二氧化硫，二次污染物是硫酸雾和硫酸盐。在冬季气温低、无风或静风、湿度高的有雾天气下容易发生，白天夜间连续出现。严重影响能见度，视程甚至只有几米远。,总体上看，伦敦型烟雾是一种还原性烟雾。它严重刺激人的呼吸道，还危害森林等植物，腐蚀建筑物。,三,.,煤烟型污染发生的条件,伦敦之所以多次发生烟雾污染事件，首先是因为历史上伦敦大量烧煤，烧煤排放出大量煤烟和二氧化硫，是伦敦型烟雾重要的一次污染物。,其次，伦敦曾经号称“雾都”，气象条件也有利于煤烟型烟雾的生成。,除了伦敦烟雾事件以外，比利时马斯河谷工业区的马斯河谷事件、美国宾夕法尼亚州多诺拉镇的多诺拉事件都是大气中的烟尘与二氧化硫发生协同作用产生的。,1952,年发生的伦敦烟雾事件是,20,世纪八大公害事件之一,四,.,中国的大气污染,中国的大气环境污染以煤烟型为主，主要污染物为总悬浮颗粒物和二氧化硫，这种特点是因为中国一次能源的三分之二是煤，这种状况今后相当长一段时间内不会改变。由于煤炭使用效率不高，适合国情的脱硫技术开发落后，污染治理缺乏力度等，造成我国二氧化硫年排放量居高不下。目前我国少数特大城市，如北京、上海、广州等，均属煤烟与汽车尾气污染并重类型。,颗粒物仍是影响空气质量的首要污染物，对气体污染物的控制重心已由二氧化硫相氮氧化物偏移。,47,个全国环境保护重点城市中，,20,个城市环境空气质量达到二级标准；,21,个城市空气质量为三级；,6,个城市劣于三级标准，空气污染严重。”,第二节 结束,返回目录,第三节 酸雨,一,.,什么是酸雨,并非,pH,7,的降雨皆为酸雨，微弱的酸性有利于土壤中养分的溶解，对生物和人有益。如果降水的,pH,5.6,，则是大气受到污染的表现，才称为酸雨。,“酸雨”问题不仅来自于雨，范围较广的描述是“酸性降水,(acid precipitation)”,，包括所有,pH,5,6,的从空中云雾降落到地面的液态水,(,雨,),和固态水,(,雪、田、雹,),，通常把近地层中水汽直接凝结于物体表面的露和霜也包括在内。,学术界爱用的全面描述是“酸沉降,(acid deposition),：，不仅包括上述各种酸性的湿沉降，而且包括酸性的干沉降，比如酸性气体被地表吸收和发生反应，酸性颗粒物通过重力沉降、碰撞和扩散沉降于地表。,二,.,酸雨区的分布,世界上有三大酸雨区，按出现时间的先后为：欧洲、北美和中国。,我国酸雨区域分布范围基本稳定，,2004,年降水年均,pH,值小于,5.6(,酸雨,),的城市主要分布在华中、西南、华东和华南地区。,1.,华中酸雨区,污染最为严重，降水年均,pH,值,(5.6),为酸雨的城市占,58.3,，酸雨频率大于,80,的城市比例达,21.4,。湖南和江西是华中酸雨区酸雨污染最严重的区域。,2.,华南酸雨区,主要分布在广东以珠江三角洲为中心的东南部和广西东部。降水年均,pH,值小于,5.6,的城市比例为,58.9,。,3.,西南酸雨区,以四川的宜宾、南充、贵州的遵义和重庆为中心，降水年均,pH,值小于,5.6,的城市比例为,49.0,。,4.,华东酸雨区,分布范围较广，覆盖江苏省南部、浙江全省、福建沿海地区和上海。高酸雨频率,(,80,),和高酸度降水,(pH,4.5),的城市比例仅次于华中酸雨区，分别为,21.0,和,14.6,。,全国降水,pH,年均值等值线图,三,.,酸雨中主要的酸,酸雨中的酸主要是,H,2,SO,4,和,HNO,3,，它们占总酸量的,90,以上。然而，自然和人为向大气中排放,H,2,SO,4,和,HNO,3,的量并不大，酸雨中的这两种酸主要是二次污染物，它们由一次污染物转化而来。,H,2,SO,4,的前体物是,SO,2,，,HNO,3,的前体物是,NOx,。人为排放量占,SO,2,的,79,，,NOx,的,59,，来自人为源的,SO,2,大约是,NOx,的,2,倍。,四,.,我国酸雨南多北少的原因,我国的酸雨并未发生在酸雨前体物排放强度最大的北方地区，而是发生在排放强度较小的南方地区，为什么呢,?,其实，同一国家酸雨中的酸性物质浓度相差不大，而碱性物质浓度却相差较大。所以，是否形成酸雨，决定于降水中酸性物质的相对比例，而不是绝对浓度。,我国长江以南大气颗粒物酸化缓冲能力小，土壤呈酸性，通风量小，湿度大，气温高，太阳辐射强度大，并有一定的前体物,SO,2,和,NO,X,排放强度。这些因素都有助于降水酸化，所以出现了区域性严重的形成，所以北方尚出现区域性酸性。,五,.,酸雨的运输,(,一,),远距离输送,国外一些厂家为了减轻当地污染，把烟囱建得很高，可达三百多米。,SO,2,、,NO,X,经过高空扩散，,24h,以后就能扩散,700km,，造成跨越国界的污染。有人认为挪威和瑞典的酸雨,80%90%,来自英国、德国，加拿大东部的酸雨半数来自美国，日本也有酸雨物质“西来说”。,(,二,),中等距离输送,我国四川的峨媚山地区和湖南长沙到广东韶关一线，当地工业企业并不多，酸雨是一段距离以外输送来的。,(,三,),局地源,我国西南的重庆地区、贵阳地区，酸雨来自本地。,六,.,酸雨的危害,由于酸雨的侵蚀，世界上很多著名的大理石和石灰石雕像和建筑物遭到破坏。酸雨使城市建筑灰暗脏就，也严重腐蚀金属，危害钢铁桥梁、建筑物、交通工具、铁路等，使市内的汽车等公共设施锈迹斑斑。,酸雨造成某些地区湖泊河流逐渐酸化，有害金属溶入水中，鱼类减少，当,pH,4.8,时，水中就没有鱼了。,强酸度的降水、雾和高浓度的,SO,2,等直接危害森林和农作物。,酸雨造成土壤酸化，使钙、镁、钾等营养元素流失，抑制有机物的降解和固氮作用，使土壤贫瘠化；酸雨会将铝等有害元素活化，进入土壤溶液，被树木根部吸收后转化为氢氧化铝等，堵住根内传输管道。,H,2,SO,4,和,HNO,3,雾直接危害人体呼吸系统、眼睛和皮肤。由于酸雨使湖河、土壤酸化，溶出铅、铜、汞等重金属，如进入饮用水，也将对人类健康造成严重威胁。,酸雨对森林的危害极大,经历了,60,年，德国这座石雕已被酸雨腐蚀的面目全非,第三节 结束,返回目录,第四节 臭氧层耗损,一,.,大气臭氯层的耗损,1985,年，英国法曼,(,J.Farman,),等人首先提出南极出现“臭氧洞”。,据美国航空航天局,(NASA),通过卫星侦测，南极臭氧洞春初出现，春末闭合，其面积,1984,年几乎相当于,1,个美国，,1995,年相当于,2,个多欧洲，,2000,年达到历史最大值：,2830,万,km,2,，比南极大陆大一倍，有三个美国那么大。,1988,年，美国科学家提出北极也有臭氧洞，但比南极的小。,1998,年，我国科学家发现，我国青藏高原上空也出现了臭氧洞。,1994,年，国际奥氧委员会宣布，,1969,年以来，全球臭氧层总量减少,10,，南极上空下降,70,。,二,.,消耗臭氮层物质,(,一,),查普受循环,1929,年，查普曼（,S.Chapman,）首先提出：臭氧层中达成稳态是,4,个反应的结果。,查普曼循环包括臭氧的生成反应：,O,2,+hO+O,O+O,2,+MO,3,+M,（,M,：第三体，如,N,2,O,2,）,也包括臭氧的消除反应：,O,3,+hO+O,2,O+O,3,O,2,+O,2,（慢）,由于有反应臭氧层成为太阳紫外辐射的天然屏障，它又产生原子氧，有可能通过反应再生成奥氧。而原子氧和臭氧也可能碰撞，通过慢反应从循环中除去“奇数氧”（,O,和,O,3,）。,(,二,),破坏臭氧层的催化剂,如果有某种物质,X,能与臭氧反应,总反应即反应，,X,起催化剂的作用，本身并不消耗，加速破坏奥氧。目前人们认识到的,X,分为,4,类。,1,含氯的自由基,ClOx,如,Cl,、,ClO,。一个原子氯作为催化剂可以破坏,10,万个臭氧。,2,含溴的自由基,BrOx,如,Br,、,BrO,。原子溴比原子氯的催化作用强,50,倍。,3,氮氧化物 指,NO,、,NO,2,。,4,含氢的自由基,HOx,如,H,、,HO,、,HO,2,。,凡能向平流层排放,X,的人类活动都能破坏臭氧层。,(,三,),消耗臭氧层物质,以下,7,类最重要的消耗臭氧层物质,(ODS),都能穿越,-56,的平流层顶而破坏臭氧层：,1.,氯氟烃,(,氟利昂、氟氯化碳,),CFC,到,1985,年，,CFC,11,和,CFC,12,的世界年产量达,85,万吨，相当部分进入大气，由于其惰性，又不被雨水冲刷，寿命极长，如,CFC,l2,在大气中寿命竞达,120,年，而仅需,5,年，它们即可完整无损地渗入平流层中。,2.,哈龙,(,halon,),值得注意的是，字典上,halon,的另一含义是聚四氟乙烯，国内译者常张冠李戴。,3.,四氯化碳,CCl,4,(CTC),电子工业及干洗业中用作清洗剂。,4.1,1,1-,三氯乙烷,CH,3,CCl,4,(TCA),精密仪器、电子工业、首饰业中用作清洗剂。,5.,甲基溴,CH,3,Br,用作熏蒸剂、保鲜剂以杀灭土壤、木材、仓储谷物、水果中的害虫。,6.,一氧化二氮,N,2,O,大量施用的氮肥，被细菌衰变为一氧化二氮，流层光解或氧化为一氧化氮，破坏臭氧层。,7.,超音速飞机,为了减小空气阻力，超音速飞机在乎流层中飞行，一氧化氮和水汽排入平流层，水被光解或氧化为,HO,等，和一氧化氮,臭氧层。,三,.,人类拯救臭氧层的行动,1985,年，一些国家签订了,保护臭氧层维也纳公约,，中国,1989,年加入。,1987,年,9,月，,43,国签订,关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书,，对,5,种,CFC,和,3,种哈龙提出控制时间表。,1990,年,6,月，包括中国在内的,90,国在伦敦通过,蒙特利尔议定书,(,修正案,),，把受控,ODS,扩大到,5,类,20,种，增加了,10,种,CFC,、,CCl,4,和,CH,3,CCl,3,，并提前了控制时间，还把,34,种,HCFC,列为过渡性物质。,1992,年,11,月，,92,国在哥本哈根对,蒙特利尔议定书,(,修正案,),进一步修正与调整，把受控,ODS,扩大到,7,类上百种，新增加了氢氯氟烃,(HCFC),、氢泊氟烃,(,HBrFC,),和甲基溴,(CH3Br),三类，并再次提前了控制时间。,含氢的氯氟烃，因为碳氢键在大气对流层就可以断裂，因此进入平流层的机会少，对臭氧层的破坏比不含氢的氯氟烃小,蒙特利尔议定书,缔约方又经,1995,年在维也纳、,1997,年在蒙特利尔、,1999,年在北京多次调整和修订，确定的时间表见表,10-2,。,1993,年,1,月，,中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案,对中国当前生产和使用的,3,种,CFC,、,2,种哈龙、,CCl,4,和,CH,3,CCl,3,提出逐步淘汰方案。其余国际上受控,ODS,，中国的产销量很小或基本为零。,1999,年,11,月，,中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案,(,修订稿,),对中国目前主要生产和消费的,4,类,10,种受控的,ODS,提出逐步淘汰方案。,截止到,2005,年,5,月,24,日，在联合国,191,个成员中，共有,190,个国家批准了,1985,年,维也纳公约,；,189,个国家批准了,1987,年,蒙特利尔议定书,。各种受控物质生产和消费的数量已经有了明显变化。,到,1998,年底，在工业化国家里，最初受控的氯氟烃类,(CFC),产量已经下降了,95,，最初受控的哈龙产量已经下降了,99.8,。世界总产量比基准的,1986,年已经下降了,88,(,氯氟烃类,),和,84,(,哈龙,),。,大气中主要消耗臭氧层物质,ODS,浓度的增长已经明显放慢。科学家预计，臭氧层将稳步地恢复到工业化以前的强度。,第四节 结束,返回目录,第五节 全球气候变暖,一,.,全球气候变暖,全球年均温度（包括陆地和海洋上空的气温）的变化见图,5-1(a),由图可看出：全球变暖趋势明显，且还在继续。,20,世纪，全球年均温度上升,0.6,。,图,5-1(a),全球大气年均温度的变化趋势,我国全国年度平均气温理念变化见图,5-1(b),。,2004,年度中国平均气温,9.6,，比常年值偏高,0.8,，已连续,8,年高于常年值。,图,5-1(b),我国全国年度平均气温历年变化,很多自然因素决定全球气候。驱动天气和气候的能量来自太阳，太阳辐射包括整个电磁波谱，但照射到地表时就仅剩红外线、可见光和近紫外线，见图,5-2,。,图,5-2,太阳辐射部分被大气吸收,1800,年左右，法国数学家、物理学家傅里叶,(,J.Fourier,),提出地球大气与温室玻璃的功能相似，他的比喻沿用至今，叫温室效应。温室效应示意图见图,5-3,。,产生温室效应的温室气体并非大气主要成分,N,2,和,O,2,，而是一些“痕量气体”。因为温室气体能吸收红外线，加大分子内原子间振幅，改变分子偶极矩。,一般地，温室气体分子至少有三个原子，即多原子分子,(,像,H,2,O,、,CO,2,、,CH,4,、,N,2,O,、,O,3,等,),，当其原子间呈不对称振动时，偶极矩改变，同时吸收红外线。,图,5-3,温室效应简单示意图,二,.,关键温室气体,表,5-1,列出受人类活动影响的关键温室气体情况。,表,5-1,关键温室气体的体积分数、增长速率、对全球变暖的贡献,表中没有列出,H,2,O,和,O,3,这两种重要温室气体：,由于大气中,H,2,O,在气、液、固三态间变化，,H,2,O(,气态,),在大气中的存留时间仅几天。人们对大气中,H,2,O,的源和汇、云的作用等因素尚认识不足，无法定量评估。,由于人类活动，对流层中,O,3,增加，平流层中,O,3,减少，但缺乏足够观测数据，也难定量评估。,第五节 结束,返回目录,第六节 大气污染防治,一,.,大气质量标准,国家为保护人类健康和生存环境，对污染物,(,或有害因素,),容许含量,(,或要求,),作出规定，制订环境质量标准。大气质量标准对大气中污染物或其他物质的最大容许浓度作出规定。,我国,1982,年,4,月颁发的,环境空气质量标准,按标准适用范围分为三级：,一级标准适用于国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等；,二级标准适用于城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村等；,三级标准适用于大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。,环境空气质量标准,列有总悬浮颗粒物、飘尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和光化学氧化剂,(O,3,),等项目。每一项目按照不同取值时间,(,日平均和任何一次,),和三级标准的不同要求，分别规定了不同的浓度限量。,二,.,城市空气质量报告,(,一,),城市空气质量报告的分类,城市空气质量报告可以分为两类,:,一类是过去一段时间的情况报告，称为现状报告，通常有年报、季报、月报、周报和日报；,另一类是未来一段时间内的情况报告，称为预测预报，通常有短期预报、中期预报和长期预报（趋势预报）。,(,二,),空气质量日报,1.,空气质量日报的产生,一个城市的环境监测部门先要选择若干个自动监测点位，代表不同类掣的区域，中心监测站收集各个监测点位的数据，进行分析处理，得出全市每天的污染物平均浓度，就是该市的空气质量日报。,2.,空气质量日报的项目,从,2001,年,6,月,5,日起，我国“重点城市空气质量日报”包括,47,个环保重点城市；指标体系中有可吸入颗粒物,PM,10,、二氧化氮和二氧化硫，由中央电视台向全国发布。,3.,空气污染指数,(API),由于各种空气污染物浓度值的大小级别不易被普通公众接受，国际上通常把空气污染物的浓度换算成空气污染指数。每一种污染物的空气污染指数称为其空气污染分指数。,4.,首要污染物与空气质量级别,在所监测的各种污染物当中，空气污染分指数最大的一种叫做首要污染物。把首要污染物的空气污染分指数作为该城市的空气污染指数，据此将城市空气质量状况分为,5,个级别，以描述城市的污染程度。,空气污染指数与空气质量级别的关系见表,6-1,。,表,6-1,空气污染指数与空气质量级别的关系,空气污染指数,空气质量级别,空气质量,描述,对健康的影响,对应空气质量的,适应范围,050,优,可正常活动,自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区,51100,良,可正常活动,城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区,101150,-1,轻微污染,长期接触，易感人群症状有轻微加剧；健康人群出现刺激症状,特定工业区,151200,-2,轻度污染,201250,-1,中度污染,一定时间接触后，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐力降低；健康人群中普遍出现症状,251300,-2,中度重污染,300,重度污染,健康人出现明显强烈症状,(,三,),空气质量预报,从,2001,年,6,月,5,日起，我国的电视观众可以在每天中央电视台的节目中，收看到全国,47,个环境保护重点城市的空气质量预报。,预报内容为当日,20,时至次日,20,时城市的空气质量状况，包括污染指数、首要污染物和环境空气质量等级。,城市环境空气质量预报由环保部门和气象部门联合制作、统一发布，各城市也可以在当地媒体上发布本地区的环境空气质量预报。,三,.,大气污染防治技术,(,一,),提高能源效率与节能,1.,当前世界能源消耗的特点,首先，能源主要来自一次不可再生能源。,其次，能源消耗水平有很大差异。,总的趋势是，世界能源消耗在继续增长。,2.,中国的能源消耗与节能,与中国经济的规模相比，中国属于能源高消费的国家。中国的能源工业面临两方面的挑战，既要满足经济发展对能源的需求，又要同时考虑大气环境保护的因素。中国正在实行从传统的计划经济向市场经济的转变、从粗放型经济向集约型经济的转变，必将大大推进能源利用效率的提高和节能。中国的节能重点是以下几方面：,1.,燃煤电厂,2.,工业锅炉,3.,钢铁工业,4.,建材工业,在许多情况下提高能源效率和节能是减少污染物排放的员有效方法，并且，在所有污染防治技术中节能是最经济的方法，不但减少了温室气体的排放，而且节约了能源，具有相当的经济效益。,(,二,),洁净煤技术,1.,定义：,洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中，减少污染物排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。,主要包括煤炭洗选、加工,(,型煤、水煤浆,),、转化,(,煤炭气化、液化,),、先进发电技术,(,常压循环流化床、加压流化床、整体煤气化联合循环,),、烟气净化,(,除尘、脱琉、脱氮,),等方面的内容。,05,年年底，神华新疆能源公司苇湖梁煤矿已生产洁净动力配煤,(,即洁净煤,)37,万吨,2.,中国洁净煤技术发展战略,中国政府制定适合国情的洁净煤技术发展战略主要包括：,（,1,）注重经济与环境协调发展，重点开发社会效益、环境效益与经济效益明显的实用而可靠的先进技术；,（,2,）覆盖煤炭开发和利用的全过程；,（,3,）重点针对多终端用户，主要是电厂、工业炉窑和民用三个领域，同时，应把矿区环境污染治理放在重要的位置。,(,三,),开发清洁能源和可再生能源,1.,清洁能源的发展,（,1,）地热能,地热能是由于地球内部放射性物质发生自然蜕变放热的结果，在密闭的环境中逐渐积聚能便形成了持续的地热。地热能量相当于地球上全部煤贮量的,1.7,亿倍，而且地热电站一般不需要庞大的燃料运输设备，也不排放烟尘。,我国地热资源的远景储量相当于,210,11,t,标准煤以上，已勘探的,40,多个地热田可供中低温直接利用的热储量相当于,3.1610,9,t,标准煤。,羊八井地热电站不仅是我国最大的地热电站，也是世界上,唯一一座利用地热潜层热储进行工业性发电的电厂。,西藏羊八井地热电站,（,2,）风能,风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起空气运动产生的能量。风是地球上潜力巨大的能源，地球上近地层风能总储量约,1.310,12,kW,。由于发电成本不断降低，风力发电是目前增长最快的能源。,风力机是将风能转化为其他形式能量,(,电能、机械能、热能等,),的旋转机械。目前全世界风力机用于发电的超过总拥有量的三分之二。,中国风能资源的理论储量相当大，总储量估计为,3.210,9,kW,，在世界各国排列第三，可开发利用的约为,1/10,。其中，中北部、西北部平原和东南沿海地区的风能资源十分丰富。,新疆达坂城风力发电站,新疆达板城风电厂是中国第一个大型风电厂，也是亚洲最大的,风力发电站。目前安装有,200,台风车，年发电量为,1800,万瓦。,（,3,）太阳能,太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，其转换和利用方式有以下几方面：,a.,太阳能热利用技术,太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用，它可分低温,(100300),：工业用热、制冷、空调、烹侵等；高温,(300,以上,),：热发电、材料高温处理等。,b.,太阳能光电转换技术,太阳能电池类型很多，如单晶硅电池、多晶硅电彻、非品硅电池、硫化镐电池、砷化锌电池等。,c.,光化学转化技术,光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解液内形成电流，并使水电离直接产生氢的电池。,我国地处北半球，幅员辽阔，有丰富的太阳能资源，每年太阳辐射总量约在,(,3.38.4)10,6,kJm,-2,，特别是我国西部地区的太阳能资源十分丰富，中国有,2/3,的地区年平均日照时间超过,2000h,。,2008,年,10,月,18,日，我国首座利用,太阳能自身发电的大厦,保定市电谷,锦江国际酒店在河北保定市正式投入运营,（,4,）氢能技术,从,20,世纪,70,年代初开始将氢用于发电以及各种机动车和飞行器的燃料、家用燃料等。氢作为能源使用时，主要燃烧产物是水，而生产氢的原料也是水。氢的热值高，液氢可达,120kJg,-1,，是汽油的,2.8,倍。,利用氢可以作燃料直接燃烧；可以用氢燃料电池，使氢和氧通过电化学反应直接转换成电能；氢还可以用作各种能源的转换介质或中间载体。,氢能技术目前尚处于研究开发阶段，预计到,2030,年可推广使用。,利用氢能的汽车：,宝马氢能,7,系轿车,（,5,）核能,目前全球核电的发展已经步入了一个新的发展阶段，,2000,年全世界已有,433,座核电机组在运行。核能是全世界公认的清洁、高效、安全的能源，对于控制温室效应增强、减少二氧化碳排放有积极作用。,中国从,20,世纪,80,年代开始制定丁发展核电的技术路线和技术政策，,1991,年中国自主建造的泰山核电站实现并网发电，,1994,年广东大亚湾核电站投入满功率运行。我国的核电发电量只占总发电量的,1,，有很广阔的发展前景。,浙江秦山核电站,广东大亚湾核电站,（,6,）生物质能,生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。目前发展的生物质能利用技术如下：,a,热化学转换技术,b,生物化学转换技术,c,生物质压块细密成型技术,d,化学转换技术,生物质能是中国最大的可再生能源之一。我国农作物秸秆产量每年约,710,8,t,，可用作能源的资源量约为,(2.83.5)10,8,t,；此外还有大量的可用作生产沼气的禽畜粪便和工业有机废水资源。,（,7,）甲烷水合物,甲烷水合物又叫可燃冰，化学式,CH,4,8H,2,O,，外观为无色透明冰状晶体，是甲烷分子藏在冰晶体的空隙,(,笼,),中形成的，甲烷水合物从海底提升到海平面就会分解，放出甲烷气体，每立方米甲烷水合物固体可以释放出,164m,3,的甲烷气体。,据估计，甲烷水合物中的甲烷的总量按碳计算，至少为已经发现的所有矿物燃料中碳的,2,倍，是蕴藏量最丰富的燃料资源，有望成为,21,世纪最重要的能源。,我国海域广阔，近来已经在南海北部西沙海槽区开展海洋甲烷水合物前期试验性调查，获得了重大发现。,甲烷水合物球棍模型,2.,关于划分高污染燃料的规定,2001,年,4,月，我国国家环保总局颁布的,关于划分高污染燃料的规定,，明确规定高污染燃料包括：原,(,散,),煤、煤歼石、粉煤、煤泥、燃料油,(,重油和渣油,),、各种可燃废物和直接燃用的生物质燃料,(,树木、秸秆、锯末、稻壳、蔗渣,),等。,该规定中特别对固硫蜂窝型煤、轻柴油、煤油和人工煤气等的基推热值、硫含量和灰分含量作出了限制。,(,四,),控制酸雨和二氯化硫污染的举措,考虑到酸雨和二氧化硫污染特征的差异及实施可持续发展战略的要求，,1998,年,1,月我国国务院批准“两控区”总面积为,1.0910,6,km,2,，占国土面积的,11.4,，其中酸雨控制区面积约为,8.010,5,km,2,；二氧化硫污染控制区面积约为,2.910,5,km,2,。,目前，“两控区”污染防治已经取得成效，截止到,2000,年,9,月底，“两控区”内,4849,个排放二氧化硫,100t/a,以上的重点工业污染企业，有,3735,家实现达标排放，达标率为,77,。,到,2010,年“两控区”的控制目标为：,.“,两控区”内二氧化硫排放量控制在,2000,年排放水平之内；,.“,两控区”内所有城市环境空气二氧化硫浓度都达到国家环境质量标准；,.,酸雨控制区降水,.,地区的面积明显减少。,(,五,),机动车污染控制,2004,年，中国成为世界汽车第四大生产国和第三大消费国，中国石油消耗,3.1,亿吨，其中三分之一用于机动车。,随着机动车保有量的迅速增加和城市化进程的加快，中国一些大城市的大气污染类型正在由煤烟型向混合型或机动车污染型转化，机动车尾气排放已经成为城市的重要污染源。控制机动车污染的措施如下：,1.,调整交通需求,2.,使用清洁油品,3.,使用清洁汽车,4.,执行配套法规和标准,5.,发展公共交通车,6.,控制私人汽车拥有量,(,六,),工业污染控制,有关的环境保护法律是工业污染控制的基础。我国的污染控制政策建立在预防为主、防治结合，污染者付费和强化环境管理这三项基本原则的基础上。污染防治重点在于新污染源，可通过实行环境影响评价和“三同时”制度进行管理。现有污染源则通过排污收费、排污许可证和限期治理制度来进行管理。,工业污染源控制途径：,1.,促进老企业技术改造，推行清洁生产；,2.,推广燃煤锅炉的更新换代，提高锅炉效率；,3.,促进乡镇企业更新改造和技术换代，提高乡镇企业污染治理率；,4.,推广已有的污染控制实用技术措施，提高除尘装置的安置率和除尘效率；,5.,推广应用各类烟气净化工艺等。,四,.,有关国际公约,全球气候变化一直是国际社会高度重视的重大全球环境问题。,1988,年由联合国环境署,(UNEP),和世界气象组织,(WMO),联合发起的政府间气候变化专业委员会,(IPCC),成立。,1.,气候变化框架公约,1992,年,6,月，,154,个国家在巴西里约热内卢召开的环境与发展大会上签署了联合国,气候变化框架公约,。这是一项原则公约，它为国际社会在对付气候变化问题上加强合作提供了法律框架。目的在于控制大气中二氧化碳、甲烷和其他造成“温室效应”的气体的排放。,中国是,1992,年首批签署,气候变化框架公约,的国家之一。,2.,京都议定书,1997,年,12,月在日本京都召开的第,3,次缔约方大会审查了,气候变化框架公约,的各项承诺及执行情况，磋商如何采取措施，落实已经签署的框架公约，经过艰难的讨价还价，终于达成的协议即,京都议定书,。它是国际社会为保护赖以生存的地球环境经过多年努力所达成的重要成果。,京都议定书,并没有给中国规定减排目标，但中国在过去,10,年中大幅减少了温室气体的排放，发挥了榜样作用。中国在减少温室气体排放方面的成就是通过大大发展清洁能源、减少煤在能源结构中的比例以及减少生产中的能耗等方式取得的。,3.,哥本哈根气候大会,哥本哈根世界气候大会全称是,联合国气候变化框架公约,，第,15,次缔约方会议暨,京都议定书,第,5,次缔约方会议，于,2009,年,12,月,7,日,18,日在,丹麦,首都,哥本哈根,召开。,192,个国家的环境部长和其他官员们在哥本哈根召开,联合国,气候会议，商讨,京都议定书,一期承诺到期后的后续方案，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。,这将是继,京都议定书,后又一具有划时代意义的全球气候协议书，毫无疑问，对地球今后的气候变化走向产生决定性的影响，被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。,第四章 结束,返回目录,谢谢！,