《环境学基础》（举一反三考点练） 大气污染及防治（3）-讲义

《环境学基础》 举一反三考点练 大气污染及防治（3）-讲义 1.了解控制大气污染源的途径。 2.了解气态污染物的治理方法。 3.了解除尘方法及主要设备。 知识点一 控制大气污染源的途径 控制大气污染源的途径： 1.合理规划：大气稀释污染物的能力是有限的，污染物在一定值的范围内，由于大气的稀释作用可能不会对生物构成大的危害，但由于大气污染的危害性与气象因素、地理环境等有相当紧密的联系，因此，合理规划、因地制宜地布局工业则显得十分重要，特别是城市规划要以国家颁布的流域和区域环境保护规划为依据，防止布局出现失误。规划原则如下： （1）根据工厂产品的结构、产物的特性、排放污染物的化学性质等，合理布局，充分考虑环境承载能力，将污染物排放量控制在大气允许排放标准浓度之内，防止造成局部地区污染物浓度过大，从而对环境产生危害。 （2）工厂选址应考虑地理条件、气象因素，生产区与生活区之间要有缓冲区。如要考虑工厂区排出的污染物有足够的稀释空间、生活区应处于主导风向的上风区域等。 2.改进生产工艺，进行技术创新：改进生产工艺以减少生产过程中的有害气体的排放量，或将有害气体转化成无害物质，变害为宝。大力推进技术创新，从原材料选用、反应条件、工艺流程、尾气再利用等环节提高技术含量，推进建设绿色工厂工程。 3.改变燃料结构：煤作为传统的燃料，在工业生产、交通运输、人民生活中起着并仍然起着举足轻重的作用，但开发和利用清洁能源、改善燃料结构仍是大气污染综合防治的一项重要措施。 清洁能源的含义包含两方面内容：一是指可再生能源，消耗后可以得到恢复补充，不产生或很少产生污染物。如开发利用太阳能、风能、水能、潮汐能等；二是指非再生能源在生产产品及其消费过程中尽可能减少对生态环境的污染。如使用低污染的化石能源(如天然气)和利用洁净能源技术处理过的化石能源(如洁净煤和洁净油),尽可以能地降低能源生产与使用对生态环境的危害。加强能源基础建设，降低成本，推广使用电能等。 4.集中供暖供热：集中供暖供热可以降低燃料的消耗量，提高设备的利用率和热效率，也便于采取相应的污染防治措施，如控制烟尘的排放量、防止出现区域性污染物浓度过高等情况。 5.绿化造林：绿地被称为城市的肺，是城市大气净化的呼吸系统。植树造林绿化环境，不仅可以调节气候、防止水土流失和土地沙漠化，而且还能减少噪声等污染。因此合理地规划居住人口密度、绿化造林，是改善大气环境、防治大气污染的一个重要举措。 下列措施中，属于控制大气污染源有效途径的是（ ） A. 根据气象条件和环境承载力合理规划工业区与生活区布局 B. 采用洁净煤技术并逐步增加太阳能、风能等可再生能源使用 C. 将高污染企业迁至城市主导风向的下风向以减少对居民影响 D. 推广集中供暖供热以提高能源利用率并降低区域污染浓度 E. 在工厂周边大量种植乔木和灌木以吸附污染物并降低噪音 【答案】A、B、D、E 【解析】C选项错误，因单纯迁移污染企业至下风向无法根治污染，需结合技术改进或清洁生产。其他选项分别对应合理规划（A）、清洁能源（B）、集中供热（D）、绿化造林（E）四大知识点。 1.某城市计划新建一座化工厂，从大气污染防治角度，选址时最应优先考虑（ ） A. 靠近原料产地以降低成本 B. 位于城市主导风向的下风向 C. 建在居民区附近以方便用工 D. 选择地价最低的郊区 【答案】B 【解析】工业区应布局在主导风向的下风向，避免污染物扩散至居民区，这是合理规划的核心原则。 2.水泥厂生产过程中产生大量粉尘，最有效的治理措施是（ ） A. 让工人佩戴防尘口罩 B. 安装布袋除尘设备并封闭生产线 C. 仅在夜间生产减少影响 D. 定期洒水降尘 【答案】B 【解析】改进生产工艺（如封闭作业）和安装除尘设备是从源头控制污染的最佳方式。 3.我国西北地区推广风力发电的主要优势是（ ） A. 建设成本低于火电厂 B. 风能资源丰富且无污染 C. 发电效率高于太阳能 D. 不受天气条件影响 【答案】B 【解析】西北地区风力强劲，风能是可再生清洁能源，环境效益显著。 1.设置工业区与生活区之间的"绿化隔离带"，主要目的是（ ） A. 提高土地商业价值 B. 降低噪声和吸附空气污染物 C. 方便工厂运输原材料 D. 为居民提供休闲场所 【答案】B 【解析】绿化带能有效阻隔和净化工业区扩散的污染物，兼具降噪功能。 2.下列做法符合"循环经济"理念的是（ ） A. 将炼钢厂废气直接排放 B. 用火电厂粉煤灰制造建材 C. 焚烧生活垃圾发电 D. 大量开采天然气替代煤 【答案】B 【解析】粉煤灰再利用属于废物资源化，符合"变废为宝"的循环经济原则。 3.农村地区"煤改气"工程实施后，最可能显著减少的污染物是（ ） A. 二氧化碳 B. 二氧化硫和PM2.5 C. 臭氧 D. 重金属颗粒 【答案】B 【解析】天然气燃烧几乎不产生硫化物和颗粒物，能有效改善空气质量。 4.北方城市推广集中供暖的主要环境效益是（ ） A. 降低居民取暖费用 B. 减少分散燃煤的小烟囱污染 C. 提高供热稳定性 D. 增加就业岗位 【答案】B 【解析】集中供暖可替代千家万户的小锅炉，大幅降低面源污染。 1. 合理规划工业布局 工厂选址：主导风向下风向，远离居民区。 设置绿化隔离带，降低污染物扩散。 考虑环境承载力，避免超负荷排放。 2. 改进生产工艺 清洁生产：封闭作业、除尘设备（如布袋除尘）。 废气回收利用（如CO₂制尿素）。 优化反应条件，减少污染物生成（如低温燃烧降NOx）。 3. 清洁能源替代 可再生能源：风能、太阳能、水能。 低污染能源：天然气、洁净煤技术。 推广电能（如电动汽车、电采暖）。 4. 集中供暖供热 替代分散燃煤，提高热效率（80% vs 30%）。 便于安装脱硫、除尘设备，统一监管。 5. 绿化造林 吸附污染物（PM2.5、SO₂）。 优选植物：法国梧桐（悬铃木）、夹竹桃。 关键措施对比 类型 代表措施 效果 源头控制 清洁能源、工艺改进 减少污染物产生 末端治理 脱硫塔、静电除尘 降低排放浓度 生态修复 城市绿化 长期净化空气 核心原则：预防为主，防治结合（如合理规划+技术升级）。 知识点二 气态污染物的治理方法 气态污染物化学性质各异，对它们的治理要视具体情况采用不同的方法。目前用于气态污染物治理的主要方法有吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法等。 1.吸收法：不同成分的气体在液体中的溶解度是不同的，含有多种成分的混合气体，当它与液体接触时，气体中溶解度大的成分就源源不断地溶解于液体中，相应地它在气体中的浓度就显著降低，这样溶解组分就和原混合气体分离开来。这种液体称为吸收剂，溶解组分为吸收质，溶解了吸收质的液体为吸收液。根据这个原理，对于某种含有有害成分的气体，如果选择适当的吸收剂，让气体与吸收剂接触，则气体中有害成分就会分离出来，而被吸收在吸收剂中，气体就达到净化的目的。吸收法净化有害气体具有设备简单、净化效率高、投资小、应用范围广等特点，但须防止二次污染问题。 2.吸附法：固体表面的分子处于不平衡状态，对其邻近的气体分子有吸引力(即吸附作用),这种引力可以是范德华力也可能是化学键力(低温时常表现为范德华力，高温时常表现为化学键力),当吸引力表现为化学键力时，它具有强烈的选择性，也就是说，不同材料的固体表面吸附不同种类的气体分子。这里称这种固体为吸附剂，被吸附的成分为吸附质。根据这个原理，对于已确定的含有有害成分的气体，如果选用适当的吸附剂，让气体和它接触，则有害成分就会吸附在吸附剂上，气体就得以净化。吸附法处理低浓度的有害废气时非常有效。 3.催化法：催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用，将废气中有害成分经化学反应转化为无害成分或易于除去的成分。如汽车尾气中的碳化合物和一氧化碳，在铂、钯等催化剂作用下，可迅速被氧化成二氧化碳和水。 4.燃烧法：燃烧法是通过热氧化作用将废气中的可燃有害成分转化为无害物质的方法。 5.冷凝法：冷凝法净化气态污染物是利用物质在不同温度下具体有不同的饱和蒸气压这一性质，采用降低系统温度或提高系统的压力(或两者都使用),使处于蒸气状态的污染物冷凝至液态而从废气中分离出来。冷凝法净化废气特别实用。 关于气态污染物的治理方法，下列描述正确的是（ ） A. 吸收法利用气体在液体中的溶解度差异，需注意吸收液的二次处理问题 B. 吸附法在高温下主要依赖范德华力吸附气体，适用于高浓度废气 C. 催化法通过催化剂将CO转化为CO₂，属于化学转化过程 D. 燃烧法适用于所有气态污染物，无需考虑可燃性 E. 冷凝法通过降低温度或增大压力使污染物液化，适用于高沸点气体 【答案】A、C、E 【解析】B错误：高温下吸附主要依赖化学键力，且吸附法更适用于低浓度废气。D错误：燃烧法仅适用于可燃性污染物。 1.吸收法净化气态污染物的主要原理是（ ） A. 利用固体吸附剂的吸附作用 B. 利用气体在液体中的溶解度差异 C. 通过高温燃烧分解污染物 D. 降低温度使气体冷凝液化 【答案】B 【解析】吸收法利用气体在吸收剂（液体）中的溶解度差异分离污染物，如用碱液吸收SO₂。A描述的是吸附法，C是燃烧法，D是冷凝法。 2. 下列哪种方法适用于处理低浓度的有害废气（ ） A. 燃烧法 B. 吸附法 C. 冷凝法 D. 催化法 【答案】B 【解析】吸附法适合低浓度废气（如活性炭吸附苯系物），因吸附容量有限。燃烧法（A）需高浓度可燃气体，冷凝法（C）适用于高沸点污染物。 3. 催化法净化气态污染物的关键因素是（ ） A. 吸收剂的种类 B. 催化剂的选用 C. 燃烧温度的高低 D. 冷凝速度的快慢 【答案】B 【解析】催化法依赖催化剂（如铂、钯）降低反应活化能，如汽车尾气催化转化。A属吸收法，C、D与催化无关。 1. 燃烧法主要用于处理（ ） A. 不可燃的气态污染物 B. 高浓度的可燃性气体 C. 低浓度的酸性气体 D. 所有类型的气态污染物 【答案】B 【解析】燃烧法通过高温氧化分解可燃物（如VOCs），需足够浓度维持燃烧。A、C错误，D过于绝对。 2. 冷凝法适用于处理（ ） A. 高沸点的气态污染物 B. 低浓度的有机废气 C. 所有可溶性气体 D. 高浓度的颗粒物 【答案】A 【解析】冷凝法通过降温/加压使高沸点气体（如汽油蒸气）液化分离。B更适合吸附法，D指颗粒物而非气态污染物。 3.吸收法可能带来的环境问题是（ ） A. 催化剂中毒 B. 吸收液的二次污染 C. 燃烧不充分产生CO D. 吸附剂失效 【答案】B 【解析】吸收液（如含SO₂的废碱液）需后续处理，否则造成二次污染。A属催化法问题，C是燃烧法缺陷，D是吸附法局限。 4.下列哪种方法利用化学反应将有害气体转化为无害物质（ ） A. 吸收法 B. 吸附法 C. 催化法 D. 冷凝法 【答案】C 【解析】催化法通过化学反应转化污染物（如NOx→N₂）。A、B是物理过程，D是相变过程。 1.吸收法 原理：利用气体在液体中的溶解度差异（如碱液吸收SO₂）。 特点：适用于高浓度、可溶性气体，需防二次污染。 2. 吸附法 原理：固体表面选择性吸附（如活性炭吸附苯）。 特点：适合低浓度废气，吸附剂需再生/更换。 3. 催化法 原理：催化剂降低反应活化能（如汽车尾气催化转化）。 特点：低温高效，依赖催化剂活性。 4. 燃烧法 原理：高温氧化分解可燃物（如VOCs）。 特点：需高浓度，不充分燃烧易产CO。 5. 冷凝法 原理：降温/加压使高沸点气体液化（如回收汽油蒸气）。 特点：适用于高沸点污染物，能耗高。 关键对比 方法 适用浓度 核心条件 局限性 吸收法 高浓度 溶解度差异 吸收液处理 吸附法 低浓度 吸附剂选择性 吸附容量有限 催化法 中低浓度 催化剂活性 催化剂中毒 燃烧法 高浓度 高温（≥600℃） 燃料消耗大 冷凝法 高沸点 低温/高压 对低沸点无效 知识点三 除尘方法及主要设备 从气体中去除或捕集颗粒物的技术称为除尘技术，用以实现除尘过程的设备称为除尘装置。本节仅对常见的除尘方法及其装置作简单介绍。 1.重力除尘装置：重力除尘装置是使含尘气体中的尘粒借助重力作用使之沉降，并将其分离捕集的装置。分单层沉降室或多层沉降室。当含尘气体进入除尘装置的沉降室后，粉尘借助自身的重力向底部自然沉降，只要气流通过沉降室的时间大于或等于尘粒由沉降室顶沉降到底部的时间，则尘粒就会被除去。一般重力除尘装置可捕集50 μm 以上的粒子。重力除尘装置的特点是构造简单，施工方便，投资少，收效快，但体积庞大，占地多，效率低，不适合除去细小尘粒。装置如图8-8所示。 2.惯性力除尘装置：惯性力除尘装置是使含尘气流冲击挡板或使气流急剧地改变流动方向，然后借助粒子的惯性力将尘粒从气流中分离的装置，如图8-9所示。 当高速运动的含尘气流在遇到挡板1时，气流改变方向绕挡板而过，而尘粒因惯性大，冲击到挡板1上被捕集。被气流带走的尘粒遇到挡板2时，借助惯性力也被捕集。气流速度越高，气流方向转变角度越大，转变次数越多，粉尘去除效率就越高。惯性力除尘装置根据其性能不同，可以分离或收集几微米、10 μm、20～30μm 的微粒，气流速度及其压力损失随除尘设备形式的不同而不同。 3. 离心力除尘装置：离心力除尘装置也称旋风除尘器，是使含尘气体进入装置后，由于离心力的作用，将尘粒从气体中分离出来的装置，如图8-10所示。 当含尘气流进入离心力除尘装置时，气流作旋转运动，尘粒在离心力的作用下逐渐向器壁移动，到达器壁后，在旋流推力和尘粒自身重力作用下，沿器壁面落到灰斗中，分尘后的气体则从排气管排出。 离心力除尘装置结构简单，设备费用低，维护方便，但除尘效率不很高， 一般用作高浓度的含尘气体的预处理。可作一级除尘装置或与其他除尘装置串联使用。 4.电除尘装置：电除尘器是利用静电力实现粒子与气流分离的一种除尘器装置。它具有以下几方面的特点：①除尘效率高，可达99.9%以上，能捕集0. 1μm 或更小的烟雾；②阻力损失小；③维护简单，处理烟气量大，操作费用节省；④适用处理不同性质的烟雾，适用温度可达773K,湿度可达100%,且可以处理易爆气体。电除尘器可分为平板型电除尘器和圆筒形除尘器。 5.洗涤式除尘装置：洗涤式除尘器是利用液体与含尘气体接触，尘粒与液滴、液膜碰撞而被吸附、凝聚，随后与液体一起排走，达到净化气体的目的。洗涤式除尘器的除尘机理有以下几点：①惯性碰撞②接触黏附③凝聚④扩散。 洗涤式除尘器除尘效率也较高，同时它还能除去气体中的有害气体，但它有二次污染的问题存在。 6.过滤除尘装置：过滤除尘器是使含尘气流通过滤料将尘粒分离下来的装置。当含尘气流通过滤料时，粗大尘粒首先被阻留，滤料表面很快便会形成一层所谓粉尘初层，如图 8-11所示。依靠这一粉尘初层，尘粒将被不断阻留下来。 其主要机理有如下几点：①筛滤作用②惯性碰撞③拦截作用④扩散作用⑤静电作用 下列关于除尘技术及装置的描述，哪些是正确的（ ） A. 重力除尘装置构造简单，但效率较低，一般只能捕集50 μm以上的粒子。 B. 惯性力除尘装置通过改变气流方向，利用尘粒的惯性实现分离，其效率与气流速度、挡板角度和次数有关。 C. 离心力除尘装置（如旋风除尘器）利用离心力分离尘粒，常作为高浓度含尘气体的预处理设备。 D. 电除尘装置阻力损失大，但能高效捕集0.1 μm以下的微粒，且适合高温、高湿及易爆气体。 E. 洗涤式除尘器既能去除尘粒，也能吸收有害气体，但可能产生二次污染。 F. 过滤除尘器依赖滤料表面的粉尘初层提高除尘效率，其机理包括筛滤、惯性碰撞、扩散等作用。 【答案】A、B、C、E、F 【解析】D选项错误，电除尘装置的阻力损失小，而非大。A选项正确，重力除尘装置结构简单，但效率低，适合捕集较大颗粒。B选项正确，惯性力除尘装置利用尘粒惯性分离，效率受气流速度和挡板设计影响。C选项正确，离心力除尘装置（如旋风除尘器）常用于预处理高浓度粉尘。E选项正确，洗涤式除尘器可去除粉尘和有害气体，但存在废水处理问题。F选项正确，过滤除尘器依靠粉尘初层和多种机理（如筛滤、扩散等）提高效率。 1.重力除尘装置主要依靠什么力使尘粒沉降（ ） A. 离心力 B. 惯性力 C. 重力 D. 静电力 【答案】C 【解析】重力除尘装置是利用尘粒自身的重力作用自然沉降的装置，故正确答案为C。 2.惯性力除尘装置中，尘粒被捕集的主要原因是（ ） A. 尘粒带电 B. 尘粒受重力作用 C. 尘粒的惯性冲击挡板 D. 尘粒被液体吸附 【答案】C 【解析】惯性力除尘是通过气流改变方向时，尘粒因惯性冲击挡板而被捕集，故正确答案为C。 3.离心力除尘装置（旋风除尘器）的除尘原理是利用（ ） A. 重力沉降 B. 离心力分离 C. 静电吸附 D. 液体洗涤 【答案】B 【解析】旋风除尘器利用旋转气流产生的离心力使尘粒分离，故正确答案为B。 1.电除尘装置的主要优点不包括（ ） A. 除尘效率高 B. 阻力损失小 C. 适合处理易爆气体 D. 设备体积小 【答案】D 【解析】电除尘器效率高、阻力小，但设备通常较庞大，故D选项不符合其特点。 2.洗涤式除尘器在去除粉尘的同时，还能（ ） A. 降低气体温度 B. 吸收有害气体 C. 增加气体湿度 D. 以上都是 【答案】D 【解析】洗涤式除尘器兼具降温、吸收有害气体和增湿的作用，故正确答案为D。 3.过滤除尘器的除尘效率主要依赖于（ ） A. 滤料表面的粉尘初层 B. 气体流速 C. 滤料颜色 D. 气体温度 【答案】A 【解析】粉尘初层的形成是提高过滤效率的关键因素，故正确答案为A。 4.下列哪种除尘装置适合捕集50 μm以上的尘粒（ ） A. 重力除尘装置 B. 电除尘装置 C. 洗涤式除尘装置 D. 过滤除尘装置 【答案】A 【解析】重力除尘装置主要用于捕集较大颗粒（50 μm以上），故正确答案为A。 1.重力除尘 原理：利用重力自然沉降 适用：>50μm颗粒 特点：结构简单、效率低、体积大 2.惯性除尘 原理：利用尘粒惯性冲击挡板 影响因素：气流速度、挡板角度、方向变化次数 特点：可捕集10-30μm颗粒 3.离心除尘（旋风除尘器） 原理：利用离心力分离 适用：高浓度气体预处理 特点：结构简单、费用低、效率中等 4.电除尘 原理：利用静电力吸附 特点：高效（捕集0.1μm颗粒）；阻力小；适用高温（773K）、高湿、易爆气体 5.洗涤除尘 原理：液滴/液膜捕集尘粒 特点：可同时去除有害气体；存在废水二次污染问题； 6.过滤除尘 关键：粉尘初层除尘机理：筛滤作用；惯性碰撞；拦截作用；扩散作用；静电作用 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$