2023年《安全环境环保技术》之气体的污染与防治.docx

气体的污染与防治 一、   气体污染1.二氧化氮气体的污染二氧化氮（NO2），红棕色气体，在21.1℃时为有刺鼻气味的气体，在21.1℃到-11.2℃之间时为暗褐色的液体，在-11.2℃以下时为无色固体，加压液体为四氧化二氮（N2O4），熔点-11.2℃，沸点 21.1℃，蒸气压为101.3lkPa(2l℃)。二氧化氮易溶于碱、二硫化碳（CS2）和三氯甲烷（又称氯仿，化学式为CHCl3），微溶于水。化学性质较稳定。二氧化氮气体主要来自于车辆废气（二氧化氮气体约1/3是来自汽车的尾气）、火力发电站和其他工业的燃料燃烧（大气中的氮氧化物大约有2/3来自煤炭及石油产品燃烧）及硝酸、氮肥、炸药的工业生产过程，具有腐蚀性和生理刺激作用，呼吸系统有问题的人士，如哮喘患者，较易受二氧化氮的影响。对儿童来说，可能会造成肺部发育受损，甚至导致儿童的猝死（研究人员表示，“婴儿猝死综合症与二氧化氮污染有关〞研究首次提出了户外高浓度的二氧化氮气体是导致婴儿猝死综合症发作的危险因素。甚至在考虑到受烟草烟雾的影响后，高浓度的二氧化氮仍然可使发生SIDS的危险成倍增长。他们同时补充说道，该研究未考虑呼吸系统传染病的季节性波动因素，而这一点将被包含在日后的研究当中。）。研究指出长期吸入能会导致肺部构造改变。二氧化氮是形成光化学烟雾的主要因素之一（大气中氮氧化物含量到达一定程度时，如果还有碳氢化合物、硫氧化物等存在，就可能发生〞光化学烟雾〞，危害人类健康。），也是酸雨的来源之一。2.一氧化氮气体的污染一氧化氮（NO），无色气体，熔点-163.6℃，沸点-151.5℃，蒸气压101.3lkPa(-151.7℃)。一氧化氮易溶于乙醇（C2H5OH）、二硫化碳（CS2），微溶于水和硫酸（H2SO4），水中溶解度4.7% (20℃)。化学性质不稳定，在空气中易氧化成二氧化氮（2NO+O2=2NO2）一氧化氮气体仍是导致酸雨形成的主要成分之一，但一氧化氮气体不是单一的污染气体，它还能使人类远离心脑血管的疾病，故一氧化氮还被称为“明星分子〞。3.氟氯烃气体的污染氟氯烃，氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称，可用符号“CFC〞表示。氟氯烃气体包括20多种化合物，其中最常用的是氟利昂-12（化学式CCl2F2），其次是氟利昂-11（化学式CCl3F）。氟利昂是一种性能优良的冷冻剂，在家用电冰箱和空调机中广泛使用。在现代社会的生产与生活中，氟利昂被广泛地用作电冰箱的制冷剂，用作泡沫塑料的发泡剂，用作电子元件和精密仪器的清洗剂，用作药剂和美发的喷雾剂等。氟利昂的化学性质非常稳定，被排放之后绝大局部都积存在空气中，然后慢慢地飘浮到高空的平流层，在那里经过光解别离出氯原子，而氯原子正是残害臭氧的“杀手〞——1个氯原子在连锁反响中可以破坏10万个臭氧分子！ 1979年，英国科学家首先在南极上空发现一个臭氧层“空洞〞。1985年，南极“空洞〞的面积已扩展到将近美国那么大，同时发现北极的“空洞〞已有南极“空洞〞的一半大。此外，地球其它地区的臭氧层也在变薄，总臭氧量以每10年约3%的平均速率递减。 臭氧层的破坏，导致地球上的生物遭到过量紫外线辐射的危害。据科学家估计，臭氧每减少1%，白内障患者将增加0.6%（这意味着世界增加10万盲人），皮肤癌患者将增加2%，而且人体免疫力将遭到损害，动植物也将因紫外线辐射的增强而受到各种影响。据统计，全球氟利昂的使用量累计已超过2,000万吨。由于氟利昂从地面浮升到平流层约需10年时间，即使全世界立即完全停止使用氟利昂，大气中现存的氟利昂也足以对臭氧层造成严重破坏。4.温室气体污染温室气体主要是二氧化碳（CO2）气体，二氧化碳气体易溶于水形成碳酸（H2CO3）。二氧化碳气体大量排放到大气中易导致全球气温的变暖。美国科学家警告说，温室气体不仅是导致全球变暖的罪魁祸首，而且对人类健康造成了直接影响，正成为威胁人类的一个主要杀手。据科学家们预测，由温室气体造成的空气污染所导致的死亡人数，将超过死于交通事故的人数。美国卡内基－梅隆大学戴维斯教授领导的研究小组在17日出版的美国科学周刊上说，他们在纽约、墨西哥城、巴西圣保罗和智利圣地亚哥等4个城市进行了研究，调查化石燃料等造成的空气污染对人类健康的影响。他们的研究结果显示，减少温室气体排放，今后20年内能使这4个大城市的死亡人数减少6.4万。戴维斯说，虽然他们的研究仅限于上述4个城市的4500万人，但结论可以推广到全世界的城市。他们的预测与世界卫生组织的估计数字也是一致的。据世界卫生组织估计，到2023年全世界死于空气污染的人数将到达800万。温室气体主要指二氧化碳等气体，这些气体能够将太阳照射到地球上的热量保存在大气层中并影响太阳辐射。研究认为，汽车使用的汽油和发电厂使用的煤等化石燃料所产生的二氧化碳、可吸入颗粒物和其它污染气体，会导致人们过早地死于哮喘、呼吸紊乱和心脏病。5.二氧化硫气体污染二氧化硫（SO2），是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于人体和其他黏性液中，长期的影响会导致多种疾病，如：上呼吸道感染、慢性支气管炎、肺气肿等，危害人类健康。二氧化硫在氧化剂、光的作用下会生成使人致病、甚至增加病人死亡率的硫酸盐气溶胶，据有关研究说明，当硫酸盐浓度在10毫克/立方米左右时，每减少10%的浓度能使死亡率降低0.5%。二氧化硫对植物的危害：研究说明，在高浓度的二氧化硫影响下，植物产生急性危害，叶片外表产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度二氧化硫的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。据1983年对我国13个省市25个工厂企业的统计，因二氧化硫造成的受害面积达2.33公顷，粮食减少1.85万吨，蔬菜减少500吨，危害相当严重。二氧化硫对金属的腐蚀：大气中的二氧化硫对金属的腐蚀主要是对钢结构的腐蚀。据统计，兴旺国家每年因金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总值的2%~4%。由于金属腐蚀造成的直接损失远大于水灾、风灾、火灾、地震造成损失的总和。且金属腐蚀直接威胁到工业设施、生活设施和交通设施的平安。对生态环境的影响：二氧化硫形成的酸雨和酸雾危害也是相当的大，主要表现为对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的损失。随着我国进入世界贸易组织和全球环保意识的加强，控制和治理二氧化硫污染成为我国当今和今后相当一段时间内最为紧迫的环保任务之一。因为这不仅关系到我国社会和经济的健康和可持续开展，也由于二氧化硫和酸雨污染是全球性的，关系到我国的国际形象。因此，加强对二氧化硫污染的治理，不但具有经济效益，同时，它所带来的社会效益和环境效益更是不可估量的。 二、气体的防治1.二氧化氮气体的防治二氧化氮是一种污染大气的气体，它可以利用新型生态涂料吸收。提起涂料，人们往往会将其与空气污染联系在一起。然而，欧洲科学家创造的一种涂料，能吸收汽车排放的，可引起呼吸道疾病的二氧化氮气体，对空气起到一定净化作用。据英国新科学家杂志报道，这种名为“生态涂料〞的产品将于下月上市。该涂料可涂在建筑物的外墙上，有效期可长达５年。其间，涂料在吸收二氧化氮的同时逐渐被消耗殆尽。这其中的奥秘在于，该涂料是由直径仅为３０纳米的二氧化钛（TiO2）和碳酸钙（CaCO3）球形微小颗粒混合，从而形成了一种名为“Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ〞的硅基聚合物。　　这种聚合物多孔，能让二氧化氮气体通过，二氧化氮气体因此吸附于二氧化钛颗粒上。这些颗粒通过吸收太阳光中的紫外线进行化学反响，将二氧化氮转化成硝酸，硝酸最后被碱性的碳酸钙中和。据介绍，这一过程中产生的无害的二氧化碳、水和硝酸钙最终都会被雨水冲刷，不会对建筑物和周边环境造成不良影响。2.一氧化氮气体的防治1、提高燃油品质，研究开发新的代用燃料：    提高燃油品质对汽油来说，主要是实现汽油无铅化，目前我国国内无铅汽油的生产量已占汽油总产量的90%。汽油发动机安装尾气净化装置的必备条件之一是汽车必须使用无铅汽油。开发新的代用燃料是目前解决汽车尾气污染的重要措施，实际上就是开发一些新的能源，主要是压缩天然气、液化石油气等，也称之为清洁燃料。这些清洁燃料的普遍特点是：燃烧完全，有害气体排放量可减少30-90%。2、研究开发新的动力装置（1）电动汽车。世界兴旺国家都在研究开发电动汽车。要实现城市汽车尾气中有害气体的零排放，只有电动汽车才能做到。国家科技部负责人指出：从能源和环境保护来看，电动汽车是未来的开展方向。（2）双动力汽车。国外兴旺国家都在开发一种双动力或称混合动力汽车，以减少汽车对城市的污染。在城市运行时用电力驱动，在郊外行驶时用内燃机驱动。（3）双燃料汽车。即燃气、燃油都可应用。此外，国外兴旺国家还开发出氢气汽车及太阳能汽车等。3、改进现有汽车发动机的结构和性能，减少尾气污染主要包括两方面:第一方面是改进汽车发动机燃烧工作过程，即机内净化。第二方面是尾气净化，即机外净化。就是利用化学反响原理，使尾气的三个主要有害气体CO、HC和NOX进行氧化或分解复原为二氧化碳、水及氮气。使用过滤装置，将废气中的颗粒留住不被排出。4、加强行政管理，减少和消除汽车尾气对大气环境的污染（1）淘汰旧车，采取报废迎新。（2）严格执行国家质量技术标准，控制燃油标准。 按国家规定，不合质量的燃油不能使用，市场上不准出售低劣的燃油。（3）实行车辆分流行驶：城市人口稠密区域，交通密度高，汽车尾气的排放在某一时间又比较集中，故会引起该地区域在某一时间内，大气污染的程度会急剧增加，造成危害人类的健康。这时可采取汽车分流行驶。一方面可解决交通堵塞、乘车难；另外还可使该局部区域大气环境污染程度有所减少，更好地贯彻大气环境质量标准的执行。 （4）一开辟地铁，施行电力牵引行驶。尤其在大城市人口稠密的地区，开辟地下通道，同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染。（5）今后现代化的城镇建设，还应考虑自身的循环、多功能的结构形式。合理设计城市居民的日常生活完全以步代车，汽车只用在城外，城内的风能、太阳能、循环水等的高效利用也能使人们在很大程度上摆脱污染和不可再生资源的浪费。（6）加强和提高人们对保护环境的意识－从自已做起。3.温室气体的防治1.控制机动车数量 控制尾气排放；2.控制大型化工厂的污染气体排放 或者关闭化工厂；3.减少物体的燃烧 包括燃放烟花 燃烧接秆等等；4.减少生活垃圾的乱丢乱放 生产可降解的塑料包装袋等；6.多植树造林 不要破坏生态平衡 不要破坏大自然的寂静；7.减少人类的不必要的活动；8.减少森林大火 减少含甲烷、氯氟烃（氟利昂)氧化氮的排放；9.生活要为了环境 为了生态的平衡。4.二氧化硫气体的防治1.市、县（区）人民政府应当将燃煤二氧化硫污染防治纳入国民经济和社会开展规划和方案，合理规划工业布局，加强二氧化硫污染防治的科学研究，采取有效措施，保护和改善大气环境。各级人民政府应当对在防治大气污染、保护和改善环境空气质量方面成绩显著的单位和个人给予奖励。2.燃煤二氧化硫污染防治应坚持调整能源结构、降低能源消耗与治理污染相结合的原那么。各级人民政府应当鼓励和支持开发利用清洁能源，逐步减少煤的直接燃用。3.各级人民政府应当加强绿化工作，提高绿化覆盖率，改善空气质量，减轻二氧化硫对大气的影响。4.环境保护行政主管部门负责燃煤二氧化硫污染防治的监督和管理工作。技术监督、经济、工商等行政主管部门按照各自职责分别对生产、加工、销售煤燃料进行监督管理。5.经济行政主管部门在进行工业布局规划时，应当征求环境保护行政主管部门的意见。经济行政主管部门应当把燃煤二氧化硫污染防治纳入工业企业技术改造方案，并组织实施。6.市人民政府根据城市大气功能区划确定和调整禁煤区范围。禁煤区范围内停止燃用煤及煤燃料，改用清洁能源。7.煤炭经营单位销售煤时，应当提供具备相应资质的检测机构出具的同一批次的煤的硫分含量证明。8.禁止直接燃用含硫量高于3%的煤。国家对火电厂用煤的含硫量另有规定的，从其规定。因供应紧缺等特殊原因，已经安装在线监测装置的35吨／时以上的燃煤锅炉，