大气环境安全概述(PPT 38页)

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、氟化物、氮氧化
物、C12、H2S、O3 及碳氢化合物等。
颗粒污染物:悬
浮于空气中的气溶 胶如光化学烟雾、 硫酸烟雾、硝酸烟 雾及重金属Cd、Pb、 As氧化物的烟气和 飘尘。
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3.1 大气SO2的危害及治理
二氧化硫(化学式:SO2)是最常见的硫氧化物。 无色,有强烈刺激性气味的有毒气体,密度比空气 大 , 易 液 化 , 易 溶 于 水 ( 约 为 1 : 40 ) , 密 度 2.551g/L ( 气 体,20摄 氏度 下 ) ,熔 点: -72.4℃ (200.75K),沸点:-10℃(263K)。是大气主要 污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工 业过程中也会产生二氧化硫。城市、工业区大气中 的二氧化硫主要来源于含硫的矿物燃料或含硫金属 矿的冶炼排放废气。当二氧化硫溶于水中,会形成 亚硫酸。若把SO2进一步氧化,通常在催化剂如二 氧化氮的存在下,便会生成硫酸,对环境起酸化作 用,是大气污染的主要污染物之一。
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3.6.1 光化学烟雾
汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化 合物和氮氧化物等一次污染物在阳光(紫 外光)作用下会发生光化学反应生成二次 污染物。参与光化学反应过程的一次污 染物和二次污染物的混和物(其中有气体 污染物,也有气溶胶)所形成的烟雾污染现 象,称为光化学烟雾。它是以NO2光解生 成氧原子的反应为引发,导致臭氧的生成。 最 终 产 物 是 醛 、 O3 、 过 氧 硝 酸 乙 酰 酯 (PAN)等二次污染物。在一年中,夏、秋季 是发生光化学烟雾的季节;在一日中,下午 二时前后是光化学烟雾达到峰值的时刻。 在特定的地理条件下,当遇逆温或不利于 扩散的气象条件时,烟雾便积聚不散,造成 大气污染事件。
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2 大气环境作用
大气为生物提供呼吸所需的氧气,同时还为绿色植物的光合作用提供CO2,合成碳水化合物,作为 人类和动物的食物。 大气中的氮通过固氮作用以及一系列复杂的生物化学反应,转变为生命不可缺少的氨基酸。 大气在水循环中起冷凝器的作用,形成降雨,从而把水从海洋输送到陆地,为陆地生物提供了必要 的生活条件。 大气能吸收来自外层空间的宇宙射线和来自太阳的短波辐射,使地球上的生物免遭其害。 大气中的某些气体能吸收太阳和地球的红外长波辐射,对保持地球的能量平衡起了重要作用,从而 使地表维持有利于生物生存的较适宜的温度。 大气同时参与地球表面的各种过程,在物质循环和能量流动中起重要作用。
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3 大气环境污染
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3 大气环境污染
大气污染是指在 空气的正常成分 之外又增加了新 的成分(如S02的增 加),或者原有成 分的骤然增加(如 CO2的增加),从而 对人类健康和动 植物生长产生伤 害,对人类的生 活、工作、生产 等方面直接和间 接地产生恶劣影 响的现象。
大气污染 物种类
气体污染物:SO2
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3.1 大气SO2的危害及治理
二氧化硫对呼吸器官和 眼睛黏膜有刺激作用,吸 入高浓度二氧化硫可引 起喉头水肿和支气管炎。 长期接触低浓度二氧化 硫,不仅对呼吸道疾病增 加,而且对肝、肾、心脏 皆有损害。大气中二氧 化硫对动植物和建筑物 也有很大危害。防治的 主要措施是煤的气化、 液化,集中供热以及进行 燃料气环境污染
大气环境中各组分之间保持着精细 的平衡,这是地球环境一万年来发 育的结果。保持这种平衡乃是维护 地球上的生物所必须,破坏这种平 衡就是破坏生命的基础。然而,人 类社会实现工业化以来,规模和强 度日益加大的人类活动正在破坏这 种平衡。工业革命尤其20世纪中叶 以后,大气环境污染已发展成公害。 震惊世界的八大公害中的五个是大 气污染问题,由此可见,大气污染 是影响范围最广泛,也是最严重的 污染。并且,当今最为人们关注的 全球性环境问题——臭氧层空洞、 温室效应加剧和酸雨,都是与大气 污染直接相关的。
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3.1 大气SO2的危害及治理
冶炼过程中降低 金属含硫量、燃 烧前脱去燃料中 的硫分以及烟道 气排放前的去硫 是防治大气污染 的重要技术措施
之一。
煤的脱硫就有:①物理法②化学法③气化法④液化法 冶炼钢铁时,在高温、还原气氛下采用高碱度低氧化铁的 渣进行脱硫,效果最好。在氧化过程中,也可除去部分硫。
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3.2 大气氯氟烃的危害及治理
氯氟烃破坏臭氧层这一全球环境问题, 引起了国际社会极大关注。1987年9月通 过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔 议定书》。后来又于 1990年6月和1992 年11月又分别对《修定书》进行了修正, 并将禁用时间提前: 1994年停止使用哈 龙类物质,1996年停止使用氯氟烃类物 质、四氯化碳和甲基氯仿,2030年停止 使用作为过渡性物质的含氢氯氟烃类物 质。对发展中国家,其禁用时间给予了 10年宽限期。 中国于1991年5月加入了修正后的《议定 书》缔约国,并于1992年8月10日起生效。 中国已制定了逐步将把少数大规模氯氟 烃生产厂转产 HCFC-22,在汽车空调和 家用冰箱上以 HFC-134a代替CFC-12。
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1 大气环境概念
1 对流层
大气层垂直 结构
2 平流层 3 中间层
4 游离层
5 外气层
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1 大气环境概念
含元素中最轻的二种气体:氢(H)及氦(He)
热层的空气密度极小且受太阳短波辐射而处于高度电离的状态,电 离层便存在于在本层中,而极光也是在热层顶部发生的 主要成分有O3、氧、CO2、氮的氧化物,部分为光化学作用产物 含有臭氧,具有吸收紫外线功能,保护地球生物免于紫外线的侵袭 对流层是对流最旺盛的区域,大气中的水汽约有80%存在于对流层
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3.4 H2S的危害及中毒处理
人员硫化氢中毒,须迅速将中 毒者移到空气新鲜处休息、 保暖,确保呼吸道通畅。眼睛 受刺激时,可先用清水或2%碳 酸氢钠溶液冲洗,再用4%硼酸 水溶液冲洗,并滴入无菌橄榄 油。中毒严重时,应采取吸氧、 人工呼吸、注射呼吸兴奋剂 等措施或送医院治疗。解毒 药剂主要有:细胞色素C、美兰 溶液等。
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3.3 大气氮氧化物危害及治理
氮氧化物包括:一氧化氮、二氧化 氮、四氧化二氮、五氧化二氮等, 为黄色至深棕色的气体,有强刺激 性。氮氧化物主要来源于含氮化 合物生产、炸药爆炸、石油燃烧 和电焊等作业所排放的废气,以及 汽车废气等。 我国大气环境质量标准中规定了 三级浓度限值。日平均值: 0.05mg/m3 (一级), 0.10mg/m3 (二级), 0. 15mg/m3 (三级); 任何一次值: 0.10mg/m3 (一级), 0. 15mg/m3 (二级), 0.30mg/m3 (三级)。
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3.4 H2S的危害及中毒处理
硫化氢主要通过呼吸道吸入引起中毒, 对粘膜有明显刺激作用,经呼吸道和 消化道很快吸收。进入体内后,能与 组织细胞内钠离子形成硫化钠,它是 一种神经毒,抑制细胞呼吸酶的活性, 阻碍机体氧化反应,引起细胞内窒息, 造成中枢神经麻痹以至死亡。 血液中游离的硫化氢,与氧化型细胞 色素氧化酶中的三价铁结合,并使高 铁血红蛋白变成硫高铁血红蛋白,从 而影响细胞的氧化过程,造成组织,尤 其神经组织缺氧。 空气中最高允许浓度为10毫克/米3。
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1 大气环境概念
大气环境是地球的气体外壳,通常 称为“大气圈”,是人类生存的重 要组成部分。它养育地球上的生命, 并保护其免遭外层空间各种有害因 素的干扰。
主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳、 水等,组成比率因时、地不同,而 有所差异,其中以二氧化碳变动率 最大。大气不是密度均匀,是以海 平面的密度最大,往上密度渐小, 大气约50%集中在海拔5.6公里内, 约80%集中在海拔13公里以内。其 总质量约为5.136×1021克,相当于 地球总质量的百万分之0.86。
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3.3 大气氮氧化物危害及治理
主要预防措施是改进生产 工艺,生产过程密闭化,以减 少氮氧化物的形成和排放。 车间空气中最高容许浓度 (换算为NO2)为5mg/m3;大气 中一次最高容许浓度(换算 为NO2)为0.5mg/m3。我国 规定,居民区大气中氮氧化 物(换算NO2)的一次最高允 许浓度为0.15ppm。
烟道气脱硫有干法和湿法之分
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3.2 大气氯氟烃的危害及治理
氯氟烃系泛指含氯氟代烃类物质,它们广泛用作冰 箱和空调器的致冷剂、气溶胶喷雾、溶剂与洗涤剂、 聚氨酯发泡剂以及灭火剂等。目前,全世界氯氟烃 的年消费量约为110万吨,中国年消费量为2万多吨, 占世界消费量的2%左右。 氯氟烃具有破坏臭氧层的作用。氯氟烃类物质极为 稳定,可穿越大气层的对流层而上升进入平流层, 受太阳紫外线辐射光解,产生对臭氧有破坏作用的 氯原子,一个氯原子可通过连锁反应破坏上万个臭 氧分子。臭氧层遭破坏后,大大削弱了对紫外线的 吸收能力,使得辐射到地球表面的紫外线的强度大 大增强,导致人体免疫力降低,引起皮肤癌增加。 此外,氯氟烃也是产生“温室效应”导致全球气候 变暖的物质。
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3.3 大气氮氧化物危害及治理
氮氧化物气体的水溶性较二氧化硫为 小,故对上呼吸道及眼粘膜的刺激性也 较二氧化硫为小。但也因其水溶性小 而较易被吸入深部呼吸道,与肺组织中 的水分结合而成硝酸、亚硝酸,对肺组 织造成强烈刺激及腐蚀,引起肺组织的 严重损伤。急性中毒可致肺水肿并可 形成变性血红蛋白血症。慢性中毒常 常表现为慢性上呼吸道炎症以及牙齿 酸蚀症。在强烈日光照射下可发生光 化学的反应形成“光化学烟雾”。其 化学反应产物主要为臭氧和过氧乙酰 硝酸酯。它们刺激和破坏深部呼吸道 粘膜和组织,对眼睛也有刺激作用。还 可以形成硝酸性酸雨,对植物、建筑、 土壤等产生危害。
选择性非催化还原法(SNCR法)处理氮氧化物
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3.4 H2S的危害及中毒处理
化学式为H2S。一种无色、有恶臭 味(臭鸡蛋味)的剧毒气体。 广泛存在于金属冶炼、天然气 、 盐酸和硫酸等的制造工业中。 在制造硫酸盐纸浆、人造丝、人造 棉、橡胶、二硫化碳等各种硫化物 时,常有硫化氢气体排出。在一些 化学反应中,含硫化合物不稳定也 会分解出硫化氢。 硫化染料分解也可放出硫化氢气体。 下水道、枯井和粪窖等有机物腐败 场所内也常遇到
痛,重症时可因肺水肿而死亡。
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3.6 气溶胶
气溶胶是以固体或液体为分散质(又称分散相)和 气体为分散介质所形成的溶胶。气溶胶的分散质 微粒大多小于1微米,它具有胶体性质,对光线有散 射作用。如雾和云是水滴分散在空气中的液态气 溶胶,烟是固体微粒分散在空气中的固态气溶胶。 烟雾是固液混合态气溶胶。气溶胶具有丁铎尔效 应、电泳、布朗运动等许多特性。大气中的固体 和液体微粒作布朗运动,不因重力作用而沉降,可 悬浮在大气中长达数月、数年之久。大气气溶胶 主要来源于工业排放和海洋运动,其分布有近地 大气层和低同温层两个高浓度区。气溶胶微粒的 成分相当复杂,含有40-50种元素,60%左右是无机 物,其余是各种有机化合物、有机聚合物和可挥 发性有机物,还有微生物如酵母菌、细菌、病毒 等。气溶胶粒子可通过呼吸道,侵入人体,对健康 造成危害。气溶胶现与大气颗粒物用作同义词。
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3.6.1 光化学烟雾
光化学烟雾含有多种氧化能 力极强、毒害很大的物质, 是属于特殊的二次污染物。 主要成分为臭氧、二氧化氮、 过氧酰基硝酸酯、醛类、烷 基硝酸盐、酮等一系列氧化 剂。其中臭氧约占90%, 是主 要的危害成分。光化学烟雾 的特征是具有特殊的刺激味, 使大气能见度降低;人员接触 能伤害眼睛,引起头痛、呼吸 障碍,并可使慢性呼吸道病恶 化,儿童的肺功能发生异常; 对于植物生长及橡胶、油漆 涂料、塑料及纺织工业制品 也能引起伤害。
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3.5 大气中的臭氧
淡蓝色、有鱼腥臭味的气体,极毒。
自然界中的臭氧由于雷雨放电及紫外线照射空气中的氧而形成。在清洁空气中及野外大气中臭氧的含量 约为0.01ppm,长期呼吸臭氧含量超过0.1ppm的空气对人体有害。
当大气被汽车废气和其它化学物质所污染后,经光化学反应可产生较多的臭氧。
在常温下臭氧分解缓慢,在高温下分解迅速,形成氧气。臭氧的氧化能力很强,空气中含量过多时可对眼及 上呼吸道粘膜有较强的刺激作用。如上呼吸道干燥感、鼻及咽喉粘膜的刺激症状、窒息、咳嗽、胸骨下
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