大氣污染控制工程大氣污染控制工程第1章緒論

主要內容：大氣與大氣污染及其分類大氣污染的危害大氣污染防治法規與標準體系中國的大氣污染綜合防治第一章 概論

大氣污染控制工程第1章緒論一、大氣污染及其分類1.

大氣圈及大氣組成（重點對流層和平流層）一、空氣的組成干潔空氣、水汽、雜質

干潔空氣平均分子量28.966，密度1.293kg/m3(273.15k,1atm）干潔空氣組成

N2O2ArCO278.09,20.95,0.93,0.03,其他0.004%：氦、氖、甲烷、N2O、H2、O3水汽：0.02～6%隨濕度變化

懸浮顆粒與氣態物質：灰塵、煙塵、病毒、花粉，SOx、NOx、COx、HC、HS等

大氣污染控制工程第1章緒論2.大氣污染的定義（試比較其差別）大氣污染指大氣中某種物質的濃度超過正常水平，造成可測的對人體、動物、植被和材料的影響的大氣狀況。大氣污染指大氣中某種不良成分達到一定的濃度，造成有害的影響的大氣狀況。這種成分可能對人體健康、植被、器物或者全球環境以及通過渾濁的空氣或不愉快的氣味對環境美學造成負面的影響。如果大氣中的物質達到一定濃度，并持續足夠的時間，以致對公眾健康、動物、植物、材料、大氣特性或環境美學產生可測量的不利影響，這就是大氣污染。

大氣污染控制工程第1章緒論3.大氣污染的研究內容

Sourcesofairpollutants（大氣污染源）PollutionControlTechnology（污染控制技術）Effectsofairpollutants（大氣污染的影響）Legislativeandregulatorymeasures（法律與規章的建立）大氣污染控制工程第1章緒論4大氣污染物的來源按污染物來源分：自然源、人為源人為源按空間分布分：點源、面源、線源人為源按社會活動功能分：生活污染源、生產（工業）污染源、交通污染源；統計分類為燃料燃燒、生產和交通運輸；前兩種為固定源，后一種為移動源。大氣污染控制工程第1章緒論基本控制方程：例如：

活動水平：人均經濟活動量

排放因子：單位經濟活動造成的污染物排放量大氣污染控制工程第1章緒論5.一次大氣污染物:

以原始形態排放入大氣中并達到足夠的排放量從而造成健康威脅的污染物按污染物存在的形態可分為兩大類：氣溶膠狀態（顆粒態）的污染物氣體狀態的污染物顆粒污染物是指固體粒子、液體粒子或它們在氣體介質中的懸浮體，又稱為氣溶膠狀態污染物主要氣態污染物：含硫化合物（以SO2為主）、含氮化合物（以NO和NO2為主）、碳氧化合物（CO和CO2）、有機化合物及鹵素化合物等。大氣污染控制工程第1章緒論顆粒污染物分類飄塵<10μm可長時間

漂浮于大氣降塵

﹥10μm在較短時間內沉降到地面總懸浮微粒（TSP)

<100μm的所有固體顆粒∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽粉塵(dust)1μm

<

<200μm先懸浮后沉降煙(fume)0.01μm

<

<1μm漂浮于大氣霧(fog)<100μm懸浮于大氣的小水滴飛灰（flyash)

特指燃料燃燒產生的較細的灰份黑煙（smoke)特指燃料燃燒產生的可見的氣溶膠我國環境空氣質量標準中，按顆粒大小分為：1.總懸浮顆粒物（TSP，TotalSuspendedParticles）：指懸浮在空氣中的空氣動力學直徑≤100μm的顆粒物。2.可吸入顆粒物（PM10，InhalableParticles）：指懸浮在空氣中的空氣動力學直徑≤

10μm的顆粒物。大氣污染控制工程第1章緒論細顆粒物對人體健康和大氣環境質量造成的危害要遠比粗顆粒物大細顆粒物本身可能是有毒、有害物質細顆粒物易成為其它污染物的運載體和反應體細顆粒物污染可導致低能見度顯著降低細微顆粒物污染大氣污染控制工程第1章緒論北京市國安賓館附近PM2.5的化學成分譜細粒子的組成——二次粒子污染大氣污染控制工程第1章緒論氣態污染物大氣污染控制工程第1章緒論6.光化學煙霧:二次大氣污染物指大氣中的一次污染物通過化學反應生成的化學物質。光化學煙霧是大氣中NOX、CmHn與氧化劑在紫外線照射下反應生成的多種污染物的混合物。蘭色煙霧光化學煙霧最具危害的兩種物質是臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。大氣污染控制工程第1章緒論光化學煙霧形成過程**大氣污染控制工程第1章緒論光化學煙霧實例大氣污染控制工程第1章緒論7.酸沉降:酸沉降是指某一平面上具有致酸潛勢的物質的積累。致酸物質是自然和人為活動的過程中產生的。

致酸物質按存在形態分為干和濕兩種。大氣污染控制工程第1章緒論自然源、電廠以及內燃機等排放出的污染物在大氣中發生化學反應產生導致酸沉降的化學物質。大氣污染控制工程第1章緒論酸雨的危害水的低pH值使得魚的骨骼畸形生長，最終導致死亡引起樹木的大量不正常死亡嚴重腐蝕建筑物大氣污染控制工程第1章緒論中國酸雨的分布變化主要位于長江以南

pH<5.6

pH<7.0

pH>7.0

N/ATaiwan

Acidraindistributionin80’s

pH>7.0pH<7.0pH<5.6

pH<5.0pH<4.5pH<4.0

Acidraindistributioninmiddle90’s

大氣污染控制工程第1章緒論我國酸雨的化學特征(硫酸型）SO42-NO3-Ca2+NH4+大氣污染控制工程第1章緒論8.全球變暖和氣候變化:MajorGreenhouseGases

GasContributiontoglobalwarming(％)CO257CFCS25CH412N2O6大氣污染控制工程第1章緒論全球平均氣溫的變化大氣污染控制工程第1章緒論大氣中二氧化碳含量的變化大氣污染控制工程第1章緒論政府間氣候變化專門委員會（IPCC）得到的幾個重要結論：在過去的100年間，地球的平均溫度增加了0.3～0.6℃（1995年是記錄上最暖的一年），海平面高度增加了10～25cm。氣溫和海平面高度仍會持續上升。眾多模型的模擬結果表明，到2010年氣溫將增加1～3.5℃，海平面上升15～95cm。氣溫升高和大氣中溫室氣體的濃度具有很強的相關性。人類活動極大地增加了大氣中溫室氣體的含量。大氣污染控制工程第1章緒論9.臭氧層破壞:臭氧分子吸收紫外線分解為一個氧氣分子和一個氧原子：氧氣分子可以吸收紫外線分解為兩個氧原子：氧氣分子和氧原子也可以合并生成臭氧分子，以便吸收更多的紫外線：大氣污染控制工程第1章緒論上述反應過程吸收了99％的來自于太陽的紫外線。氟氯烴（CFCs）很大程度上導致了平流層臭氧的減少。這兩個反應都造成了臭氧的減少。大氣污染控制工程第1章緒論1979－1986年TOMS測得的總臭氧全球平均值注：Dobson單位－將0°C，標準海平面壓力下，10－5m厚的臭氧定義為一個Dobson單位大氣污染控制工程第1章緒論1979－1986年總臭氧緯向平均值的趨勢臭氧濃度減少的百分比大氣污染控制工程第1章緒論10.室內空氣污染：裝修材料中甲醛、苯

吸煙的危害大氣污染控制工程第1章緒論11.持久性有機污染物

氟氯烴（CFCs）大氣污染控制工程第1章緒論12.中國城市的大氣污染概況

各城市例行監測4項：SO2（mg/m3)、NOx、TSP、降塵

部分城市例行監測：降水PH、苯并（a）芘、氟、鉛等項目1999年全國重點城市主要大氣污染物分布TSPSO2NOx大氣污染控制工程第1章緒論2002年中國城市空氣質量狀況

不同空氣質量狀況下的人口比例全國城市空氣質量分級比例大氣污染控制工程第1章緒論不同規模城市空氣污染程度（2002年）空氣質量達標 SO2超標 顆粒物超標大氣污染控制工程第1章緒論經濟水平和污染狀況的綜合比較TSPconcentrationsinselectedcitiesinvariousyearsfrom1990to1995andnationalGNPpercapitaAnnualTSPconcentration(μg/m3)大氣污染控制工程第1章緒論二、大氣污染的影響1.對人體健康的影響CO對人體健康的影響CO（10-6）對人體健康的影響5～10對呼吸道患者有影響30人滯留8h，視力及神經機能出現障礙40人滯留8h，出現氣喘1201h接觸，中毒，血液中CO—Hb>10%2502h接觸，頭疼，血液中CO—Hb=40%5002h接觸，劇烈心痛，眼花，虛脫300030min即死亡大氣污染控制工程第1章緒論NO2對人體健康的影響NO2（10-6）對人體健康的影響1聞到臭味5聞到強臭味10～1510min眼、鼻受到刺激501min內人呼吸困難803min感到胸痛、惡心100～150在30～60min內死亡250很快死亡大氣污染控制工程第1章緒論臭氧對人體健康的影響注：部分人群接觸臭氧后肺功能下降大氣污染控制工程第1章緒論突發性嚴重大氣污染事故1952年12月倫敦煙霧事件中死亡人數與大氣中煙塵和二氧化硫濃度的相關性大氣污染控制工程第1章緒論2.對植物的傷害注：二氧化氮濃度和暴露時間與植物死亡、葉器官損傷和新陳代謝或生長影響之間的關系Source：Springer-VerlagandProf.D.C.MacLean

暴露時間，h

0.1

0.1

1.0

10

100

1000

NO2濃度，ppm

NO2濃度，mg/m3

暴露時間，d

大氣污染控制工程第1章緒論3.對器物和材料的影響注：平均二氧化硫濃度和不同暴露時間與低碳鋼的腐蝕之間的關系（1963－1964年9月，在芝加哥的七個地點進行的實驗）Source：AirandWasteManagementAssociationMeanSO2concentration，ppmWeightlossper100gpanel，g大氣污染控制工程第1章緒論4.對大氣能見度的影響對大氣能見度或清晰度有影響的污染物，一般應是氣溶膠粒子、能通過大氣反應生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體，包括：總懸浮顆粒物（TSP）SO2和其它氣態含硫化合物，在大氣中以較大反應速率生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子NO和NO2，在大氣中反應生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子光化學煙霧，反應生成亞微米的氣溶膠粒子大氣污染控制工程第1章緒論能見度與大氣中顆粒物濃度的關系

應用最廣的估算能見度的方程是Koschmeider方程：

LV為能見度范圍,km，即一般人剛剛可以將暗色物體（例如山或高樓）從天空的背景上分辨出來的距離。

C-顆粒物濃度,μg/m3。此方程是估算方程，基于大氣顆粒物為一般組成的情況。大氣污染控制工程第1章緒論利用上述方程估算大氣顆粒物濃度等于NAAQS的年均和日均PM10標準時的能見度范圍。美國大峽谷及周圍地區在晴朗的天氣里非常容易看到160公里以外的山脈。此時大氣中顆粒物的濃度可能為多少？如果大氣中顆粒物的濃度增加1μg/m3，能見度水平下降的百分比為多少？假定原能見度為20km。如果原來的能見度范圍為200km，下降的比例又為多少？大氣污染控制工程第1章緒論 能見度與自然景觀

USEPA在1999年宣布，將在未來幾十年內致力于提高國家公園和曠野地區的空氣質量

例：美國大煙霧山國家公園（北卡羅萊納州）照片

晴天 霧天大氣污染控制工程第1章緒論三、大氣污染防治法規與標準體系1.中華人民共和國大氣污染防治法1987年9月5日由第六屆全國人大常委會第22次會議通過，1988年6月1日起執行1995年8月29日，第八屆全國人大常委會第15次會議對該法進行了修訂2000年對該法再次修訂大氣污染控制工程第1章緒論1995年8月29日修改后的大氣污染防治法，在控制大氣污染，改善大氣環境質量方面起到了積極的作用：強化了酸雨和二氧化硫污染控制推動了煤炭的清潔利用加快了淘汰嚴重污染大氣的落后工藝和設備的步伐開始生產和使用無鉛汽油法規實施后，一些地區依法強化環境管理，大氣環境質量確實得到了改善大氣污染控制工程第1章緒論但未能有效地遏制大氣環境質量的惡化：

大氣污染形勢仍然十分嚴峻，大多數城市還處于比較嚴重的污染程度；缺少推動煤炭清潔利用的法律措施，燃煤污染仍然沒有得到有效遏制；大中城市機動車排氣污染正在迅速增加；大多數城市揚塵污染突出；大氣污染物排放總量居高不下，缺少有效的法律措施；現行法律的法律責任部分內容偏少，力度不夠。

大氣污染控制工程第1章緒論2000年第二次修訂的指導思想面對現實，對我國以煤為主的能源結構短期難以改變的現狀以及經濟條件給予了充分考慮；針對要害，主要是針對燃煤、機動車、揚塵等造成的大氣污染；抓住重點，主要是抓住重點城市、重點區域；在禁止超標排放、按排污量收費，以及總量控制和排污許可證方面取得了重大突破；強化法律責任，加強執法監督。大氣污染控制工程第1章緒論2.大氣環境質量標準體系大氣污染控制工程第1章緒論2.大氣環境質量標準GB3095－1996 環境空氣質量標準GB16297－1996 大氣污染物綜合排放標準GWPB3－1999 鍋爐大氣污染物排放標準GB4915－1996 水泥廠大氣污染物排放標準GB9078－1996 工業爐窯大氣污染物排放標準GB16171－1996 煉焦爐大氣污染物排放標準GB13223－1996 火電廠大氣污染物排放標準GB14554－93 惡臭污染物排放標準GWPB1－1999

輕型汽車污染物排放標準

GB14761.2－93 車用汽油機排氣污染物排放標準GB14761.5－93 汽油車怠速污染物排放標準GB14761.6－93 柴油車自由加速煙度排放標準GB14761.7－93 汽車柴油機全負荷煙度排放標準大氣污染控制工程第1章緒論GB14621－93 摩托車排氣污染物排放標準GWPB5－2000 飲食業油煙排放標準GB5468－91 鍋爐煙塵測試方法GB11642－89 輕型汽車排氣污染物測試方法GB/T14762－93 車用汽油機排氣污染物試驗方法GB/T14763－93 汽油車燃油蒸發污染物的測量 收集法GB11340－89 汽車曲軸箱排放物測量方法GB/T3845－93 汽油車排氣污染物的測量 怠速法GB/T3846－93 柴油車自由加速煙度的測量 濾紙煙度法GB3847－83 汽油柴油機全負荷煙度測量法GB/T5466－93 摩托車排氣污染物的測量

怠速法GB/T14622－93 摩托車排氣污染物的測量

工況法大氣污染控制工程第1章緒論

3.中華人民共和國國家標準

環境空氣質量標準

Ambientairqualitystandard

GB3095－1996

(代替GB3095－82)

國家環境保護局1996-01-18批準 1996-10-01實施主題內容與適用范圍 本標準規定了環境空氣質量功能區劃分、標準分級、污染物項目、取值時間及濃度限值，采樣與分析方法及數據統計的有效性規定。 本標準適用于全國范圍的環境空氣質量評價。

大氣污染控制工程第1章緒論環境空氣質量功能區的分類和標準分級環境空氣質量功能區分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住區、商業交通居民混合區、文化區、一般工業區和農村地區。三類區為特定工業區。環境空氣質量標準分級（環境空氣質量標準分為三級）一級標準：在長期接觸下，不發生任何危害性影響。二級標準：長期和短期接觸下，不發生傷害性影響。三級標準：不發生急、慢性中毒，一般動植物正常生長。幾類地區相應的執行幾級標準大氣污染控制工程第1章緒論各項污染物的濃度限值注：①適用于城市地區；②適用于牧業區和以牧業為主的半農半牧區，蠶桑區；③適用于農業和林業區。污染物名稱取值時間濃度限值濃度單位一級標準二級標準三級標準二氧化硫

SO2年平均

日平均

1小時平均0.02

0.05

0.150.06

0.15

0.500.10

0.25

0.70mg/m3

(標準狀態)總懸浮顆粒物TSP年平均

日平均0.08

0.120.20

0.300.30

0.50mg/m3

(標準狀態)可吸入顆粒物PM10年平均

日平均0.04

0.050.10

0.150.15

0.25mg/m3(標準狀態)二氧化氮

NO2年平均

日平均

1小時平均0.04

0.08

0.120.080.12

0.240.08

0.12

0.24mg/m3

(標準狀態)一氧化碳

CO日平均

1小時平均4.00

10.004.00

10.006.00

20.00mg/m3

(標準狀態)臭氧

O31小時平均0.160.200.20mg/m3

(標準狀態)鉛

Pb季平均

年平均1.50

1.00μg/m3

(標準狀態)苯并[a]芘

B[a]P日平均0.01μg/m3

(標準狀態)氟化物

F日平均

1小時平均7①

20①μg/m3

(標準狀態)月平均植物生長季平均1.8②

1.2②3.0③

2.0③

μg/(dm2?d)大氣污染控制工程第1章緒論空氣污染指數分級標準(試行) 2000年4月27日發布來源：北京市環境保護局主頁（）大氣污染控制工程第1章緒論空氣污染指數分級濃度限值計算公式：當第k種污染物濃度為時，其分指數為取Ikmax為該區域或城市的空氣污染指數API，即為主要污染物大氣污染控制工程第1章緒論4.大氣污染物排放標準作用：執法依據、設計依據、排放量控制依據原則：大氣質量標準為依據，兼顧技術可行性、經濟合理性和地區差異性，簡略易行。制定方法：按最佳適用技術確定的方法，和污染物在大氣中的擴散規律推算的方法。執行原則：(1)綜合性排放標準與行業性排放標準不交叉執行，行業優先。

(2)最高允許排放濃度和排放速率（小時平均）兩項指標必須同時達標。大氣污染控制工程第1章緒論5.地方標準的制定GB3840-83《制訂地方大氣污染物排放標準的技術原則和方法》GB/T13201-91《制訂地方大氣污染物的排放標準的技術方法》基準：依據環境空氣質量標準（或居住區大氣中有害物質最高密度容許濃度）所規定的大氣污染物濃度限值，和控制區總量允許限值。方法：根據高斯擴散模式反推各個污染源所允許的排放量，計算過程中結合本地區各種因素對環境空氣質量標準容許的污染物濃度限值加以修正，得出一個排放指標P：t/(m2h)。考慮的因素有：風速、煙囪的熱施放率、橫向稀釋系數、風向方位、政治經濟系數、煙囪的密集程度。大氣污染控制工程第1章緒論例：SO2、H>40m或煙囪排氣量>0.04t/h。由高斯擴散模式求得地面最大濃度公式：Cmax=推出允許排放量計算公式：q=P*10-6*H2P=P0P1P2P3P4P0=15.37CNū,ū=Zū10H——煙囪有效高度P——排放指標t/m2hū10——本地五年測得距地面10米風速平均值Z=1.778遠郊、農村系數；1.459城區系數。CN——環境空氣質量標準日平均濃度限值mg/M3NP1——橫向稀釋系數城區5.5，遠郊