大气污染物与温室气体排放（第5讲）.

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1、化石能源大气污染物与温室气体排放天然气柴油煤炭大气污染物不完全燃烧CO,HC,炭黑少量SO2,NOXSO2,NOX,CO炭黑,颗粒SO2,NOX,颗粒轻油，燃气煤，木材轻油，重油煤，燃气矿物煤，褐煤燃气，重油家庭取暖工业锅炉电站锅炉燃烧过程产生各种污染物车辆排放大气污染的定义广义地说，是指自然现象和人类活动向大气中排放了过多的烟尘和废气，使大气的组成发生了改变，或介入了新的成分，而达到了有害程度通常说的大气污染是指人类活动造成的大气污染可分作四类：局部地区污染（烟囱）地区性污染（工业区）广域污染（酸雨）全球性大气

2、污染（温室气体）氮氧化物（NOx）氮氧化物有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，NOx是其总代表式，在大气中常见的氮氧化物污染物是NO和NO2NO是无色气体，毒性不太大，但进入大气后，会被氧化成NO2；NO2是一种红棕色的、具有恶臭刺激的气体，其毒性约为NO的5倍，NO2会参与大气中的光化学反应，形成光化学烟雾，其毒性更大NOx主要来自化石燃料的燃烧，如锅炉和汽车煤中氮元素的来源煤中氮起源于煤形成时期植物中的蛋白质、氨基酸、生物碱、叶绿素以及细菌等，绝大部分为有机氮。煤中氮元素分子结构氨基酸NOx生成途径

3、煤燃烧产生的NOx与温度的关系热力型NOx(ThermalNOx)空气中的氮气在高温下氧化而生成的NOx燃料型NOx(FuelNOx)燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx快速型NOx(PromptNOx)燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成的NOxNOx的危害酸雨破坏臭氧层毒性的光化学烟雾二氧化硫（SO2）煤中硫的赋存形态苯硫酚噻吩苯并噻吩煤中的硫通常以有机硫和无机硫的状态存在。有机硫是指与煤有机结构相结合的硫，其组成结构非常复杂。有机硫主要来自成煤植物和微生物的蛋白质。煤中无

4、机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物，主要有硫化物硫和少量硫酸盐硫。硫化物硫以黄铁矿为主，多呈分散状赋存于煤中。黄铁矿有机硫形态无机硫形态SO2产生和酸雨形成SO2产生：含有硫的煤燃烧生成二氧化硫S+O₂→SO₂酸雨形成：二氧化硫和水作用生成亚硫酸SO₂+H₂O→H₂SO₃（亚硫酸）亚硫酸在空气中可氧化成硫酸2H₂SO₃+O₂→2H₂SO₄（硫酸）摄于1908年摄于1968年烟（粉）尘13成核凝聚煤颗粒焦炭颗粒灰颗粒焦炭烧尽飞灰（1-20μm）微粒（<0.1μm）凝聚灰（1-20μm）焦炭破碎蒸发无机蒸汽异相凝结矿物质燃煤

5、过程飞灰颗粒形成机理煤颗粒在燃烧过程中，不可燃的部分矿物质直接变成灰，也有一些碱性金属类先挥发，然后又凝聚成飞灰。PM2.5来源PM2.5细颗粒物化学组成水溶性离子有机碳/元素碳元素来源二氧化硫氮氧化物氨气挥发性有机物直接排放重点污染源移动源（机动车）工业源（电厂，水泥，钢铁，石化）面源（建筑扬尘、秸秆焚烧等民用，商业，天然源）气态向颗粒态化学转化PM2.5/PM0.1的健康危害PM2.5/PM0.1比粗颗粒更容易深入人体肺部，对人体健康产生更大危害。PM10PM2.5.头发引发哮喘,肺癌,生殖健康,…,诸多疾病PM0.

6、1我国PM2.5污染严重全球PM2.5浓度分布卫星图（2001-2006）汞汞的危害及排放现状汞是一种神经毒物，而且是一种生物积累物质，对人群健康威胁很大。目前认为造成汞环境污染的来源主要是天然释放（如火山喷发）和人为因素。据统计，全球每年向大气中排放总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果。2003年初，联合国环境规划署（UNEP）发表的一份调查报告指出，燃煤电厂是最大的人为汞污染源，约占总重量的2/3。全球大气汞浓度的空间分布图东亚南非北美中东部欧洲大部印度燃煤过程中汞的存在形式烟气中的汞主要以三种形式存在：元

7、素汞（Hg0）、氧化态汞（Hg2+）和颗粒态汞（HgP）。Hg2+易溶于水且易附着在颗粒物上，故可用常规的污染物控制设备除去。HgP在大气中停留的时间很短，也可以用除尘设备收集。而Hg0易挥发且难溶于水，很难被除尘设备捕获，几乎全部排放到大气中，形态相对比较稳定且停留时间很长，平均可达一年左右，易形成长距离大范围的污染。温室气体气候变暖？气候骗局？温室效应和温室气体太阳地球热量先要搞清楚地球在太阳照耀下为什么能保持适宜的气温热量传递的三种形式热辐射导热对流太阳是以热辐射的形式将热量传给地球普朗克定律真空中黑体辐射单色强度

8、与波长的函数关系：Ebλ=f(λ,T)黑体发射的光谱是连续光谱；所有波长下的光谱辐射力都随温度升高而增大；一定温度下，黑体光谱辐射力随波长的变化有峰值。温度升高时峰值向短波方向移动。只要温度高于绝对零度，物体就会不断把热能转变为辐射能。黑体模型图太阳和地球的辐射光谱比较地球大气层构成辐射特性入射透射吸收不同的介质辐射