1
第五章 大气污染与防治
5.1 概述
5.2 大气污染源及污染类型
5.3 大气污染的危害
5.4 大气污染的防治
2
5.1.1 大气圈及其结构
3
5.1.1 大气圈及其结构
大气划分为对流层, 平流层, 中层和热层等若干层 。 此外, 还有所谓
散逸层, 有时也划作一个层区 。
一, 对流层
特点,
(1)气温随高度增加而降低 。
在不同地区, 不同季节和不同高度, 降低的数值并不相同 。
(2)空气具有强烈的对流运动 。
(3)气体密度大 。
4
5.1.1 大气圈及其结构
二, 平流层
平流层内, 随着高度的增高, 气温保持不变或稍有上升, 故又称同
温层 。
特点,
(1)大气稳定 。
(2)平流层内垂直对流运动很小 。
(3)大气透明度高 。
三, 中层
从平流层顶到约 80~85km间的一层称为中层 。
5
5.1.1 大气圈及其结构
四, 热层
从 80km到约 500km称为热层 。
特点,
(1)气温随高度增高而普遍上升, 温度最高可升至 1200℃ 。
(2)空气处于高度电离状态 。
6
5.1.2 大气的组成和停留时间
大气的组成：气体组分和颗粒物
气体组分,
恒定组分
氧, 氮及微量的惰性气体,共占大气总体积的 99.96％
可变组分
大气中 CO2,水蒸气的含量随地区, 季节, 气象以及人类活动等因素的
影响而有所变化, 一般情况下, 水蒸气的含量为为 0～ 4％, CO2含量近
年来已达 0.036％ 。
不定组分
由于自然界的火山爆发, 森林火灾, 海啸, 地震等暂时性灾害所产生的
尘埃, 硫, 硫化氢, 硫氧化物, 碳氧化物及恶臭气体 。
颗粒物,粒径大于 l0?m颗粒称为降尘 ;粒径小于 l0?m的颗粒, 称为飘尘 。
7
5.1.2 大气的组成和停留时间
惰性气体 Ar,Ne,He,Kr和 Xe停留时间都在 107年以上, 属于外循
环气体 。
其次是参与生物, 水, 岩石等循环的生物循环气体 N2(100万年 )、
02(6000年 ),H2(5年 ),CO2(10年 ),CH4(2~5年 ),N2O(8~15年 ),CO(1年 )。
大气中停留时间小于 1年的气体, 如 H2O(10.1天 ),O3(小于 1天 )、
SO2(小于 0.01年 ),NH3(~1天 ),NO和 NO2(小于 1月 )等, 它们在大气中的浓
度变化比较明显 。
8
5.2 大气污染源及污染类型
大气污染
指进入大气层的污染物的浓度超过环境所允许的极限, 使大
气质量恶化, 从而危害生物的生活环境, 影响人体健康, 给正
常的工农业带来不良后果的大气状况 。
9
5.2.1 大气污染的类型
根据大气污染影响所及的范围可分为,
局部性污染 地区性污染 广域性污染 全球性污染
根据能源性质和大气污染物的组成和反应，可分为,
煤炭型 石油型 混合型 特殊型污染
根据污染物的化学性质及其存在的大气环境状况，可为,
还原型 (伦敦烟雾） 氧化型污染（洛衫矶烟雾）
10
5.2.2 大气污染源的类型
按污染源存在形式
固定污染源 移动污染源
按污染物排放的形式
面源 线源 点源
按污染物排放的时间
连续源 间断源 瞬时源
按污染物产生类型
生活污染源 工业污染源 交通污染源 农业污染源
按污染物排放的空间
高架源 地面源
11
5.2.3 主要大气污染物及其发生机制
按照污染物存在的形态
颗粒污染物 气态污染物
按照与污染源的关系
一次污染物 二次污染物
若大气污染物是从污染源直接排放的原始物质, 进入大气
后其性质没有发生变化, 则称为 一次污染物 ；
若由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分, 或几种
污染物之间, 发生了一系列的化学反应或光化学反应, 形成了
与原污染物性质不同的新污染物, 则所形成的新污染物称为 二
次污染物 。
12
1.颗粒污染物
尘粒 一般是指粒径大于 75?m的颗粒物 。
粉尘 粒径大于 10?m的称为降尘, 小于 10?m的为飘尘 。
烟 （ 尘 ） 一般粒径小于 1?m（ 0.01－ 1?m）
雾 小液滴粒子 （ 粒径小于 100?m ）
13
2.气态污染物
14
5.3 大气污染的对环境的危害
光化学烟雾
“空中的死神,—— 酸雨
迅速扩大的,臭氧层空洞,
“温室效应,下的地球
15
光化学烟雾和硫酸烟雾
光化学烟雾
汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物 (HC)和氮氧化物 (NOx)等一
次污染物在阳光 (紫外线 )作用下发生光化学反应生成二次污染，参与光化学
反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物 (其中有气体污染物，也有气
溶胶 )所形成的淡蓝色烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
硫酸烟雾,
由燃煤而排放处理的、颗粒物以及由氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成
的大气污染现象。
16
洛衫矶烟雾
17
伦敦烟雾
18
19
伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较
项目
伦敦型
洛杉矶型
概 况
污 染 物
燃 料
气象条件
季 节
气 温
湿 度
日 光
臭氧浓度
出现时间
毒 性
发生较早 (1873),至今已多次出
现
颗粒物, SO2,硫酸雾等
煤
冬季
低 (4℃ 以下 )
高
弱
低
白天夜间连续
对呼吸道有刺激作用, 严重时导
致死亡
发生较晚 (1946),发生光化学反应
碳氢化合物, NOx,O3,PAN,醛
类等
汽油, 煤气, 石油
夏秋
高 (24℃ 以上 )
低
强
高
白天
对眼和呼吸道有强刺激作用 。 O3
,PAN等氧化剂有强氧化破坏作用
,严重可导致死亡
20
“空中的死神,—— 酸雨
? 酸雨是怎样形成的？
? 由于工业生产排放出来的 二氧化硫等 被烟尘中的金属
离子催化氧化后，与大气中的水汽结合成为雾状的酸，
随雨水降下，就形成了酸雨。
? 酸雨的主要致酸成分是 H2SO4和 HNO3,它们占酸雨总酸
量的 90%以上
21
22
酸雨的危害
? 酸雨的危害有哪些？
? 1.森林生态系统的衰退和森林衰败
? 2.酸化土壤,使土壤养分流失并失去活性
? 3.酸化水资源,使鱼类减少甚至灭绝
? 4.侵蚀建筑物、桥梁和历史古迹
23
迅速扩大的,臭氧层空洞,
? 堪称地球上芸芸众生, 保护伞, 的臭氧
层，太阳辐射到地球的紫外线 99%被它吸收。
然而，正被它所保护的人类严重破坏。
1985年南极地区发现臭氧层空洞以后，
1988年发现北极上空也出现了一个臭氧层
空洞。两个空洞都一直以极其惊人的速度
扩大。
科学家认为，臭氧层中的臭氧浓度减
少 10%，则地面紫外线的辐射将增加 20%，
导致皮肤癌的发病率增加 15-25%，若臭氧
层破坏，地球上 2/3的生物将失去繁殖能力，
最终危害人体免疫系统功能。
臭氧层被破坏,对地球有
什么危害?
1.农作物枯死
2.动物免疫系统和 DNA会受到
破坏
3.大海中的生物会大幅度减少
4.人类皮肤病患者大幅增加
臭氧层的破坏主要是氟氯烃和氮氧化物
引起的
24
温室气体和温室效应
一,地球的热平衡
进入大气的太阳辐射约 50%以直接方式或被云、颗粒物
和气体散射的方式到达地球表面；另外的 50%被直接反射回去
或被大气吸收。
地球表面能量返回大气由 传导、对流和辐射 三种能量传
输机制来完成 。
25
温室气体和温室效应
二、温室气体和温室效应
温室效应是指太阳的短波辐射透过大气到达地面使地面升
温,而地面所发射的长波又能被大气中的 CO2等气体吸收，从而
使地球保持适当的温度。
温室气体包括两类：一类在对流层混合均匀，如 CO2、
CH4,N2O和 CFCs。另一类在对流层混合不均匀，如 O3。
26
“温室效应,下的地球
27
温室效应的后果
,温室效应, 的可怕后果是全方位的,
? 农业减产
? 物种变迁
? 疾病流行
? 海平面上升
计算机模拟实验表明，当地球气温升高 2摄氏度，局部地区会明
显变暖。增加 4摄氏度以上时,万年冰山融化，极地冰层
融解,地球的沿海地区将被淹没。在 20世纪，地球升温了
整整 0.7摄氏度。
28
环境污染每年损失 2830亿
日前，记者从全国人大环境资源委员会了解到，由于环
境污染，使国内每年的损失约为２８３０亿元。 专家呼吁，
增强公众每一个人的环保意识是当务之急。 据《光明日报》
报道，在由环境污染造成的损失中，水质污染带来的损失
为５００亿元。自６０年代到现在，全国监测的４３２条
大小河流中，８０％受到了不同程度污染。全国２８００
多个湖泊，凡能接纳城镇污水的，大多水质受到污染。同
时，大气污染带来的损失为２００亿元，这主要有城市燃
煤、工业企业排放废气及机动车尾气污染。此外，生态环
境破坏和自然灾害带来的损失为２０００亿元。其他污染
如固体废物排放、噪声污染等造成的损失也高达１３０亿
元。
(摘自中国环境网）
29
5.4 大气污染的防治
控制大气污染的基本原则和措施
1 加强规划管理
2 推行清洁生产, 改善能源结构
（ 1） 改变燃料构成
（ 2） 对燃料进行处理
（ 3） 进行技术生产工艺改革综合利用废气
（ 4） 采用集中供热和联片供暖
（ 5） 积极开发清洁能源 。
3 综合防治汽车尾气及扬尘污染
30
大气污染控制技术及所能净化的污染物
第五章 大气污染与防治
5.1 概述
5.2 大气污染源及污染类型
5.3 大气污染的危害
5.4 大气污染的防治
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5.1.1 大气圈及其结构
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5.1.1 大气圈及其结构
大气划分为对流层, 平流层, 中层和热层等若干层 。 此外, 还有所谓
散逸层, 有时也划作一个层区 。
一, 对流层
特点,
(1)气温随高度增加而降低 。
在不同地区, 不同季节和不同高度, 降低的数值并不相同 。
(2)空气具有强烈的对流运动 。
(3)气体密度大 。
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5.1.1 大气圈及其结构
二, 平流层
平流层内, 随着高度的增高, 气温保持不变或稍有上升, 故又称同
温层 。
特点,
(1)大气稳定 。
(2)平流层内垂直对流运动很小 。
(3)大气透明度高 。
三, 中层
从平流层顶到约 80~85km间的一层称为中层 。
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5.1.1 大气圈及其结构
四, 热层
从 80km到约 500km称为热层 。
特点,
(1)气温随高度增高而普遍上升, 温度最高可升至 1200℃ 。
(2)空气处于高度电离状态 。
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5.1.2 大气的组成和停留时间
大气的组成：气体组分和颗粒物
气体组分,
恒定组分
氧, 氮及微量的惰性气体,共占大气总体积的 99.96％
可变组分
大气中 CO2,水蒸气的含量随地区, 季节, 气象以及人类活动等因素的
影响而有所变化, 一般情况下, 水蒸气的含量为为 0～ 4％, CO2含量近
年来已达 0.036％ 。
不定组分
由于自然界的火山爆发, 森林火灾, 海啸, 地震等暂时性灾害所产生的
尘埃, 硫, 硫化氢, 硫氧化物, 碳氧化物及恶臭气体 。
颗粒物,粒径大于 l0?m颗粒称为降尘 ;粒径小于 l0?m的颗粒, 称为飘尘 。
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5.1.2 大气的组成和停留时间
惰性气体 Ar,Ne,He,Kr和 Xe停留时间都在 107年以上, 属于外循
环气体 。
其次是参与生物, 水, 岩石等循环的生物循环气体 N2(100万年 )、
02(6000年 ),H2(5年 ),CO2(10年 ),CH4(2~5年 ),N2O(8~15年 ),CO(1年 )。
大气中停留时间小于 1年的气体, 如 H2O(10.1天 ),O3(小于 1天 )、
SO2(小于 0.01年 ),NH3(~1天 ),NO和 NO2(小于 1月 )等, 它们在大气中的浓
度变化比较明显 。
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5.2 大气污染源及污染类型
大气污染
指进入大气层的污染物的浓度超过环境所允许的极限, 使大
气质量恶化, 从而危害生物的生活环境, 影响人体健康, 给正
常的工农业带来不良后果的大气状况 。
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5.2.1 大气污染的类型
根据大气污染影响所及的范围可分为,
局部性污染 地区性污染 广域性污染 全球性污染
根据能源性质和大气污染物的组成和反应，可分为,
煤炭型 石油型 混合型 特殊型污染
根据污染物的化学性质及其存在的大气环境状况，可为,
还原型 (伦敦烟雾） 氧化型污染（洛衫矶烟雾）
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5.2.2 大气污染源的类型
按污染源存在形式
固定污染源 移动污染源
按污染物排放的形式
面源 线源 点源
按污染物排放的时间
连续源 间断源 瞬时源
按污染物产生类型
生活污染源 工业污染源 交通污染源 农业污染源
按污染物排放的空间
高架源 地面源
11
5.2.3 主要大气污染物及其发生机制
按照污染物存在的形态
颗粒污染物 气态污染物
按照与污染源的关系
一次污染物 二次污染物
若大气污染物是从污染源直接排放的原始物质, 进入大气
后其性质没有发生变化, 则称为 一次污染物 ；
若由污染源排出的一次污染物与大气中原有成分, 或几种
污染物之间, 发生了一系列的化学反应或光化学反应, 形成了
与原污染物性质不同的新污染物, 则所形成的新污染物称为 二
次污染物 。
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1.颗粒污染物
尘粒 一般是指粒径大于 75?m的颗粒物 。
粉尘 粒径大于 10?m的称为降尘, 小于 10?m的为飘尘 。
烟 （ 尘 ） 一般粒径小于 1?m（ 0.01－ 1?m）
雾 小液滴粒子 （ 粒径小于 100?m ）
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2.气态污染物
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5.3 大气污染的对环境的危害
光化学烟雾
“空中的死神,—— 酸雨
迅速扩大的,臭氧层空洞,
“温室效应,下的地球
15
光化学烟雾和硫酸烟雾
光化学烟雾
汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物 (HC)和氮氧化物 (NOx)等一
次污染物在阳光 (紫外线 )作用下发生光化学反应生成二次污染，参与光化学
反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物 (其中有气体污染物，也有气
溶胶 )所形成的淡蓝色烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
硫酸烟雾,
由燃煤而排放处理的、颗粒物以及由氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成
的大气污染现象。
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洛衫矶烟雾
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伦敦烟雾
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伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较
项目
伦敦型
洛杉矶型
概 况
污 染 物
燃 料
气象条件
季 节
气 温
湿 度
日 光
臭氧浓度
出现时间
毒 性
发生较早 (1873),至今已多次出
现
颗粒物, SO2,硫酸雾等
煤
冬季
低 (4℃ 以下 )
高
弱
低
白天夜间连续
对呼吸道有刺激作用, 严重时导
致死亡
发生较晚 (1946),发生光化学反应
碳氢化合物, NOx,O3,PAN,醛
类等
汽油, 煤气, 石油
夏秋
高 (24℃ 以上 )
低
强
高
白天
对眼和呼吸道有强刺激作用 。 O3
,PAN等氧化剂有强氧化破坏作用
,严重可导致死亡
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“空中的死神,—— 酸雨
? 酸雨是怎样形成的？
? 由于工业生产排放出来的 二氧化硫等 被烟尘中的金属
离子催化氧化后，与大气中的水汽结合成为雾状的酸，
随雨水降下，就形成了酸雨。
? 酸雨的主要致酸成分是 H2SO4和 HNO3,它们占酸雨总酸
量的 90%以上
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22
酸雨的危害
? 酸雨的危害有哪些？
? 1.森林生态系统的衰退和森林衰败
? 2.酸化土壤,使土壤养分流失并失去活性
? 3.酸化水资源,使鱼类减少甚至灭绝
? 4.侵蚀建筑物、桥梁和历史古迹
23
迅速扩大的,臭氧层空洞,
? 堪称地球上芸芸众生, 保护伞, 的臭氧
层，太阳辐射到地球的紫外线 99%被它吸收。
然而，正被它所保护的人类严重破坏。
1985年南极地区发现臭氧层空洞以后，
1988年发现北极上空也出现了一个臭氧层
空洞。两个空洞都一直以极其惊人的速度
扩大。
科学家认为，臭氧层中的臭氧浓度减
少 10%，则地面紫外线的辐射将增加 20%，
导致皮肤癌的发病率增加 15-25%，若臭氧
层破坏，地球上 2/3的生物将失去繁殖能力，
最终危害人体免疫系统功能。
臭氧层被破坏,对地球有
什么危害?
1.农作物枯死
2.动物免疫系统和 DNA会受到
破坏
3.大海中的生物会大幅度减少
4.人类皮肤病患者大幅增加
臭氧层的破坏主要是氟氯烃和氮氧化物
引起的
24
温室气体和温室效应
一,地球的热平衡
进入大气的太阳辐射约 50%以直接方式或被云、颗粒物
和气体散射的方式到达地球表面；另外的 50%被直接反射回去
或被大气吸收。
地球表面能量返回大气由 传导、对流和辐射 三种能量传
输机制来完成 。
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温室气体和温室效应
二、温室气体和温室效应
温室效应是指太阳的短波辐射透过大气到达地面使地面升
温,而地面所发射的长波又能被大气中的 CO2等气体吸收，从而
使地球保持适当的温度。
温室气体包括两类：一类在对流层混合均匀，如 CO2、
CH4,N2O和 CFCs。另一类在对流层混合不均匀，如 O3。
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“温室效应,下的地球
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温室效应的后果
,温室效应, 的可怕后果是全方位的,
? 农业减产
? 物种变迁
? 疾病流行
? 海平面上升
计算机模拟实验表明，当地球气温升高 2摄氏度，局部地区会明
显变暖。增加 4摄氏度以上时,万年冰山融化，极地冰层
融解,地球的沿海地区将被淹没。在 20世纪，地球升温了
整整 0.7摄氏度。
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环境污染每年损失 2830亿
日前，记者从全国人大环境资源委员会了解到，由于环
境污染，使国内每年的损失约为２８３０亿元。 专家呼吁，
增强公众每一个人的环保意识是当务之急。 据《光明日报》
报道，在由环境污染造成的损失中，水质污染带来的损失
为５００亿元。自６０年代到现在，全国监测的４３２条
大小河流中，８０％受到了不同程度污染。全国２８００
多个湖泊，凡能接纳城镇污水的，大多水质受到污染。同
时，大气污染带来的损失为２００亿元，这主要有城市燃
煤、工业企业排放废气及机动车尾气污染。此外，生态环
境破坏和自然灾害带来的损失为２０００亿元。其他污染
如固体废物排放、噪声污染等造成的损失也高达１３０亿
元。
(摘自中国环境网）
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5.4 大气污染的防治
控制大气污染的基本原则和措施
1 加强规划管理
2 推行清洁生产, 改善能源结构
（ 1） 改变燃料构成
（ 2） 对燃料进行处理
（ 3） 进行技术生产工艺改革综合利用废气
（ 4） 采用集中供热和联片供暖
（ 5） 积极开发清洁能源 。
3 综合防治汽车尾气及扬尘污染
30
大气污染控制技术及所能净化的污染物
