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单词 大气污染及其防治技术
释义

【大气污染及其防治技术】
 

拼译:atomospheric pollution and perservative control technology
 

大气污染源于天然大气污染物和人为大气污染物。天然大气污染物,如活火山排出的火山灰、二氧化硫、硫化氢等,煤田和油田自然逸出煤气和天然气,腐烂动植物放出的有害气体等造成的大气污染,目前还不能控制。人为大气污染物,如资源和能源的开发,包括核工业、燃料的燃烧以及向大气释放出的污染物等,主要源于人类的社会活动。由加热设施排放的硫氧化物、铅化物、烟炱等大气污染物,可按人们的社会活动功能分为工业污染、生活污染和交通运输污染。人为大气污染物的影响范围分为局部大气污染和区域性大气污染。对人为污染物的控制,是大气污染防治技术领域的主攻目标。

大气污染防治工程虽然是新的技术领域,但它却已经历了漫长的年代。1668年,英国加斯特洛发表了关于消烟机械方面的论文。1809年,英国采用石灰乳脱除煤烟中的硫化氢。1840年,英格兰曼彻斯特建造了烟囱排放烟气。1849年,英国开始采用氧化铁法脱除硫化氢。1897年,日本建造了煤烟脱硫塔,烟气经过石灰乳脱硫后,再由高烟囱排入大气。从18世纪未到20世纪初,大气污染主要是由煤燃烧排出的烟尘和二氧化硫等物质造成的。随着工业、交通事业的发展,特别是第二次世界大战以后,石油在能源结构中的比重不断上升,以致大气污染物的种类越来越多,从60年代起,许多国家相继开展了大气污染防治的研究,对硫化物、氮氧化物、烟尘等主要的大气污染物进行了单项治理和综合防治,形成了大气污染防治工程体系。

在大气污染状况调查的基础上,应用大气质量评价的方法,揭示大气质量变化的规律,制定大气污环境标准(包括大气状况调查标准和大气污染物排放标准)。各国颁布的大气质量标准,是指居住区大气中有害物质的最高容许浓度。确定浓度的主要依据,是动物急性中毒的阈剂量。制定大气质量标准一般不考虑低浓度有害物质长期作用所发生的影响。大气质量管理主要进行大气质量评价和制定大气环境标准,它为大气污染防治工程提供科学依据;而大气质量标准是制定大气污染排放标准的质量依据,它们构成了控制和管理大气污染的技术法规体系,成为防治技术上设计所要实现的环境质量目标。

大气污染防治是以大气质量标准和大气污染排放标准为依据,对各种大气污染物和污染源采取的防治技术措施。和综合防治,形成了大气污染防治工程体系。大气中的污染物,按物理性质可分为颗粒物和气态污染物;按化学性质可分为无机污染物(硫氧化物、氮氧化物、氟化物、硫化氢等)和有机污染物(碳氢化合物等);按来源可分为燃烧过程排出的大气污染物和非燃烧过程排出的大气污染物。燃烧过程排出的大气污染物,在大气中主要是矿物燃料燃烧产生的烟尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等,其防治技术主要是:

1.改进燃烧装置、燃烧技术和运转条件。燃料不完全燃烧所排出的污染,无论数量和种类,都比完全燃烧排出的多。改进运转条件(如调节燃烧空气比,控制燃烧温度)、改进燃烧方式(如采用沸腾、分层燃烧、排气循环燃烧、水或蒸汽喷射燃烧),改进燃烧装置(如采用新式炉排,增设导风器,畜热花墙以及改进燃烧室的型式)等,可以减少大气污染物的生成量。

2.改变燃料组成和能源结构。如进行燃料脱硫,把煤变成气体和液体燃料,开发和利用地热、太阳能、风力、水力、潮汐能、氢能和生物能等无污染能源,以取代矿物燃料。

3.发展集中供热和区域采暖。分散供热与集中供热相比,使用相同数量的煤所产生的烟尘多1~2倍,飘尘多3~4倍。发展集中供热和区域采暖,是消除煤烟污染大气的有效措施,而且可以提高热效率。

4.消烟除尘,防治污染。烟气含污染物种类较多,应按所含污染物的化学、物理、物理化学性质,采取不同的治理方法。对烟气中的尘粒控制,有机械除尘、洗涤除尘、过滤除尘、静电除尘、声波除尘等方法。烟气中的有害气体,可采用吸收、吸附、膜分离技术和催化转化等方法治理。硫氧化和氮氧化物是烟气中最主要的有害气体,通常采用以固体粉未或颗粒为吸收剂或反应剂的干法,或者采用以液体为吸收剂或反应剂的湿法回收利用,也可以催化转化法进行治理。

5.采用高烟囱和集合式烟囱排放。大气的污染程度同污染源排出的污染物的数量(源强)有关。在源强不变的情况下,接近地面大气中的污染物浓度与烟囱有效高度的平方成反比。因此,增加烟囱的有效高度是防治局部地区大气污染的措施之一。高烟囱一般高度为200m左右。集合式烟囱是把几个排烟装置排放的烟气集中到一个烟囱里排放,这样可以使排烟温度高达130~150C,排烟速度达30~50m/s,烟气呈环状上升,相当于增加烟囱的有效高度,有利于发挥大气的扩散作用和自净能力。但这种治理措施只是减轻局部地区的大气污染,进入大气圈中的污染物数量并未减少;长此以往,可能会引起地区性或全球性的大气污染。

非燃烧过程产生的大气污染物防治,最根本的是改变生产工艺,采用无污染工艺和无污染装置,以防治合成、分解等化工生产以及粉碎、运输、筛选等机械加工过程中的大气污染物。

工业生产中排出的大气污染物种类很多。主要有二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、硫醇、一氧化氮、二氧化氮、氨、一氧化碳、臭氧、氟化氢、氯、氯化氢、有机卤化物、碳氢化合物、苯、甲醛、挥发酚等。根据各种有害气体不同的化学性质和物理性质,分别采取不同的治理的方法。常用的方法有冷凝法、燃烧法、催化转化法、吸收法、吸附法等。

对石油化工、凹版印刷、粘接和涂料等行业排出的废气中的烃、醇、醛、酮、醚、酯、胺羧酸、芳香烃、酚类等各种有机化合物(碳氢化合物)多采用吸附、吸收、燃烧等方法加以回收利用或进行无害化处理。有机废气能引起化学烟雾,醛、胺等物质还有恶臭。治理有机废气的根本途径是采用无污染工艺,少用有毒原料,控制有毒废气排放量。伴有恶臭的有机物则用焚烧、催化燃烧、氧化、吸附、药物处理、生物氧化、掩蔽等方法防治。一系列多环芳烃化合物随着煤、石油、煤焦油、烟草和其他一些有机物的热解或不完全燃烧而产生,其中有些有致癌作用,各国都在食品、药物、化妆品、农药制造等方面规定了禁用或限制使用的条例。

【参考文献】:

1 胡克原,周泽兴,顾其顺.环境化学专辑20,(1975-1985)

2 UNEP产业与环境,1991,13(2)∶2~8

3 UNEP产业与环境,1991,13(1):6~8

4 Env Sci Tech 1991,25(2)∶193

5 W Keepin and G H,Kats,”Greenbouse warming:Comparative anaiysis of nuclear and efficiency abatement strategies.”Ennergy policy,December,1988

6 赵德山,等.城市大气污染总量控制方法手册,北京:中国环境科学出版社,1991.73~244

7 Hanna S R,et al.Handkook on atmospheric diffusion.US Department of energy,1982

8 The Senate and house of Representatives of USA.The clean air act.1990,104 STAT,2584-2634.

9 林红,等.大气污染物总量控制管理,北京:海洋出版社,1990.1~70

10 环保工作者实用手册.北京:冶金工业出版社,1994.104~141

(中国科学院生态环境研究中心秦涛撰;刘秀兰审)

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