第三章 大气环境科学与污染控制

3大气污染的危害*
世界卫生组织和联合国环境组织发表的一份报 告说：“空气污染已成为全世界城市居民生活中一 个无法逃避的现实。” （图） 大气污染的危害主要包括以下五个方面： 1、对人的伤害 2、危害生物生存和发育（图） 3、物体腐蚀（图） 4、粉尘危害（图） 5、对全球大气环境的影响 酸雨、温室效应、臭氧层破坏（基本概念） 返回

*污染范围上大气污染可分为四类： 1、局部地区(个体行为） 2、区域性（区域行为） 3、广域性（大区域行为，如酸雨） 4、全球性（跨越国界，如温室效应）
2.2大气污染物 天然污染物和人为污染物，引起公害的往 往是人为污染物。依照污染物存在的形态，分 为颗粒污染物与气态污染物。

1、颗粒污染物 大气中危害最大、最严重的污染物，除固 体颗粒外还包括液滴。 颗粒污染物按颗粒粒径可分为： 降尘 粒径大于10μm，尘粒、粉尘 飘尘 粒径小于10μm，粉尘、烟尘 液滴由蒸汽凝结、液体喷雾、雾化以及化 学反应形成，粒径小于100μm，如水雾、酸碱 雾、油雾。

4.2下垫面
地形或地面状况。影响该地区的气象条件，进 而影响着污染物的扩散；另外，本身的机械作用也 影响着污染物的扩散。 1、城市下垫面的影响
＊（1）城市的热力效应。由于城市人的活动和
工业生产，使其温度比周围郊区温度高的现象成为 城市热岛效应。城市热高，城市地区热空气上升， 并在高空向四周辐散，而四周郊区较冷的空气流来 补充，形成了城市特有的热力环流——热岛环流。 （2）动力效应 。通过对气流的阻挡，使得气流 的速度与方向复杂化，且造成小尺度的涡流，阻碍 烟气的扩散。与建筑物的形状、大小、高矮及烟囱 高度有关，烟囱越矮，影响越大。

2.3大气污染物的来源
1、燃料燃烧 火力发电厂、钢铁厂 等工矿企业的燃料燃烧， 各种工业窑炉的燃料燃烧 以及各种民用炉灶、取暖 锅炉的燃料燃烧。 燃烧排气中的污染物 组分与能源消费结构有密 切关系。发达国家能源以 石油为主，大气污染物主 要是一氧化碳、二氧化硫、 氮氧化物和有机化合物。 我国以煤为主，主要 大气污染物是颗粒物和二 氧化硫。
2、山区下垫面的影响 （1）过山气流 气流过山时，在山坡、山脚形成的上升、回旋 或下沉气流，称之为过山气流。 （2）坡风和谷风 坡风：夜间冷空气滑向谷底或白天从谷底吹向 山坡。 谷风：白天，风从平原吹向山谷。 3、水陆交界区对大气污染的影响 在水陆交界处(沿海、沿湖地带)，海陆风的环 状气流不能把污染物完全输送、扩散出去，当海陆 风转换时，原来被陆风带走的污染物会被海风带回 原地，形成重复污染。 返回




掌握要点 大气结构与组成 大气污染物及来源 大气污染的危害 污染物的扩散 大气污染治理技术（简要介绍） 大气污染综合防治 全球性大气污染及对策




1 大气结构与组成 重点掌握对流层和平流层大气特点，及其与大气 污染的关联性；了解大气组成，明确引起大气污 染的组分。 2 大气污染物及来源 掌握大气污染概念和分类，了解污染物的种类和 来源。 3 污染物的扩散 重点掌握影响大气污染程度的三方面因素，了解 三因素如何影响大气污染，掌握城市热岛效应概 念。 4 大气污染治理技术（简要介绍） 了解颗粒污染物和大气污染物的治理技术。
5大气污染治理技术简介 5.1颗粒污染物 从废气中回收颗粒污染物的过程称为除尘。 实现上述过程的设备装置称为除尘器。 1、除尘装置的技术性能指标 技术指标常以气体处理量、净化效率、压 力损失等参数表示。 2、除尘装置的分类 依照除尘器除尘的主要机制可将其分为机 械式除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、静 电除尘器等四类。


5 大气污染综合防治 了解我国大气污染现状，明确大气污染的特征；了 解大气污染防治的五大原则；了解城市大气污染的 主要来源及其相应的防治措施；了解区域大气污染 SO2和酸雨污染现状及其防治措施，掌握酸雨和 “两控区”概念。 6 全球性大气污染及对策 了解全球性大气污染现状及趋势，掌握温室效应概 念和对气候变化的影响；了解引起臭氧层破坏的原 因和主要物质；了解全球对控制变暖和臭氧层保护 采取的相应对策。
2、平流层 对流层层顶之上12~55km处的大气为平流层。 平流层内温度垂直分布的特点是大气温度随高度的 增加而升高。这一方面是由于它受地面辐射影响小， 另一方面也是由于该层含有臭氧，存在着臭氧层。 臭氧层可直接吸收太阳的紫外线辐射，造成了气温 的增加。 3、中间层 平流层顶55~85km高处的大气为中间层。无臭 氧组分，气温随高度的增加而迅速降低. 4、暖层 气温的分布是随高度的增加而增加 5、散逸层 大气稀薄，气温高，分子运动速度快，部分粒 子克服地球引力逃逸到太空。
对烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳四种主 要污染物的统计，我国大气污染物主要来源于燃料燃 烧，其次是工业生产与交通运输，它们所占的比例分 别为70％、20％和10％； 燃料构成以燃煤为主，约占能源消费的75％。煤 的燃烧为我国大气污染物的主要来源，同时也形成了 我国煤烟型大气污染的特点。因此，控制煤烟型的大 气污染，将是我国近期大气污染防治的主要任务。 返回
11：30的王府井麦当劳路口
沙尘笼罩下的呼和浩特五塔寺(2001年6月14日) 返回



酸雨：pH值低于5.6的降水。 *温室效应：地球大气中存在一些微量气体，如二 氧化碳、甲烷等，它们能让太阳短波辐射通过， 同时吸收地面和空气放出的长波辐射（红外线）， 从而造成近地层增温的现象。 臭氧空洞：由于地面向大气排放氯氟烃化合物过 多，导致平流层里局部臭氧层浓度降低，我们称 此低浓度臭氧区为“臭氧空洞” 。 返回
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1大气结构与组成
1.1大气结构*
暖层 对流层 地球 平流层 中间层
电离层
1、对流层 平均厚度约为12km，集中了占大气总质量 75％的空气和几乎全部的水蒸气量，是天气 变化最复杂的层次。具有两个特点。 (1)气温随高度增加而降低 高度每增加 l00 m，气温约下降0.65℃。 (2)空气具有强烈的对流运动 对流层中气象条件复杂，既有形成污染物 易于扩散的条件，又会出现污染物。
第三章 大气污染及其防治


圣拉查尔火车站
地球上的大气是自然环境的组成部 分。人类一刻也离不开大气，没有大气 就没有地球上的生命，就没有生机勃勃 的世界。大气又是人类极其重要的自然 资源。在环境保护中，对特定场所或区 域，供人和动植物生存的气体称为“空 气”；而以大区域或全球性的气流为研 究对象时，则采用“大气”一词。

4.1气象条件
1、风与湍流
大气运动包括了有规则的平直的水平运动和不 规则的、紊乱的湍流运动。大气运动是两种运动的 叠加。 （1）风 即空气的水平运动。描述风的两个要素为风向 和风速。风对污染物的扩散有两个作用：一是整体 的输送作用，风向决定了污染物迁移运动的方向； 二是对污染物的冲淡稀释作用，对污染物的稀释程 度主要取决于风速。
（2）大气湍流
即大气中不同于主流方向的各种不同尺度的旋 涡运动。与大气的垂直稳定度有关，又与近地面的 风速和下垫面等因素有关。前者称为热力湍流，后 者称为机械湍流，大气湍流就是这两种湍流综合作 用的结果。 由于湍流混合，排入大气中污染物，不断被空 气渗入，又无规则地分散到其他方向去，如此不断 被稀释、冲淡。 风和湍流是决定污染物在大气中扩散状况的最 直接的因子，也是最本质的因子，是决定污染物扩 散快慢的决定性因素。风速愈大，湍流愈强，污染 物扩散稀释的速率就愈快。

各种气体在整个大气中的组成列表1。
表1
恒 定 气 体
大气组成
氧 气
稀有 气体
二氧 化碳
尘埃和 其它气体
水蒸气
含量 78 （%）
21
0.9
0.03
0.03
～
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2大气污染物及来源 2.1大气污染 * 按照国际标准化组织(1SO)作出的定义：大气污 染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进 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 的现象。
烟尘、粉尘污染
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农田大气污染
酸雨因pH小于5.6，造成土壤、岩石中的有毒金 属元素溶解，流入河川或湖泊，严重時使得魚类大
量死亡。 返回
大气污染 物对仪器、设 备和建筑物等， 都有腐蚀作用。 如金属建筑物 出现的锈斑、 古代文物的严 重风化等。
美国纽约的自由女神 像也饱受酸雨的侵蚀 返回
由于本地或附近尘 沙被风吹起而造成的扬 沙、沙尘暴与浮尘,其共 同特点是能见度明显下 降，出现时天空混浊， 一片黄色。扬沙天气风 较大，影响的能见度在1 公里到10公里之间；沙 尘暴风很大，能见度小 于１公里。而浮尘是由 于远地或本地产生沙尘 暴或扬沙后，尘沙等细 粒浮游空中而形成，俗 称“落黄沙”，出现时 远方物体呈土黄色，太 阳呈苍白色或淡黄色， 能见度小于10公里。

4大气污染物的扩散
一个地区的大气污染程度与下列因素有关。 1、源参数 源参数是指污染源排放污染物的数量、组成、 排放方式、排放源的密集程度及位置等。决定了进 人大气的污染物的量和所涉及的范围。 2、气象条件 气象条件将决定大气对污染物的稀释扩散速率 和迁移转化的途径。（具体） 3、下垫面状况 下垫面的状况不同会影响到气流的运动，同时 也直接影响当地的气象条件。（具体） 返回
2、气态污染物 (1)含硫化合物 SO2、SO3和H2S等。 (2)含氮化合物 NO、NO2、NH3等。 (3)碳氧化合物 CO和CO2。 (4)碳氢化合物 有机废气。 (5)卤素化合物 含氯和含氟化合物。 3、一次污染物和二次污染物 污染源直接排入大气未发生性 质改变的污染物称为一次污染物，一次污染物之间或一次污染物 和大气原有组分发生化学反应后生成的新的污染物称为二次污染 物。 以石油为能源，排入大气的一次污染物，在太阳紫外线的作 用下发生光学反应，参与光化学反应的一次和二次污染物的混合 物，所形成的烟雾污染称为光化学烟雾，也称洛杉矶型烟雾。 以煤为原料，大气中的烟尘、SO2，与水蒸气混合并发生化 学反应所生成的烟雾，称为硫酸烟雾，也称伦敦型烟雾。