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文檔簡介

1、第一章概論第一節(jié)大氣與大氣污染一、大氣的組成大氣與空氣大氣(atmosphere):指環(huán)繞地球的全部空氣的總和(TheentiremassofairwhichsurroundstheEarth)。環(huán)境空氣(ambientair):指人類、植物、動物和建筑物暴露于其中的室外空氣(Outdoorairtowhichpeople,plants,animalsandstructuresareexposed)。從自然科學(xué)角度來看,兩者并沒有實(shí)質(zhì)性的差別。但在環(huán)境科學(xué)中,為了便于說明問題,有時兩個名詞分別使用,一般對于室內(nèi)和特指某個地方(車間,廠區(qū)等),供給植物生存的氣體,習(xí)慣上稱為空氣,對這類場所的空氣

2、污染用空氣污染一詞,并規(guī)定相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評價方法(如室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))。而對大區(qū)域或全球性的氣流,常用大氣一詞,同時對區(qū)域性的空氣污染稱為大氣污染,并有相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評價方法(如大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)、鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn))。大氣污染控制工程的研究內(nèi)容和范圍,基本上都是環(huán)境空氣的污染與防治,而且更側(cè)重于和人類關(guān)系最密切的近地層空氣。即使研究大環(huán)境的大氣物理學(xué)、大氣氣象學(xué)等,主要研究范圍也是對流層空氣,很難將大氣與空氣截然區(qū)分開。本課程以后的論述中,無論使用“大氣”或“空氣”,皆主要指“環(huán)境空氣”。據(jù)研究,成年人平均每天需1公斤糧食和2公斤水,

3、而對空氣的需求則大的多,每天約13.6公斤(合10m3),不僅如此,如果三者同時斷絕供給,則引起死亡的首先是空氣。大氣的組成大氣是由多種氣體混合組成、按其成分可以概括為三部分:干燥清潔的空氣,水蒸汽和各種雜質(zhì)。干潔空氣的主要成分是氮、氧、氬和二氧化碳?xì)怏w,其含量占全部干潔空氣的99.996%(體積);氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占0.004%左右,如表11所示(P1)。由于空氣的垂直運(yùn)動、水平運(yùn)動以及分子擴(kuò)散,使不同高度、不同地區(qū)的大氣得以交換和混合。因而大氣的組成比例直到90一100km的高度還基本保持不變。也就是說,在人類經(jīng)?;顒拥姆秶鷥?nèi),任何地方干潔空氣的物理性質(zhì)是基本相同的。例如干凈空

4、氣的平均相對分子質(zhì)量為28.966,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(273.15K,101325Pa),密度為1293kgm3。大氣中的水蒸氣含量平均不到0.5%,而且隨著時間、地點(diǎn)、氣象條件等不同而有較大變化。其變化范圍可達(dá)0.01%4%。大氣中的水汽含量雖然很少但卻導(dǎo)致了各種復(fù)雜的天氣現(xiàn)象:云、霧、雨、雪、霜、露等。這些現(xiàn)象不僅引起大氣中濕度的變化,而且還引起熱量的轉(zhuǎn)化。同時,水蒸汽又具有很強(qiáng)的吸收長波輻射的能力,對地面的保溫起著重要的作用。(所以一般來說,下雨前后給人的感覺明顯變暖,夏天則悶熱)大氣中的各種雜質(zhì)是由于自然過程和人類活動排到大氣中的各種懸浮微粒和氣態(tài)物質(zhì)形成;大氣中的縣浮微粒,除了由水蒸汽凝

5、結(jié)的水滴和冰晶外,主要是各種有機(jī)的或無機(jī)的固體微粒。有機(jī)微粒數(shù)量較少,主要是植物花粉,微生物等;無機(jī)微粒數(shù)量較多,主要有巖石或土壤風(fēng)化后的塵粒,流星在大氣層中燃燒后產(chǎn)生的灰燼、火山噴發(fā)后留在空中的火山灰,海洋中浪花濺起在空中蒸發(fā)留下的鹽粒,以及地面燃料燃燒和人類活動產(chǎn)生的煙塵等。大氣中的各種氣態(tài)污染物質(zhì),也上由于自然過程和人類活動產(chǎn)生的,主要有硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、甲醛、烴蒸氣、惡臭氣體等。在大氣中的各種懸浮微粒和氣態(tài)物質(zhì)中,有許多是引起大氣污染的物質(zhì)。它們的分布是隨時間、地點(diǎn)和氣象條件的變化而變化的,通常是陸上多于海上,城市多于鄉(xiāng)村、冬季多于夏季。它們的存

6、在,對輻射的吸收和散射,對云、霧和降水的形成,對大氣中的各中光學(xué)現(xiàn)象,皆具有重要影響,因而對大氣污染也具有重要影響。講解P27第1-1至1-4題。二、大氣污染含有上述恒定組分和可變組分的空氣,我們認(rèn)為是潔凈的空氣,而大氣中不定組分來源有二:一是自然界的火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震等自然災(zāi)害。二是人類的生產(chǎn)生活活動。因此而形成的污染物有塵埃、硫、硫化氫,硫氧化物,氮氧化物,鹽類及惡臭氣體等,這些不定組分的最主要來源也就是大氣污染得主要根源。大氣污染的定義可概括如下:由于人類活動或自然過程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達(dá)到了足夠的時間,并因此而危害了人體的舒適、健康和人們的福利,甚至

7、危害了生態(tài)環(huán)境,這種現(xiàn)象就是大氣污染。大氣污染危害包括對人體的舒適、健康和福利的危害,例如對人體的正常生活環(huán)境和生理機(jī)能的影響,引起急性病、慢性病乃至死亡等。而所謂福利,系指與人類協(xié)調(diào)并共存的生物、自然資源以及財產(chǎn)、器物等。大氣污染的分類,按照大氣污染的范圍,可分為四類,局部地區(qū)污染,局限于小范圍的大氣污染,如受到某些煙囪排氣的直接影響;地區(qū)性污染,涉及一個地區(qū)的大氣污染;如工業(yè)區(qū)及其附過地區(qū)或整個城市大氣受到污染;廣域污染,涉及比一個地區(qū)或大城市更廣泛地區(qū)的大氣污染;全球性污染,涉及全球范圍的大氣污染。三、全球性大氣污染問題1.溫室效應(yīng)大氣中的二氧化碳和其他微量氣體如甲烷、一氧化二氮、臭氧、

8、氟氯烴CFCs)、水蒸氣等,可以使太陽短波輻射幾乎無衰減的通過,但卻可以吸收地表的長波輻射,由此引起全球氣溫升高的現(xiàn)象,稱為溫室效應(yīng)。上述那些氣體,稱為溫室氣體。二氧化碳是最重要的溫室氣體。2.臭氧層破壞大氣中臭氧含量僅占一億分之一,主要集中在平流層中,稱為臭氧層。導(dǎo)致臭氧層破壞的主要原因:氟氯碳、氮氧化物等物質(zhì)向大氣排放逐年增多。酸雨pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大氣降水(如霧、露、霜)稱為酸雨。形成原因:化石燃料和汽車尾氣排放的硫氧化物和氮氧化物,在大氣中形成硫酸和硝酸,又以雨、雪、霧等形式返回地面,形成“酸沉降”。第二節(jié)大氣污染物及其來源一、大氣污染物大氣污染物指由于人類活動或自然過

9、程排入大氣的并對人和環(huán)境產(chǎn)生有害影響的那些物質(zhì)。大氣污染物的種類很多,按其存在狀態(tài)可概括為:氣溶膠狀態(tài)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: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、分級、輸送等機(jī)械過程或土壤、巖石的風(fēng)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,一般為1200pm左右。屬于粉塵類的大氣污染物很多,如黏土粉塵、石英粉塵、煤

10、粉、水泥粉塵、各種金屬粉塵等。煙fume):般指由冶金過程形成的固體顆粒的氣溶膠。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(xué)反應(yīng)。煙的粒子尺寸很小,一般為0.011pm左右。飛灰(flyash):指燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散得較細(xì)的灰分。黑煙(smoke):指由燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。霾(或灰霾)(haze):霾天氣是大氣中懸浮的大量微小塵粒使空氣渾濁,能見度降低到10km以下的天氣現(xiàn)象,易出現(xiàn)在逆溫、靜風(fēng)、相對濕度較大等氣象條件下。(這就解釋了為什么冬天霾的天氣需要地場強(qiáng)冷空氣或大風(fēng)、降雨去去除。)霧(fog):指氣體中液滴懸浮體的總稱。在氣象中,

11、霧系指造成能見度小于1km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氣的凝結(jié)、液體的霧化及化學(xué)反應(yīng)等過程形成的,如水霧、酸霧、堿霧、油霧等。我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)粉塵顆粒的大小,將其分為總懸浮顆粒物(TSP)、可吸入顆粒物(PM0和可吸入肺顆粒物(PM2.5)??倯腋☆w粒物(TSP):指能懸浮在空氣中,空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑W100pm的顆粒物??晌腩w粒物(PM0:指懸浮在空氣中,空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑WlOpm的顆粒物??晌敕晤w粒物(PM2.5):指懸浮在空氣中,空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑m的顆粒物。有關(guān)空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑見教材128頁說明。氣體狀態(tài)污染物氣體狀態(tài)污染

12、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,總體上可分為五大類:以SO2為主的硫氧化物,以NO、NO2為主的含氮化合物,碳的氧化物,有機(jī)化合物及鹵素化合物。*1-2氣體狀態(tài)丸氣污熱輻的總井類一擾芳染物二次污染物含硫化合物型,HaS書虱化合物NhNH3NO?.MNOj碳的氧化物cog無有機(jī)化合物酶、斛,過軾乙酰硝曲翥化合物HFvHCI無注:分別為磯戰(zhàn)鹽和硝威鹽d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);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(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同

13、的新污染物質(zhì)。在大氣污染控制中,受到普遍重視的一次污染物主要有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物以及碳?xì)浠锏?。受到普遍重視的二次污染物主要是硫酸煙霧(Sulfuroussmog)和光化學(xué)煙霧(Photochemicalsmog)。氣態(tài)污染物的來源和特征硫氧化物主要是SO2,它是目前大氣污染物中數(shù)量較大、影響范圍廣的一種氣態(tài)污染物。來源:化石燃料的燃燒過程,以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過程。如火力發(fā)電廠有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠以及所有燒煤或油的工業(yè)爐窯都排放SO2煙氣。氮氧化物氮和氧的化臺物有n2o、no、no2、n2o3、n2o4、n2o5,總起來用氮氧化物(NOX)表示。其中污染大氣的主

14、要是NO、NO2。NO毒性不太大,但進(jìn)人大氣后可被緩慢地氧化成N02,當(dāng)大氣中有O3等強(qiáng)氧化劑存在時,或在催化劑作用下,其氧化速度會加快。NO2的毒性約為NO的5倍。當(dāng)NO2參與大氣中的光化學(xué)反應(yīng),形成光化學(xué)煙霧后,其毒性更強(qiáng)。來源:人類活動產(chǎn)生的NOX,主要來自各種爐窯、機(jī)動車和柴油機(jī)的排氣,其次是化X工生產(chǎn)中的硝酸生產(chǎn)、硝化過程、炸藥生產(chǎn)及金屬表面處理等過程。其中燃料燃燒產(chǎn)生的NO約占83%。x(3)碳氧化物CO和CO2是各種大氣污染物中發(fā)生量最大的一類污染物。CO是一種窒息性氣體,進(jìn)入大氣后,由于大氣的擴(kuò)散稀釋作用和氧化作用,一般不會造成危害,但在城市冬季采暖季節(jié)或在交通繁忙的十字路口,

15、繁華商業(yè)街等地區(qū),當(dāng)氣象條件不利于排氣擴(kuò)散稀釋時,CO濃度有可能達(dá)到危害人體健康的水平。CO2本身無毒,但當(dāng)其在大氣中的濃度過高時,使氧氣含量相對減少,對人會產(chǎn)生不良影響,如心習(xí)、惡心等;地球上CO2濃度的增加,對氣候的影響是能產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”導(dǎo)致全球氣候變暖。來源:它主要來自燃料燃燒和機(jī)動車排氣。(4)有機(jī)化合物(濃度表示)在光化學(xué)反應(yīng)過程中,甲烷是一種穩(wěn)定的烴類,不參與光化學(xué)反應(yīng),所以一般用總非甲烷烴類(NMHCs)的形式報道環(huán)境中烴的濃度。(判斷依據(jù))多環(huán)芳烴類(PAHs)中的苯并芘,是強(qiáng)致癌物質(zhì),可以作為判斷大氣是否受到多環(huán)芳烴污染的依據(jù);另外,揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),是光化學(xué)氧化

16、劑03和過氧乙酰硝酸酯(PAN)的主要貢獻(xiàn)者,也是溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)者之一。來源:主要來自燃料燃燒和機(jī)動車排氣,以及石油煉制和有機(jī)化工生產(chǎn)。(5)硫酸煙霧是大氣中的SO2等硫化物,在有水霧、含有重金屬的懸浮顆粒物或氮氧化物存在時,發(fā)生一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。硫酸煙霧引起的刺激作用和生理反應(yīng)危害要比so2氣體大的多。(6)光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧是在陽光照射下,大氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔锖脱趸瘎┲g發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)而生成的藍(lán)色煙霧(有時帶些紫色或黃褐色),即生產(chǎn)二次污染物。其主要成分有臭氧、過氧乙酰基硝酸酯、酮類和醛類等。光化學(xué)煙霧的刺激性和危害要比一次活染物強(qiáng)烈得多。

17、二、大氣污染物的來源和發(fā)生量大氣污染物的來源可分為自然污染源和人為污染源兩類。自然污染源是指自然原因向環(huán)境釋放污染物的地點(diǎn)或地區(qū),如火山噴發(fā)、森林火災(zāi)、颶風(fēng)、海嘯、土壤和巖石的風(fēng)化及生物腐爛等自然現(xiàn)象。人為污染源是指人類生活活動和生產(chǎn)活動形成的污染源。人為污染源有各種分類方法:按污染源的空間分布可分為:點(diǎn)源,即污染物集中于一點(diǎn)或相當(dāng)于一點(diǎn)的小范圍排放源,如工廠的煙囪排放源;面源,即在相當(dāng)大的面積范圍內(nèi)有許多個污染物排放源,如一個居住區(qū)或商業(yè)區(qū)內(nèi)許多大小不同的污染物排放源;線源:如繁忙公路上的汽車排放源。按照人們的社會活動功能不同,可將人為污染源分為生活污染源、工業(yè)污染源和交通運(yùn)輸污染源根據(jù)對主

18、要大氣污染物的分類統(tǒng)計分析,其主要來源可溉括為三大方面:(1)燃料燃燒;(2)工業(yè)生產(chǎn)過程;(3)交通運(yùn)輸。前兩類污染源統(tǒng)稱為固定源,交通運(yùn)輸工具(機(jī)動車火車、飛機(jī)等)則稱為流動源。值得注意的是,中國的大氣污染以煤煙型為主,主要污染物是so2和煙塵。三、大氣污染概況1國外大氣污染概況各發(fā)達(dá)的工業(yè)國家的大氣污染,大致可分為三個階段:第一階段:從18世紀(jì)末到20世紀(jì)中,大氣污染狀況隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展,主要污染物是煙塵,SO2等。是燃煤引起的所謂煤煙型”污染。第二階段:在20世紀(jì)50至60年代,由于工業(yè)高速發(fā)展,汽車數(shù)量倍增,使能源消耗特別是石油消耗劇增,發(fā)展成為所謂“石油型”污染。飄塵尤其是重金

19、屬、SO2、NOX、CO和HC等大氣污染物普遍存在,造成了廠域的復(fù)合污染。聞名世界的英國倫敦?zé)熿F、日本四日市氣喘病、美國洛衫磯煙霧等一系列大氣污染典型事件,皆發(fā)生在這一年代中。第三階段:自70年代以來,各國花費(fèi)了大量人力、物力和財力經(jīng)過嚴(yán)格控制,綜合治理取得了顯著成效,環(huán)境質(zhì)量明顯改善。但是,由于汽車數(shù)量不斷增加,NOX,HC和光化學(xué)煙X霧等的污染仍是較嚴(yán)重的。2我國大氣污染概況我國的大氣污染狀況是世界上較嚴(yán)重的國家之一。我國的主要大氣污染物是煙塵和so2,說明煤煙型污染是我國城市大氣污染的普通問題;我國北方城市大氣污染程度比南方城市嚴(yán)重,冬季比夏季嚴(yán)重。我國大氣中NOX和含重金屬的煙塵也普遍

20、存在,蘭州和金山X等地曾出現(xiàn)國光化學(xué)煙霧。此外,我國的酸雨污染也比較嚴(yán)重(與世界上酸雨污染最嚴(yán)重的歐美國家相差無幾),其中最嚴(yán)重的是重慶和貴陽地區(qū)。此外,還有北京市區(qū)的co、包頭的氟、沈陽的鉛等皆嚴(yán)重超標(biāo)。我國大氣中的so2污染也是嚴(yán)重的。第三節(jié)大氣污染的影響大氣污染物對人體健康、植物、器物和材料及大氣能見度和氣候皆有重要的影響。一、對人體健康的影響大氣污染侵入人體的途徑主要有三條:表面接觸、食入含有污染物的食物和水、吸入被污染的空氣,其中以第三條途徑最為重要。大氣污染對人體健康的危害主要表現(xiàn)引起呼吸道疾??;如在高濃度污染物的突然作用下,人體可發(fā)生急性中毒,甚至在短時間內(nèi)死亡;長期接觸低濃度污

21、染物,會引起支氣管炎支氣管哮喘、肺氣腫和肺癌等病癥。主要大氣污染物的危害如下:顆粒物(顆粒物對人體的健康的危害主要取決于顆粒物濃度、暴露時間及顆粒物粒徑)顆粒物對人體健康的危害,主要取決于顆粒物的濃度和在其中暴露時間長短,相關(guān)研究表明,上呼吸道感染、心肺病、支氣管炎、氣喘、肺炎、肺氣腫等疾病而到醫(yī)院就診的人數(shù)與大氣中顆粒物濃度的增加是正相關(guān)的;暴露在合并有其他污染物的顆粒物中所造成的健康危害要比分別暴露在單一污染物中要嚴(yán)重的多。表1-5列舉了顆粒物濃度與其產(chǎn)生的影響之間的關(guān)系。觀窮剰的顆粒精的常響測貴時間及臺并污染物0.08(L15年度幾何平均.SQ和朮井加快鋼和鋅扳的腐蝕年平均相鼎濕0.12

22、mp/m兒迺礙吸道發(fā)病率塢加24h平均值O:025的另一重要因素是顆粒物粒徑大小,上的塵粒會很快在大氣中沉降,,im.以下的塵??梢詼粼诤舸蟛糠謺诤粑莱练e,被分泌的黏液吸附,可以隨痰排出;顆粒物危害休體健康肺病。o7524h平均值.SO:67Lm時晶大氣中粉塵的其它危害作用可簡略歸納如下:(1)遮擋陽光,使氣溫降低,或形成冷凝核心,使云霧和雨水增多,以致影響氣候。(陽丁人因病歩上班人數(shù)增加一般地說,粒徑在100pm飛道中;霸能狀趣粒性小于障m的顆??芍边_(dá)肺部,對人類健康威脅最大;直徑0.01OO.lpm的塵粒,50%以上將沉積在肺腔中,引起各種塵尢戰(zhàn)死亡傘效應(yīng))。使能見度降低,交通不便,

23、航空與汽車事故增多。某些飄塵如石棉、多環(huán)芳烴為致癌物,某些重金屬微粒對人體也有很強(qiáng)的毒害作用如:汽油中的防爆劑四乙基鉛,排入大氣后分布很廣,毒害作用很大,鉛中毒的癥狀是腦神經(jīng)麻木和慢性腎病,嚴(yán)重時死亡。2硫氧化物(S02、S03,主要是SO)危害主要有:SO2能刺激人的呼吸系統(tǒng),引起和加重呼吸系統(tǒng)和心血管疾病,如氣管炎,肺癌等,嚴(yán)重時死亡。一般認(rèn)為,空氣中濃度在0.5ppm以上時,對人體健康就有某種潛在影響,13ppm時多數(shù)人開始受到刺激,1Oppm時刺激加劇,個別人還會出現(xiàn)嚴(yán)重的支氣管痙攣。與顆粒物和水分結(jié)合的硫氧化物(即硫酸霧)是對人類健康影響非常嚴(yán)重的公害。SO2可使植物中毒,損傷植物的

24、葉子,降低作物產(chǎn)量。能形成酸雨,硫酸煙霧,與粉塵反應(yīng)生成硫酸鹽粉塵,對人類和各種結(jié)構(gòu)的材料造成很大危害。氮氧化物代表氮的各種氧化物,以NO和NO2為主。NO可與血紅蛋白結(jié)合,降低血液的輸氧能力,當(dāng)NO的濃度達(dá)到2500ppm時,可使人死亡。NO在空氣中還可緩慢的轉(zhuǎn)化為NO2。NO的危害如下:(1)毀壞棉花、尼龍等織物,破壞染料,使其退色,并腐蝕青銅材料。(2)損壞植物。(3)引起急性呼吸疾病。能發(fā)生光化學(xué)煙霧,對人類和動植物產(chǎn)生更大的危害。一氧化碳一般空氣中的一氧化碳水平對植物及有關(guān)的微生物無害,但對人體有害,因?yàn)樗芘c血紅蛋白結(jié)合生成碳氧血紅蛋白,降低血液的輸氧能力,引起缺氧中毒。當(dāng)人暴露于

25、高濃度(750ppm)的CO中就會導(dǎo)致死亡。CO與血紅蛋白結(jié)合生成碳?xì)庋t蛋白(COHb),(COHbr的直接作用是降低血液的載氧能力,次要作用是阻礙其余血紅蛋白釋放所載的氧。)氧和血紅蛋白結(jié)合生產(chǎn)氧合血紅蛋白(O2Hb).血紅蛋白對CO的親和力大約是對氧的親和力的210倍。也就是說要使血紅蛋白飽和所需CO的分壓只是與氧飽和所需氧的分壓的1/2001/250。暴露于兩種氣體混合物中所產(chǎn)生的COHb和O2Hb的平衡濃度可用如下方程表示:=MPCOPO2COHbOHb2式中PCO、PO2吸入氣體中CO和O2的分壓。M常數(shù),在人體的血液范圍中為200250。講解例題1-1,P27第1-5至1-6兩題

26、。5.光化學(xué)氧化劑及光化學(xué)煙霧氧化劑、臭氧、過氧乙酰硝酸酯、過氧苯酰硝酸酯和其他能使碘化鉀的碘離子氧化的痕量物質(zhì),都稱為光化學(xué)氧化劑。光化學(xué)煙霧的危害如下:(1)刺激眼睛。(2)臭氧引起的胸部壓縮,刺激粘膜,頭痛、咳嗽,疲倦等癥狀。(3)引起哮喘,毀壞植物。(4)臭氧能損壞有機(jī)物質(zhì)如:橡膠、棉布、尼龍和聚酰等。6有機(jī)化合物城市大氣中有很多有機(jī)化合物是可疑的致變和致癌物,包括鹵代甲烷、鹵代乙烷、鹵代丙烷、氯烯烴、氯芳烴、芳烴、氧化產(chǎn)物和氮化產(chǎn)物等。特別是多環(huán)芳烴PAHs)類大氣污染物,大多數(shù)有致癌作用,其中苯并芘是強(qiáng)致癌物質(zhì)。(來源)城市大氣中的苯并芘主要來自煤、油等燃料的未完全燃燒及機(jī)動車排氣

27、;(侵入途徑)苯并芘主要通過呼吸道侵入肺部,并引起肺癌;實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,肺癌與大氣污染、苯并芘含量的相關(guān)性顯著,從世界范圍看,城市肺癌死亡率約比農(nóng)村高2倍,有的城市高達(dá)9倍。二、對植物的傷害大氣對植物的傷害,通常發(fā)生在葉子結(jié)構(gòu)中;這是因?yàn)槿~子含有整棵植物的構(gòu)造機(jī)理;最常遇到的毒害植物的氣體是:SO、O、PAN、HF、CH、HCl、NH。232431、二氧化硫(P15)SO對葉子的危害首先是對葉肉海綿狀軟組織部分,其次是柵欄細(xì)胞部分。SO進(jìn)入氣孔,葉肉中的植物細(xì)胞使其轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽,繼而變成硫酸鹽;當(dāng)過量的SO存在時,植物細(xì)胞就不能盡快地把亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,并開始破壞細(xì)胞。2、臭氧(P15)臭

28、氧對植物的傷害主要是入侵葉肉中的柵欄細(xì)胞區(qū),造成葉子細(xì)胞結(jié)構(gòu)瓦解,葉子表面出現(xiàn)江黃色或棕紅色斑點(diǎn)。3、PAN(P15)PAN侵害葉子氣孔周圍空間的海綿關(guān)薄壁細(xì)胞。例如牽?;ǖ挠泻﹂撝禐镺.Olppm、暴露時間為6h;幼葉對PAN最敏感。4、HF(P15)氟化氫對植物的傷害是一種累積性毒害,即使暴露在極低的濃度中,植物也會最終把氟化物累積到足以損害其葉子組織的程度;最早出現(xiàn)的影響表現(xiàn)為葉尖和葉邊呈燒焦?fàn)睢?、CH(P15)24乙烯在0.0010.5ppm就能使敏感的植物受到損害,乙烯對植物的影響包括使花朵凋落和葉子不能很好地舒展。三、對器物和材料的影響大氣污染對金屬制品、油漆涂料、皮革制品、紙制

29、品、紡織品、橡膠制品和建筑物都損害,這種損害包括玷污性損害和化學(xué)性損害兩個方面。玷污性損害主要是粉塵、煙等顆粒物落在器物表面或材料中造成的,有的可以通過清洗除去,有的則很難清除?;瘜W(xué)性損害是指由于污染物的化學(xué)作用,使器物和材料腐蝕或損害?;瘜W(xué)性損害主要是由于顆粒物因有的腐蝕性或惰性顆粒物進(jìn)入大氣后吸收或吸附腐蝕性化學(xué)物質(zhì)而產(chǎn)生直接的化學(xué)損害。例如大氣中的SO、NO及其生產(chǎn)的酸霧、酸滴等,能使金屬表面產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕,使紡2x織品,紙品、皮鞋制品等腐蝕破壞,使金屬涂料變質(zhì);再如光化學(xué)氧化劑中的臭氧,會使橡膠絕緣性能壽命縮短,所有氧化劑都能使紡織品發(fā)生不同程度的褪色。四、對大氣能見度的影響大氣污染最

30、常見的后果之一是大氣能見度降低。大氣能見度:在指定的方向上僅能用肉眼看見和辨認(rèn)的最大距離。對大氣能見度或清晰度有影響的污染物應(yīng)是氣溶膠粒子、能通過大氣反應(yīng)生成氣溶膠粒子的氣體或有色氣體,主要包括:總懸浮顆粒物(TSP);SO和其他氣態(tài)含硫化合物,這些氣體在大氣中以較大的反應(yīng)速度生成硫酸鹽和硫酸氣溶膠粒子;NO和NO2,在大氣中反應(yīng)生成硝酸鹽和硝酸氣溶膠粒子;在某些條件下,紅棕色的NO2會導(dǎo)致煙羽和城市霾云出現(xiàn)著色現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧,這類反應(yīng)生成亞微米級的氣溶膠粒子。(原因及計算方程)大氣能見度的降低主要是由于大氣中微粒對光的散射和吸收作用造成的;粒徑處于0.1Wm的亞微米級范圍內(nèi)的固體和液體粒子

31、參能見度影響很大;如果假設(shè)光的衰減只是由于微粒散射造成的,微粒為尺寸相同的球體,且分布均勻,則能見度可按如下近似方程估算:2.6pdL=-p(m)vKp式中:p視線方向上的顆粒物濃度,mg/m3;pp顆粒的密度,kg/m3;/顆粒直徑,Mm;pK散射率,即受顆粒作用的波陣面積與顆粒面積之比。注:當(dāng)空氣相對濕度超過70%時,按上式計算可能產(chǎn)生較大誤差,這是因?yàn)樘烊坏臍馊苣z粒子及很多大氣污染物都是吸濕性的,在相對濕度70%80%的范圍內(nèi)開始潮解或發(fā)生吸濕反應(yīng),從而使顆粒粒徑增大。講解例題1-2,P27第1-7題。五、對氣候的影響(P18)大氣污染對氣候的影響主要表面在溫室效應(yīng)、酸雨、導(dǎo)致除水量變化

32、以及對地表溫度的短期影響。第四節(jié)大氣污染綜合防治大氣污染控制是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)影響大氣環(huán)境質(zhì)量的因素很多,所以在建設(shè)前必須進(jìn)行全面環(huán)境規(guī)劃,采取區(qū)域性綜合防治措施。大氣污染的綜合防治,實(shí)質(zhì)上就是對多種大氣污染控制技術(shù)方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性、實(shí)施可能性和區(qū)域適應(yīng)性等作最優(yōu)化選擇和評價,從而得出最優(yōu)的控制技術(shù)方案和工程措施,達(dá)到整個區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。在借鑒國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國實(shí)際,對控制大氣污染的綜合防治措施作一綜述。1全面規(guī)劃、合理布局區(qū)域環(huán)境規(guī)劃是區(qū)域的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展現(xiàn)劃的重要組成部分。它一是解決區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的矛盾;二是對已造成的環(huán)境污染和環(huán)境問

33、題,提出改善和控制污染的最優(yōu)化方案。因此做好城市和大工業(yè)區(qū)的環(huán)境規(guī)劃設(shè)計工作,采取區(qū)域性綜合防治措施,是控制環(huán)境污染(包括大氣污染)的一個重要途徑?,F(xiàn)在我國及各工業(yè)國家都規(guī)定,在興建大中型工業(yè)企業(yè)時,要先作環(huán)境影響評價提出環(huán)境質(zhì)量評價報告書論證該地區(qū)是否能建廠應(yīng)采取的環(huán)境保護(hù)措施以及建廠后對未來環(huán)境可能造成的影響。2嚴(yán)格環(huán)境管理完整的環(huán)境管理體制是由環(huán)境立法、環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)和環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu)二部分組成的。我國的環(huán)境管理體制正在逐步建立和完善。1979年公布了中華人民兵和國環(huán)境保護(hù)法(試行),以及各種環(huán)境保護(hù)方面的條例、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。與此同時,從中央到地方以至各工業(yè)企業(yè)也逐步建立了相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)管理

34、機(jī)構(gòu)及環(huán)境監(jiān)測中心、站、點(diǎn)為環(huán)境法的實(shí)施和嚴(yán)格環(huán)境管理提供了保證。3控制大氣污染的技術(shù)措施改革生產(chǎn)工藝,實(shí)施清潔工藝。實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略。建立綜合性工業(yè)基地。(4)對SO2實(shí)施總量控制。4控制環(huán)境污染的經(jīng)濟(jì)政策保證必要的環(huán)境保護(hù)設(shè)施的投資。實(shí)行“污染者和使用者支付原則”,可采用:建立市場稅收制度收費(fèi)制度財政手段責(zé)任制度5控制污染的產(chǎn)業(yè)政策國家發(fā)展和改革委員會同國務(wù)院有關(guān)部門依據(jù)國家有關(guān)法很法規(guī)制訂,經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)后公布的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄,由鼓勵、限制和淘汰三類目錄組成。(1)鼓勵類主要是對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展有重要促進(jìn)作用,有利于節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,需要采取政策措施予以鼓勵和支持的關(guān)鍵技術(shù)、裝備及產(chǎn)品。(2)限制類主要是工藝技術(shù)落后,不符合行業(yè)準(zhǔn)入條件和有關(guān)規(guī)定,不利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,需要督促改進(jìn)和禁止新建的生產(chǎn)能力、工藝技術(shù)、裝備及產(chǎn)品。淘汰類主要是不符合有關(guān)法律規(guī)定,嚴(yán)重浪費(fèi)資源、污染環(huán)境、不具備安全生產(chǎn)條件,需要淘汰的落后工藝技術(shù)、裝備及產(chǎn)品。6綠化造林綠色植物是區(qū)域生態(tài)環(huán)境中不可缺少的重要組成部分,綠化造林不僅能美化環(huán)境,調(diào)節(jié)空氣溫濕度,保持水土、防風(fēng)治沙,而且在凈化空氣(吸收二氧化碳、有害氣體、顆粒物、殺菌)和降低噪聲方面皆會起到顯著作用。7安裝廢氣凈化裝置當(dāng)采取了各種大氣污染防治措施后

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