110302_mqshen_大气污染控制概论
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环境化工：灵活运用化工技术来解决环境污染治理问题的一门交叉 学科。
7
环境治理的历史回顾
20世纪40～50年代—— 稀释废物 20世纪60～80年代—— 废物后处理 20世纪90年代—— 从源头消除污染源(绿色化学Green
Chemistry，环境无害化学、环境友好化学、清洁化学) 新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源。 环境化工技术解决环境污染问题包括两个层次。
8
第二节 全球气候变化与温室效应
9
全球气候变化问题
近代南北半球及全球平均温度的变化
10
1全球气候变化问题
气温
20世纪增加了 0.60.2oC
海平面
20世纪上升了 10～20cm
大气中CO2含量 工业化以前
280ppm
目前
360ppm
预计21世纪中叶 540～970ppm
11
1.1 温室效应机理
额。
b 初始质量以指数形式衰减到其初始值的 1/e＝0.368 所需的时间。
c 对于 CO2，不能确定其唯一的大气寿命。因为不同的汇，其吸收速率不同。
资料来源：IPCC，1996a。
15
Hale Waihona Puke Baidu
人类活动的影响：温室气体的浓度变化
大气中CO2、CH4、N2O和CFCs的浓度变化趋势。在过去的一个世纪里， 人 类活动导致所有温室气体的浓度迅速增加。（资料来源：IPCC,1990）
人类实现可持续发展所面临的资源、能源以及环境危机，大部分是由 于化学工业造成；迄今为止，利用化工技术进步也解决了一些资源、 能源以及环境问题；
21世纪化学与化工被时代发展赋予了新的时代特征：资源节约和环境 保护－－绿色化学与清洁生产。
3
各国政府推动绿色化学的措施（1）
★美国 1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的防治定为 国策； 1991年，绿色化学由ACS提出并成为EPA的中心口号； 1996年，美国设立并每年颁发一次 “总统绿色化学挑战 奖”，这是化学领域唯一的总统级科学奖； 1999年，世界上第一本《绿色化学》杂志诞生； 2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
16
人类活动的影响
1997年10个CO2排放量最大的国家的总年排放量（a）和各国人均年 排放量（b）（资料来源：Marland et al., 1999）
美国 中国 俄罗斯 日本 印度 德国 英国 加拿大 意大利 韩国
CO2 年排放量（MtC/年） （a）
17
据联合国发布的数据，2006年中国人均排放二氧 化碳4.6吨，美国人均排放二氧化碳19吨：中国 人均碳排放仅约为美国的五分之一
b
10ppbv/yr( 0.6%/yr)
12
0.8ppbv/yr( 0.25%/yr)
120
0ppvb/yr(0 %/yr)
50
5pptv/yr(0 %/yr)
12
1.2pptv/yr( 2%/yr)
50000
a ppmv＝每百万体积中的份额；ppbv＝每十亿体积中的份额；pptv＝每万亿体积中的份
4
各国政府推动绿色化学的措施（2）
★日本 制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设立“为地 球创新技术的研究院” ★欧盟各国 德国 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰 制订“清洁生产手册”
5
各国政府推动绿色化学的措施（ 中国）
1
第一章 大气污染控制概论
本章基本要求： •掌握有关大气污染的定义、主要大气污染问题、大气污 染的危害及大气污染相关的标准等基础知识； •结合实际建立有关大气污染控制的基本概念，了解目前 存在的主要大气污染问题。
2
第一节：绪 论
二十一世纪化学化工的地位、作用与挑战
化学与化工是物质合成、提取与制造的科学与技术，可以合成地球已 有物质，亦可制造地球没有的功能物质，是 21世纪实现可持续发展 策略，解决资源、能源以及环境危机，提高人类生存质量和保证国家 与民众安全的核心基础科学与技术，是国民经济支柱及高科技产业的 支撑，在21世纪将继续发挥核心科学的作用，并被时代发展赋予了新 的时代特征。
环境化工(大气污染控制)
授课教师：沈美庆 教 授
电 话：27892301 E-mail：mqshen@tju.edu.cn
教学参考书：
1. 郝吉明，马广大 主编， 大气污染控制工程(第二版)，高等教育出版社 2. Noel de Nevers edit, Air Pollution Control Engineering(Second Edition)
CO2
CH4
N2O
CFC-11 HCFC-22
CF4
工业化前
的浓度 280ppmv 700ppbv 275ppbv
0
0
0
1994 年的 浓度
358ppmv
1720ppbv
312ppbv
268pptv
110pptv
72pptv
最近的浓 1.5ppmv/yr 度变化率 (0.4%/yr)
大气寿命 中的（年） 50-200c
1992年联合国环境与发展大会通过了《21世纪议程》，中 国政府作出了履行《21世纪议程》等文件的庄严承诺。 1994年3月25日，《中国21世纪议程》经国务院第十六次 常务会议审议通过。
中国21世纪议程管理中心于1994年3月25日经中央机构编 制委员会办公室批准成立
《中国21世纪议程》:可持续发展总体战略与政策；社会 可持续发展；经济可持续发展；资源的合理利用与环境保 护。
12
温室效应机理
13
温室效应机理
温室效应：大气中的二氧化碳和其它微量气体如甲烷、 氧化亚氮、臭氧、氟氯碳、水蒸气等，可以使太阳短波 几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由 此引起全球气温升高的现象。
温室气体：二氧化碳、氟氯碳等引起温室效应的气体。
14
1.2 人类活动对气候的影响
1850年以来大气中温室气体浓度的增加
6
环境化学与环境化工
造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面，而 其中化学物质引起的污染约占80%－90%；
环境化学：从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质 量的变化规律，以及保护和治理环境的方法原理。主要研究环境污 染物的检测方法和原理、探讨环境污染和治理技术中的化学、化工 原理，研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互作用、 转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。
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环境治理的历史回顾
20世纪40～50年代—— 稀释废物 20世纪60～80年代—— 废物后处理 20世纪90年代—— 从源头消除污染源(绿色化学Green
Chemistry，环境无害化学、环境友好化学、清洁化学) 新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源。 环境化工技术解决环境污染问题包括两个层次。
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第二节 全球气候变化与温室效应
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全球气候变化问题
近代南北半球及全球平均温度的变化
10
1全球气候变化问题
气温
20世纪增加了 0.60.2oC
海平面
20世纪上升了 10～20cm
大气中CO2含量 工业化以前
280ppm
目前
360ppm
预计21世纪中叶 540～970ppm
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1.1 温室效应机理
额。
b 初始质量以指数形式衰减到其初始值的 1/e＝0.368 所需的时间。
c 对于 CO2，不能确定其唯一的大气寿命。因为不同的汇，其吸收速率不同。
资料来源：IPCC，1996a。
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Hale Waihona Puke Baidu
人类活动的影响：温室气体的浓度变化
大气中CO2、CH4、N2O和CFCs的浓度变化趋势。在过去的一个世纪里， 人 类活动导致所有温室气体的浓度迅速增加。（资料来源：IPCC,1990）
人类实现可持续发展所面临的资源、能源以及环境危机，大部分是由 于化学工业造成；迄今为止，利用化工技术进步也解决了一些资源、 能源以及环境问题；
21世纪化学与化工被时代发展赋予了新的时代特征：资源节约和环境 保护－－绿色化学与清洁生产。
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各国政府推动绿色化学的措施（1）
★美国 1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的防治定为 国策； 1991年，绿色化学由ACS提出并成为EPA的中心口号； 1996年，美国设立并每年颁发一次 “总统绿色化学挑战 奖”，这是化学领域唯一的总统级科学奖； 1999年，世界上第一本《绿色化学》杂志诞生； 2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
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人类活动的影响
1997年10个CO2排放量最大的国家的总年排放量（a）和各国人均年 排放量（b）（资料来源：Marland et al., 1999）
美国 中国 俄罗斯 日本 印度 德国 英国 加拿大 意大利 韩国
CO2 年排放量（MtC/年） （a）
17
据联合国发布的数据，2006年中国人均排放二氧 化碳4.6吨，美国人均排放二氧化碳19吨：中国 人均碳排放仅约为美国的五分之一
b
10ppbv/yr( 0.6%/yr)
12
0.8ppbv/yr( 0.25%/yr)
120
0ppvb/yr(0 %/yr)
50
5pptv/yr(0 %/yr)
12
1.2pptv/yr( 2%/yr)
50000
a ppmv＝每百万体积中的份额；ppbv＝每十亿体积中的份额；pptv＝每万亿体积中的份
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各国政府推动绿色化学的措施（2）
★日本 制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设立“为地 球创新技术的研究院” ★欧盟各国 德国 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰 制订“清洁生产手册”
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各国政府推动绿色化学的措施（ 中国）
1
第一章 大气污染控制概论
本章基本要求： •掌握有关大气污染的定义、主要大气污染问题、大气污 染的危害及大气污染相关的标准等基础知识； •结合实际建立有关大气污染控制的基本概念，了解目前 存在的主要大气污染问题。
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第一节：绪 论
二十一世纪化学化工的地位、作用与挑战
化学与化工是物质合成、提取与制造的科学与技术，可以合成地球已 有物质，亦可制造地球没有的功能物质，是 21世纪实现可持续发展 策略，解决资源、能源以及环境危机，提高人类生存质量和保证国家 与民众安全的核心基础科学与技术，是国民经济支柱及高科技产业的 支撑，在21世纪将继续发挥核心科学的作用，并被时代发展赋予了新 的时代特征。
环境化工(大气污染控制)
授课教师：沈美庆 教 授
电 话：27892301 E-mail：mqshen@tju.edu.cn
教学参考书：
1. 郝吉明，马广大 主编， 大气污染控制工程(第二版)，高等教育出版社 2. Noel de Nevers edit, Air Pollution Control Engineering(Second Edition)
CO2
CH4
N2O
CFC-11 HCFC-22
CF4
工业化前
的浓度 280ppmv 700ppbv 275ppbv
0
0
0
1994 年的 浓度
358ppmv
1720ppbv
312ppbv
268pptv
110pptv
72pptv
最近的浓 1.5ppmv/yr 度变化率 (0.4%/yr)
大气寿命 中的（年） 50-200c
1992年联合国环境与发展大会通过了《21世纪议程》，中 国政府作出了履行《21世纪议程》等文件的庄严承诺。 1994年3月25日，《中国21世纪议程》经国务院第十六次 常务会议审议通过。
中国21世纪议程管理中心于1994年3月25日经中央机构编 制委员会办公室批准成立
《中国21世纪议程》:可持续发展总体战略与政策；社会 可持续发展；经济可持续发展；资源的合理利用与环境保 护。
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温室效应机理
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温室效应机理
温室效应：大气中的二氧化碳和其它微量气体如甲烷、 氧化亚氮、臭氧、氟氯碳、水蒸气等，可以使太阳短波 几乎无衰减地通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由 此引起全球气温升高的现象。
温室气体：二氧化碳、氟氯碳等引起温室效应的气体。
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1.2 人类活动对气候的影响
1850年以来大气中温室气体浓度的增加
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环境化学与环境化工
造成环境污染的因素可分为物理的、化学的及生物学的三方面，而 其中化学物质引起的污染约占80%－90%；
环境化学：从化学的角度出发，探讨由于人类活动而引起的环境质 量的变化规律，以及保护和治理环境的方法原理。主要研究环境污 染物的检测方法和原理、探讨环境污染和治理技术中的化学、化工 原理，研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互作用、 转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。