道路交通空气污染防治

交通建设对大气环境的影响
• 施工扬尘对环境的影 响 • 沥青烟对环境的影响
2、 公路环境空气质量标准 • 《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），新 的规范正在修订，还没有发布。 • 《环境空气质量标准》中规定，按环境空气功 能区划分为三类：一类区为自然保护区、风景 名胜区和其他需要特殊保护的地区；二类区为 城镇居住区、商业交通混合区、文化区、一般 工业区和农村地区；三类区为特定工业区。 • 年平均 • 指任何一年的日平均浓度的算术均值。 • 日平均 • 指任何1日的平均浓度。
• 1.4 氮氧化物 • 氮氧化物（NOx）种类很多，主要是一氧化氮 （NO）和二氧化氮（NO2），另外还有一氧 化二氮（N2O）、三氧化二氮（N2O3）和五氧 化二氮（N2O5）等多种化合物。 • 天然排放的NOx，主要来自土壤和海洋中有机 物的分解，属于自然界的氮循环过程。 • 人为活动排放的NOx大部分来自化石燃料的燃 烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程。NOx 对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主 要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重 以二氧化硫和硫化氢的形状进入大气，也 有一部分以亚硫酸及硫酸（盐）的形式进入大 气。 • 大气中的硫约2/3来自天然源，其中以细菌活动 产生的硫化氢最为重要。人为源产生的硫排放 的主要形式是SO2，主要来自含硫煤和石油的 燃烧、石油炼制以及有色金属冶炼和硫酸制造 等。 • SO2是一种无色、具有刺激性气味的不可燃气 体，是一种分布广、危害大的主要大气污染物。 SO2和飘尘具有协同效应，两者结合起来对人 体危害更大。
• 2 空气污染 • 也称大气污染，是指大气中的污染物质，当其数 量、浓度、毒性以及大气中持续时间等因素的综 合作用结果，可能会使某些地区生物体的生命和 人类的健康、或生产活动受到影响。 • 我国是世界上空气污染严重的国家之一。我国的 空气污染属煤烟型污染，以颗粒物和酸雨危害最 大。 有些城市属于光化学污染型。 • 形成大气污染有三大要素：污染源、大气状态和 受体。 • 大气污染过程 • 由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环 节所构成。
• 可变 组分 • 指空气中的二氧化碳和水蒸气。在通常情况下 二氧化碳的含量为0.02%~0.04%，水蒸气的含 量为4%以下。 • 不定组分 • 自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等 暂时性的灾难所引起的。 • 由于人类社会生产的发展，使得大气中增加或 增多了某些不定组分，如煤烟、尘、硫氧化物、 氮氧化物等，这是空气中不定组分的最主要来 源，也是造成空气污染的主要根源。
• SO2在大气中极不稳定，最多只能存在1~2天。 在相对湿度比较大，以及有催化剂存在时，可 发生催化氧化反应，H2SO4或硫酸盐，是形成 酸雨的主要因素。 • 硫酸盐在大气中可存留1周以上，能漂移至 1000km以外，造成远离污染源以外的区域性污 染。SO2也可以在太阳紫外光的照射下，发生 光化学反应，生成SO3和硫酸雾，从而降低大 气的能见度。 • 由天然源排入大气的硫化氢，会被氧化为 SO2，这是大气中SO2的另一主要来源。
• 1.3 碳氧化物 • CO和CO2。CO主要是由含碳物质不完全燃烧产生 的，而天然源较少。由汽车等交通车辆产生的CO 占总排放量的70%。 • CO是无色、无刺激的有毒气体。在一定条件下， 可以转变为CO2，然而其转变速率很低。人为排放 大量的CO，对植物等会造成危害；高浓度的CO可 以被血液中的血红蛋白吸收，而对人体造成致命 伤害。 • CO2是大气中一种“正常”成分，参与地球上的碳平 衡，它主要来源于生物的呼吸作用和化石燃料等 的燃烧。 • 由于化石燃料的大量使用，使大气中的CO2浓度逐 渐增高，这将对整个地—气系统中的长波辐射收 支平衡产生影响，并可能导致温室效应。
• 降尘 • 指粒径大于 10μm，在重力作 用下可以降落的颗 粒状物质。 • 其多产生于固体破 碎、燃烧残余物的 结块及研磨粉碎的 细碎物质。自然界 刮风及沙暴也可以 产生降尘。 • 降尘受重力作用可 以很快降落到地面。
• 飘尘 • 指粒径小于10μm 的煤烟、烟气和雾 在内的颗粒状物质。 由于这些物质粒径 小、质量轻，在大 气中呈悬浮状态， 且分布极为广泛。 • 飘尘可在大气中保 留很久，甚至一周 以上也不能降落到 地面。
• 光化学烟雾的危害性 • 刺激眼睛，这是由具有刺激性的二次污 染物甲醛、过氧化苯甲酰硝酸脂 （PBzN）、PAN和丙烯醛引起的； • 臭氧会引起胸部压缩、刺激黏膜、头痛、 咳嗽、疲倦等症状； • 臭氧能损害有机物质，如橡胶、棉布、 尼龙和聚脂等； • 目前哮喘病的增多与氧化剂的增多有 关，还会引起植物毁坏。
• 二次污染物 • 由各种化学反应的结果所生成的一系列 新的污染物称为二次污染物。 • 常见的二次污染物有：臭氧、过氧乙酰 硝酸脂（PAN）硫酸及硫酸盐气溶胶、 硝酸及硝酸盐气溶胶，以及一些活性中 间产物，如过氧化氢基（HO2）、氢氧 基（HO）、过氧化氮基（NO3）和氧原 子等。
• 光化学烟雾 • 光化学反应的反应物 （一次污染物）与生 成物（二次污染物） 形成特殊混合物，主 要大气中的碳氢化合 物和NOx等一次污染 物，在阳光作用下发 生光化学反应，生成 臭氧、醛、过氧乙酰 硝酸脂（PAN）等二 次污染物所引起。 • 光化学烟雾，早在 1946年首先在美国洛 杉矶被发现。
第四章 道路交通空气污染防治
第一节 基础知识
• 1 环境空气
• 大气上界约在高空2000~3000km处。其中我们赖以生存的空 气主要是地面10~12km范围内的那一部分，与人类关系最为 密切。 • 近地层的大气常称为空气，环境空气是指室外的空气。空 气由干洁空气、水蒸气和杂质三部分组成。 • 地球表面附近的大气是包括颗粒尘埃在内的混合气体，其 组成包括恒定的、可变的和不恒定的三种。 • 恒定组分 • 氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%，这三者共占空气总体积的 99.97%，加上微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体。
• 反应性污染物 • 性质不稳定，在大气中常与某些其他物质产生化 学反应，或作为催化剂促进其他污染物产生化学 反应，如SO2和NO2等。 • 非反应性污染物 • 性质较为稳定，它不发生化学反应，或反应速率 很缓慢，如CO等。 • 一次污染物在大气中的物理作用或化学反应 • 气体污染物之间的化学反应（可在有催化剂或无 催化剂作用下发生）。 • 空气中粒状污染物对气体污染物的吸附作用，或 粒状污染物表面上的化学物质与气体污染物之间 的化学反应。 • 气体污染物在气溶胶中的溶解作用。 • 气体污染物在太阳光作用下的光化学反应。
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1小时平均 指任何1小时的平均浓度。 季平均 指任何1季的日平均浓度的算术均值。 植物生长季平均 指任何一个生长季的算术均值。 标准中规定环境空气监测采样按《环境 监测技术规范》（大气部分）执行，还 规定了各种污染物的分析方法及其数据 统计方法。
3 大气污染防治的基本措施
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长时间不下雨，城市上空飘尘严重
• 飘尘容易在人体呼吸时吸入呼吸道。对呼吸道 的粘膜产生机械性刺激作用，发生毛细血管扩 张，腺体分泌亢进，粘膜红肿，抵抗力下降。 2μm以下的飘尘容易吸入肺部，易导致肺泡破 裂、肺泡数目减少；肺泡壁毛细血管破裂、包 绕肺泡的毛细血管数量减少等危害。 • 据统计，20世纪80年代全世界每年大约有 23×108t颗粒物排入大气，其中20×108t是自然 排放的，3×108t是人为排放的。因此，颗粒物 主要来自自然污染源，如海水蒸发的盐分、土 壤侵蚀吹扬、火山爆发等。 • 人为排放的，主要产生于燃料的燃烧过程。
第三节 公路空气污染防治 • 1、我国公路环境空气污染现状 • 公路空气污染是由机动车（主要为汽车）排出 的空气起污染物引起的。 • 据统计，机动车尾气排放的分担率约占煤烟尘 和工业几大污染源的40%，因为是低空排放， 其危害性实际达到了60%。其中各大城市中 90%以上的CO、20%的CO2是由汽车排放的。 随着汽车工业的发展，公路空气污染还在不断 地增长。 • 公路空气污染具有不同于工业项目污染的特 点，其污染源具有的流动性，且其污染扩散的 形式是线源扩散而不是点源扩散。
• 大气污染的影响因素 • 污染物的性质（物理的和化学的），污染源的性质 （源强、源高、源内温度、排气速率等），气象条 件（风向、风速、温度层结等），地表性质（地形 起伏、 粗糙度、地面覆盖物等）。大气污染源 • 大气污染源的主要原因是对能源的利用和城市人口 的增加。 • 按污染产生的类型 • 工业污染源 • 生活污染源 • 汽车尾气 • 按污染源存在的形式 • 固定污染源 • 移动污染源
2 、一次污染物和二次污染物 • 从污染源排入大气中的污染物质，在与空气混 合过程中会发生种种物理、化学变化。依其形 成过程的不同，通常可以将其分为一次污染物 和二次污染物。 • 一次污染物 • 一次污染物是指从各类污染源排出的物质，包 括直接从各种排放源进入大气的各种气体、蒸 气和颗粒物，如SO2、碳氧化物、氮氧化物、 碳氢化合物和颗粒物等都是主要的一次污染物。 • 一次污染物又可分为反应物质和非反应物质两 类。
• 大气中NOx普遍以NO2的形式存在。在温度较 大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用 形成酸雨中的第二重要酸——硝酸。在有催化 剂存在时，如遇上合适的气象条件，NO2转变 成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时 存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。 • NOx再与平流层内的臭氧发生反应生成NO2与 O2，NO2与O进一步反应生成NO和O2，从而打 破臭氧平衡，使臭氧浓度降低，导致臭氧层的 耗损。
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按污染物排放的方式 高架源 面源 线源 按污染物排放的时间分 连续源 间断源
• 瞬间源
• 第二节 空气污染物及其危害与扩散
• 1、几种主要的空气污染物及其危害 • 目前对环境和人类产生危害的大气污染物约有 100种左右。其中影响范围广、具有普遍性的 污染物有颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、碳氧 化物、碳氢化合物等。 • 1.1 颗粒物 • 颗粒物是指除气体之外的包含于大气中的物 质，包括各种各样的固体、液体和气溶胶。其 中有固体的灰尘、烟尘、烟雾，以及液体的云 雾和雾滴，其粒径范围主要在200~0.1μm之间。 • 颗粒物还可以作为水汽等的凝结核，参与形成 降水过程。 • 按粒径的差异，可以分为降尘和飘尘两种。