大气颗粒物的污染及控制
1. 大气颗粒物概况
大气颗粒物可分为三种，一种叫总悬浮颗粒物（ TSP,空
气动力学当量直径w 100微米的颗粒物。这种颗粒物会较长时间
悬浮在空气中，被人通过鼻腔吸收进来，但在鼻腔就遇到阻碍，
被挡在呼吸系统外面，最后成为鼻涕被甩掉。粒径w 10微米的
颗粒物通常称作可吸入颗粒物，又称 PM10这一粒径范围的颗
粒物可通过呼吸道进入人体。 PM10包含PM2. 5,通常PM2. 5占
PM10的60%〜70%在显微镜下，固体颗粒物形状多样，并不规则。
固体颗粒物比较容易吸附重金属，如铅、汞等毒性物质。还有可能吸附多环 芳炷致癌物，具有致癌效应，其中还含有对生育有影响的物质。大气中粒 径小于2
U r （有时用小于2. 5 U m,即PM2. 5）
的颗粒物。其来源主要有天然和人为两种，但危害较大的是后者，其中很多 是二次颗粒物，如由二氧化硫生成的硫酸盐颗粒、氮氧 化物转化而成的硝 酸盐颗粒等。
2. 大气中颗粒物的来源 空气中的颗粒物既来源于自然，也来源于人 为。自然来源包
括：风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌抱子、细菌。
颗粒物的主要来源是人为排放。人类既直接向环境排放颗粒
物，也排放某些气体污染物，在空气中转变成 PM2.5。直接排放
主要来自燃烧过程，比如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃烧、生物质（秸
秆、木柴）的燃烧、垃圾焚烧。在空气中转化成颗粒 物的气体污染物主要有 二氧化硫、氮氧化物、氨气、挥发性有机 物。其它的人为来源包括：道路扬 尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、厨房烟气。
由于近年来经济的快速发展和人民生活的极大改善，汽车保 有量骤 增。据环保部《年报》统计，我国机动车保有量呈快速增 长态势。2011年 6月底，全国机动车总保有量达2. 17亿辆，其中汽车9846万辆，摩托车 1.02亿辆。数据显示，北京、深圳、上海、成都、天津等11个城市汽车 保有量超过100万辆，其中北京达到464万辆，我国已成为世界汽车产销 第一大国。随着机动车保有量的增加，机动车排放污染物对环境的影响日趋 严重，给城市和区域空气质量带来巨大压力。2009年环境监测显示，全 国113个环保重点城市中三分之一的城市空气质量不达标，很多城市尤其 是大中城市空气污染已经呈现岀煤烟型和汽车尾气复合型污染的特点，加剧 了大气污染治理的难度。同时，我国一些地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区 域性大气污染问题频繁发 生，部分地区甚至岀现了每年200多天的灰霾天 气，这些问题的产生都与机动车排放的氮氧化物、细颗粒物等污染物直接相 关。
第五章 颗粒物燃物控制技术基础
为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节 粉尘的粒径及粒径分布
一、颗粒的粒径
粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以颗粒的大小是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体，则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。但实际上，不仅颗粒的大小不同，而且形状也各种各样。所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。下面介绍几种常用的粒径定义方法。
（1）用显微镜法．．．．观测颗粒时，采用如下几种粒径表示方法：
①定向直径dF，也称菲雷待(Feret)直径；为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图5—1(a)所示。
②定向面积等分直径dM，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图5—1(b)所示。
③投影面积直径dA，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图5一l(c)所示。若颗粒投影面积为A，则dA＝(4A／π)1/2。
根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的dF＞dA＞dM。
（2）用筛分法．．．测定时可得到筛分直径，为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
（3）用光散射法．．．．测定时可得到等体积直径dV，为与颗粒体积相等的球的直径。若颗粒体积为V,则dV＝(6V／π)1/3。
（4）用沉降法．．．测定时，一殷采用如下两种定义：
①斯托克斯(stokes)直径dS，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
②空气动力学当量直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρp=1g/cm3）的球的直径。
斯托克斯直径和空气动力学当量直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
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34 第五章 颗粒污染物控制技术基础
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
一、颗粒的粒径
大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～100μm的粒子。颗粒的大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。实际颗粒的形状多是不规则的，所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。下面介绍几种常用的粒径定义方法。
1.显微镜法
定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度
定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度
投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径
（ Heywood测定分析表明，同一颗粒的dF>dA>dM）
显微镜法观测粒径直径的三种方法 百度文库 - 让每个人平等地提升自我
34
a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径
2.筛分法
筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度（筛孔的大小用目表示－每英寸长度上筛孔的个数）
3.光散射法
等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径
4.沉降法
斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径
空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径
粒径的测定结果与颗粒的形状有关，通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一百度文库 - 让每个人平等地提升自我
34 致的程度
圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比Φs（ Φs<1）
大气颗粒物污染的来源与控制
大气颗粒物污染是指空气中悬浮的固体和液体微小颗粒物质，其直径一般小于10微米。大气颗粒物的主要来源包括自然因素和人类活动。了解颗粒物的来源和控制对于制定有效的环境保护政策和措施至关重要。
一、大气颗粒物的来源
1. 自然源
自然源是指生物、地质和大气过程中产生的颗粒物。其中，土壤扬尘是自然源中最主要的来源之一。在干旱和风沙频发的地区，由于地表水分不足和风能强劲，土壤颗粒易被风起带走，成为环境颗粒物的污染源。此外，火山爆发、植物花粉和海洋飞沫也会释放大量的颗粒物。
2. 人为源
人为源是指人类活动产生的颗粒物。其中，工业活动是主要的来源之一。工厂排放的废气中含有大量的固体颗粒物，如煤炭燃烧产生的烟尘和工业废气中的颗粒物。此外，交通尾气中的颗粒物也是重要的污染来源。汽车和火力发电厂的燃烧过程中会产生大量的颗粒物，例如排放的汽车尾气中的颗粒物。
二、大气颗粒物的控制
1. 改善能源结构 改善能源结构是减少大气颗粒物污染的重要途径之一。目前，使用煤炭是主要的能源之一，而煤炭的燃烧会产生大量的颗粒物。因此，减少煤炭的使用，增加清洁能源的比重，如天然气和风能，可以有效降低颗粒物的排放。
2. 加强工业排放治理
加强工业排放治理是减少颗粒物污染的关键。通过加强对工业废气的治理，如采用高效的过滤器和净化设备，可以有效地减少颗粒物的排放。此外，对于高污染工业企业，应该加强监管，推动其采取更加环保的生产方式，以减少颗粒物的排放。
3. 强化交通管控
交通尾气是城市颗粒物污染的主要来源之一。为了减少交通尾气中颗粒物的排放，可以采取以下措施：推广清洁能源汽车，提升燃油质量标准，加强车辆排放检测和监管，提高公共交通的比重等。
4. 推广环境友好型农业
农业活动也是颗粒物污染的重要来源之一。在农业生产过程中，农药的使用和农作物的燃烧都会产生大量的颗粒物。因此，推广环境友好型农业，减少农药的使用和禁止农作物的开放式燃烧，是降低农业颗粒物排放的有效途径。
