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粉塵的來(lái)源和分類(lèi)

信息來(lái)源: http://ukoqa.cn　　時(shí)間:2018-04-19 13:08:05　

粉塵的來(lái)源和分類(lèi)

1.粉塵的來(lái)源

粉塵來(lái)源可分成兩大類(lèi)：一是人類(lèi)活動(dòng)引起的；二是自然過(guò)程引起的。后者包括火山爆發(fā)、山林火災、雷電等造成的各種塵埃，見(jiàn)表1-1。自然過(guò)程對大氣的污染，目前人類(lèi)還不能完全控制，但這些自然過(guò)程多具有偶然性、地區性，而兩次同樣過(guò)程發(fā)生的時(shí)間往往較長(cháng)。由于自然環(huán)境有一定的容量和自?xún)裟芰?，自然過(guò)程所造成的粉塵污染，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后會(huì )自動(dòng)消失，對整個(gè)人類(lèi)的發(fā)展尚無(wú)根本性的危害。

表1-1 粉塵來(lái)源

種類(lèi)	粉塵來(lái)源
自然現象	火山爆發(fā)、大風(fēng)飛沙、地震、土沙崩潰、由于溫度或混合率的變化而引起的氣體爆炸、腐爛、花粉、微生物、森林火災
日常生活	烹調、采暖、冷氣、衣服、清擔、吸煙、農業(yè)、漁業(yè)、醫療、娛樂(lè )、教育、面粉、花粉
商業(yè)交易	采暖、冷氣、烹調、包裝物流、陳列、集會(huì )、辦公等活動(dòng)
工業(yè)	燃燒、冶煉、粉碎、混合、分離、化合、分解、干燥、研磨、拋光、輸送、包裝、凝聚、焊接、切割等物理化學(xué)操作
交通	海陸運輸、航空
軍事	軍事轉移和軍隊作戰、軍演、訓練

當今，最令人擔憂(yōu)的是人類(lèi)的生活和生產(chǎn)活動(dòng)引起的粉塵污染。由于人類(lèi)的生活及生產(chǎn) 活動(dòng)從不間斷，這種污染也就從沒(méi)停止過(guò)。100年以來(lái)，工業(yè)和交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，城

市的不斷擴大，以及人口的高度集中，使得大氣污染日趨嚴重。目前，全世界每年排入大氣的煤粉塵及其他粉塵在1億噸以上，嚴重污染了大氣，對人類(lèi)健康構成了威脅。這種粉塵對大氣的污染既然由人類(lèi)活動(dòng)引起，也就可以通過(guò)人類(lèi)的活動(dòng)而加以控制。

人類(lèi)活動(dòng)引起的粉塵主要來(lái)源于3個(gè)方面，即工業(yè)生產(chǎn)污染源、生活活動(dòng)污染源及交通運輸污染源。

(1) 工業(yè)生產(chǎn)污染源如火力發(fā)電廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)、建材廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、有色金屬廠(chǎng)、礦山作業(yè)區等工業(yè)部門(mén)的生產(chǎn)及燃料燃燒過(guò)程，皆向大氣中排入大量的粉塵及其他有害成分。工業(yè) 生產(chǎn)污染源是造成粉塵污染的最主要的來(lái)源。

(2) 生活污染源城市和工礦企業(yè)住宅區、商業(yè)區千家萬(wàn)戶(hù)的生活爐灶、經(jīng)營(yíng)性爐灶以及采暖鍋爐的煙囪，同樣會(huì )向大氣中排入煙塵。這些污染源分布廣，污染物總量大，對局部的大氣環(huán)境質(zhì)量常有很大影響，也是不可忽視的。

(3) 交通運輸污染源汽車(chē)、火車(chē)、輪船、飛機等交通工具排放的尾氣及行走二次揚塵都含有粉塵污染物。在交通運輸業(yè)十分發(fā)達的今天，尤其在城市，它已成為粉塵污染的重要來(lái)源之一。

2.粉塵的特點(diǎn)

在各種粉塵來(lái)源中工業(yè)粉塵有以下特點(diǎn)。

(1) 集中固定源工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)地點(diǎn)固定，生產(chǎn)過(guò)程集中，所排出的粉塵對于鄰近地區的大氣環(huán)境污染最嚴重，隨著(zhù)離廠(chǎng)區距離的逐漸加大，污染情況逐漸減弱。例如，鋼鐵企業(yè) 對大氣的污染其影響范圍基本為方圓10km。

(2) 煙塵排放量大火力發(fā)電、冶金、礦山、石油、化工及水泥等企業(yè)，生產(chǎn)規模大，煙塵排放量大。輕工業(yè)生產(chǎn)規模雖較小，但涉及眾多的行業(yè)，粉塵排放總量也不容忽視。

(3) 連續排放大多數企業(yè)生產(chǎn)不間斷，每天向大氣中連續排放粉塵。

大氣中粒度小于1/xm的顆粒是由于凝結作用而產(chǎn)生的，而較大的顆粒則來(lái)自粉碎過(guò)程或燃燒過(guò)程。粉碎干磨方法很少產(chǎn)生小于幾個(gè)微米的顆粒。燃燒過(guò)程會(huì )產(chǎn)生數種不同類(lèi)型的顆粒，它們是由以下途徑產(chǎn)生的：①加熱能使物質(zhì)蒸發(fā)，這些物質(zhì)隨后凝結為0. 1?l^m的顆粒；②燃燒過(guò)程的化學(xué)反應可能產(chǎn)生小于0. l^m、存在期短的不穩定的分子團顆粒；③ 機械加工過(guò)程會(huì )排放出l//m或較大的灰或燃料顆粒；④如使用液體燃料噴霧裝置，會(huì )有極細的灰直接逸出；⑤礦物燃料的不完全燃燒會(huì )產(chǎn)生煙炱。

以汽油為燃料的車(chē)輛排放的顆粒物中含有炭、金屬灰和烴類(lèi)的氣溶膠。金屬顆粒物來(lái)自含鉛抗爆劑的燃料燃燒。炭和未燃燒的烴類(lèi)來(lái)自不完全燃燒。由柴油發(fā)動(dòng)機排放的顆粒物主要含有炭和烴類(lèi)的氣溶膠，這是在發(fā)動(dòng)機超負荷的條件下，由不完全燃燒而產(chǎn)生的。

空氣污染物總量中約有10%?15%是以粉塵顆粒物形式存在的。在顆粒物總量中，來(lái) 自機動(dòng)車(chē)輛的占3%，來(lái)自工業(yè)方面的占53%，來(lái)自發(fā)電廠(chǎng)的占13%，來(lái)自工業(yè)鍋爐的占 20%,由垃圾處理造成的占9%。來(lái)自其他源的顆粒物有海洋鹽類(lèi)、火山灰、風(fēng)蝕的灰塵、道路塵土、森林火災的生成物以及植物花粉和種子。

一般來(lái)說(shuō)，氣載粉塵顆粒物的粒徑為0.001?50(^01，大部分粒徑為0. 1?10_Mm。粒徑小于0. l_Mm的塵粒其運動(dòng)類(lèi)似于分子，其特征是，由于與氣體分子相撞擊而產(chǎn)生很不規則的布朗運動(dòng)。粒徑大于1/xm,但小于20^111的塵粒隨運載它的氣體運動(dòng)，大于20)um的顆粒具有明顯的沉降速度，因此，在空中停留時(shí)間很短。密度為lg/cm³的塵粒的沉降速度大致如表1-2所示。

表1-2密度為lg/cm³的塵粒的沉降速度

塵粒直徑/mhi	0. 1	1	10	100
速度/(cm/s)	4X10^-5	4X10^-3	0. 3	50

這些數值說(shuō)明粉塵顆粒物在空氣中存在著(zhù)明顯的差別。圖1-1的中部顯示了不同物質(zhì)的顆粒大小的范圍。任何一種除塵設備，都不可能把這樣的粒徑分布的顆粒物除盡。圖1-1下端部分示出不同除塵設備適于捕集的顆粒物的粒徑范圍。雖然某種形式的除塵器能除去指定范圍內的顆粒，但在很多情況下，除塵效率是隨顆粒物的粒徑而變的。例如，一種除塵器對一定范圍內的大顆粒捕集效率髙達近于100%，但對于較小顆粒，除塵器的效率可能接近于零。本書(shū)后面要分章介紹各種除塵器的除塵效率。