第二章大气环境化学1ppt课件
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《环境化学》第二章.ppt
平流层 -56 -2 17 55 O3
中层
-2 -92 55 85 O2+、NO+
热层
-92 1200 85 500 O2+、NO+、NO+
大气稳定度
大气中污染物的迁移
• 污染物在大气的迁移是指由污染源排放 出来的污染物由于空气的运动使其传输 和分散的过程。
• 影响大气污染物迁移的因素： （1）风和大气湍流的影响 （2）天气形势和地理形势的影响
(随时间累积) 5~10a
(随时间累积) 107a
(随时间累积) (随时间累积)
4~7a 0.2~0.5a
4~8a 2.5~4a 0.3~2a 0.5~4d 2~4d 5~6d 8~11d
性质
永 久 性 气不 体可
变 成 半分 永 久 气 体
可 变 成 分
大气各成分的作用
大气组成
主要作用
干
主要 N2 生物体的基本成分
（2）污染物体积与气样总体积的比值（体 积—体积浓度），常用单位为ppm或 ppb。适用于气态或蒸气态物质。
ppm系指在100万体积空气中含有害气体或蒸 气的体积数，表示百万分之一；ppb是ppm的 1/1000。
大气中污 染物的转
化
第三节 大气中重要的光 化学反应
自由基化学基础
• 自由基也称游离基，是指由于共价键均裂 而生成的带有未成对电子的碎片。
• 人为源是指人类的生产活动和生活活动 产生的污染物。
（1）工业污染源 （2）交通污染源 （3）农业污染源 （4）居民生活污染源
大气污染物组成分类
• 使大气产生污染的物质称为大气污染物。 物理状态
形成过程 化学组成
大气污染物浓度表示方法
第二章 大气环境化学(1)
初级过程：HNO2+hv→HO+NO
HNO2+hv→H+NO2
次级过程：HO+NO→HNO2
HO+HNO2→H2O+NO2 HO+NO2→HNO3
HNO2的光 离解是大气
中HO自由
基的重要来
源
HNO3
HO-NO2 键能：199.4kJ/mol 对120~335nm光有吸收
HNO3+hv→HO+NO2
UV Filtering by the Stratosphere
Variation of light intensity at top of atmosphere and in troposphere.
④NO2 键能：300.5kJ/mol
波长 398nm
在290nm~410nm 内有连 续的吸收光谱
第二章 大气环境化学
主要内容
研究大气环境中污染物质的: 1. 化学组成、性质、存在状态、来源、分布
2. 迁移、转化、累积、消除等过程中的化学行为、 反应机制和变化规律
3. 大气污染对自然环境的影响等。
§1. 大气中污染物的迁移
迁移：空气运动使污染源排出的污染物传输和分散。 原因：温差
一、大气温度层结 定义：静大气的温度和密度在垂直方向上的分布。
2. 大气中重要吸光物质的 光离解
①O2 键能：493.8kJ/mol
243nm
240nm以下的UV可引起：
O2+hv→O+O 峰值：147nm
②N2 键能：939.4kJ/mol 波长: 127nm
N2+hv→N+N 只对<120nm 光才有明显吸收。 只能发生在臭氧层以上
HNO2+hv→H+NO2
次级过程：HO+NO→HNO2
HO+HNO2→H2O+NO2 HO+NO2→HNO3
HNO2的光 离解是大气
中HO自由
基的重要来
源
HNO3
HO-NO2 键能：199.4kJ/mol 对120~335nm光有吸收
HNO3+hv→HO+NO2
UV Filtering by the Stratosphere
Variation of light intensity at top of atmosphere and in troposphere.
④NO2 键能：300.5kJ/mol
波长 398nm
在290nm~410nm 内有连 续的吸收光谱
第二章 大气环境化学
主要内容
研究大气环境中污染物质的: 1. 化学组成、性质、存在状态、来源、分布
2. 迁移、转化、累积、消除等过程中的化学行为、 反应机制和变化规律
3. 大气污染对自然环境的影响等。
§1. 大气中污染物的迁移
迁移：空气运动使污染源排出的污染物传输和分散。 原因：温差
一、大气温度层结 定义：静大气的温度和密度在垂直方向上的分布。
2. 大气中重要吸光物质的 光离解
①O2 键能：493.8kJ/mol
243nm
240nm以下的UV可引起：
O2+hv→O+O 峰值：147nm
②N2 键能：939.4kJ/mol 波长: 127nm
N2+hv→N+N 只对<120nm 光才有明显吸收。 只能发生在臭氧层以上
大气环境化学(1)
Γ ＜ 0 气温随高度增加而升高 由于对流(duìliú)层内大气的重要热源是来自地面的长波 辐射，故离地面越近气温就越高，离地面越远气温就 越低，使得对流层内Γ＞0
共四十二页
2．平流层 (同温层)
从对流层顶到约52km高度的范围为平流层．其下部有一 很明显的温度稳定区，然后随高度增加而温度上升，其原因是 地表辐射影响减少以及氧和臭氧对太阳辐射吸收加热，这种温
逸散层
大气圈的分层结构(jiégòu)
共四十二页
共四十二页
1．对流层
最靠近地面的大气层，厚度约12km，存在着强烈的垂直对流作 用．水汽、尘埃较多．雨、雪、云、雾、雷电等主要天气现象和过程 都发生在这一层里．对人类影响最大，大气污染通常指这一层靠地面 2km范围． (15 ℃~-56 ℃)
特点：
① 若层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称
层结是稳定的；
② 若层结大气使气块趋于继续离开原来的位置，则称
层结是不稳定的； ③ 介于二考之间则称层结为中性的。
共四十二页
Γ＜Γ d，表明大气是稳 定的；
Γ>Γ d ，大气是不稳定 的
Γ＝Γ d ，大气处于平衡 状态。
可见(kějiàn)：大气的垂直 递减率Γ越大 ，气块的 干绝热递减率Γd越小， 气块越不稳定。
指污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。
结果：可使污染物浓度减低。
大气圈中的空气运动主要由于温度差异引起。
主要影响因素(yīn sù)：大气温度层结及由此引起的空气 运动的规律
共四十二页
主要 内容 (zhǔyào)
一、大气温度层结和密度层结 二、辐射逆温层 三、气块的绝热过程和干绝热递减率 四、大气稳定度 五、影响大气污染物迁移(qiānyí)的因素
共四十二页
2．平流层 (同温层)
从对流层顶到约52km高度的范围为平流层．其下部有一 很明显的温度稳定区，然后随高度增加而温度上升，其原因是 地表辐射影响减少以及氧和臭氧对太阳辐射吸收加热，这种温
逸散层
大气圈的分层结构(jiégòu)
共四十二页
共四十二页
1．对流层
最靠近地面的大气层，厚度约12km，存在着强烈的垂直对流作 用．水汽、尘埃较多．雨、雪、云、雾、雷电等主要天气现象和过程 都发生在这一层里．对人类影响最大，大气污染通常指这一层靠地面 2km范围． (15 ℃~-56 ℃)
特点：
① 若层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置，则称
层结是稳定的；
② 若层结大气使气块趋于继续离开原来的位置，则称
层结是不稳定的； ③ 介于二考之间则称层结为中性的。
共四十二页
Γ＜Γ d，表明大气是稳 定的；
Γ>Γ d ，大气是不稳定 的
Γ＝Γ d ，大气处于平衡 状态。
可见(kějiàn)：大气的垂直 递减率Γ越大 ，气块的 干绝热递减率Γd越小， 气块越不稳定。
指污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。
结果：可使污染物浓度减低。
大气圈中的空气运动主要由于温度差异引起。
主要影响因素(yīn sù)：大气温度层结及由此引起的空气 运动的规律
共四十二页
主要 内容 (zhǔyào)
一、大气温度层结和密度层结 二、辐射逆温层 三、气块的绝热过程和干绝热递减率 四、大气稳定度 五、影响大气污染物迁移(qiānyí)的因素
大气环境化学概述(PPT 211页)
2. 平流层（17-55 km）特点： 空气没有对流运动，平
流运动占显著优势；空气比 对流层稀薄得多，水汽、尘 埃含量甚微；15-35 km 范围 内有厚约20 km的臭氧层（保 护地球生物免受紫外线的辐 射，同时又对地球起保温作 用）。
3. 中间层（55-85 km）特点： 气温随高度的增加而降
四、气温垂直递减率和逆温现象
概念：气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(Г)表 示，即每垂直升高100 m，气温的变化值：
Γ
dT i
dZ
Г大小
1、气温随高度递减
即Г > 0称为递减层结。一
般出现在静风及晴朗的白天，
地面接受太阳强烈照射迅速增
Z
温，以长波辐射加热近地层大
气，使热量自下向上在大气层
Z
如在夜间则由于存在云层 而加强大气的逆辐射，使近地 层大气冷却慢，或由于大风而 使大气快速混合，导致大气温 差变小，分布相对均匀。
dT/dz=0
T
3、气温随高度增加
即Г < 0，正常情况相反。
Z
逆温影响大气垂直
运动，不利于污染物扩
散。
dT/dz＞0
4、下沉逆温
又称为压缩逆温，由于大规模气流在下沉过程
中受到压缩，处于该气流不同部位的大气就会同时 增温，但其上部下沉距离比下部下沉距离要远，导 致大气层顶部增温速率大于底部的增温速率，从而 形成逆温层。
多数情况下，下沉逆温出现在大气高压控制区
内，逆温的范围广，厚度大，一般可达几百米。由
于下沉气流达到某一高度就停止了，所以，下沉逆
不同地点，不同高度上的数值可能不同，由实际测 定得出，而干绝热直减率则是常数，即0.98℃/100m。
流运动占显著优势；空气比 对流层稀薄得多，水汽、尘 埃含量甚微；15-35 km 范围 内有厚约20 km的臭氧层（保 护地球生物免受紫外线的辐 射，同时又对地球起保温作 用）。
3. 中间层（55-85 km）特点： 气温随高度的增加而降
四、气温垂直递减率和逆温现象
概念：气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(Г)表 示，即每垂直升高100 m，气温的变化值：
Γ
dT i
dZ
Г大小
1、气温随高度递减
即Г > 0称为递减层结。一
般出现在静风及晴朗的白天，
地面接受太阳强烈照射迅速增
Z
温，以长波辐射加热近地层大
气，使热量自下向上在大气层
Z
如在夜间则由于存在云层 而加强大气的逆辐射，使近地 层大气冷却慢，或由于大风而 使大气快速混合，导致大气温 差变小，分布相对均匀。
dT/dz=0
T
3、气温随高度增加
即Г < 0，正常情况相反。
Z
逆温影响大气垂直
运动，不利于污染物扩
散。
dT/dz＞0
4、下沉逆温
又称为压缩逆温，由于大规模气流在下沉过程
中受到压缩，处于该气流不同部位的大气就会同时 增温，但其上部下沉距离比下部下沉距离要远，导 致大气层顶部增温速率大于底部的增温速率，从而 形成逆温层。
多数情况下，下沉逆温出现在大气高压控制区
内，逆温的范围广，厚度大，一般可达几百米。由
于下沉气流达到某一高度就停止了，所以，下沉逆
不同地点，不同高度上的数值可能不同，由实际测 定得出，而干绝热直减率则是常数，即0.98℃/100m。
《大气环境化学 》课件
PART 05
大气污染控制与治理
REPORTING
政策法规与标准制定
政策法规
制定和实施大气污染防治相关政策法规，包括污染物排放标准、环境质量标准等，以规范企业和个人的行为，减 少大气污染物的排放。
标准制定
根据不同地区和行业的实际情况，制定大气污染物排放标准，以及环境空气质量标准，为污染控制提供科学依据 。
交通运
总结词
交通运输过程中会产生大量的尾气和颗粒物，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合 物等。
详细描述
交通运输是大气污染物的重要来源之一，主要来自汽车、摩托车和运输车辆等。 这些车辆在行驶过程中会排放大量的尾气，其中含有多种有害物质，如一氧化碳 、氮氧化物、碳氢化合物等。
农业活动
总结词
农业活动如施肥、喷洒农药等会产生一定的大气污染物，如 氨气、氮氧化物等。
《大气环境化学》 PPT课件
REPORTING
• 大气环境化学概述 • 大气污染物的来源与形成 • 大气污染物的传输与转化 • 大气污染物对人类和环境的影响 • 大气污染控制与治理 • 大气环境化学的未来展望
目录
PART 01
大气环境化学概述
REPORTING
大气环境化学的定义与重要性
定义
大气环境化学是一门研究大气环境中 化学物质的形成、转化、传输和影响 等过程的学科。
要点一
与地球科学
要点二
与生物学
研究大气化学与地球大气的相互作用，如火山喷发对大气 化学的影响。
研究大气污物对生物体的影响，以及生物体对大气污染 物的适应和进化。
THANKS
感谢观看
REPORTING
其影响因素。
大气中化学物质的环境效应与健康影响
环境化学-绪论 PPT课件
环境问题
• 人类生活和生产活动不断影响和改变环境条件，甚至引起环 境污染。
• 工业化过程中的处置失当，特别是对自然资源的不合理开发 利用，造成了全球性的环境污染和生态破坏。 空气、水和土地污染的环境退化现象 臭氧层破坏 气候变化 水资源的短缺和污染 有毒化学品和团体废弃物的危害 生物多样性的损伤
2. 造成环境污染的三因素 物理的
噪声、震动等 化学的
九大类 生物的
大米草、水葫芦、赤藻等
温室效应
酸雨
光化学烟雾
伦敦烟雾事件
臭氧空洞
海洋污染
赤潮
农药污染
3. 认识环境问题的三个阶段
环境问题并非只限于环境污染,人们对现代环境 问题的认识有个发展过程。 第一阶段：在20世纪60年代人们把环境问题只当成一 个污染问题，认为环境污染主要指的是城市和工农业 发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些 品种的濒危灭绝等并未从战略上予以重视。我国当时 以污染控制为中心进行环境管理，曾对改善城市和人 民生活的环境质量起了重要作用。 存在问题：没有把环境问题与自然生态联系起来,低 估了环境污染的危害性和复杂性，没有把环境污染与 社会因素相联系，未能追根寻源。
每年有600万公顷具有生产力的旱地变成沙漠
有1100多万公顷的森林遭到破坏
在非洲,干旱将3500万人置于危难之中
在印度,博帕尔农药厂化学品泄漏造成两千人死亡
在墨西哥城,液化气罐爆炸使千人遇难
在前苏联,切尔诺贝利核反应堆爆炸使核尘埃遍布欧洲
在瑞士,农用化学品、溶剂和录污染了莱茵河,使数百万 尾鱼被毒死
样是热门课题。
（2）各圈层环境化学
环境化学PPT课件
2021/6/16
2
第一节、污染物在大气中的迁移
污染物在大气中的迁移是指由污染源排放出来的污染物由于空气的运 动使其传输和分散的过程。迁移过程可使污染物浓度降低。大气圈 中空气的运动主要是由于温度差异而引起的。
由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层大气对太阳辐射吸收程 度上的差异，使得大气的温度、密度在垂直方向上呈不均匀的分布。 人们常把静大气 的温度和密度在垂直方向上的分布称为大气温度层 结和大气密度层结。
根据大气的温度层结、密度层结的运动规律，可将大气划分为对流层、 平流层、中层和热层等若干层。此外，还有所谓散逸层，有时也划 作一个层区。
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3
一、大气的组成和停留时间
二、大气垂直分层
三、气块的绝热过程和干绝热递减率
四、大气稳定度
五、逆温
六、局地环流对污染物扩散的影响
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特点:（1）气温随高度升高而降低，空气垂直对流强烈。
（2）空气密度大。
（3）天气复杂多变。
（4）对流层下部湍流。
（5）污染物的迁移转化主要发生在这一层。
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8
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2、平流层: 对流层顶到约50km的地方
特点：
（1） 空气基本无对流，平流运动占显著优势。
（2） 空气比下层稀薄，水汽、尘埃含量很少，很少 有天气现象，透明度极高。
ON3O(小2(大小于气于1天中1月)停、)留等SO时，2间(它小小们于于在0.1大0年1气年的中)气、的体N浓H，度3如(~变H1化天2O比)(、1较0N.明1O天显和)。、
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二、大气垂直分层:
1962,WMO, 对流层、平流层、中间层、热成层、逸散 层。
最新环境化学第二章大气课件ppt
B、地理形势：不同地形地面之间的物理性质差异引起热状况 在水平方向上分布不均匀。这种热力差异在弱 的天气系统条件下就有可能产生局地环流：海 陆风、城郊风和山谷风。
热 气 流 上 升
海洋
冷 气 流 下 降
陆地
冷 气 流 下 降
海洋
热 气 流 上 升
陆地
陆风 海陆风
热 气 流 上 升
海洋
冷 气 流 下 降
陆地
海风 海陆风
城郊风
冷空气
郊区
热 岛 效 应
城市
城郊风
冷空气
郊区
山谷风
山谷风：山风
山谷风：谷风
第二节 大气中污染物的转化
大气中污染物的转化是污染物在大气中经过化 学反应，如光解、氧化还原、酸碱中和以及聚合等 反应，转化成无毒化合物，从而去除了污染或者转 化成为毒性更大的二次污染物，加重污染。
1、绝热过程：
即系统（气块）与周围的环境没有热量交换。 干过程： 固定质量的气块不经历发生水相变化的过程，即气 块内部不出现液态水和固态水。
2、干气块的绝热过程
干气块在绝热上升过程中，由于外界压力减小而膨胀，就 要抵抗外界压强而做功，消耗内能，因而气块温度降低。相 反，干气块绝热下降时，由于外界压强增大而被压缩，体积功 被转化为该块空气的内能，因此温度升高。
3、干绝热垂直递减率Γd：
干空气在上升温度降低值与上升高度的比。 Γd= Ag/Cpd
= 0.977×10-4 ℃/cm = 0.98 ℃/100m ≈1℃/100m 在g和Cpd不变的情况下，Γd是常数。
对于上升干空气有如下关系： T2=T0－Γd(z-z0) (z-z0)——上升高度差； T2——干空气达到高度 z 的温度； T0——起始高度 z0 处的温度。
热 气 流 上 升
海洋
冷 气 流 下 降
陆地
冷 气 流 下 降
海洋
热 气 流 上 升
陆地
陆风 海陆风
热 气 流 上 升
海洋
冷 气 流 下 降
陆地
海风 海陆风
城郊风
冷空气
郊区
热 岛 效 应
城市
城郊风
冷空气
郊区
山谷风
山谷风：山风
山谷风：谷风
第二节 大气中污染物的转化
大气中污染物的转化是污染物在大气中经过化 学反应，如光解、氧化还原、酸碱中和以及聚合等 反应，转化成无毒化合物，从而去除了污染或者转 化成为毒性更大的二次污染物，加重污染。
1、绝热过程：
即系统（气块）与周围的环境没有热量交换。 干过程： 固定质量的气块不经历发生水相变化的过程，即气 块内部不出现液态水和固态水。
2、干气块的绝热过程
干气块在绝热上升过程中，由于外界压力减小而膨胀，就 要抵抗外界压强而做功，消耗内能，因而气块温度降低。相 反，干气块绝热下降时，由于外界压强增大而被压缩，体积功 被转化为该块空气的内能，因此温度升高。
3、干绝热垂直递减率Γd：
干空气在上升温度降低值与上升高度的比。 Γd= Ag/Cpd
= 0.977×10-4 ℃/cm = 0.98 ℃/100m ≈1℃/100m 在g和Cpd不变的情况下，Γd是常数。
对于上升干空气有如下关系： T2=T0－Γd(z-z0) (z-z0)——上升高度差； T2——干空气达到高度 z 的温度； T0——起始高度 z0 处的温度。
第二章 大气环境化学 PPT课件
3 过氧乙酰基硝酸酯（PAN):
三、氮氧化物的转化
3 过氧乙酰基硝酸酯（PAN):
四、碳氢化合物的转化
1 大气中的主要碳氢化合物 甲烷 石油烃 芳香烃 萜类
四、碳氢化合物的转化
2 碳氢化合物在大气中的反应 （1）烷烃的反应：
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：例如
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：
（3）光化学烟雾控制对策
最理想的方案当然是控制其发生的源头，即控制 碳氢化合物、氮氧化物等的排放，阻止其发生。 如：改善汽车本身：用酒精代替汽油、安装催 化反应器等。
另一种方案是使用能控制自由基形成的阻化剂， 以消除自由基使链式反应终止。比如：二乙基 羟胺（DEHA)
(C2H5)2NOH + HO. (C2H5)2NO + H2O
(二) HO·自由基的来源
3．醛(特别是甲醛)的光解
(三)H02·自由基的来源
1．甲醛的光解 H02·的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的
光解
(三)H02·自由基的来源
(三)H02·自由基的来源
二、大气中重要自由基的来源
❖ HO·和HO2·自由基各种来源的相对重要 性取决于空气团中存在的物质、时间和地点等。
上老人死于此次事件。
五、光化学烟雾
定义：
含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的 大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次 污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混 合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾
五、光化学烟雾
危害：
a 人体健康：刺激人的眼睛，并伴有头 痛、呼吸困难等。 b 植物：伤害植物叶子 c 橡胶：开裂老化
六、硫氧化物的转化及硫酸型烟雾型污染
三、氮氧化物的转化
3 过氧乙酰基硝酸酯（PAN):
四、碳氢化合物的转化
1 大气中的主要碳氢化合物 甲烷 石油烃 芳香烃 萜类
四、碳氢化合物的转化
2 碳氢化合物在大气中的反应 （1）烷烃的反应：
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：例如
四、碳氢化合物的转化
（1）烷烃的反应：
（3）光化学烟雾控制对策
最理想的方案当然是控制其发生的源头，即控制 碳氢化合物、氮氧化物等的排放，阻止其发生。 如：改善汽车本身：用酒精代替汽油、安装催 化反应器等。
另一种方案是使用能控制自由基形成的阻化剂， 以消除自由基使链式反应终止。比如：二乙基 羟胺（DEHA)
(C2H5)2NOH + HO. (C2H5)2NO + H2O
(二) HO·自由基的来源
3．醛(特别是甲醛)的光解
(三)H02·自由基的来源
1．甲醛的光解 H02·的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的
光解
(三)H02·自由基的来源
(三)H02·自由基的来源
二、大气中重要自由基的来源
❖ HO·和HO2·自由基各种来源的相对重要 性取决于空气团中存在的物质、时间和地点等。
上老人死于此次事件。
五、光化学烟雾
定义：
含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的 大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次 污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混 合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾
五、光化学烟雾
危害：
a 人体健康：刺激人的眼睛，并伴有头 痛、呼吸困难等。 b 植物：伤害植物叶子 c 橡胶：开裂老化
六、硫氧化物的转化及硫酸型烟雾型污染
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2.2.1 辐射逆温层
气温垂直递减率(Г)：
d - dT dz
边界层的气温垂直递减率可以大于零、 等于 零或小于零。
当Г>0时，为正常状态； 当Г=0时，为等温气层； 当 Г<0 时，为逆温气层。
LOGO
近地面层逆温：辐射逆温、平流
逆
逆温、融雪逆温、地形逆温；
温
自由大气逆温：乱流逆温、下沉
重污 染
心脏病和肺病患者 症状显著加剧，运 动耐受力降低，健 康人群中普遍出现 症状 健康人运动耐受力 降低，有明显强烈 症状，提前出现某 些疾病
老年人和心脏病、肺 病患者应停留在室内， 并减少体力活动
老年人和病人应当留 在室内，避免体力消 耗，一般人群应避免 户外活动
2.2 大气中污染物的迁移
2.2.1 辐射逆温层 2.2.2 大气稳定度 2.2.3 大气污染数学模式 2.2.4 影响大气污染物迁移的因素
LOGO
2010年8月29日凌 晨，印度尼西亚北 苏门答腊省卡罗区 的锡纳朋火山突然 喷发
LOGO
含氮化合物
大气污染物
自然来源：光化学反应、闪电、微生物固 化、 火山爆发、森林失火。
人为污染：燃料燃烧、氮肥、炸药 染料。
LOGO
含碳化合物
大气污染物
来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的分解、 森林中CO2的放出。
按气温垂直分布特点可将大气圈分为：对流 层、平流层、中间层、热层和逃逸层等五层。
LOGO
2.1.3 大气中的主要污染物
含硫化合物
H2S、SO2、SO3、H2SO4、氧硫 化物（COS）、二硫化碳、SO32-、 SO42-、有机硫化物（如：二甲基 硫）等.
含氮化合物
含碳化合物 含卤素化合物
LOGO
•风—使污染物向下风向扩散
•湍流—使污染物向各风向扩散
•浓度梯度—使污染物发生质量 扩散
天气形势和地理地势 的影响
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2.3 大气中污染物的转化
2.2.1 自由基化学基础 2.2.2 光化学反应基础 2.2.3 大气中重要自由基来源 2.2.4 氮氧化物的转化 2.2.5 碳氢化合物的转化 2.2.6 光化学烟雾
来源： 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） 现称作可吸入颗粒物。
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大气的组成
2.1.2 大气层的结构
地球大气的总质量：5.2×1015t，相当于地球 总质量的百万分之一。
大气密度随高度的增加而降低（地球的万有 引力作用）。
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空气污染指数对应的污染物浓度限值
空气污 染指数
API
0-50 51100
100200
空气 质量 状况
优 良
轻度 污染
表征颜色 对健康的影响
建议采取的措施
可正常活动
易感人群症状有轻 心脏病和呼吸系统疾
度加剧，健康人群 病患者应减少体力消
出现刺激症状
耗和户外活动
200- 中度 300 污染
>300
逆温、锋面逆温
•多发生在100-150 m 高度内；
•晴朗夜晚
•有云和有风都能减 弱逆温
lnP
C
B E
辐射逆温是地面因强烈
DF
A
T
辐射而冷却降温所形成。 图2-23 辐射逆温（陈世训，1991）
辐射逆温层 •是地面因强烈辐射而冷却降温所形成的。
•这种逆温层多发生在距地面100-150 m 高度内
•最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗 的夜晚。
人为活动：含碳燃料燃烧不完全（CO）。
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含卤素化合物：
氟氯烃类（命名：CFC-abc,a:碳原子个数-1； b:氢原子个数+1；c:氟原子个数） 例：一氟三氯甲烷（CFC-11） 二氟二氯甲烷（CFC-12）
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大气污染的指标
•环保部部长周生贤在
总悬浮颗粒物（TSP）； 第七次全国环境保护大
LOGO第二章 大气环境化学第二章 大气环境化学2.1 大气的主要组分 2.2 大气中污染物的迁移 2.3 大气中污染物的转化
2.1 大气中组成及其主要污染物
2.1.1 大气的组成 2.1.2 大气层的结构 2.1.3 大气中的主要污染物
2.1.1 大气的组成
干洁空气的组成
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大气固体悬浮物
干空气垂直上升时， 每升高 100m ，其自身 温度下降值称干绝热递减率（Гd）。
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气团的稳定性
判断气团抬升的原理图
Гd Г
当Гd >Г时， 气团稳定，不利于扩散； 当Гd < Г时，气团不稳定，有利于扩散； 当Гd = Г时， 气团处于平衡状态
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影响大气污染物迁移的因素
风和大气湍流 的影响
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2.2.1 自由基化学基础
自由基
由共价键均裂而生成的带有未成 对电子的碎片。
特征：在其电子壳层的外层有一个不成对的电 子，因而有很高的活性，具有强氧化作用。它 们的存在时间很短，一般只有几分之一秒。
C3C HH hO vH 3C HC O 大气中存在的重要自由基：
SOx； CO；
会上表示，将抓紧修订 发布《环境空气质量标
NOx；
准》。
可吸入颗粒物（PM10）； •标准将增PM2.5臭氧和
光化学氧化剂：O3 、H2O2。 一氧化碳三项国际通行
的监测指标。其中，
PM2.5监测将于2012年
开始在我国重点区域实
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施。
空气污染指数（API）
空气污染指数（Air Pollution Index,简称 API）就是将常规监测的几种空气污染物浓 度简化成为单一的概念性指数值形式，并 分级表征空气污染程度空气质量状况，适 合于表示城市的短期空气质量状况和变化 趋势。
有云和有风都能减弱逆温。风速超过2-3 m/s， 逆温就不易形成。
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2.2.2大气稳定度
•大气稳定度: 指气层的稳定度，即大气中某 一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程 度。
•受密度层结和温度层结共同作用。
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气团
大气稳定度
•污染气体由污染源排到大气中时， 一般不会 立即和周围大气混合均匀，这样污染性气体 的理化性质有别于周围大气，可视作一个气 团来进行研究。
NO、NO2、N2O5、NH3、 NO3-、 NO2-、NH4+
CO、CO2、CHx、含氧 烃等
氟氯烃类
含硫化合物
大气污染物
自然源：火山喷发：H2S、 SO2等； 土壤厌氧微生物与植物释放： H2S、(SO2) 陆地上降雨：SO2 、SO42风吹起的海盐：SO42-
人为源：燃料的燃烧； 工业排放； 固体废弃物的燃烧 ；