大气污染控制工程课件：Project 2-4 试比较北京雾霾、伦敦烟雾和洛杉矶烟雾事件的污染特征、来源和成因.pptx

1、事件回顾污染特征来源成因思考讨论时间时间：1952年12月5至8日危害危害：4000名健康市民死亡，8000名患病者死亡p 许多人感到呼吸困难、眼睛刺痛，发生哮喘、咳嗽等呼吸道症状的病人明显增多，进而死亡率陡增。p 1952年的事件引起了民众和政府当局的注意，使人们意识到控制大气污染的重要意义，并且直接推动了1956年英国洁净空气法案的通过。p 1956年、1957年和1962年又连续发生了多达十二次严重的烟雾事件。直到1965年后，有毒烟雾才从伦敦销声匿迹。时间时间：19431970年间，最严重的一次在1952年12月危害：危害：65岁以上老人死亡率为平时的3倍，家畜患病、橡胶制品老化，建筑

2、材料受损，能见度降低严重影响交通安全。p 从1943年开始，洛杉矶每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。p 洛杉矶光化学污染事件是美国环境管理的转折点，其不仅催生了著名的清洁空气法，也始终起到了环境管理的先头示范作用。时间：时间：雾，每年1012月出现；霾，除810月外，其他各月均有出现，1997至今呈下降趋势，但仍高于1996年之前的水平。2013年1月13日，北京市发布历史上首个霾橙色预警。危害危害：引发呼吸道感染和心血管疾病等。区域特点：区域特点：北京东南及城区发生频率最高、强度最大，北京西北部雾霾发生频率最低、强度最小

3、。城区和东南地区是霾天气影响最为严重的地区，而大雾天气虽然在东南发生频繁，但是大雾强度在城区相对较弱，在城区的西北和西南大雾强度最大。伦敦烟雾伦敦烟雾污染特征：煤烟型污染，导致酸雾洛杉矶烟雾事件洛杉矶烟雾事件浅蓝色光化学烟雾，氮氧化物及其二次污染物北京雾北京雾霾霾高浓度的雾霾是污染累积的过程；以细颗粒物为主，成分复杂，兼具多种污染物且具有季节性特征。直接原因：直接原因：燃煤产生二氧化硫和粉尘污染伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件燃煤粉尘凝聚核浓雾催化反应二氧化硫三氧化硫硫酸雾滴燃煤燃煤产生粉尘和二氧化硫粉尘：表面大量吸附水，形成烟雾凝聚核，从而形成浓雾 含有Fe2O3成分，催化二氧化硫反应生成三氧化硫二

4、氧化硫：催化反应生成三氧化硫三氧化硫与吸附在粉尘表面的水化合生成硫酸雾滴硫酸雾滴：吸入呼吸系统后产生强烈的刺激作用，体弱者发病或死亡伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件间接原因间接原因（环境因素）：据相关资料表示，12月4日时形成近地大气逆温层，逆温层高度在40150米，造成污染物积蓄在近地层中。污染物来源：污染物来源：工厂燃煤（火力发电站等）、烟煤取暖 烟煤中含硫高，一吨家庭用煤排放的飘尘要比工业用煤高3至4倍。在当时的气象条件下，大气中烟尘最高浓度达4.5mg/m3，二氧化硫达3.8mg/m3。 （我国新空气标准GB 30952012中，TSP的24小时平均二级浓度限值为0.3mg/m3，二氧化硫1小

5、时平均二级浓度限值为0.5mg/m3）伦敦位于伦敦盆地，为温带海洋性气候，由于北大西洋暖流带来的大量水汽，导致伦敦常年湿度较大，易产生雾。冬季时，北大西洋暖流带来的海上暖空气到达陆地，平流至伦敦盆地内积聚的冷空气上方时，就将形成平流逆温。直接原因直接原因：机动车排放大量石油烃废气、一氧化碳、氮氧化物和铅烟间接原因（环境因素）：间接原因（环境因素）：由于特殊的地形原因，在洛杉矶上空形成持久的下沉逆温层，使污染物在其间积蓄。洛杉矶烟雾事件洛杉矶烟雾事件NO2NO碳氢化合物醛、酮、醇等OO2O3NO2自由基（RORO2 2、HOHO2 2、RCORCO等）PAN自由基，O O3 3光OO在光照条件下

6、氮氧化物分解形成一氧化氮和氧自由基一氧化氮与空气中的氧气反应重新生成二氧化氮，并在过氧自由基的作用下形成过氧乙酰硝酸酯（PAN）氧气与氧自由基合成臭氧碳氢化合物在自由基和臭氧的作用下，分解为醛、酮、醇等，同时产生更多的过氧自由基中间产物推动整个光化学反应进行。小组讨论：小组讨论：逆温层形成和污染物积蓄原因洛杉矶烟雾事件洛杉矶烟雾事件逆温层形成原因：据文献，洛杉矶地区的逆温层主要是下沉逆温。沿海岸向南为加利福尼亚寒流，当常年盛行的西北风向洛杉矶移动时与寒流相遇，因此接近地面的空气变冷，同时高空空气由于下沉运动变暖，于是形成了洛杉矶地区上空常年稳定的逆温层，使污染物难以扩散。污染物积蓄原因：由卫星

7、图可以看出，洛杉矶几乎处于三面环山的盆地中，而盛行的西北风几乎不穿过洛杉矶的海岸线，在海岸附近吹的是较弱的西风或西南风，因此污染物无法上升越过山脉的高度，而产生污染物在逆温层的大量积蓄。污染物来源：污染物来源：汽车自从1936年在洛杉矶开发石油以及的二次世界大战后，洛杉矶的工业发达程度仅次于纽约和芝加哥。在20世纪40年代初，洛杉矶拥有汽车250万辆，每天消耗汽油1600万升。由于汽车内燃机效率低，使得每天有1000多吨碳氢化合物进入大气，在阳光作用下，形成光化学烟雾。尼克松总统说：汽车是最大的大气污染源洛杉矶烟雾事件洛杉矶烟雾事件直接原因：直接原因：细颗粒物（PM2.5）浓度上升，以及NOx

8、、CO、SO2、O3等污染物排放影响。间接原因间接原因：气象条件易产生辐射逆温污染物污染物来源来源：燃煤，机动车污染排放周边地区：天津：油气开采、运输和加工业发达，挥发性有机物排放量巨大河北：燃煤量大，其工业生产能源极度依赖燃煤北京雾霾北京雾霾特征向量特征向量NOxCOSO2O3冬季冬季（2月）月）PM100.5290.4290.530-0.504PM2.50.5340.4190.535-0.503夏季夏季（8月）月）PM100.5970.6170.418-0.295PM2.50.5960.6100.426-0.303文献资料：冬夏两季对应的四类气体污染物组合特征向量系数矩阵观测点：白石桥 时

9、间：2003年 方法：EOF模型主成分分析由特征向量系数大小可见，北京冬季颗粒物浓度主成分以SO2和NOX的影响为主，夏季则以CO和NOx为主。0.5290.4290.530.5040.5340.4190.5350.5030.5970.6170.4180.2950.5960.610.4260.3030%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%冬-PM10冬-PM2.5夏-PM10夏-PM2.5NoxSO2(-)O3CO北京雾霾的根源探讨解决问题可能的入手点团队的分工与合作北京雾霾的根源探讨北京雾霾的根源探讨伦敦烟雾伦敦烟雾洛杉矶光化学烟雾洛杉矶光化学烟雾北京雾霾北京雾霾时

10、间时间1952年年12月月1952年年12月月2013年年1月月直接原因直接原因燃煤：燃煤：SO2，粉尘，粉尘汽车尾气：石油烃，汽车尾气：石油烃，CO，NOx，Pb细颗粒物细颗粒物燃煤，汽车尾气燃煤，汽车尾气间接原因间接原因平流逆温平流逆温下沉逆温下沉逆温辐射逆温为主辐射逆温为主采取措施采取措施1954theCityofLondonAct（伦敦市法）（伦敦市法）1956CleanAirActs（清（清洁空气法）洁空气法）燃料使用规范：减少无烟燃料使用规范：减少无烟煤的使用煤的使用工厂排烟规范：工厂排烟工厂排烟规范：工厂排烟污染物限制污染物限制居民生活：集中供暖等。居民生活：集中供暖等。1955

11、空气污染控制法空气污染控制法1963清洁空气法清洁空气法设立设立空气质量管理区空气质量管理区，设立设立排放许可证排放许可证制度，制度，为交通污染源（从内燃机、为交通污染源（从内燃机、汽油到排放）设立了严格汽油到排放）设立了严格环境标准；环境标准；开放环境交易市场，将市开放环境交易市场，将市场化手段引入环境减排中；场化手段引入环境减排中；投入很强的科研及管理力投入很强的科研及管理力量，开发通用的环评软件量，开发通用的环评软件及有效的污染控制技术。及有效的污染控制技术。2012环境空气质量标准环境空气质量标准应急措施：应急措施：汽车：机动车限行（尤其是汽车：机动车限行（尤其是公务车）公务车）工业：

12、工业：103家重点排污企业家重点排污企业停产停产燃煤：供暖单位采取降低生燃煤：供暖单位采取降低生产负荷、提高脱硫、脱硝、产负荷、提高脱硫、脱硝、除尘设施运行效率等措施除尘设施运行效率等措施扬尘：停止所有渣土运输车扬尘：停止所有渣土运输车上路行驶上路行驶北京雾霾的根源探讨北京雾霾的根源探讨气象条件气象条件差差地处内陆地区，干燥，扬尘严重，导致霾现象严重。2013年1月：风向转为由西向东，空气水平流动变弱；由于前期强寒流的影响，在高空1000米左右形成逆温。发展代价高发展代价高GDP快速上涨伴随环境问题，与50年代英美类似；各地关停了部分工业污染源，但效果堪忧；能源结构不合理污染源头污染源头多多长

13、期工业、机动车排放与短期高强度供暖排放叠加人口基数大人口基数大北京人口总量超过2000万,机动车已超过500万辆：人口大量增加带来能源的刚性需求；交通拥堵导致污染加重。解决问题的入手点解决问题的入手点完善大气污染防治完善大气污染防治法法洁净空气法案和清洁空气法的制定；2000年后，大气法未及时修订；应针对控制机动车污染，防控区域污染，防控PM2.5等的污染进行完善。改变能源结构改变能源结构世界能源消费构成中,原油、天然气和煤炭三大能源各占30%左右,其中煤炭占27.2%；而在中国的能源消费结构中,煤炭占据了主导地位,所占比重为67.7%。改革交通规划改革交通规划机动车数量预计在5年内达到700万；发展公共交通、非机动交通长期规划、区域联合长期规划、区域联合目前仅靠应急处理，欠缺长远规划；可利用3-4个五年规划，每期削减总量15%左右；华北地区大气是相通的，只有区域统一行动，才能保证减排效益的最大化刘合泽：资料的收集、整理、分析（伦敦）王蒝：资料的收集、整理、分析（洛杉矶）赵艳妮：资料的收集、整理、分析（北京）魏桢：汇总材料、整理讨论成果、文稿撰写蒲长城：组织讨论、进度安排、PPT制作展示