《环境学》deo

2、大气污染 1.大气污

　　1.大气污染：指大气中一些物质的含量达到有害的程度，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料生成危害的现象。
　　2.大气污染的发生：大气污染物由人为源和天然源进入大气，就参与了大气的循环过程，经过一定的滞留时间后，又通过大气中的化学反应、生物活动、和物理沉降等过程从大气中去除。（输入——输出）。当输出率小于输入率，发生积聚，污染物浓度升高到一定程度时，就会直接或间接地对人体、生物等造成急、慢性危害。
　　3.大气污染源：是指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所，设备和装置。按污染物质来源可分为天然污染源和人为污染源。
　　（1）天然污染源：火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放、海浪飞沫。
　　（2）人为污染源：
　　a.燃料燃烧：SO2、CO2、CO、氮氧化物、有机化合物和烟尘。
　　b.工业生产过程排放：氟化物（磷肥厂）、氯化氢和酸性气体（酸碱盐工业）、硫氧化物、硫化氢、酚、苯类、烃类等
　　c.交通运输过程排放：碳氢化合物、铅的化合物、硫氧化物、含氧有机化合物等。
　　d.农业生产过程排放：颗粒物、氧化亚氮（N2O），破坏臭氧层。
　　4.一次污染物：直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、CO、NO、颗粒物等。
　　5.二次污染物：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。硫酸、 硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂 Ox，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO2、HO。
　　6.主要大气污染物：
　　（1）气溶胶状态污染物：指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。TSP、飘尘、降尘、可吸入粒子等
　　（2）硫氧化合物：主要指二氧化硫（SO2）和三氧化硫（SO3）。（参与硫酸烟雾和酸雨的形成）
　　（3）氮的氧化物：NOx，造成大气污染的主要是指NO和NO2。（人为源主要是燃料的燃烧）
　　（4）碳的氧化物：主要包括一氧化碳、二氧化碳。
　　（5）碳氢化合物：是指C1---C8可挥发的所有碳氢化合物，即烃类。（甲烷和非甲烷烃两类）
　　7.大气污染类型：
　　（1）根据污染物的性质划分
　　a.还原型（煤炭型）：常发生在以使用煤和石油为燃料的地区，主要污染物SO2、CO和颗粒物。（伦敦烟雾：在低温、高湿度的阴天、风速很小，并伴有逆温存在的情况下，一次性污染物在低空聚积，生成还原性烟雾）
　　b.氧化型（汽车尾气型）：大多发生在以使用石油为燃料的地区，污染物主要来源于汽车尾气、石油化工生产。（光化学烟雾：一次性污染物（CO、NOx、和碳氢化合物）在阳光照射下发生光化学反应，生成具有强氧化性的二次污染物）
　　P26伦敦型烟雾和洛杉矶型烟雾对比
　　（2）根据燃料性质和大气污染物组成划分
　　a. 煤炭型：煤炭燃烧时放出的烟气、粉尘、SO2等，经过化学反应生成硫酸、硫酸盐类气溶胶等二次污染物。
　　b. 石油型：汽车排气、石油冶炼等排放 NOx、O3。
　　c. 混合型：煤、石油等及工厂排放各种化学物质。
　　d. 特殊型：特殊工业企业排放的特殊气体。
　　8.光辐射特点：一般用波长来表示辐射的特性，λ<380为紫外光区，380～760nm为可见光区、760～2000nm为近红外区，2000nm以外为远红外区。（90%的紫外线被臭氧层所吸收）
　　光化辐射：由于大气中存在着各种光吸收物质，使到达对流层的都是波长大于380nm的光，只有这部分光才能参与对流层的光化学反应。因此，将波长大于等于380nm的光称为光化辐射。
　　9.光化学反应：大气中存在的各种吸光物质（原子、分子、自由基或离子）吸收一个光子所引发的反应，称为光化学反应。（初级过程为光化学反应和次级过程为热反应）
　　10.光化学烟雾：是指含有氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物的大气，在阳光中紫外线的照射下反应所产生的产物及反应物的混合物。
　　（1）特点：光化学烟雾呈蓝色，具有强氧化性，刺激人们眼睛，伤害植物叶子，能使橡胶开裂，并使大气能见度降低。
　　（2）光化学烟雾的形成条件：
　　①地理条件：由于烟雾的形成与NO2的光分解有直接关系，而光分解又必须有290-430nm波长的辐射作用下才有可能。因此，纬度大于60度的地区，入射角较大，太阳辐射小，不容易发生光化学烟雾。
　　②季节：夏季发生光化学烟雾的可能性比冬季大。一天中，中午前后光线最强，发生的可能性较大。
　　③污染源条件：以石油为原料的工厂排气和汽车尾气是形成烟雾的前提。
　　（3）光化学烟雾的形成机理
　　①NO向NO2转化是产生烟雾的关键；②碳氢化合物是产生“烟雾”的主要成分；
　　（4）光化学烟雾的危害
　　①刺激眼睛，这是由具有刺激性的二次污染物甲醛、PAN和□□引起的。②臭氧会引起胸部压缩、刺激黏膜、头痛、咳嗽、疲倦等症状。臭氧能损害有机物质，如橡胶、尼龙、棉布等。
　　11.五种典型的烟型：
　　（1）翻卷型（波浪型）：烟流呈波浪型；气温层结处于不稳定状；扩散条件较好，污染物落地最大浓度点距烟囱较近。
　　（2）锥型：烟流呈圆锥型；气温层结属于中性；气温随高度变化不大，故烟气扩散向前推动良好，比翻卷型差。
　　（3）平展型：像一条带子飘向远方，从上面看烟流呈扇型展开；发生在逆温层中，层结稳定；垂直方向扩散很小，烟囱高，近地面不会造成污染，远方会造成污染；烟囱若很低，会造成近地面上严重污染。
　　（4）上升型（屋脊型）：烟流的下部是稳定的大气，上部是不稳定的大气；持续时间较短，对进出地面污染较小。
　　（5）熏蒸型（漫烟型）：常出现在日出后，由于地面增温，低层空气被加热，使逆温从地面向上逐渐消失，即不稳定大气从地面向上逐渐发展，当发展到烟流的下边缘或更高一点时，烟流便发生了向下的强烈扩散，而上边缘仍处于逆温层中，熏蒸型烟流就这样发生了。烟流持续时间很短。
　　12.影响大气污染的地理因素
　　(1)地形和地物的影响：气流沿地面流过时，与各种地形地物发生摩擦作用,使风向风速发生变化，影响大气污染的扩散。如山脉，尤其是封闭的山谷盆地,往往静风，小风频率占很大比重，不利于污染物的扩散。再如城市中的高层建筑物，能造成气流在小范围内产生涡流，阻碍气流运动，不利于气体扩散。
　　(2)山谷风的影响：发生在山区以24小时为周期的局地环流。山谷风由山坡和谷地受热不均而产生。在山风与谷风的转换期，风方向是不稳定的，山谷和谷风均有机会出现。这时若有大量污染物排入山谷中，由于风向的摆动，污染物不易扩散，在山谷中停留时间很长，有可能造成严重的大气污染。
　　(3)海陆风的影响：由于陆地和海洋的热力差异而引起。发生在海陆交界地界，以小时为周期的一种大气局地环流。可造成污染物在海陆之间反复运移，影响成分扩散。若在海边地区建工厂，就必须要考虑海陆风的影响。因为有可能出现在夜间随陆风吹到海面上的污染物，在白天又随海风吹回来,或者进入海陆风局地环流中，使污染物不能充分的扩散稀释。
　　（4）城市热岛环流：由城市温度差引起的局地风。城市热岛可形成年均气温比周边地区高～ ℃，有时高达6～8 ℃。因此引起由农村吹向城市的局地风，使城区大气中的污染物难以扩散。
　　13.影响大气污染的其他因素
　　（1）污染物的性质和成分
　　（2）污染源的几何形状和排放方式（点、线、面；瞬时、连续；地面、高架）
　　14.有效源高：指从烟囱排放的烟云距地面的实际高度，它等于烟囱（或排放筒）本身的高度与烟气抬升高度之和。
　　影响烟气抬升高度的因素：烟气本身的势力性质、动力性质以及气象条件和近地层下垫面的状况。
　　15.要增加烟气上升高度，减轻地面烟气浓度应注意哪些
　　（1）提高排烟温度，以减少和烟囱的热损失；提高排烟温度就会增加烟气的浮力；
　　（2）增加烟气的喷出速度，可以增加烟气上升的惯性力作用，但出口速度过大，会促进烟气与空气的混合，反而减少了浮升力作用；
　　（3）增加排出的烟气量，对惯性力和浮升力作用均有帮助。故可将分散的烟囱集合起来排放，以增加排放的烟气量。
　　16.主要大气污染物控制技术
　　（1）烟尘控制技术
　　a.改变燃料结构，减少颗粒物的生成（天然气代替煤，核电取代火电等）。
　　b.在烟尘排放前，采用控制设备除尘（机械式除尘装置、袋式除尘装置、湿式除尘装置、电除尘装置）。
　　（2）二氧化硫净化技术（燃料脱硫、燃烧脱硫、流化床燃烧脱硫、低浓度SO2的吸附净化）
　　（3）汽车尾气的催化净化（主要是CH、CO、NOx的净化）
　　17.大气污染综合防治
　　1.全面规则，合理布局（环境规划）
　　2.选择有利污染物扩散的排放方式（合理排放）
　　3.区域集中供暖、供热
　　4.改变燃料构成
　　5. 绿化造林
　　6.大气污染控制技术