第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 第2篇大气污染控制工程 引言 大气是人类和一切生物赖以生存的必需条件。大气质量的优劣,对人体健康和 整个生态系统都有着直接的影响。人类又通过各种生产和生活活动影响和改变着大 气环境,使其质量恶化,甚至造成严重的大气污染事件。因此,大气污染已引起人 们的极大关注,研究和控制大气污染已成为当前十分迫切的环境问题 问题的引入 大气如何被污染,目前现状怎样 如何净化废气,借助何种力量? 净化到何种程度 废气污染控制的技术是否有针对性?可有万能的废气处理技术? 废气处理技术有哪几类? 第2篇教学内容 大气污染的基本知识 颗粒污染物控制★ 气态污染物控制★ 第5章大气质量与大气污染(2学时) 本章教学内容 大气的结构与组成,大气污染物的种类与来源,大气环境质量标准,大气污染 控制的方法概论 本章教学要求 (1)了解大气的结构与组成,了解大气环境质量标准,掌握大气污染物的种类与来源; (2)了解我国乃至全球的大气污染现状,掌握大气污染控制的基本原则和基本方法, 本章教学重点 大气污染物的分类,大气污染物处理的基本原则与方法 本章习题:P3492,5,6 第一节概述 大气污染 1.大气组成 大气是人类及一切生物赖以生存必不可少的物质和基本的环境要素之一,是自然环 境的重要组成部分。 第1页
第 1 页 第2篇 大气污染控制工程 引言 大气是人类和一切生物赖以生存的必需条件。大气质量的优劣，对人体健康和 整个生态系统都有着直接的影响。人类又通过各种生产和生活活动影响和改变着大 气环境，使其质量恶化，甚至造成严重的大气污染事件。因此，大气污染已引起人 们的极大关注，研究和控制大气污染已成为当前十分迫切的环境问题。 问题的引入 ⚫ 大气如何被污染，目前现状怎样？ ⚫ 如何净化废气，借助何种力量？ ⚫ 净化到何种程度？ ⚫ 废气污染控制的技术是否有针对性？可有万能的废气处理技术？ ⚫ 废气处理技术有哪几类？ 第 2 篇教学内容： 大气污染的基本知识 颗粒污染物控制★ 气态污染物控制★ 第 5 章 大气质量与大气污染（2 学时） 本章教学内容： 大气的结构与组成，大气污染物的种类与来源，大气环境质量标准，大气污染 控制的方法概论 本章教学要求： (1) 了解大气的结构与组成，了解大气环境质量标准，掌握大气污染物的种类与来源； (2) 了解我国乃至全球的大气污染现状，掌握大气污染控制的基本原则和基本方法，。 本章教学重点： 大气污染物的分类，大气污染物处理的基本原则与方法 本章习题: P349 2, 5, 6 第一节 概述 一、大气污染 1. 大气组成 大气是人类及一切生物赖以生存必不可少的物质和基本的环境要素之一，是自然环 境的重要组成部分
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 自然环境中的大气通常由干燥洁净的混合气体、水蒸气和悬浮微粒三部分组成。 除水蒸气和悬浮颗粒以外的大气称为空气。地面上干燥洁净的空气主要由N2、O、 Ar和CO四种气体组成,共占大气总容积的99996%。其他气体属于微量成分,含 量不足0.004%海平面附近的干燥洁净空气的组成基本上不变,其物理性质基本稳 定。干燥洁净空气的各种成分见表3—1 表31千燥洁净空气的组成 气体成分 体积分数% 气体成分 体积分数 78.09 甲烷(CH4) 1.5×10 氧(02) 20.94 氪(Kr) 1.0×10-4 氩(Ar) 0.934 氢(H2) 50×10-5 二氧化碳(CO2) 0.032 氧化二氮N20) 50×105 氖(Ne) 18×10-4 氙(Xe 0.8×10-5 氦(He) 5.2×10 臭氧(03) 0.25×105 大气中的悬浮微粒是由大气中的固体和液体颗粒状物质所组成。固体微粒是指 因自然现象如大风、火山爆发、森林火灾、陨石流星烧毁等产生的各种各样的悬浮 物,有尘土、火山灰、烟尘、宇宙尘埃以及飘逸的植物花粉、细菌等等。液体微粒 系指水汽凝结物,如水滴、云雾和冰晶等。这些细小的微粒悬浮物能够影响大气的 能见度,削弱太阳的辐射强度。 干燥洁净大气中的CO和03的成分,含量虽然甚微,但其物理状况变化对大气 温度和对地球上生物的生存起着重要作用。 2.大气污染 大气污染的形成具有一定的条件,国际标准化组织(1S0)对此作出如下定义:“空 气污染,通常是指由于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 的浓度,达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环 境 从自然科学的观点来看,“空气”和“大气”两词并无实质性的差别。空气污染(Ai POllutiOn)和大气污染( AtmOspheric POllutiOn)常常通用,但在研究近地层空气污染规律 时,往往根据研究的范围加以区分。有学者将室外地区性空气污染称为大气污染, 而对室内的空气污染称为空气污染:也有人认为空气污染是指小范围的气体污染, 如室内、城市区域的空气污染,而大气污染则指大区域乃至全球性的空气污染,如 气象学、大气环境讨论涉及的大范围污染。 第2页
第 2 页 自然环境中的大气通常由干燥洁净的混合气体、水蒸气和悬浮微粒三部分组成。 除水蒸气和悬浮颗粒以外的大气称为空气。地面上干燥洁净的空气主要由 N2、02、 Ar 和 C02 四种气体组成，共占大气总容积的 99.996%。其他气体属于微量成分，含 量不足 0.004%。海平面附近的干燥洁净空气的组成基本上不变，其物理性质基本稳 定。干燥洁净空气的各种成分见表 3—1。 表 3—1 干燥洁净空气的组成 气体成分 体积分数/% 气体成分 体积分数/% 氮(N2) 78.09 甲烷(CH4) 1.510-4 氧(02) 20.94 氪(Kr) 1.010-4 氩(Ar) 0.934 氢(H2) 5.010-5 二氧化碳(C02) 0.032 一氧化二氮(N20) 5.010-5 氖(Ne) 1810-4 氙(Xe) 0.810-5 氦(He) 5.210-4 臭氧(03) 0.2510-5 大气中的悬浮微粒是由大气中的固体和液体颗粒状物质所组成。固体微粒是指 因自然现象如大风、火山爆发、森林火灾、陨石流星烧毁等产生的各种各样的悬浮 物，有尘土、火山灰、烟尘、宇宙尘埃以及飘逸的植物花粉、细菌等等。液体微粒 系指水汽凝结物，如水滴、云雾和冰晶等。这些细小的微粒悬浮物能够影响大气的 能见度，削弱太阳的辐射强度。 干燥洁净大气中的 C02 和 03 的成分，含量虽然甚微，但其物理状况变化对大气 温度和对地球上生物的生存起着重要作用。 2. 大气污染 大气污染的形成具有一定的条件，国际标准化组织(1S0)对此作出如下定义：“空 气污染，通常是指由于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 的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环 境。” 从自然科学的观点来看，“空气”和“大气”两词并无实质性的差别。空气污染(Air P0lluti0n)和大气污染(Atm0spheric P0lluti0n)常常通用，但在研究近地层空气污染规律 时，往往根据研究的范围加以区分。有学者将室外地区性空气污染称为大气污染， 而对室内的空气污染称为空气污染；也有人认为空气污染是指小范围的气体污染， 如室内、城市区域的空气污染，而大气污染则指大区域乃至全球性的空气污染，如 气象学、大气环境讨论涉及的大范围污染
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 3.影响大气污染形成的主要因素 大气污染是一个极其复杂的气象、物理和化学的变化过程,最终能否形成大气 污染,主要取决于污染物在大气中的浓度和滞留时间。大气中含有的污染物的浓度 愈高,停留时间愈长,污染就愈严重,对污染受体的危害也就越大。污染物质在大 气中浓度,取决于排放源的排放总量,这与源强(单位时间污染物的排放量)与排放时 间的综合效应有关。此外,排放物的污染程度,还与地理位置、地形特征、气象条 件、以及排放源高度等因素有关。 二、大气污染源 大气污染源通常是指造成大气污染的污染物发生源,也就是排放有害物质或对大 气产生有害影响的场所、设备和装置等。如汽车尾气排放出NO,为NO的发生源, 因此就将汽车称为大气污染源。大气污染源也可以理解为大气污染物的来源,如燃 料燃烧产生了大气的污染物,则燃料燃烧为大气污染源。一般我们所说的大气污染 源,其含意指的是前者。 大气污染物质产生于人类活动或自然过程,因此大气污染源为天然污染源与人 工污染源两类。天然污染源是指自然界向大气排放有害物质的场所,如活动火山向 大气的喷发等。人工污染源是指人类在从事各种活动中所形成的污染源。天然污染 源排放污染物所造成的大气污染多为暂时的和局部的,人工污染源排放的污染物是 造成大气污染的主要根源。因此,在大气污染控制工程中,主要的研究对象是人工 污染源。 从总体大气污染的来源考虑,通常人工污染源分为四类:生活污染源、工业污 染源、农业污染源和交通污染源 1.生活污染源 生活污染源主要是生活中的炉灶、热水器、釆暖锅炉等。液体燃料和气体燃料 使用中,或煤的质量差,灰和硫的含量髙,燃烧过程会排放出大量的烟尘和一些有 害气体物质。再由于城市居住人口稠密,燃料使用量多,排放的污染物数量相当可 观,危害有时甚至比工业生产所产生的污染还严重。此外,城市垃圾在焚烧过程中 产生的废气,以及堆放过程中由于厌氧分解排出二次污染物都将污染大气。 2.工业污染源 工业污染源是大气污染的一个重要来源,主要包括工业用燃料燃烧及工业生产 过程排放的废气,对大气的危害最严重。火力发电厂、钢铁工业、石化企业、建材 工业等各种类型的工矿企业,在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成 品的过程中,排放出的大量废气均含有不同的污染物进入大气中 第3页
第 3 页 3. 影响大气污染形成的主要因素 大气污染是一个极其复杂的气象、物理和化学的变化过程，最终能否形成大气 污染，主要取决于污染物在大气中的浓度和滞留时间。大气中含有的污染物的浓度 愈高，停留时间愈长，污染就愈严重，对污染受体的危害也就越大。污染物质在大 气中浓度，取决于排放源的排放总量，这与源强(单位时间污染物的排放量)与排放时 间的综合效应有关。此外，排放物的污染程度，还与地理位置、地形特征、气象条 件、以及排放源高度等因素有关。 二、大气污染源 大气污染源通常是指造成大气污染的污染物发生源，也就是排放有害物质或对大 气产生有害影响的场所、设备和装置等。如汽车尾气排放出 N0，为 N0 的发生源， 因此就将汽车称为大气污染源。大气污染源也可以理解为大气污染物的来源，如燃 料燃烧产生了大气的污染物，则燃料燃烧为大气污染源。一般我们所说的大气污染 源，其含意指的是前者。 大气污染物质产生于人类活动或自然过程，因此大气污染源为天然污染源与人 工污染源两类。天然污染源是指自然界向大气排放有害物质的场所，如活动火山向 大气的喷发等。人工污染源是指人类在从事各种活动中所形成的污染源。天然污染 源排放污染物所造成的大气污染多为暂时的和局部的，人工污染源排放的污染物是 造成大气污染的主要根源。因此，在大气污染控制工程中，主要的研究对象是人工 污染源。 从总体大气污染的来源考虑，通常人工污染源分为四类：生活污染源、工业污 染源、农业污染源和交通污染源。 1. 生活污染源 生活污染源主要是生活中的炉灶、热水器、采暖锅炉等。液体燃料和气体燃料 使用中，或煤的质量差，灰和硫的含量高，燃烧过程会排放出大量的烟尘和一些有 害气体物质。再由于城市居住人口稠密，燃料使用量多，排放的污染物数量相当可 观，危害有时甚至比工业生产所产生的污染还严重。此外，城市垃圾在焚烧过程中 产生的废气，以及堆放过程中由于厌氧分解排出二次污染物都将污染大气。 2. 工业污染源 工业污染源是大气污染的一个重要来源，主要包括工业用燃料燃烧及工业生产 过程排放的废气，对大气的危害最严重。火力发电厂、钢铁工业、石化企业、建材 工业等各种类型的工矿企业，在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成 品的过程中，排放出的大量废气均含有不同的污染物进入大气中
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 3.农业污染源 农业污染源包括施用某些有机氯农药和氮肥分解产生的氮氧化物,以及农用燃 料燃烧的废气对大气的污染。此外,稻田释放的甲烷,也会对大气造成污染。 4交通污染源 交通污染源是指交通运输工具如汽车、摩托、飞机、火车及船舶等。大气污染 的各种排放源及其产生的主要污染物见表3-2。 表3—2大气污染源及污染物 大气污染源 大气污染物 生活生活、取暖用煤烟尘、S02、C02、C0 污染炉 垃圾焚烧 C0、氮氧化物、CO2 吸烟 C0、丙烯醛、气溶胶 工业火力发电 S02、烟尘、CO2、氮氧化物、CO、苯并a芘 污染 钢铁工业 金属粉尘、氟化氢、C0、碳氢化物、S02 有色金属冶炼厂金属粉尘、S02、汞蒸气、C0 炼焦厂 烟尘、S02、C0、H2S、苯、酚、萘、烃类、氨、 苯并[a]芘 人工污染源 炼油工业 C0、氮氢化物、烟尘、SO2、烃类、苯、酚、H2S 石油化工 粉尘、恶臭、S02、H2S、氰化物、氮氧化物、氯 化物、烃类、氨 化肥工业 酸雾、粉尘、氟化硅、SO、氮氧化物、CO、NH3、 氯碱厂 氯气、氯化氢、汞蒸气 农药制造 氯化氢、H2S、硫醇、砷、汞、氯 染料厂 SO2、氮氧化物、H2S 建材工业 (水泥、石棉)粉尘、S02、HS2、C0 制革、印染工业恶臭气体、气溶胶 核试验、核电站放射性尘埃、废气 第4页
第 4 页 3. 农业污染源 农业污染源包括施用某些有机氯农药和氮肥分解产生的氮氧化物，以及农用燃 料燃烧的废气对大气的污染。此外，稻田释放的甲烷，也会对大气造成污染。 4.交通污染源 交通污染源是指交通运输工具如汽车、摩托、飞机、火车及船舶等。大气污染 的各种排放源及其产生的主要污染物见表 3－2。 表 3—2 大气污染源及污染物 大气污染源 大气污染物 人 工 污 染 源 生活 污染 源 生活、取暖用煤 炉 烟尘、S02、C02、C0 垃圾焚烧 C0、氮氧化物、C02 吸烟 C0、丙烯醛、气溶胶 工业 污染 源 火力发电厂 S02、烟尘、C02、氮氧化物、C0、苯并[a]芘 钢铁工业 金属粉尘、氟化氢、C0、碳氢化物、S02 有色金属冶炼厂 金属粉尘、S02、汞蒸气、C0 炼焦厂 烟尘、S02、C0、H2S、苯、酚、萘、烃类、氨、 苯并[a]芘 炼油工业 C0、氮氢化物、烟尘、S02、烃类、苯、酚、H2S 石油化工 粉尘、恶臭、S02、H2S、氰化物、氮氧化物、氯 化物、烃类、氨 化肥工业 酸雾、粉尘、氟化硅、S02、氮氧化物、C0、NH3、 砷、 氯碱厂 氯气、氯化氢、汞蒸气 农药制造 酚、氯化氢、H2S、硫醇、砷、汞、氯 染料厂 S02、氮氧化物、H2S 建材工业 （水泥、石棉）粉尘、S02、HS2、C0 制革、印染工业 恶臭气体、气溶胶 核试验、核电站 放射性尘埃、废气
第二炮兵工程学院《环境工程学》教案 机械加工厂 金属、粉尘 造纸厂 烟尘、硫醇、H2S、S02 仪器仪表厂 氰化物、铬酸 灯泡厂 烟尘、汞 农业农药 有机氯 污染\氮肥 氮氧化物 源 交通汽车 C0、氮氧化物、烃类、铅、苯并[a]芘 污染 火车 SO2、粉尘、C0 飞机 C0、氮氧化物、醛 轮船 SO2、烟尘、氮氧化物 拖拉机等农业机油烟、氮氧化物 械 大风、沙尘暴|沙土、灰尘 火山活动 灰尘、岩浆,S02、H2S 天然污染源 森林火灾 C02、C0、灰尘 森林沼泽生物腐沼气、氨、CO2、恶臭 海水浪花飞溅盐粒、C0、水雾的气溶胶 土壤生物作用氮氧化物 从表3-2中各污染源排放的污染物可以看出,不同行业排放的污染物虽然种类 不同,但主要污染物的来源具有共性,即来自化石燃料的燃烧。我国的资源特点和 经济发展水平决定了以煤为主的能源结构将长期保持,控制煤烟型的大气污染,将 是我国大气污染防治的主要任务。目前,我国的机动车辆虽然不算多,但主要集中 在大、中城市,且旧车多,致使排污量也很可观。随着我国能源利用结构逐步改变 和交通运输等事业的发展,液体燃料和气体燃料产生的污染物也将随之增加。燃料 燃烧的一个特点是排放点相对集中,浓度较高,对局部地区的大气污染较严重。 三、大气污染的分类 第5页
第 5 页 机械加工厂 金属、粉尘 造纸厂 烟尘、硫醇、H2S、S02 仪器仪表厂 氰化物、铬酸 灯泡厂 烟尘、汞 农业 污染 源 农药 有机氯 氮肥 氮氧化物 交通 污染 源 汽车 C0、氮氧化物、烃类、铅、苯并[a]芘 火车 S02、粉尘、C0 飞机 C0、氮氧化物、醛 轮船 S02、烟尘、氮氧化物 拖拉机等农业机 械 油烟、氮氧化物 天 然 污 染 源 大风、沙尘暴 沙土、灰尘 火山活动 灰尘、岩浆，S02、H2S 森林火灾 C02、C0、灰尘 森林沼泽生物腐 败 沼气、氨、C02、恶臭 海水浪花飞溅 盐粒、C02、水雾的气溶胶 土壤生物作用 氮氧化物 从表 3－2 中各污染源排放的污染物可以看出，不同行业排放的污染物虽然种类 不同，但主要污染物的来源具有共性，即来自化石燃料的燃烧。我国的资源特点和 经济发展水平决定了以煤为主的能源结构将长期保持，控制煤烟型的大气污染，将 是我国大气污染防治的主要任务。目前，我国的机动车辆虽然不算多，但主要集中 在大、中城市，且旧车多，致使排污量也很可观。随着我国能源利用结构逐步改变 和交通运输等事业的发展，液体燃料和气体燃料产生的污染物也将随之增加。燃料 燃烧的一个特点是排放点相对集中，浓度较高，对局部地区的大气污染较严重。 三、大气污染的分类