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对大气污染的认识及防治措施
姓名：郑晓丽
学号：20105051242 化学化工学院
化学专业
摘要：随着科技的发展，人们生活水平的不断提高，越来越多的人开始关注健康问题，当然也包括我们居住的环境，尤其是空气质量，本文简单介绍了大气污染的概念，大气污染的危害，以及防止和治理。关键词：大气污染、大气污染物、防治、治理
Abstract: with the development of science and technology, the improvement of people's living standard, more and more people begin to pay attention to health problems, including our living environment, especially air quality, this paper briefly introduces the concept of atmospheric pollution, air pollution, and prevention and treatment.Key words: air pollution, air pollutants, control, management
一、什么是大气污染
按照国际标准化组织（ISO）的定义，“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象”。
二、大气污染物包括哪些物质
大气污染物主要可以分为两类，即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。
颗粒物： 指大气中液体、固体状物质，又称尘。
硫氧化物： 是硫的氧化物的总称，包括二氧化硫，三氧化硫，三氧化二硫，一氧化硫等。
碳的氧化物： 主要包括二氧化碳和一氧化碳。
氮氧化物： 是氮的氧化物的总称，包括氧化亚氮，一氧化氮，二氧化氮，三氧化二氮等。
碳氢化合物： 是以碳元素和氢元素形成的化合物，如甲烷、乙烷等烃类气体。
其它有害物质： 如重金属类，含氟气体，含氯气体等等。
三、我国城市大气污然的现状
中国城市化和工业化的快速发展与能源消耗的迅速增加,给城市带来了很多空气污染问题。20 世纪 70 年代期间,煤烟型污染排放成为中国工业城市的特点;80 年代, 许多南方城市遭受严重的酸雨危害;近年来, 汽车尾气排放的 NOx、CO 及随后形成的光化学烟雾,使得许多大城市的空气质量恶化。自 20 世纪 70 年代以来, 中国政府加强了对环保工作的力度, 颁布并采取了一些大气污染政策和措施, 收到一定的效果, 但从总体来看, 环境污染和破坏还没有完全被控制。中国已是世界少数大气污染最严重的国家之一, 治理任务艰巨, 任重道远。
3.1我国大气污染现状：
3.1.1 我国城市大气环境状况我国实施的环境空气质量标准(GB3095-1996),规定了 10 项污染物不允许超过浓度限值,这 10 项污染物为二氧化硫(SO2),总悬浮颗粒物(TSP),可吸入颗粒物(PM10),氮氧化物(NOx),二氧化氮(NO2),一氧化碳(CO),臭氧(O3),铅(Pb),苯并(a)芘(BaP),氟化物(F)。根据 2004 年环境状况公报[1], 全国城市空气质量总体上与上年变化不大, 部分污染较严重的城市空气质量有所改善, 劣三级城市比例下降, 但空气质量达到二级标准城市的比例也在降低。总悬浮颗粒物(TSP)或可吸入颗粒物(PM10)是影响城市空气质量的主要污染物, 部分地区二氧化硫污染较重, 少数大城市氮氧化物浓度较高。酸雨区范围和频率保持稳定, 酸雨区面积约占国土面积的 30%。
3.1.2 我国城市大气污染特点中国是一个发展中国家, 城市化正在加速发展, 由于过去对环保认识不足, 大气污染近几年又有进一步加重的趋势。具体地说, 我国城市大气污染具有以下特点[2-4]。
1、总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(PM10)含量高据环境公报, 我国城市空气质量恶化的趋势有所减缓, 总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(PM10)是影响城市空气质量的主要污染物, 部分地区二氧化硫污染严重, 少数大城市氮氧化物浓度较高。在调查的 341 个城市中, 64%的城市总悬浮颗粒物平均浓度超过国家空气质量二级标准, 其中 101 个城市颗粒物平均浓度超过三级标准, 占29.2%。
2、含菌量大由于城市人均绿地面积小, 人口密集, 大气中的细菌含量高。个别城市街道每立方空气中含菌量达数十万个, 商场每立方米空气中含菌量达数百万个。
3、煤烟型污染占重要地位。燃煤是形成我国大气污染的根本原因。我国能源结构中煤炭占76.12%, 工业能源结构中燃煤占 73.9%, 在工业燃煤的设备中又以中小型为主。预测表明, 我国国内生产总值每增加 1%, 废气排放量增长0.55%。2000 年, 全国工业废气排放总量 138.145×108 立方米, 其中燃料燃烧废气占 59.3%, 生产工艺废气占 40.7%。
4、新兴城市和小城市大气污染也日益严重由于前几年一些小城市和新兴城市, 在追求经济增长速度的同时, 没有把环境保护放在同等重要的地位。搞粗放经营, 浪费资源, 耗能过大, 污染严重。尤其是二氧化硫和悬浮颗粒物严重超标, 甚至出现了酸雨情况。
5、部分城市污染转型随着城市机动车辆的迅猛增加, 我国一些大城市的大气污染正在由煤烟型向汽车尾气型转变。有资料报道, 我国多数大城市中, 机动车排放造成的污染已占城市大气污染的 60%以上。以上海和广州为例,上海机动车排放污染分担率 CO 为 86%。NOx 为 56%;广州 CO 为89%, NOx 为 79%。以上数据表明, 机动车排放污染已成为部分大气污染的主要来源。此外, 我国城市大气污染还具有北方比南方严重;冬季重于夏季,且差距正在缩小;产煤区重于非产煤区;大城市污染最严重, 特大城市次之, 中等城市和小城市再次之的特点。
在目前大气污染严重的情况下, 根据我国国情要解决城市污染问题, 必须加大执法力度, 彻底改变“有法不依, 执法不严”的状况, 提高生产技术水平, 控制污染源, 在旧城改建和新建城市规划时, 合理布局工业企业, 合理规划城市绿地, 提高城市绿化水平。控制大气污染源是治理大气污染的关键, 合理工业布局重在防, 而生物措施, 搞好城市绿化是防治结合。三者应并重, 不可偏废[5-7]。
四、大气污染的防治和治理 4.1大气污染的防治技术
目前排除大气污染物的过程和装置可分为如下几类：①颗粒污染物控制，如重力沉降、旋风除尘、过滤式除尘、静电除尘以及湿式洗涤除尘；②气态污染物控制，如吸收净化、吸附净化、催化转化、燃烧、冷凝、膜分离及生物法等；③污染物稀释法控制，主要是高烟囱排放。
4.1.1除尘技术简介
根据除尘技术原理，可以概括为机械力除尘、静电除尘、过滤除尘和洗涤除尘四种类型。
4.1.1.1机械力除尘
续作螺旋流动。最后，净化气体经排气管排出器外，通常称此为内旋流。一部分未被捕集的颗粒也随之带出。影响旋风除尘器捕集效率的主要因素有如下几种。①二次效应理论上可以认为旋风除尘器对于某一粒径的颗粒，其捕集效率为100％，而对小于此粒径的捕集效率为0％。②比例尺寸高效旋风除尘器的各个部件之间都有一定的尺寸比例。③物理性质影响捕集效率的物理性质主要有气体的密度和黏度以及颗粒的密度等。因为颗粒密度远大于气体密度，故气体密度的变化对效率的影响可以忽略。④过程变量包括气体的流量、温度以及颗粒在气体中的浓度。
4.1.1.2静电除尘
静电除尘是利用高压电场产生的静电力(库仑力)的作用从气流中分离悬浮粒子(尘粒或液滴)的一种方法。它分离的能量通过静电力直接作用于尘粒上，而不是作用在整个气流上，因此分离尘粒所消耗的能量很低。一般处理1000m3的含尘气体，所耗电能只为0．1～0．8kW/h，气压损失也很小，约为100∽1000Pa。静电除尘的效率很高，一般可大于99％，且对很微小的尘粒也有足够高的捕集效率。此外，由于静电除尘还具有处理气量大(处理气量为10j～10sIll/h是很常见的)、能连续操作、可用于高温、高压的场合等优点，故被广泛应用于冶金、化工、能源、材料、纺织等工业部门。但静电除尘的主要缺点是设备庞大，占地面积大，一次性投资费用高，不易实现对高比电阻粉尘的捕集，不能去除气体污染物和易爆气体。4.1.1.3过滤除尘
过滤除尘的原理是惯性碰撞、拦截、扩散、重力和静电力等粉尘粒子的沉降机理是分析过滤除尘器滤尘机理的理论基础。过滤除尘器的滤尘过程比较复杂，一般来讲，粉尘粒子在捕集体上的沉降，即分离过滤，并非只有一种沉降过滤机理在起作用，而是多种沉降分离过滤机理联合作用的结果。4.1.2有害气体治理基本方法简介
1、气态污染物的控制方法主要是利用物化性质的不同(如溶解度、吸附饱和度、露点、泡点、选择性化学反应等)，借助分子间和分子内的作用力来完成。利用物质的溶解度不同来分离气态污染物的方法称为吸收法；利用物质吸附饱和度的差异来分离气态污染物的方法称为吸附法；靠物质露点的不同的分离方法称
附剂往往具有高的选择性和高的分离效果，能脱除痕量(ppm级)物质，所以在空气污染控制中，吸附净化法日益受到重视，特别是用于其他方法难于分离的低浓度有害物质和排放标准要求严格的废气处理。
4、催化净化法催化净化法是利用催化剂在化学反应中的催化作用，将废气中有害的污染物转化成无害的物质，或转化成更易处理和回收利用的物质。该法与其他净化法的区别在于，化学反应发生在气流与催化剂接触过程中，反应物和产物无需与主气流分离，因而避免了其他方法可能产生的二次污染，使操作过程大为简化。催化法的另一个特点是对不同浓度的污染物均具有较高的去除率。因此，它已成功地应用于脱硫、脱硝、汽车尾气净化和有机废气净化等方面。但该法所用催化剂价格较高，废气预热要耗一定能量。催化法包括催化氧化法和催化还原法两种，主要用于S02和NO。的去除。该方法净化效率高，净化效率受废气中污染物浓度影响较小。而且在治理过程中，无需将污染物与主气流分离，可直接将主气流中的有害物转化为无害物，避免了二次污染。但所用催化剂价格往往比较昂贵，操作上要求较高，废气中的有害物质很难作为有用物质进行回收等是该法存在的缺点。催化转化法一般在气固相催化反应器中完成，工业上常用的有固定床、移动床及流化床等，而以固定床的使用最为广泛。能够加速化学反应速度而其本身的化学性质和数量在反应前后没有改变的物质称为催化剂或触媒。催化剂在化学反应过程中所起的加速作用称为催化作用。若催化剂和反应物处于同一相时，叫均相催化；当催化剂与反应物处在不同相时，称为多相催化。对于气态污染物的催化净化而言，催化剂通常是固体，因而属于气固相多相催化。从反应动力学角度看，任何化学反应的进行，都需要一定的活化能，而活化能的大小直接影响到反应速度的快慢。实验表明，催化剂加速反应速度正是通过降低活化能来实现的。在催化反应中，催化剂的加入，诱发了原化学反应所没有的中间反应，使化学反应沿着新的途径进行。新的反应历程往往包括一系列的基元反应，而在每个基元反应中，由于反应分子与催化剂生成了不稳定的活化络合物，反应分子的化学键发生松弛，使得其活化能大大低于原反应活化能，因而化学反应速度明显加快。催化剂的作用除了能加快化学反应速度外，还具有以下两个特征。①催化剂只能缩短反应达到平衡的时间，而不能使平衡移动，更不能使热力学上不可能发生的反应发生。②催化作用具有特殊的选择性。对同种催化剂而言，在不同的化学反应中可表现出明显不同的活性，而对相同的反应物来说，选择不同
边做起保护环境，改善空气质量，让大气污染的程度降到最低。
[1] 中国环保总局.2004 年中国环境状况公报[R],2005,4 [2] 吴忠标等.城市大气环境概论[D],化学工业出版社,2003,7.[3] 张庆阳等.城市大气污染治理有关研究[J],气象科技,2001,4:6-10 [4] 李晶等.浅谈城市大气污染现状及其综合防治[J],云南环境科学,2003,3:43-45.[5] 姜罡丞等.我国城市大气污染及其防治对策[J],许昌师专学报(社会科学版),1999,2:27-28.[6] 王鲜先等.我国城市大气污染及其防治对策[J],内蒙古环境保护,2006,3:28-30.[7] 边红枫等.我国城市大气污染及其生物防治对策研究[J],东北师范大学报,2001,3:79-83.[8] 黄振中.中国大气污染防治技术综述[J],世界科技研究与发展,2004,4:30-35.[9] 陈传宏, 田保国.21 世纪初期中国环境保护与生态建设科技发展战略研究[M],第一版.中国环境科学出版社,2001.
