2008年環(huán)保工程師專業(yè)知識二精彩講義(二)

　　二 大氣污染源及污染物的種類

　　1.大氣污染源

　　導致大氣污染的因子或污染物的發(fā)生源：自然污染源和人為污染源。

　　大氣污染源的分類：有四種分類法

　　(1)按污染源存在形式：固定污染源、移動污染源;

　　(2)按污染源排放方式：高架源、面源、線源;

　　(3)按污染源排放時間：連續(xù)源、間斷源、瞬時源;

　　(4)按污染源產(chǎn)生類型：工業(yè)污染源、家庭爐灶、汽車排氣。

　　進行大氣質(zhì)量評價適宜用第一種分法，研究擴散適宜用第二種分法，分析污染物排放時間規(guī)律適宜用第三種分法，解決污染物，控制污染物適宜用第四種分法。

　　2.大氣污染物

　　(1)定義：大氣污染物系指由于人類活動或自然過程排入大氣的并對人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的那些物質(zhì)。

　　(2)種類：按其存在狀態(tài)可概括為二大類：氣溶膠狀態(tài)污染物(顆粒污染物)，氣體狀態(tài)污染物

　�、贇馊苣z狀態(tài)污染物

　　在大氣污染中，氣溶膠系指固體粒子，液體粒子或它們在氣體介質(zhì)中的懸浮體。從大氣污染控制的角度，按照氣溶膠的來源和物理性質(zhì)，可將其分為如下幾種：

　　a粉塵(dust)：粉塵系指懸浮于氣體介質(zhì)中的小固體粒子，能因重力作用發(fā)生沉降，但在某一段時間內(nèi)能保持懸浮狀態(tài).它通常是由于固體物質(zhì)的破碎、研磨、分緞、輸送等機械過程，或土壤，巖石的風化等自然過程形成的。粒子的形狀往往是不規(guī)則的。粒子的尺寸范圍，在氣體除塵技術(shù)中，一般為1―200μm左右.屬于粉塵類的大氣污染物的種類很多，如粘土粉小，石英粉塵、煤粉、水泥粉塵、各種金屬粉塵等.

　　在大氣污染控制中，還根據(jù)大氣中的粉塵(或煙塵)顆粒的大小，將其分為飄塵、降塵和總懸浮微粒.

　�、亠h塵：飄塵指大氣中粒徑小于lOµm的固體顆粒.它能較長期地在大氣中飄浮，有時也稱浮游粉塵.

　�、诮祲m：降塵指大氣中粒徑大于lOµm的固體顆粒。在重力作用下它可在較短時間內(nèi)沉降到地面。

　�、诳倯腋∥⒘�(TSP)：總懸浮微粒系指大氣中粒徑小于100µm的所有固體顆粒.

　　b煙(fume)：煙一般系指由冶金過程形成的固體粒子的氣溶膠。 它是由熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物，在生 成過程中總是伴有諸如氧化之類的化學反應。煙的粒子尺寸很小，一般為0.01一lµm左右。產(chǎn)生煙是一種較為普遍的現(xiàn)象，如有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的氧化鉛煙、氧化鋅煙，在核燃料后處理廠中的氧化鈣煙等。

　　c飛灰(flyash)：飛灰系指隨燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣飛出 的分散得較細的灰分。

　　d黑煙(smoke)：黑煙一般系指由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠.在某些情況下，粉塵、煙、飛灰、黑煙等小固體粒子氣溶膠 的界限，很難明顯區(qū)分開，在各種文獻特別是工程中，使用得較混亂，根據(jù)我國的習慣，一般可將冶金過程或化學過程形成了固體粒子氣溶膠稱為煙塵;將燃料燃燒過程產(chǎn)生的飛灰和黑煙，在不需仔細區(qū)分時，也稱為煙塵.在其他情況，或泛指小固體粒子的氣溶膠時，則通稱粉塵。

　　e霧(fog)：是氣體中液滴懸浮體的總稱.在氣象中指造成能見度小于lkm的小水滴懸浮體。在工程中，霧一般泛指小液體粒子懸浮體，它可能是由于液體蒸汽的凝結(jié)，液體的霧化及化學反應等過程形成的，如水霧、酸霧、堿霧、油霧等.

　�、跉怏w狀態(tài)污染物

　　氣體狀態(tài)污染物是以分子狀態(tài)存在的污染物，簡稱氣態(tài)污染物。

　　氣態(tài)污染物的種類很多，大部分為無機氣體.常見的有五大類：以二氧化硫為主的含硫化合物，以氧化氮和二氧化氮為主的含氮化合物，碳氧化物、碳氫化合物及鹵素化合物等。

　　對于氣態(tài)污染物，又可分為一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接從污染源排到大氣中的原始污染物質(zhì)，可分為：非反應物質(zhì)，其性質(zhì)較穩(wěn)定;反應性物質(zhì)，性質(zhì)不穩(wěn)定，在大氣中常與某些其它物質(zhì)產(chǎn)生化學反應或作為催化劑促進其它污染物產(chǎn)生化學反應。二次污染物是指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學或光化學反應而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)，如二次污染物硫酸煙霧(又稱硫酸氣溶膠)形成過程。

　　。

　　在大氣污染中目前受到普遍重視的一次污染物主要有硫氧化物(SOx )、氮氧化物(NOx)，碳氧化物(CO，CO2)以及碳氫化物(HC)等.受到普遍重視的二次污染物主要是硫酸煙霧和光化學煙霧。

　　往往二次污染物比一次污染物的危害大得多。

　　3.重要的大氣污染物

　　CO、NOx、HC化合物、SOx、微粒、光化學煙霧見書P150-159。在此不做詳細介紹了。

　　主要污染物：粉塵(鋼鐵廠、冶煉廠、水泥廠、建筑材料廠等);

　　硫化物(民用爐、熱點站、金屬冶煉、硫酸廠);

　　氮化物(硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠);

　　氧化物(CO、CO2);

　　鹵化物(氟化物、氯化物、制堿廠);

　　有機物質(zhì)的污染。

　　1)CO 占總污染量的30% 主要來源：汽車排氣占50%

　　危害：與血紅蛋白結(jié)合危害人體，排量多會使空氣中O2量降低。

　　2)NOx、NO、NO2 本身含氮變成游離氮原子和氧作用(燃NO)

　　來源：①石化燃料的燃燒

　　高溫下，大氣中的氮和氧結(jié)合(熱解NO)

　　NOx生成量與燃燒溫度有關

　�、诟鞣N工業(yè)過程(硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠等)

　　危害：①光化學煙霧的主要成分;

　�、趯�動植物體有強的腐蝕性。

　　3)碳氫化合物(HC)

　　來源：燃料燃燒不完全排放HC化合物，汽車尾氣中有10%HC化合物。美國70年

　　統(tǒng)計，在總HC尾氣中，汽車排氣占48%。

　　危害：光化學煙霧的主要成分。

　　4)硫氧化物

　　來源：①燃料燃燒;

　�、谟猩�金屬冶煉;

　�、勖裼萌紵隣t灶。

　　SO2濃度：3.5%以上 高濃度煙氣

　　3.5%以下 低濃度煙氣

　　危害：①產(chǎn)生酸雨;②腐蝕生物的機體;③產(chǎn)生化學煙霧。

　　硫酸煙霧的代表事件：倫敦煙霧事件

　　5)微塵

　　分類：氣溶膠中 0.1―1μm

　　煙 0.1―1μm 降塵(>10μm)

　　塵 10―100μm 飄塵(<10μm)

　　霧 1―10μm

　　危害：①引起呼吸道疾病;②致癌作用;③造成煙霧事件(硫酸等，SO2之所以在大氣中造成危害是由于大氣中微塵帶有一些Mn2+、Fe2+等催化劑使 6)其他有害物質(zhì)(石棉、鈹、汞)

　　7)光化學煙霧

　　光化學煙霧早在1946年最早在洛杉磯發(fā)現(xiàn)，故又叫“洛杉磯煙霧”。這種煙霧經(jīng)常發(fā)生在夏季和早秋季節(jié)，每次事件給人造成很大的災難。

　　光化學煙霧的機理在本世紀五十年代以前還不很清楚，1956年首先由加利福尼亞工科大學哈根.斯特博士提出了光化學煙霧的理論，他認為洛杉磯型的煙霧事件主要由于汽車排出來的尾氣中的NOx、HC在強烈的太陽光作用下發(fā)生化學反應造成的。引起光化學煙霧的NO2氣體可吸收300―700nm(納米)波長的光。其中430nm波長以下的紫外線光照射時，可使NO2分解 生成的原子氧很快又與空氣中的O2形成O3: 按上式可計算出O3濃度，實際上遠比按上推導而得的結(jié)論高。

　　主要是：大氣中存在由各種HC化合物，最容易與O原子、O2、O3、NO進行反應生成一系列中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物。如形成光化學煙霧的HC物為醛類時，其主要反應如下：

　　大氣中的一次污染物如汽車、工廠等排放的燃燒生成物和未燃燒物質(zhì)經(jīng)過太陽光的照射，各種污染物之間發(fā)生反應形成二次污染物――煙霧，被稱為光化學煙霧。

　　反應機理見書。

　　光化學煙霧的主要成分：O3、過氧酰硝酸酯、酮類、醛類各種活性很強的許多自由烴、氮類氧化物。

　　造成光化學煙霧的起始物：NO2

　　形成條件：陽光照射(光波2900―4200Å)空氣中存在HC化合物(上午9點―下午2點)晴天，溫度不太高。

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