大气环境化学.ppt

第二章大气环境化学大气污染是全球性的环境问题大气污染加剧城市空气污染Smokyvehiclesareaproblem.大气是地球生化循环中迁移活动最广泛的部分是人类和一切生物赖以生存的最重要的环境组成部分。成年人每天呼吸13Kg(约10m3)大气相当于食物的10倍饮水量的3倍。人可以几天不吃不喝但隔绝空气却几分钟也不行。没有大气地球上就没有生命。大气的作用1.1.2大气的成分1.1.3大气与空气121.2地球大气圈的垂直分层1）对流层因受地表影响程度的不同对流层又可分为两层。在1-2km以下受地表影响明显称摩擦层（或边界层）也称为低层大气排入大气的污染物绝大部分活动在这一层其中100-300m以下为近地层影响最大；>1-2km称为自由大气层主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此层污染物很少到达这里。16171819极光Ionosphere(电离层）:Northernlight2223与大气温度不同大气压力总是随高度而下降。Ph=p0·e-Mgh/RT式中p0和Ph分别为地面和h高度处的大气压；M为空气的平均摩尔质量28.97g/mol;g为重力加速度9.81m/s2;h为海拔高度m;R为摩尔气体常数8.314J/(mol·K);T为海平面的热力学温度K1.3.1大气污染化学261973年第一次全国环保会议之后我国环保工作有了全面的开展；1975年中科院成立了环境化学研究所组建了大气污染化学研究组后扩大为研究室开始有了我国第一个研究大气污染化学的专业单位；1977年中科院制定环境科学发展规划时提出了以燃煤产生的大气污染问题为主攻方向；20年来我国大气污染化学的研究大致可归纳为：大气颗粒物的表征和污染物的迁移转化两方面。我国大气污染有三个特点：一是SO2污染重于NOx二是硫氧化物主要来源于燃煤排放产生的SO2三是城市大气颗粒物浓度普遍较高大多数地区常处于超标状态。1.3.2大气污染系统(1)源（排放源）：大气组分产生的途径和过程。：气载污染物的排放点或排放区域即大气组分产生的途径和过程。分为自然源（大量和不可控）和人为源天然源：自然界向大气输送扬尘（地面土石风化大气颗粒物来源之一）;火山爆发（H2S、SO2、HCl、HF、颗粒物);森林、草原火灾（CO、CO2、SOx、NOx、VOC、颗粒物等）;海水溅沫（盐）;植物排放（萜烯针叶树的叶所放出→O3生成蓝色烟雾）等人为源:人类生活、生产活动向大气输送工业排放源（烟尘、SOx、NOx、CO、CO2、卤化物、VOC等)；农业排放源（农药等）；交通运输源；生活源（取暖、炉灶）31一些污染源(2)汇（sink）：大气组分从大气中去除的途径和过程。即气载污染物从大气中消失的去处包括水体土壤植物和建筑物等（a）降水湿去除；（b）大气中化学反应转化为其它气体或微粒；（c）地表物质吸收或吸附去除；（d）向平流层输送等。1.4大气中的污染物及其危害按形成过程可分为：原生污染物（一次性污染物）直接从污染源排放的污染物如SO2、NO等。次生污染物（二次性污染物）由一次污染物经化学或光化学反应形成的污染物质如光化学氧化剂（主要包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯、醛类等）、硫酸盐颗粒物等。按化学类型分为含硫化合物HXSOX含氮化合物HXNOX碳氧化物碳氢化合物和碳氢氧化合物光化学氧化剂含卤素化合物粉尘颗粒物放射性物质等。含硫化合物来源天然源：a）火山爆发；b）H2S氧化而来人为源：燃烧过程（矿物燃料含硫）；工业排放。有60％来自煤的燃烧30％左右来自石油燃烧和炼制过程汇：a）降水湿去除；b）化学反应转化为SO3、SO42-、H2SO4；c）扩散后被地表土壤、水体、植物等吸附或吸收。H2S和有机硫化物(CH3)2SNOXNOXNOx的危害COCOCO的去除：土壤的吸收：土壤中的细菌能将CO代谢为CO2和CH4与HO·自由基反应生成:该途径可以去除约50%的CO。CO2二氧化碳的危害:是引起温室效应的主要气体.CO2分子对可见光几乎完全不吸收但对红外热辐射特别对波长为12～18μm范围的光则是一个很强的吸收体.因此低层大气中的CO2能够有效地吸收地面发射的长波辐射使近地面大气变暖.碳氢化合物是大气的重要污染物包括可挥发的所有烃类是形成光化学烟雾的主要参与者。大部分的HC来自植物的分解人类排放量较小；HC的人为源主要来自石油燃料的不充分燃烧和蒸发过程其中汽车排气占了相当的比重。大气污染研究中通常把HC分为甲烷（80-85%的HC）和非甲烷烃NMHC；A、CH4大气中CH4去除：通过与HO·自由基反应去除。少量的CH4进入平流层后会与Cl发生反应。B、非甲烷烃主要是人为源包括：汽油燃烧