光化學煙霧解決措施范文
時間:2023-11-03 17:51:27
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篇1
關鍵詞:城市光化學煙霧;汽車尾氣;防止措施
城市大氣污染一般分為煤煙型和光化學煙霧型,前者因燃煤排放引起,其主要污染物為顆粒物和二氧化硫SO2;后者因汽車和石油化工排放氮氧化物NOx和揮發性有機物VOCs等前體污染物引起,其特征污染物為臭氧O3等強氧化劑。光化學煙霧具有很強的氧化性,可使橡膠開裂,對眼睛和呼吸道有很強的刺激性,損害人體肺功能和傷害農作物,并使大氣能見度降低。我國城市大氣污染雖受以煤炭為主的能源結構的制約,目前仍呈現出明顯的煤煙型污染特征, 但早在70年代末就在蘭州西固石油化工區首次發現了光化學煙霧并開展了大氣物理和大氣化學的大規模綜合研究,1986年夏季在北京也發現了光化學煙霧的跡象,近10年來日趨嚴重。隨著經濟的高速發展,我國中、南部特別是沿海城市均已發生或面臨光化學煙霧的威脅,上海、廣州、深圳等城市也頻繁觀測到光化學煙霧污染的現象。以廣州為例研究我國城市光化學煙霧的污染狀況及污染特征,探討光化學煙霧的形成機制,預測城市光化學煙霧的發展趨勢。
1.城市光化學煙霧的形成機理
光化學煙霧的形成機理可以定性地表述為:光化學煙霧是由鏈式反應形成的。它以NO2光解生成原子氧的反應為引發,原子氧的產生導致了臭氧的形成。由于烴類參與鏈式反應產生多種自由基,造成了NO向NO2的迅速轉化。在此轉化中RO?和RO2?自由基起了主要的作用CO3參與的少),以致基本上不需要消耗O3就能使大氣中NO轉化為NO2。NO2又繼續光解產生O并導致O3的產生,從而使O3濃度不斷升高。同時產生的醛類和新的自由基又繼續和烴類反應,生成更多的自由基。如此繼續不斷,循環往復地進行鏈式反應,直至烴類耗盡,NO全部氧化為NO2。
概括起來影響光化學煙霧的主要(污染物)因素是:(1)碳氫化合物的活性。 (2)吸收光能的引發劑。 (3)NO2和CxHy的濃度比。
汽車廢氣作為空氣污染中的一種特殊情形,其主要污染物有碳氧化物、氮氧化物、碳氫化合物、硫氧化物、鉛化合物、苯并芘等。對于未裝尾氣凈化器的汽車,65%的烴類及COx、NOx和鉛化合物均從尾氣中排入大氣。目前,許多國家制定的汽車排氣標準中,都把一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物作為主要污染物來控制。對光化學煙霧形成有關的氣體主要是后2種,尤其是其中的NO、NO2和烯烴、芳烴。汽車廢氣的數量是很大的,若平均每天燃用5kg汽油,則生成2.1kgCO、0.62kgCxHx、0.11kgNOx。那么一個擁有10萬輛汽車的城市,每天空氣中就要增加210萬噸CO、62噸的CxHx、11噸NOx。可見汽車確實成了污染空氣的“罪魁”。
2.廣州大氣光化學污染狀況
廣州市近20 年來主要的大氣污染物有: 二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、總懸浮微粒(TSP)、降塵(DF)等,其中SO2及NOx和CO分別主要來源于工業生產和交通運輸,TSP和DF則主要來源于餐飲業和建筑業。目前,廣州交通污染源尾氣排放量對廣州大氣質量的“貢獻”躍居為首位。
分析廣州市1981~1997 年的環境監測資料表明,年紀之間具有光化學污染逐年增強的趨勢。以1981~1997 年全市各監測點的監測結果為基礎數據,以我國《大氣環境質量標準》的日平均質量濃度二級標準為依據計算廣州市1981~1997年的各大氣污染物的指數及污染負荷率,計算公式如下:
Fi= Pi/P
其中: Pi= Ci/Si, P=∑Pi
式中: Fi為污染物i的負荷率, Pi為污染物i的分指數,P為大氣污染綜合指數, Ci為污染物i的實測值,Si為污染物i的評價標準(其中SO2為0.06 mg/m3 、NOx為0.1 mg/m3 、CO為4 mg/m3 、TSP為0.3 mg/m3 , DF 為8t/km2?月)。計算結果如表1所示。
表1 1981~1997 年廣州市各大氣污染物的評價指數和污染負荷率(%)
從表1的結果發現,雖然各污染物的負荷率隨年份不斷波動,但NOx和CO的負荷率逐年增加、SO2和TSP則逐年減少的趨勢明顯。比較1981~1997年大氣污染物評價指數和負荷率的結果說明:廣州在20世紀80年代中期以前(1981~1986)各污染物的負荷率以DF最高、SO2次之、CO最低為煤煙型污染特征;1987~1997年間,全市大氣中氣態污染物評價指數和負荷率則以NOx最高,如1994年全市實測NOx年均日濃度值為:1.16mg/m3 ,污染指數為1.16,污染負荷比為25.2% ,1996年達35.6%。這充分說明廣州自80年代末以來NOx的污染相當嚴重,光化學污染有逐年增強的趨勢。特別是越秀區、東山區的主要干道的NOx已大大超國家二級標準。
3.廣州光化學污染趨強的主要原因
VOCs和NOx兩者構成光化學污染中最主要的一次污染物;控制大氣光化學污染最有效的手段是同時控制VOCs和NOx污染水平.,結合廣州的氣象、地理條件,從VOCs和NOx來源著手來分析廣州市區光化學污染趨強的原因。
3.1 廣州光化學污染趨強主要與機動車輛的迅速增加有關
自上世紀80 年代末以來, 廣州大氣中NOx和CO的污染負荷率逐年增加,光化學類污染急劇發展,這主要與車輛的迅速增加密切相關。據統計,廣州機動車排放的NOx約占全市NOx總量的60%。加之廣州地處低緯度,高溫、多雨、濕度大;風向以北和東北及東和東南方向為主,具有通風不良和靜風頻率高、近地層的逆溫頻率高、熱島效應強等特征。不僅不利于污染物的對流和擴散,還有利于貼近城區周圍工業和建筑業、交通業的大氣污染物向西區和市中心集聚, 形成局地的堆積污染,也有利于大氣污染物NOx的轉化,更進一步加大了光化學的污染程度,特別是交通擁擠,汽車在路上重新啟動和發動機空轉的次數越多,尾氣排放量越大,因而越秀區和東山區及市內的主要交叉路口和交通要道等地帶成為NOx和CO污染的“重災區”。因此,要解決NOx和CO污染問題,控制及改進廣州市交通環境是關鍵。
3.2 廣州市內各功能區VOCs污染源分析
表2給出了市區內典型功能區VOCs的監測結果,作為交通主干道的東風路、環市路和新港路污染最為嚴重,檢出的VOCs種類較多,濃度也較高;而文化區和居民區的污染相對小些,但也不可忽視.圖1是三個功能區大氣中苯系物(BTEX)的濃度分布情況,用來判斷功能區的VOCs污染來源.三個功能區的BTEX線圖基本上平行重合,說明它們的來源都相同.甲苯的濃度仍然是最高的,苯和乙苯濃度相當.這說明了,市區內VOCs的污染特征與交通源相似,即VOCs的污染主要是由于機動車排放引起的.另外,各類型加油站的油庫、市內三產燃料燃燒,還有市郊工業區排放的貢獻也是不可忽略的。由圖表可知,廣州地區空氣中的揮發性有機物的總量已很高,廣州市區的VOCs主要來自人為污染源,尤其是交通源。
表2 市內典型功能區VOCs 監測結果(μg?m- 3)
圖1 內典型功能區苯系物濃度分布圖
4.光化學污染的防治措施
注:文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。
4.1 安裝排放孔昂志裝置控制污染源
碳氫化合物是光化學煙霧形成過程中必不可少的重要組成,因此控制碳氫化合物,尤其是那些反應活性高的有機物(如烯烴、含有側鏈的苯烴)的排放,能有效地控制光化學煙霧的形成和發展。另外,光化學煙霧形成的光化學反應中,自由基反應占很重要的地位,而自由基的引發反應主要是由NO2光解而引起的,所以控制氮氧化合物的排放也十分重要。據統計,大氣中CO污染物的75%、HC和NO污染物的50%來源于汽車的尾氣排放。隨著汽車保有量的日益增多,汽車的排放污染已成為大氣光化學污染的元兇,汽車排放的污染源來自車上的眾多系統,如果不安裝各種排放控制裝置,那么將有大約20%的有害物質來自曲軸箱通風系統,60%來自排氣系統,另有,20%來自供油系統的蒸發。近年來生產的汽車中,差不多每一種污染源均有獨自的排放控制技術及裝置。如電子控制裝置、發動機曲軸箱的污染控制裝置(PCV)、燃油蒸汽污染控制系統(ECS)、排氣再循環系統(EGR)、空氣噴射系統、催化式凈化裝置、微粒搜捕器等等。其中利用催化劑對汽車的廢氣進行凈化應用已經比較普遍,其基本原理是:
2NO(g)+2CO(g)=====N2(g)+2CO2(g)
2CO(g)+O2(g)=====2CO2(g)
從而使汽車尾氣無害化。歐共體規定,所屬各國從1993年開始銷售的裝有汽油發動機的汽車一律要配置三元催化轉換器。該裝置可凈90% 的有害物質。
4.2 完善車輛管理和發展公共交通
加快城市公共交通的發展和道路建設的步伐,推廣環保型交通工具及尾氣凈化等新技術,合理分流市區交通壓力并強化機動車排氣污染控制工作, 從而有效減輕市中心機動車排氣污染,建立和完善機動車管理體系,都是控制城市光化學污染的,改善空氣質量的當務之急。
4.3 利用清潔能源
如使用氫作為發動機燃料,利用氫氧燃料電池供電來驅動運輸工具(電動車),利用電磁感應的方法推動火車(超導懸浮列車)等。核能的安全使用,風能、太陽能的開發利用。利用清潔能源,開發無污染運輸是今后的導向。
篇2
關鍵詞:光化學污染;污染現狀;防治對策
1引言
與以燃煤產生的SO2和TSP(總懸浮顆粒)污染為特征的煤煙型污染不同,光化學污染屬于復合型污染。在一定的濕度、溫度、風速等氣象條件下,含有氮氧化物(NOx,主要為NO2)和烴類(包括揮發性有機物,VOCs)的大氣,在太陽紫外線照射下發生一系列復雜的反應,產生出一些氧化性很強的臭氧(O3)和過氧乙酰硝酸酯(PAN)、硝酸(HNO3)等二次污染物。這些產物及反應物的混合物被稱為光化學煙霧[1,2]。在大城市尤其是石油化工型城市,隨著工業企業和機動車的增加,導致排入大氣的NOx和VOCs持續增加,為光化學煙霧的形成提供了豐富的前提污染物來源,在強陽光和低濕度的午間和午后,光化學煙霧污染頻繁發生并日趨嚴重,已經越來越嚴重地威脅著居民的健康[3~10]。通過對鎮海區環境空氣中光化學的污染現狀進行分析,提出了與鎮海區污染狀況相適應的污染防治對策。
2鎮海區光化學污染現狀
我國對光化學污染中各項污染物的含量并未作明確的規定,而O3一般占所有光化學反應產物比例的90%以上,是判定光化學污染的指示物之一[11~14]。根據《鎮海區“十二五”環境質量報告書》,自2013年開始國家對空氣中的臭氧列入常規監測以來,鎮海區空氣中臭氧濃度超標的天數有逐漸增加的趨勢(見表1),其中2015年臭氧濃度年評價值首次超過國家二級表12013~2015年鎮海區環境空氣質量狀況年份PM2.5PM10NO2臭氧超標天數/d年均值超標天數/d年均值超標天數/d年均值超標天數/d年均值2013年6954481046171342014年4044062543271592015年394605964640164國家二級標準(均值、年評價值)403570160標準,且2015年的臭氧濃度超標天數也首次超過主要污染物PM2.5。從表2的近3年環境空氣污染物單項指數來看,只有臭氧污染物指數呈上升趨勢;從圖1中也可以看出,2013年來,鎮海區環境空氣中日臭氧最大8h均值超過100μg/m3的天數在增加。由此可以表明,鎮海區已開始出現光化學污染的征兆。
3前體物污染排放現狀及排放量的變化趨勢分析
3.1前體物污染排放現狀3.1.1NOx排放現狀“十一五”和“十二五”期間,鎮海區NOx(主要為NO2,統一以NO2計)的排放量得到了較大幅度的削減(表3),但其平均排放濃度仍較高,部分重點污染源在一定時段存在超標排放的現象。根據監測數據顯示,在2010~2015年間,NO2年平均濃度下降幅度不明顯,維持在45μg/m3波動,超過國家二級標準值(圖2)。3.1.2揮發性有機物(VOCs)排放現狀鎮海區內石油化工企業排放的有機廢氣是空氣中VOCs的主要來源,此外機動車燃油、機械制造和金屬制品制造過程中使用的有機溶劑以及噴涂作業使用的有機溶劑也是空氣中VOCs的來源。環境監測數據表明,2011~2015年鎮海區3個監測站點的空氣中VOCs年濃度均值總值波動較大,盡管2015年有明顯下降的趨辨,但鎮海中學和區圍墾局站點2015年空氣中VOCs年濃度均值總和仍保持在2011年的水平(澥浦站點因周邊化工企業搬遷,空氣中VOCs年濃度均值總和有明顯下降)。同時,3個監測站點空氣中VOCs年濃度均值總和明顯高于NO2年濃度均值,說明空氣中VOCs濃度仍處于較高水平(圖3)。3.2前體物污染排放量的變化趨勢分析涉及光化學反應前體污染物(NO2和VOCs)的排放源主要有3個方面:石化企業、燃煤(氣)鍋爐、機動車和揮發性有機物使用企業。“十三五”及今后一段時期,鎮海區NO2和VOCs排放量的變化情況分析如下.(1)NO2排放總量將會有所下降。火力發電和鍋爐燃煤(氣)占NO2排放的絕大部分,通過采取執行特別排放限值,鍋爐燃煤的NO2排放總量不會顯著增加;但隨著石化產品的大量增加,貨物運輸中產生的NO2排放量會相應增加;家用機動車保有量的增加也將增加NO2的排放量。綜上分析,今后一段時期,鎮海區NO2的排放總量將會有所下降。(2)VOCs排放總量將不會明顯下降。技術進步和不斷嚴格的環保監管,可使現有石化企業VOCs的排放最降低,但如果某些重大項目上馬,則VOCs的排放量會大幅度增加,與之相應的下游產品生產的投資項目也會增加;石化產品的大量增加,隨之帶來運輸量的大幅增加,貨物運輸中產生的VOCs排放量也會相應增加;對于機械制造、金屬制品和家具制造行業,隨著工藝技術的改進和環保治理設施的升級,VOCs的排放會逐步下降;家用機動車保有量仍將趨于上升趨勢,其VOCs的排放仍將繼續增加。綜上分析,今后一段時期,鎮海區VOCs的排放總量將不會明顯下降。
4光化學污染趨勢分析
目前鎮海區尚未對產生光化學污染的主要污染物指標PAN(過氧乙酰硝酸酯)開展日常監測。但是,鎮海區空氣中NO2濃度和VOCs總體濃度處于較高水平,烯烴(特別是乙烯)濃度呈現上升趨勢[15],空氣中O3(臭氧)濃度逐年上升且超標頻率增加,鎮海區已開始出現光化學污染的征兆。光化學污染的形成受前提污染物(NO2和VOCs)和氣象條件的影響。鑒于鎮海所處的緯度和地理環境的不可更改性,其氣象條件不可能發生較大的變化。空氣別是低空和近地面NO2和VOCs的濃度對鎮海光化學污染的形成起決定作用。日前,鎮海空氣中VOCs總體濃度要高于周邊其他區、市;NO2濃度與寧波市區基本接近,但要高于周邊其他縣、市[16]。在一個較長時期,鎮海區的VOCs排放總量將不可能得到大幅度的降低(以低空和近地面排放為主),NO2的排放總量雖會有所下降(高空排放量下降明顯),但近地面排放量會增加,因此,鎮海低空和近地面的NO2和VOCs的濃度預計不會明顯下降。在一個較長時期(5年以至更長的時間),鎮海區產生光化學污染的條件將不會有明顯改善的趨勢,在某一時段,反而會有加重的可能。
5光化學污染防治對策
光化學污染屬于復合型大氣污染,其主要表現形式為臭氧污染。由于臭氧生成機制的復雜性和前體物(NO2和VOCs)來源的多樣性,使得光化學污染防控比煤煙型污染治理來得尤為困難。鎮海區大氣中PM2.5和臭氧濃度水平均較高,因而大氣復合污染的態勢十分嚴峻。由于光化學煙霧成因復雜,其治理難度也就更大,解決這種具有復雜生成機制的二次污染需要通過長期的努力,采取多種手段結合綜合防治的措施。5.1加快執行大氣污染特別排放限值制定執行大氣污染特別排放限值的時間進度表,對火電、供熱鍋爐、煉油、石化等行業排放的NO2和VOCs,實行限期治理;采用多種手段開展泄漏監測,加強對VOCs無組織排放的監管,削減VOCs排放總量。5.2加強交通運輸污染防治,有效控制NO2排放加強對重型貨車(集卡、液化品罐車、工程車)尾氣排放的監管,對在鎮海區的重型貨車配備SCR裝置(選擇性催化還原裝置),督促過境車輛必須配備SCR裝置,并開展經常性檢查;推進“黃標車”加速淘汰進程;加快港口碼頭岸基高壓變頻設施建設,對停港船舶,用岸電替代柴油,減少NO2的排放。5.3加強對機械制造等行業VOCs的治理通過改進工藝技術,促使機械、金屬制品、家具制造等企業提高機械化、自動化水平,減少有機物的使用和VOCs的無組織排放,更新改造有機廢氣治理設施,提高設施處理效率,擴大環保監督抽查覆蓋面,督促環保設施的有效運行。5.4加強多部門協同監管在建筑裝飾行業加大推廣使用環保涂料的力度;加強對汽車維修行業噴漆廢氣治理設施和餐飲行業的油煙治理設施使用效果的檢查。5.5充分發揮現有環境政策的作用全面推行排污許可證制度,加快開征揮發性有機物排污費;加強對新建項目NO2和VOCs排放總量替代的管理;加強對重點行業和重點企業的環保核查。5.6加強環境監測能力建設開展空氣中PAN及其同系物的監測工作,建立光化學污染預警及應急響應機制;完善以環境質量監測、污染源監測和環境信息支撐為核心的環境監測信息網。5.7加強市民環保教育提高市民對光化學污染的認識程度,加強市民自身的環保意識,減少社會生活環境中易產生VOCs類物質的使用。
6結語
篇3
教師要從各方面培養學生的環保意識,提高學生的素養,為培養高素質人才打好基礎。在教學中,主要通過以下環節對學生進行環保意識教育。(1)在化學課堂教學中,滲透環保教育。在中學化學課本中,學生學習了許多有關環境保護的知識,了解了一些化學物質及其變化造成的危害與解決措施。例如酸雨、溫室效應、臭氧層空洞、光化學煙霧等,在化學課本中都學習過。教師在課堂上,要給學生講清它們的形成原因、造成的危害及解決措施。
(2)在化學實驗過程中,進行環保教育。化學是以實驗為基礎的學科,通過實驗才能得出結論。因此,化學實驗教學也肩負著對學生進行環保教育的重要任務。例如,用PH計測定雨水的PH值,發現PH小于5.6,鑒定為酸雨,然后探究酸雨的形成原因。二氧化硫和氮氧化物(主要是二氧化氮),經過一系列的化學變化后,轉變為硝酸、亞硫酸或硫酸,它們隨雨水一起降落,成為酸雨。在指導學生做實驗前,要有意識地進行環保教育。要向學生介紹大氣中的酸性物質二氧化硫、氮氧化物的主要來源:有煤、石油和天然氣等化石燃料的燃燒,金屬冶煉和化工生產過程,機動車排放的尾氣等。酸雨的危害性很大,它進入湖泊江河會導致魚類死亡,影響水生生物的生長和繁殖;若進入農田會使土壤酸化,破壞農作物和森林的生長;酸雨還可以使橋梁、藝術品、建筑物、機器腐蝕損壞;酸雨還能危害人體健康。因此,人們稱酸雨為“空中死神”。最后,讓學生了解防酸治酸的方法。如減少大氣中二氧化硫的含量,要采用低硫的煤、石油、天然氣等燃料以及加工制成低硫或脫硫的燃料;更好的措施是發展新能源,如太陽能、氫燃料、地熱、核能、水能以及用乙醇部分代替汽油等,使大氣污染減少到最低程度,達到消滅酸雨的目的。在學生實驗過程中,讓學生了解有毒氣體排出時,可增加尾氣處理裝置,對實驗結束后的廢棄物應放入指定容器,從而避免了環境污染。
(3)在化學課外活動中,加強環保教育。學生可以組織一個化學興趣小組,通過收集資料,進一步探索被列為環境問題的還有哪些。例如,城市里為什么會出現藍色的煙霧?學生通過查閱資料了解到:主要由汽車尾氣中的氮氧化物和碳氫化合物等一次污染物,與空氣中的其他物質結合,受強烈的太陽光紫外線照射后,發生一系列復雜的化學反應,生成臭氧和過氧乙酰硝酸酯等二次污染物,就形成了有毒的藍色煙霧———光化學煙霧。它能損害人和動物的健康,人和動物受到的主要傷害是眼睛和黏膜受刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等。
教師還可以組織學生到附近的工廠去觀察污水的排放情況,取樣水去測一下成分,看看是否經過了處理再排放。工廠廢水所含有的成分各不相同,因此造成的危害也是不同的。如果將含有N、P、k等營養元素的污水排放到河流中,會造成水體富營養化,藻類植物大量繁殖,使魚類因缺氧而死亡;如果污水中含有重金屬離子,會導致水體有毒,造成重金屬污染;污水無論是酸性還是堿性,都會影響水體質量。廢水要經過處理再排放,否則會導致某些物種的滅亡,破壞生態平衡。總之,要讓學生親身體會正發生在我們身邊的危害,鼓勵他們要敢于對污染環境的行為作斗爭,努力保護好我們的家園,造就秀美山川。
二、結束語:
篇4
一、樹立可持續發展的教育觀
在科學技術高速發展的新世紀,一系列復雜的政治、經濟和社會問題涌現出來,其中人口增長、環境惡化以及不可持續經濟的消費和生產模式是影響全球的關鍵因素, 這些因素使人類的生存與發展面臨嚴峻的考驗,如:溫室效應、臭氧層空洞、光化學煙霧、土壤酸化、化工業對水的污染所造成的環境破壞、生態的不平衡、物種的銳減等等問題,許多國家都在進行理性的思考,努力采取有效措施對社會的未來施加影響。教育已被視為可持續發展前進的動力,并正在向著可持續發展教育方向邁進,成為創造可持續發展未來的重要領域,為此對可持續發展教育觀要有理性認識。
二、從可持續發展的角度反思化學教學
從可持續發展的角度重新認識化學教學,了解當今社會對化學的新要求。從而引入“綠色化學”的概念。化學工業快速發展推動了社會經濟的快速發展,提高了人們的生活水平,同時也給人類帶來了一連串的災難性問題(如:酸雨,大氣污染,水污染等)。倡導“綠色化學”是化學工作者義不容辭的責任。可持續發展是人類與社會、自然和諧發展的美好愿望,綠色不僅是人類與自然的和諧美,更是當今社會發展的需要。
在化學教學中,要加強化學與社會、化學與人的關系的教學,使學生了解化學與現代社會的關系和影響。教學中,老師要結合教學內容適時穿插和滲透一些現代社會面臨的、急需解決的重大問題,如淡水資源的危機、主要能源(煤和石油)的危機、環境污染(臭氧層破壞、溫室效應、酸雨等)。如在教學“溫室效應”時,可引入一些具體的資料:“20世紀以來所進行的一些科學觀測表明,大氣中各種溫室氣體的濃度都在增加,工業革命前,大氣中 CO2含量基本維持在280ppm,工業革命后大氣中CO2含量逐漸上升,每年約上升1.8ppm,目前已上升到近360ppm,按此速度估計,到21世紀中葉,大氣中CO2濃度將達560ppm,全球平均溫度可能上升1.5℃~4℃;2002年夏季,北冰洋冰塊和格陵蘭冰川大量融化,速度達到幾十年來最快”。學習“NO和NO2是大氣的重要污染物”時,可介紹這些氮氧化合物受日光紫外線的照射后,發生一系列光化學反應,形成光化學煙霧污染事件,如1943年9月,發生在美國的“洛杉磯煙霧”就是光化學污染的典型事件。以此培養學生要防止污染,保護良好生態環境的觀念。
三、多樣化教學展開可持續發展教育
在化學教學中展開多樣化方式,幫助學生理解化學與可持續發展這一主題。如利用“自然資源——可持續發展”、“海水提溴”、“甲烷水合物”等資料卡片;借助科學視野“自然資源的開源與節流”、“壁虎的腳與膠黏劑”以及科學探究、實驗、思考與交流、學與問等活動。不僅如此,更主要的目的在于改變被動的、接受式學習這種單一的學習方式,向促進學生積極主動的多樣化學習方式的轉變;改變只重視知識理解和掌握等學習結果的傾向,向追求多元化學習目標、重視過程的理解和體會的轉變;改變教材內容是唯一正確知識的傾向,向開發以教材為主要學習媒體的多種、開放、互動的教學資源的轉變。這種積極的、以行動為基礎的學習能培養學生的學習態度,學習興趣和探究的熱情,同時獲得的知識能被學生牢記和運用。因此化學教育要改變傳統的教育模式,引入多樣化,多元化,對一問題從不同的角度不同的學科去考慮問題.必要時可以利用角色扮演等新型教學方式,讓學生體會在不同的角色下,從不同的角度思考有關環境的問題。
四、在教學評價中體現可持續發展的觀點
評價要力求體現學生的真實學習過程,學生在學習中通過調查、角色扮演、討論、實驗探究、動手實踐等活動進行化學學習,了解學生的學習情況,指導老師的教學進程。教師可以根據教材中的具體教學內容設計不同的評價方式。
例如蘇教版必修1有關內容可設計如下與可持續發展有關的學習檔案袋材料:
篇5
[關鍵詞]火電廠;大氣環境;保護
中圖分類號:TU984.11+5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)24-0249-01
2013年10月21日,哈爾濱市出現霧霾,能見度極低,致哈爾濱機場400余架航班取消,5萬余人受影響。諸多有關大氣污染的相關實例,大氣污染已經危害到人類的健康與生存。
1.火電廠的幾種大氣污染物
1.1 煙塵
煙塵是一種氣體溶膠物質,它是以一些固體小顆粒或液體分散漂浮在氣體之中。生產過程中排放的煙塵,粒徑大于10微米時,因本身的重力作用,能迅速沉降至地面,故稱為“落塵”;當粒徑小于10微米時,因能長期飄游在空中而做布朗運動,故稱為“飄塵”。
火電廠燃燒系統產生的飄塵的化學組成比較復雜,其中有鎳、鎘、鉻、鉛、
釩、砷等的有毒化合物,特別是致癌物質苯并芘、苯芘[等,通過呼吸道或皮膚進入人體,引起肺癌或皮膚癌。飄塵的危害程度與塵粒的大小及性質密切相關。在各種飄塵中,粒徑在0.5一5.0微米的飄塵對人體的危害最大。粒徑大于5微米的飄塵能被鼻毛與呼吸道勃液擋住而排出,粒徑小于0.5微米的飄塵能被豁附在呼吸道表面而隨痰排出,只有粒徑在0.5一5.0微米的飄塵能直接深入肺部,在肺泡內沉積,并可能進入血液輸往全身,在身體各個部位積累產生癥狀。
1.2 S02
SO2是無色不燃的有毒氣體,有強烈的辛辣、窒息性氣味,遇水會形成具有一定腐蝕作用的亞硫酸,若與空氣中的NO2發生光化學氧化反應,會迅速轉化為S03,進而與水汽結合形成腐蝕性和刺激性較強的硫酸。火電廠鍋爐產生的S02污染主要來自煤粉中硫的燃燒。大氣中存在的S02、S03和H2SO4(氣)等一般稱為硫的氧化物,它們對人類及動植物都是極為有害的。S02的危害大致可分為兩個方面:其一是當S02轉化為S03,與水汽、煙塵等結合形成硫酸霧劑硫酸鹽后,對人體的危害很大,不僅可引起咽喉水腫與聲帶痙攣而導致窒息,而且能導致支氣管炎、肺炎和呼吸道麻痹,甚至引起肺硬化而致死;其二是當大氣中的硫的氧化物形成酸雨后會對工農業產生不良影響,酸雨會腐蝕金屬材料、設備、建筑設施等,因而增加了維修費用,縮短了使用壽命,提高了成本,酸雨還能使土壤日趨酸化、貧痔,從而影響植物的生長,造成農業減產,使森林枯萎,增加水體的酸度,不利于水生動植物的生長。
1.3 氮氧化物
氮氧化物包括多種化合物,如一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、三氧化二氮和四氧化二氮等。這些化合物中,除了二氧化氮外,其余氮氧化物都很不穩定,遇到外界條件改變(光照、熱等)就會變為一氧化氮或二氧化氮。火電廠燃煤中氮的含量大多數在1%左右,其燃燒產物主要為一氧化氮和二氧化氮,并且以一氧化氮為主。氮氧化物對環境的影響主要有四個方面,第一,氮氧化物是生成臭氧的主要物質之一,臭氧的形成導致大氣的氧化性增強,使一些大氣污染物(如確酸鹽、硫酸鹽等)形成了二次顆粒物,從而降低了大氣能見度。第二,氮氧化物是城市細顆粒物污染的主要來源之一。細顆粒物的增多,使城市面臨的霧霾災害風險不斷升級。霧霾天氣嚴重影響了正常的工農業生產和交通運輸,威脅城市人群身體健康,制約我國社會經濟可持續性發展。第三,在紫外線照射下,氮氧化物與碳氧化合物會發生反應形成光化學煙霧。光化學煙霧會導致大氣能見度降低,對眼睛和咽喉有強烈地刺激作用,并會出現頭痛、呼吸道疾病惡化等癥狀,嚴重的甚至可能造成死亡。第四,氮氧化物參與酸雨的形成。相關研究表明,氮氧化物對酸雨的貢獻呈增長的趨勢,降雨中NO3/SO4的比值在全國范圍內逐漸增加,我國酸雨正由硫酸型逐漸向硝酸型轉變。如果不對氮氧化物的排放予以嚴格控制,那么增加的氮氧化物所帶來的環境污染甚至很有可能抵消近年來二氧化硫治理所帶的環境效益。
2.火電廠的大氣環境保護措施
2.1 減少SO2的方法
目前,世界上火電廠所采用的脫硫工藝主要可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫三大類。現在比較成熟的脫硫工藝主要有:石灰石-石膏濕法、煙氣循環硫化床法、氨法、海水法、旋轉噴霧干燥法、電子束法等數十種工藝。石灰石-石膏法是迄今為止最為成熟的煙氣脫硫技術,由于其脫硫效率高、成本低的特點,也成為我國應用最廣泛的火電廠脫硫工藝。石灰石-石膏濕法脫硫工藝的優勢主要是脫硫效率高,脫硫原料廉價易得,煙氣處理量大,適應大容量機組,此外脫硫副產物石膏還能用于建筑材料、水泥行業、農業等多個方面,應用前景十分廣闊。但是其脫硫過程中需要處理大量的廢水,能耗較大,工程投資和運行費用相對于其他工藝還比較高,且脫硫過程中會發生化學反應置換出二氧化碳。
2.2 減少氮氧化物的方法
降低氮氧化物排放措施分為一級脫氮技術和二級脫氮技術。一級脫氮技術主要是采用低氮氧化物燃燒器以及通過燃燒優化調整,有效控制氮氧化物的產生,從源頭上減少氮氧化物生成量,目前主要有:空氣分級;低氮氧化物燃燒器(LNB);再燃(燃料分級,煤粉再次燃燒)。二級脫氮技術則是利用各種措施,盡可能減少已生成氮氧化物的排放,屬于煙氣脫硝范疇,目前主要有兩種成熟技術―選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)。
2.3 減少汞的方法
燃煤汞污染控制措施主要包括在燃煤中汞的釋放、轉化和排放整個生命流程,以及在各個階段對汞的各種脫除技術方法。整體而言,燃煤汞的污染控制措施主
要包括燃燒前、燃燒中以及燃燒后的控制。燃燒前控制,燃燒前控制技術涉及洗煤脫汞技術、熱解脫汞技術。這些技術都是在燃燒前對原煤進行脫汞預處理,然后再進入設備燃燒利用,這將直接減少進入燃燒系統中的總汞量。燃燒中控制,利用改進燃燒的方法,參考其他污染物的燃燒中的控制技術,在降低其他污染物排放的同時,實現減少一部分汞的排放。主要的技術包括:流化床燃燒方式、低氮燃燒技術以及向爐膛內噴入汞的吸附劑的方法等。燃燒后脫汞是對燃煤汞控制和處理主要的關鍵步驟,也是未來火電廠汞污染控制的主要方式。目前,煙氣脫汞技術研究主要集中在兩方面:一是采用吸附劑材料對煙氣進行脫汞,二是利用現有污染物控制設備實現對汞的協同控制。
對大氣環境的保護是生態建設的一部分,其中火電廠的大氣環境尤為重要,要針對相關大氣污染物采取具體方法措施來解決,共建生態家園。
參考文獻
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篇6
[關鍵詞]機動車;尾氣;污染物;危害;措施
中圖分類號:X734.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)35-0370-01
引言:隨著社會的進步和經濟的快速發展,城市汽車保有量的增加,機動車尾氣排放的污染物對大氣環境所造成的影響也日益凸顯,成為不可忽視的問題。
1 機動車尾氣污染概述
我國已經頒布了很多減少和控制機動車污染物排放的法律法規以及排放標準,一些地方政府也因地制宜出臺了一些相應的政策。但機動車污染問題在城市發展過程中依舊不容樂觀,對大氣環境和人們的健康構成威脅。雖然全國各地都加強對在用機動車污染物排放的定期檢測,但對于治理超標排放的車輛,實際操作困難,也由于很多人環保意識不夠,也一定程度上削弱了治理機動車尾氣污染物排放工作的力度。
2 機動車排放主要污染物
機動車排放污染物主要是以下這三種方式,曲軸箱的滲漏、燃料的蒸發和排氣管尾氣排放。曲軸箱與供油系統排放污染物量小,機動車排氣管排放的尾氣,污染物排放量較大,研究表明,其排放的尾氣成分非常復雜,含上千種化學物質,主要污染物包括有CO、HC、NOX和碳煙顆粒等,它對人體的危害極大。
3 機動車尾氣污染的危害
3.1 一氧化碳
一氧化碳是易燃有毒氣體,無色、無味、無臭。主要是由于不完全燃燒而產生,燃料不能充分燃燒,一氧化碳含量會明顯增加。吸入過量的一氧化碳會影響人體造血機能,會使人視力受損和頭疼,也會使人發生氣急、呼吸困難甚至死亡。
3.2 碳氫化合物
碳氫化合物是引起毒性很強的光化學煙霧的重要物質,能引起一系列的健康問題,傷害人體健康,并且會產生致癌物質。
3.3 氮氧化合物
NO,無色無味,只有輕微刺激性,毒性不大,濃度高時會使中樞神經系統發生輕度障礙,其可以被氧化成NO2,NO2是一種強烈刺激性的有毒氣體,棕紅色,它對人體健康有較大毒害。
3.4 碳煙顆粒
碳煙顆粒對人體健康的危害程度與顆粒的大小與組成有關,顆粒越小,懸浮在空氣中的時間越長,進入人體后的危害越大。固體懸浮顆粒有較強的吸附能力,它隨呼吸進入人體肺部,滯留在呼吸道不同的部位,引起呼吸系統的疾病。細微顆粒物還造成能見度降低,影響城市空氣質量和交通秩序。
3.5 光化學煙霧
光化學煙霧對人體有著很大毒害作用,曾經導致很多人受害或死亡。
4 減少機動車尾氣排放的具體措施
4.1 進一步完善政策,嚴格排放標準
制定嚴格機動車排放標準,引導有利于控制污染物排放的機動車生產和銷售。改善大氣環境質量,保障人民群眾身體健康。
實施在用車檢測與維修(I/M)制度,加強車主對在用車的維護保養,充分發揮在用車自身尾氣凈化能力,減少汽車尾氣排放。通過制定嚴格的排放標準,治理高排放車輛,有利于削減機動車排放污染物總量。
4.2 健全機動車環保檢驗機構監督機制
規范開展機動車尾氣檢測工作,環保行政管理機構對機動車環保檢驗機構的檢測行為進行日常監督管理,形成定期全面監督性檢查,抽測檢查和不定期進行突擊檢查的工作機制。同時通過受理公眾監督、舉報,利用明察暗訪,走訪群眾等多種方式及時發現檢測機構在日常檢測工作中存在的問題,督促檢測機構進行整改,逐步建立機動車環檢機構常態化的監管機制。
4.3 加強信息平臺的建設,實現遠程監控
建立機動車排氣污染監管信息平臺,配備完善的數據庫服務器,實現省、市、檢測機構全面聯網,檢測機構的檢測數據實時上傳。使尾氣檢測過程得到有效監控,環保執法人員可通過平臺對車輛檢測數據進行分析,了解各檢測機構檢測數量,合格率,車輛信息、檢測信息是否完善及環保標志的發放情況;也可隨時調取各機構檢測過程的視頻,對各機動車尾氣檢測過程遠程監控。
4.4 完善交通網體系,解決交通擁堵問題
隨著我市經濟的快速發展,居民收入的提高,群眾出行不斷增加,居民家庭用于交通方面的支出也有大幅提高,家庭人均交通和通訊消費支出也隨之增長,機動車交通流量明顯增加。機動車保有量和出行需求增加,直接導致城市交通流量增長。
科學的交通管理是控制機動車污染物排放的重要措施。我們可以通過多種舉措改進交通擁堵狀況,如,確立公交優先,強大公交系統的城市交通政策,適量削減自行車的交通量,引導交通出行向公共交通轉化;實施車輛管理措施,加強停車規劃與管理、實施交通擁擠收費政策、制定私家車管理政策;實施交通組織管理措施;建立智能交通管理系統等。
4.5 推廣使用清潔燃料
提高車用燃油質量,積極推廣使用無硫燃料,減少汽車排氣污染。積極推動清潔能源技術,加快清潔能源產業發展步伐,降低污染物的排放。
4.6 環保、公安密切配合,聯合執法,加強路檢力度
環保部門與公安部門應多加強合作開展聯合執法路檢工作。聯合執法人員在交通執法點對道路上行駛的機動車進行隨機抽檢。同時按照有關規定對機動車停放地、停車場的機動車污染物排放狀況進行抽測。嚴查機動車未取得環保標志上路行駛、機動車排放黑煙、黃標車闖禁行等違法行為。
通過聯合執法可以有效起到宣傳推動作用,加大車主對無環保標志車輛不允許上路的意識;同時對尾氣超標車輛實行收回環保標志,督促車主進行維修,上線重新檢測的措施,可以起到減少尾氣污染的效果。
4.7 增加城市綠化面積
在城市中加大綠化投資力度,發展立體綠化,充分發揮其在城市生態系統中的自凈功能,吸附有害氣體,凈化空氣,滯塵降塵、減少環境污染,保護環境。
4.8 提高市民環保意識
加強機動車排氣污染防治知識的宣傳,以提高市民對環境的認識水平,提高廣大公民保護環境的自覺性,有效削弱和控制機動車尾氣排放帶來的環境污染。
5 結束語
總之,進一步加強機動車尾氣排放污染防治工作力度,對改善大氣環境質量狀況,保障人民群眾身心健康有著重要意義。只有運用多種措施,才可以有效減少和控制機動車污染物的排放量。針對上述需要深入研究的問題,筆者將繼續努力,潛心鉆研,希望能夠為解決機動車尾氣排放問題貢獻自己微薄的力量。
參考文獻
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[4] 張天培.關于優化交通資源配置的思考[J].綜合運輸,2006,(12):15.
篇7
【關鍵詞】集中工業園區;工業有機廢氣;在線監控預警系統;應用
嚴重灰霾與光化學煙霧等大氣污染嚴重影響群眾健康,因規劃與發展形成集中工業區的工業廢氣,有二氧化硫。顆粒物與揮發有機物(VOCs)等,對環境與群眾有直接或者間接影響。國家環保十二五規劃明確加強揮發有機污染(VOCs)與有毒氣體控制,開展該有機污染與廢氣監測,提升污染監測能力。此背景下,對集中工業區安全監測與建立預警系統,更好開展對揮發有機物等的監測與監管。
1 在線監控和預警系統內涵及建設必要性
在線監控和預警系統,是以在線分析儀為核心,以移動通訊為媒介,用傳感技術、自動控制、計算機應用及相關分析軟件與通訊網組成綜合性在線監測和預警系統。利用檢測技術、網絡技術與自動控制對排污企業進行全程監控、及時預防與處理污染的管理系統。
工業園存在問題與廢氣排放,工業園環境問題有:(1)居民離工業園很近,園區有小范圍居民集中,廢氣污染突出。(2)氣體源頭監管有難度,接到舉報到人員到現場,氣味已經消散,確認污染源難。(3)廢氣處理沒有監控,處理流程與排放不能有效監管。(4)廢氣超標或嚴重擾民,不能接到預警,處理滯后。急需建設廢氣安全預警系統,對企業煙囪與廢氣排放實時監控,對集中工業區廢氣監測預警。
2 在線監控和預警系統在建設中主要問題
(1)系統安裝缺乏認識,無法保證其正常運行。工業園中很多企業對在線監控和預警系統重要性認識不夠,安裝驗收完后,不重視運營管理,陷入儀器設備無法正常運轉,集成商沒有資金無力接手,環保部門看不到,政府大量投入的監測數據狀況。
(2)監測儀器缺少統一標準,導致在線監測儀不能規范化運行。工業園中現有監測設備廠家眾多,一次性投資費用為進口設備50%,儀器測量法缺乏統一標準,監測數據偏差與運行穩定性等方面落后進口設備。由于監控設備存在質量問題,有些企業管理不到位,出現故障沒有及時處理,導致聯網不穩定,系統無法長期的正常運行。
(3)自動監控設備機型多,和國家網絡連接困難多。連網軟件廠家服務不配套,阻礙在線監測儀規范運行。有的開發時間不一樣,缺乏統一采集系統,使數據傳輸網與管理軟件不兼容,數據聯網無期,使數據不能兼容,阻礙數據聯網進度。
(4)缺乏對檢測系統管理機制,無法保證數據準確。缺乏運營商的管理機制,社會上很多沒有運營資質的環保企業進入監測市場,用低廉價格承接監測業務進行轉包。技術力量與利潤不能支撐維護與后期運營,無法提供讓網企業與環保部門滿意的服務,擾亂市場價格,使安裝與維護質量沒有保證。
3 某市工業園在線監控和預警系統概述
(1)首先由監測系統采集現場濃度數據,廢氣治理監控系統采集企業與工況數據,通過數據傳輸儀與網絡通訊把數據傳到廢氣監測與預警平臺。預警平臺分析數據,數據異常則發送到環境監察與企業人員電腦終端。企業根據信息自行處理,通過平臺客戶端把處理上報。如遇重大污染事故由環保部門按應急預案妥善處理。
對工業園重點企業廢氣處理監控系統對企業處理效果全過程監控,有效約束超標排放,及時調整工況與處理工藝,源頭監控廢氣達標排放,提升廢氣治理能力。
(2)廢氣監控布點對監控系統很重要,鑒于園區有居住區,周邊也有集聚區,為準確與客觀把握廢氣對居民影響,除在重點排放口與廠界設點外,對公共區也設點。
(3)監測因子,主要因子是TVOC與硫化氫。
(4)廢氣在線預警平臺。該平臺實時監控,涵蓋數據收集、處理與應急管理平臺。綜合該平臺區域內廢氣各類靜態與動態數據的監控、數據與報表管理、參數與任務管理等功能。針對不同廢氣污染,提供應急預案,數據異常或者事故發生,提醒與指導采取措施與執法部門對事故應急處理。
監測儀器設定對被監測廢氣毒性、排放標準與精度。一旦超過報警值,便向終端發送報警信息。預警平臺設置應急預案,根據設置的觸發條件,觸發各類處理方案。例如,針對輕微廢氣污染,設置一級黃色預警,向相關監測人員發送警報信息,可有企業根據具體情況,自行進行處理,然后將處理結果上報上級有關單位,進行記錄即可,對于污染造成的損失和處理措施,也要進行統計記錄,為類似事件的處理積累經驗。對于較為嚴重的污染,設置二級橙色預警,同樣向相關人員發送警報信息,然后根據污染的嚴重程度,安排相應的技術人員和監察人員到現場進行處理,判斷是否需要對相應的設備進行檢修,同時隨時跟進處理進度,待處理完成后,對整個事件的處理過程進行記錄和整理,并上報處理結果。對于十分嚴重的污染,要設置三級紅色預警,組織應急指揮小組,在第一時間啟動應急預案,上報相關部門,制定針對性的處理措施,盡一切可能,將污染造成的影響和損失降到最低。另外,在線預警平臺如果出現故障,也會出現報警的情況,這時,應該組織專業維護人員趕赴現場,進行維修工作,并對解決情況進行上報。
4 針對在線監控預警系統的建設意見
從目前的實際情況分析,集中工業園區工業有機廢氣的污染控制受到了企業和相關環境管理部門的重視,在線監控預警系統也得到了廣泛的普及和應用,而要想確保其作用的充分發揮,還需要采取一定的對策和措施。
(1)確保在線在線監控與預警系統的合法性
對重點污染源進行在線監控,是強化環境保護,貫徹落實科學發展觀的客觀要求,同時也是落實主要污染物總量減排措施的重要依據。國家對于一些污染嚴重的工業企業,都制動了相應的節能減排目標,規定如果企業在一定時間內,沒有完成這些目標,出現超標、超總量排污的情況,將會對企業實施限產減排或關停處理。而自動在線監控設施取得的數據信息,將作為標準判斷企業是否完成相應任務的唯一核定標準。因此,確保系統的合法性是十分必要的。
(2)建立運維和長效監測機制
對于廢氣安全監測預警系統而言,定期監測機制是十分重要的組成部分,通過對監測設備的定期巡查和校準、對比等,有效確保設備運行的可靠性和穩定性,進而保證監測數據的準確性和有效性,確保系統可以長期穩定的運行。
5 結語
總而言之,在集中工業園區建設工業有機廢氣的在線監控預警系統,對工業生產中的有機廢氣進行實時在線監控,在廢氣超標排放時,可以向相關企業和環保監察人員發送警報信息,通知其進行及時處理,從而減少了廢氣對于周邊環境的污染,保障了工業園區的環境安全,有助于實現社會的可持續發展。
【參考文獻】
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篇8
汽車工業發展可以促進汽車工業及相關產業的發展,汽車消費可以帶動交通設施建設、汽車營銷、燃料加工及供應、零部件銷售、金融保險、汽車維護修理、旅游及其他消費產業的發展,而且各地盛行的自駕游可以帶動周邊省市和各地農家樂旅游市場的開發和發展。所以,汽車工業作為國民經濟支柱產業之一,汽車消費對擴大內需有很大的促進作用,它以其國內市場潛力大、帶動就業面廣、產業關聯度高、積累資金能力強等優點,為促進我國國民經濟的快速發展做出了突出貢獻,但同時,機動車擁有量的過快增長也帶來了一系列社會經濟問題,例如:道路擁堵嚴重、環境污染加劇、交通肇事上升,還造成停車困難等等。
1、 汽車對環境的影響分析
1.1 城市交通擁堵
目前,由于機動車擁有量的劇增,交通堵塞已經成為了相當嚴重的城市頑疾,既降低整個社會效率、浪費大量的時間和金錢,又增加能源消耗,加重了空氣污染,而且汽車頻繁啟動、低速行駛和剎車使排放的尾氣中二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物等污染物比正常行駛時高出許多,嚴重危害人體健康。汽車引起的交通事故是當今世界上導致人類死傷最多的原因之一,我國每年約有數十萬人遭受車禍的傷害。
1.1 尾氣污染
汽車是依靠發動機燃燒燃料產生驅動力而行駛的,在發動機燃燒燃料做功后排放的尾氣中,含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物以及對其他對人體產生不良影響的一些固體細微顆粒物。
根據研究表明,汽車尾氣中含有本文由收集整理大量的細微顆粒物,主要是作為抗爆劑加入到汽油中的四乙基鉛經燃燒后形成的鉛化物微粒和燃料不完全燃燒而生成的碳煙粒等,這些鉛化物一旦擴散到大氣中就會對人體健康產生非常大的危害。
1.2 汽車噪聲的污染
據統計,在城市噪聲來源中,交通運輸產生的噪聲占到了75%以上,而機動車產生的噪聲在交通噪聲中則占了85%。噪聲污染雖不是一種破壞生態和危及生命的環境問題,但能影響人們的生活質量,給人的心理和生理帶來不適甚至導致疾病。來自汽車的噪聲給生活在交通道路附近的那些居民造成嚴重干擾。
1.3 報廢汽車對環境的影響
廢舊車輛處理、拆卸過程中會產生大量廢水、固體廢棄物、廢油等污染物,如果不能對回收后的廢舊汽車進行及時處理,出現了廢棄汽車殘骸堆積成山的現象,一方面,占用大量可利用土地,另一方面,汽車中的廢機油也會隨雨水漫流,污染地下水資源和周邊環境,造成固體廢棄物嚴重污染環境的現實問題。
1.4 導致城市煙霧
汽車排入大氣的氮氧化物和碳氫化合物等一次污染物,在太陽光的作用下會發生化學反應,生成醛、臭氧、酸、酮、過氧乙酰硝酸酯等二次污染物,由參與光化學反應過程的一次污染物、二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現象就是光化學煙霧,它是世界上許多城市都面臨的重大環境問題。
2、 對汽車污染的控制措施
2.1 控制汽車噪聲污染措施
隨著我國汽車擁有量的急劇增長,汽車噪聲污染問題也變得日益嚴重。人們對控制汽車噪聲污染的呼聲也愈來愈高。目前,國外對降低汽車發動機噪聲的相關研究非常重視,尤其是對轎車柴油機的降噪減震研究問題。而我國國產發動機的噪聲水平和世界上發達國家的制造水平相比還有較大的差距。因此,降低國產發動機的噪聲水平已經成為了一個緊迫的科研課題
此外,還要加強對機動車駕駛員的減噪教育,嚴禁使用高音喇叭,培養良好的文明駕駛習慣,減少城市中的噪聲污染,給居民營造一個清靜安寧的居住環境。
2.2 控制汽車尾氣污染措施
由于我國人均石油資源短缺,采用節能技術和新型能源,能夠在很大程度上減少汽車的尾氣污染,從而減少鉛化物和溫室氣體的排放,改善空氣質量,保護生態環境,實現節能減排。所以,加快研發太陽能汽車、電動汽車以及燃料電池汽車應該是我國汽車制造工業的重要發展方向,最終實現我國國民經濟的可持續發展。
針對我國目前汽車工業的發展現狀和技術水平,改進汽車發動機的性能和結構,提高汽車燃油經濟性指標,減少一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物等污染物的排放。
2.3 提高全民環保意識
政府應通過各級學校教育、廣播、電視等公益廣告和各種媒體進行環保宣傳教育,加強全民環境保護意識,尤其是提高機動車駕駛員的環境保護意識,進而引起和提高整個社會大眾對于汽車污染防治工作的重視程度。
2.4 優先發展公共交通事業
由于公共交通工具運載量大,能源消耗低,運輸成本低,運送效益高,相對污染小。因此,應當優先發展城市公共交通,建立舒適、便捷、高效、廉價的城市公交系統,減少市區內私人車輛的使用頻率,這是減少城市大氣環境污染和解決城市交通道路擁堵的根本措施,也是減少污染、節約能源、改善城市環境的重要途徑。
3、 結束語
篇9
任何燃氣燃燒設備在供給熱能的同時,都要產生大量煙氣p煙氣中的有害成分會直接污染大氣或首先污染室內空氣而后再污染大氣。燃氣燃燒產生的煙氣中的污染物質主要有CO、SO2和NOx,其中CO和SO2對環境的污染和對人體的危害已廣為人知,人們通過來取各種措施,有效地降低了CO和SO2的生成。NOx對環境的污染和對人類健康的危害,本世紀四十年代才引起科學家的注意。NOx包括NO、NO2,N2O、N2O3,N2O4、N2O5等,煙氣中的NOx主要是NO和NO2。NO的毒性很大,它極易與血液中的血色素Hb結合,造成血液缺氧而引起中樞神經麻痹,NO與血紅蛋白的親合能力約為CO的數百倍至千倍。NO2是黃棕色有刺激性氣味的氣體,毒性比NO高4—5倍,它能刺激呼吸系統,引起肺氣腫。人在NO2濃度為16.9ppm下暴露10分鐘,就會產生呼吸困難和支氣管痙攣現象,NO2濃度為90—100ppm時,接觸三小時即可致人死亡。NOx不僅造成一次污染,還會對環境造成二次污染,排放到大氣中的NOx遇到碳氫化合物時,在太陽光中紫外線的作用下發生光化學反應,生成具有刺激性的淺藍色煙霧,造成嚴重的光化學煙霧污染。此外,由氮氧化物生成的硝酸與氧化硫生成的硫酸等一起將形成酸雨。
光化學煙霧污染和酸雨不僅對人有嚴重危害,對植物、建筑物、水源等都有嚴重的污染和損害。可見,NOx對環境污染及人體健康的危害是極其嚴重的。
大氣中的NOx主要來自燃料燃燒,因此控制燃燒過程NOx的生成與排放是保護環境的根本方法。降低燃氣用具NOx的生成與排放,以保護環境質量,是急待解決的問題。一些發達國家早在七十年代就開始制定燃氣設備NOx的排放標準,如80年代初美國和日本對小型燃氣鍋爐制定的NOx的排放標準為100ppm和150ppm。我國雖于1982年制定了大氣環境質量標準,但尚未就燃氣設備NOx的排放制定標準,但越來越多的業內人士已開始呼吁,北京市環保局已對燃氣鍋爐NOx的排放指標提出要求。
影響NOx生成的因素有很多,不同燃氣氣質對NOx生成有重要的影響,在焦爐氣、天然氣、液化石油氣三種氣源中,燃燒液化石油氣產生的NOx最多,其數值遠遠高于其它兩種氣體。因此,減少液化石油氣燃具NOx的排放量更具有重要的意義。
1 NOx的生成機理
煙氣中的NOx主要是NO,約占90%左右,排入大氣后部分再氧化成NO2,故研究NOx的生成機理,主要是研究NO的生成機理。NO的生成形式有燃料型、溫度型和快速溫度型三種。燃燒過程生成的NO,主要是溫度型NO(T—NO),還有一部分快速溫度型NO(P—NO),亦稱瞬時NO。
1.1 T—NO生成機理
T—NO是空氣中的氮氣和氧氣在高溫下生成的,其生成機理是由前蘇聯科學家Zeldvich于1964年提出的。當燃氣和空氣的混合氣燃燒時,生成NO的主要反應過程如下:
N2+O=NO+N ⑴
N+O2=NO+O
⑵
按化學反應動力學方程和Zeldvich的實驗結果,NO的生成速度可以表示為:
⑶
式中:[NO],[N2],[O2]-NO,N2,O2的濃度(gmol/cm2)
t一時間(s)
T一反應絕對溫度(K)
R一通用氣體常數(J/gmol.K)
對氧氣濃度大,燃料少的預混合火焰,用(3)式計算的NO生成量,其計算結果與實際結果相當一致。但在小于化學當量比,即燃料過濃時,還存在下述反應:
N+OH=NO+H
從(3)式可知,NO生成速度與T、[N2]、[O2]有關,由于燃氣在空氣中燃燒時,氮氣濃度變化很小,故[N2]對NO生成速度影響很小,(3)式中[O2]取決于燃燒過程中燃氣與空氣的當量比,所以燃燒過程的溫度及當量比對NO的生成影響很大,如圖l、圖2所示:
當燃燒溫度低于1500攝氏度時,T—NO生成量極少,當燃燒溫度高于1500攝氏度時,T—NO生成量明顯增大。由圖1、圖2可見,溫度每增加100K, NO生成速度約增大5倍,NO的生成量在燃料過多時,隨氧氣濃度增大而成比例增大。燃燒溫度在當量比等于1附近出現最大值,相應的NO的生成速度也達到最大值。在過量空氣系數遠離1時,NO的生成速度將急劇降低。同時NO的生成量隨煙氣在高溫區內的停留時間增加而增大。
另外,由于(1)式即原子氧哦O和氮分子N,反應的活化能比原子氧和燃料中可燃成分反應的活化能大,故NO的生成速度比燃燒反應慢,所以在火焰中不會生成大量的NO,NO的生成過程是在火焰帶的后端進行的,也就是說在火焰下游大量生成的。
綜上所述,影響T—N0生成的主要因素是溫度、氧氣濃度和停留時間。
1.2. P—NO生成機理
快速溫度型NO是碳氫系燃料在過量空氣系數為0.7—0.8并預混燃燒時生成的,其生成地點不是在火焰面的下游,而是在火焰內部。它的生成機理至今還沒有明確的結論。Bowman認為P—NO的產生,是由于氧原子濃度遠超過氧分子離解的平衡濃度的緣故Fenimore認為P—NO是在碳氫化合物燃料過濃燃燒時,先通過燃料產生的CH原子團撞擊N2分子,生成CN類化合物,生成的中間產物N、CN、NCH等,再進一步被氧化而生成NO。
通常,P—NO的生成量受溫度影響不大,且比T—NO生成量小一個數量級。
1.3 F—NO的生成
F—NO是以化合物形式存在于燃料中的氮原子,在燃燒過程中被氧化而生成的。燃料中的氮比空氣中的氮更容易生成NO,其生成溫度為600℃—700℃。氣體燃料燃燒,由于其氮含量很低,燃燒過程所生成的燃料型NO很少,可以忽略不計。
1.4 NO,的生成
NO2是由NO氧化而成,其過程按如下反應進行:
NO十HO2=NO2+OH (5)
一般在預混火焰及擴散火焰的反應區或火焰面下游的低溫區能檢測出NO2的存在,而火焰面下游的高溫區產生極少。大量的NO轉化為NO2是在煙氣排入大氣后進行的。⑹
上式反應速度與空氣中NO的濃度關系很大,濃度高則NO2轉化快,否則轉化慢。
2 燃氣燃燒時NOx的抑制方法
燃氣中氮含量極小,燃燒時幾乎沒有燃料型NOx產生,快速型NOx的生成量比溫度型NOx小一個數量級,因此降低煙氣中的NOx排放主要應抑制T—NOx的生成。根據T—NOx的生成機理,其相應的抑制手段有:
(1)降低燃燒溫度,注意減少燃燒局部高溫區;
(2)降低氧氣濃度;
(3)使燃燒過程在遠離理論空氣比條件下進行;
(4)縮短煙氣在高溫區內的停留時間。
3 NOx生成影響因素的實驗及理論分析
影響NOx生成的因素有很多,本文對一次空氣系數、火孔形狀與NOx生成的關系進行研究,建立如下圖所示試驗系統。
本試驗所用氣源為液化石油氣,燃燒器為大氣式(為設計計算方便,選用純丙烷氣),壓力為3KPa,熱負荷為11KW,燃燒氣分內外兩圈,火孔采用豎向矩形狀,內側開孔,火孔不易堵塞,且有利于熱效率的提高。
3.1 混合特性對NOx生成量的影響
氣體燃料預混燃燒和擴散燃燒的NOx生成特性不同,從降低生成量的角度看,預混燃燒比擴散燃燒有優越性。
預混火焰中NOx生成量受空氣、燃氣混合比改變而引起的溫度和O2濃度變化的綜合影響。
對試驗中內外圈調風板不同開度下NOx及CO生成量進行測試,結果如下表:(所測得的值均已換算到過剩空氣系數為1.0的狀態,并以干煙氣計,對不同調風板開度下的混合氣進行取樣,用色譜分析混合氣成分,計算出一次空氣系數)
不同內外圈開度下NOx及CO生成量
內圈調風板開度一次空氣系數a)外因調風板開(一次空氣系數a1) 1/3(0.6987) 1/2(0.7006) 2/3(0.7275) 1(0.8219) NOx CO NOx CO NOx CO NOx CO 1/3(0.4469) 73.5 58.2 74.1 59.3 72.6 56.6 76.4 71.5 1/2(0.5147) 72.7 52.9 69.9 58.2 68.3 46.7 75.8 53.2 2/3(0.5583) 81.9 65.5 78.9 62.5 78.9 63.2 76.6 67.6 1(0.7174) 79.4 56.5 77.7 63.8 77.7 55.9 85.7 62.8
從表中數據可以看出,外圍一次空氣系數在0.56-0.72之間變化時,NOx生成量變化不大,隨著外圈一次空氣系數從0.55降到0.45,NOx的生成量先下降后升高,最低點在外圈一次空氣系數為0.51處出現。內圈調風板從1/3開度升到1/2開度,一次空氣系數增加很小,當內圈調風板從1/2開度升到全開時,一次空氣系數從0.70增加到0.82,NOx生成量隨一次空氣系數加大呈增加趨勢。可見,一次空氣系數對NOx生成影響很大,必須合理選取。從表中數據看,CO的生成量都在幾十ppm之間,遠遠低于國標要求。
3.2 矩形火孔對降低NOx生成量的作用
理論分析和試驗觀察,豎向矩形火孔有利于降低NOx的生成量。當豎向矩形火孔燃燒時,外火孔與內圈燃燒器頭部外側之間、內火孔與中心軸線之間都存在一溫度場,它們之間的距離越大,溫度梯度越小,距離越小,溫度梯度越大,但是,在逼近火焰面處,無論距離大小,溫度梯度都非常大。齊浮升力的作屈下,煙氣向上運行,同時,由于吸附效應及濃度擴散原理,煙氣貼著火孔壁向上運行。因此,由于這種煙氣的擾動作用,火焰溫度降低,從而抑制了的NOx生成。隨著內外圈環縫、內圈火孔與中心軸線之間的距離加大,擾動作用減小,內外圈環縫、內圈火孔與中心軸線之間的距離越小,擾動作用增加,但距離過小,二次空氣二次空氣不足將導致CO的大量產生,因此,合理選取豎向矩形火孔的長度、內外圍燃燒器頭部直徑對控制NOx面積過小,及CO的產生都是至關重要的。通過對人工煤氣、天然氣、液化石油氣三種氣體的試驗,發現豎向矩形火孔對降低液化石油氣燃具的NOx生成量效果尤為顯著。
4結論與建議
4.1合理選擇一次空氣系數將降低預混火焰的NOx生成量;
4.2豎向矩形火孔有利于降低NOx生成量,特別是對降低液化石油氣燃具NOx的排放,效果顯著。同時,應注意豎向矩形火孔長度、內外圈頭部直徑的選取。
4.3影響NOx生成的因素有很多,有些因素不但影響NOx生成,且對CO及熱效率也有影響,因此,設計液化石油氣低NOx燃具時必須綜合考慮NOx CO及熱效率三方面的關系,以獲取最佳綜合效果。
參考文獻
1.莊永茂、施惠幫.燃燒與污染控制.上海:同濟大學出版社,1998
篇10
關鍵詞:高中化學 環保教育 環境污染
環境污染是當今的一個全球性的問題,環境保護越來越為世界各國所關注。在進行環境保護的各種措施中,對青少年學生展開環保教育,已被公認是最根本的解決手段之一。我國教育部早在1990年就把環境教育納入了九年義務教育大綱,并在《關于普通高中教學計劃的調整意見》中明確指出:“把環境教育滲透到有關學科教學中去。”作為與環境污染最為貼近的學科,在化學教學中開展環保教育,是我們每一位化學教師義不容辭的責任。那么,怎樣在我們的化學教學中開展環保教育呢?
一、結合教材內容進行環保教育
高中化學教材中有很多的知識點與環保密切相關,我們可以結合這些知識點來滲透環保知識,使學生既知其然也知其所以然。例如,講到“二氧化碳”時,會介紹“溫室效應”;在講到“硫酸”、“硝酸”時,會介紹酸雨、酸霧;在講到二氧化氮時,會介紹汽車尾氣污染;講到表面活性劑時,會介紹水體富營養化;講到烴類物質時,會介紹光化學煙霧;講聚合反應時,會介紹“白色污染”;講電池反應時,會介紹汞、鉛、鎘污染;講取代反應時,會介紹氟氯代烷和臭氧空洞;在講解電鍍時,會介紹重金屬離子對水源的污染等等。
教材中的閱讀材料也可以加以利用。例如,“二氧化硫對大氣的污染和防治”、“空氣污染指數(API)與空氣質量”、“重金屬的污染與防治”等等。這些閱讀材料往往短小精悍,內容豐富,融知識性、科學性、趣味性和教育性于一體,是進行環保教育的很好的一種形式。
二、結合化學實驗進行環保教育
通過化學實驗對學生進行環保教育,直觀而具體。學生們不再是被動接受,而是主動獲取;不再是事不關己,而是參與其中。這種真實的感覺,會讓他們更快地學會環保的方法,更好的思考環保的意義。
我們從以下三個方面加以引導。
第一,節約藥品。
藥品量過多不僅造成浪費,也易引起某些實驗失敗,更容易造成環境污染。化學實驗的微型化可以有效地減輕污染,是大勢所趨。
第二,處理廢液廢渣。
對于實驗產生的廢棄物,能回收的回收,能再生的再生,變廢為寶,實在不能回收和再生的也要進行無害處理,絕對不能隨意丟棄。
第三,改進實驗。
教材中設計的實驗固然有其可取的一面,但也會出現一些諸如現象不明顯、裝置太復雜、條件要求太高、藥品用量過大、易造成環境污染的實際問題。在保障實驗結果的前提下,完全可以引導學生設計一些無毒無害、低污染、低能耗的實驗方案,選擇一些無污染、可回收、可循環利用的藥品。
三、結合課外活動進行環保教育
課外活動內容豐富多彩、形式多種多樣,學生能在其中學到很多在課堂上接觸不到的環保知識,能夠認識到環保的真正意義,能夠自覺地形成很多良好的環保習慣,因此課外活動是環保教育的很好形式。比如,在板報中開設專欄,摘錄報紙、雜志、教材、試題中的環保知識;邀請環保部門的工程技術人員進行環保講座;展開全校環保知識多級競賽;設立周末環保選修課;組織參觀造紙廠、水泥廠、自來水廠、化肥廠等化工廠,了解三廢處理;開展關于本地區污染問題的社會調查活動,像測定河水、土壤酸堿度、查找污染原因等;設立廢物回收箱,常年回收廢電池、廢棄塑料等對環境危害較大的生活廢棄物;結合“植樹節”“世界無煙日”“世界環境日”“愛鳥日”“土地資源保護宣傳月”,組織清理街道和校園衛生死角等環保活動等等。通過課外活動,學生很容易體會到,環保不僅是個人的事,也是全社會的事,只有人人愛護環境、保護環境、防止環境污染,才能創建一個山青水秀的生活環境,才能擁有一個充滿生機的美麗家園。
我們知道,環保不僅僅是個人的事,那么,環保教育也不應僅僅是課堂的事,我們應該利用一切可以利用的教育機會,創造一切可以創造的教育條件,潛移默化地展開環保教育。時代的重任在肩,身為化學教師的我們需要加倍努力。
參考文獻
1.馮燕萍 淺議化學實驗中學生環保意識的培養.《化學教學》,1994年,第3期。
2.田拾品 淺談中學化學教學對環保教育所擔負的任務.《河池師專學報》,1997年,第6期。