1、大气污染控制工程马德刚 副教授2010年3月1日一、课程介绍一、课程介绍主要内容 大气污染的基础知识：大气污染，污染大气污染的基础知识：大气污染，污染源，污染物等；源，污染物等；大气污染扩散规律与应用大气污染扩散规律与应用 颗粒状污染物控制技术颗粒状污染物控制技术 气态污染物控制技术气态污染物控制技术 大气污染控制系统设计大气污染控制系统设计课程任务与目的 熟悉并掌握大气污染控制方面的基础知熟悉并掌握大气污染控制方面的基础知识；识；能够分析并解决实际中大气污染方面的能够分析并解决实际中大气污染方面的问题；问题；了解并掌握基本的大气方面的工程设计；了解并掌握基本的大气方面的工程设计；为注册环保工
2、程师考试奠定基础；为注册环保工程师考试奠定基础；能力和素质的提高。能力和素质的提高。参考资料 推荐教材：推荐教材：大气污染控制工程大气污染控制工程 郭静郭静 阮一伦阮一伦 主编主编 化学化学工业出版社工业出版社 北京北京 2008年年 参考教材：参考教材：大气污染控制工程大气污染控制工程 郝吉明郝吉明 马广大马广大 主编主编 高高等教育出版社等教育出版社 北京北京 2002年年大气污染控制工程（第二版）马广大大气污染控制工程（第二版）马广大 主编主编 中国环境出版社中国环境出版社 北京北京 2003 二、大气污染基本知识二、大气污染基本知识大大 气气 污污 染染 历历 史史热电厂热电厂燃煤型污
3、染燃煤型污染工业源和交通源的混合型污染工业源和交通源的混合型污染集中供热点集中供热点 源源 排排 放放生生 活活 低低 矮矮 源源 排排 放放焚烧落叶人人 类类 生生 产产 活活 动动 的的 排排 放放上海城区机动车尾气污染上海某街道机动车尾气污染南非开普敦自自 然然 过过 程程沙尘暴沙尘暴恶性污染事件恶性污染事件（1）马斯河谷事件马斯河谷事件：1930年年12月月1日日5日，比日，比利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的利时马斯河谷的气温发生逆转，工厂排出的有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积有害气体和煤烟粉尘，在近地大气层中积聚。聚。3 3天后，开始有人发病；一周内，天后，开始有人发病；一
4、周内，6060多人多人死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主要是死亡，还有许多家畜死亡。这次事件主要是由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作由于几种有害气体和煤烟粉尘污染的综合作用所致，当时大气中的二氧化硫浓度高达用所致，当时大气中的二氧化硫浓度高达25100mg/m3。（现国家标准小时平均。（现国家标准小时平均0.7mg/m0.7mg/m3)（2 2）多诺拉事件：）多诺拉事件：1948年年10月月26日日31日，美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，大部日，美国宾夕法尼亚州的多诺拉小镇，大部分地区持续有雾，全镇分地区持续有雾，全镇43%的人口（的人口（59115911人）人）相继发病，相继发病，17人死
5、亡。这次事件是由二氧化人死亡。这次事件是由二氧化硫与金属元素、金属化合物相互作用所致，硫与金属元素、金属化合物相互作用所致，当 时 大 气 中 二 氧 化 硫 浓 度 高 达当 时 大 气 中 二 氧 化 硫 浓 度 高 达(0.5 2.0)ppm，并发现有尘粒。，并发现有尘粒。（3 3）伦敦烟雾事件：）伦敦烟雾事件：19521952年年1212月月5 58 8日，伦敦天气异常，这时的日，伦敦天气异常，这时的风速不超过每小时风速不超过每小时3 3公里。气温也在下降，形公里。气温也在下降，形成逆温层，相对湿度达到成逆温层，相对湿度达到82%82%。在这种无风、。在这种无风、逆温和浓雾的气候条件下
6、，污染物蓄积伦敦逆温和浓雾的气候条件下，污染物蓄积伦敦上空，使伦敦的空气充满了难闻的煤烟味。上空，使伦敦的空气充满了难闻的煤烟味。大气中尘粒高达大气中尘粒高达4.46mg/m4.46mg/m3 3，是平时的，是平时的1010倍，倍，二氧化硫高达二氧化硫高达3.8mg/m3.8mg/m3 3，是平时的，是平时的6 6倍。倍。4 4天天中对于往常死亡人数中对于往常死亡人数40004000多人。多人。据统计，伦敦地区在烟雾期间共有据统计，伦敦地区在烟雾期间共有47034703人死亡。除人死亡。除烟雾期间外，在后来的两个月中还有烟雾期间外，在后来的两个月中还有80008000多人相继多人相继病死，尸体
7、解剖分析，大都存在因烟雾引起的呼病死，尸体解剖分析，大都存在因烟雾引起的呼吸道刺激症状。幸存者中有成千上万人患上支气吸道刺激症状。幸存者中有成千上万人患上支气管炎，冠心病、肺结核、心脏病、肺管炎，冠心病、肺结核、心脏病、肺 炎、肺癌、流感等各种疾病。炎、肺癌、流感等各种疾病。（4 4）洛杉矾光化学烟雾事件：）洛杉矾光化学烟雾事件：1936年在洛杉矶年在洛杉矶开采出石油后，刺激了当地汽车业的发展。开采出石油后，刺激了当地汽车业的发展。由于汽车汽化率低，每天有大量碳氢化合物由于汽车汽化率低，每天有大量碳氢化合物排人大气中，受太阳光的作用，形成了浅蓝排人大气中，受太阳光的作用，形成了浅蓝色的光化学烟
8、雾，使这座本来风景优美、气色的光化学烟雾，使这座本来风景优美、气候温和的滨海城市，成为候温和的滨海城市，成为“美国的雾城美国的雾城”。这种烟雾刺激人的眼、喉、鼻，引发眼病、这种烟雾刺激人的眼、喉、鼻，引发眼病、喉头炎和头痛等症状，致使当地死亡率增喉头炎和头痛等症状，致使当地死亡率增高。同时，又使远在百里之外的柑桔减产，高。同时，又使远在百里之外的柑桔减产，松树枯萎。松树枯萎。洛杉矶光化学烟雾事件 5 5）四日事件：）四日事件：据报道，四日市工业粉尘和二氧化硫的据报道，四日市工业粉尘和二氧化硫的排放量每年达排放量每年达1313万吨。大气中二氧化硫浓度超过标准万吨。大气中二氧化硫浓度超过标准5-6
9、5-6倍，烟雾层厚达倍，烟雾层厚达500500米，其中飘浮着多种有害气体和金属粉米，其中飘浮着多种有害气体和金属粉尘。尘。19611961年，日本四日市哮喘大流行，原因就是大气污年，日本四日市哮喘大流行，原因就是大气污染，居民长期吸入含有二氧化硫、铅等物质的混合气体，引染，居民长期吸入含有二氧化硫、铅等物质的混合气体，引发了哮喘病。发了哮喘病。19641964年，四日市有连续年，四日市有连续3 3天烟雾不散，哮喘患者开始死天烟雾不散，哮喘患者开始死亡。到了亡。到了19671967年，一些患者因不堪忍受痛苦而自杀。年，一些患者因不堪忍受痛苦而自杀。19721972年，确认为四日哮喘的患者达年，确
10、认为四日哮喘的患者达817817人，死亡人，死亡1010多人。多人。（6）切尔诺贝利核电站事故（7）印度帕博尔毒气泄漏事件（8）重庆川东北“12.23”井喷事件 2003年12月23日22时，地处重庆市开县高桥镇的川东北气矿一矿井发生天然气“井喷”事件，大量硫化氢泄漏，使243条生命撒手人寰，万余群众中毒受害。被称作是新中国成立以来最严重的一起工业事故。事故直接原因是由于有关人员对井的特高出气量估计不足、违章操作以及未能及时发现溢流征兆并采取挽救措施，而造成有毒物质扩散，导致大量人员中毒伤亡。重庆川东北“12.23”井喷事件（9）延边一氧化碳中毒事件 2006年2月13日开始，吉林省延边朝鲜族
11、自治州六个县（市）出现大范围一氧化碳中毒事件，人数达到277人，其中15人死亡。据初步调查显示，事故的主要原因是由于2月13号开始，延边地区天气异常转暖，形成了230米厚的逆温层，气压偏低，风速不到一级，空气流通不畅，导致当地一些居住在平房区的居民，在烧煤炉取暖时，发生散发性一氧化碳中毒。全球大气三大污染问题全球大气三大污染问题臭氧层破坏臭氧层破坏:v臭氧分子吸收紫外线分解为一个氧气分子和一个氧原子：v氧气分子可以吸收紫外线分解为两个氧原子：v氧气分子和氧原子也可以合并生成臭氧分子，以便吸收更多的紫外线：32OOO2O2O23OOOv上述反应过程吸收了99的来自于太阳的紫外线。v氟氯烃（CFC
12、s）很大程度上导致了平流层臭氧的减少。v这两个反应都造成了臭氧的减少。322ClOClOOClOOClO19791986年TOMS测得的总臭氧全球平均值注：Dobson单位 将0C，标准海平面压力下，105m厚的臭氧 定义为一个Dobson单位19791986年总臭氧纬向平均值的趋势臭氧浓度减少的百分臭氧浓度减少的百分比比全球气候变暖全球平均气温的变化大气中二氧化碳含量的变化酸雨的形成酸雨的危害大气污染危害大气污染危害 危害人类健康危害人类健康 危害动植物危害动植物 影响器物和材料影响器物和材料 影响能见度影响能见度六、我国的大气污染情况六、我国的大气污染情况1997年我国能源消费结构我国煤炭
13、消耗与部分污染物排放我国煤炭消耗与部分污染物排放年年 煤炭消耗煤炭消耗 污染物排放污染物排放 亿吨亿吨 万吨万吨2000年年 12.45 1995 二氧化硫二氧化硫2003年年 16（大（大30.9）2158.7 二氧化硫二氧化硫 1048.7 烟尘烟尘 1500 氮氧化合物氮氧化合物 火力发电火电厂是我国控制酸雨和空气污染的火电厂是我国控制酸雨和空气污染的关键行业（关键行业（2003年数据）年数据）项目项目 总量总量 火电火电装机容量（亿千瓦）装机容量（亿千瓦）3.84 2.86（74.3）发电量发电量 （亿千瓦时）（亿千瓦时）19080 15800（82.8）原煤消耗原煤消耗（亿吨）（亿吨
14、）16 9（56.3）二氧化硫排放（万吨）二氧化硫排放（万吨）2158.7（工业）（工业）1331.9（61.7）烟尘排放（万吨）烟尘排放（万吨）1048.7（工业）（工业）486.6（46.4）京西北火力发电分布京西北火力发电分布中国城市的大气污染概况中国城市的大气污染概况1999年全国重点城市主要大气污染物分布TSPSO2NOx2002年中国城市空气质量状况年中国城市空气质量状况 不同空气质量状况下的人口比例不同空气质量状况下的人口比例达标达标26.3%26.3%三级三级41.6%41.6%劣于三级劣于三级32.1%32.1%全国城市空气质量分级比例全国城市空气质量分级比例一级一级3.2%3.2%二级二级30.9%30.9%三级三级34.7%34.7%劣于三级劣于三级31.2%31.2%不同规模城市空气污染程度（不同规模城市空气污染程度（2002年）年）空气质量达标空气质量达标 SOSO2 2超标超标 颗粒物超标颗粒物超标生态之船不堪重负
