大氣污染防治工程

沿革大氣污染防治工程雖然是一個新興的工程技術領域，但它的萌芽和發展卻經歷了漫長的年代。1668年，英國學者加斯特洛發表了關於消煙機械方面的論文，提出避免煤煙的危害應採取技術措施。1809年英國採用石灰乳脫除煤煙中的硫化氫。1840年英格蘭西部工業城市曼徹斯特建造了高煙囪排放煙氣。1849年英國開始採用氧化鐵法脫除硫化氫。1897年日本建造了煤煙脫硫塔，煙氣經過石灰乳脫硫后，再由高煙囪排入大氣。

18世紀末到20世紀初，大氣污染主要是煤燃燒排出的煙塵和二氧化硫等物質造成的。隨著工業、交通事業的發展，特別是第二次世界大戰以後，社會生產力突飛猛進，石油在能源結構中的比重不斷上升，以致大氣污染物的種類越來越多，大氣污染日益嚴重，給人類的健康、動植物的生長、建築物和生產設備的使用壽命等帶來嚴重的危害。從60年代起，許多國家相繼開展大氣污染防治的研究，對硫化物、氮氧化物、煙塵等主要的大氣污染物進行了單項治理和綜合防治，初步形成了大氣污染防治工程的體系。中國在大氣污染防治工程方面，也由單項治理著手進行綜合防治。

大氣質量管理主要進行大氣質量評價和制定大氣環境標準。大氣質量管理為大氣污染防治工程提供科學依據。

大氣環境質量評價在大氣污染狀況調查的基礎上，應用大氣質量評價的方法，揭示大氣質量變化的規律和影響。

制定大氣環境標準大氣環境標準包括大氣質量標準和大氣污染物排放標準。目前各國頒布的大氣質量標準，是指居住區大氣中有害物質的最高容許濃度。確定這些濃度的主要依據是動物急性中毒的閾劑量。制定大氣質量標準一般不考慮低濃度有毒物質的長期作用所發生的影響。

大氣質量標準是制定大氣污染物排放標準的依據，二者之間存在著密切的關係，它們構成了控制和管理大氣污染的技術法規體系，成為防治技術設計所要實現的環境質量目標。制定這兩種標準既要考慮人體健康和生態平衡，又要考慮技術上的可行性和經濟上的合理性(見環境標準)。

大氣污染防治技術是以大氣質量標準和大氣污染物排放標準為依據，對各種大氣污染源和污染物採取的防治技術措施。大氣中的污染物按物理性質可分為顆粒物和氣態污染物；按化學性質可分為無機污染物（硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、氟化物、硫化氫等）和有機污染物（碳氫化合物等）；按來源可分為燃燒過程排出的大氣污染物和非燃燒過程排出的大氣污染物。

燃燒過程排出的大氣污染物防治礦物燃料燃燒產生的煙塵、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氫化合物等是大氣中主要的污染物，其防治技術主要是：

①改變燃料組成和能源結構。如進行燃料脫硫，把煤變成氣體和液體燃料，開發和利用地熱、太陽能、風力、水力、潮汐能、氫能和生物能等無污染能源，以取代礦物燃料。

②改進燃燒裝置、燃燒技術和運轉條件。燃料的不完全燃燒排出的污染物，無論數量和種類，都比完全燃燒排出的多。改進運轉條件（如調節燃燒空氣比，控制燃燒溫度），改進燃燒方式（如採用沸騰燃燒、分段燃燒、排氣循環燃燒、水或蒸汽噴射燃燒），改進燃燒裝置（如採用新式爐排，增設導風器、蓄熱花牆以及改進燃燒室的型式）等，可以減少煙塵和氣態污染物的生成量。

③發展集中供熱和區域採暖。居民各家各戶分散供熱，同集中供熱相比，使用相同數量的煤所產生的煙塵多1～2倍，飄塵多3～4倍。發展集中供熱和區域採暖是消除煤煙污染大氣的有效措施，而且可以提高熱效率。

④消煙除塵，防治污染。煙氣含污染物種類多，應按所含污染物的化學、物理、物理化學性質，採取不同的治理方法。煙氣中的塵粒控制技術有機械除塵、洗滌除塵、過濾除塵、靜電除塵、聲波除塵等方法。煙氣中的有害氣體治理採用吸收、吸附、膜分離技術和催化轉化等方法。硫氧化物和氮氧化物是煙氣中最主要的有害氣體，通常採用以固體粉末或顆粒為吸收劑或反應劑的干法，或者採用以液體為吸收劑或反應劑的濕法回收利用，此外，也可以採取催化轉化法進行治理。

⑤採用高煙囪和集合式煙囪排放。大氣的污染程度同污染源排出的污染物的數量（源強）有關。在源強不變的情況下，接近地面的大氣中污染物濃度與煙囪有效高度的平方成反比。因此，增加煙囪的有效高度，是防治局部地區大氣污染的措施之一。高煙囪一般高度為 200米左右。集合式煙囪是把幾個（一般為2～4個）排煙裝置排放的煙氣集中到一個煙囪里排放。這樣可以使排煙溫度高達130～150℃,排煙速度達30～50米/秒，煙氣呈環狀上升，相當於增加了煙囪的有效高度，有利於發揮大氣的擴散作用和自凈能力。但是這種治理措施只是減輕了局部地區的大氣污染，進入大氣圈中的污染物數量並未減少；長此以往，可能會引起地區性或全球性的大氣污染。

非燃燒過程產生的大氣污染物防治對合成、分解等化工生產過程和粉碎、運輸、篩選等機械加工過程中產生的大氣污染物的防治，最根本的是改變生產工藝，採用無污染工藝和無污染裝置。工業生產過程產生的大氣污染物種類多，主要有氯、氯化氫、氟、氟化氫、硫化氫、粉塵和惡臭物質等。其中，有害氣體可用吸收法、吸附法和催化轉化法治理，粉塵可採用除塵或集塵技術和裝置去除。地面揚塵也是非燃燒過程的大氣污染物，可採取擴大綠地等措施加以控制。