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1、第三章第三章 大气污染与防大气污染与防治下治下第1页，共55页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 全球大气环境问题全球大气环境问题第五节第五节 大气污染综合防治大气污染综合防治第2页，共55页，编辑于2022年，星期二第四节第四节 全球性大气环境问题全球性大气环境问题一、全球变暖与防治对策一、全球变暖与防治对策1 1、近百年来的全球气候变化现状与趋势、近百年来的全球气候变化现状与趋势（1）全球气温上升趋势明显，平均大约上升0.6摄氏度；（2 2）全球气温的变化不呈直进式，而是呈现冷暖交替）全球气温的变化不呈直进式，而是呈现冷暖交替的波动的波动第3页，共55页，编辑于2022年，星期二第4页
2、，共55页，编辑于2022年，星期二2 2、温室效应与温室气体、温室效应与温室气体（1 1）什么是）什么是“温室效应温室效应”?n n所谓所谓“温室温室”即指即指“暖房暖房”，屋顶和四周是玻璃或透明塑，屋顶和四周是玻璃或透明塑料薄膜建成，由于玻璃和料薄膜建成，由于玻璃和 透明塑料薄膜可以使太阳光透明塑料薄膜可以使太阳光(短波短波辐射辐射)射入室内，但室内向外的辐射射入室内，但室内向外的辐射(长波辐射长波辐射)却不易透过却不易透过玻璃或薄膜外逸，使室内温度提高，起到防寒升温、在寒冷玻璃或薄膜外逸，使室内温度提高，起到防寒升温、在寒冷季节也能栽种喜温作物季节也能栽种喜温作物 的作用。的作用。n n
3、大气中的温室气体所起的作用与玻璃温室相同，它不影大气中的温室气体所起的作用与玻璃温室相同，它不影响太阳光照射到地面，但却可以吸收地面向外的红外响太阳光照射到地面，但却可以吸收地面向外的红外(长长波波)辐射，使低层大气变暖，于是人们便把这种作用称辐射，使低层大气变暖，于是人们便把这种作用称 为为“温室效应温室效应”。第5页，共55页，编辑于2022年，星期二（2）温室气体（a）概念当在大气中的浓度增加时，会加剧“温室效应”，引起地区表面和大气层下沿温度升高的气体。（b b）种类）种类n n二氧化碳（二氧化碳（二氧化碳（二氧化碳（COCOCOCO2 2 2 2）、臭氧（）、臭氧（）、臭氧（）、臭氧
4、（O O O O3 3 3 3）、甲烷（、甲烷（CHCH4 4 4 4）、氟利昂、氟利昂、氟利昂、氟利昂（CFCCFCCFCCFC11111111）、一氧化二氮（、一氧化二氮（N N2 2O O O O）等。）等。）等。）等。n n二氧化碳起55的作用，甲烷和氟利昂起20的作用。第6页，共55页，编辑于2022年，星期二3、全球变暖对人类的影响（1 1）海平面上升）海平面上升 沿海地区的海岸线变化；岛国及沿海沿海地区的海岸线变化；岛国及沿海城市经济发展受阻；城市经济发展受阻；图瓦卢2009年10月17日马尔代夫水下会议第7页，共55页，编辑于2022年，星期二3、全球变暖对人类的影响（2 2）
5、气候变化）气候变化温度带北移和降水带的移动；（3）对生物多样化产生影响；（4 4）农业不稳定性增大；）农业不稳定性增大；（5 5）传染性疾病分布范围扩大；）传染性疾病分布范围扩大；（6）改变水资源的分布第8页，共55页，编辑于2022年，星期二4 4、控制全球变暖的综合对策、控制全球变暖的综合对策（1）调整能源战略 提高能源利用率和向清洁能源转化；（2 2）绿化对策；）绿化对策；（3 3）控制人口，提供粮产，限制毁林；）控制人口，提供粮产，限制毁林；（4 4）加强环境意识教育，促进全球合作；）加强环境意识教育，促进全球合作；（5 5）发达国家应负主要责任。）发达国家应负主要责任。第9页，共55
6、页，编辑于2022年，星期二二、臭氧层破坏与防治对策二、臭氧层破坏与防治对策1 1、臭氧层破坏的机理、臭氧层破坏的机理（1 1）臭氧的自然平衡过程）臭氧的自然平衡过程式中式中M M为反应第三体，一般是氮分子或氧分子。为反应第三体，一般是氮分子或氧分子。第10页，共55页，编辑于2022年，星期二（2 2）当有活性催化物质存在时）当有活性催化物质存在时式中式中Y Y为活性催化物，在反应中并不消耗，有些物质可在平流层为活性催化物，在反应中并不消耗，有些物质可在平流层中存在数年，所以一个中存在数年，所以一个Y Y自由基可以破坏数万或数十万个臭氧分自由基可以破坏数万或数十万个臭氧分子。子。Y物种包括三
7、大家族：奇氢家族奇氢家族HOHOx x、奇氮家族、奇氮家族NONOx x和奇卤家族和奇卤家族XOXOx。第11页，共55页，编辑于2022年，星期二（3 3）氯氟烃（氯氟烃（氯氟烃（氯氟烃（CFCCFCCFCCFC）类物质是臭氧层破坏的一个主要原因）类物质是臭氧层破坏的一个主要原因）类物质是臭氧层破坏的一个主要原因）类物质是臭氧层破坏的一个主要原因 CFCCFCCFCCFC的化学稳定性好，在对流层不易分解而进入平流层。的化学稳定性好，在对流层不易分解而进入平流层。的化学稳定性好，在对流层不易分解而进入平流层。的化学稳定性好，在对流层不易分解而进入平流层。到达平流层到达平流层到达平流层到达平流层
8、CFCCFCCFCCFC受到短波紫外线的照射，分解为受到短波紫外线的照射，分解为受到短波紫外线的照射，分解为受到短波紫外线的照射，分解为ClClClCl自由基，自由基，自由基，自由基，参与臭氧的消耗。参与臭氧的消耗。参与臭氧的消耗。参与臭氧的消耗。常用的常用的常用的常用的CFCCFCCFCCFC中中中中CFC-11(CFClCFC-11(CFCl3 3）和和和和 CFC-12(CFCFC-12(CFCFC-12(CFCFC-12(CF2 2ClCl2 2 2 2）的寿命的寿命的寿命的寿命大约为大约为大约为大约为50505050年和年和年和年和110110110110年，有的年，有的年，有的年，
9、有的CFCCFCCFCCFC的寿命可达数千年。的寿命可达数千年。的寿命可达数千年。的寿命可达数千年。第12页，共55页，编辑于2022年，星期二2 2 2 2、臭氧层的变化对人类的影响、臭氧层的变化对人类的影响、臭氧层的变化对人类的影响、臭氧层的变化对人类的影响（1 1）对人类健康的影响）对人类健康的影响 增加皮肤癌和白内障的发病率；增加皮肤癌和白内障的发病率；（2 2）对植物的影响）对植物的影响 使农作物减产；使农作物减产；（3 3）对水生系统的影响）对水生系统的影响 减少浮游生物的产量；减少浮游生物的产量；（4 4）对城市大气质量和建筑材料的影响）对城市大气质量和建筑材料的影响 易发生光化
10、学反应、产生光化学烟雾；易发生光化学反应、产生光化学烟雾；加速建筑材料的老化。加速建筑材料的老化。第13页，共55页，编辑于2022年，星期二3 3、应对措施、应对措施（1 1）提高利用效率，降低操作损失；）提高利用效率，降低操作损失；（2 2）回收和再循环；）回收和再循环；（3 3）改进）改进CFCCFC产品；产品；（4）非CFC产品的替代品。第14页，共55页，编辑于2022年，星期二三、酸雨与防治措施三、酸雨与防治措施1 1、酸雨、酸雨(acid rain)(acid rain)概念概念n npHpH低于低于低于低于5.65.6的降水，包括雨、雪、霜、雾雹与露等各的降水，包括雨、雪、霜、
11、雾雹与露等各的降水，包括雨、雪、霜、雾雹与露等各的降水，包括雨、雪、霜、雾雹与露等各种降水形式。种降水形式。种降水形式。种降水形式。第15页，共55页，编辑于2022年，星期二 2、世界酸雨分布北美、西欧、北欧和我国西南地区北美、西欧、北欧和我国西南地区第16页，共55页，编辑于2022年，星期二3、中国酸雨分布n n两控区（两控区（酸雨控制区和二氧化硫控制区酸雨控制区和二氧化硫控制区）n n包括包括包括包括175175175175个地级以上城市和地区，总面积个地级以上城市和地区，总面积个地级以上城市和地区，总面积个地级以上城市和地区，总面积109109109109万万万万km2km2km2k
12、m2，其中酸雨控，其中酸雨控，其中酸雨控，其中酸雨控制区为制区为制区为制区为80808080万万万万km2km2km2km2；二氧化硫控制区为；二氧化硫控制区为；二氧化硫控制区为；二氧化硫控制区为29292929万万万万km2km2km2km2；n n两控区内总人口占全国人口的两控区内总人口占全国人口的两控区内总人口占全国人口的两控区内总人口占全国人口的39393939，国内生产总值占全国的，国内生产总值占全国的，国内生产总值占全国的，国内生产总值占全国的67676767。n n包括四个直辖市、包括四个直辖市、包括四个直辖市、包括四个直辖市、21212121个省会城市、个省会城市、个省会城市、
13、个省会城市、4 4 4 4个经济特区、个经济特区、个经济特区、个经济特区、11111111个沿个沿个沿个沿海开放城市。海开放城市。海开放城市。海开放城市。第17页，共55页，编辑于2022年，星期二第18页，共55页，编辑于2022年，星期二4、酸雨的来源（1）天然排放的硫化合物和氮化合物；非生物源，如：海浪溅沫、火山喷发等；生物源，如：细菌分解有机物。生物源，如：细菌分解有机物。（2 2）人为排放的硫化合物和氮化合物）人为排放的硫化合物和氮化合物 化石燃料的燃烧产生的化石燃料的燃烧产生的化石燃料的燃烧产生的化石燃料的燃烧产生的SOSOSOSO2 2 2 2和和和和NOxNOxNOxNOx排放
14、是产生酸雨的根本原排放是产生酸雨的根本原排放是产生酸雨的根本原排放是产生酸雨的根本原因。因。因。因。第19页，共55页，编辑于2022年，星期二第20页，共55页，编辑于2022年，星期二第21页，共55页，编辑于2022年，星期二第22页，共55页，编辑于2022年，星期二5、酸雨的形成（1）SO2的氧化途径途径一（催化氧化）：途径二（光化学氧化）：第23页，共55页，编辑于2022年，星期二第24页，共55页，编辑于2022年，星期二（2）NOx的氧化途径（a）NO的氧化途径途径一（NO氧化成NO2）：途径二（NO氧化成HONO和HNO3）第25页，共55页，编辑于2022年，星期二（b）
15、NO2的氧化途径第26页，共55页，编辑于2022年，星期二3 3、酸雨的危害、酸雨的危害（1 1）对水生生态系统的影响）对水生生态系统的影响（a a）使水体）使水体pHpH值降低，导致鱼类死亡；值降低，导致鱼类死亡；（b b）浸渍了土壤，侵蚀了矿物，使）浸渍了土壤，侵蚀了矿物，使AlAl等金属元素进入水体；等金属元素进入水体；（c c）由于磷酸盐与）由于磷酸盐与AlAl等金属化合，使磷酸盐营养价值降低，影响水生等金属化合，使磷酸盐营养价值降低，影响水生生物的初级生产力。生物的初级生产力。第27页，共55页，编辑于2022年，星期二3 3、酸雨的危害、酸雨的危害（2 2）对陆生生态系统的影响）
16、对陆生生态系统的影响 导致森林大面积死亡导致森林大面积死亡（3 3）对农作物的影响）对农作物的影响（4 4）对各种材料的侵蚀作用）对各种材料的侵蚀作用（5）间接影响人体健康。第28页，共55页，编辑于2022年，星期二4 4、防治措施、防治措施（1）使用低硫燃料或改进燃烧装置；（2）烟气脱硫脱氮；（3）控制汽车尾气排放第29页，共55页，编辑于2022年，星期二第五节第五节 大气污染综合防治大气污染综合防治第30页，共55页，编辑于2022年，星期二一、大气污染的治理一、大气污染的治理（一）烟气治理的基本流程（一）烟气治理的基本流程第31页，共55页，编辑于2022年，星期二（二）烟气中颗粒物
17、的消除（二）烟气中颗粒物的消除1、除尘器分类（1）机械力除尘器：包括重力沉降室；惯性沉降室和旋风除尘器；（2）过滤式除尘器：包括袋式除尘器和颗粒层除尘器；（3）静电除尘器：包括干式静电除尘器和湿式静电除尘器；（4）湿式除尘器：包括喷雾塔、填料塔、文丘里洗涤器等。第32页，共55页，编辑于2022年，星期二2、重力沉降室第33页，共55页，编辑于2022年，星期二（1 1）除尘原理：利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然）除尘原理：利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理，将颗粒污染物与气体分离的过程。沉降的原理，将颗粒污染物与气体分离的过程。（2）重力沉降室的性能与特点（a a）结构简单、
18、造价低、耗能小、便于维护管理；）结构简单、造价低、耗能小、便于维护管理；（b b）可以处理高温气体，处理最高温度一般为）可以处理高温气体，处理最高温度一般为350350550550；（c）阻力一般为50130Pa；（d）体积大，除尘效率较低，一般为8090，只能去除粒径大于4050m的颗粒。（3）重力沉降室的分类水平气流沉降室和竖直气流沉降室两种。第34页，共55页，编辑于2022年，星期二3、旋风除尘器第35页，共55页，编辑于2022年，星期二（1 1）除除尘尘机机理理：使使含含尘尘气气体体作作旋旋转转运运动动，利利用用离离心心力力作作用用将将尘粒从气流中分离并被捕集。尘粒从气流中分离并被
19、捕集。（2）性能与特点（a a）结构简单、造价低、便于维护管理；）结构简单、造价低、便于维护管理；（b）除尘效率一般为85左右，高效旋风除尘器效率可达90。（c）只能去除粒径大于10微米的颗粒，对于粒径小于5微米的颗粒没有去除能力。第36页，共55页，编辑于2022年，星期二4 4、袋式除尘器、袋式除尘器第37页，共55页，编辑于2022年，星期二5 5、电除尘器、电除尘器第38页，共55页，编辑于2022年，星期二（1 1）除尘机理：利用静电力将固体或液体颗粒从气流中）除尘机理：利用静电力将固体或液体颗粒从气流中分离并被捕集。分离并被捕集。（2 2）电除尘器的性能与特点）电除尘器的性能与特点
20、n n优点：优点：（a a）除除尘尘效效率率高高（可可达达9999）；（b b）能能耗耗低低（0.20.20.8kWh/1000m0.8kWh/1000m3 3烟烟气气）；（c c）阻阻力力小小（100100300Pa300Pa）；（d d）耐耐高高温温（350350）；（e e）处处理理烟烟气气量量大大（10105 5106 6m3/h/h）；（f f）可以处理）可以处理0.1m0.1m的颗粒。的颗粒。n n缺点：（a a）一次性投资大、占地面积大；（）一次性投资大、占地面积大；（b b）除尘效率受颗粒比、）除尘效率受颗粒比、电阻等物理性质限制；（电阻等物理性质限制；（c c）不适用直接处理
21、高浓度含尘气）不适用直接处理高浓度含尘气流。流。第39页，共55页，编辑于2022年，星期二6 6、湿式除尘器、湿式除尘器第40页，共55页，编辑于2022年，星期二（1 1）除尘机理：用水或其它液体与含尘废气相互接触，从而实现）除尘机理：用水或其它液体与含尘废气相互接触，从而实现分离和捕集尘粒和吸收有害气体。分离和捕集尘粒和吸收有害气体。（2 2）湿式除尘器的性能与特点）湿式除尘器的性能与特点n n优点：优点：（a a）耗耗能能相相同同的的情情况况下下，除除尘尘效效率率比比干干式式除除尘尘器器的的效效率率高高；（b b）可可以以处处理理高高温温、高高湿湿、高高比比电电阻阻、易易燃燃易易爆爆的
22、的含含尘尘气气体体；（c c）除尘的同时，可以去除有害气体污染物。）除尘的同时，可以去除有害气体污染物。n n缺点：缺点：（a a）沉沉渣渣需需处处理理，否否则则易易造造成成二二次次污污染染；（b b）用用水水量量大大；（c c）净净化含腐蚀性气态污染物时，洗涤水具有腐蚀性；（化含腐蚀性气态污染物时，洗涤水具有腐蚀性；（d d）能耗较大。）能耗较大。（3 3）湿式除尘器的分类）湿式除尘器的分类n n（a a）重重力力喷喷雾雾除除尘尘器器；（b b）旋旋风风水水膜膜除除尘尘器器；（c c）贮贮水水式式冲冲击击水水浴浴除除尘尘器器；（d d）板板式式塔塔除除尘尘器器；（e e）填填料料塔塔除除尘尘
23、器器；（f f）文丘里除尘器；（）文丘里除尘器；（g g）机械动力洗涤除尘器。）机械动力洗涤除尘器。第41页，共55页，编辑于2022年，星期二（三）烟气脱硫（三）烟气脱硫1、湿法烟气脱硫技术目前世界上已开发的湿法烟气脱硫技术，主要有石灰石目前世界上已开发的湿法烟气脱硫技术，主要有石灰石(石灰石灰)石膏洗涤法、氨吸收法、钠碱法、钙碱法等。石膏洗涤法、氨吸收法、钠碱法、钙碱法等。据国际能源机构煤炭研究组织统计，湿法脱硫占世界安据国际能源机构煤炭研究组织统计，湿法脱硫占世界安装烟气脱硫的机组总容量的装烟气脱硫的机组总容量的85%85%，其中石灰石法占，其中石灰石法占36.7%36.7%，其他湿法脱
24、硫技术约占，其他湿法脱硫技术约占48.3%48.3%。这些装置中，用于燃煤。这些装置中，用于燃煤含硫量小于含硫量小于1%1%的装置占的装置占23%23%，用于燃煤含硫量，用于燃煤含硫量1%1%2%2%的占的占28%28%，用于燃煤含硫量大于，用于燃煤含硫量大于2%2%的占的占48%48%。以湿法烟气脱硫。以湿法烟气脱硫为主的国家有日本（为主的国家有日本（98%98%）、美国）、美国(92%)(92%)、德国、德国(90%)(90%)等。等。第42页，共55页，编辑于2022年，星期二氨吸收法烟气脱硫工艺原理：用亚硫酸铵水溶液作为吸收二氧化硫的吸收剂，生成亚硫酸氢铵 NH4SO3+SO2=NH4
25、HSO3第43页，共55页，编辑于2022年，星期二氨酸法H2SO4+2NH4HSO3=(NH4)2SO4+2SO2+2H20HNO3+NH4HSO3=NH4NO3+SO2+H20氨吸收法烟气脱硫工艺第44页，共55页，编辑于2022年，星期二氨吸收法烟气脱硫工艺氨亚氨法NH3+NH4HSO3=(NH4)2SO3NH4HCO3+NH4HSO3=(NH4)2SO3+CO2+H20第45页，共55页，编辑于2022年，星期二氨吸收法烟气脱硫工艺氨硫氨法NH3+NH4HSO3=(NH4)2SO32(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4第46页，共55页，编辑于2022年，星期二钠碱法烟气脱硫
26、工艺原理：用氢氧化钠或碳酸钠水溶液作为吸收二氧化硫的吸收剂，生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合液。2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3第47页，共55页，编辑于2022年，星期二钠碱法烟气脱硫工艺亚硫酸钠法NaHSO3+2NaOH=Na2SO3+H2O第48页，共55页，编辑于2022年，星期二钠碱法烟气脱硫工艺亚硫酸钠循环法或威尔曼洛德钠法2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O第49页，共55页，编辑于2022年，星期二2 2、干法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术活性炭吸附法活性炭吸附法催化氧化法催
27、化氧化法第50页，共55页，编辑于2022年，星期二（四）烟气脱硝（四）烟气脱硝1 1、吸收法吸收法 利用吸收剂对利用吸收剂对利用吸收剂对利用吸收剂对NONONONOX X X X吸收的一种治理技术，常用的吸吸收的一种治理技术，常用的吸吸收的一种治理技术，常用的吸吸收的一种治理技术，常用的吸收剂有碱液、稀硝酸和浓硫酸等收剂有碱液、稀硝酸和浓硫酸等收剂有碱液、稀硝酸和浓硫酸等收剂有碱液、稀硝酸和浓硫酸等第51页，共55页，编辑于2022年，星期二（四）烟气脱硝（四）烟气脱硝2 2 2 2、吸附法、吸附法、吸附法、吸附法 利用吸附剂对利用吸附剂对利用吸附剂对利用吸附剂对NONONONOX X吸收的
28、一种治理技术，常用的吸吸收的一种治理技术，常用的吸附剂有活性炭和沸石分子筛等附剂有活性炭和沸石分子筛等第52页，共55页，编辑于2022年，星期二（四）烟气脱硝（四）烟气脱硝3 3 3 3、催化还原法、催化还原法、催化还原法、催化还原法 利用还原剂对利用还原剂对利用还原剂对利用还原剂对NONONONOX X X X还原为氮气和水的一种治理技术，还原为氮气和水的一种治理技术，还原为氮气和水的一种治理技术，还原为氮气和水的一种治理技术，非选择性催化还原非选择性催化还原非选择性催化还原非选择性催化还原选择性催化还原选择性催化还原选择性催化还原选择性催化还原第53页，共55页，编辑于2022年，星期二（五）汽车尾气治理（五）汽车尾气治理1、一段净化法一段净化法2 2、二段净化法、二段净化法3 3、三元催化法、三元催化法第54页，共55页，编辑于2022年，星期二二、综合防治措施二、综合防治措施1、改变能源结构；2、采用合理的工业布局；3、采用区域集中供暖和供热；4、减少交通废气污染；5、绿化造林；6、加强对大气污染物的治理第55页，共55页，编辑于2022年，星期二