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第三章 大气环境污染与防治 我们离不开大气，如同鱼儿离不开水。目 录 第一节、大气组成与结构 第二节、大气污染（源、物、类型、危害）第三节、大气污染控制（四个对策）第四节、全球大气环境问题
一、大气的组成1、N2、O2等气体
3、冰晶和固体微粒（如尘埃、花粉）
2、水滴（如云滴、雾滴）没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气 第一节 大气概述 高度(km
二、大气的分层 每升高100m，气温降低0.65℃ N2 O2 Ar CO2 Ne He Kr H2 Xe O3 层 越往上氧、氦等气体的原子态越多 紫外线的强烈照射，N2和O2产生不同程度的离解 下面给大家介绍一些 与环境问题有关的 大气成分 二氧化碳： 来源：呼吸作用，有机体的燃烧与分解。现状：在大气中的含量有增加的趋势。影响：强烈吸收地面的长波辐射，引起温室效应的加剧。臭氧： 来源：高空通过光化作用，低空通过闪电 或有机物氧化及高空传输。作用：能大量吸收太阳紫外线，使地面生 物免受过量紫外线的灼伤。分布：自然大气中含量很少。随高度分布 不均匀，也随纬度和时间而异。水汽： 来源：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。分布：随时间、地点变化很大。在铅直 方向，一般随高度增加而减少。影响：形成云、雾、雨、雪等大气现象。对生物的生长和发育有重要影响。微粒： 种类：固体微粒与液体微粒。影响：影响太阳辐射传输，使能见度 变低，有的能起凝结核的作用。大气边界层： 在对流层下部靠近下垫面的1.2~1.5公里 范围内的薄层大气。由于贴近地面，空气 运动受到地面摩擦作用影响，又称摩擦层。大气边界层的主要特征： 湍流运动、风、温度的垂直分布 第二节 大气污染
一、大气污染
（一）概念： 基于传统的公害概念的定义：人类活动或自然过程 引起大气中某种污染物达到一定浓度，并持续足够 的时间，达到对公众健康、动植物、材料、大气特 性或环境美学产生可以测量的影响，就是大气污染。延伸定义：人类活动导致物质和能量（如热能）引起释放进入大气，使大气中某些组分变化而产生 的不良影响。
（二）大气污染的类型
1、按范围大小分： 局部性 区域性 广域性 全球性
2、按污染物的化学性质 还原性 氧化性
3、按污染来源 煤炭型 石油型 混合型 特殊型
二、大气污染源及污染物 污 染 源 天然源：自然界自行向大气环境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 火山 雷电造成的森林大火 燃煤 汽车 空调 按来源，分为一次污染物和二次污染物 进入大气的一次污
染物之间或与正常 大气组分发生反应，以及在太阳辐射下 引起光化学反应而 产生的新的污染物，它常比一次污染物 对环境和人体的危 害更为严重。大气污染物：由于人类活动或自然过程排入大气，并对人和环境产生有害影响的物质。直接由污染源排放的污染物 按存在状态，分为颗粒物和气态污染物 常表示为总悬浮微粒物（TSP）、飘尘和降尘。主要有一次污染物： SO2、H2S、NO、NH3、CO、CO2、HF、HCl、C1—C12化合物。二次污染物： SO3、H2SO4、MSO4、NO2、MNO3、醛类、酮类、酸类。其粒径绝大多数在100μm以下，其中多数在10μm以下。它是分散在大气中的各种粒子的总称，也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。飘尘指可在大气中长期飘浮的悬浮物，分为PM10（粒径
（一）煤烟型污染—硫酸型烟雾 主要污染源是燃煤。主要污染物是SO2、CO和 微粒物质，它们遇上低温、高湿的阴天，且 风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染 物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。伦敦烟雾事件
三、几种典型的大气污染
（二）交通型污染-光化学烟雾 污染源主要是机动车（汽油车和柴油车）和机动船。主要污染物是CO、NOX和HC。在相对湿度较低的夏 季睛天，交通污染严重的地区可能会出现典型的二 次污染——光化学烟雾。它对人体、动植物、材料 均会产生破坏作用，并且严重影响大气能见度。洛杉矶光化学烟雾 酸 雨
（三）酸沉降污染 它是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直接 迁移到地表。引起酸沉降的主要物质是人为和 天然排放的SOX（SO2和SO3）和NOX（NO和NO2），其天然源一般是全球分布的，而人为排放的 SOX和NOX则具有地区性分布的特点。
（四）室内空气污染 污染原因： 建筑材料及装潢材料、涂料中有害物质 的挥发、人们不健康的生活习惯。苯、甲醛、氡 多开窗换气，戒烟，正确使用家庭化学剂，增加户外活动，摆放室内花卉植物
（一）大气污染对人体健康的危害
（二）大气污染对植物的危害
（三）大气污染对材料的危害
（四）大气污染对大气环境的危害
三、大气污染的危害
（一）大气污染对人体健康的危害 A、呼吸道吸入； B、随食物和饮水摄入； C、体表接触侵入。1、大气颗粒物
4、氮氧化物
5、光化学氧化剂
3、一氧化碳
2、二氧化硫 颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置； 化学组成决定沉积位置上对组织的影响。损害肝脏。且由于SO2通常与多种污染物共存，吸入之后产生的复合作用危害更大。NO2对呼吸器官有刺激性，可引起肺水肿、慢性支气管炎等疾病，若与SO2共存，则危害更重。所有大气污染物中散布最广的一种，严重阻碍血液输氧，引起缺氧中毒。臭氧：对鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，运动时吸入则更严重。
（二）大气污染对植物的危害 损害植物酶的功能组织；影响植物新陈代谢的功能；破坏原生质的完整性和细胞膜。此外，还会损害根系生长及其功能；减弱输送作用与导致生物产量减少。
1、二氧化硫 症状：在各种植物叶片的叶脉间出现伤斑，伤斑由漂白引起失绿，逐渐呈棕色而坏死。产生 伤斑的叶片首先是功能叶片，危害严重时，其他 叶片也受损害。反应灵敏的植物：大麦、小麦、棉花、大豆、梨、落叶松等； 有抗性的植物：玉米、马铃薯、柑橘、黄瓜、洋葱等。大气污染对植物的危害:
2、氟化物 症状：主要是在嫩叶、幼芽上首先发生。在叶上发生伤斑的部位主要是叶的尖端和边缘，伤斑由油渍状发展至黄白色，进而呈褐色斑块在被害组织与正常组织交界处，显现稍浓的褐色或近红色条带，有的植物表现大量落叶。敏感的植物：玉米、苹果、葡萄、杏等； 具抗性的植物：棉花、大豆、番茄、烟草、扁豆、松树等。大气污染对植物的危害:（1）臭氧： 症状：主要是从叶背气孔侵入，通过周边细胞、海绵细胞间隙，到达栅栏组织，使其首先受害，然后再侵害海绵细胞，形成透过叶片的坏死斑点。同时，植物组织机能衰退，生长受阻，发芽和开花受到抑制，并发生早期落叶、落果现象。敏感的植物：烟草、番茄、马铃薯、花生、大 麦、小麦、苹果、葡萄等； 具抗性的植物：胡椒、松柏等。大气污染对植物的危害:（2）氮氧化物 氮氧化物进入植物叶气孔后易被吸收产生危害，最初叶脉出现不规则的坏死，然后细胞破裂，逐步扩展到整个叶片。（3）PAN是光化学烟雾的剧毒成分。症状：叶子背面气室周围海绵细胞或下表皮细胞原生质被破坏，使叶背面逐渐变成银灰色或古铜色，而叶子正面却无受害症状。敏感的植物：番茄和木本科植物； 对PAN抗性强烈的植物：玉米、棉花等。
（三）大气污染对材料的危害 大气污染可使建筑物、桥梁、文物古迹和暴露在空气中的金属制品及皮革、纺织等物品发生性质的变化，造成直接和间接的经济损失。
对物品的危害 经历了60年，德国的这座雕像已经彻底被酸雨毁坏了。
（四）大气污染对大气环境的危害 大气污染会导致降水的增加或减少，它对降水化 学的影响表现在酸性化合物的输入，即出现酸雨。大气污染还会产生全球性的影响：大气中CO2等 温室气体浓度增加导致的全球变暖、人们大量生 产氟氯烃化合物等导致的臭氧层耗竭等。第三节 全球大气环境变化 全球变暖 臭氧层破坏 酸沉降
一、全球变暖 原因：温室效应的加剧 温室效应： 太阳发出的短波辐射透过大气层到达地面，使地表温度 上升，发出长波辐射，大气中的温室气体对短波吸收很弱，而对长波辐射吸收很强。因此地表从太阳辐射获得的热量相 对多，而散失到大气层以外的热量相对少，地球表面的温度 得以维持，这就是大气的温室效应。温室气体： 二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、CFC11、CFC12、四氯化碳
1、海平面上升：低地被淹，海岸被冲蚀，排洪不畅，土地盐渍化，海水倒灌等。
2、对动植物的影响：一些地区某些物种将会消失，而 有些则从气候变暖中得到益处。
3、对农业的影响：世界粮食生产的稳定性和分布状况 的改变，农产品贸易模式的变化。全球变暖可能产生的影响 减缓全球变暖的对策 主要是控制CO21、排放控制对策：控制化石燃料消耗，以抑制CO2的排放；
2、固定化对策：使已生成的CO2变为其他物质，以防止其向 大气中排放；
3、适应对策：在已发生全球变暖的情况下，采取相适应的 对策以使其影响降低到最小程度。臭氧层破坏 太阳光中的紫外线辐射，特别是UV-B辐射对生物有较 大的伤害。而阻挡UV-B辐射的就是臭氧。（紫外线辐 射按照其波长的不同，可划分为UV-A（315~400nm）、UV-B（280~315nm）和UV-C（280nm以下）三个波段）
1、1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。
2、NASA的“Nimbus-7”卫星测定出，近年来南极上空的 臭氧洞有恶化的趋势。
3、我国青藏高原上空也存在一个相对周围地区浓度 较低的区域。大多数科学家认为，人类过多地使用氟氯烃类化学物质（CFCS）是破坏臭氧层的主要原因。（CFCS 于1930年由美国杜邦公司投入生产，二战后 开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂等）臭氧
层中存在着O、O2、O3的动态平衡，CFCS非同 寻常的稳定性使NOX、Cl、Br活性物质很容易在臭氧层 中聚集，使平衡向着臭氧分解的方向转移。臭氧层破坏的原因 臭
氧层破坏的危害
1、对人体健康的影响：破坏DNA，皮肤病，白内障等
2、对陆生植物的影响：产量和质量下降，间接影响
3、对材料的影响：加速老化
4、对水生生态系统的影响：降低生产力，影响幼体 主要是控制CFCS的使用。目前各国都在加紧替代物品的开发，从长远看，采用 生物圈中固有的、对环境不起任何破坏作用的物质 是制冷剂发展的方向。1985年《保护臭氧层维也纳公约》 1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》 1999年11月29日《北京宣言》 臭氧层的保护 第四节 大气污染控制 无论是大气污染源、污染物、污染类型 还是大气污染的危害，都具有多样性。多种手段 五律协同 清洁能源 绿色交通 末端治理 环境自净 清洁能源 包括常规能源的清洁利用；可再生能源的利用； 新能源的开发；各种节能技术等 世界一次能源替代趋势 清洁能源的典型案例
1、洁净煤技术 洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中，旨在减少污染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、转化、先进发电技术、烟气净化等方面的内容。清洁能源的典型案例
2、西气东输 清洁能源的典型案例
3、西电东送 它有南、中、北三大通道。一是将乌江、澜沧江、红河水的水电资源，以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东；二是将长江三峡和金沙江干支流水电送往华东地区；三是将黄河上游水电和山西、内蒙古坑口火电送往京、津、唐地区。它是从根本上实现全国能源资源优化配置的关键性工程，是一项东西部“双赢”的战略。绿色交通 我国一些主要城市的大气污染类型正在由煤烟型向交通型转化，汽车尾气排放已成为城市重要污染源。合理的交通规划、发展清洁汽车 绿色交通的典型案例
1、上海的新世纪交通蓝图 加快轨道交通建设：形成地铁、城市轻轨、新型有轨电车等多种方式组成的轨道交通网络体系。建设约650公里的高速公路网路：实现15分钟上网、30分钟互通、60分钟抵达的“15、30、60”目标。公交优先：大力发展轨道交通，优化调整地面交通，适度发展小汽车，限制摩托车，逐步替换助动车。绿色交通的典型案例
2、电动汽车 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种类型。经过多年的探索与努力，我国电动汽车电池、电机、电控三大关键技术相继取得突破。业内专家普遍认为，我国电动汽车技术群体性突破的时期已经到来，电动汽车将迅速、大规模地进入市场
。环境自净 污染物经过末端治理达到排放标准后被排入大气，但此时它们的浓度一般要高于环境空气质量标准，要使其进一步达标将要依靠环境的自净作用。利用气象规律稀释污染物、加强绿化 环境自净的典型案例 城市绿化 城市绿化的实施需要五律协同 自然：植物配植的适地适树原则 技术：园艺人员要有相当的专业知识与技术 环境：城市绿化应兼顾和谐与无污染 经济：建立一套完善的市场机制保证其正常运行 社会：城市广场是社会规律在特定时期的一种表现形式 末端治理 推行清洁能源与绿色交通从源头上减少了大气污染的产生。对于已经产生的污染，则需进行末端治理。除尘、脱硫 氮氧化物的治理技术、氟化物的治理技术 除尘技术 参数： 浓度：个/cm3, mg/cm3。处理量：m3/h, m3/s 除尘效率： 总效率：?，分级效率： ?d 多极除尘效率：?总 除尘装置： 机械除尘：重力、惯性力、离心力 过滤式除尘：多孔介质作为滤料 湿式除尘：洗涤 静电除尘：静电场作用 脱硫技术 湿法：用含碱液体洗涤烟气 NH3、NaOH、Na2CO3、CaO、Ca(OH2 干法： 活性炭吸附 催化氧化法 NOx废气治理技术（1）吸收法 NH3、NaOH、Na2CO3 吸收去除NO2 稀HNO3吸收尾气中的NOx（2）吸附法 活性炭 沸石分子筛（3）催化还原法 NOx + Reductant(H2、CH4、NH3、H2S）→ N2 + H2O…..汽车尾气治理技术 主要污染物：CO、NOx、CH化合物、醛类、含铅化合物、BaP等 机内净化：改变燃烧方式 机外净化：废气治理。(1一段净化法：催化燃烧法去除CO和CH化合物；(2二段净化法：还原反应器+氧化反应器(3三元催化法：同时催化CO和CH化合物的氧化和NOx的还原
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