2008年環(huán)保工程師專業(yè)知識(shí)二精彩講義(二)

　　二 大氣污染源及污染物的種類(lèi)

　　1.大氣污染源

　　導(dǎo)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(lèi)：有四種分類(lèi)法

　　(1)按污染源存在形式：固定污染源、移動(dòng)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(shí)間：連續(xù)源、間斷源、瞬時(shí)源;

　　(4)按污染源產(chǎn)生類(lèi)型：工業(yè)污染源、家庭爐灶、汽車(chē)排氣。

　　進(jìn)行大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)適宜用第一種分法，研究擴(kuò)散適宜用第二種分法，分析污染物排放時(shí)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(lèi)活動(dòng)或自然過(guò)程排入大氣的并對(duì)人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的那些物質(zhì)。

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

　　①氣溶膠狀態(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?cè)跉怏w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(lái)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(shí)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(jī)械過(guò)程，或土壤，巖石的風(fēng)化等自然過(guò)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(lèi)的大氣污染物的種類(lèi)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(zhǎng)期地在大氣中飄浮，有時(shí)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(shí)間內(nèi)沉降到地面。

　　②總懸浮微粒(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(guò)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(guò)程中總是伴有諸如氧化之類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)。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(guò)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(xì)的灰分。

　　d黑煙(smoke)：黑煙一般系指由燃料燃燒產(chǎn)生的能見(jiàn)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(kāi)，在各種文獻(xiàn)特別是工程中，使用得較混亂，根據(jù)我國(guó)的習(xí)慣，一般可將冶金過(guò)程或化學(xué)過(guò)程形成了固體粒子氣溶膠稱為煙塵;將燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的飛灰和黑煙，在不需仔細(xì)區(qū)分時(shí)，也稱為煙塵.在其他情況，或泛指小固體粒子的氣溶膠時(shí)，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(jiàn)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(xué)反應(yīng)等過(guò)程形成的，如水霧、酸霧、堿霧、油霧等.

　　②氣體狀態(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(jiǎn)稱氣態(tài)污染物。

　　氣態(tài)污染物的種類(lèi)很多，大部分為無(wú)機(jī)氣體.常見(jiàn)的有五大類(lèi)：以二氧化硫?yàn)橹鞯暮蚧衔?，以氧化氮和二氧化氮為主的含氮化合物，碳氧化物、碳?xì)浠衔锛胞u素化合物等。

　　對(duì)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(yīng)物質(zhì)，其性質(zhì)較穩(wěn)定;反應(yīng)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(xué)反應(yīng)或作為催化劑促進(jìn)其它污染物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。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(guò)一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)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(guò)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?xì)浠?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(xué)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(xué)煙霧見(jiàn)書(shū)P150-159。在此不做詳細(xì)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(diǎn)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(jī)物質(zhì)的污染。

　　1)CO 占總污染量的30% 主要來(lái)源：汽車(chē)排氣占50%

　　危害：與血紅蛋白結(jié)合危害人體，排量多會(huì)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(lái)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(guān)

　?、诟鞣N工業(yè)過(guò)程(硝酸廠、氮肥廠、炸藥廠等)

　　危害：①光化學(xué)煙霧的主要成分;

　　②對(duì)動(dòng)植物體有強(qiáng)的腐蝕性。

　　3)碳?xì)浠衔?HC)

　　來(lái)源：燃料燃燒不完全排放HC化合物，汽車(chē)尾氣中有10%HC化合物。美國(guó)70年

　　統(tǒng)計(jì)，在總HC尾氣中，汽車(chē)排氣占48%。

　　危害：光化學(xué)煙霧的主要成分。

　　4)硫氧化物

　　來(lái)源：①燃料燃燒;

　　②有色金屬冶煉;

　?、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(jī)體;③產(chǎn)生化學(xué)煙霧。

　　硫酸煙霧的代表事件：倫敦?zé)熿F事件

　　5)微塵

　　分類(lèi)：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(xué)煙霧

　　光化學(xué)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(zāi)難。

　　光化學(xué)煙霧的機(jī)理在本世紀(jì)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(xué)哈根.斯特博士提出了光化學(xué)煙霧的理論，他認(rèn)為洛杉磯型的煙霧事件主要由于汽車(chē)排出來(lái)的尾氣中的NOx、HC在強(qiáng)烈的太陽(yáng)光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成的。引起光化學(xué)煙霧的NO2氣體可吸收300―700nm(納米)波長(zhǎng)的光。其中430nm波長(zhǎng)以下的紫外線光照射時(shí)，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(jì)算出O3濃度，實(shí)際上遠(yuǎn)比按上推導(dǎo)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(jìn)行反應(yīng)生成一系列中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物。如形成光化學(xué)煙霧的HC物為醛類(lèi)時(shí)，其主要反應(yīng)如下：

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

　　反應(yīng)機(jī)理見(jiàn)書(shū)。

　　光化學(xué)煙霧的主要成分：O3、過(guò)氧酰硝酸酯、酮類(lèi)、醛類(lèi)各種活性很強(qiáng)的許多自由烴、氮類(lèi)氧化物。

　　造成光化學(xué)煙霧的起始物：NO2

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

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