环境化学课件第二章大气环境化学.ppt

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1、第二章大气环境化学主要内容第一节大气的组成及其主要污染物第二节大气中污染物的迁移第三节大气中污染物的转化第四节大气颗粒物第一节大气的组成及其主要污染物一、大气的组成氮（78.09%）、氧（20.95%）、氩（0.9%）、CO2（0.03%）、稀有气体（CH4、SO2、NH3、CO、O3）<0.1%、水（正常范围1-3%）大气固体悬浮物来自：工业（生活）烟尘；火山喷尘；海浪飘逸盐质。>10μm称降尘（数小时）<10μm称飘尘（数年）A、对流层troposphereB、平流层stratosphereC、中间层mesosphereD

2、、热层（电离层）thermosphereE、逸散层exosphere100806040200热层中间层顶中间层平流层顶平流层对流层顶对流层160200240280T(K)X(km)图大气温度的垂直分布二、大气的结构(一)大气温度层结：静大气的温度在垂直方向上的分布。(二)大气密度层结：静大气的密度在垂直方向上的分布。1、对流层：大气的底层，平均厚度为12km，该层内气温随高度的增加而降低，大气温度垂直递减率用下式表示：Γ=-dT/dz对流层中，平均Γ=0.6K/100m，气温随高度上升而降低（大约每升高100m，温度降低0.6℃）

3、密度大，75%以上的大气总质量和90%的水蒸气在对流层；污染物的迁移转化过程及天气过程均发生在对流层。2、平流层：在对流层之上，其高度约在17-55km之间。该层内气体状态非常稳定。平流底层：25km以下，温度随高度的增加保持不变或稍有上升。平流上层：25km-55km，温度随高度的增加而升高，到平流层顶，温度可接近00C。在15-60km高度范围内存在一臭氧层，其浓度在25km处达到最大。3、中间层：在平流层之上，其高度约在55km-85km之间，温度随高度的增加而降低，顶部可达-920C左右，空气垂直运动相当强烈。4、热层：中

4、间层顶到800km之间，温度随高度的增加而迅速升高，顶部可达1000K以上。该层内空气极稀薄，在太阳紫外线和宇宙射线的辐射下，空气处于高度电离状态，因而也称为电离层。三、大气的中的主要污染物大气污染——大气中有害物质含量超过一定指标，使大气质量恶化，对人、动植物、设备财产造成危害的现象。*以城市空气中SO2、NO2和可吸入颗粒物(PM10)的浓度为依据换算成空气污染指数即API和空气质量级别空气质量日报*APIPM10mg/m3SO2mg/m3NO2mg/m3空气质量级别空气质量状况0~5051~100101~200201~300

5、301~400401~5000.050.150.350.420.500.600.050.150.801.602.102.620.080.120.280.560.750.94ⅠⅡⅢⅣⅤⅤ优可正常活动良好可正常活动轻度污染不亦长期接触中度污染接触一段时间可出现不良症状重度污染影响正常活动重度污染影响正常活动大气的主要污染物分类一次污染物——从不同污染源直接向大气排放的有害气体和粉尘等。二次污染物——大气污染物之间相互作用或污染物与大气中的正常成分作用或因太阳光引起光化学反应等使污染物转换、产生的新的污染物。主要大气污染物大气污染物从1

6、8世纪末至20世纪初，是大气污染的形成时期。上世纪50年代至70年代，工业发达国家石油、化石燃料使用量迅速上升，大气污染物含量迅速上升，致使大气污染加剧。80年代以来，由于酸雨、臭氧层的破坏和温室效应等问题的加剧，大气污染问题已成为全球性环境问题，严重威胁着人类生存和发展。（一）含硫化合物硫化合物主要包括硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐和有机硫化合物等。其中最主要的是硫化氢、二氧化硫和硫酸盐。人类的活动，使大量硫化合物进入大气。(1)SO2危害（两条）来源与消除来源：人为源:含硫燃料的燃烧－有机体中的硫和海水

7、中的SO42-天然：火山气体-地壳中的硫消除：约一半转化为硫酸和硫酸盐，剩下的以沉降形式从大气中除去。SO2的浓度特征－本底值：各地不同，一般为(0.2～10)×10-9空气中停留时间一般为3～6.5天－城市浓度变化规律（以北京为例）可以看到SO2浓度随时间（图2-2）、高度（图2-3）、风向和风速的变化关系(2)H2S－危害－来源（二）含氮化合物主要含氮化合物为N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐等。1.N2ON2O是无色气体，称为“笑气”的麻醉剂。可通过微生物的作用产生，是目前已知的温室气体之一，含

8、量约为0.3ppm。低层大气中含量最高的氮氧化物.N2O天然源主要有土壤、雷电。人为源主要有氮肥、化石燃料燃烧及工业排放等。其中主要主要来自于土壤中NO3-的细菌脱氮作用:NO3-+2H2+H+→1/2N2O+5/2H2ON2O的催化循环反应，导致