第三章大气环境 第一节大气的结构和组成 、大气的结构 根据大气在垂直方向上的300 温度、化学成分、荷电等物理 热成层 特性,同时考虑大气垂直运动 100 状况,将大气圈分为5层。对9 中间层顶 流层、平流层、中间层、热成80 电离层 层、逸散层 70上中间层 二、大气的组成及作用 ---平流层顶 干洁空气:N2、O2、Ar 平流层 臭氧吸收 水滴:云滴、雾滴 冰晶和固体微粒:尘埃、。 流 250 花粉等。 绝对温度(K) 二氧化碳:呼吸作用,有 机体的燃烧与分解。在大气中 的含量有增加的趋势。强烈吸 收地面的长波辐射,引起温室 效应的加剧。 臭氧:高空通过光化学作用,低空通过闪电或有机物氧化及高空 传输。能大量吸收太阳紫外线,使地面生物免受过量紫外线的灼伤 自然大气中含量很少。随高度分布不均匀,也随纬度和时间而异 水汽:海洋和地面蒸发与植物蒸腾。随时间、地点变化很大。在 铅直方向,一般随高度增加而减少。形成云、雾、雨、雪等大气现象 对生物的生长和发育有重要影响 微粒:固体微粒与液体微粒。影响太阳辐射传输,使能见度
第三章 大气环境 第一节 大气的结构和组成 一、大气的结构 根据大气在垂直方向上的 温度、化学成分、荷电等物理 特性，同时考虑大气垂直运动 状况，将大气圈分为 5 层。对 流层、平流层、中间层、热成 层、逸散层。 二、大气的组成及作用 干洁空气：N2、O2 、Ar 、 CO2； 水滴：云滴、雾滴； 冰晶和固体微粒：尘埃、 花粉等。 二氧化碳：呼吸作用，有 机体的燃烧与分解。在大气中 的含量有增加的趋势。强烈吸 收地面的长波辐射，引起温室 效应的加剧。 臭氧：高空通过光化学作用，低空通过闪电或有机物氧化及高空 传输。能大量吸收太阳紫外线，使地面生物免受过量紫外线的灼伤。 自然大气中含量很少。随高度分布不均匀，也随纬度和时间而异。 水汽：海洋和地面蒸发与植物蒸腾。随时间、地点变化很大。在 铅直方向，一般随高度增加而减少。形成云、雾、雨、雪等大气现象。 对生物的生长和发育有重要影响。 微粒：固体微粒与液体微粒。影响太阳辐射传输，使能见度 臭氧 吸收 300 平流层顶 （+） （-） 平流层 对流层 对流层顶 散逸层 （+） （-） （+） 热成层 电离层 中间层 中间层顶 200 250 绝对温度（K） 500 3000 70 80 50 60 20 40 90 300 400 200 100 0 10 30 高高高km高 高度（km）
变低,有的能起凝结核的作用。 第二节大气污染和污染物 、大气污染的发生 1、大气污染的概念 大气污染:指大气中一些物质的含量达到有害程度,以致破坏人 和生态系统的正常生存和发展,对人体、生态和材料造成危害的现象 、大气污染的发生 ①人为源;②天然源 般来说天然源造成的大气污染,经过一定时间后会得到恢复 所以,通常所说的大气污染主要指由人类活动造成的污染现象 二、大气污染物的来源 大气污染源:指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害 影响的场所、设备和装置 (一)天然污染源 1、火山喷发 SO2、H2S、CO、CO2、H、火山灰等 2、森林火灾 SO2、CO、CO2、NO2、HC等。 3、自然尘 风砂、土壤尘。 4、森林植物释放 HC。 5、海浪飞沫 MSO4MNO2。 (二)人为污染源 1、工业污染源 化石燃料的燃烧
变低，有的能起凝结核的作用。 第二节 大气污染和污染物 一、大气污染的发生 1、大气污染的概念 大气污染：指大气中一些物质的含量达到有害程度，以致破坏人 和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象。 2、大气污染的发生 ①人为源；②天然源。 一般来说天然源造成的大气污染，经过一定时间后会得到恢复， 所以，通常所说的大气污染主要指由人类活动造成的污染现象。 二、大气污染物的来源 大气污染源：指向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害 影响的场所、设备和装置。 （一）天然污染源 1、火山喷发 SO2、 H2S、CO、CO2、HF、火山灰等。 2、森林火灾 SO2、CO、CO2、NO2、HC 等。 3、自然尘 风砂、土壤尘。 4、森林植物释放 HC。 5、海浪飞沫 MSO4、MNO2。 （二）人为污染源 1、工业污染源 化石燃料的燃烧
、生活污染源 取暖,生火,垃圾堆放和焚烧。 3、交通运输 CO、CO2、NOx、HC、含铅化合物等。 4、农业生产 农药的逸散,农业机械的尾气 大气污染物及大气污染类型 1、大气污染物 大气污染物:指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或 人产生有害影响的那些物质 2、分类 物理状态:气态污染物固态颗粒; 形成过程:一次污染物——二次污染物 次污染物:指直接从污染源排放的污染物,如SO2、NO、CO、 颗粒等; 二次污染物:指由一次污染物在大气中相互作用经化学反应或光 化学反应形成的与一次污染物物理和化学性质不同的新的大气污染 物,其毒性比一次污染物强 3、主要大气污染物 总悬浮颗粒物(TSP:d∈(0.1-100um) PM1o(可吸入颗粒物):d10pum ①气溶胶状态污染物;②硫氧化合物SO;③氮氧化合物:NO、 N2O、NO2N2O5;④碳的氧化物:CO、CO2;⑤碳氢化合物:CrCg; ⑥含卤素化合物:卤代烃、氟化物。 4、大气污染类型 ①根据污染物的性质分类:还原烟雾—伦敦;氧化烟雾一洛杉矶
2、生活污染源 取暖，生火，垃圾堆放和焚烧。 3、交通运输 CO、CO2、NOx、HC、含铅化合物等。 4、农业生产 农药的逸散，农业机械的尾气。 三、 大气污染物及大气污染类型 1、大气污染物 大气污染物：指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或 人产生有害影响的那些物质。 2、分类 物理状态：气态污染物——固态颗粒； 形成过程：一次污染物——二次污染物。 一次污染物：指直接从污染源排放的污染物，如 SO2、NO、CO、 颗粒等； 二次污染物：指由一次污染物在大气中相互作用经化学反应或光 化学反应形成的与一次污染物物理和化学性质不同的新的大气污染 物，其毒性比一次污染物强。 3、主要大气污染物 总悬浮颗粒物（TSP）：dp∈（0.1—100μm） PM10（可吸入颗粒物）：dp 10μm ① 气溶胶状态污染物；② 硫氧化合物 SOx；③ 氮氧化合物：NO、 N2O、NO2、N2O5；④碳的氧化物：CO、CO2；⑤ 碳氢化合物：C1—C8； ⑥含卤素化合物：卤代烃、氟化物。 4、大气污染类型 ① 根据污染物的性质分类：还原烟雾—伦敦；氧化烟雾—洛杉矶
⑨根据燃料性质和大气污染物的组成划分—煤炭型(煤烟型)石油 型、混合型、特殊型 第三节大气污染物的扩散 、大气边界层的温度场 1、气温垂直递减率(r) (1)r=0.65℃ (2)大气温度层结曲线①r>0对流②r=0等温③r<0逆温 (3)逆温的种类 ①辐射逆温:地面因辐射而失去热量,近地气层冷却强烈,较高气 层冷却较慢,形成从地面开始向上气温递增 ②下沉逆温:当高压区某一层空气发生强度较大的气团下沉运动时, 常可使原来具有稳定层结的空气压缩成逆温 ③平流逆温:由暖空气平流到冷地面上,贴近地面的空气层受冷地 面的冷却作用,比上层空气有较大的降温而形成 ④湍流逆温:由于底层空气的湍流混合而形成。逆温离地面的高度 依赖于湍流混合层的厚度,通常在1500米以下,其厚度一般为数十 米 ⑤锋面逆温:冷暖空气团相遇时,较轻的暖空气爬到冷空气上方 在界面附近也会出现逆温。 2、气温的干绝热递减率(rd) 假定空气块在垂直运动中与外界不发生热量交换,既无热量输 入,也无热量输出,叫绝热过程.由于空气的导热率很小,垂直运动 中经历各气层的时间又很短,所以,运动气块与周围空气的热量交换 作用极微弱,可看作空气作绝热运动从地面绝热上升时,会因周围气 压的减少而体积膨胀,它的温度就下降;空气块下降时,外压力增大 对其作压缩功,转化为内能,使其温度上升干空气块或未饱和的湿空 气块在作干绝热上升时,温度变化的数值叫干绝热递减率,记作rd
② 根据燃料性质和大气污染物的组成划分—煤炭型(煤烟型)石油 型 、混合型、特殊型。 第三节 大气污染物的扩散 一、大气边界层的温度场 1、气温垂直递减率（r） ⑴ r = 0.65℃ ⑵ 大气温度层结曲线①r > 0 对流②r = 0 等温 ③ r < 0 逆温 ⑶ 逆温的种类 ① 辐射逆温：地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气 层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增。 ② 下沉逆温：当高压区某一层空气发生强度较大的气团下沉运动时， 常可使原来具有稳定层结的空气压缩成逆温。 ③ 平流逆温：由暖空气平流到冷地面上，贴近地面的空气层受冷地 面的冷却作用，比上层空气有较大的降温而形成。 ④ 湍流逆温：由于底层空气的湍流混合而形成。逆温离地面的高度 依赖于湍流混合层的厚度，通常在 1500 米以下，其厚度一般为数十 米。 ⑤ 锋面逆温：冷暖空气团相遇时，较轻的暖空气爬到冷空气上方， 在界面附近也会出现逆温。 2、气温的干绝热递减率（rd） 假定空气块在垂直运动中与外界不发生热量交换，既无热量输 入，也无热量输出，叫绝热过程.由于空气的导热率很小，垂直运动 中经历各气层的时间又很短，所以，运动气块与周围空气的热量交换 作用极微弱，可看作空气作绝热运动从地面绝热上升时，会因周围气 压的减少而体积膨胀，它的温度就下降；空气块下降时，外压力增大， 对其作压缩功，转化为内能，使其温度上升干空气块或未饱和的湿空 气块在作干绝热上升时，温度变化的数值叫干绝热递减率，记作 rd =
0.98℃这种空气块的运动,会使大气形成不同的温度层结。 3、大气稳定度大气稳定度指整层空气的稳定程度 大气中某一高度的一团空气,如受到某种外力的作用,产生向上 或向下运动时,可以出现三种情况:(1)稳定状态:移动后逐渐减速, 并有返回原来高度的趋势;(2)不稳定状态:移动后,加速向上向下运 动;(3)中性状态:如将它推到某一高度后,既不加速,也不减速而停 下来。 第四节大气污染综合治理与管理 、主要大气污染物控制技术 1、烟尘的控制技术 (1)干式机械除尘装置:重力、惯性、离心力①沉降室除尘②旋风 除尘③惯性除尘;(2)过滤式除尘装置;(3)湿式除尘装置;(4)电除 尘装置 2、SO2净化技术 (1)燃料脱硫。①煤炭的洗选:重力—含硫量低;②煤炭的转化 气化或液化H2S;③重油脱硫:催化切断C-S_H2S (2)燃烧脱硫。①石灰石洗涤:石灰石浆液SO2+CaSO4(CaSO); ②氨法:SO2+NH3HO;③喷雾干燥吸收法:SO2+Ca(OH2或 Na2CO3浆液 (3)流化床燃烧脱硫:石灰石或白云石SO2+CaO; (4)低浓度SO2的吸附净化:活性炭SO2→SO3→H2SO4。 3、汽车尾气的催化浄化。解决不完全燃烧问题、催化转化、减少HC 和CO的排放量 二、大气污染的综合防治 1、全面规划,合理布局 2、选择有利于污染物扩散的排放方式 3、区域集中供暖、供热;
0.98 ℃这种空气块的运动，会使大气形成不同的温度层结。 3、大气稳定度大气稳定度指整层空气的稳定程度 大气中某一高度的一团空气，如受到某种外力的作用，产生向上 或向下运动时，可以出现三种情况：⑴稳定状态：移动后逐渐减速， 并有返回原来高度的趋势；⑵不稳定状态：移动后，加速向上向下运 动；⑶中性状态：如将它推到某一高度后，既不加速，也不减速而停 下来。 第四节 大气污染综合治理与管理 一、主要大气污染物控制技术 1、烟尘的控制技术 ⑴ 干式机械除尘装置：重力、惯性、离心力① 沉降室除尘② 旋风 除尘③ 惯性除尘；⑵ 过滤式除尘装置；⑶ 湿式除尘装置；⑷ 电除 尘装置。 2、SO2净化技术 ⑴ 燃料脱硫。① 煤炭的洗选：重力——含硫量低；② 煤炭的转化： 气化或液化——H2S；③ 重油脱硫: 催化切断 C-S——H2S； ⑵ 燃烧脱硫。① 石灰石洗涤：石灰石浆液 SO2 + CaSO4 (CaSO3)； ② 氨法：SO2 + NH3·H2O；③ 喷雾干燥吸收法：SO2 + Ca(OH)2或 Na2CO3浆液； ⑶ 流化床燃烧脱硫：石灰石或白云石 SO2 + CaO； ⑷ 低浓度 SO2 的吸附净化：活性炭 SO2 →SO3→ H2SO4 。 3、汽车尾气的催化净化。解决不完全燃烧问题、催化转化、减少 HC 和 CO 的排放量。 二、大气污染的综合防治 1、全面规划，合理布局； 2、选择有利于污染物扩散的排放方式； 3、区域集中供暖、供热；
4、改变燃料构成 5、绿化造林。 三、大气环境标准 环境质量标准、污染物排放和控制标准、环境监测方法标准、环 境保护标准样品标准、环境保护基础标准、大气环境质量标准
4、改变燃料构成； 5、绿化造林。 三、大气环境标准 环境质量标准、污染物排放和控制标准、环境监测方法标准、 环 境保护标准样品标准、环境保护基础标准、大气环境质量标准
