大气污染及治理.docx
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大气污染及治理
大气污染及其防治大气是人类和全部生物赖以生计的必要条件。
大气质量的好坏，对人体健康和整个生态系统都有着直接的影响。
人类又经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。
所以，大气污染已惹起人们的极大关注，研究和控制大气污染已成为目前十分急迫的环境问题。
第一节大气污染概括一、大气圈的构造和构成覆盖于地球表面随处球引力而旋转的空气层叫大气圈。
它的厚度一般以为有1400km，高出这一高度就成为空气极其稀疏的宇宙空间了。
因为受地球引力的作用，大气质量在垂直方向上散布极不均匀，其质量的50%集中在离地球表面5～6km以下，99%集中在30km以下，且离地球表面愈近密度愈大。
（一）大气圈的构造依据大气的成分、密度、温度等性质在垂直方向上的变化，可将大气层分红5个层次。
对流层它的下界是地面，上界随纬度和季节而不一样，低纬度为16～18km，中纬度为10～12km，高纬度8～9km。
对流层相关于整个大气圈来说是很薄的，但它的质量却占整个大气圈的3／4，并几乎占去了所有的水汽。
其特色是：
（1）气温随高度的高升而降低，大概每上涨100m，气温均匀降落℃。
（2）在该层中有大规模的垂直对流和水平对流运动，湍流混淆激烈，云、雾、雨、雪等天气现象都发生在此层。
（3）该层对人类生产、生活影响最大，大气污染现象主要发生在这里，特别是近地面1～2km范围内。
平流层对流层顶以上至50～55km左右为平流层，其特色是：
（1）气温随高度上涨而增添，这是因为臭氧层激烈汲取紫外线的结果。
（2）该层无垂直对流运动，多为平流运动，所以气流安稳。
（3）该层空气干燥、洁净、尘埃少，无天气变化，大气透明度好，是超音速飞机理想的飞翔场所。
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中间层从平流层顶向上至80～85km的高度为中间层。
该层随高度上涨气温降落很快，故有激烈的垂直对流运动，又称高空对流层。
热层中间层顶部至800km左右为热层。
该层有两大特色：
1）温度随高度上涨而快速高升。
2）在太阳和其他星体射来的各种射线作用下，空气中大多数分子发生电离而拥有较高密度的带电粒子，故又称为电离层。
逸散层是大气圈的最外层，位于800km以外。
（二）大气的构成大气是一个由多种气体构成的复杂的混淆物，除掉水汽和杂质的大气称为干洁空气。
按其构成成分的状态，可分为恒定组分、可变组分和不定组分。
恒定组分是指氧、氮、罕有气体。
可变组分是指CO2和水蒸汽。
它们在大气中的含量随季节、气象、纬度及人类活动的影响而变化。
不定组分除自然界的一些污染物（如尘暴、火山灰、硫化氢）以外，主假如人类生产生活活动排放的。
二、大气污染
（一）大气污染的观点大气污染是指因为人类的生产生活活动，向大气中排放的各种污染物质超出了环境所能同意的极限，使大气质量恶化，对人体、动物、物件产生不良影响或遇到损坏时的大气状况。
大气污染是由污染源、大气圈和受影响者三部分构成的一致整体，被称做大气污染系统。
（二）主要的大气污染源与污染物1、大气污染源大气污染源包含自然源和人工源两大类。
像火山迸发、丛林火灾、尘暴等开释的尘埃和污染气体也能惹起大气污染，这类污染源称为自然源。
人类所面对的大气污染主假如由人为活动造成的，称为人工源，可概括为三方面：
即工业公司排气、家庭炉灶及取暖设施排气和交通运输排气等。
（1）工业公司污染源工业公司是大气的主要污染源，排放量大且集中，排放物质构成复杂，主要包含燃料焚烧排放的废物，生产过程排放的废气以及各种矿物和金属粉尘等，此中以煤、石油和天然气焚烧过程排放出来的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、氟化物以及各种有机化合物气体为主
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（2）家庭炉灶与取暖设施排放源我国目前家庭炉灶和取暖的燃料仍以煤为主，特别是人口密集的大城市，炉灶数目多，散布面广，排烟高度低，烟气弥散在低空，扩散很慢，污染严重，是不行忽略的大气污染源。
（3）交通污染源包含汽车、火车、飞机、轮船等现代化交通工具和农机具。
污染的原由主假如汽油、柴油等燃料焚烧排出的尾气。
大气污染物
（1）大气污染物的分类大气污染物种类好多，对人类危害大并已被人们注意的就有100多种，此中对人类环境威迫较大的主要有颗粒物质、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化氢、氟化物及光化学氧化剂等。
按其形成过程不一样，可分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物是指从污染源直接排放来的物质。
一次污染物又可分为反响性和非反响性污染物两类。
前者不稳固，在大气中常与某些物质起反响，或许作为催化剂促使其他污染物产生化学反响；后者性质稳固，不发生化学反响或反响速度很慢；当反响性一次污染物进入大气中互相混淆、互相发生化学反响，形成一系列新的污染物，称为二次污染物。
（2）主要大气污染物①颗粒物质颗粒物质是除气体以外存在于大气中的所有物质。
包含各种各种的固体颗粒和液体气溶胶。
粒径一般为～200um。
固体颗粒物依据其粒径大小可分为降尘和飘尘两类。
粒径＞10um的称为降尘，它可在重力作用下很快在污染源邻近沉降下来；粒径＜10um的渺小颗粒，能够长时间飘浮于大气中，称作飘尘，拥有很大的危害性。
②二氧化硫70%根源于煤炭焚烧，16%根源于重油焚烧，其他部分来自矿石冶炼和硫酸制备等。
特别是火电厂的排放量最大，约占总排放量的一半左右。
二氧化硫在干洁空气中比较稳固，在湿润的空气中易被氧化成三氧化硫，再与雨、雪、雾、露等水汽联合生成毒性更大的硫酸烟雾，形成酸雨，从而对环境造成更大的危害。
③氮氧化物大气中的氮氧化物包含NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等。
人为活动排放到大气中的主假如NO和NO2。
④碳氧化合物大气中的碳氧化合物主要包含一氧化碳和二氧化
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碳两种。
二氧化碳是大气的正常组分，一氧化碳则是很广泛的排放量很大的污染气体，它即往常所说的“煤气”，产生于含碳物质的不完整焚烧。
⑤碳氢化合物碳氢化合物包含烷烃、烯烃和芬芳烃等复杂多样的有机化合物。
⑥氟化物排放到大气中的氟化物有氟化氢、氟化硅、氟硅酸及氟化钙颗粒物等。
此中氟化氢占主要部分,是一种积累性中毒的大气污染物，可经过植物汲取积累进入食品链，在人和动物体内积蓄达到中毒浓度，从而令人畜受害。
⑦光化学氧化剂光化学氧化剂又叫光化学烟雾，是氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物在紫外线的照耀下发生各种光化学反响而生成的以臭氧为主，醛、酮、酸、过氧乙酸硝酸酯等一系列二次污染物与一次污染物的特别混淆物。
⑧其他污染物除了上述主要大气污染物外，较为常有的污染物有硫化氢、氯化氢、氨、氯气等。
其次，还有一些有机化合物气体如苯、酚、酮、醛、苯并（a）芘、过氧硝基酸、芬芳胺、氯化烃等。
这些污染物一般拥有恶臭气味，对人体感官有刺激作用，有些有致癌、致畸和致突变作用。
三、影响大气污染的因素（－）影响大气污染的气象因素在自然条件下，气象因素对大气污染都有必定影响，此中风和温度层结是影响污染物扩散的主要气象因素。
风和湍流大气污染物在风的作用下被输送、冲淡、稀释、扩散。
跟着风速的增大，污染物的稀释扩散速度加速。
风向决定着大气污染物的挪动方向，所以污染区老是在污染源的下风向。
湍流，是指大气以不一样尺度作无规则运动的流动状态。
因为湍流运动的结果，使流场的各个部分获得均匀混淆，污染物也随之稀释，我们把这类现象叫大气扩散。
湍流的强弱主要决定于下垫面的自然特征及粗拙程度和大气垂直方向上温度层结状况。
当气流以必定速度流过粗拙的地表时，它将随处面的起伏而抬升、下沉或涡动，于是就产生了垂直方向上的湍流。
这类湍流是一种机械力作用的结果，所以称为机械湍流。
因为大气温度的垂直散布和大气稳固度不一样所产生的湍流运动称为热力湍流。
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温度层结与逆温温度层结气象学上把大气温度随高度的垂直变化称为温度层结。
把大气温度随高度上涨而递加的现象称为逆温。
逆温严重影响大气的垂直运动，对污染物扩散极为不利。
（二）影响大气污染的下垫面因素在相同的天气条件下，因为地形起伏和水陆界面及植被等的差别，使地表受力或受热不均而影响或改变大气的热力学特征和流场与风向，从而影响大气对污染物的扩散作用。
1、山区地形的影响在不受大的天气局势控制的状况下，山区大气条件常常遇到山谷风的控制。
一天自清早开始山风渐渐转变成谷风；傍晚时，又由谷风转变成山风，在山谷形成局地闭合大气环流，使污染物在山谷中来去积累，常常会达到很高的浓度。
特别在夜晚或夜间还会形成逆温层，严重影响谷中污染物的扩散。
2、海陆风在海陆交界处，白日海风自海面吹向陆地，夜间则相反，陆风从陆地吹向海面。
海陆风交替出现形成局地环流，影响污染物的扩散，造成海岸区来去污染。
3、城市“热岛”效应因为城市建筑物密集，使城区地面粗拙度大，一方面使风速减小，从而降低了污染物扩散速率，加重了大气污染；另一方面在风速较大时，更易产活力械湍流，从而又加速了污染物的稀释扩散。
其次，因为城市能源耗费量大，水分蒸发蒸腾作用比乡村小；城市污染源和污染物多，空气汲取长波辐射较强，有效辐射小；城市风速比乡村小。
所以就形成了城市气温比四周乡村高的现象称为城市“热岛效应”。
城市“热岛效应”的强弱与城市的规模、性质、建筑物布局、绿地及水域面积、天气及地理地点等因素相关。
目前我国城乡下年均匀气温差约为～℃。
因为城市“热岛效应”使城市的温度常常比乡村高，市里上空暖而轻的空气上涨形成一个低压区，市郊的冷空气就会从四周吹向市里形成“城市风”。
在市里上涨的气流流至郊区又在四周乡村下沉，这样就形成了“城市热岛环流”。
因为城乡下温差最大值，出此刻夜间到清晨，所以城市大气污染夜间至清晨最为严重。
（三）影响大气污染的其他因素
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影响大气污染的因素还有天气局势、辐射与云量，污染源排放强度和高度等。
其次，污染物的性质、成分，污染源的几何形状及排放方式等均对大气污染有必定影响。
第二节大气污染对农业生产的影响我国大气污染局势虽在少量大中城市有所控制，但就全国而言，还在持续发展。
特别是跟着乡镇公司的蓬勃盛行，使广大乡村本来较好的空气质量日渐恶化，对农业的威迫和影响愈来愈大。
据《中国环境保护21世纪议程》中资料报导，我国大气污染仍属煤烟型，主要污染物为降尘（粉尘和烟尘）和二氧化硫，酸雨发生频次和面积也正在扩大。
从对农业环境的影响和危害来看，二氧化硫、氟化物及酸雨等污染物更加突出，是本节的要点。
一、二氧化硫二氧化硫是目前我国主要的大气污染物之一。
跟着工业化的发展，煤炭耗费量的增添，二氧化硫的排放量正以每年5%的速度增添。
因为二氧化硫对植物的毒性强，污染源散布面广，排放量大，对植物的危害相当严重。
所以遇到国内外研究者的广泛重视。
大气污染对植物造成的危害，一般分为用肉眼能够显然判断的可见症状危害和不行见症状危害。
依据症状出现的快慢，可分为急性危害和慢性危害。
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急性危害是在污染物浓度高（一般在mg／m级），接触时间短，植物裸露几小时或几日以后叶片的边沿或叶脉间出现水渍状暗绿色斑块，干燥后一般呈浅黄或白色斑块，也有植物显示棕色或红色斑块，并且叶片出现症状的部分与未受害部分之间界线分明如刀刻状。
慢性危害是指植物长久或重复地裸露在污染物浓度较低的条件下，接触几十天后，植物才表现出失绿、早衰、生长迟缓等症状叫慢性危害。
因为慢性危害是因长久裸露惹起的叶组织内硫酸盐的迟缓积累所致，也称“硫酸盐损害”。
慢性损害症状最先表现为叶片由绿变黄，从而致使叶绿体膜损坏、叶绿素数目减少，在叶脉间出现失绿的漂白斑点，至危害后期，叶脉退色枯死。
叶片中积累的硫可达正常含量的5～倍。
所以在判定大气二氧化硫污染危害时，测定叶片内水溶性硫的含量能较好地反应二氧化硫污染状况。
二、氟化物
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在我国，氟化物对农业生产和生态环境的影响仅次于二氧化硫。
据预计，目前我国氟化物年排放量约30多万吨，主要根源于燃煤、冶金、建材、磷肥、炼铝等，特别是以建材为主的乡镇公司发达的乡村，大气氟污染比较严重。
气态氟化物（HF、SIF）毒性很强，比SO2对植物的毒性大数十倍，并且拥有在生物体内积累为害的特色，并可经过食品链危害人、畜。
氟化物危害植物的典型症状是在幼叶、幼芽的尖端和叶缘部分出
现坏死斑。
这是因为氟化物从叶片气孔侵入叶片组织后不参加代谢过
程而随水分运动流向叶片的尖端和边沿，并在这些部位渐渐积累，当
达到或超出植物的最大允许量时，叶尖、叶绿就会出现损害症状。
不
论急性、慢性危害，其症状基真相同。
受害早期叶尖和叶绿体现水浸
渍状，再渐渐失绿变黄，最后出现褐红色伤斑，并且受害部位与正常
组织之间有一条显然的红棕色或深褐色界线。
坏死组织常常破裂并脱
落，严重时伤斑从叶绿向较大的叶脉间发展，向叶的中基部延长，出
现整个叶片失绿、坏死零落。
三、酸雨对植物及农业生态环境的影响
所谓“酸雨”是酸性沉降物的总称，它既包含
的雨、雾、
雪、霜、露等，也包含气态及固态的酸性污染物（
SO及酸性颗粒物）。
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酸雨已成为此刻世界重要的环境问题之一。
本世纪70年月酸雨主
要发生在工业发达的欧美地域，最近几年来的研究证明我国也存在酸雨危
害问题。
从降水化学构成看，我国酸雨构成中
SO所占比率最高，达
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－
则较低；NH
＋
、
70%～90%左右，比美国、日本降水均匀高2～6倍，NO
3
４
Ca２＋
、Mg２＋
浓度也比美国酸雨区高出
5～10倍。
目前酸雨惹起植物叶片的可见损害症状都是在人工模拟酸雨试验
条件下产生的，并且出现可见损害症状的模拟酸雨
PH值多在～
左右。
损害症状多出此刻叶脉邻近的毛状体随和孔相邻的表皮细胞中，
体现渺小失绿的枯死斑点。
大批研究结果以为，除很少量地域的强酸
性酸雾外，目前酸雨的酸度还很难对植物造成直接损害，
所以把
作为敏感植物产生可见损害症状的最高
PH值。
第四节
大气污染的防治
我国大气污染属煤烟型污染，主要污染物为烟尘和SO2。
这与我国的能源构造以煤炭为主，工业布局不合理，焚烧器陈腐，工艺落伍，能耗高等特色相关。
所以要减少烟尘和SO2等大气污染物的排放量及其
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危害，一定采纳以污染源控制、治理为主，加强大气质量管理，选育优秀抗污染作物件种，展开植树造林等综合防治举措。
一、大气污染的控制
（一）工业合理布局工业布局能否合理与大气污染有亲密关系。
工业过分集中的地域，大气污染物排放量过大而不易被稀释扩散；相反，分别合理的工业布局，将有益于污染物的稀释扩散。
实现工业合理布局主要从双方面来抓：
一是新建、扩建公司一定推行环境影响评论制度；二是对布局不合理的老公司推行关、停、并、转、治、迁等改造政策，逐渐实现工业公司的合理布局。
（二）改革燃料构成和开发新能源在有条件的城市，要逐渐推行使用天然气、煤气、石油液化气；采纳低硫煤、脱硫煤制作型煤等洁净固体燃料或炊事电气化；改良燃料质量，开发利用太阳能、氢能、地热能等新能源；以取代煤炭减少污染。
在广大乡村要鼎力推行沼气发酵，提升生物能的利用率，解决民众的燃料问题，减少煤炭用量和污染。
（三）逐渐实现城市地区集中供热分别于干家万户的炉灶和市里密集低矮的烟囱是大气烟尘的主要污染源。
特别是北方城市冬天取暖用煤量常常超出工业用煤量。
采纳大院式锅炉、电厂、工业余热、地热等集中供热，取代目前一家一户分别使用的煤炉和工厂的小锅炉。
这样既节俭能源又能减少燃煤污染。
别的，供热烟囱高大，有益于烟气的高空排放和高效除尘器及脱硫装置的使用；能供给热能利用率，减少燃料运输量等。
此刻世界上已有20多个国家实现城市地区集中供热，市内基本无烟囱，烟尘危害很少。
（四）高烟囱排放据测定地面污染物浓度与烟气排放高度的平方成反比，所以提升烟囱高度与减少地面大气污染物浓度的有效举措。
烟囱越高越有益于烟气的扩散稀释。
此外，会合式烟囱排放也是提升排烟有效高度的一种方法。
就是将几个排烟设施集中到一个烟囱中排放，以此提升烟气温度、排放速度，从而增添排放有效高度。
但跟着排放高度的增添，污染物扩散的范围更大，虽能使局部地域污染物浓度降低，减少危害，但并无从根本上解决污染问题。
二、主要大气污染物治理技术
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2.（－）消烟除尘技术是指烟尘等固体颗粒物在排放到大气中以前，采纳除尘装置将其除掉，以减少大气污染程度。
目前使用的除尘装置大概可分为机械除尘器、湿式清洗除尘器、袋式滤尘器和静电除尘器等四类。
1.沉降除尘室利用重力和离心力将尘粒从气流中分别出来，达到净化的目的。
能除掉直径大于40um的尘粒。
它设施最简单、价廉、操作维修方便。
使烟气经过一个沉降室，在重力作用下沉降下来，一般作为较大尘粒的预办理装置。
2.旋风式除尘器气体在分别器中旋转，烟尘颗粒在离心力作用下被甩到外壁沉降到分别器底部，气体从顶部逸出而被分别。
对直径大于5um的尘粒去除效率可达50%～80%。
适合于一般工业锅炉使用。
3.湿式清洗除尘器是一种用喷水法将尘粒从气体中洗离的除尘器。
对直径大于2um的尘粒去除效率可达90%左右。
弊端是压力消耗大，用水量大，有污水办理问题。
袋式滤尘器对直径1um的尘粒去除率达100%。
含尘气体经过悬挂在袋室上的织物过滤袋而被除掉。
这类方法除尘效率高，操作简便，合适于含尘浓度低的气体。
其弊端是占地多、维修花费高，不耐高温高湿气流。
5静电除尘器其原理是利用尘粒经过高压直流电汲取电荷的特征而将其从气流中除掉。
带电颗粒在电场作用下，向接地集尘筒挪动，借助重力把尘粒从集尘电极上除掉。
这类除尘器的长处是对粒径很小的尘粒拥有较高的去除效率，耐高温，气流阻力小，除尘效率不受尘粒浓度和烟气流量的影响，是目前发展的新式除尘设施。
弊端是投资花费高、占地大、技术要求高。
（二）二氧化硫治理技术1.煤炭洗选脱硫是在煤炭焚烧前用水冲刷煤炭，使此中的无机硫被洗除。
经过洗选，可将煤中含硫量40%～60%无机硫脱去，同时也降低了煤的灰分，提升了煤炭的质量和热能利用率。
发展型煤是将原煤经过洗选、破裂、分筛、加入粘合剂、增添剂、固硫剂、成型等加工过程制成的一种固体洁净燃料。
我国用型煤的锅炉烟气中SO2减少40%一45%，烟尘减少50%～90%。
烟气脱硫一般焚烧煤和石油的烟气中SO2含量在0.5%～1%左右，含硫量较低，烟肚量大而温度高。
目前烟气脱硫方法分为干法与
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湿法两类。
（l）干法采纳粉状或粒状汲取剂或催化剂来脱除烟气中的SO2。
一般用活性炭和金属氧化物作汲取剂来汲取SO2。
其长处是流程短、无污水、废酸排出，且脱硫后烟气温度降低少，利于扩散。
弊端是脱硫效率低，技术要求高。
（2）湿法采纳液体汲取剂清洗烟气，以除掉SO2。
一般是用5%～10%的石灰乳或氨水溶液作汲取剂进行脱硫。
脱硫率高达80%～95%，设备小，操作简单，但脱硫后烟气温度较低不利于烟囱排气的扩散，需将烟气再加热到100℃以上向外排放。
三、大气环境质量管理除从技术上对大气污染进行治理控制，还应经过制定、贯彻环境保护目标政策，成立健全环境保护法例、标准，运用行政、法律、经济、技术等手段加强大气质量管理。
限制污染物的排放，调整和控制污染物排放总量使其不超出大气环境的净化能力，从而使大气污染问题获得解决。
四、农业举措
（一）选育种植抗污染优秀品种在工矿公司四周推行抗污染的优秀品种，搞好作物布局，品种搭配，以减少或防止大气污染对农作物的危害。
（二）绿化造林植物有过滤、汲取、阻滞各种有毒有害气体污染物和净化空气的功能，树木尤其明显。
所以绿化造林是防治大气污染比较经济有效的举措。
城市应保持必定比率的绿地面积，乡村应鼎力创造各种防备林，以起到净化缓和冲大气污染的作用。
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