第二章 大气环境

一、名词解释

1．干洁空气

答： 干洁空气是指大气中除固态、液态物质及水汽之外的全部混合气体。它是大气的主体，平均约占低层大气体积的99.97%，主要包括78%的氮气和21%的氧气。

2．对流层

答： 对流层是指位于大气圈最底层的气层。其下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化，在低纬度地区平均厚度为17～18km，在中纬度地区为10～12km，极地为8～9km，并且夏季高于冬季。在对流层中，气温随高度升高而降低，平均减温率为6.5℃/km，顶部为-70～-50℃，所以对流和湍流运动从不会停止，大气的铅直混合作用很强，云、雾、雨、雪等主要天气现象都出现在这一层。

3．逆温

答： 逆温是指空气温度随高度升高而增加的现象。逆温是由大气运动所造成的，主要包括辐射逆温、平流逆温、湍流逆温、下沉逆温和锋面逆温。在逆温层中大气向上的对流受到抑制，大气中污染物不易向上扩散。

4．大气污染

答： 大气污染是指大气中污染物质的浓度达到有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人类和生物造成危害的现象。大气污染的成因有自然因素（如火山爆发、森林火灾等）和人为因素（如工业废气、汽车尾气等），主要类型包括煤烟型污染、光化学烟雾污染以及酸性降水污染。

5．大气污染物

答： 大气污染物是指大气中超过洁净空气组成中应有浓度水平的物质。它们对生物体、物体及气候会产生一定程度的不良效应或不利影响。大气污染物可分为自然污染物和人为污染物两类，引起大气污染的主要是人为污染物，其来源是工业生产、农业生产和交通运输等过程中排入大气中的废气、泄漏物等，尤其是来自煤和石油燃烧以及工业生产的。

6．降尘

答： 降尘又称落尘，一般是指粒径大于30μm的大气颗粒物。它反应尘的自然沉降量，用每个月沉降于单位面积上尘的重量表示，是反应大气污染程度的指标之一。尘的自然沉降能力主要取决于自身重量及粒度大小。

7．温室气体与温室效应

答： 温室气体又称大气保温气体，是指对太阳短波辐射透明（吸收极少），对长波辐射有强烈吸收作用的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氯氟烃及臭氧等30余种气体。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。

温室效应又称大气保温效应，是指大气中某些痕量气体含量增加，引起地球平均气温上升的现象。具体原理是太阳辐射透过大气，很少一部分被吸收外，大部分到达地面，地表又以红外辐射的形式（热量）向外辐射，被大气中的二氧化碳等温室气体和水汽所吸收，从而阻止了地球热量向空间的散发，使大气层增温，增大了热效应。

8．生物质能

答： 生物质能是指储存于生物质中的能量。它是太阳能转化的另一种形式，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，储存于植物体内，再通过各种具有特殊生理功能的微生物类群的代谢作用、直接燃烧、热分解等不同途径，将这种潜能转化成能。生物质能是可再生能源，常见的有木柴、秸秆、有机肥、生物垃圾和沼气等。

二、简答题

1．大气中主要成分的环境功能。

答： 大气中主要成分及其环境功能如下：

（1）二氧化碳

二氧化碳主要来自于生物的呼吸作用，有机体的燃烧与分解。二氧化碳吸收太阳辐射少，但能强烈吸收地面长波辐射，从而影响大气的温度。二氧化碳含量增加对气候变化的影响，已引起广泛的重视。

（2）臭氧

臭氧是由氧分子离解为氧原子，氧原子再与另外的氧分子结合而成的一种无色剧臭的气体。自然大气中臭氧在20～30km高度达到最大值，形成明显的臭氧层。臭氧能大量吸收太阳紫外线，这一方面使地面生物免受过量的紫外辐射，另一方面使平流层大气的温度较快地随高度增加。

（3）水分

大气中的水汽主要来自海洋和地面蒸发与植物蒸腾。水汽在太阳辐射的近红外和红外区域，特别对地球长波辐射区域，有较强的吸收带。大气中水汽含量对生物的生长和发育有重大影响。

（4）微粒

大气中的固体微粒主要来源于火山爆发、沙土飞扬、物质燃烧的颗粒、宇宙物落入大气和海水溅沫、蒸发等散发的烟粒、尘埃、盐粒和冰晶，还有细菌、微生物、植物的孢子花粉等。液体微粒是指悬浮于大气中的水滴，过冷水滴和冰晶等水汽凝结物。大气中的悬浮微粒增加会影响太阳辐射传输，使能见度变低，有的能起凝结核的作用。

2．对流层大气运动特点与大气环境质量的关系？

答： （1）对流层大气运动特点

对流层中湍流、对流作用从不停止，因此云、雾、雨、雪等主要天气现象都出现在这一层。对流层内对流强度因纬度位置而异，一般在低纬度较强、高纬度较弱，因此对流层的厚度也从赤道向两极减小，在低纬度地区为17～18km，中纬度为10～12km，高纬度为8～9km。

（2）对流层大气运动与大气环境质量的关系

对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层，大气污染现象也主要发生在这里，特别是地面以上的1～2km。如果对流层大气运动强度不够，就很容易出现污染物沉积而造成严重的环境问题。

3．什么是大气污染？大气污染源及污染物有哪些？

答： （1）大气污染定义

如果大气污染物达到一定浓度，并持续足够的时间，足以对公众健康、动物、植物、材料、生态或环境要素（如大气性质、水体性质、气候等）产生不良影响或效应，这就是大气污染。

（2）大气污染源

①天然源是指自然界自行向大气环境排放污染物的污染源，例如火山爆发、森林火灾、自然风尘、海洋飞沫等。

②人为源是指人类的生产活动和生活活动所形成的污染源，例如工业企业排放源、家庭炉灶与采暖设备排放源、交通运输污染源等。

（3）大气污染物

大气污染物是指由于自然过程或人类活动排入大气，并对人和环境产生有害影响的物质。

①按其来源，可分为一次污染物和二次污染物。

a．一次污染物是指直接由污染源排放的污染物。

b．二次污染物是进入大气的一次污染物之间相互作用或一次污染物与正常大气组分发生化学反应，以及在太阳辐射的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物，它常比一次污染物对人和环境的危害更为严重。

②按其存在状态，大气污染物可分为气溶胶状态污染物（亦称颗粒物）和气体状态污染物（简称气态污染物）。

a．颗粒物常表示为总悬浮颗粒物（TSP）、飘尘和降尘。

第一，总悬浮颗粒物是指用标准大容量颗粒采样器（流量在1.1～1.7m 3 ／min）在滤膜上所收集到的所有颗粒物。

第二，飘尘是指可在大气中长期飘浮的悬浮物，它分为PM 10 （粒径小于10μm的颗粒物）和PM 2.5 （粒径小于2.5μm的细小颗粒物）。PM 10 可以通过呼吸道进入人体，从而对人体健康产生危害，PM 2.5 的危害则更为严重。由于飘尘能在大气中长期飘浮，易将污染物带到很远的地方，使污染范围扩大，同时在大气中还可为化学反应提供反应床，因此，它是大气环境中最引人注目的研究对象之一。

第三，降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物，在总悬浮颗粒物中一般是粒径大于30μm的颗粒物，由于其自身的重力作用会很快沉降下来，所以将这部分颗粒物称为降尘。

b．常见的气态污染物包括：可以和水混合而形成酸雨的酸性气体，如二氧化硫、氮氧化物；温室气体，如二氧化碳、氟氯烃（CFCs）；对人体有毒的气体，如一氧化碳、碳氢化合物等。

4．室内空气污染的主要污染物有哪些？如何清除？

答： （1）室内空气污染的主要污染物

室内空气污染主要是由于人造板、内墙涂料、木器涂料、胶黏剂、地毯、壁纸、家具、地板革、混凝土外加剂和建筑材料含有的污染物，以及不健康的生活习惯引起的。

中国消费者协会的调查表明，室内装修污染主要存在以下问题：

①芳香“杀手”苯。苯是一种无色、具有特殊芳香气味的液体。甲苯、二甲苯属于苯的同系物。人在短时间内吸入高浓度的甲苯、二甲苯时，可导致中枢神经系统麻痹，严重者可致昏迷，导致呼吸、循环系统衰竭而死亡。长期接触一定浓度的甲苯、二甲苯会引起慢性苯中毒，导致障碍性贫血、生殖功能受影响、胎儿的先天性缺陷等。

②游离“杀手”甲醛。甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，可经呼吸道吸收。甲醛被广泛用来制造板材黏合剂。现在室内装饰和家具常用的中高密度板、胶合板、大芯板等人工板材，以及复合地板等都是甲醛的载体。长期接触低浓度甲醛可出现眼睛、皮肤和呼吸系统的刺激症状，引起慢性呼吸道疾病、妊娠综合征、新生儿体质降低、染色体异常；高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝等都有损害，严重时会诱发鼻腔、口腔、咽喉、皮肤和消化道的癌症。

③“无孔不入”的氡。氡是除吸烟以外引起肺癌的最大因素。研究表明，氡对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的55％以上，其诱发肺癌的潜伏期多在15年以上，世界上有20％的肺癌患者与氡有关。

（2）清除室内空气污染的有效对策

①增加室内换气频率是减轻污染的关键性措施：一般家庭在春、夏、秋季，都应留通风口或经常开“小窗户”；冬季每天至少早、中、晚开窗10min左右。教室、影剧院、车厢、商店等人群聚集的场所，尤应注意加强通风换气。

②不要在居室内过度工作、学习的房间内吸烟。

③用煤、木柴等取暖的家庭，要经常检修炉灶，保持通风良好，严防不完全燃烧。

④讲究厨房里的空气卫生。每次烹饪完毕须开窗换气，在煎炸食物时，更应加强通风。油烟污染对人体危害极大，如能安装厨房抽油烟机更好。

⑤正确使用家庭化学剂。用化学剂时应开窗，用后至少应开窗换气半小时。

⑥尽一切可能增加户外活动时间。天气好的节假日，全家人应走出家门，到大自然中去。对久居室内的老、弱、病、残及幼儿，更应为他们安排一定的户外活动时间。慢性病患者，尤其是瘫痪在床、生活不能自理的人，本身就是重要的室内空气污染源，反过来又是首要的受害者。因此，对这类病人必须加强护理和卫生照顾，勤洗勤换衣服和被褥，并注意经常开窗换气。

⑦在室内摆放一些花卉植物。要减轻或消除“装修综合征”给人身带来的危害，在室内养些花卉植物也是非常有效的。根据科学家的研究，以芦荟、吊兰、常春藤、菊花、铁树、龟背竹、天竺葵、万年青、百合、月季、蔷薇、杜鹃、虎尾兰、鸭跃草、柠檬等为最佳。其中，芦荟、吊兰、鸭跃草可吸收甲醛；菊花、常春藤、铁树可吸收苯；菊花、万年青可吸收三氯乙烯；月季、蔷薇、龟背竹、虎尾兰可吸收80％以上的多种有害气体；杜鹃可吸收放射性物质；天竺葵、柠檬含有挥发性油类，有显著的杀菌作用。

5．简述全球变暖可能产生的影响。

答： 全球变暖可能产生的影响如下：

（1）气温升高所带来的热能，会提供给空气和海洋巨大的动能，从而形成大型，甚至超大型台风、飓风、海啸等灾难。台风海啸等灾难不单直接破坏建筑物和威胁人类生命安全，也会带来次生灾难，尤其是台风、飓风等灾难所带来的大量降雨，会导致泥石流、山体滑坡等，严重威胁交通安全和居民生活安全。

（2）气温升高不单会从海洋直接吸取水分，还会从陆地吸取水分，使得内陆地区大面积干旱，从而粮食减产，饲料也同样减产。

（3）冰山融化，全球淡水循环平衡打破。

（4）气温升高使得自然界食物链逐渐断裂。

（5）海洋上空二氧化碳含量上升，使海洋碳酸化，这会杀死大量微生物。海洋温度上升也会破坏大量以珊瑚为中心的生物链。最底层的食物消失，使海洋食物链从最底层开始，向上迅速断裂，并蔓延至海洋以外。由于没有了食物，将有大量海洋生物，和以海洋生物为食的其他生物死亡。海洋中大量生物死亡，将会污染海洋，加速其他生物的死亡；同时释放大量温室气体，加速全球变暖，形成恶性循环。

（6）温度上升，无脊椎类动物，尤其是昆虫类生物提早从冬眠中苏醒，破坏原有的食物链。

（7）气温升高会给人类生理机能造成影响，生病几率将越来越大，各种生理疾病将快速蔓延，甚至滋生出新疾病。同时病菌通过极端天气和气候事件（厄尔尼诺现象，干旱，洪涝，热浪等）扩大疫情的流行，危害人体健康。

（8）气温升高，冰川消融，海平面升高，引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失，海岸侵蚀，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍化等，造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡，给海岸带生态环境带来灾难。

（9）水域面积增大。水分蒸发也更多了，雨季延长，水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大，水库大坝寿命缩短。

（10）温度升高，会影响人的生育，精子的活性随温度升高而降低。

6．大气污染防治策略思考。

答： 针对大气污染有如下的防治策略：

（1）开发使用清洁能源

能源生产和消费是我国大气污染的主要来源。随着人们对环境与资源保护意识的提高，能源结构将会发生较大的改变。优质、高效、洁净的能源（如天然气、水能、风能、太阳能等）在21世纪将有长足的发展。

（2）绿色交通

随着汽车数量的迅速增加及城市化进程的加快，一些主要城市的大气污染类型正在由煤烟型向混合型或交通型转化，汽车尾气排放已成为它们的重要污染源。解决交通型污染的对策是推行绿色交通。其具体措施有：

①合理的交通规划；

②发展清洁汽车。

（3）末端治理

对于已经产生的污染，则需进行末端治理。其中主要包括;

①二氧化硫治理技术。二氧化硫治理技术包括燃料脱硫（目前主要是重油脱硫）和烟气脱硫。

②氮氧化物治理技术。

a．汽车尾气治理。大力发展以电能、燃气等为燃料的清洁能源汽车，促进先进、高效的发动机及尾气净化装置的推广和使用，将会大大减少大气污染物的排放量。

b．工业企业排放氮氧化物治理。利用吸收法、选择性催化还原法或非选择性催化还原法脱硝的方法去除氮氧化物。

7．请按颗粒分离原理将除尘装置进行分类并举例。

答： 按颗粒分离原理将除尘装置分为：

（1）机械除尘器

机械除尘器是依靠机械力（重力、惯性力、离心力等）将尘粒从气流中去除的装置。特点是结构简单，设备费和运行费均较低，但除尘效率不高。适用于含尘浓度高和颗粒力度较大的气流。广泛用于除尘要求不高的场合或用作高效除尘装置的前置预除尘器。按除尘粒的不同可设计为重力尘降室、惯性除尘器和旋风除尘器。

（2）过滤式除尘器

过滤式除尘器是使含尘气体通过多孔滤料，把气体中尘粒截留下来，使气体得到净化的除尘装置，如布袋除尘器。

（3）湿式除尘器

湿式除尘器是使含尘气体与液体接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者利用水和粉尘的充分混合作用及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大或留于固定容器内达到水和粉尘分离效果的装置。湿式除尘器有喷淋塔、文丘里洗涤器等。

（4）静电除尘器

静电除尘器的工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。静电除尘器的性能受粉尘性质、设备构造和烟气流速等三个因素的影响。静电除尘器与其他除尘设备相比，耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0.01～50μm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合。如HHD型宽间距卧式电除尘器。

8．影响石灰石石膏法烟气脱硫效果的因素有哪些，并分析这些因素是如何影响脱硫效果的？

答： 影响石灰石石膏法烟气脱硫效果有如下几个因素

（1）液气

在一定范围内，液气比越大，脱硫效率越好。

（2）浆液pH值

一方面，pH值影响SO 2 的吸收过程，浆液pH值越高，传质系数增加，SO 2 的吸收速度就越快；另一方面，pH值还影响石灰石的溶解度，pH值越高，CaCO 3 的有效利用率就越低。综合考虑，要选择适宜的浆液pH值，一般取5.2～6.2为宜。

（3）烟气流速

在其他参数恒定不变的情况下，提高烟气流速可提高气液两相的湍动，提高传质系数，有利于SO 2 的吸收。

（4）浆液停留时间

浆液在反应池内停留时间长有利于石灰石与SO 2 的充分反应，并能使CaCO 3 充分氧化成CaSO 4 。

（5）吸收剂

当石灰石浆液纯度较低时，为了维持pH值，需要送入较多的石灰石浆液，增加了罐中杂质的含量，容易造成石膏晶体的沉积结垢。

（6）吸收液过饱和度

当相对饱和度达到某一高值时，就会形成晶核，同时石膏晶体会在其他物质表面上生长，导致吸收塔浆液池表面结垢；此外，晶体还会覆盖那些还未反应的石灰石颗粒表面，造成石灰石利用率和脱硫效率的下降。

9．我国目前烟气脱硝主要技术及特点。

答： 我国目前常用烟气脱硝技术及其特点

（1）选择性催化还原技术（SCR）

①技术介绍

选择性催化还原技术是指在催化剂（目前广泛使用V 2 O 5 /TiO 2 催化剂）的作用下，利用还原剂（如NH 3 、液氨、尿素）有选择性地与烟气中的NO x 反应并生成无毒无污染的N 2 和H 2 O。SCR技术对锅炉烟气NO x 控制效果十分显著、技术较为成熟，目前已成为世界上应用最多、最有成效的一种烟气脱硝技术。合理的布置及温度范围下，可达到80～90%的脱除率。

②特点

a．NO x 脱除效率高

据有关文献记载及工程实例监测数据，SCR法一般的NO x 脱除效率可维持在70%～90%，一般的NO x 出口浓度可降低至100mg/m 3 左右，是一种高效的烟气脱硝技术。

b．二次污染小

SCR法的基本原理是用还原剂将NO x 还原为无毒无污染的N 2 和H 2 O，整个工艺产生的二次污染物质很少。

c．技术较成熟，应用广泛

SCR烟气脱硝技术已在发达国家得到较多应用。如德国，火力发电厂的烟气脱硝装置中SCR法大约占95%。在我国已建成或拟建的烟气脱硝工程中采用的也多是SCR法。

d．投资费用高，运行成本高。

（2）选择性非催化还原技术（SNCR）

①技术介绍

选择性非催化还原法（SNCR）技术是一种不用催化剂，在850℃～1100℃范围内还原NO x 的方法，还原剂常用氨或尿素。该方法是把含有NHx基的还原剂喷入炉膛温度为850℃～1100℃的区域后，迅速热分解成NH 3 和其它副产物，随后NH 3 与烟气中的NO x 进行SNCR反应而生成N 2 。

②特点

a．系统简单

不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽，氨或尿素喷射装置及其喷射口即可，系统结构比较简单。

b．系统投资小

由于系统简单以及运行中不需要昂贵的催化剂，其投资费用比SCR法低。

c．阻力小

对锅炉的正常运行影响较小。

d．系统占地面积小

需要的较小的氨或尿素储槽，可放置于锅炉钢架之上而不需要额外的占地。

e．脱硝效率比SCR法低40～50个百分点。

（3）SNCR-SCR混合技术

①技术介绍

混合SNCR-SCR工艺具有2个反应区。通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第一反应区—炉膛，在高温下还原剂与NO x 在没有催化剂参与的情况下发生还原反应，实现初步脱硝。然后未反应的还原剂进入混合工艺的第2反应区-SCR反应器，在有催化剂还原的情况下进一步脱硝。

②特点

a．脱硝效率高

单一的SNCR工艺脱硝效率较低，一般在40%以下，而混合SNCR-SCR工艺可获得与SCR工艺一样高的脱硝率（80%以上）。

b．催化剂用量小

SCR工艺中使用了脱硝催化剂，虽然大大降低了反应温度和提高了脱硝效率，但是由于催化剂价格昂贵，一般占整个SCR工艺总投资的1/3左右，而且由于硫中毒、颗粒物污染等需要定期更换，运行费用很高。混合SNCR-SCR工艺由于前部SNCR工艺的初步脱硝，降低了对催化剂的依赖。与SCR工艺相比，混合工艺的催化剂用量大大减少。

c．反应塔体积小，空间适应性强

混合SNCR-SCR工艺因为催化剂用量少，在一些工程中可以通过直接对锅炉烟道、扩展烟道、省煤器或者空气预热器等进行改造来布置SCR反应器，大大缩短了反应器上游烟道长度。因此，与单一的SCR工艺相比，混合工艺无须复杂的钢结构，节省投资，受场地的限制小。

d．脱硝系统阻力小

由于混合工艺的催化剂用量少，反应器小及其前部烟道短，所以，与传统SCR工艺相比，系统压降将大大减小，从而减少了引风机改造的工作量，降低了运行费用。

e．降低腐蚀危害

当煤炭含硫量高时，燃烧后会产生较高浓度的SO 2 和SO 3 ，SCR催化剂的使用，虽然有助于提高脱硝效率，但也存在增强SO 2 向SO 3 转化的副作用。烟气中SO 3 含量增加，将加快设备腐蚀的速度；而且，SO 3 还会与氨反应形成粘结性很强的NH 4 HSO 4 ，在烟道温度较低时，堵塞催化剂、玷污受热面。由于混合工艺减少了催化剂的用量，将使这一问题得到一定程度的遏制。

f．省去SCR旁路

频繁启停、长期低负荷运行或超负荷运行的机组，都可能造成排烟温度超出催化剂的适用范围，从而缩短催化剂寿命。为此，SCR工艺一般需设置旁路系统，增加投资，并对系统控制和场地面积等提出了更高的要求。而混合系统不需要。

10．简述几种典型的大气污染的特征和形成条件。

答： 几种典型的大气污染的特征及其形成条件如下：

（1）煤烟型污染

燃煤是煤烟型污染的主要污染源。其污染物主要是SO 2 、NO x 、CO和颗粒物，它们遇上低温、高湿的阴天，且风速很小并伴有逆温存在的情况时，一次污染物扩散受阻，易在低空聚积，生成还原型烟雾。

（2）交通型污染

交通型污染源主要是机动车和机动船，机动车包括汽油车和柴油车。

（3）酸沉降污染

直接引起酸沉降的主要物质是人为和天然排放的SO x （SO 2 和SO 3 ）和NO x （NO和NO 2 ）。

三、论述题

1．说明大气分层，以及对流层、平流层的特点。

答： （1）大气分层

大气可分为三层（对流层、平流层、高层大气）或者五层（对流层、平流层、中间层、热成层、散逸层）。

（2）对流层、平流层的特点

①对流层

对流层内的温度随着高度的增加而降低，其递减率平均约每100m降低0.65℃。对流层中湍流、对流作用从不停止，因此云、雾、雪等主要天气现象都出现在这一层。对流层的上界称为“对流层顶”，是厚约几百米到1～2km的过渡层。对于大气层的厚度来讲，对流层是很薄的，但是总质量却占了整个大气圈的75%。对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层，大气污染现象也主要发生在这里，特别是地面以上的1～2km。

②平流层

温度随高度的增加而增高，下半部温度随高度增高得少，上半部则增高得多。这种温度随高度增加的特征，主要是由于平流层中的臭氧吸收太阳的紫外线后被分解为氧原子和氧分子，当它们重新化合成臭氧时会放出大量的热能。平流层内空气大多作水平运动，对流十分微弱，而且空气干燥，没有对流层中的云、雨等天气现象，尘埃也比较少，大气透明度好，是现代超音速飞机飞行的理想场所。但是大气污染物进入平流层后，能长期存在，如在20km高度上曾发现有硫酸盐层。

2．大气边界层特点及其对环境质量的影响。

答： 大气边界层特点及其对环境质量的影响如下：

（1）湍流运动

由于地面粗糙度的影响，风速越靠下层变得越小，因而产生了风速的垂直梯度，形成湍流。当太阳照射加热地面时，产生的热力对流也会引起湍流。近地层湍流强弱主要与下垫面粗糙度、平均风速和大气稳定度有关，下垫面越粗糙，平均风速越大，大气越不稳定，湍流愈会加强。因为几乎所有场合污染物质的扩散都是在大气边界层中进行的，因此，边界层大气运动的高度湍流性对污染物的扩散稀释起着重要作用。

（2）风

在大气边界层中，由于越往高处摩擦力越小，因而风速随高度增加明显变大。掌握了边界层风的垂直分布和变化规律，对于调配燃料，控制排放，控制污染是十分有益的。

（3）温度的垂直分布

边界层中温度随高度的分布受下垫面影响极大，温度场比较复杂。

①白天，地面吸收太阳辐射而加热，使邻近地面这一层空气首先增温，然后通过湍流热传导、对流等过程，将热量向上传递，因而造成气温随高度的递减型分布。这种递减型分布以晴天中午最为典型。

②夜间，由于地面辐射冷却，近地面空气由下而上逐渐降温，形成了气温随高度的递增型分布（即气温随高度增加），即形成逆温，空气环境趋于稳定，不利于热量的交换和污染物的扩撒，容易形成大气环境污染。

3．大气污染的主要来源以及影响其扩散和输送的因素。

答： （1）大气污染物的主要来源

①天然源是指自然界自行向大气环境排放污染物的污染源，例如火山爆发、森林火灾、自然风尘、海洋飞沫等。

②人为源是指人类的生产活动和生活活动所形成的污染源，例如工业企业排放源、家庭炉灶与采暖设备排放源、交通运输污染源等。

（2）影响大气污染扩散和输送的因素

①气象条件

a．风对大气污染扩散和输送的影响

第一，风向影响污染物的水平迁移扩散方向，总是不断地将污染物向下风向输送，污染区总是分布在下风向上。

第二，风速的影响，污染物在大气中的浓度与平均风速成反比，风速增加一倍，下风向污染物浓度将减小一半。

b．湍流对大气污染扩散和输送的影响

如果大气中只有风没有湍流，则污染物在烟囱口被直接冲淡稀释，污染物的扩散速率很慢。低层大气的运动具有湍流的性质。大气的湍流运动造成流场各部分的强烈混合，此时，流场中的污染物就会因湍流的混合从高“位势”向低“位势”传输，进行再分布。

c．大气温度层结对大气污染扩散和输送的影响

有递减层结、中性层结、等温层结和逆温几种情况。

d．大气稳定度对大气污染扩散和输送的影响

大气稳定度是大气对污染源排入其中的污染物扩散能力的一种量度，它表示在铅直方向上大气稳定程度，即是否易于发生对流。

e．辐射和云对大气污染扩散和输送的影响。

②下垫面的影响

a．城市下垫面对大气污染扩散和输送的影响

第一，城市下垫面的特点：人口密集、工业集中、能耗高；覆盖物热容大；城市上空笼罩一层烟雾和二氧化碳，使地面有效辐射冷却效应减弱。

第二，容易形成热岛环流现象。

b．地形对大气污染扩散和输送的影响

地形的影响主要是通过气流运动和气温的影响以改变烟气的运动和扩散的。

③水陆交界区的影响

a．会形成海陆风。

海陆风是由于陆地和海洋的热力性质的差异而引起的。在白天，由于太阳辐射，陆地升温比海洋快，在海陆大气之间产生了温度差、气压差，使低空大气由海洋吹向陆地，形成海风，高空大气由陆地吹向海洋，形成反海风，他们和陆地上的上升气流和海洋上的下降气流一起形成了海陆风局地环流。

在夜晚，由于有效辐射发生了变化，陆地比海洋降温快，在陆地和海洋之间产生了与白天相反的温度差、气压差，使低空大气从陆地吹向海洋，形成陆风，高空大气从海洋吹向陆地，形成反陆风。他们同陆地下降气流和海面上上升气流一起构成了海陆风局地环流。

b．海陆风对大气污染的影响

建在海边地区的工厂所排放的污染物必须考虑海陆风的影响，因为有可能出现在夜间随陆风吹到海面上的污染物，在白天有随海风吹回来，或者进入海陆风局地环流中，使污染物不能充分的扩散稀释而造成严重的污染。

4．浅谈我国烟气除尘、脱硫、脱硝技术及未来发展方向。（除尘、脱硫、脱硝任选一个方向阐述）。

答： （1）我国烟气脱硫脱硝现状

①脱硫是我国电厂烟气治理的重点，烟气脱硫已进入大规模建设阶段，技术以湿式石灰石/石膏法为主，此外还有海水脱硫法、电子束照射法等，脱硫效率都可达90%以上。

②脱硝还处于萌芽阶段，主要采用SCR（催化还原法），如：浙江大唐乌沙山发电厂一期工程4号锅炉的SCR法脱硝，效率50%以上。近年来国家在抑制氮氧化物排放方面出了许多政策和措施，对电厂脱硝建了一批示范工程，并明确规定在建和将要建造的大型电厂都要预留脱硝空间。

③同时脱硫脱硝技术也越来越受到重视，如：浙江北仑发电厂三期扩建工程2×1000MW超临界和华电长沙电厂2×600MW超临界燃煤发电机组在建工程，如果投入运行后它们将成为全国同类型机组中首批配套同时烟气脱硫脱硝装置的工程。但从目前的技术水平和已装配的脱硫脱硝设施来看，我国今后在相当长一段时间里，同时脱硫脱硝技术仍以典型的Wet-FGD+SCR组合技术为主。

（2）目前我国烟气脱硫脱硝技术主要存在的问题

①脱硫技术自主创新能力较低，关键技术需要向国外引进；

②设计制造水平和产业标准化低；

③国家有关政策超前，环保经费投入不足；

④市场竞争混乱，工程质量不高。

（3）我国脱硫脱硝技术发展方向

①加强国外先进技术国产化进程，鼓励技术创新；

②建立完整的脱硫脱硝配套产业，鼓励他们参与市场竞争；

③呼吁国家加大环保投入，同时对目前电厂不愿兴建的示范工程要积极扶持；

④规范市场，严格监督质量。

5．谈谈生物质能具有什么优势？

答： 生物质能的优势如下：

（1）低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SO x 、NO x 较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。

（2）广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。

（3）总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质，海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。

（4）广泛应用性

生物质能源可以发酵产沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。 6gisxU7pxMFF2PPMExC7llyUzpbR9i6a0dfqnsU1TZBGzWX1i0r4Yx2G0poQIf14