环境化学专业知识讲座省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

四、大气稳定度绝热上升过程：外界压力减小，气块对外做功，温度降低；绝热下降过程：外界压力增大，外界对气块作功，温度升高。干绝热垂直递减率（Γd）：干空气上升时温度降低值与上升高度比：式中A――功热当量Cpd――干空气定压比热g――重力加速度Γd≈1℃/100m3、大气稳定度划分稳定：气块减速并有回到原来位置趋势；不稳定：气块继续加速前进和离开原来位置；中性：不加速也不减速。稳定：Γ＜Γd；不稳定：Γ＞Γd；中性：Γ＝Γd。未饱和空气三种不一样稳定度第2节大气中污染物迁移一、大气污染物与污染源4、大气污染源（pollutionsource）各类工业企业向大气中排放主要污染物质环境化学中主要研究化学污染物，不包括物理污染物、较少包括生物污染物，因为后二者分别属于环境物理学和环境医学范围。大气污染化学中主要讨论氮氧化物、碳氧化物、含硫化合物、颗粒物、挥发性有机物等大气污染物。二、影响大气污染物迁移原因1、扩散作用（气流扩散）风：气块作有规则运动时，速度在水平方向分量。污染物迁移方向与风向相关，迁移距离跟风力大小相关。铅直速度：气块作有规则运动时，速度在铅直方向分量。铅直运动使污染物随空气升到高空而扩散。摩擦层：乱流混合层，厚约1000－1500m，底部与地面相接触。产生原因：动力乱流（湍流）：因为规则水平运动气流碰到起伏不平地形干扰时所产生；热力乱流（对流）：因为地表表面温度与地表附近温度不一样，产生温差而形成。自由大气：摩擦层以上气层。污染物极少抵达这里。最大混合层高度：对于一个静态平衡大气流体元，有下式：dP=-ρgdz（1）式中P——大气压；ρ——大气密度；g——重力加速度；z——高度。当气块受热受到浮力作用而进行向上加速运动，则有：（2）式中dv/dt——气块加速度；ρ＇——受热气块密度。（1）式代入（2）式中，且由理想气体状态方程，并考虑压力相等，则：受热后气块会产生速度不停上升，直到T＇与T相等为止，此时气块与周围到达中性平衡，此时高度定义为对流混合层上限，或称最大混合层高度。2、天气形势和地理地势影响天气形势：气压分布，气象条件，扩散条件。地理地势：地面物理性质差异引发热情况在水平方向上分布不均匀，可能产生局地环流。地理地势形成局地环流：海陆风形成原因：海洋和大陆物理性质差异：大陆表面温度改变猛烈，海洋表面温度改变较缓。对空气污染影响：a.循环作用；b.往返作用；c.封闭型和漫烟型污染：城郊风形成原因：城市热岛上暖而轻空气上升，周围郊区冷空气向市内流动，形成城郊环流。（热岛效应）对空气污染影响：这种环流造成城市本身排放烟尘等污染物积聚在城市上空，形成烟幕，造成市区大气污染加剧。山谷风形成原因：山区复杂地形，使山坡和谷地受热不均而产生一个复杂局地环流。对空气污染影响：山风和谷风转换时会造成严重空气污染；地形作用造成山区辐射逆温作用增强：夜间冷空气沿坡下滑，在谷中聚集，再因为地形阻挡，便易形成厚而强大且连续时间长逆温层。ATMOSPHERICTRANSPORTTIMESCALES第3节大气中污染物转化一、大气中主要污染物含硫化合物：硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸盐、硫酸、硫酸盐和有机硫化合物等。含氮化合物：N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸、亚硝酸、硝酸盐、亚硝酸盐、硝酸酯ester、亚硝酸酯和铵盐等。含碳化合物：CO、CO2、碳氢化合物hydrocarbon等含卤素化合物：CH3Cl、CH3Br、CH3I、氟氯烃类(CFCs)化合物等。1、含硫化合物2、含氮化合物NOx（NO和NO2）天然源：闪电、微生物固定及NH3氧化等，火山暴发和森林大火等都会产生氮氧化物。N（高温下氧化）NO（转化）NO2人为源：各种燃料在高温下燃烧，硝酸、氮肥、炸药和染料等生产过程中产生废气，其中最严重是燃料燃烧排出废气。危害：NOx由呼吸能够进入人体肺部，引发支气管炎bronchitis或肺气肿emphysema，senileemphysema老年性肺气肿NOx能和碳氢化合物生成光化学烟雾。特点：城市空气中NOx含量大约高出全球平均值2个数量级。NOx浓度改变受季节和气象原因影响：普通冬季高于夏季；取暖期高于非取暖期。NOx汇：被土壤和植被吸收；转化成HNO3和硝酸盐而去除。3、含碳化合物CO2CO2是大气一个组分。无毒温室气体。人为源：经过燃烧产生。天然源：经过动物呼吸排出；植物体废弃物作为燃料燃烧或腐败decay而自然氧化时能够产生；甲烷在平流层中与OH自由基反应最终产物为CO2；海水与大气进行交换作用而排出（海水中CO2比大气高60余倍）。碳氢化合物指碳原子数C1－C8可挥发碳氢化合物，包含烷烃alkyl、烯烃alkene、炔烃alkyne、脂肪烃和芳香烃aromaticity等，CH4是主要碳氢化合物。罗宾逊等19