第六章：大氣污染及其防治城市空氣污染導致死亡的全球分布2013年中國大氣環境之殤：霧霾廣東省灰霾日空間分布圖大氣污染，看得到，也體驗得到大尺度的大氣環境變化——全球氣候變暖引起全球性或區域性氣候、生物、水文以及土壤等生態系統的變化，不與人體機體直接發生作用，對人類健康不產生直接影響。中小尺度的大氣環境變化——大氣污染引起以城市為主的人口集聚區的氣候、生物、水文和土壤系統的變化，與人體機體直接發生作用，對人類健康產生直接影響。大氣污染，看得到，也體驗得到材料：環境監測表明，近年來，長三角、珠三角、京津冀等區域每年出現灰霾污染的天數達100天以上，廣州、南京、杭州、深圳、東莞等城市灰霾污染更為嚴重。大氣污染不僅發生在長三角、珠三角、京津冀等重點區域，在遼寧中部、山東半島、武漢及其周邊、長株潭、成渝等區域也時有發生。你能否區分出灰霾和霧？霧：由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統，是近地面層空氣中水汽凝結的產物。灰霾：空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等氣溶膠粒子形成的大氣混濁現象。材料：2010年9月５日，中國環境保護部在中國汽車產業國際發展論壇指出，目前全國約五分之一的城市大氣污染嚴重，113個重點城市中三分之一以上空氣質量達不到國家二級標準，機動車排放成為大中城市大氣污染的主要來源。同一天，工業和信息化部指出預計到2020年中國汽車保有量將超過２億輛，由此帶來的能源安全和環境問題將更加突出。材料：截止2010年9月，廣州當年度轎車產量已達65.3萬輛，首次超過上海躍居全國第一。廣州市副市長陳德明表示，2012年廣州轎車產量的目標將是180萬輛，廣州市政府將從五個方面大力扶持汽車產業的發展，包括：做強合資企業，支持民族汽車品牌，創新汽車企業的激勵機制以吸引人才，加快研發、提升汽車制造企業的核心競爭力以及進一步完善更加便利的汽車配套設施等。思考：很顯然，由汽車引發的環境保護與經濟發展的矛盾已經形成，解決問題的出路在哪里？材料：2012年7月31日，廣州市政府推出中小汽車“限牌新政”——《廣州市中小客車總量調控管理試行辦法》正式出臺并從8月1日起開始實施。目前，廣州機動車已超過200萬輛，并以每年10%—20％的速度增長，而城市新建道路增長不到2％，在中心城區幾乎沒有地方可以修路……思考：廣州執行汽車“限牌新政”可能的原因有哪些？能否真正解決現實存在的問題？第一節：概述一、大氣圈及其結構（了解知識）1、大氣圈的范圍（二種確定方法）以地球引力范圍劃分：大氣的上界可達1400km；以大氣頂層H+的濃度變化劃分，其上界可達3000km。2、大氣的質量總質量約3.9×1015T，其中：50%質量集中在離地面5km以下。90%質量集中在30km以下。3、大氣的結構對流層:對流運動顯著，大氣現象復雜多變；平流層:臭氧層,平流層中空氣無對流,適于空中飛行；中間層熱成層（暖層、電離層）逸散層高層大氣1535二、大氣組成1、恒定組分：干潔空氣（大氣中除去水汽和懸浮顆粒的空氣稱為干潔空氣）N2、O2、Ar為主，占總量99.90%以上N2——78.09%O2——20.94%Ar——0.93%其余（氖）Ne、（氦）He、（氪）Kr、（氙）Xe等微量元素，僅占0.04%以下。

干潔空氣的組成氣體類別含量（容積百分數）氣體類別含量（容積百分數）氮（N2）78.09氪（Kr）-----氧（O2）20.95氫（H2）-------氬（Ar）0.93氙（Xe）------二氧化碳（CO2）0.03臭氧（O3）------氖（Ne）---氦（He）---干潔空氣1002、大氣中的可變組分含量受地區、季節、氣象以及人們生活和生產活動等因素的影響而有所變化。主要包括：CO2、O3、水汽和PM等。這些可變成分如含量正常，則對環境和生命有機體是有益而無害的，但含量變化后(過多或缺乏)都會造成不良影響及危害。成云致雨的必要條件主要成分次要成分水汽固體雜質生物體的基本成分維持生物生存活動的必要物質植物光合作用的原料；對地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件；對地面保溫大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO2大氣各組成成分的作用3、與污染有關的不定組分（痕量氣體）NO、NO2、CO、SO2、CH4、H2S、HCHO（甲醛）等主要來源：一是自然災害，如海嘯、火山爆發、森林火災、地震等；二是人為因素，如工農業生產、交通工具廢氣排放和生活“三廢”排放等。

三、大氣質量的重要性1、維持生命活動成人一天呼吸2萬次，吸入空氣量10-15m3，重量比每天食量多10倍。人對空氣的要求：新鮮、溫、濕適宜。2、使地球保持正常的能量平衡3、保持地球生物的多樣性四、大氣污染的含義（教材定義：P75）1、大氣污染的概念：由于人類活動或自然過程使大氣中一些物質的含量達到有害的程度(一般指有害物質，如SO2、NOX、HC、O3、飄塵等超過國家質量標準)，以至破壞人和生態系統的正常生存和發展，對人體、生態和材料造成危害的現象。國際標準化組織（ISO）的定義：大氣污染通常是指由于人類活動或自然過程引起某些物質進入大氣中，呈現出足夠的濃度，達到足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環境污染的現象”。

2、大氣污染源的概念：向大氣環境排放有害物質或對大氣環境產生有害影響的場所、設備和裝置；或排放大氣污染物的自然源(火山噴發、森林火災等)和人工源(工業廢氣、生活燃煤、汽車尾氣等)的總稱。大氣污染源可分為自然和人為兩大類。自然污染源是由于自然原因（火山爆發，森林火災等）而形成，人為污染源是由于人們從事生產和生活活動而形成。在人為污染源中，又可分為固定的（如煙囪、工業排氣筒）和移動的（如汽車、火車、飛機、輪船）兩種。

污染源

特點

主要來源

排放的污染物

天然源和人為源相比產生的污染物較少，濃度較低，具有局部地區某段時間內可能形成嚴重影響特點。

火山噴發二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳、火山灰森林火災一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、碳氫化合物自然塵風砂、土壤塵等森林植物釋放萜稀類碳氫化合物。海浪飛沫硫酸鹽和亞硫酸鹽

人為源移動源汽車和火車、飛機等,分布分散,難于監測和治理。交通運輸過程：現代化交通運輸工具一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、硫氧化合物和鉛等靜止源靜止源則包括工廠、焚化爐等不移動的污染源。靜止源污染面積廣，易于集中監測治理。燃料燃燒二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳工業生產過程二氧化硫、硫化氫等顆粒物、粉塵、氧化亞氮等農業活動排放：農藥、化肥城市灰霾城市空氣污染工廠廢棄排放問題思考：當前主要通過何種方式、手段或途徑獲取大氣污染信息？從大氣污染的產生與危害以及大氣污染防控的角度來看，我們需要獲取哪些方面的大氣污染信息？當前的做法：主要通過大氣污染監測站（大氣采樣器、污染物監測儀等）和環境監測車來完成。需要獲取的大氣污染信息應包括：污染物類型、濃度、污染物遷移過程與路徑、污染物空間分布（空間差異）特征與規律、污染物來源及其發生機制、大氣污染的生物、水文效應等。五、大氣污染監測（大氣污染信息的獲取）1、大氣污染監測：指測定大氣中污染物的種類及其濃度，觀察并揭示其時空分布和變化過程與規律，目的在于識別大氣中的污染物質，掌握其分布與擴散規律，監視大氣污染源的排放和控制情況。2、監測方式：主要通過大氣污染固定監測站來完成，設在固定位置上對大氣質量進行連續自動采樣和測定，并對測定的數據進行存貯和傳輸的設施。裝有采樣裝置、污染物連續監測儀器、氣象參數測定儀器、數據傳輸及其輔助裝置的實驗室等。大氣污染監測站可以是一座建筑物中的一個房間，或者是一座獨立的建筑物，也可以是一個可移動的集裝箱型或其他輕型的預制房屋。3、大氣污染固定監測站的選址：為使采集的大氣樣品有足夠的代表性，通常不靠近污染源和主要交通干線。監測站水平方向的障礙物一般不得高于監測站與障礙物水平距離的二分之一，同時應注意地形，以免受局部地區小氣候的影響。監測站的面積約為8-20m2，站體結構應保證室內有適當的溫度、濕度等。

廣州市大氣環境固定監測站位置：廣雅中學、廣州市第五中學、麓湖站點、廣東商學院、廣州市86中、番禺中學、花都師范學院、蘿崗鎮龍站點、天河職幼站點、荔灣監控站點等。六、我國的大氣環境保護標準（包括三個方面）1、大氣環境質量標準：包括環境空氣質量標準GB3095-2012、室內空氣質量標準GB/T18883-2002、保護農作物的大氣污染物最高允許濃度GB9137-88（2016年1月1日將廢止）、乘用車內空氣質量評價指南（GB/T27630-2011，參考）；2、大氣污染物排放標準：包括各類工業、交通運輸、礦產等污染物排放標準及其測量方法；3、大氣環境污染物的相關監測規范、方法標準等；七、環境空氣質量標準（重點）1、標準的制定過程1979年學習模仿階段；1982年制定《大氣環境質量標準》GB3095-19821996年制定《環境空氣質量標準》GB3095-1996，代替82標準（第一次修訂）；2000年，對96版《環境空氣質量標準》進行第二次修訂，取消NOx指標，同時調整NO2和O3排放濃度限定值。修改后的96版標準至今仍沿用。2012年，頒布《環境空氣質量標準》GB3095-2012，完成第三次修訂，2016年1月1日實施。注：此標準將于2016年1月1日被廢止。注：此標準修改單將于2016年1月1日被廢止。《環境空氣質量標準》（2012年版）的內容：環境空氣功能區分類、標準分級、污染物項目、平均時間及濃度限值、監測方法、數據統計的有效性規定（新增內容）等內容。（P75表6-2）。環境空氣質量功能區分為三類：一類區為自然保護區、風景名勝區和其它需要特殊保護的地區；二類區為城鎮規劃中確定的居民區、商業交通居民混合區、文化區、工業區和農村地區（注：新版標準取消三類區，將三類區全部并入二類區）。《環境空氣質量標準》（1996年版）將空氣環境質量分為三級：一類區執行一級標準，二類區執行二級標準，三類區執行三級標準。共限定了10種污染物的濃度值：SO2、NO2、NOx、TSP、PM10、CO、O3、Pb、B[a]P、氟化物（P75表6-2）。《環境空氣質量標準》（2012年版）將空氣環境質量分為兩級：一類區執行一級濃度限值，二類區執行二級濃度限值，將環境空氣污染物分為基本項目和其它項目兩類共10種污染物。新增了PM2.5濃度限值和臭氧8小時平均濃度限值，調整了PM10、NO2、Pb和苯并[a]芘等的濃度限值。2、《環境空氣質量標準》關于大氣污染的指標解釋（1）總懸浮顆粒物（TotalSuspendedParticularTSP）：懸浮在空氣中，直徑≤100μm的所有顆粒物。具體包括：塵粒：較粗的顆粒，粒徑大于75μm；粉塵：粒徑為1～75μm的顆粒，一般是由工業生產上的破碎和運轉作業所產生；飄塵：又稱可吸入顆粒物（PM10），懸浮在空氣中的空氣動力學當量粒徑≤10μm的顆粒物，（PM2.5：可吸入肺顆粒）；降塵：又稱“落塵”，指空氣動力學當量直徑≥10μm可自然沉降的大氣固體顆粒物。煙：由固體微粒和液滴所組成的非均勻系，包括霧塵和煤煙灰，粒徑為0.01～1μm。

（2）NOX：指空氣中的NO和NO2形式存在的氮氧化物（3）Pb

（鉛）——指存在于TSP中的Pb及其化合物（不分級，季平均1.5μm/m3，年平均1.0μm/m3）（4）苯并[a]芘（BaP）——指存在于PM10中的苯并[a]芘;（5）氟化物（以F計）——指以氣態及顆粒態形式存在的無機氟化物。大氣污染源的分類分類方式類別按污染源存在形式固定污染源，移動污染源按污染源排放形式點源，線源，面源按污染物排放空間高架源，地面源按污染物排放時間連續源，間斷源，瞬時源按污染物發生類型工業源，交通源，生活源第二節：大氣污染源、污染物發生機制及危害點源污染（pointSoursePollution）專指有固定排放點的污染源；面源污染(DiffusedPollution,DP)，也稱非點源污染(Non-pointSoursePollution，NPS)，沒有固定污染排放點，在大面積范圍多個污染源排放污染物的污染。分別舉例說明那些污染屬于點源污染？哪些屬于面源污染和線源污染？結合點、線、面源污染源分類與空氣質量標準判斷，如果開展大氣污染源調查，應主要調查哪些方面？①區域地形、地理位置、氣象條件；②區域城鎮規劃功能分區，工廠等污染源分布、鍋爐煙囪分布等；③人口密度、建筑密度、人均居住面積、人口構成；④民用燃料種類和使用量，取暖方式、炊事爐具類型和型號，排煙氣方式等；⑤交通干線分布，機動車輛種類和流量、使用燃料種類等；⑥當地路面鋪設情況和綠化情況。1、工業污染源高溫或超高溫燃燒類：T＞1200℃或2100℃；排放源集中，污染物量大，濃度高；高煙囪排放，污染物擴散遠，屬于高架源；排放的污染物主要有：CO2、CO、SO2、大量NOX、HC、多環芳烴(含有兩個以上苯環的碳氫化合物

)、粉塵等。

以石油、煤為燃料、原料產生的工業廢氣量污染源污染物一噸燃料或原料產生廢氣（Kg）鍋爐粉塵、二氧化碳、一氧化碳、酸類和有機物5—15（燃料）汽車二氧化氮、一氧化碳、酸類和有機物40—70（燃料）煉油二氧化硫、硫化氫、氨、一氧化碳、碳化氫20—150（原料）化工二氧化硫、氨、一氧化碳、酸、硫化物、有機物50—200（原料）冶金二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有機物50—200（原料）礦石加工二氧化硫、一氧化碳、氟化物、有機物100—300（原料）各工業部門向大氣排放的主要污染物工業部門工廠種類向大氣排放的污染物電力火力發電煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳冶金鋼鐵煙塵、二氧化碳、一氧化碳、氧化鐵、粉塵、錳塵煉焦煙塵、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、酚、苯、萘、烴類有色金屬煙塵（含鉛、鋅、銅等金屬）、二氧化硫、汞蒸汽、氟化物化工石油化工二氧化碳、硫化氫、氰化物、氮氧化物、氯化物、烴類氮肥煙塵、氮氧化物、一氧化碳、氮、硫酸氣溶膠磷肥煙塵、氟化物、硫酸氣溶膠硫酸二氧化硫、氮氧化物、砷、硫酸氣溶膠氯堿氯氣、氯化氫化學纖維煙塵、硫化氫、二硫化碳、氨、甲醇、丙酮、二氯甲烷農藥甲烷、砷、氯、汞、農藥合成橡膠丁二烯、苯乙烯、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫烷、氯代甲烷冰晶石氟化氫

工業部門工廠種類向大氣排放的污染物機械機械加工煙塵儀表汞、氰化物、鉻酸氣溶膠輕工造紙煙塵、硫化氫、臭氣玻璃煙塵建材水泥煙塵、水泥塵各工業部門向大氣排放的主要污染物（接上表）火力發電站廢氣排放化學工業中大氣污染的來源污染物質化學式發生源及相關行業二氧化硫SO2含硫物燃燒，硫酸、冶金、造紙、石油化工等工業氮氧化物NO、NO2燃燒及其他物質高溫燃燒，硝酸、染料、紙漿、炸藥、合成纖維氯、氯化氫Cl、HCl化工生產，鹽酸、氯堿、石油化工、農藥等工業氟化物HF、SIF4燃燒及工業生產，磷肥、窯業、煉鋁、煉鋼、玻璃、氟塑料、火箭燃料等工業氰化氫HCN化工生產及使用、氰氫酸、有機玻璃、丙烯腈、電鍍業等硫化氫H2S工業生產、石油煉制、煤氣、合成氨、紙漿工業等氯化磷PCl3、PCl5化工生產及使用，二氧化磷、三氯化磷、氧氯化磷、醫藥的生產苯酚C6H5OH化工生產及使用，煉焦、涂料、樹脂、制藥工業等苯C6H6有機化工生產及使用，石油煉制、有機溶劑、涂料工業等2、生活污染源低溫燃燒類型T＜750℃；特點：①數量大、分布廣、燃燒不充分；②排放高度低，在居住區漫散，屬于面源；③污染時間較集中；④排出的污染物主要有：CO2、CO、SO2、NOX、HC，煙黑和煤灰類。3、交通運輸污染源流動性污染源，又是線源；主要污染因素是燃油的排出物：HC、NOX、CO、CO2、SO2、Pb；如：四乙鉛作為抗爆劑加進汽油中，一般汽油的含鉛量在0.08%~0.13%之間，四乙鉛燃燒后生成氧化鉛排出。含鉛汽油經燃燒后，85%左右的鉛排入大氣中造成鉛污染。鉛氧化物不僅對人體有害，它還會吸附在汽車尾氣催化凈化器的催化劑表面上，對催化劑產生“毒害”，明顯地縮短尾氣催化凈化裝置的壽命，是汽車尾氣催化凈化裝置要解決的難題之一。汽車廢物排放表污染物以汽油為燃料（g/L）以柴油為燃料（g/L）小汽車載重汽車鉛化合物2.11.56二氧化硫0.2953.24一氧化碳16927.0氮氧化物21.144.4碳氫化合物33.34.444、農業污染源農業生產過程中對環境造成有害影響的農田和各種農業措施；噴灑化肥、農藥的擴散、農藥蒸發等；有機肥腐化及農作物分解惡臭物質等；

城市大氣污染源污染比例污染源CO2（%）SO2（%）NO2（%）能源的生產37.571.328.1火力發電29.361.524.6工業18.615.47.9交通22.04.057.7其他21.99.36.3總計100.0100.0100.0二、當前我國大氣污染的總體形勢1.煤煙型污染仍然是當前大氣污染的主要因素我國煤炭資源豐富，油氣資源相對短缺，走發達國家“以油氣代煤”之路頗難；（2009年，我國煤炭消耗量占世界總消耗量的42.6%，在GDP總量相近的情況下，日本煤炭消耗量僅占3.9%）；我國能源消費結構比例中煤炭所占比例高達69.4％，原油為20％，天然氣和水能及其他僅占3.4％和7.2％，以煤為主的能源結構決定我國大氣污染類型主要為煤煙型。煤炭在能源結構中所占比例在一個相當長的時期內不會有根本性的改變，燃煤型的大氣污染問題，也將是我國未來解決環境污染的首要課題。2.交通污染已成為影響城市大氣污染的重要因素隨著交通運輸業的發展，城市機動車保有量在不斷增加，我國大氣污染正由煤煙型污染轉向煤煙與交通混合型污染。城市人口密集，交通運輸量加大，機動車排氣污染在城市大氣污染中所占比例也不斷上升。環境保護部2010年統計，目前我國機動車按汽車排放控制水平分類，達到國Ⅲ及以上排放標準的汽車占汽車總保有量的25.4％，國Ⅱ汽車占31.8％，國Ｉ汽車占25.7％，其余17.1％的汽車還達不到國Ｉ排放標準。（注：目前我國機動車尾氣排放的國Ⅲ標準相當于歐盟的歐Ⅱ標準，而目前歐盟已采用了歐Ⅴ標準）

三、主要大氣污染物及發生機制和危害（一）顆粒污染物（二）氣態污染物塵粒：>75μm碳氧化物，CO，CO2……粉塵（1—75μm）：其中包括降塵≥10μm，飄塵<10μm硫氧化物SOX黑煙：0.05—1μm氮氧化物NOX煤煙塵1—20μm碳氫化合物HC硫酸煙霧等H2SO4（一）顆粒污染物——主要五種1、粉塵（dust）由直徑1—200μm組成的分散于空氣中的固體粒子；飄塵（floatingdust）Φ＜10μm的粒子降塵（dustfall）Φ＞10μm的粒子PM10——可吸入顆粒物PM2.5——可吸入肺顆粒物2、白煙（P77）由固體升華，液體蒸發，化學反應過程生成的直徑小于1μm的浮游粒子3、黑煙（smoke）指燃燒過程中生成的直徑為0.05—1μm，含大量未燃燒粒子的微粒。

4、煤煙塵（soot）

又叫煙黑。黑色煙粒子。直徑≈1—20μm。是有機物燃燒過程中形成的復合體。5、總懸浮微粒（TSP）－TotalSuspendedParticular指大氣中粒徑小于100μm的所有固體粒子。6、顆粒污染物的危害(1)沉積在肺部，引起塵肺或職業性病;塵肺——長期吸入粉塵所致的以肺組織纖維性病變為主的疾病。煤肺——石棉肺——(2)溶解，進入血液造成血液中毒;(3)被細胞吸收，造成細胞損壞或致癌;P87表6-11飄塵所含重金屬能引起的機體反應有毒有害物名稱能引起的機體反應鉛、有機鉛、汞、有機汞、錳等能引起精神系統障礙鋅、銅、鐵、鉛、錳、鎂、鎘等的蒸氣能引起金屬煙熱（體溫升高和血液白細胞數增多）汞、鎘、鈾、鉛等能引起腎臟障礙鉛化物、砷化氫等能引起血液系統障礙汞、鎘、鉛、鉈、砷等除前面已提到的反應外，還常伴有消化系統障礙砷、鎳、鉻等經動物實驗，有致癌效應（二）氣態污染物污染物一次污染物二次污染物含硫化合物SO2、H2SSO3、H2SO4碳的化合物CO、CO2無含氮化合物NO、NH3NO2、HNO3碳氫化合物CnHn（烴類物質

）醛、酮、過氧乙酰基硝酸酯鹵素化合物HF、HCl無1、硫氧化物——SO2、SO3的總稱，以SO2為代表（1）SO2的產生①人為源——燃料燃燒單體硫：S+O2→SO2SO2+O2→SO3硫鐵礦燃燒：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2有機硫燃燒：正丁硫醇（用作溶劑、合成劑）CH3CH2CH2CH2SH→H2S+2H2+2C+C2H42H2S+3O2→SO2+2H2O②天然源P81列了4類，總量共147×106T。（2）SO2的危害（略）①低濃度時刺激上呼吸道，高濃度對肺深部有影響，②SO2與H2O、PM有協同作用，危害大10倍SO2純氣體，人可忍受8PPmSO2×H2O，人只能忍受0.8PPmSO2×PM——可隨PM深入肺深部③引起酸雨效應（3）酸雨（SOX的二次污染物）

酸雨又稱酸沉降，它是指pH值小于5.6的天然降水（濕沉降）和酸性氣體及顆粒物的沉降（干沉降）。酸雨中含有的酸，主要是硫酸和硝酸，是大氣中SO2和NO2轉化而來的，其化學反應過程大致表示如下：SO2的氣相反應：2SO2+O2——2SO3SO3+H2O——H2SO4SO2的液相反應：SO2+H2O——H2SO32H2SO3+O2——2H2SO4我國酸雨區的五級認定標準（尚在討論中）：年均降水pH高于5.65，酸雨率是0-20%，為非酸雨區pH在5.30-5.60之間，酸雨率是10--40%，為輕酸雨區pH在5.00-5.30之間，酸雨率是30-60%，為中度酸雨區；pH在4.70-5.00之間，酸雨率是50-80%，為較重酸雨區；pH小于4.70，酸雨率是70-100%，為重酸雨區。問題思考：為什么酸雨（包括量的分布和發生頻率）主要發生在我國南方？2008年全國酸雨分布1、南方工業化、城市化較北方程度高，人口密集，汽車尾氣排放量大，比北方大氣污染嚴重，空氣當中的SO2與NO2含量較多；2、南方氣候濕潤，比北方降水多，在同等大氣污染水平下，形成酸雨的機率較大；3、北方盛行西北風較為干燥且風力較強，含水少，一方面可以吹散酸性氣體，另一方面酸性氣體溶解在水汽中的機率小；南方在夏季受太平洋影響盛行東南季風，水汽含量大，中和酸性氣體形成酸雨的程度較大；4、北方大氣污染物中的顆粒物較多，而北方的土壤多為堿性的，氣候較為干燥，空氣中的堿性粉塵可以中和部分酸性污染物，減少酸雨的產生；南方土壤紅壤較多，為弱酸性，大氣中粉塵顆粒呈酸性，對酸性水汽缺乏中和作用，所以酸雨較多。5、北方氣象條件和地形條件有利于大氣污染物的擴散，使大氣中污染物（主要為NO2和SO2）濃度降低，酸雨減弱，南方則相反，故酸雨較嚴重。參考回答：2010年4—6月，廣州五山酸雨觀測點，錄得17場雨，場場呈酸性，且PH值均小于4.5，為強酸雨。而此前的2009年11月，廣州下了一場2毫米的降雨，PH值低至3.48，乃歷年錄得的“最酸”雨。至今，廣州一直保持全省第一酸（雨）的地位。酸雨對環境的影響（收集資料）對生物（植被）環境的影響；對水環境的影響；對土壤環境的影響；對建筑物的影響；對人體健康的影響如何監測并發現酸雨的上述影響？（關注大氣污染與酸雨的相關科學研究）酸雨的危害（小結）(1)對水生系統的危害，會影響魚類和其他生物群落，改變營養物和有毒物的循環，使有毒金屬溶解到水中，并進入食物鏈，使物種減少和生產力下降；酸雨還能使水生物減少甚至絕跡。(2)對陸地生態系統的危害，重點表現在土壤和植物。對土壤的影響包括抑制有機物的分解和氮的固定，淋洗鈣、鎂、鉀等營養元素，使土壤貧瘠化。對植物，酸雨損害新生的葉芽，影響其生長發育，導致森林生態系統退化。(3)對人體的影響。一是通過食物鏈使汞、鉛等重金屬進入人體，誘發癌癥和老年癡呆；二是酸霧侵入肺部，誘發肺水腫或導致死亡；三是長期生活在含酸沉降物的環境中，誘使產生過多的氧化脂，導致動脈硬化、心肌梗塞等疾病概率增加。(4)對建筑物、機械和市政設施的腐蝕。能使建筑物和各種裸露材料受到損害，如大理石、漢白玉、砂巖等都能被腐蝕；酸雨還能加速金屬材料的腐蝕；對油漆、橡膠也產生破壞作用，可導致鐵軌、橋梁、汽車、電纜等設施的使用壽命縮短；2、氮氧化物（NOX）

——NO、N2O、NO2、N2O5、N2O4、N2O3的總稱。（1）來源①天然源（P82，表6-6列出5類）火山、閃電、森林、草原火災，土壤排放，大氣中的氨催化作用，微生物的硝化作用。占份量不到總量的1/2。②人為源一是高溫燃燒，空氣中的N2、O2反應二是燃料或礦物中含氮元素的分解。（2）NOx的危害①NO和血紅蛋白（Hb）的親和力強，使血液的攜氧能力降低。

O2＋HbO2Hb

NO+Hb→NOHb②NO2對呼吸器官有刺激，可引起急性中毒和慢性中毒。③對神經有麻醉作用,引起血壓降低，血管擴張。3、一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）（1）CO的來源①天然源P84，列出4類，天然來源本底值約1PPm

②人為源（占總量約50%）燃料燃燒不充分，氧氣不足爐膛溫度不高車輛慢檔和空檔（2）CO2的來源①天然源：火山爆發、森林火災、有機體腐爛、光合作用和呼吸作用、海氣平衡體系②人為源：礦物燃料的燃燒、森林破壞。（3）CO的危害①阻礙Hb（血紅蛋白）帶氧，使組織缺氧，人體窒息而死亡。②對中樞神經和酶的活性有影響。③對心臟病患者可引發心絞痛。

（4）CO2的影響CO2——無色無毒氣體，無特別的生理毒害作用。①溫室效應②海洋中沉積物溶解度增高③光合作用可能加快④加速成巖過程4、碳氫化合物（HC）定義：教材：指C1—C8可揮發的所有碳氫化合物，HC十分復雜，一般包括：烷、烯、炔、芳烴和多環芳烴。來源：①天然源：植物排出的萜烯類化合物濕地有機物腐敗排出的甲烷類化合物總量大，但分散，未構成危害②人為源：燃燒（P85，表6-10）煉油企業、汽車排汽蒸發作用或揮發作用源擴散較集中，危害大。

HC的危害：①甲烷，對人基本無毒，但濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當空氣中甲烷達25%-30%時，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟失調。若不及時脫離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化本品，可致凍傷。②HC是形成光化學煙霧的主要物質③多環芳烴（PAH），多數具有強烈致癌性。5、光化學煙霧①概念：汽車、工廠等污染源排入大氣的NOx、HC及CO等污染物，在強太陽光作用下，發生光化學反應，形成醛、酮、酸、PAN（過氧乙酰硝酸酯）及烷基過氧化物等物質，這些反應物與生成物組成的混合物叫光化學煙霧。屬于二次污染。（教材P86）②特征和危害：特征：白色或黃褐色、紫色煙霧狀，危害：具有強氧化性，可使橡膠開裂，植物葉片受害。光化煙霧對人體健康有較大危害，除刺激眼睛外，還會引發氣喘病、鼻炎、肺炎、頭痛、惡心等。光化學煙霧有強烈的刺激作用，能使人眼睛紅腫，喉嚨疼痛，嚴重者出現呼吸困難，視力衰退，頭暈目眩，手足抽搐。

常見大氣污染物對人體的危害名稱對人體的影響二

氧

化

硫視程減少，流淚，眼睛有炎癥。聞到有異味，胸悶，呼吸道有炎癥，呼吸困難，肺水腫，迅速窒息死亡硫

化

氫惡臭難聞，惡心、嘔吐，影響人體呼吸、血液循環、內分泌、消化和神經系統，昏迷，中毒死亡氮

氧

化

物聞到有異味，支氣管炎、氣管炎，肺水腫、肺氣腫，呼吸困難，直至死亡粉

塵傷害眼睛，視程減少，慢性氣管炎、幼兒氣喘病和塵肺，死亡率增加，能見度降低，交通事故增多光化學煙霧眼睛紅痛，視力減弱，頭疼、胸痛、全身疼痛，麻痹，肺水腫，嚴重的在1小時內死亡碳氫化合物皮膚和肝臟損害，致癌死亡一氧化碳頭暈、頭疼，貧血、心肌損傷，中樞神經麻痹、呼吸困難，嚴重的在1小時內死亡氟和氟化氫強烈刺激眼睛、鼻腔和呼吸道，引起氣管炎，肺水腫、氟骨癥和斑釉齒，氯氣和氯化氫刺激眼睛、上呼吸道，嚴重時引起中毒性肺水腫鉛神經衰弱，腹部不適，便泌、貧血，記憶力低下第三節：影響大氣污染的氣象因素（自學）（一）風空氣的水平運動稱為風。風——決定污染物輸送的方向和擴散稀釋程度。風向——用16個方位，用季度平均表示，下風——風來的下方向上風——風來的上方向，風速——一般用m/s表示，環保中一般以1m/s為起算。在污染物質量不變時，污染物濃度與風速成反比。

（二）大氣湍流——指大氣以不同的尺度作無規則運動的流體狀態。1、湍流的特征：不規則的攪動，渦旋運動。2、湍流對污染物擴散的影響湍流尺度小時→煙團擴散慢湍流尺度大時→煙團擴散快混合湍流→煙團擴散快第四節：大氣污染的地理與生態研究視角（補充）1、研究問題：從地理與生態視角研究大氣污染，探索其防治對策。2、分析角度（結合大氣污染的原因與過程）（1）從地理學空間性、區域性角度，結合城市化格局、人口分布、產業布局（工業布局）、交通分布來探討大氣污染的空間分布特征、過程與規律，探討通過何種途徑以及如何有效防治大氣污染。大氣污染物的時空分布：大氣污染物的時空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象、人口、工業、交通等條件密切相關。同一污染源對同一地點在不同時間所造成的地面空氣污染濃度往往相差數倍至數十倍；同一時間不同地點也相差甚大。如：煙塵的排放市區比郊區多，郊區比農村多。森林、水域、綠地等生態功能對大氣污染具有顯著的改善作用，不同的生態景觀空間分布格局將產生不同的生態效應，需要探討大氣污染防控與治理的生態方案與生物工程對策。2、地理生態視角解決大氣污染的方式：（1）合理的人口、生產、交通等布局能夠最大限度地防范大氣污染，減輕對區域大氣環境的危害，并在有限的大氣環境容量下，發揮區域最大的生產潛力。（2）合理的景觀生態規劃設計可以有效改善大氣環境，降低大氣污染。所以，需要從地理與生態視角，做好區域大氣環境規劃（環境功能區規劃）與區域景觀生態規劃。加拿大研究人員利用NASA衛星儀器監測數據，結合電腦模型計算出的全球氣溶膠總量空間分布圖，圖中顏色由深藍，淺藍，到黃色，暗紅，代表著PM2.5的濃度越來越高。PM2.5引發的爭論：美國使館與北京市環保局該信誰？2008年春天，美國駐華大使館在自己的使館大樓上建立了空氣監測站，專門監測使館所在的北京朝陽區空氣中PM2.5的數據，每小時發布一次。2011年11月，美國駐華大使館監測站的空氣監測數據表明，北京空氣（污染）質量指數為307，PM2.5細顆粒物濃度為257，空氣污染已達到危險水平，但該數據明顯高于北京市環保局官方公布的數據（空氣污染指數為132，屬于三級輕微污染）。爭議在哪里：這其中的主要區別就在于美國駐華使館的數據中加入了PM2.5，而這一指標目前尚未列入我國空氣質量評價標準。由于我國目前大氣污染評價標準較低，加入PM2.5后，中國空氣質量達標的城市將從現在的80%下降到20%，這也是環保部遲遲未能下定決心將PM2.5納入空氣質量監測體系的重要原因。北京市環保局副局長：美國駐華大使館數據一再申明是內部使用，但“我們用一把尺子，量了十幾年，結果已經說明兩點：一、自己跟自己比有進步。二、跟更好的比差距還很大。從2016年1月1日起，PM2.5將正式成為我國大氣污染監測與評價的考量指標。

學科歸屬——環境工程學，大氣污染防治工程是環境工程學中的一個技術領域，其任務是運用工程技術和有關學科的原理和方法，采取相應工藝流程和技術措施防治人類生產和消費活動引起的大氣污染，以改善大氣質量。大氣污染防治的參考標準——《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996），要求經治理后的廢氣排放要控制在《標準》過規定的相應排放級別的限值以內。第四節：大氣污染的防治（了解）一、大氣污染防治技術的主要內容①改變燃料組成和能源結構。如進行燃料脫硫，把煤變成氣體和液體燃料，開發和利用地熱、太陽能、風力、水力、潮汐能、氫能和生物能等無污染能源，以取代礦物燃料。②改進燃燒裝置、燃燒技術和運轉條件。燃料的不完全燃燒排出的污染物，無論數量和種類，都比完全燃燒排出的多。改進運轉條件（如調節燃燒空氣比，控制燃燒溫度），改進燃燒方式、改進燃燒裝置等，可以減少煙塵和氣態污染物的生成量。③發展集中供熱和區域采暖。

居民各家各戶分散供熱，同集中供熱相比，使用相同數量的煤所產生的煙塵多1～2倍，飄塵多3～4倍。發展集中供熱和區域采暖是消除煤煙污染大氣的有效措施，而且可以提高熱效率。④消煙除塵，防治污染。

煙氣中的塵粒控制技術有機械除塵、洗滌除塵、過濾除塵、靜電除塵、聲波除塵等方法。煙氣中的有害氣體治理采用吸收、吸附、膜分離技術和催化轉化等方法。硫氧化物和氮氧化物是煙氣中最主要的有害氣體，通常采用以固體粉末或顆粒為吸收劑或反應劑的干法，或者采用以液體為吸收劑或反應劑的濕法回收利用，此外，也可以采取催化轉化法進行治理。⑤采用高煙囪和集合式煙囪排放

大氣的污染程度與污染源排出的污染物的數量（源強）有關。在源強不變的情況下，接近地面的大氣污染物濃度與煙囪有效高度的平方成反比。因此，增加煙囪的有效高度，是防治局部地區大氣污染的措施之一。高煙囪一般高度為200米左右。集合式煙囪是把幾個（一般為2-4個）排煙裝置排放的煙氣集中到一個煙囪里排放，這樣可以使排煙溫度高達130-150℃，排煙速度達30-50米/秒，增加煙囪的有效高度，有利于發揮大氣的擴散作用和自凈能力。但這種治理措施只是減輕了局部地區的大氣污染，進入大氣圈中的污染物數量并未減少；長此以往，可能會引起地區性或全球性的大氣污染。非燃燒過程產生的大氣污染物防治

對合成、分解等化工生產過程和粉碎、運輸、篩選等機械加工過程中產生的大氣污染物的防治，最根本的是改變生產工藝，采用無污染工藝和無污染裝置。工業生產過程非燃燒產生的大氣污染物種類多，主要有氯、氯化氫、氟、氟化氫、硫化氫、粉塵和惡臭物質等。其中，有害氣體可用吸收法、吸附法和催化轉化法治理，粉塵可采用除塵或集塵技術和裝置去除。地面揚塵也是非燃燒過程的大氣污染物，可采取擴大綠地等措施加以控制。二、煙塵治理技術與原理（了解）（一）煙塵處理裝置的性能檢測

1.

除塵裝置的效率（質量、濃度、流量）

q1、c1、q1nq2c2q2nq32、除塵裝置的總效率概念：指除塵裝置除下的煙塵量與未經除塵前含塵氣體中所含煙塵量的百分比。

質量比：濃度比：流量比：

3、分級除塵效率對某一粒徑d為中心，粒徑寬度△d為范圍內的煙塵的除塵效率，由除塵裝置收下的煙塵量與進入裝置時煙塵的百分比來表示：（二）幾種除塵裝置的工作原理和特性1、重力除塵裝置：使含塵氣體中的塵粒借助重力作用使之沉降，并將其分離捕集的裝置。除塵原理：A、進入沉降室的塵粒受兩種力的影響使塵粒沿合力的方向移動。B、加大沉降室長度、或減少氣流速度、或加檔板，使塵粒沉降而捕集

結構：單層沉降室、多層沉降室塵粒特性：A、塵粒的沉降遵循“斯托克斯定律”。B、塵粒越小，沉降距離越長，沉降室越大。C、壓力損失大，不能去除微塵，只能捕捉50μm的粒子，除塵效率60%以下。2、慣性力除塵裝置：使含塵氣體沖擊擋板或使氣流急劇改變流動方向，然后借助粒子的慣性力將塵粒從氣流中分離的裝置。原理：A、用擋板改變氣流方向或流速，使塵粒下降而捕集，B、用噴嘴形式，增加氣體碰撞次數，形成沉降區，使塵粒沉降。結構：單極式、多極式、噴嘴式、彎管式、百葉窗式、多層隔板塔型特性：A、氣流速度越高，氣流改變的角度越大凈化效率越大。B、可去除塵20-30μM的粒子，除塵效率達到70%左右。C、壓力損失大，易阻塞，不適宜去除纖維類的粉塵3、離心力除塵裝置原理：A、氣流進入裝置，作旋轉運動，向心力與離心力同時作用于塵粒，塵粒與容器壁磨擦而濃集。B、設置反向氣流，減低氣流的攜帶能力，使塵粒互相碰撞、濃集。C、當塵粒濃集達到某一界限時，超過氣流運載負荷，塵粒分離、沉降。特性：A、可處理高溫氣體，可去除小顆粒，B、除塵效率達85%--95%，C、旋風器內的氣流變化大，難測定。D、裝置所占的空間小，壓力損失大。結構：內筒出口塵粒4、洗滌式除塵裝置：利用液體所形成的液滴、液膜、霧沫等洗滌含塵氣體，將塵粒分離。三、主要氣體污染物的治理技術（一）從煙氣中去除SO2的技術1、方法（1）干法脫硫——用固體吸收劑或吸附劑吸收煙氣中的SO2。（2）濕法脫硫——用水或水溶液作吸收劑吸收煙氣中的SO2。

2Na2SO3+H2O

NaOH+H2O+SO22NaHSO3+H2O用石灰石（CaCO3）、生石灰(CaO)、消（熟）石灰[Ca(OH)2]的乳濁液為吸收劑吸收SO2。CaO+SO2+1/2O2=CaSO4?H2OCa(OH)2+SO2+1/2O2=CaSO4+H2OCaCO3（粉劑）+熱+SO2+1/2O2=CaSO4?H2OCa乳液+SO2+1/2H2O=CaSO4·1/2H2O+CO2

濕式石灰石－石膏煙氣脫硫流程煙氣排氣清液石膏爐內噴鈣煙氣增濕脫硫流程Ca(OH)2

流化床反應器石灰倉排放煙氣氣力輸送

帶預除塵電除塵器灰渣倉

噴水排出渣循環

SO2

T?P水槽H2O循環流化床煙氣脫硫工藝及控制流程T噴霧干燥脫硫工藝及控制流程煙氣排氣石灰石灰消化器溫度設定點循環漿液含固量設定點副產物排出吸收塔出口溫度設定點排放設定點

SO2監控點漿液密度監控點固料循環電子束輻照煙氣凈化系統（二）從煙氣中去除NOx的技術1、非選擇性催化還原法：NOx在一定溫度和催化劑作用下，與還原劑作用，被還原為氮氣，同時使O2等氣體還原，還產生大量余熱。H2+NO2=H2O+NO；2H2+O2=2H2O；2H2+2NO=2H2O+N2CH4+4NO2=CO2+4NO+2H2O；CH4+2O2=CO2+2H2O；CH4+4NO=CO2+2N2+2H2OCO+NO2=CO2+NO；2CO+O2=2CO2；2CO2+2NO=2CO2+N2每一組反應都是前