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1、第二章 大氣環(huán)境,第二節(jié) 大氣污染及大氣污染物,三、大氣污染物,大氣污染物：指由于人類活動或自然過程排入大氣的對環(huán)境或人產生有害影響的那些物質。 種類相當多，據不完全統(tǒng)計，大約有100種左右 1、分類 物理狀態(tài) 氣體狀態(tài)污染物 占90% 固體顆粒狀態(tài)污染物（懸浮于空氣 中）占10%,,形成過程 ： 一次污染物：指直接從污染源排放的污染 二次污染物：指由一次污染物在大氣中互相作用 經化學反應或光化學反應形成的與一次污染物的理化性質完全不同的新的大氣污染物。其毒性比一次污染物還強。,,化學狀態(tài) ：P19表2-2 含硫化合物 SO2 、H2S、

2、 MSO4 含氮化合物 NO、NH3 、MNO3 碳的氧化物 碳氫化合物 鹵素化合物 顆粒物 放射性物質,,2、主要大氣污染物 1）顆粒物 顆粒物指大氣中液體固體狀物質，又稱塵，其中有固體的灰塵，煙塵、煙霧，以及液體的云霧、霧滴。粒經分布大致在100um0.002um。 按粒徑大小可分為兩類: 降塵:指粒徑30 um的顆粒,它們可在重力作用下降落下來，稱為降塵。塵的自然沉降量，用每個月沉降于單位面積上塵的重量表示，即t/（km2 月）。它作為大氣污染程度的指標之一。,、飄塵：指粒徑10 um的長期飄浮在大氣中的是浮狀顆粒。它包括粒徑在10um0

3、.25 um的在空氣中等速沉降的霧塵，以及粒徑小于0.1 um的隨空氣作布朗運動的云霧塵。 由于小于0.1 um的微粒，不因重力作用而沉降，可懸浮在大氣中長達數日或數年之久，能被人直接吸入呼吸道內造成危害，而且易將污染物帶到很遠的地方，導致污染范圍擴大。,、總懸浮顆粒（TSP） 指飄浮在空氣中各種不同粒徑的液體或固體微粒（粒徑在100um0.002 um ）的總量稱總懸浮顆粒物。 一般指用大流量采樣器，流量為1.1m3/min1.7 m3/min，用超細玻璃纖維濾膜面積為20.3cm25.4cm,連續(xù)采集24h，所得顆粒物總量，作為總懸浮顆粒物的日平均濃度，（mg/m3 或 ug/m3 ），其

4、量的多少，反映大氣質量的好壞，是大氣質量的一個重要指標。,2）硫氧化合物 硫氧化合物（SOx）主要通常有SO2、SO3、S2O3、SO 等，其中SO2是大氣中分布最廣，影響最大的污染物質，常用SO2作為大氣污染的指標，（人類活動排放的SO2總量僅次于CO） 危害機理：2SO2+O22SO3 SO3+H2OH2SO4 MSO4 H2SO4 和MSO4可形成硫酸霧和酸性降水危害 SOX大部分來自煤和石油的燃燒、石油煉制、有色金屬冶煉、硫酸制備等等，在排放SO2的各種過程中約有96%來自燃料燃燒過程。,,通常煤和石油中的硫包括無機硫和有機硫兩種形式，它們燃燒過程中發(fā)生如下反應： 無機硫

5、氧化：無機硫大部分為硫鐵礦，燃燒時氧化為SO2 4FeS2 +11O2 2Fe2O3 +8SO2 形成SO2 后，部分可轉變?yōu)镾O3 ： SO2 +1/2O2=SO3 有機硫氧化：包括硫醇、硫醚等，在燃燒過程中先形成H2S，H2S再被氧化為SO2。,,如硫醇：CH3CH2CH2CH2SH H2S+2H2+2C+C2H4 2H2S+3O2 2H2O+2SO2 CH3CH2 SH2S+2H2+2C+C2H4 CH3CH2 3）碳的氧化物 大氣中主要包括CO2和CO，CO2 是大氣中正常的組成，CO則是大氣中排放呈最多的污染物。,,,,,,CO CO是在燃料不完全燃燒時產生： C+1/2O2 C

6、O C+CO2 2CO CO2 CO+O 城市大氣中CO80%是由汽車排出來的，所以現在北京等一些大城市已制定出汽車尾氣排放標準，未灰到標準的汽車必須進行改進，否則不能使用。,,,,CO的天然源主要有： 甲烷的轉化：生命中機體分解產生的CH4經OH自由基氧化形成CO;海水中CO的揮發(fā)：海水中CO過飽和程度很大，可以不間斷地向大氣提供CO。 植物排放物的轉化：植物排放的萜烯烴，經OH自由基氧化成CO，植物葉綠素的光解產生CO和森林火災，農業(yè)廢棄物焚燒等等產生CO。, CO2 CO2本身是一種元毒的氣體，對人體無顯著危害作用，但CO2對會引起全球性環(huán)境的演變，如氣溫的變暖，所以CO2越來越引起人們

7、的普遍關注。人為產生的CO2，主要是礦物燃料的燃燒過程產生的，天然產生的CO2主要有海洋脫氣，甲烷轉化和動植物呼吸。,4）氮氧化物 氮氧化物是氮的氧化物的總稱，包括：氧化亞氮（N2O，也稱笑氣或一氧化二氮），一氧化氮（NO），二氧化氮（NO2）三氧化二氮（N2O3），四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等，其中N2O5是固體。 大氣中除NO2、NO較穩(wěn)定外,其他氮氧化物都不太穩(wěn)定,故通常所指的氮氧化物主要是NO2、NO的混合物，用NOx ，那么造成大氣污染的NOx主要也是指NO和NO2。,大氣中NOx的人為源主要是燃料的燃燒,燃料燃燒生成的NOx ，可分為燃料型NOx和溫度型 NOx

8、; 燃燒過程中NO的生成量主要與燃燒溫度和空燃比有關。 空燃比=空氣質量/燃料質量 富燃料：空氣的量少于化學計量的量 貧燃料：空氣的量大于化學計量的量,燃燒溫度和NO的生成量的關系如表24所示。,空燃比與NO排放量的關系如圖22所示。,氮氧化物的天然源主要有 1、由生物機體腐爛形成的硝酸鹽，經細菌作用產生的NO及隨后緩慢氧化形成的NO2； 2、生物源產生的氧化亞氧（N2O）氧化形成NOx； 3、有機體中氨基酸分解產生的氨經OH自由基氧化形成的NOx。,據估算，天然源產生的NOx和人為源產生的量幾乎相等。 大氣中的NOx最終轉化為HNO3和硝酸鹽微粒，經濕沉降和干沉降從大氣中去除。,5）碳氫化合

9、物（HC） （定義） 碳氫化合物是以碳元素（C）和氫元素（H）形成的化合物總稱。種類很多，包括烷烴，烯烴，芳烴等等復雜多樣的含碳和氫的化合物。 （來源）該類物質主要是來自石油燃料的不充分燃燒過程和蒸發(fā)過程，其中汽車排放占有相當大的比重，石油煉制，化工生產等也產生多種類型的碳氫化合物，自然源產生的HC大部分是生物活動產生的。,（危害）碳氫化合物是形成光化學煙霧的主要物質，光化學反應產生的衍生物對人們的眼睛有刺激作用；多環(huán)芳烴中有不少是致癌物質，如3、4苯并（2）芘是強致癌物。 大氣污染研究中通常把HC分為： 甲烷CH4：大氣中占80%85%，光化學反應中是惰性的，無害烴 非甲烷烴：（NMHC），

10、主要參與了光化學反應。,CH4的來源：主要源于厭氧細菌的發(fā)酵過程，自然界的淹水土體，如水稻田底有機質的分解。 非甲烷烴: 天然源：由于非甲烷烴種類多，來源也多，其中排放量最大的是由植物釋放的萜烯類化合物，約占總量的65%，目前已發(fā)現的有蒎烯、蒎烯等11種。 其中最主要的還是異戊（間）二烯和單萜烯，二者會在大氣中發(fā)生化學作用而形成光化學氧化劑和氣溶膠粒子。,人為源： 汽油燃燒：汽油燃燒排放非甲烷烴的量約占人為源總量的38.5%。 汽油燃燒后由尾氣排放的產物主要決定于空氣/燃料比。 焚燒：有機物品的焚燒排放。 溶劑蒸發(fā)：有機溶劑的蒸發(fā)而產生。制鞋、油漆 石油蒸發(fā)和運輸損耗。 廢物提煉：資源再利用。

11、 含鹵素化合物：鹵代烴、含氯化合物、氟化物,（6）、其他有害物質 進入大氣的污染物是復雜的，除了上述幾類外，還有金屬類，如：鉛，鉛化合物；鎘，鎘化合物，以及其他氣體，如：氧及氟化氫，氯及氯化氫等，對環(huán)境和人類健康都構成嚴重威脅。 四、大氣污染類型 大氣污染類型主要取決于所用能源的性質和污染物的化學反應特性。此外，氣象條件也起著重要的作用（光照、溫濕度、風等）,根據污染物的化學性質以及它們存在的大氣環(huán)境狀況為依據。 （1）還原型（煤炭型） 這種污染常發(fā)生在以煤炭和石油工業(yè)為燃料的地區(qū)，其主要污染物是SO2、CO和顆粒物。在低溫、高濕度的陰天，風速很小，并伴有逆溫存在的情況下，一次性污染物在低空聚積生成還原性煙霧。如：倫敦煙霧事件發(fā)生時的大氣污染類型，所以也稱之為倫敦煙霧型。,（2）、氧化型（汽車尾氣型） 這種類型大多發(fā)生在以使用石油為燃料的地區(qū)，污染物中一次污染物是CO、NOX、HC化合物。這些大氣污染物在陽光照射下能引起光化學，并生成二次污染物臭氧、醛類、酮類部分酯類。 特點是它們具有強氧化性質，對人眼睛等粘膜有刺激作用，如洛杉磯的光化學煙霧型。,2根據燃料性質和大氣污染物的組成劃分 （1）煤炭型 （2）石油型 （3）混合型 （4）特殊型,