大气环境保护(1).ppt

第一部分第一部分 大气环境概述大气环境概述第三部分第三部分 大气污染控制技术大气污染控制技术第六章第六章 大气环境保护大气环境保护第二部分第二部分 大气污染物的扩散大气污染物的扩散第一部分 大气环境概述一、大气的组成和结构二、大气污染类型和大气污染物 大气组成（混合物）大气组成（混合物）干燥清洁的空气、水汽、悬浮微粒干燥清洁的空气、水汽、悬浮微粒 一、大气的组成和结构气体名称体积百分含量（%）气体名称体积百分含量（%）氮（N2）78.09甲烷（CH4）（1.01.2）10-4氧（O2）20.95氪（Kr）1.010-4氩（Ar）0.93氢（H2）0.510-4二氧化碳（CO2）0.020.04氙（Xe）0.0810-4氖（Ne）1810-4二氧化氮（NO2）0.0210-4氦（He）5.2410-4臭氧（O3）0.0110-4干洁空气中各种组分及含量干洁空气中各种组分及含量大气层的结构大气层的结构 根根据据国国际际标标准准化化（ISOISO）的的定定义义，大大气气污污染染是指人类活动和自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害人体的舒适、健康和福利或环境。所所谓谓的的舒舒适适和和健健康康，包括了从对人体正常的生活环境和生理机能的影响到引起慢性疾病、急性病以致死亡这样一个范围；所所谓谓的的福福利利，是指与人类协调共存的生物、自然资源、财产以及器物等。1、大气污染的概念二、大气污染类型和大气污染物2、大气污染的分类 （1 1）按污染物的化学性质划分：）按污染物的化学性质划分：还原型污染 氧化型污染 （2 2）按燃料性质和污染物的组成划分：）按燃料性质和污染物的组成划分：煤炭型 石油型 混合型 特殊型还原型污染还原型污染（英国伦敦）（英国伦敦）1952年12月5-8日发生，主要是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难。据事后统计，在烟雾期间4天中死亡人数较常年同期约多4000人。45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍；1岁以下的儿童死亡数，约为平时的2倍。事件发生的一周中因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡，分别为事件发生前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。肺炎、肺癌、流感及其它呼吸道病患者死亡率均有成倍增加。氧化型污染氧化型污染（美国洛山矶）（美国洛山矶）1943年发生，主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和氮氧化物被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。一般发生在湿度低、气温在2432度的夏季晴天的中午或午后。光化学烟雾主要是刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎及不同程度的头痛；使家畜患病，防碍农作物及植物的生长；使橡胶制品老化，材料与建筑物受腐蚀而损坏；使大气浑浊，降低大气可见度，影响汽车、飞机安全运行。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。过氧乙酰硝酸酯（PAN）混合型大气污染（日本四日市大气污染）混合型大气污染（日本四日市大气污染）在工业中心城市，由企业、汽车尾气等排放的二氧化硫、粉尘、氮氧化物及各种重金属微粒在静风的天气下，在近底层聚集，吸入肺部、刺激人体呼吸道，引起肺气肿、气管炎、哮喘等。煤炭型污染煤炭型污染石油型污染石油型污染3、大气污染源 （1 1）按污染源存在的形式划分：）按污染源存在的形式划分：固定污染源固定污染源 移动污染源 （2 2）按污染物排放的方式划分：）按污染物排放的方式划分：点源 面源 线源 （3 3）按污染物排放时间划分：）按污染物排放时间划分：连续源 间断源 瞬间源 （4 4）按污染物产生的类型：）按污染物产生的类型：工业污染源 生活污染源 交通污染源钢铁厂造成的污染火力发电厂造成的污染石石油油燃燃烧烧造造成成的的大大气气污污染染大山深处的工大山深处的工厂带来的污染厂带来的污染生活污染源生活污染源 ：交通污染源交通污染源 由由汽汽车车、飞飞机机、火火车车和和轮轮船船等等交交通通运运输输工工具具运运行行时时向向大气中排放的尾气。大气中排放的尾气。这类污染源属这类污染源属流动污染源流动污染源，主要污染物是烟尘、碳氢化，主要污染物是烟尘、碳氢化合物、合物、NONOX X、金属尘埃等，是城市大气环境恶化的主要原因、金属尘埃等，是城市大气环境恶化的主要原因之一。之一。农业污染源农业污染源 主要是不当施用农药、化肥、有机粪肥等过程产生的有害物质挥，以及施用后期NOX、CH4、挥发性农药成分从土壤中逸散进入大气等形成的污染源。燃烧秸秆是一种特殊的大气污染源。水稻田和反刍动物排放甲烷气是一种不容易被人认识的污染源。4、大气污染物、大气污染物 据不完全统计，目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100多种。其中影响范围广、对人类环境威胁较大、具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化含物及光化学氧化剂等。（1 1）按污染物与污染源的关系：）按污染物与污染源的关系：一次污染物 二次污染物 （2 2）按污染物的存在形态划分：）按污染物的存在形态划分：气溶胶状态污染物 气体状态污染物一次污染物一次污染物一次污染物一次污染物与与与与二次污染物二次污染物二次污染物二次污染物 一次污染物是从污染源直接排出的大气污染物。如如颗颗粒粒物物、二二氧氧化化硫硫、一一氧氧化化碳碳、氮氮氧氧化化物物、碳碳氢氢化合物化合物等。等。二次污染物则是由污染源排出的一次污染物与大气正常组分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学或光化学反应而形成了与原污染物性质不同的新污染物，其毒性一般较一次污染物强。如如硫硫酸酸及及硫硫酸酸盐盐气气溶溶胶胶、硝硝酸酸及及硝硝酸酸盐盐气气溶溶胶胶、臭臭氧氧、光化学氧化剂光化学氧化剂等。等。气态污染物主要包括：气态污染物主要包括：硫氧化合物(SOx)：二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)；氮氧化物(NOx)：NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5 碳氧化物：一氧化碳（CO）碳氢化合物 污染物污染物一次污染物一次污染物二次污染物二次污染物含硫化合物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4、MSO4含氮化合物含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3、MNO3碳氧化合物碳氧化合物CO、CO2无无碳氢化合物碳氢化合物HmCn醛、酮、醛、酮、过氧乙酰基硝酸脂过氧乙酰基硝酸脂卤素化合物卤素化合物HF、HCl无无主要气体状态的大气污染物主要气体状态的大气污染物 颗粒污染物颗粒污染物颗 粒 物 粒 径（微米）来 源粉尘（dust）降尘10由风扬起飘尘10烟（fume）1 熔融物质挥发飞灰(fly ash)燃料燃烧分散较细黑烟(smoke)0.051 燃料燃烧产生雾(fog)100蒸气凝结液体颗粒总悬浮颗粒(TSP)0 时：随高度增加气温降低（大气时：随高度增加气温降低（大气不稳定不稳定）；）；=0 时：随高度增加气温不变化（大气时：随高度增加气温不变化（大气等温等温）；）；0 时：随高度增加气温降低（大气时：随高度增加气温降低（大气不稳定不稳定）；）；=0 时：随高度增加气温不变化（大气时：随高度增加气温不变化（大气等温等温）；）；0 时：随时：随高高度度增增加气加气温温升升高高（大气（大气稳定稳定）d d 干干绝热绝热直减率直减率0.98K/100m0.98K/100m温度层结4大气稳定度同高架源排放情况烟云排放主要有烟云排放主要有5 5种类型种类型a 波浪型b 锥型c 扇型d 爬升型e 熏烟型二、大气污染物的分布 -高斯扩散模式高斯模式的有关假定坐标系 右手坐标，x为主风向,y为横风向，z为垂直向四点假设 a污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布b全部高度风速均匀稳定c源强是连续均匀稳定的d扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯扩散模式高斯扩散模式的坐标系高斯烟流的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高架连续点源扩散的高斯模式q 源强 计算或实测，g/s 平均风速 ，m/s H 有效源高，m 、扩散参数，污染物在y、z方向分布的标准差，m是指有一定的建筑高度的排放污染物的固定点源，源强是连续的 大气扩散参数（y，z）的确定PG曲线法 帕斯奎尔在1961年推荐一种仅需要常规气象观测资料就能估算y，z的方法，吉福德(Gifford)进一步将它制成应用更方便的图表。应用观测到的风速、云量、云状和日照等天气资料，将大气扩散稀释能力分为6个等级：A 极不稳定，B 不稳定，C 弱不稳定，D 中性，E 弱稳定，F 稳定。若稳定级别为AB，则表示按A、B级的数据内插。扩散参数是表征湍流扩散剧烈程度的物理量，是影响污染物浓度的重要参数。扩散参数的确定（PG曲线法）PG曲线的应用根据常规资料确定稳定度级别扩散参数的确定（PG曲线法）PG曲线的应用利用扩散曲线确定 和污染物浓度的估算污染物浓度的估算 将地面轴线浓度对 求导，并令倒数为0：例：某冶炼厂烟囱高150m，烟气抬升高度75m，SO2排放量1000g/s。估算风速3m/s，求大气稳定度C级时地面最大浓度是多少，其y和z 值分别为多少？（y/z=1.8）=150+751.414=159=1.8=286=2*1000*3.14*3*225*225*2.7*1.8=0.86mg/m31空气质量指数(Air Quality Index)空气质量按照空气质量指数大小分为五级，相对应空气质量的六个类别，指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大。050 优 可正常活动51100 良101150 轻微污染 易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状 心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动151200 轻度污染201250 中度污染 心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状 老年人和心肝病、肺病患者应减少体力活动251300 中度重污染301500 重污染 健康人运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病 老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应尽量减少户外活动。一、大气污染防治法二、大气污染防治的措施第三部分 大气污染控制技术 一、中华人民共和国大气污染防治法一、中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国大气污染防治法共七章六十六条，对大气污中华人民共和国大气污染防治法共七章六十六条，对大气污染防治的染防治的监督管理体制监督管理体制、主要的、主要的法律制度法律制度、防治燃烧产生的大气防治燃烧产生的大气污染、防治机动车船排放污染污染、防治机动车船排放污染以及以及防治废气防治废气、尘尘和和恶臭污染恶臭污染的主的主要措施、法律责任等均做了较为明确、具体的规定。要措施、法律责任等均做了较为明确、具体的规定。2000年年4月月29日修订通过，自日修订通过，自2000年年9月月1日起施行。日起施行。主要制度一、大气污染物一、大气污染物排放总量控制排放总量控制和和许可证制度许可证制度国家采取措施，有计划地控制或者逐步削减各地方主要大气污染物的排放总量。地方各级人民政府对本辖区的大气环境质量负责，制定规划，采取措施，使本辖区的大气环境质量达到规定的标准对尚未达到规定的大气环境质量标准的区域和国务院批准划定的酸雨控制区、二氧化硫污染控制区，可以划定为主要大气污染物排放总量控制区 核定企业事业单位的主要大气污染物排放总量，核发主要大气污染物排放许可证 二、污染物排放超标违法制度二、污染物排放超标违法制度 明确了“达标排放、超标违法”的法律地位，规定：向大气排放污染物的浓度不得超过国家和地方规定的排放标准。超标排放的，应限期治理，并被处一万元以上十万元以下的罚款 三、排污收费制度三、排污收费制度（一）国家实行按照向大气排放污染物的种类和数量征收排污费根据加强大气污染防治的要求和国家的经济、技术条件合理制定排污费的征收标准 征收排污费必须遵守国家规定的标准，具体办法和实施步骤由国务院规定 征收的排污费一律上缴财政，按照国务院的规定用于大气污染防治，不得挪作他用，并由审计机关依法实施审计监督 四、防治特定污染源、污染物的措四、防治特定污染源、污染物的措施施（一）防治燃煤污染的措施 主要内容包括：控制煤的硫份和灰份、改进城市能源结构、推广清洁能源的生产与使用、发展城市集中供热、要求电厂脱硫除尘、加强防治城市扬尘工作等（二）机动车船污染控制的措施 大气污染防治法中专门对防治机动车船排放污染作出了明确规定：任何单位和个人不得制造、销售或者进口污染物排放超过规定标准的机动车船；在用机动车不符合制造当时的在用机动车污染物排放标准的，不得上路行驶；同时对机动车船的日常维修与保养、车船用燃料油、排气污染检测抽测等作出了原则规定。三、防治废气、尘和恶臭污染 在防治粉尘污染方面，要求采取除尘措施、严格限制排放含有毒物质的废气和粉尘；在防治废气污染方面，要求回收利用可燃性气体、配备脱硫装置或者采取其他脱硫措施；在防治恶臭污染方面，规定特定区域禁止焚烧产生有毒有害烟尘和恶臭的物质以及秸杆等产生烟尘污染的物质；在防治城市扬尘污染方面，要求人民政府采取措施提高人均绿地面积，减少裸露地面和地面尘土，消除或者减少本地的空气污染源；在餐饮业油烟污染方面，要求城市饮食服务业的经营者，必须采取措施，防治油烟对附近居民的居住环境造成污染。在消耗臭氧层物质替代产品方面，专门规定了国家鼓励、支持消耗臭氧层物质替代品的生产和使用环境空气质量标准2012-02-29 发布 2016-01-01实施环境空气功能区分为二类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域；二类区 为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区。环境空气质量标准分级环境空气质量标准分为二级:一类区执行一级标准二类区执行二级标准二、大气污染综合防治措施二、大气污染综合防治措施1.1.采取各种措施，减少污染物的产生采取各种措施，减少污染物的产生采取各种措施，减少污染物的产生采取各种措施，减少污染物的产生区域采暖和集中供热；进行技术更新，改善燃烧过程；提高能源效率和节能；改革生产工艺，综合利用“废气”；洁净煤技术；开发新能源（清洁能源和可再生能源）；1、洁净煤技术：煤炭开发利用中减少污染和提高效率的煤炭加工、转化、燃烧和污染控制等新技术。20世纪80年代中期，美国率先提出洁净煤技术：环境控制技术（NOx、SO2排放控制系统），先进燃煤发电技术（IGCC、CFBC和先进燃烧与热机系统），煤炭加工成洁净能源技术，工业应用技术 欧共体国家紧跟着推出未来能源计划，研究开发的洁净煤技术有：煤气化联合循环发电（IGCC）煤和生物质及废弃物联合气化（或燃烧）循环流化燃烧（CFBC）固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。中国洁净煤技术领域 19971997年年国国家家发发展展计计划划委委员员会会发发文文以以国国务务院院批批准准的的中中国国洁洁净净煤煤技技术术“九九五五”计计划划和和20102010年年发发展展纲纲要要中中指指出出，洁洁净净煤煤技技术术主主要要是是包包括括：煤煤炭炭洗洗选选、加加工工、转转化化、先先进进燃燃烧烧技技术术、烟烟气气净化净化等方面的等方面的十四项十四项技术。技术。二、采用各种技术，控制污染物排放二、采用各种技术，控制污染物排放二、采用各种技术，控制污染物排放二、采用各种技术，控制污染物排放 颗粒污染物的控制颗粒污染物的控制颗粒污染物的控制颗粒污染物的控制除尘技术除尘技术除尘技术除尘技术 干式机械式除尘 重力沉降室除尘 旋风除尘（离心除尘）惯性除尘 过滤式除尘 湿式除尘 静电除尘气态污染物的控制气态污染物的控制气态污染物的控制气态污染物的控制 A.A.二氧化硫的治理技术二氧化硫的治理技术 燃烧前脱硫技术 燃烧时脱硫技术 烟气脱硫技术 B.B.氮氧化物的治理技术氮氧化物的治理技术 吸收法 催化还原法 C.C.碳氢化合物的治理技术碳氢化合物的治理技术 吸收法 吸附法 燃烧法 冷凝法 D.D.汽车废气净化技术汽车废气净化技术 机外净化技术 机内净化技术 能源替代技术2、除尘技术和除尘器重力式除尘器和惯性力除尘器旋风除尘器湿式除尘器水膜除尘器文丘里水膜除尘器冲击式除尘器布袋除尘器电除尘器旋风除尘器布袋除尘布袋除尘器 静电除尘器3、脱硫技术简介燃烧前脱硫燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉。燃烧前脱硫技术主要有：物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化等炉内脱硫烟气脱硫炉内脱硫：是在燃烧过程中向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐随炉渣排除。其基本原理是：CaCO3=CaO CO2CaO SO2=CaSO32CaSO3 O2=2CaSO4常规烟气脱硫技术如下：湿法脱硫技术半干法脱硫技术-干法脱硫技术石灰石/石膏法氧化镁法、海水法双碱法、氨法喷雾干燥法炉内喷钙炉后活化法烟气循环流化床法烟气脱硫石灰石石膏法典型工艺流程它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。4、机动车污染控制汽车给我们带来什么？汽车带来的环境问题 1、可怕的尾气 l尾气中含有大量直径等于或小于2.5微米的细微颗粒物（简称PM2.5）。含有30至50元素碳（碳黑）和有机碳，有机碳会形成光化学烟雾。l细粒子中还有半挥发性多环芳烃化合物，其中苯并（a）芘等强致癌物质（特别是肺癌）。l此外，尾气中还含有苯甲苯、二甲苯等，苯是致癌物质，近年来儿童白血病（血癌）高发，就与此有关。l细粒子还富集了铅、砷、钒等重金属氧化物。治理汽车污染的思路一边“割尾巴”，一边“换心脏”：提高汽车尾气排放标准研制无污染的电动车电动汽车分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三大类，具有排放低（甚至是零排放）、噪声小、使用替代燃料等优点。2001年，我国将电动车的开发研制列为“十五”国家重大科技专项，各种投资共达24亿元。仅靠技术远远不够：最重要的是大力发展公共汽车、地铁、城铁等公共交通。太阳能路灯（东湖和汉口江滩）