1、大气污染及其防治大气污染及其防治 1 第一节第一节 大气环境大气环境 一、大气圈及其构造一、大气圈及其构造 1、大气圈、大气圈 在自然地理学上，把随地球旋转的大气在自然地理学上，把随地球旋转的大气层称为大气圈。在通常状态下，可以认为从层称为大气圈。在通常状态下，可以认为从地表至地表至1000-1400km的气层作为大气圈的厚的气层作为大气圈的厚度。在大气圈中的大气分布不均匀，随着离度。在大气圈中的大气分布不均匀，随着离地表高度的增加，空气越来越稀薄。地表高度的增加，空气越来越稀薄。2 2、大气圈的组成、大气圈的组成 根据大气圈中大气组成状况以及根据大气圈中大气组成状况以及大气垂直高度上大气的温
2、度变化，大气大气垂直高度上大气的温度变化，大气圈可分为对流层、平流层、中间层、电圈可分为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。离层和散逸层。3 （1）、对流层）、对流层 对流层是大气圈的最下层，是指从地表对流层是大气圈的最下层，是指从地表至离地至离地1012km以内的这一层大气。对流以内的这一层大气。对流层的大气密度最大，只有十几千米厚的对层的大气密度最大，只有十几千米厚的对流层的空气量就占了整个大气层大气总质流层的空气量就占了整个大气层大气总质量的量的75左右。左右。在对流层中，正常条件下的空气温度是在对流层中，正常条件下的空气温度是随高度增加而降低的，因此具有强烈的对随高度增加而降低的，
3、因此具有强烈的对流运动，但有时会形成逆温。流运动，但有时会形成逆温。4 （2）平流层）平流层 对流层以上直至离地表对流层以上直至离地表50km的大气层为的大气层为平流层。在平流层中没有什么尘埃和水汽，平流层。在平流层中没有什么尘埃和水汽，空气比对流层稀薄得多。平流层中气温随高空气比对流层稀薄得多。平流层中气温随高度的增加有所增加，因此平流层大气处于平度的增加有所增加，因此平流层大气处于平流状态，气流稳定且透明度好，适宜飞机飞流状态，气流稳定且透明度好，适宜飞机飞行。然而一旦污染物进入平流层，则会长期行。然而一旦污染物进入平流层，则会长期滞留。滞留。5 在平流层的中上部，由于受阳光紫外线辐在平流
4、层的中上部，由于受阳光紫外线辐射，使射，使O2发生化学反应生成了发生化学反应生成了O3而形成了臭氧而形成了臭氧层，臭氧层吸收了阳光中对生物杀伤力极强的层，臭氧层吸收了阳光中对生物杀伤力极强的短波紫外线和宇宙射线，从而保护了地球上的短波紫外线和宇宙射线，从而保护了地球上的生物免受其害。所以一定厚度的臭氧层的形成生物免受其害。所以一定厚度的臭氧层的形成对地球环境至关重要。对地球环境至关重要。目前由于人类活动，使一些有机污染物进目前由于人类活动，使一些有机污染物进入平流层，使臭氧层受到破坏，给地球上的生入平流层，使臭氧层受到破坏，给地球上的生物造成危害，必须引起我们的高度重视。物造成危害，必须引起我
5、们的高度重视。6 （3）中间层）中间层 平流层顶至离地表平流层顶至离地表80km 这一层。这一层。（4）电离层）电离层 在离地在离地80500km左右的这一空间称为左右的这一空间称为电离层。电离层。（5）散逸层）散逸层 电离层以上的大气层称为逸散层，是大电离层以上的大气层称为逸散层，是大气层向星际空间过渡的区域，没有什么明显气层向星际空间过渡的区域，没有什么明显的界限。的界限。7 二、大气的组成（一）大气的恒定组分（一）大气的恒定组分 （二（二)大气的可变组分大气的可变组分 （三）大气的不定组分（三）大气的不定组分8 （一）大气的恒定组分（一）大气的恒定组分 大气的恒定组分是指大气中的大气的恒
6、定组分是指大气中的O2、N2和和稀有气体。在近地层大气中这些气体组分地稀有气体。在近地层大气中这些气体组分地含量几乎可认为使不变的，它们约占大气总含量几乎可认为使不变的，它们约占大气总量的量的99.96%。（二（二)大气的可变组分大气的可变组分 主要指主要指CO2和和H2O（g），这些气体组分），这些气体组分受不同地区气候、季节等多种因素的影响而受不同地区气候、季节等多种因素的影响而发生变化。正常状况下，发生变化。正常状况下，H2O(g)约占约占04，CO2约占约占0.033%。由恒定组分和可变组分所组成的大气称由恒定组分和可变组分所组成的大气称为为洁净大气洁净大气。9 （三）、大气的不定组分
7、（三）、大气的不定组分 大气中的尘埃、硫化物、氮氧化物、硫大气中的尘埃、硫化物、氮氧化物、硫氧化物等是大气中的不定组分，当它们进入氧化物等是大气中的不定组分，当它们进入大气后，可能造成大气污染。大气后，可能造成大气污染。10 第二节 大气污染及污染源一、大气污染的概念一、大气污染的概念 由于人类活动或自然过程引起某种由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间并因此而危害了人、达到了足够的时间并因此而危害了人、动植物及物体的现象，叫大气污染。动植物及物体的现象，叫大气污染。11 二、大气污染源二、大气污染源按发生类型分：按发
8、生类型分：（一）、工业污染源（一）、工业污染源（二）、农业污染源（二）、农业污染源（三）、生活污染源（三）、生活污染源（四）、交通运输污染源（四）、交通运输污染源12 按排放空间分：按排放空间分：1、高架源：、高架源：在距地面一定高度排放污染物，在距地面一定高度排放污染物，如电厂烟囱等如电厂烟囱等 2、低架源：、低架源：在地面上或离地面高度很低的排放源在地面上或离地面高度很低的排放源13 按排放形式分按排放形式分1、线源、线源 沿着一条线排放污染物，如汽车、火车等沿着一条线排放污染物，如汽车、火车等2、面源、面源 在一个大范围内排放污染物，如煤田自燃在一个大范围内排放污染物，如煤田自燃的煤堆、
9、密集而低矮的居民住宅烟囱群等的煤堆、密集而低矮的居民住宅烟囱群等14 三、大气主要污染物（一）颗粒物（一）颗粒物（二）含硫化合物（二）含硫化合物（三）氮氧化物（三）氮氧化物（四）碳氧化物（四）碳氧化物（五）光化学氧化剂（五）光化学氧化剂 15 （一）、颗粒物（一）、颗粒物 1、颗粒物是指大气中弥漫着的固态和液、颗粒物是指大气中弥漫着的固态和液态物质，成份较复杂。态物质，成份较复杂。（1）总悬浮颗粒物：用标推大容量颗粒）总悬浮颗粒物：用标推大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。用总质量，通常称为总悬浮颗粒物。用TSP表示。其粒径多
10、在表示。其粒径多在100um以下，以下，尤以尤以10um以下的为最多。以下的为最多。16 （2）飘尘：颗粒物粒径小于）飘尘：颗粒物粒径小于10um 的颗的颗粒物称为飘尘。它们能长时间地悬浮于粒物称为飘尘。它们能长时间地悬浮于大气中而不沉降下来。大气中而不沉降下来。（3）降尘：颗粒物粒径大于）降尘：颗粒物粒径大于10um的颗粒的颗粒物叫降尘。它们在重力的作用下能很快物叫降尘。它们在重力的作用下能很快降落到地面。降落到地面。（4）可吸入粒子：易于通过呼吸过程而）可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前目际标准化组进入呼吸道的粒子。目前目际标准化组织建议将其定为粒径织建议将其定为粒径10
11、um。17 2、大气飘尘的危害、大气飘尘的危害 据分析，在总悬浮颗粒物中据分析，在总悬浮颗粒物中 硫酸盐硫酸盐：约约10（主要为硫酸铵）（主要为硫酸铵）硝酸盐硝酸盐：约约5 金金 属属 ：约：约5（三十多种，以铁（三十多种，以铁 为最多）为最多）有机物有机物 ：约：约5（脂肪烃多于芳香烃）（脂肪烃多于芳香烃）18 （1）影响大气的物理性质）影响大气的物理性质（2）使建筑物、金属制品等受到腐蚀；）使建筑物、金属制品等受到腐蚀；（3）对人、动植物产生危害；）对人、动植物产生危害；（4）与其它大气污染物协同作用形成）与其它大气污染物协同作用形成 大气污染。大气污染。19 时间 飘尘浓度 SO2浓度
12、死亡人数 （mg/m3）（mg/m3）1952.12 4.46 3.8 4000多1956 3.25 1.6 1000多1957 2.40 1.8 4001962.12 2.8 4.1 750 20 （二）、含硫化合物 污染大气的含硫化合物有污染大气的含硫化合物有H2S、SO2、SO3、硫酸酸雾及硫酸盐气溶胶等，但在大、硫酸酸雾及硫酸盐气溶胶等，但在大气中主要是气中主要是SO2。大气中的大气中的SO2主要来源于矿物燃料的燃主要来源于矿物燃料的燃烧。据估计，全世界每年由于人类活动排烧。据估计，全世界每年由于人类活动排放到大气中的放到大气中的SO2可能超过一亿五千万吨，可能超过一亿五千万吨，其中其
13、中2/3来自于煤的燃烧，来自于煤的燃烧，1/3来自石油的燃来自石油的燃烧，矿物燃料燃烧时，主要生成烧，矿物燃料燃烧时，主要生成SO2。所。所以人类活动排放到大气中的硫氧化物主要以人类活动排放到大气中的硫氧化物主要是是SO2。21 SO2是无色、有刺激性和窒息性的气体，是无色、有刺激性和窒息性的气体，对呼吸道有刺激作用，能引起呼吸道和心血对呼吸道有刺激作用，能引起呼吸道和心血管疾病。值得注意的是管疾病。值得注意的是SO2与飘尘的协同作与飘尘的协同作用将使其毒性大大增强，使得大气污染加剧。用将使其毒性大大增强，使得大气污染加剧。大气中的大气中的SO2可以通过均相或非均相氧可以通过均相或非均相氧化生
14、成化生成SO3。SO3一经形成，便迅速与大气一经形成，便迅速与大气中的水蒸气作用生成硫酸，因此大气中中的水蒸气作用生成硫酸，因此大气中SO3的含量十分低微，生成的硫酸是严重危害健的含量十分低微，生成的硫酸是严重危害健康的物质，其毒性远大于康的物质，其毒性远大于SO2。22 （三）氮氧化物 对流层中危害较大的氮氧化物是NO和NO2，统称为总氮氧化物（NOx）。当矿物燃料高温燃烧时，空气中的N2与O2结合而生成NO,温度越高，生成NO的速度和量越大，由这种方式生成的NOx称为热NOx；另一类是因燃料中含有吡啶、氨基化合物等含氮化合物，在燃烧的过程中生成了NOx，这种方式数生成的NOX称为燃料NOx
15、；另外一些工厂(如生产硝酸或使用硝酸、氮肥厂等)的生产过程中排放到大气中的NOx。23 NO是无色，有刺激性气味不活泼的气是无色，有刺激性气味不活泼的气体，它能与血红蛋白结合生成亚硝基血红蛋体，它能与血红蛋白结合生成亚硝基血红蛋白而引起中毒，并可产生缺氧症状和中枢神白而引起中毒，并可产生缺氧症状和中枢神经受损。经受损。NO氧化后生成红棕色、有刺激性的氧化后生成红棕色、有刺激性的NO2，它的毒性较强，能迅速破坏肺细胞，可能是它的毒性较强，能迅速破坏肺细胞，可能是引起肺气肿和肺癌的病因。引起肺气肿和肺癌的病因。NO2又是一吸光物质，易发生光化学反又是一吸光物质，易发生光化学反应，是形成光化学反应的
16、元凶，由此产生的应，是形成光化学反应的元凶，由此产生的二次污染物的危害更大。二次污染物的危害更大。24 （四）碳氧化物 1、一氧化碳、一氧化碳 大气中大气中CO来源于燃料的燃烧。而由汽车来源于燃料的燃烧。而由汽车尾气中的尾气中的CO造成的大气污染已引起世界各国造成的大气污染已引起世界各国的重视。的重视。值得注意的是一氧化碳的另一人工源是值得注意的是一氧化碳的另一人工源是吸烟排出的烟气。吸烟者吸入的吸烟排出的烟气。吸烟者吸入的CO远高于不远高于不吸烟者，尤其是吸过滤嘴香烟的人。吸烟者，尤其是吸过滤嘴香烟的人。25 CO的主要危害是妨碍体内氧气的传输。的主要危害是妨碍体内氧气的传输。它与血红蛋白的
17、亲和力比氧大二百多倍，而它与血红蛋白的亲和力比氧大二百多倍，而生成的羰基血红蛋白的解离速度比氧合血红生成的羰基血红蛋白的解离速度比氧合血红蛋白小三千六百多倍，因此一旦生成羰基血蛋白小三千六百多倍，因此一旦生成羰基血红蛋白就很难解离，导致输氧能力降低，造红蛋白就很难解离，导致输氧能力降低，造成机体缺氧，危害人体健康。体内缺氧时对成机体缺氧，危害人体健康。体内缺氧时对所有的器官都有影响，而最敏感的是中枢神所有的器官都有影响，而最敏感的是中枢神经系统和心肌。经系统和心肌。26 2、CO2CO2是无色、无毒的气体，目前由于人类活是无色、无毒的气体，目前由于人类活动排放到大气中的动排放到大气中的CO2的
18、量不断增加，而吸的量不断增加，而吸收收CO2的森林反遭到严重破坏，使得大气中的森林反遭到严重破坏，使得大气中CO2的浓度不断增加。据测定，一个世纪前，的浓度不断增加。据测定，一个世纪前，大气中大气中CO2的含量约为的含量约为284ppm,目前已达到目前已达到379ppm。CO2浓度的增加，可能对全球的浓度的增加，可能对全球的气候产生影响，因而是目前环境科学上颇气候产生影响，因而是目前环境科学上颇为注意的问题之一。为注意的问题之一。27 28 （五）光化学氧化剂 1、光化学反应和光化学烟雾、光化学反应和光化学烟雾 在太阳紫外线作用下，大气中的在太阳紫外线作用下，大气中的某些污染物发生反应，生成新
19、的污染某些污染物发生反应，生成新的污染物，这种反应叫光化学反应。由此产物，这种反应叫光化学反应。由此产生的烟雾称为光化学烟雾。生的烟雾称为光化学烟雾。29 2、光化学烟雾形成的条件、光化学烟雾形成的条件（1）充足的阳光，无风；）充足的阳光，无风；（2）出现逆温；）出现逆温；（3）大气含有一定浓度的）大气含有一定浓度的NO2和碳氢化和碳氢化合物。合物。30 3、光化学反应机理光化学反应机理（1）污染空气中污染空气中NONO2 2的光解是光化学烟的光解是光化学烟雾形雾形 成的起始反应成的起始反应 NO2+hv(430nm)NO2*,NO2*NO+O O+O2+MO3+M O3 3+NO+NO O
20、O2 2+NO+NO2 231 （2）碳氢化合物与）碳氢化合物与O、O3、OH、NO等等自由基自由基作用生成醛、酮、酸作用生成醛、酮、酸以及以及RORO2 2、HOHO2 2、RCORCO 等自由基。等自由基。（3 3）、过氧自由基引起）、过氧自由基引起NONO向向NONO2 2转化，转化，并导致并导致O O3 3和过氧乙酰硝酸脂（和过氧乙酰硝酸脂（PANPAN）等）等生成。生成。32 4、光化学烟雾的危害（1）、对人体健康的影响）、对人体健康的影响 光化学烟雾最明显的危害是对人眼的刺激作光化学烟雾最明显的危害是对人眼的刺激作用。出现眼流泪、发红用。出现眼流泪、发红(俗称红眼病俗称红眼病)。除
21、眼外，。除眼外，对鼻、咽、气管和肺均有明显的刺激作用。对老对鼻、咽、气管和肺均有明显的刺激作用。对老人、儿童和病弱者尤为严重。污染严重时，会引人、儿童和病弱者尤为严重。污染严重时，会引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，使视觉敏起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，使视觉敏感度和视力降低。受害严重者，呼吸困难、胸痛、感度和视力降低。受害严重者，呼吸困难、胸痛、头晕、发烧、呕吐、以致血压下降、昏迷不醒。头晕、发烧、呕吐、以致血压下降、昏迷不醒。长期慢性伤害，可引起肺机能衰退、支气管炎、长期慢性伤害，可引起肺机能衰退、支气管炎、甚至发展成肺癌等。甚至发展成肺癌等。33 据资料统计，美国加里福尼亚洲由据资
22、料统计，美国加里福尼亚洲由于光化学烟雾的作用，曾使该州于光化学烟雾的作用，曾使该州34的的人发生了红眼病。日本东京人发生了红眼病。日本东京119 70年发年发生的光化学污染时期有生的光化学污染时期有20000人患了红人患了红眼病。眼病。1952年洛杉矾事件发生时，两天年洛杉矾事件发生时，两天内就使内就使65岁以上的老人死亡岁以上的老人死亡400余人。余人。34 （2）对植物的伤害）对植物的伤害 光化学烟雾能使植物叶片受害变黄光化学烟雾能使植物叶片受害变黄以致枯死。据资料统计，仅加利福尼亚以致枯死。据资料统计，仅加利福尼亚州州1959年由于光化学污染引起的农作物年由于光化学污染引起的农作物减产损
23、失已达减产损失已达800万美元。使大片树木万美元。使大片树木枯死，葡萄减产枯死，葡萄减产60以上，柑橘也严重以上，柑橘也严重减产。对光化学烟雾敏感的植物还有棉减产。对光化学烟雾敏感的植物还有棉花、烟草、甜菜、番茄、菠菜、某些花花、烟草、甜菜、番茄、菠菜、某些花卉和多种树木。卉和多种树木。35 第三节 大气污染的危害 一、大气污染对人体健康的影响一、大气污染对人体健康的影响 大气污染物的种类繁多，排放量大，污大气污染物的种类繁多，排放量大，污染范围广，对人体健康的危害是多方面的，染范围广，对人体健康的危害是多方面的，如呼吸道疾病、中枢神经系统受损、癌症等。如呼吸道疾病、中枢神经系统受损、癌症等。
24、大气污染对人体健康的影响与污染物的种类、大气污染对人体健康的影响与污染物的种类、性质、暴露时间及个体敏感性有关。性质、暴露时间及个体敏感性有关。36 二、大气污染对气候的影响二、大气污染对气候的影响（一）大气污染对城市气候的影响（一）大气污染对城市气候的影响 大气污染使得城市气温高于农村，城市大气污染使得城市气温高于农村，城市的能见度较农村低，云、雾、降雨比农村多。的能见度较农村低，云、雾、降雨比农村多。（二）对全球气候的影响（二）对全球气候的影响 目前对地表气温上升的真正原因还未证目前对地表气温上升的真正原因还未证实，提得较多的是实，提得较多的是“温室效应温室效应”。的确，人。的确，人类的活
25、动已使得大气中二氧化碳的含量有所类的活动已使得大气中二氧化碳的含量有所升高，因此不得不引起人们的高度重视。升高，因此不得不引起人们的高度重视。37 三、大气污染对臭氧层的破坏三、大气污染对臭氧层的破坏（一）平流层中臭氧的形成（一）平流层中臭氧的形成 O2+hv2O(3P)O2+O+MO3+M 同时臭氧也会因光解而破坏。同时臭氧也会因光解而破坏。O3hvO2+O 此外臭氧也能与此外臭氧也能与O作用：作用：O3+O2O2 通常情况下，臭氧的形成和分解达到平通常情况下，臭氧的形成和分解达到平衡，臭氧保持一定浓度，约为衡，臭氧保持一定浓度，约为10ppm，结果，结果在平流层中上部形成臭氧层。在平流层中
26、上部形成臭氧层。38 （二）平流层中臭氧层对地球生命的重要性（二）平流层中臭氧层对地球生命的重要性 以紫外线对人体效应为依据，按照波长以紫外线对人体效应为依据，按照波长的顺序将紫外线分为的顺序将紫外线分为 紫外线紫外线A(320400nm)、紫外线紫外线B(290320nm)、紫外线紫外线C(190290nm)。尽管紫外线尽管紫外线C的危害最大，但它几乎全的危害最大，但它几乎全部被臭氧层吸收，即使是平流层中臭氧浓度部被臭氧层吸收，即使是平流层中臭氧浓度大大降低，紫外线大大降低，紫外线C也几乎不能到达地球。也几乎不能到达地球。39 紫外线紫外线B能强烈影响人类的基因物质脱氧核糖能强烈影响人类的基
27、因物质脱氧核糖核酸而导致皮肤衰老，产生晒斑，形成皮肤癌。核酸而导致皮肤衰老，产生晒斑，形成皮肤癌。而且这种波长的紫外线的能量足以破坏而且这种波长的紫外线的能量足以破坏CH键，对地球上的生命及有机物均有破坏作用。键，对地球上的生命及有机物均有破坏作用。正是由于臭氧层能吸收正是由于臭氧层能吸收330nm 的紫外线，的紫外线，因而对地球上的生物起了保护作用。因而对地球上的生物起了保护作用。但紫外线但紫外线B的吸收与臭氧的浓度密切相关，随的吸收与臭氧的浓度密切相关，随着臭氧层中臭氧浓度大大降低，到达地面的紫着臭氧层中臭氧浓度大大降低，到达地面的紫外线的量大大增加，给人类的生存带来极大威外线的量大大增加
28、，给人类的生存带来极大威胁，同时，危害农作物和水生生物，所以臭氧胁，同时，危害农作物和水生生物，所以臭氧层的破坏已引起全世界的广泛重视和关注。层的破坏已引起全世界的广泛重视和关注。40 （三）大气污染物对臭氧层的破坏（三）大气污染物对臭氧层的破坏 1.NOx对臭氧层的破坏作用对臭氧层的破坏作用 平流层中破坏臭氧层的主要平流层中破坏臭氧层的主要NOx是是NO NO+O3NO2+O2 NO2+ONO+O2总反应为：总反应为：O+O32O2 平流层中平流层中NO的来源有的来源有N2O及超音速飞机及超音速飞机排放的排放的NOx.41 42 2.HO自由基对臭氧的破坏作用 HO+O3HO2+O2 HO2
29、+O3HO+2O2 或 HO2OHOO2总反应：2O33O2或 O3+O2O2 平流层中HO主要来源于H2O（g）、CH4、H2与O的作用 H2O+O2HO CH4+OCH3+HO H2+OHO+H 43 3氟氯烃类对臭氧的破坏氟氯烃类对臭氧的破坏 O3+ClClO+O2 ClO+OCl+O2总反应：总反应：O3+O2O2 一个氯原子可使一个氯原子可使10万个万个O3分子被破分子被破坏，因此其危害相当大。坏，因此其危害相当大。44 Cl来源于氟氯烃，在对流层中氟氯烃具来源于氟氯烃，在对流层中氟氯烃具有无毒、不燃烧且有较高的稳定性等特点而有无毒、不燃烧且有较高的稳定性等特点而被广泛用作制冷剂（被
30、广泛用作制冷剂（25万吨万吨/年）、喷雾剂年）、喷雾剂（30万吨万吨/年）、溶剂（年）、溶剂（18万吨万吨/年）及制作年）及制作泡沫塑料（泡沫塑料（26万吨万吨/年）等。全世界估计年产年）等。全世界估计年产量在量在100多万吨，多万吨，目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持积极支持的态度。但就算目前全世界都禁持积极支持的态度。但就算目前全世界都禁止使用氟氯烃，已经散发到环境中的氟氯烃止使用氟氯烃，已经散发到环境中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。45 (四）、淘汰消耗臭氧层物质的四）、淘汰消耗臭氧层物质的国际行动国际行动 1
31、985年，制定了保护臭氧层的年，制定了保护臭氧层的维也纳公约维也纳公约,我国于我国于1989年加入年加入维也纳公约维也纳公约。1987年，制定了年，制定了关于消耗臭氧层物质的蒙关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书特利尔议定书，对，对8种破坏臭氧层的物质种破坏臭氧层的物质（简称受控物质）提出了削减使用的时间要求。（简称受控物质）提出了削减使用的时间要求。这项议定书得到了这项议定书得到了163个国家的批准。个国家的批准。46 1990年、年、1992年和年和1995年，对议定书又分年，对议定书又分别作了别作了3次修改，扩大了受控物质的范围，并次修改，扩大了受控物质的范围，并提前了停止使用的时间。根据
32、修改后的议定提前了停止使用的时间。根据修改后的议定书的规定，发达国家到书的规定，发达国家到1994年年1月停止使用月停止使用哈伦，哈伦，1996年年1月停止使用氟利昂、四氯化月停止使用氟利昂、四氯化碳、甲基氯仿；发展中国家到碳、甲基氯仿；发展中国家到2010年全部停年全部停止使用氟利昂、哈伦、四氯化碳、甲基氯仿。止使用氟利昂、哈伦、四氯化碳、甲基氯仿。中国于中国于1992年加入了年加入了蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书。47 目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持目前世界上许多国家对禁止使用氟氯烃持积极支持的态度。但是，在对消耗臭氧层物质积极支持的态度。但是，在对消耗臭氧层物质（ODS）实行控制之前
33、（）实行控制之前（1996年以前），全世年以前），全世界向大气排放的界向大气排放的ODS已达到了已达到了2000万吨，由于万吨，由于ODS相当稳定，可以存在相当稳定，可以存在50-100年，所以被排年，所以被排放的大部分放的大部分ODS目前仍留在大气层中。就算目目前仍留在大气层中。就算目前全世界都禁止使用氟氯烃，已经散发到环境中前全世界都禁止使用氟氯烃，已经散发到环境中的氟氯烃对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。的氟氯烃对臭氧层的破坏作用仍将持续下去。48 四、酸四、酸 沉沉 降降 酸沉降是指大气中的酸性物质通酸沉降是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过干、湿沉降两种途径迁移到地
34、表的过程。过程。49 （一）、酸雨的化学组成（一）、酸雨的化学组成 酸雨中含有多种无机酸和有机酸及酸雨中含有多种无机酸和有机酸及其盐。其中绝大部分是硫酸和硝酸，多其盐。其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。从污染源排放出数情况下以硫酸为主。从污染源排放出来的来的SO2和和NOX是形成酸雨的主要起始是形成酸雨的主要起始物。除此以外，不少地方的降水中发现物。除此以外，不少地方的降水中发现有机酸（甲酸、乙酸）。有机酸（甲酸、乙酸）。50 51 酸雨的化学组成52 酸雨的化学组成53 54 （三）、酸雨的危害（三）、酸雨的危害1 1、使湖泊酸化。、使湖泊酸化。2 2、酸雨使流域土壤和水体底泥
35、中的金属、酸雨使流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝例如铝)可被溶解进入水中毒害鱼类。可被溶解进入水中毒害鱼类。3 3、抑制土壤中有机物的分解和氮的固定、淋洗与、抑制土壤中有机物的分解和氮的固定、淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。贫瘠化。4 4、酸雨伤害植物的新生芽叶，干扰光合作用，影、酸雨伤害植物的新生芽叶，干扰光合作用，影响其发育生长。响其发育生长。5 5、腐蚀建筑材料，金属结构、油漆及名胜古迹等、腐蚀建筑材料，金属结构、油漆及名胜古迹等55 （四）世界酸雨发展状况和（四）世界酸雨发展状况和我国酸雨现状我国酸雨现状56 酸雨早在
36、酸雨早在19世纪中叶就在英国发生世纪中叶就在英国发生过，英国是工业革命的发源地，煤炭的过，英国是工业革命的发源地，煤炭的大规模的利用和燃烧，造成大气质量恶大规模的利用和燃烧，造成大气质量恶化和酸雨的产生。从化和酸雨的产生。从1870年起到年起到1963年年近百年中发生了几十起烟雾事件近百年中发生了几十起烟雾事件57 20世纪世纪50一一60年代，北欧的瑞典和年代，北欧的瑞典和挪威地区开始受到来自欧洲中部工业区挪威地区开始受到来自欧洲中部工业区(英、法、德等国英、法、德等国)S02的长距离输送的长距离输送(高高烟囱烟囱)的影响，湖泊中鱼类开始减少，古的影响，湖泊中鱼类开始减少，古建筑和石雕受侵蚀
37、。到建筑和石雕受侵蚀。到60年代末北欧湖年代末北欧湖水酸化十分明显，许多湖泊成为没有鱼水酸化十分明显，许多湖泊成为没有鱼类和其他水生生物的类和其他水生生物的“死湖死湖”，酸雨的，酸雨的危害逐步发展为危害逐步发展为“区域性区域性”事件。事件。58 最早欧洲的酸雨多发生在挪威、瑞最早欧洲的酸雨多发生在挪威、瑞典等北欧国家，后来扩展到东欧和中欧，典等北欧国家，后来扩展到东欧和中欧，直至几乎覆盖整个欧洲。在酸雨最严重直至几乎覆盖整个欧洲。在酸雨最严重的时期，挪威南部约的时期，挪威南部约5000个湖泊中有个湖泊中有1750个由于个由于pH过低而使鱼虾绝迹；瑞过低而使鱼虾绝迹；瑞典的典的9万个湖泊中有万个
38、湖泊中有15已受到酸雨的已受到酸雨的侵害。侵害。59 20世纪世纪70一一80年代，随着经济快速年代，随着经济快速发展，酸雨范围由北欧扩大至中欧。德发展，酸雨范围由北欧扩大至中欧。德国约有国约有1/3的森林受到酸雨不同程度的危的森林受到酸雨不同程度的危害；在巴伐利亚每害；在巴伐利亚每4株云杉就有一株死株云杉就有一株死亡；在瑞士，森林受害面积已达亡；在瑞士，森林受害面积已达50以以上。上。20世纪世纪80年代初，整个欧洲的降水年代初，整个欧洲的降水pH在在4.05.0之间，雨水中硫酸盐含量之间，雨水中硫酸盐含量明显升高。明显升高。60 同时，在北美同时，在北美(主要是美国的东部和主要是美国的东部
39、和北部五太湖美、加交界区北部五太湖美、加交界区)也形成了大也形成了大面积的酸雨区。成为美国和加拿大棘手面积的酸雨区。成为美国和加拿大棘手的环境问题。的环境问题。加拿大抽样调查的加拿大抽样调查的8500个湖泊已全个湖泊已全部酸化部酸化.61 62 在美国南部的在美国南部的15个州曾达到降水平个州曾达到降水平均均PH值在值在4.24.5之间。美国曾报道至之间。美国曾报道至少有少有1200个湖泊己酸化，占可能酸化地个湖泊己酸化，占可能酸化地区中全部湖泊的区中全部湖泊的4，在这些湖泊，在这些湖泊中生物无法生存：此外，还有中生物无法生存：此外，还有5的的湖泊酸度正在上升，虽未完全酸化，但湖泊酸度正在上升
40、，虽未完全酸化，但已严重到威胁某些生物生存的程度；已严重到威胁某些生物生存的程度；63 1972年在斯德哥尔摩召开的联合国年在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议上，瑞典政府提交给大会人类环境会议上，瑞典政府提交给大会的研究报告的研究报告跨越国境的空气污染：大跨越国境的空气污染：大气和降水中的硫对环境的影响气和降水中的硫对环境的影响标志着标志着酸雨真正被作为一种国际性环境问题正酸雨真正被作为一种国际性环境问题正式提上议事日程。式提上议事日程。1982年年6月在瑞典斯德哥尔摩召开月在瑞典斯德哥尔摩召开了了“国际环境酸化会议国际环境酸化会议”，这标志着酸，这标志着酸雨污染已成为当今世界重要的环境问题
41、雨污染已成为当今世界重要的环境问题之一。之一。64 中国酸雨现状 从从20世纪世纪80年代以来，中国的酸雨年代以来，中国的酸雨污染呈加速发展趋势。在污染呈加速发展趋势。在80年代，中国年代，中国的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州的酸雨主要发生在以重庆、贵阳和柳州为代表的高硫煤使用地区及部分长江以为代表的高硫煤使用地区及部分长江以南地区。到南地区。到90年代中期，酸雨已发展到年代中期，酸雨已发展到青藏高原以东及四川盆地的广大地区。青藏高原以东及四川盆地的广大地区。65 以长沙、赣州、南昌、怀化为代表以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区，现在已成为全国酸雨污的华中酸雨区，现在已成为全国酸雨污
42、染最严重的地区，其中心区年均降水染最严重的地区，其中心区年均降水PH低于低于4.0，酸雨频率高于，酸雨频率高于90，已到了，已到了几乎几乎“逢雨必酸逢雨必酸”的程度。北起青岛、的程度。北起青岛、南至厦门以南京、上海、杭州、福州南至厦门以南京、上海、杭州、福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为我和厦门为代表的华东沿海地区也成为我国主要的酸雨地区，年均降水国主要的酸雨地区，年均降水pH低于低于56的区域面积已占全国面积的的区域面积已占全国面积的30左左右。右。66 67 监测表明，我国的广东、广西、四川监测表明，我国的广东、广西、四川盆地和贵州大部分地区已成为与欧洲、北盆地和贵州大部分地区已成为与欧
43、洲、北美并列的世界三大酸雨地区之一。美并列的世界三大酸雨地区之一。我国酸雨的化学特征是我国酸雨的化学特征是pH低、离子低、离子浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高浓度高，硫酸根、铵和钙离子浓度远远高于欧美，而硝酸根浓度则低于欧美，属硫于欧美，而硝酸根浓度则低于欧美，属硫酸型酸雨。酸型酸雨。68 第四节 大气污染综合治理 一、减少污染物的排放量一、减少污染物的排放量 1改革能源结构，逐步用二次能源代替一次改革能源结构，逐步用二次能源代替一次能源，开发无污染能源，对燃料进行脱硫处能源，开发无污染能源，对燃料进行脱硫处理。理。2改革燃烧装置和燃烧方式，提高热效率。改革燃烧装置和燃烧方式，提高热效率。
44、3采用无污染或低污染生产工艺。采用无污染或低污染生产工艺。4利用余热、余气，提高能源利用率。利用余热、余气，提高能源利用率。69 二、治理主要污染物二、治理主要污染物 70 （一）颗粒物的治理（一）颗粒物的治理 大气中的颗粒物主要来自于矿石燃大气中的颗粒物主要来自于矿石燃料的燃烧。因此减少颗粒物的方法主要料的燃烧。因此减少颗粒物的方法主要有两种，一种是改变能源结构或对燃煤有两种，一种是改变能源结构或对燃煤进行加工利用；另一种是在废气排放前进行加工利用；另一种是在废气排放前先将颗粒物处理掉，处理方法通常有以先将颗粒物处理掉，处理方法通常有以下几种：下几种：71 1、重力除尘装置、重力除尘装置 其
45、原理是使含尘气体中的尘埃借助其原理是使含尘气体中的尘埃借助重力作用使之沉降而达到除尘的目的。重力作用使之沉降而达到除尘的目的。这种方法简便，投资少，缺点是占这种方法简便，投资少，缺点是占地面积大，对粒径较大的尘埃具有较好地面积大，对粒径较大的尘埃具有较好的作用，而对较小的尘粒的去除率低，的作用，而对较小的尘粒的去除率低，除尘效率约为除尘效率约为5060，因此只能作为，因此只能作为初级除尘手段。初级除尘手段。72 73 2、惯性力除尘装置、惯性力除尘装置 该方法是利用粉尘与气体在运动时该方法是利用粉尘与气体在运动时的惯性力不同，通过使含尘气体冲击挡的惯性力不同，通过使含尘气体冲击挡板或使气流急剧
46、改变流向，然后借助尘板或使气流急剧改变流向，然后借助尘粒的惯性力将尘粒从气流中分离而达到粒的惯性力将尘粒从气流中分离而达到分离除尘的目的。分离除尘的目的。这种方法设备简单，但其除尘效果这种方法设备简单，但其除尘效果也较低，约为也较低，约为5070%,对粒径较小的尘对粒径较小的尘粒（粒（10um）效果较差。）效果较差。74 75 3、离心力除尘装置、离心力除尘装置 该法是通过使含尘气体在装置中进该法是通过使含尘气体在装置中进行高速旋转而使气体中的尘粒产生较大行高速旋转而使气体中的尘粒产生较大的离心力，从而与气体分离。的离心力，从而与气体分离。这种方法设备简单，费用较低，维这种方法设备简单，费用较
47、低，维护方便，除尘效果也较前两种高（护方便，除尘效果也较前两种高（8090）。但对细小的尘粒（）。但对细小的尘粒（5um）去）去除效果较低。除效果较低。76 G77 4、洗涤塔洗涤塔除尘除尘 这种方法使利用液体所形成的液滴、这种方法使利用液体所形成的液滴、液膜、雾膜等洗涤含尘气体而达到除尘液膜、雾膜等洗涤含尘气体而达到除尘的目的。的目的。这种方法设备简单，造价低，除尘这种方法设备简单，造价低，除尘效果好而且能除去气流中一些有害气体；效果好而且能除去气流中一些有害气体；缺点是用水量塔，易产生腐蚀性液体以缺点是用水量塔，易产生腐蚀性液体以及需及时对废水、废浆进行处理。及需及时对废水、废浆进行处理。
48、78 79 5、过滤式除尘装置、过滤式除尘装置 这种方法是使含尘气体通过多孔滤料，这种方法是使含尘气体通过多孔滤料，把气体中的尘粒截留下来而达到除尘的目把气体中的尘粒截留下来而达到除尘的目的。的。这种方法的除尘率高（这种方法的除尘率高（99以上），以上），且对细粉有很强的逋集作用，因而广泛用且对细粉有很强的逋集作用，因而广泛用于各种工业废气除尘中。但它不适用于处于各种工业废气除尘中。但它不适用于处理含水、含油及粘结性粉尘，另外不适合理含水、含油及粘结性粉尘，另外不适合处理高温气体。处理高温气体。80 81 6、静电除尘静电除尘装置装置 这种方法利用特高压直流电源这种方法利用特高压直流电源（40
49、000V）产生的不均匀电场，通过电）产生的不均匀电场，通过电晕放电，使尘粒带电而向电极迁移，在晕放电，使尘粒带电而向电极迁移，在电极上电荷被中和，尘埃聚集在电极上电极上电荷被中和，尘埃聚集在电极上而达到除尘的效果。而达到除尘的效果。这种方法的适用范围广，除尘效率这种方法的适用范围广，除尘效率高，且能耗低，但设备投资大，设备庞高，且能耗低，但设备投资大，设备庞大，占地面积大。大，占地面积大。82 （二）二氧化硫的治理（二）二氧化硫的治理 从排烟中除去从排烟中除去SO2的技术称为的技术称为“排排烟脱硫烟脱硫”,这类技术已相当多，但总起来这类技术已相当多，但总起来可分为湿法和干法两大类。前者是利用可
50、分为湿法和干法两大类。前者是利用SO2为酸性氧化物这一特点，后者是利为酸性氧化物这一特点，后者是利用用SO2的还原性。的还原性。83 1、湿法排烟脱硫（1）钠法）钠法氢氧化钠或亚硫酸钠吸收法氢氧化钠或亚硫酸钠吸收法 这种方法是以这种方法是以NaOH、Na2CO3、或或Na2SO3作为吸收剂吸收作为吸收剂吸收SO2，因为这，因为这种方法吸收速度快，管道和设备不易堵种方法吸收速度快，管道和设备不易堵塞，所以应用较广泛。塞，所以应用较广泛。84 主要反应为：主要反应为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO38
