环境工程中大气污染问题分析与处理办法论文_欧晨

深圳市宝安区环境保护和水务局 广东深圳 518000

摘要:环境工程是在人们首次认识到饮用水处理和废水处理的重要性时,从卫生工程开始的。后来改建成环境工程,包括空气污染和水污染控制以及固体和危险废物管理。大气污染问题分析和处理是环境工程中的重要内容。

关键词:环境工程;大气污染;处理

1.环境工程的定义

环境工程运用工程和科学原理,改善环境,控制水污染和空气污染,处理固体和危险废物,以及处理其他与公共卫生有关的问题。这个领域的主要目标是为人类提供一个健康的环境。随着水处理和废水处理的重要性得到承认,这一领域始于19世纪中期的卫生工程。20世纪中三分之一的时候,这个领域扩大到包括更广泛的环境问题,比如空气污染控制和危险废物管理,环境工程这个术语取代了卫生工程。这一工程专业还涉及世界范围的环境问题,例如酸雨的后果、臭氧层的损耗以及工业来源的空气和水污染。由于全球变暖的威胁,环境问题最近备受关注。

环境工程系统是应用科学和工程原理保护人类免受不利环境因素影响的工程分支;保护当地和全球环境免受自然和人类活动的潜在有害影响;改善环境质量。

环境工程系统也可以说是应用科学和技术的一个分支,处理能源保护、资产保护和控制人类和动物活动产生的废物等问题。此外,委员会还关注在公共卫生领域,例如在水传播疾病方面找到可行的解决办法,执行促进城市、农村和娱乐地区适当卫生的法律。它涉及废水管理、空气污染控制、回收利用、废物处理、辐射防护、工业卫生、畜牧业、环境可持续性、公共卫生和环境工程法。它还包括对拟建项目环境影响的研究。

环境工程师系统研究技术进步对环境的影响。为此,他们对危险废物管理进行研究,以评估此类危险的重要性,就处理和遏制提出建议,并制定预防事故的法规。环境工程师设计城市供水和工业废水处理系统。他们处理当地和全球环境问题,例如酸雨、全球变暖、臭氧消耗、水污染以及汽车尾气和工业来源造成的空气污染。

2.大气污染源

当有害或过量的物质包括气体、微粒和生物分子被引入地球大气层时,空气污染就会发生。它可能导致疾病、过敏以及人类死亡;它还可能对动物和粮食作物等其他生物造成危害,并可能破坏自然或人工环境。人类活动和自然过程都会产生空气污染。根据2014年世界卫生组织的报告,2012年的空气污染造成全球约700万人死亡,这一估计与国际能源机构的估计大致相同。

空气污染物是空气中对人类和生态系统有不利影响的物质。物质可以是固体颗粒、液滴或气体。污染物可以是天然的,也可以是人为的。污染物分为一级和二级。主要污染物通常是由一个过程产生的,例如火山爆发产生的灰烬。其他例子包括汽车尾气中的一氧化碳气体或工厂排放的二氧化硫。二次污染物不直接排放。相反,当主要污染物反应或相互作用时,它们在空气中形成。地面臭氧是二次污染的突出例子。有些污染物可能既有原生污染物,也有次生污染物:既有直接排放的,也有其他原生污染物形成的。

2.1二氧化碳(CO2)

由于其作为温室气体的作用,二氧化碳被描述为“主要污染物”和“最严重的气候污染”。二氧化碳是大气中的自然成分,是植物生命所必需的,是人类呼吸系统释放的。这一问题具有实际影响,例如确定《清洁空气法》是否被视为管制二氧化碳排放。目前,二氧化碳约占地球大气百万分之410(ppm),而前工业时代[9)约为280 ppm,每年燃烧化石燃料排放数十亿吨二氧化碳。地球大气中二氧化碳的增加正在加速。

2.2 硫氧化物(SOx)

二氧化硫是一种化学式为SO2的化合物。SO2是由火山和各种工业过程产生的。煤和石油通常含有硫化合物,燃烧产生二氧化硫。SO2的进一步氧化,通常在催化剂如NO2的存在下,形成H2SO4,从而形成酸雨。这是人们担心使用这些燃料作为能源对环境造成影响的原因之一。

2.3氮氧化物(NOx)

氮氧化物,特别是二氧化氮,从高温燃烧中排出,并且在雷暴期间通过放电产生。它们可以被看作是城市上方的棕色雾霾穹,或者是城市下风处的羽流。二氧化氮是一种化学式为NO2的化合物。它是几种氮氧化物之一。这种红棕色有毒气体是最突出的空气污染物之一,它有一种特有的尖锐、辛辣的气味。

2.4一氧化碳(CO)

CO是无色、无嗅、有毒但无刺激性的气体。它是天然气、煤或木材等燃料燃烧的产物。汽车尾气是排放到大气中的一氧化碳的主要成分。它在空气中形成烟雾类型,与许多肺部疾病和对自然环境和动物的破坏有关。2013年,排放到大气中的一氧化碳有一半以上来自汽车交通,燃烧一加仑的气体往往会向空气中排放超过20磅的一氧化碳。

2.5挥发性有机化合物(VOC)

VOCs是一种众所周知的室外空气污染物。它们分为甲烷(CH4)和非甲烷(NMVOCs)。甲烷是一种非常有效的温室气体,有助于加剧全球变暖。其他碳氢化合物VOCs也是重要的温室气体,因为它们在创造臭氧和延长大气中甲烷的寿命方面发挥了作用。这种效果因当地空气质量而异。芳族非挥发性有机化合物苯、甲苯和二甲苯是疑似致癌物,长期接触可能导致白血病。1,3 -丁二烯是另一种危险化合物,通常与工业用途有关。

图1 二氧化硫排放现场

2.6微粒

微粒物质(PM)、大气微粒物质或微粒,是悬浮在气体中的固体或液体的微小颗粒。相反,气溶胶是指粒子和气体的组合。有些微粒是自然产生的,来源于火山、沙尘暴、森林和草原大火、活的植被和海雾。人类活动,例如在汽车、发电厂和各种工业过程中燃烧化石燃料,也产生大量气溶胶。全球平均而言,人为气溶胶——人类活动产生的气溶胶——目前约占我们大气层的10 %。空气中微粒含量增加与心脏病、肺功能改变和肺癌等健康危害有关。微粒与呼吸道感染有关,对已经患有哮喘等疾病的人尤其有害。

2.7室内缺乏通风

室内缺乏通风会造成空气污染,人们经常把大部分时间花在这里。氡(Rn)气体是一种致癌物质,在某些地方从地球上散发出来,并被困在房子里。包括地毯和胶合板在内的建筑材料释放甲醛(H2CO)气体。油漆和溶剂干燥时会释放挥发性有机化合物(VOCs)。含铅涂料会退化成灰尘并被吸入。使用空气清新剂、熏香和其他有香味的物品会引起有意的空气污染。炉灶和壁炉中的受控木材火灾会向空气中增加大量的烟雾微粒。室内污染死亡可能是由于室内没有适当通风而使用杀虫剂和其他化学喷剂造成的。

3.大气污染控制

环境工程的原则也适用于制造和燃烧过程的设计,目的是将空气污染物的排放降到允许的水平。应用了多种技术,例如静电除尘器和催化转化器,用于在烟气排放到大气中之前从烟气中去除硫氧化物、颗粒物和其他空气污染物。

已经开发了空气污染扩散模型来分析污染物的强度,或者它们对工业排放释放的空气质量的影响。因此,正在努力减少各种燃烧过程中的二氧化碳和温室气体排放。

科学家开发了空气污染扩散模型,以评估受体处污染物的浓度或车辆废气和工业烟道废气排放对整体空气质量的影响。在某种程度上,这一领域与减少燃烧过程中二氧化碳和其他温室气体排放的愿望重叠。

各种空气污染控制技术和策略可用于减少空气污染。在最基层,土地利用规划可能涉及分区和交通基础设施规划。在大多数国家,土地利用规划是社会政策的重要组成部分,确保土地得到有效利用,以利于更广泛的经济和人口,并保护环境。

由于空气污染很大一部分是由煤和石油等化石燃料燃烧造成的,减少这些燃料可以大大减少空气污染。最有效的办法是改用清洁能源,例如风能、太阳能、水力等不会造成空气污染的能源。减少移动污染源的努力包括一级法规(许多发展中国家有允许的法规),将法规扩大到新的污染源(如游轮和运输船、农用设备以及小的燃气动力设备,如细绳修剪机、链锯和雪地车),提高燃料效率(如通过使用混合动力汽车),转换成清洁燃料或转换成电动汽车。

二氧化钛因其减少空气污染的能力而被研究。紫外光会从材料中释放出自由电子,从而产生自由基,分解VOCs和NOx气体。

4.大气污染控制装置

4.1静电除尘器(ESP)

静电除尘器或静电空气净化器是利用感应静电电荷的力从流动气体(例如空气)中去除颗粒的颗粒收集装置。静电除尘器是一种高效的过滤设备,它最大限度地减少了气体通过设备的流动,并且可以容易地从气流中去除细小的颗粒,例如灰尘和烟雾。

4.2集尘室

集尘室设计用于处理沉重的灰尘负载,吸尘器由鼓风机、灰尘过滤器、过滤器清洁系统和灰尘容器或灰尘去除系统组成(不同于使用一次性过滤器去除灰尘的空气清洁器)。

4.3微粒洗涤器

微粒洗涤器是一种污染控制技术。该术语描述了使用来自炉烟道气或其他气流的污染物的各种装置。在湿式洗涤器中,污染的气流与洗涤液接触,通过用液体喷射,通过迫使其通过液体池,或通过一些其它接触方法,以去除污染物。

5.结语

大气污染是近年来较为严重的污染问题,亟待有效的手段进行控制和处理。本文从环境工程角度,对大气污染的产生、控制措施等进行了分析,希望能进一步改善空气质量。

参考文献:

[1]任子航.简析环境工程中大气污染的处理措施[J].环境与发展.2017(03)

[2]买帅,马丽娜.浅析我国环境工程中大气污染的危害与治理方案[J].城市建设理论研究(电子版).2018(05)

论文作者:欧晨

论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期

论文发表时间:2018/9/18

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