第二章環(huán)境化學(xué)大氣

1、CompanyLOGO第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)Company Logo內(nèi)容概要內(nèi)容概要大氣組成及其主要污染物大氣組成及其主要污染物1大氣中污染物的遷移大氣中污染物的遷移2大氣中污染物的轉(zhuǎn)化大氣中污染物的轉(zhuǎn)化大氣顆粒物大氣顆粒物Company Logo大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)v大氣環(huán)境化學(xué)主要研究大氣環(huán)境中污染物質(zhì)大氣環(huán)境化學(xué)主要研究大氣環(huán)境中污染物質(zhì)的化學(xué)組成、性質(zhì)、存在狀態(tài)等物理化學(xué)特的化學(xué)組成、性質(zhì)、存在狀態(tài)等物理化學(xué)特性及其來(lái)源、分布、遷移、轉(zhuǎn)化、累積、消性及其來(lái)源、分布、遷移、轉(zhuǎn)化、累積、消除等過(guò)程中的化學(xué)行為、反應(yīng)機(jī)制和變化規(guī)除等過(guò)程中的化學(xué)行為、反應(yīng)機(jī)制和變化規(guī)律，探

2、討大氣污染對(duì)自然環(huán)境的影響等。律，探討大氣污染對(duì)自然環(huán)境的影響等。Company Logo第一節(jié) 大氣的組成及主要污染物大氣的組成大氣的組成2大氣層的結(jié)構(gòu)大氣層的結(jié)構(gòu)3大氣中主要的污染物大氣中主要的污染物Company Logo第一節(jié)第一節(jié) 大氣的組成和主要要污染大氣的組成和主要要污染物物基本要求：基本要求：v掌握天然大氣的組成，大氣主要層次的特點(diǎn)掌握天然大氣的組成，大氣主要層次的特點(diǎn).v掌握大氣中自由基的來(lái)源及相互作用機(jī)制掌握大氣中自由基的來(lái)源及相互作用機(jī)制.v了解大氣重要污染物的源了解大氣重要污染物的源.v了解溫室效應(yīng)了解溫室效應(yīng)、溫室氣體及其對(duì)大氣環(huán)境的溫室氣體及其對(duì)大氣環(huán)境的影響影響.

3、Company Logo2.1.1 2.1.1 大氣的組成和停留時(shí)間大氣的組成和停留時(shí)間一、大氣的組成一、大氣的組成 大氣主要組分是氮和氧，其次是氬和大氣主要組分是氮和氧，其次是氬和COCO2 2，此外還有一些稀有氣體和此外還有一些稀有氣體和CHCH4 4、SOSO2 2、NONO2 2、COCO、NHNH3 3和和O O3 3等，總和不超過(guò)等，總和不超過(guò)0.1%0.1%。大氣還含有大氣還含有0.10.1至至5%5%的水，正常范圍為的水，正常范圍為13%13%，大氣的總重量約為大氣的總重量約為55005500萬(wàn)億噸，為萬(wàn)億噸，為地球地球重量的百重量的百萬(wàn)分之一。萬(wàn)分之一。(r=6360km )

4、(r=6360km )粒徑大于粒徑大于l0l0 mm顆粒稱為降塵顆粒稱為降塵; ;粒徑小于粒徑小于l0l0 mm的顆粒，稱為飄塵。的顆粒，稱為飄塵。 Company Logo2.1.1 2.1.1 大氣的組成和停留時(shí)間大氣的組成和停留時(shí)間二、大氣組分的停留時(shí)間二、大氣組分的停留時(shí)間 各種化學(xué)反應(yīng)、生物活動(dòng)、放射性衰變及工各種化學(xué)反應(yīng)、生物活動(dòng)、放射性衰變及工業(yè)活動(dòng)等不斷產(chǎn)生氣體投放至大氣；又因化學(xué)反業(yè)活動(dòng)等不斷產(chǎn)生氣體投放至大氣；又因化學(xué)反應(yīng)、生物活動(dòng)、物理過(guò)程及海洋、陸地吸收而不應(yīng)、生物活動(dòng)、物理過(guò)程及海洋、陸地吸收而不斷遷出大氣。斷遷出大氣。 某組分在貯庫(kù)中的總輸入速度某組分在貯庫(kù)中的總輸

5、入速度( (F FX X) )和總輸出和總輸出速度速度( (R Rx)x)是相等的，若假設(shè)是相等的，若假設(shè)x x組分的貯量為組分的貯量為MMx x，則可由下式確定組分則可由下式確定組分x x在大氣中的停留時(shí)間在大氣中的停留時(shí)間t tX X： t tX X = = MMx x/ /R Rx = x = MMx x/ / F FX X Company Logo2.1.1 2.1.1 大氣的組成和停留時(shí)間大氣的組成和停留時(shí)間惰性氣體惰性氣體ArAr、NeNe、HeHe、KrKr和和XeXe停留時(shí)間都在停留時(shí)間都在10107 7年年以上，屬于外循環(huán)氣體。以上，屬于外循環(huán)氣體。 其次是參與生物、水、巖石

6、等循環(huán)的生物循其次是參與生物、水、巖石等循環(huán)的生物循環(huán)氣體環(huán)氣體NN2 2(100(100萬(wàn)年萬(wàn)年) )、O O2 2(6000(6000年年) )、HH2 2(5(5年年) )、COCO2 2(10(10年年) )、CHCH4 4(25(25年年) )、NN2 2O(815O(815年年) )、CO(1CO(1年年) )。 大 氣 中 停 留 時(shí) 間 小 于大 氣 中 停 留 時(shí) 間 小 于 1 1 年 的 氣 體 ， 如年 的 氣 體 ， 如HH2 2O(10.1O(10.1天天) )、O O3 3( (小于小于1 1天天) )、SOSO2 2( (小于小于0.010.01年年) )、NH

7、NH3 3(1(1天天) )、NONO和和NONO2 2( (小于小于1 1月月) )等，它們?cè)诖髿獾?，它們?cè)诖髿庵械臐舛茸兓容^明顯。中的濃度變化比較明顯。Company Logo2.1.2 2.1.2 大氣的主要層次大氣的主要層次大氣劃分為大氣劃分為對(duì)流層、平流層、中（間）層和熱層對(duì)流層、平流層、中（間）層和熱層等等若干層。此外，還有所謂散逸層，有時(shí)也劃作一若干層。此外，還有所謂散逸層，有時(shí)也劃作一個(gè)層區(qū)。個(gè)層區(qū)。一、對(duì)流層一、對(duì)流層 18km18km 特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1)(1)氣溫隨高度增加而降低。氣溫隨高度增加而降低。 在不同地區(qū)、不同季節(jié)和不同高度，降低的數(shù)值并在不同地區(qū)、不同季節(jié)和不

8、同高度，降低的數(shù)值并不相同。不相同。 (2) (2)空氣具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。空氣具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。 (3) (3)氣體密度大。氣體密度大。Company Logo2.1.2 2.1.2 大氣的主要層次大氣的主要層次二、平流層二、平流層 平流層內(nèi)，隨著高度的增高，氣溫保持不變平流層內(nèi)，隨著高度的增高，氣溫保持不變或稍有上升，故又稱同溫層?；蛏杂猩仙视址Q同溫層。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1) (1)大氣穩(wěn)定。大氣穩(wěn)定。 (2) (2)平流層內(nèi)垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)很小。平流層內(nèi)垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)很小。 (3) (3)大氣透明度高。大氣透明度高。三、中間層三、中間層 從平流層頂?shù)郊s從平流層頂?shù)郊s808085km85k

9、m間的一層稱為中間的一層稱為中層。層。Company Logo2.1.2 2.1.2 大氣的主要層次大氣的主要層次四、熱層四、熱層 從從8080kmkm到約到約500500kmkm稱為熱層。稱為熱層。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1) (1)氣溫隨高度增高而普遍上升，溫度最高氣溫隨高度增高而普遍上升，溫度最高可升至可升至12001200。 (2) (2)空氣處于高度電離狀態(tài)?？諝馓幱诟叨入婋x狀態(tài)。Company LogoCompany Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物v物理狀態(tài)：氣態(tài)污染物，顆粒污染物物理狀態(tài)：氣態(tài)污染物，顆粒污染物v形成過(guò)程：一次污染物，二次污染物形成過(guò)程：一次污染物，二次污染物

10、v一次污染物：直接從污染源排放的污染物：一次污染物：直接從污染源排放的污染物：，二次污染物：由一次污染物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的污染二次污染物：由一次污染物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的污染物質(zhì)，如臭氧，硫酸鹽顆粒物質(zhì)，如臭氧，硫酸鹽顆粒還可按照化學(xué)組成分類：含硫污染物，含氮污染物，還可按照化學(xué)組成分類：含硫污染物，含氮污染物，含碳污染物，含鹵素污染物含碳污染物，含鹵素污染物Company Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物一、含硫化合物 硫化合物主要包括硫化氫、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽、硫酸鹽和有機(jī)硫化合物等。其中最主要的是硫化氫、二氧化硫和硫酸鹽。 人類的活動(dòng)，使大量硫化合物進(jìn)入大氣。Compa

11、ny Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物二、含氮化合物二、含氮化合物 主要含氮化合物為主要含氮化合物為NN2 2O O、NONO、NONO2 2、NN2 2O O5 5、NHNH3 3、硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽等。硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽等。 1. N 1. N2 2O O N N2 2O O是無(wú)色氣體，稱為是無(wú)色氣體，稱為“笑氣笑氣”的麻醉劑可通過(guò)微生的麻醉劑可通過(guò)微生物的作用產(chǎn)生，是目前已知的溫室氣體之一，含量約為物的作用產(chǎn)生，是目前已知的溫室氣體之一，含量約為0.30.3ppmppm。 N N2 2O O的催化循環(huán)反應(yīng)，導(dǎo)致了臭氧的不斷損耗。的催化循環(huán)反應(yīng)，導(dǎo)致了臭氧的不斷損耗。 N

12、N2 2O O天然源主要有海洋、土壤、淡水和雷電。人為源天然源主要有海洋、土壤、淡水和雷電。人為源主要有氮肥、化石燃料燃燒及工業(yè)排放等。主要有氮肥、化石燃料燃燒及工業(yè)排放等。Company Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物2. 2. NONOx x 無(wú)色無(wú)味的無(wú)色無(wú)味的NONO和刺激性的紅棕色和刺激性的紅棕色NONO2 2均是大氣中的均是大氣中的重要污染物，通常用重要污染物，通常用NONOx x表示。表示。 通過(guò)閃電、微生物固定及通過(guò)閃電、微生物固定及NHNH3 3的氧化等各種天然源和的氧化等各種天然源和污染源進(jìn)入大氣。大氣中的氮在高溫下能氧化成一氧化氮，污染源進(jìn)入大氣。大氣中的氮在高

13、溫下能氧化成一氧化氮，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為二氧化氮。進(jìn)而轉(zhuǎn)化為二氧化氮。 火山爆發(fā)和森林大火等都會(huì)產(chǎn)生氮氧化物。火山爆發(fā)和森林大火等都會(huì)產(chǎn)生氮氧化物。 人為污染源是各種燃料在高溫下的燃燒以及硝酸、氮人為污染源是各種燃料在高溫下的燃燒以及硝酸、氮肥、炸藥和染料等生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的含氮氧化物廢氣造肥、炸藥和染料等生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的含氮氧化物廢氣造成的，其中以燃料燃燒排出的廢氣造成的污染最為嚴(yán)重。成的，其中以燃料燃燒排出的廢氣造成的污染最為嚴(yán)重。 Company Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物三、含碳化合物三、含碳化合物 COCO COCO是由含碳燃料的不完全燃燒而產(chǎn)生，或者是由含碳燃料的不完全燃燒

14、而產(chǎn)生，或者是在內(nèi)燃機(jī)的高溫、高壓的燃燒條件下產(chǎn)生是在內(nèi)燃機(jī)的高溫、高壓的燃燒條件下產(chǎn)生. . CO CO的天然源主要來(lái)自海洋中生物的作用、的天然源主要來(lái)自海洋中生物的作用、植物葉綠素的分解、森林中放出萜的氧化、森林植物葉綠素的分解、森林中放出萜的氧化、森林大火以及大氣中大火以及大氣中CHCH4 4的光化學(xué)氧化和的光化學(xué)氧化和COCO2 2的光解的光解等。等。 放電作用引起云層中有機(jī)物的光氧化作用，放電作用引起云層中有機(jī)物的光氧化作用，二氧化碳的輕微解離作用，種子發(fā)芽、籽苗生長(zhǎng)二氧化碳的輕微解離作用，種子發(fā)芽、籽苗生長(zhǎng)及人和動(dòng)物新陳代謝過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生及人和動(dòng)物新陳代謝過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生COCO 。

15、 Company Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物COCO2 2 二氧化碳是一種無(wú)毒的溫室氣體，由于二氧化碳是一種無(wú)毒的溫室氣體，由于COCO2 2的增加將引起溫室效應(yīng)的加劇，而導(dǎo)致全球氣候的增加將引起溫室效應(yīng)的加劇，而導(dǎo)致全球氣候變暖的重大影響。變暖的重大影響。 大氣中大氣中COCO2 2是自然存在的，可通過(guò)動(dòng)物的呼是自然存在的，可通過(guò)動(dòng)物的呼吸排出吸排出COCO2 2，植物體廢棄物作為燃料燃燒或腐敗植物體廢棄物作為燃料燃燒或腐敗而自然氧化時(shí)，均將產(chǎn)生而自然氧化時(shí)，均將產(chǎn)生COCO2 2排入大氣。甲烷在排入大氣。甲烷在平流層中與平流層中與OHOH自由基反應(yīng)的最終產(chǎn)物為自由基反應(yīng)的最終

16、產(chǎn)物為COCO2 2。此此外，海水中外，海水中COCO2 2比大氣高比大氣高6060余倍，因此可以進(jìn)行余倍，因此可以進(jìn)行交換作用而排出交換作用而排出COCO2 2。Company Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物3 3、碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔?碳?xì)浠衔锿ǔＶ柑細(xì)浠衔锿ǔＶ窩 C1 1CC8 8的可揮發(fā)的碳?xì)浠衔?，包的可揮發(fā)的碳?xì)浠衔?，包含烷烴、烯烴、炔烴、脂肪烴和芳香烴等，其中含烷烴、烯烴、炔烴、脂肪烴和芳香烴等，其中CHCH4 4是主是主要的碳?xì)浠衔铩Ｒ奶細(xì)浠衔铩?碳?xì)浠衔镏饕獊?lái)自天然源，其次是植物排出的萜烯碳?xì)浠衔镏饕獊?lái)自天然源，其次是植物排出的萜烯化合物?；衔?/p>

17、。 CH CH4 4主要是由厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程如沼澤、泥塘、濕主要是由厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程如沼澤、泥塘、濕凍土帶、水稻田底部、牲畜反芻和白蟻的墓穴等產(chǎn)生。凍土帶、水稻田底部、牲畜反芻和白蟻的墓穴等產(chǎn)生。 Company Logo2.大氣主要污染物大氣主要污染物汽車廢氣排出的碳?xì)浠衔镏饕煞譃槠噺U氣排出的碳?xì)浠衔镏饕煞譃閮深悆深? : 烴類烴類-甲烷、乙烯、乙炔、丙烯和甲烷、乙烯、乙炔、丙烯和丁烷等；丁烷等； 醛類醛類-甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等，和苯甲醛等， 此外還有少量多環(huán)芳烴和芳烴。此外還有少量多環(huán)芳烴和芳烴。Company Logo2.大氣主要污染物

18、大氣主要污染物四、含鹵素化合物四、含鹵素化合物 CH CH3 3ClCl、CHCH3 3BrBr、CHCH3 3I I來(lái)自天然源，主要是來(lái)自天然源，主要是來(lái)自海洋，其余含鹵素化合物都是由于人類活動(dòng)來(lái)自海洋，其余含鹵素化合物都是由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。 氟氯烴類氟氯烴類( (CFCs)CFCs)化合物可用作冰箱制冷劑、化合物可用作冰箱制冷劑、噴霧器中的推進(jìn)劑、溶劑和塑料起泡劑等。噴霧器中的推進(jìn)劑、溶劑和塑料起泡劑等。CFCsCFCs在大氣層中不是自然存在的，而完全是由人為產(chǎn)在大氣層中不是自然存在的，而完全是由人為產(chǎn)生的。生的。Company Logo氟里昂freonv幾種氟氯代甲烷和氟氯代乙

19、烷的總稱幾種氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的總稱 。包括。包括 CCl3F（F-11）、）、CCl2F2（F-12）、）、 CClF3（F-13）、）、 CHCl2F （F-21）、）、CHClF2（F-22）、）、FCl2CCClF2（F-113）、）、F2ClCCClF2(F-114) 、C2H4F2(F-152)、C2ClF5(F-115)、C2H3F3(F143)等等。以上等等。以上氟里昂在常溫下都是無(wú)色氣體或易揮發(fā)液體，略氟里昂在常溫下都是無(wú)色氣體或易揮發(fā)液體，略有香味，低毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。其中最重要的是有香味，低毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。其中最重要的是二氯二氟甲烷二氯二氟甲烷CCl2F2（F-12

20、）。）。 Company Logo氟里昂freonv氟里昂主要用作制冷劑。它們的商業(yè)代號(hào)氟里昂主要用作制冷劑。它們的商業(yè)代號(hào)F表示氟表示氟代烴，第一個(gè)數(shù)字等于碳原子數(shù)減代烴，第一個(gè)數(shù)字等于碳原子數(shù)減1（如果是零就（如果是零就省略），第二個(gè)數(shù)字等于氫原子數(shù)加省略），第二個(gè)數(shù)字等于氫原子數(shù)加1，第三個(gè)數(shù)，第三個(gè)數(shù)字等于氟原子數(shù)目，氯原子數(shù)目不列。字等于氟原子數(shù)目，氯原子數(shù)目不列。v由于氟利昂可能破壞大氣臭氧層，已限制使用。由于氟利昂可能破壞大氣臭氧層，已限制使用。目前地球上已出現(xiàn)很多臭氧層漏洞，有些漏洞以目前地球上已出現(xiàn)很多臭氧層漏洞，有些漏洞以超過(guò)非洲面積，其中很大的原因是因?yàn)榉旱某^(guò)非洲面

21、積，其中很大的原因是因?yàn)榉旱幕瘜W(xué)物質(zhì)?；瘜W(xué)物質(zhì)。 Company Logo溫室氣體和溫室效應(yīng)溫室氣體和溫室效應(yīng)一、地球的熱平衡 進(jìn)入大氣的太陽(yáng)輻射約50%以直接方式或被云、顆粒物和氣體散射的方式到達(dá)地球表面；另外的50%被直接反射回去或被大氣吸收。 地球表面能量返回大氣由傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種能量傳輸機(jī)制來(lái)完成。Company Logo溫室氣體和溫室效應(yīng)溫室氣體和溫室效應(yīng)二、溫室氣體和溫室效應(yīng)二、溫室氣體和溫室效應(yīng) 1. 1.大氣中發(fā)生的溫室效應(yīng)大氣中發(fā)生的溫室效應(yīng) 2.人為的溫室效應(yīng)人為的溫室效應(yīng) 增加大氣中增加大氣中COCO2 2等溫室氣體濃度，阻止地球等溫室氣體濃度，阻止地球熱量的散失

22、，使地球發(fā)生可感覺(jué)到的氣溫升高，熱量的散失，使地球發(fā)生可感覺(jué)到的氣溫升高，這就是有名的這就是有名的“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)”。溫室氣體包括兩類：一類在對(duì)流層混合均勻，溫室氣體包括兩類：一類在對(duì)流層混合均勻，如如CO2、CH4、N2O和和CFCs。另一類在對(duì)流層。另一類在對(duì)流層混合不均勻，如混合不均勻，如O3。Company Logo第二節(jié)第二節(jié) 大氣中污染物的遷移大氣中污染物的遷移輻射逆溫層輻射逆溫層影響大氣污染物遷移的因素影響大氣污染物遷移的因素Company Logo、輻射逆溫層、輻射逆溫層(Radiation Inversion Layer) 0時(shí)時(shí),對(duì)流層中的正常現(xiàn)象對(duì)流層中的正?，F(xiàn)象. =

23、0時(shí)時(shí),叫做等溫層叫做等溫層當(dāng)當(dāng) 0時(shí)，稱為逆溫氣層。時(shí)，稱為逆溫氣層。逆溫多發(fā)生在低層大氣中逆溫多發(fā)生在低層大氣中,大多數(shù)屬于近地面層的輻大多數(shù)屬于近地面層的輻射逆溫。射逆溫。輻射逆溫是地面因強(qiáng)烈輻射而冷卻降溫所形成。輻射逆溫是地面因強(qiáng)烈輻射而冷卻降溫所形成。有利于輻射逆溫發(fā)生的條件：無(wú)風(fēng)，少云，夜晚有利于輻射逆溫發(fā)生的條件：無(wú)風(fēng)，少云，夜晚Company Logo、影響大氣污染物遷移的因素、影響大氣污染物遷移的因素污染源本身的特性污染源本身的特性空氣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，空氣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 如如風(fēng)和湍流風(fēng)和湍流逆溫現(xiàn)象逆溫現(xiàn)象Company Logo天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響v晴

24、朗的白天，常有風(fēng)從海上吹來(lái)；而到了夜晚，晴朗的白天，常有風(fēng)從海上吹來(lái)；而到了夜晚，風(fēng)又從陸地吹向海洋。這種有規(guī)律循環(huán)出現(xiàn)的風(fēng)風(fēng)又從陸地吹向海洋。這種有規(guī)律循環(huán)出現(xiàn)的風(fēng)就是氣象上所說(shuō)的海陸風(fēng)。日間陸地受太陽(yáng)輻射就是氣象上所說(shuō)的海陸風(fēng)。日間陸地受太陽(yáng)輻射增溫，陸面上空空氣迅速增溫而向上抬升，海面增溫，陸面上空空氣迅速增溫而向上抬升，海面上由于其熱力特性受熱慢，上空的氣溫相對(duì)較冷，上由于其熱力特性受熱慢，上空的氣溫相對(duì)較冷，冷空氣下沉并在近地面流向附近較熱的陸面，補(bǔ)冷空氣下沉并在近地面流向附近較熱的陸面，補(bǔ)充那兒因熱空氣上升而造成的空缺，形成海風(fēng)；充那兒因熱空氣上升而造成的空缺，形成海風(fēng)；夜間陸地冷

25、卻快，海上較為溫暖，近地面氣流從夜間陸地冷卻快，海上較為溫暖，近地面氣流從陸地吹向海面，稱為陸風(fēng)，這就是陸地吹向海面，稱為陸風(fēng)，這就是海陸風(fēng)海陸風(fēng)。Company Logo天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響v在大范圍環(huán)流微弱時(shí)，由于城市熱島而引起的城在大范圍環(huán)流微弱時(shí)，由于城市熱島而引起的城市與郊區(qū)之間的大氣環(huán)流：空氣在城區(qū)上升，在市與郊區(qū)之間的大氣環(huán)流：空氣在城區(qū)上升，在郊區(qū)下沉，而四周較冷的空氣又流向市區(qū)，在城郊區(qū)下沉，而四周較冷的空氣又流向市區(qū)，在城市和郊區(qū)之間形成一個(gè)小型的局地環(huán)流，稱為城市和郊區(qū)之間形成一個(gè)小型的局地環(huán)流，稱為城市風(fēng)。由于城市風(fēng)的存在，城區(qū)的污染物隨熱空

26、市風(fēng)。由于城市風(fēng)的存在，城區(qū)的污染物隨熱空氣上升，往往在城市上空籠罩著一層煙塵等形成氣上升，往往在城市上空籠罩著一層煙塵等形成的穹形塵蓋，使上升的氣流受阻，污染物不易擴(kuò)的穹形塵蓋，使上升的氣流受阻，污染物不易擴(kuò)散，所以上升的氣流轉(zhuǎn)向水平運(yùn)動(dòng)，到了郊區(qū)下散，所以上升的氣流轉(zhuǎn)向水平運(yùn)動(dòng)，到了郊區(qū)下沉，下沉氣流又流向城市的中心。沉，下沉氣流又流向城市的中心。城郊風(fēng)城郊風(fēng) Company Logo天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響v白天，山坡接受太陽(yáng)光熱較多，成為一只小小的白天，山坡接受太陽(yáng)光熱較多，成為一只小小的“加熱爐加熱爐”；而山谷上空，同高度上的空氣因離；而山谷上空，同高度上的空

27、氣因離地較遠(yuǎn)，增溫較少。于是山坡上的暖空氣不斷上地較遠(yuǎn)，增溫較少。于是山坡上的暖空氣不斷上升，谷底的空氣則沿山坡向山頂補(bǔ)充，稱為谷風(fēng)。升，谷底的空氣則沿山坡向山頂補(bǔ)充，稱為谷風(fēng)。這樣便在山坡與山谷之間形成一個(gè)熱力環(huán)流。到這樣便在山坡與山谷之間形成一個(gè)熱力環(huán)流。到了夜間，山坡上的空氣受山坡輻射冷卻影響，了夜間，山坡上的空氣受山坡輻射冷卻影響，“加熱爐加熱爐”變成了變成了“冷卻器冷卻器”；而谷地上空，同；而谷地上空，同高度的空氣因離地面較遠(yuǎn)，降溫較少。于是山坡高度的空氣因離地面較遠(yuǎn)，降溫較少。于是山坡上的冷空氣因密度大，順山坡流入谷地，稱為山上的冷空氣因密度大，順山坡流入谷地，稱為山風(fēng)。谷底的空氣

28、因匯合而上升，形成與白天相反風(fēng)。谷底的空氣因匯合而上升，形成與白天相反的熱力環(huán)流的熱力環(huán)流山谷風(fēng)山谷風(fēng)Company Logo第三節(jié)大氣中污染物的轉(zhuǎn)化第三節(jié)大氣中污染物的轉(zhuǎn)化v、大氣中重要的自由基來(lái)源、大氣中重要的自由基來(lái)源v、氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化、氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化v、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化v、光化學(xué)煙霧、光化學(xué)煙霧v、硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染、硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染v、酸性降水、酸性降水v、溫室效應(yīng)、溫室效應(yīng)v、臭氧層的形成及損耗、臭氧層的形成及損耗Company Logo.大氣中重要的自由基來(lái)源大氣中重要的自由基來(lái)源v一、大氣中一、大氣中HO， HO自由基的濃度自

29、由基的濃度與日光照射有關(guān)，白天高于夜晚，夏天高于冬季與日光照射有關(guān)，白天高于夜晚，夏天高于冬季v二、大氣中二、大氣中HO， HO自由基的來(lái)源自由基的來(lái)源的光解是大氣中的光解是大氣中HO的重要來(lái)源（清潔大氣）的重要來(lái)源（清潔大氣）和和的存在光解也是來(lái)源之一（污染的存在光解也是來(lái)源之一（污染大氣）大氣）v醛的光解特別是甲醛的光解是大氣中醛的光解特別是甲醛的光解是大氣中HO自由基自由基的來(lái)源的來(lái)源Company Logo.大氣中重要的自由基來(lái)源大氣中重要的自由基來(lái)源v清潔大氣中清潔大氣中HO 光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)O + hv O +OO H O 2HO v污染大氣中污染大氣中HO 光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反

30、應(yīng)HNO + hv HO + NOH O hv 2HO vHO2 的來(lái)源的來(lái)源H CO + hv H + HCO H +O +M HO +MHCO +O HO +COCompany Logo三、三、 ，和和的來(lái)源及光化反應(yīng)的來(lái)源及光化反應(yīng)v大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來(lái)源大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來(lái)源是乙醛和丙酮的光解：是乙醛和丙酮的光解：CH CHO + hv CH +HCO CH COCH hv CH CH CO v大氣中甲氧基主要來(lái)源于甲基亞硝酸酯和甲基硝大氣中甲氧基主要來(lái)源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解酸酯的光解：CH ONO + hv CH O + NOCH

31、ONO + hv CH O + NOv大氣中的過(guò)氧烷基都是由烷基與空氣中的大氣中的過(guò)氧烷基都是由烷基與空氣中的O2 結(jié)合結(jié)合而形成的而形成的：R +O RO Company Logo.氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化1 1、氮氧化物的基本反應(yīng)、氮氧化物的基本反應(yīng) NO NO2 2可以與可以與O O或或O O3 3反應(yīng)生成反應(yīng)生成NONO3 3。NONO3 3可以和可以和NONO反反應(yīng)或光解作用再生成應(yīng)或光解作用再生成NONO2 2或者再與或者再與NONO2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成NN2 2O O5 5。NN2 2O O5 5與與HH2 2O O作用形成作用形成HNOHNO3 3。 NO NO氧

32、化為氧化為NONO2 2可按下式進(jìn)行：可按下式進(jìn)行： NO + ONO + O3 3 NO NO2 2 + O+ O2 2 在日光照耀下，在日光照耀下，NONO也可被自由基也可被自由基OH OH 、CHCH3 3O O 、CHCH3 3O O2 2 （過(guò)氧烷基自由基（過(guò)氧烷基自由基）和和CHCH3 3COOCOO2 2 ( (過(guò)氧乙酰基過(guò)氧乙?；? )等氧化，其反應(yīng)式：等氧化，其反應(yīng)式： OH OH + NO + NO HONO HONO CH CH3 3O O + NO + NO CH CH3 3ONOONO Company Logo.氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化CHCH3 3O O

33、2 2 + NO + NO CH CH3 3O O + NO + NO2 2 CH CH3 3COOCOO2 2 + NO + NO CH CH3 3O O + CO + NO + CO + NO2 2 RO RO2 2 + NO + NO RO RO + NO + NO2 2 NO NO2 2在日光照耀下可與在日光照耀下可與OH OH 和和O O3 3等反應(yīng)，其反等反應(yīng)，其反應(yīng)式：應(yīng)式： OH OH + NO + NO2 2 HNO HNO3 3( (該反應(yīng)是大氣中該反應(yīng)是大氣中HNOHNO3 3的重要來(lái)源，是酸霧酸雨形成的關(guān)鍵）的重要來(lái)源，是酸霧酸雨形成的關(guān)鍵） O O3 3 + NO +

34、 NO2 2 NO NO3 3 + O+ O2 2 Company Logo.氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化2 2、NONO、NONO2 2和和O O3 3的基本光化學(xué)循環(huán)的基本光化學(xué)循環(huán) NO NO、NONO2 2和和O O3 3的基本光化學(xué)循環(huán)是大氣光的基本光化學(xué)循環(huán)是大氣光化學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)，當(dāng)大氣中化學(xué)過(guò)程的基礎(chǔ)，當(dāng)大氣中NONO與與NONO2 2和陽(yáng)光同時(shí)和陽(yáng)光同時(shí)存在時(shí)，存在時(shí)，O O3 3就作為就作為NONO2 2光分解的產(chǎn)物而生成。光分解的產(chǎn)物而生成。 NO NO2 2 + + h h NO NO + O + O O O + O + O2 2 + M + M O O3 3 +

35、 M + M M M為空氣中的為空氣中的NN2 2、O O2 2或其它第三者分子或其它第三者分子（包括粉塵（包括粉塵粒子）。粒子）。 O O3 3 + NO + NO NO NO2 2 + O + O2 2Company Logo.碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化1、碳?xì)浠衔锏囊恍┲匾磻?yīng) 如甲烷的氧化作用如甲烷的氧化作用: : CHCH4 4 + O + O H H3 3C C +HO +HO H H3 3C C +O +O2 2 +M +M H H3 3COO COO + M + M CH CH4 4 + HO + HO H H3 3C C +H +H2 2O O Company Log

36、o.碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化還可產(chǎn)生一些附加反應(yīng)如下：還可產(chǎn)生一些附加反應(yīng)如下： H H3 3COO COO + NO + NO H H3 3CO CO + NO + NO2 2 H H3 3CO CO + O + O3 3 多種產(chǎn)物多種產(chǎn)物 H H3 3CO CO + O + O2 2 CH CH2 2O + HOO O + HOO H H3 3COOCOO +NO +NO2 2 +M +M H H3 3COO NOCOO NO2 2（硝酸酯） +M+M Company Logo.碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化v烯烴的反應(yīng)烯烴的反應(yīng)v極易與極易與OH等自由基反應(yīng)，如：等自由基反應(yīng)，

37、如： CH2=CH2 + HO CH2CH2OH +O2 CH2(O2)CH2OH NO+ CH2(O2)CH2OHCH2(O)CH2OH+NO2 H2CO+CH2OH HCOCH2OH+HO2 Company Logo.碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化v與與O3反應(yīng)反應(yīng)，如：，如： CH2=CH2 + O3 H2CO+ H2COO CO,CO2,HCOOH,HO2v與與NO3反應(yīng)反應(yīng)，如：，如： ONO2 CH3CH=CHCH3 + NO3 CH3CH-CHCH3 CH3CH-CHCH3 ONO2 ONO2Company Logo.碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化v 環(huán)烴、芳烴和多環(huán)芳烴的反

38、應(yīng)環(huán)烴、芳烴和多環(huán)芳烴的反應(yīng) 在大氣中主要與在大氣中主要與OH基反應(yīng)基反應(yīng)v 醚、醇、酮和醛的反應(yīng)醚、醇、酮和醛的反應(yīng) CH3OCH3+ HO CH3OCH2 + H2O O2 CH3OCH2OO H2CO+HO HCO +H2O HCO+O2 CO+HO2 H2CO+HO2 HOH2COO NO HOH2CO+NO2Company Logo2.3.4 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧汽車、工廠等污染源排入大氣的碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在陽(yáng)光(紫外線)作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染，參與光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體污染物，也有氣溶膠)所形成的煙霧污

39、染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。 光化學(xué)煙霧的表觀特征是煙霧彌漫，大氣能見(jiàn)度降低。 光化學(xué)煙霧一般發(fā)生在大氣相對(duì)濕度較低，氣溫為2432的夏季晴天。 Company Logo2.3.4 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧汽車尾氣以及石油和煤燃燒廢氣是形成光化學(xué)煙霧的主要污染源。 空氣中氧化劑特別是O3也包括PAN（過(guò)氧乙酰硝酸酯）及其他化合物是煙霧形成的指標(biāo)。 發(fā)生光化學(xué)煙霧還必須有烴類參加，烯烴特別能使煙霧形成，也必須有NOx參加，NOx是建立導(dǎo)致煙霧形成的起始光化學(xué)過(guò)程。 光化學(xué)煙霧形成條件必須如下：光化學(xué)煙霧形成條件必須如下：（1 1）有引起光化學(xué)反應(yīng)的紫外線。）有引起光化學(xué)反應(yīng)的紫外線。（2 2）有烴類特別

40、是烯烴的存在能引起光化學(xué)煙霧。）有烴類特別是烯烴的存在能引起光化學(xué)煙霧。（3 3）有）有NONOx x參加，導(dǎo)致形成煙霧起始的光化學(xué)反應(yīng)。參加，導(dǎo)致形成煙霧起始的光化學(xué)反應(yīng)。Company Logo2.3.4 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理 碳?xì)浠衔锖偷趸锏南嗷プ饔眠^(guò)程。碳?xì)浠衔锖偷趸锏南嗷プ饔眠^(guò)程。1 1、污染空氣中污染空氣中NONO2 2的光解是光化學(xué)煙霧形成的起始的光解是光化學(xué)煙霧形成的起始反應(yīng)。反應(yīng)。2 2、碳?xì)浠衔铮?、碳?xì)浠衔铮琌HOH、O O等自由基和等自由基和O O3 3氧化，導(dǎo)致氧化，導(dǎo)致醛、酮、醇、醛、酮、醇、 酸等產(chǎn)物以及重要的

41、中間產(chǎn)物酸等產(chǎn)物以及重要的中間產(chǎn)物RORO2 2 、HOHO2 2 、RCORCO 等自由基的生成。等自由基的生成。3 3、過(guò)氧自由基引起、過(guò)氧自由基引起NONO向向NONO2 2轉(zhuǎn)化，并導(dǎo)致轉(zhuǎn)化，并導(dǎo)致O O3 3和和PANPAN（過(guò)氧乙酰硝酸酯過(guò)氧乙酰硝酸酯 ）等生成。）等生成。 Company Logo2.3.5硫酸煙霧（倫敦?zé)熿F）硫酸煙霧（倫敦?zé)熿F）v主要由燃煤排放出來(lái)的主要由燃煤排放出來(lái)的SO2，顆粒物，硫酸鹽顆，顆粒物，硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染，多發(fā)生在冬季，氣溫低，粒物所造成的大氣污染，多發(fā)生在冬季，氣溫低，濕度大，日光較弱的氣象條件下的黃色煙霧，屬濕度大，日光較弱的氣象條件

42、下的黃色煙霧，屬于還原性煙霧。于還原性煙霧。v光化學(xué)煙霧（洛杉磯煙霧）屬于氧化性煙霧，由光化學(xué)煙霧（洛杉磯煙霧）屬于氧化性煙霧，由于汽車尾氣排放，多發(fā)生在夏季，高溫，日光強(qiáng)于汽車尾氣排放，多發(fā)生在夏季，高溫，日光強(qiáng)的氣象條件下的氣象條件下2.3.4 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧Company Logo2.3.6 酸雨酸雨1、酸雨的研究概況 pH值小于5.6的雨雪或其它形式的大氣降水的雨雪或其它形式的大氣降水稱為酸雨。最早引起注意的是酸性降雨，所以習(xí)稱為酸雨。最早引起注意的是酸性降雨，所以習(xí)慣上統(tǒng)稱為酸雨。慣上統(tǒng)稱為酸雨。 本世紀(jì)以來(lái)，全世界酸雨污染范圍日益擴(kuò)大，本世紀(jì)以來(lái)，全世界酸雨污染范圍日益擴(kuò)大，

43、由北歐擴(kuò)展到中歐，又由中歐擴(kuò)展到東歐，幾乎由北歐擴(kuò)展到中歐，又由中歐擴(kuò)展到東歐，幾乎整個(gè)歐洲地區(qū)都在降酸雨。整個(gè)歐洲地區(qū)都在降酸雨。Company Logo2.3.6 酸雨酸雨19721972年發(fā)表了第一篇有關(guān)北美酸雨的論文，年發(fā)表了第一篇有關(guān)北美酸雨的論文，19721972年年6 6月在月在UNUN第一次人類環(huán)境會(huì)議上第一次人類環(huán)境會(huì)議上 ( (斯德哥爾摩斯德哥爾摩) )瑞典政府提交了瑞典政府提交了穿越國(guó)界的大氣污染：大氣和降水中的硫?qū)Νh(huán)境的影響穿越國(guó)界的大氣污染：大氣和降水中的硫?qū)Νh(huán)境的影響報(bào)告。報(bào)告。 1982 1982年年6 6月在瑞典斯德哥爾摩召開了月在瑞典斯德哥爾摩召開了“國(guó)際環(huán)境

44、酸化國(guó)際環(huán)境酸化會(huì)議會(huì)議”，這標(biāo)志著酸雨污染已成為當(dāng)今世界重要的環(huán)境問(wèn)，這標(biāo)志著酸雨污染已成為當(dāng)今世界重要的環(huán)境問(wèn)題之一。題之一。 20 20世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來(lái)，除北美、歐洲以外，東北亞主年代以來(lái)，除北美、歐洲以外，東北亞主要是日本、韓國(guó)和中國(guó)的酸雨區(qū)迅速擴(kuò)展成為世界第三大要是日本、韓國(guó)和中國(guó)的酸雨區(qū)迅速擴(kuò)展成為世界第三大酸雨區(qū)。酸雨區(qū)。Company Logo2.3.6 酸雨酸雨中國(guó)中國(guó)2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代酸雨主要發(fā)生在西南地區(qū)年代酸雨主要發(fā)生在西南地區(qū)( (重慶、貴陽(yáng)等重慶、貴陽(yáng)等地地) )，到，到9090年代中期，酸雨已經(jīng)發(fā)展到長(zhǎng)江以南、青藏高年代中期，酸雨已經(jīng)發(fā)展到長(zhǎng)江以

45、南、青藏高原以及四川盆地等廣大地區(qū)，年均降水原以及四川盆地等廣大地區(qū)，年均降水pH56pH56的區(qū)域占的區(qū)域占全國(guó)面積的全國(guó)面積的40%40%左右。左右。 降水年平均降水年平均pHpH小于小于5.65.6的地區(qū)主要分在秦嶺淮河以南，的地區(qū)主要分在秦嶺淮河以南，在此以北僅有個(gè)別地區(qū)。降水年平均在此以北僅有個(gè)別地區(qū)。降水年平均pHpH小于小于5.05.0的地區(qū)主的地區(qū)主要在西南、華東及東南沿海一帶。要在西南、華東及東南沿海一帶。 中國(guó)酸雨的主要致酸物質(zhì)是硫酸鹽，降水中中國(guó)酸雨的主要致酸物質(zhì)是硫酸鹽，降水中SOSO4 422的的含量普遍都很高。含量普遍都很高。Company Logo2.3.6 酸雨

46、酸雨2、酸雨的形成 “清潔清潔”地區(qū)或正常雨水的地區(qū)或正常雨水的pHpH值為值為5.05.65.05.6。所謂所謂“酸雨酸雨”就是指酸性強(qiáng)于就是指酸性強(qiáng)于“正常正?！庇晁慕涤晁慕邓?。水。 酸雨的形成涉及一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)酸雨的形成涉及一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程，包括污染物的遠(yuǎn)程輸送過(guò)程、成云成雨過(guò)程程，包括污染物的遠(yuǎn)程輸送過(guò)程、成云成雨過(guò)程以及在這些過(guò)程中發(fā)生的氣相、液相和固相等均以及在這些過(guò)程中發(fā)生的氣相、液相和固相等均相或非均相化學(xué)反應(yīng)等。相或非均相化學(xué)反應(yīng)等。Company Logo2.3.6 酸雨酸雨3、降水的酸化過(guò)程 大氣降水的酸度與其中的酸、堿物質(zhì)的性質(zhì)及相對(duì)比大氣降水的

47、酸度與其中的酸、堿物質(zhì)的性質(zhì)及相對(duì)比例有關(guān)。例有關(guān)。 在自由大氣里，由于存在在自由大氣里，由于存在0.0.ll0ll0 mm范圍的凝結(jié)核而造范圍的凝結(jié)核而造成了水蒸氣的凝結(jié)，然后通過(guò)碰并和聚結(jié)等過(guò)程進(jìn)一步生成了水蒸氣的凝結(jié)，然后通過(guò)碰并和聚結(jié)等過(guò)程進(jìn)一步生長(zhǎng)從而形成云滴和雨滴。長(zhǎng)從而形成云滴和雨滴。 在云內(nèi)、云滴相互碰并或與氣溶膠粒子碰并，同時(shí)吸在云內(nèi)、云滴相互碰并或與氣溶膠粒子碰并，同時(shí)吸收大氣氣體污染物，在云內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程叫收大氣氣體污染物，在云內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程叫污染物的云內(nèi)清除或雨除。污染物的云內(nèi)清除或雨除。Company Logo2.3.6 酸雨酸雨雨除是指被去除

48、物參與成云過(guò)程，即作為云滴的雨除是指被去除物參與成云過(guò)程，即作為云滴的凝結(jié)核，使水蒸氣在其上凝結(jié)，云滴吸收空氣中成，使水蒸氣在其上凝結(jié)，云滴吸收空氣中成分并在云滴內(nèi)部發(fā)生液相反應(yīng)。分并在云滴內(nèi)部發(fā)生液相反應(yīng)。 沖刷是指在云層下部即降雨過(guò)程中的去除。酸沖刷是指在云層下部即降雨過(guò)程中的去除。酸雨是由于酸性物質(zhì)的濕沉降而形成雨是由于酸性物質(zhì)的濕沉降而形成Company Logo2.3.6 酸雨酸雨酸雨的形成必須具備以下幾個(gè)條件：酸雨的形成必須具備以下幾個(gè)條件： (1) (1) 污染源；污染源； (2) (2) 有利的氣候條件，以便把污染物移送到遠(yuǎn)的地有利的氣候條件，以便把污染物移送到遠(yuǎn)的地方，使其發(fā)

49、生反應(yīng)和變化；方，使其發(fā)生反應(yīng)和變化； (3) (3) 大氣中的堿性物質(zhì)濃度較低，對(duì)酸性降水的緩大氣中的堿性物質(zhì)濃度較低，對(duì)酸性降水的緩沖能力很弱；沖能力很弱； (4) (4) 容易受到酸雨影響或損害的接受體。容易受到酸雨影響或損害的接受體。Company Logo2.3.6 酸雨酸雨4、酸雨的化學(xué)組成 陽(yáng)離子陽(yáng)離子HH+ +、CaCa2+2+、NHNH4 4+ +、NaNa+ +、K K+ +、MgMg2+2+ 陰離子陰離子SOSO4 4、NONO3 3、ClCl、HCOHCO3 3 5、酸雨中的關(guān)鍵性離子組分 ClCl和和NaNa+ +主要是來(lái)自海洋，濃度相近，對(duì)降主要是來(lái)自海洋，濃度相近

50、，對(duì)降水酸度不產(chǎn)生影響。水酸度不產(chǎn)生影響。 在陰離子總量中在陰離子總量中SO42占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在陽(yáng)離占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在陽(yáng)離子總量中，子總量中，H+、Ca2+、NH4+占占80%以上。以上。 酸雨區(qū)與非酸雨區(qū)的數(shù)據(jù)，陰離子酸雨區(qū)與非酸雨區(qū)的數(shù)據(jù)，陰離子SOSO4 422+ + NONO3 3度相差不大，而陽(yáng)離子度相差不大，而陽(yáng)離子CaCa2+2+、NHNH4 4+ +、K K+ +濃濃度相差卻較大。度相差卻較大。 Company Logo2.3.6 酸雨酸雨6、影響酸雨形成的因素（1）大氣中的氨 氨是大氣中唯一的常見(jiàn)氣態(tài)堿。由于它的氨是大氣中唯一的常見(jiàn)氣態(tài)堿。由于它的水溶性，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸

51、反應(yīng)，中水溶性，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸反應(yīng)，中和作用而降低酸度。在大氣中，氨與硫酸氣溶膠和作用而降低酸度。在大氣中，氨與硫酸氣溶膠形成中性的硫酸銨，形成中性的硫酸銨，SO2也可由于與也可由于與NH3的反應(yīng)的反應(yīng)而減少，避免了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成酸。而減少，避免了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成酸。 大氣中氨的來(lái)源主要是有機(jī)物分解和農(nóng)田大氣中氨的來(lái)源主要是有機(jī)物分解和農(nóng)田施用的氮肥的揮發(fā)。施用的氮肥的揮發(fā)。 Company Logo2.3.6 酸雨酸雨（2）顆粒物酸度及其緩沖能力 顆粒物的來(lái)源顆粒物的來(lái)源: :燃煤和風(fēng)沙揚(yáng)塵。燃煤和風(fēng)沙揚(yáng)塵。 顆粒物對(duì)酸雨的形成有兩方面的作用顆粒物對(duì)酸雨的形成有兩方面的作用: : 一是

52、所含的催化金屬促使一是所含的催化金屬促使SOSO2 2氧化成酸氧化成酸, , 二是對(duì)酸起中和作用。二是對(duì)酸起中和作用。 Company Logo2.3.6 酸雨酸雨酸雨的危害1 1、湖泊酸化。、湖泊酸化。2 2、酸雨使流域土壤和水體底泥中的金屬、酸雨使流域土壤和水體底泥中的金屬( (例如鋁例如鋁) )可被溶解進(jìn)可被溶解進(jìn)入水中毒害魚類。入水中毒害魚類。3 3、酸雨抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定、淋洗與土壤、酸雨抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定、淋洗與土壤粒子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化。粒子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化。4 4、酸雨傷害植物的新生芽葉，干擾光合作用，影

53、響其發(fā)育、酸雨傷害植物的新生芽葉，干擾光合作用，影響其發(fā)育生長(zhǎng)。生長(zhǎng)。5 5、酸雨腐蝕建筑材料，金屬結(jié)構(gòu)、油漆及名勝古跡等。、酸雨腐蝕建筑材料，金屬結(jié)構(gòu)、油漆及名勝古跡等。Company Logo第四節(jié)第四節(jié) 大氣顆粒物大氣顆粒物基本要求基本要求1. 掌握大氣顆粒物的源和消除、顆粒物分布的基本掌握大氣顆粒物的源和消除、顆粒物分布的基本特征；特征；2. 了解大氣中放射性核素以及顆粒物對(duì)人體健康的了解大氣中放射性核素以及顆粒物對(duì)人體健康的影響。影響。Company Logo4.1 大氣顆粒物的分類粉塵（微塵、Dust） 顆粒直徑：顆粒直徑：1 100 m； 物態(tài)：固體；物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象

54、：機(jī)械粉碎的固體微粒，風(fēng)吹揚(yáng)塵，風(fēng)沙。生成機(jī)制、現(xiàn)象：機(jī)械粉碎的固體微粒，風(fēng)吹揚(yáng)塵，風(fēng)沙。 煙(煙氣，F(xiàn)ume) 顆粒直徑：顆粒直徑：0.01 1 m； 物態(tài)：固體；物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：由升華、蒸餾、熔融及化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生的蒸氣凝結(jié)生成機(jī)制、現(xiàn)象：由升華、蒸餾、熔融及化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生的蒸氣凝結(jié)而成的固體顆粒。如熔融金屬、凝結(jié)的金屬氧化物、汽車排氣、煙草而成的固體顆粒。如熔融金屬、凝結(jié)的金屬氧化物、汽車排氣、煙草燃煙、硫酸鹽等。燃煙、硫酸鹽等。 Company Logo4.1 大氣顆粒物的分類灰（Ash） 顆粒直徑：顆粒直徑：1 200 m； 物態(tài)：固體；物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：燃燒

55、過(guò)程中產(chǎn)生的不燃性微粒，如煤、生成機(jī)制、現(xiàn)象：燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的不燃性微粒，如煤、木材燃燒時(shí)產(chǎn)生的硅酸鹽顆粒，粉煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的飛灰等。木材燃燒時(shí)產(chǎn)生的硅酸鹽顆粒，粉煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的飛灰等。霧（Fog） 顆粒直徑：顆粒直徑：2 200 m； 物態(tài)：液體；物態(tài)：液體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：水蒸氣冷凝生成的顆粒小水滴或冰晶生成機(jī)制、現(xiàn)象：水蒸氣冷凝生成的顆粒小水滴或冰晶水平視程小于水平視程小于1km。Company Logo4.1 大氣顆粒物的分類靄（Mist） 顆粒直徑：大于顆粒直徑：大于10 m； 物態(tài)：液體；物態(tài)：液體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：與霧相似，氣象上規(guī)定稱輕霧，水平生成機(jī)制、現(xiàn)象：與霧相似，氣象上

56、規(guī)定稱輕霧，水平視程在視程在1 2km之內(nèi)，使大氣呈灰色。之內(nèi)，使大氣呈灰色。 霾（Haze） 顆粒直徑：顆粒直徑： 0.1 m； 物態(tài)：固體；物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：干的塵或鹽粒懸浮于大氣中形成，生成機(jī)制、現(xiàn)象：干的塵或鹽粒懸浮于大氣中形成，使大氣混濁呈淺藍(lán)色或微黃色。水平視程小于使大氣混濁呈淺藍(lán)色或微黃色。水平視程小于2km。Company Logo4.1 大氣顆粒物的分類煙塵(熏煙，Smoke)： 0.01 5 0.01 5 mm；固體與液體；含碳物質(zhì)，如煤炭燃燒時(shí)固體與液體；含碳物質(zhì)，如煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的固體碳粒、水、焦油狀物質(zhì)及不完全燃燒的灰分所產(chǎn)生的固體碳粒、水、焦油狀物質(zhì)及不

57、完全燃燒的灰分所形成的混合物，如果煤煙中失去了液態(tài)顆粒，即成為煙炭形成的混合物，如果煤煙中失去了液態(tài)顆粒，即成為煙炭。煙霧（Smog）： 0.001 2 0.001 2 mm；固體；粒徑在固體；粒徑在2 2 mm以下，現(xiàn)泛指各種以下，現(xiàn)泛指各種妨礙視程妨礙視程( (能見(jiàn)度低于能見(jiàn)度低于2 2km)km)的大氣污染現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧的大氣污染現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧產(chǎn)生的顆粒物，粒徑常小于產(chǎn)生的顆粒物，粒徑常小于0.50.5 mm使大氣呈淡褐色。使大氣呈淡褐色。 Company Logo4.1 大氣顆粒物的分類總懸浮顆粒物(Total Suspended Particulate TSP)： 用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆

58、粒采樣器在濾膜上所收集的顆粒物的總質(zhì)量作為大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中的一個(gè)通用的重要污染指標(biāo)。 長(zhǎng)期飄泊在大氣中顆粒直徑小于l0m的懸浮物稱為飄塵(Airborne particle)，大于l0m的微粒，由于自身的重力作用而很快沉降下來(lái)的這部分微粒稱為降塵（Dustfall）。Company Logo4.2 大氣顆粒物的源和消除1、大氣顆粒物的來(lái)源 大氣顆粒物可分為天然源和人為源兩類。大氣顆粒物可分為天然源和人為源兩類。 若按顆粒物形成機(jī)制，又可分為一次顆粒物和二次顆若按顆粒物形成機(jī)制，又可分為一次顆粒物和二次顆粒物。粒物。 一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣一次顆粒物是由天然污染源和人為污染

59、源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物。中直接造成污染的顆粒物。 二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分( (如二氧化如二氧化硫、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏攘颉⒌趸?、碳?xì)浠衔锏? )之間，或這些組分與大氣中之間，或這些組分與大氣中的正常組分的正常組分( (如氧氣如氧氣) )之間通過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)、催化氧化之間通過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)、催化氧化反應(yīng)或其它化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成的顆粒物。反應(yīng)或其它化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成的顆粒物。 Company Logo4.2 大氣顆粒物的源和消除1）顆粒物的天然來(lái)源 天然源可起因于地面揚(yáng)塵天然源可起因于地面揚(yáng)塵( (風(fēng)吹灰塵風(fēng)吹灰塵) )，和地殼、

60、，和地殼、土壤的成分很相似，海浪濺出的浪沫，火山爆發(fā)土壤的成分很相似，海浪濺出的浪沫，火山爆發(fā)的噴出物，森林火災(zāi)的燃燒物，宇宙來(lái)源的隕星的噴出物，森林火災(zāi)的燃燒物，宇宙來(lái)源的隕星塵及生物界產(chǎn)生的顆粒物如花粉、袍子等。塵及生物界產(chǎn)生的顆粒物如花粉、袍子等。 二次顆粒物的天然來(lái)源主要是森林中排出的二次顆粒物的天然來(lái)源主要是森林中排出的碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔? (主要是萜烯類主要是萜烯類) )，進(jìn)入大氣后經(jīng)光化學(xué)，進(jìn)入大氣后經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的微小顆粒，與自然界硫、氮、碳循反應(yīng)，產(chǎn)生的微小顆粒，與自然界硫、氮、碳循環(huán)有關(guān)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物如由環(huán)有關(guān)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物如由HH2 2S S、SOSO2 2經(jīng)氧化生成的硫經(jīng)