王书肖_大气污染控制工程PPT_第一章.pptx
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大气污染控制工程主讲教师:
王书肖郝吉明吴烨主讲教师:
王书肖郝吉明吴烨第一章绪论1-11-1大气污染的定义和分类大气污染的定义和分类一、大气圈和大气组成地球大气层对流层20Km平流层50Km80Km800Km电离层一、大气圈和大气组成气体气体混合比(混合比(%)混合比混合比(ppmv)氮气(N2)78.08780800氧气(O2)20.95209500氩气(Ar)0.939300二氧化碳(CO2)0.0375375氖气(Ne)0.001515氦气(He)0.00055氪气(Kr)0.00011氙气(Xe)0.0000050.05(Jacobson,2002)ppmv:
partpermillionbyvolume,百万分之一大气污染物浓度通常较低,常用ppmv表示一、大气圈和大气组成气体气体对流层清洁大气混合比对流层清洁大气混合比(ppbvppbv)对流层污染大气混合比对流层污染大气混合比(ppbv)(ppbv)水气(H2O)30004107(4%)甲烷(CH4)180018002500一氧化碳(CO)40200200010000臭氧(O3)1010010350二氧化硫(SO2)0.021130一氧化氮(NO)0.0050.10.05300二氧化氮(NO2)0.010.30.2200(Jacobson,2002)1ppmv=1,000ppbv二、大气污染的定义u大气污染是一种大气状态,在这种状态下,一些物质的浓度超出了正常的范围,从而对人、动物、植物、材料或气候产生可以测量的影响。
u如果大气中的某些物质达到一定浓度,并持续足够的时间,如果大气中的某些物质达到一定浓度,并持续足够的时间,以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响,这就是大气污染。
产生可测量的不利影响,这就是大气污染。
三、大气污染控制工程中的研究内容局地和区域性大气污染全球性大气环境问题室内空气污染霾:
颗粒物污染臭氧和光化学烟雾污染酸雨气候变化臭氧层破坏包括甲醛、苯及氡气等污染,以及吸烟造成的污染等,但这部分内容不作为本课程讨论的重点污染源四、大气污染及控制系统排放源大气受体排放控制大气受体受体检测仪器人类动物植物建筑污染物传输物理、化学转化自动控制响应法律政策大气五、大气污染控制工程的研究内容u大气污染源:
污染物的产生机理u污染源控制技术:
污染物的转化和捕集u污染物在大气中的行为u大气污染的影响u大气污染的法规和管理体系五、大气污染控制工程的研究内容第一章绪论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第十二章大气污染与全球气候大气污染的影响大气污染的影响大气污染法规和标准体系大气污染法规和标准体系大气污染源及控制技术大气污染源及控制技术污染物在大气中的行为污染物在大气中的行为污染源控制技术污染源控制技术综合性介绍综合性介绍第一章绪论1-21-2大气污染物和排放源大气污染物和排放源一、大气污染物环境空气质量标准(GB3095-2012)中规定的污染物:
常规监测污染物(表1)n二氧化硫(SO2)n二氧化氮(NO2)n一氧化碳(CO)n臭氧(O3)n可吸入颗粒物(PM10)n细颗粒物(PM2.5)其他污染物(表2)n总悬浮颗粒物(TSP)n铅(Pb)n苯并a芘(BaP)n一氧化氮(NO)一、大气污染物一次污染物由排放源直接排放的污染物n二氧化硫(SO2)n一氧化碳(CO)n铅(Pb)汞(Hg)等重金属n苯并a芘(BaP)n氮氧化物(NO+NO2,合称NOx)n一次颗粒物二次污染物由一次污染物在大气中转化形成的污染物n碳氢化合物(HC)或挥发性有机物(VOC)n氨(NH3)n臭氧(O3)n二次颗粒物二、常见大气污染控制过程中的污染物n细颗粒物细颗粒物PM2.5:
空气动力学当量直径小于2.5m的颗粒物一次颗粒物一次颗粒物:
元素碳(EC)矿物成分(如硅酸盐)一次有机气溶胶(POA)二次颗粒物二次颗粒物:
二次无机颗粒物(SNA)(包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐)(前体物NOx、SO2、NH3)二次有机气溶胶(SOA)(前体物VOCs)2015年6月18日PM2.510g/m3能见度80km2015年7月5日PM2.580g/m3能见度10km二、常见大气污染控制过程中的污染物n细颗粒物:
PM2.5的化学组成:
1999年2008年,清华园站二、常见大气污染控制过程中的污染物n细颗粒物:
PM2.5的化学组成:
2013年1月,清华园站时间二、常见大气污染控制过程中的污染物n光化学烟雾:
1943年洛杉矶光化学烟雾事件二、常见大气污染控制过程中的污染物n酸沉降:
湿沉降(酸雨):
pH10%250接触,头疼,血液中接触,头疼,血液中COHb=40%500接触,剧烈心痛,眼花,虚脱接触,剧烈心痛,眼花,虚脱300030min即死亡即死亡一、对人体健康的影响NO2对人体健康的影响NO2(ppmv)对人体健康的影响对人体健康的影响1闻到臭味闻到臭味5闻到强臭味闻到强臭味101510min眼、鼻受到刺激眼、鼻受到刺激501min内人呼吸困难内人呼吸困难803min感到胸痛、恶心感到胸痛、恶心100150在在3060min内死亡内死亡250很快死亡很快死亡污染物的浓度所能承受的时间一、对人体健康的影响突发性严重大气污染事故1952年年12月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性月伦敦烟雾事件中死亡人数与大气中烟尘和二氧化硫浓度的相关性一、对人体健康的影响2010年全球20个首要致死风险二、对植物的伤害二氧化氮浓度和暴露时间与植物死亡、叶器官损伤和新陈代谢或生长影响之间的关系三、对材料的影响二氧化硫平均浓度和不同暴露时间与低碳钢的腐蚀之间的关系(19631964年9月,在芝加哥的七个地点进行的实验)四、对大气能见度的影响p能见度与大气中颗粒物浓度的关系PM2.5浓度,g/m3p能见度与PM2.5呈对数负相关关系五、对气候变化的影响五、对气候变化的影响黑碳增暖效果对比图第一章绪论1-41-4大气污染防治法规和标准体系大气污染防治法规和标准体系一、我国大气污染防治法规和标准体系概览p中华人民共和国宪法第二十六条国家保护和改善生活环境和生态环境,防治污染和其他公害。
p中华人民共和国环境保护法第四条保护环境是国家的基本国策第三十二条国家加强对大气、水、土壤等的保护,建立和完善相应的调查、监测、评估和修复制度。
中华人民共和国宪法中华人民共和国环境保护法中华人民共和国大气污染防治法环境空气质量标准污染物排放标准二、中华人民共和国大气污染防治法u1987年9月5日由第六届全国人大常委会第22次会议通过,1988年6月1日起执行;u1995年8月29日,第八届全国人大常委会第15次会议对该法进行了修订;u2000年4月29日再次修订;u目前正在进行第三次修订。
(注:
2015年8月29日第十二届全国人民代表大会常务委员会通过)二、中华人民共和国大气污染防治法大气污染防治法自颁布以来,经过不断修正,在控制大气污染、改善大气环境质量方面起到了积极的作用:
vv在强化酸雨和二氧化硫污染控制的同时,针对要害,着力在强化酸雨和二氧化硫污染控制的同时,针对要害,着力控制燃煤、机动车、扬尘等造成的大气污染控制燃煤、机动车、扬尘等造成的大气污染vv推动了煤炭的清洁利用推动了煤炭的清洁利用vv加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐vv停止生产和使用含铅汽油停止生产和使用含铅汽油vv推出了禁止超标排放、按排污量收费,以及总量控制和排污许推出了禁止超标排放、按排污量收费,以及总量控制和排污许可证制度可证制度vv确定了大气污染防治的重点城市、重点区域确定了大气污染防治的重点城市、重点区域vv强化法律责任,加强执法监督强化法律责任,加强执法监督二、中华人民共和国大气污染防治法目前的大气污染防治法难以有效解决现存问题需要通过法律明确城市、区域和国家的大气污染防治责任三、大气污染物排放标准固定源污染物排放标准(以火电厂排放标准为例)GB132232011火电厂大气污染物排放标准三、大气污染物排放标准p移动源污染物排放标准我国机动车排放标准参照欧洲的机动车排放标准制定:
欧I欧V国I国V轻型汽油车重型柴油车三、大气污染物排放标准p移动源污染物排放标准我国机动车排放标准正在逐步加严,与国际接轨汽油车排放标准三、大气污染物排放标准p工业过程源污染物排放标准钢铁工业排放标准GB28661-2012铁矿采矿工业污染物排放标准GB28662-2012钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准GB28663-2012炼铁工业大气污染物排放标准GB28664-2012炼钢工业大气污染物排放标准GB28665-2012轧钢工业大气污染物排放标准GB28666-2012铁合金工业污染物排放标准GB16171-2012炼焦化学工业污染物排放标准四、环境空气质量标准2005年世界卫生组织年世界卫生组织(WHO)提出大气污染物环境浓度指导值提出大气污染物环境浓度指导值PM10PM2.5O3NO2SO2年均24h平均年均24h平均8h平均年均1h平均1h平均10分钟平均第一阶段目标701503575125第二阶段目标50100255016050第三阶段目标30751537.5指导值205010251004020020500四、环境空气质量标准我国环境空气质量标准的演变与WHO接轨GB3095-82GB3095-1996GB3095-2012四、环境空气质量标准四、环境空气质量标准2012年环境空气质量标准的修订要点PM10:
二级标准年平均浓度限值由目前的100g/m3调整为70g/m3;PM2.5:
二级标准年和24小时平均浓度限值分别为35g/m3和75g/m3;O3:
增加二级标准8小时平均浓度限值160g/m3;NO2:
二级标准年、24小时和1小时平均浓度限值分别从80g/m3、120g/m3和240g/m3降到40g/m3、80g/m3和200g/m3。
五、中国的大气污染防治2013年大气污染防治行动计划建立在国家战略高度的顶层设计奋斗目标:
u经过五年努力,全国空气质量总体改善,重污染天气较大幅度减少;京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。
u力争再用五年或更长时间,逐步消除重污染天气,全国空气质量明显改善五、中国的大气污染防治2013年大气污染防治行动计划建立在国家战略高度的顶层设计关注了大气污染产生的重要因素:
u产业结构调整u清洁能源利用u机动车污染控制建立京津冀、长三角区域联防联控工作协调机制建立京津冀、长三角区域联防联控工作协调机制本章小结1、大气污染包括局地性、区域性及全球性大气环境问题,也包括室内空气污染问题;2、大气污染物既有污染源直接排放的一次污染物,也有在大气中转化生成的二次污染物;3、大气污染源可分为自然源和人为源,要治理大气污染,必须对污染源进行减排;4、大气污染会对健康、动植物、材料和景观产生多种不利影响;5、中华人民共和国大气污染防治法是大气环境管理的直接依据,环境空气质量标准和污染物排放标准共同构成了大气污染防治的标准体系
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