文档介绍：第五章大气污染及其防治
第一节大气圈与大气组成
一、大气圈及其结构
1. 大气圈定义:
由于地心引力随地球旋转的大气层,厚度约1000~1400km,空气密度随高度的上升逐渐减小,海平面上最大;空气温度的垂直分布特征复杂,常用气温垂直递减率r来表示。
式中T——温度,Z——高度。r>0时,T随Z的升高而降低,r<0时,则相反。
2. 大气圈结构
(1)对流层
平均厚度约12km,其中:极地6~8km,中纬度地区10~12km,赤道16~18km。温度随高度升高而下降,r=℃/100m。特征:
①存在大气水平和对流运动,发生各种天气现象
②大气污染主要发生在近地表1~2km内,与人类关系最密切
(2)平流层
包括同温层、臭氧层,距地表12~50km。特征:
①大气以水平运动为主,极少出现天气现象。
②平流层15~35km高度内存在约20km厚的臭氧层。O3能吸收太阳紫外辐射(λ=~µm),对地球的人类及生物有保护作用。
③进入平流层的污染物停留时间较长,扩散缓慢。如CFC11在太阳紫外线照射下会分解成***原子,估计一个Cl原子会破坏10万个O3分子。
(3)中间层
距地表50~85km,温度随高度上升而下降。特征:
①顶层温度可降至-83~-113℃,层内没有O3一类的温室气体
②下部温度随高度上升而下降,再次出现空气对流现象(高空对流层)
(4)电离层
距地表850km,温度随高度上升而上升。特征:
①温度上升极快,下层是N2,上层是原子态氧
②该空气层大部发生电离,带电离子密度较高,所以称电离层。
(5)外层(外大气层)
高度>850km;温度随高度上升而上升,特征:
①大气稀薄,地心引力小,运动快的质子可摆脱地球引力进入宇宙空间;
②各类人造卫星都在这一高度飞行。
二、大气的组成
1. 恒定成分:
气体的组分和含量几乎不变,由地面向上85km以内的成分,主要有N、O、惰性气体Ar等。
2. 可变成分:
受自然因素、人为因素影响而变化的成分,主要指CO2、H2O,受季节、气候、地区的影响较大。
3. 不定成分:
由于自然灾害和人类不恰当的行为产生的有害气体排入大气,造成大气污染。
三、大气污染定义及环境质量标准
1. 大气污染:
由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气,呈现足够的浓度,达到足够的时间,并危害了人体的健康、舒适和福利,或危害了环境的现象。
人类活动——工业废气排放,燃烧汽车尾气等
自然过程——火山爆发、森林大火等
2. 环境空气质量标准
1996年国家标准GB3095-1996 p75
本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值,采样与分析方法及数据统计的有效性规定。
本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。
主要监测项目:SO2、TSP、PM10、NO、NO2、CO、O3、Pb、B(a)P、F
第二节大气污染源及主要污染物发生机制
一、大气污染源——能源的生产和消费是我国主要大气污染源。
1. 按源的功能分:
(1)生活污染源城乡居民燃烧燃料造成:面广、量大、排放高度低
(2)工业污染源工业企业各种生产活动排放的烟、粉尘、化合物
(3)交通污染源汽车、火车、飞机、轮船等排放,又称移动污染源
(4)农业污染源化肥、农药、有机肥料、秸杆燃烧
2. 按源的排放特点分:
(1)固定源、移动源
(2)高架源、地面源
(3)连续源、间断源、瞬时源(排放时间间隔)
3. 按源的几何形态分:
(1)点源工厂烟囱
(2)线源公路车流量大时
(3)面源居民烟囱(低、密集)
二、大气污染物及发生机理
大气污染物:由于人类活动或自然过程排入大气,并对人体健康或环境产生危害的物质。
1. 颗粒态污染物(气溶胶)
(1)粉尘 1~200um 其中d>10µm 称降尘;d<10µm 称飘尘。
(2)烟<10µm 固态、液态微粒
(3)雾<100µm 液滴
(4)总悬浮颗粒物TSP <100µm 固体颗粒
其中可吸入颗粒物d<10µm 微粒,自然或人为原因引起(扬尘、燃烧、冶金、化学物质挥发等形成)
2. 气态污染物
(1)硫氧化物SOx
煤烟型污染造成。×106t,其中人为排放占41%。1t煤含5~10kg的硫;1t石油含5~30kg的硫。
其中1~5%的SO2:
SO2特点:①无色,有刺激性气味的气体,呈酸性,浓度大时可引起中毒;
②破坏植物,使叶子变黄,翻卷,植物倒伏;
③腐蚀金属及建筑物;
④是形成酸雨的主要物质。
酸雨的形成
(2)硫酸烟雾(二次污染物)
又