气溶胶性质 ppt课件
合集下载
第八章完整溶胶ppt课件
(3) 将浓度2 g dm 3转换为体积摩尔浓度，
nW
W
c
V VM V 4πr3L
32
0.018
14π1.3 (10 9)31.3 9 130 6.02 13 203 3
mol
m-3
=cRT=0.018708.314298.16=46.34 Pa
三. 重力沉降与沉降平衡
溶胶粒子在外力场定向移动称沉降
FeO+ +H2O
结构式：[( Fe (OH)3 )mn FeO+ (n-x) Cl– ] xCl–
液态空气 钠
苯
苯
接受管
二．凝聚法
1. 物理凝聚法 2. 化学凝聚法
凡能有沉淀析出的化学反应都可能用来制备相应溶胶
如水解反应制备Fe (OH)3溶胶 FeCl3 +3H2O Fe (OH)3 + 3HCl
二．凝聚法
1. 物理凝聚法 2. 化学凝聚法 3. 改变溶剂法
使溶解度骤变，如 松香在乙醇中：溶 水中：不溶
电磁场 作用
二次光源
散射是溶胶特有的现象
光线
二．光散射定律 Reyleigh公式
I2434V2nn12122nn22222I0
I 散射光强度 粒子浓度(粒子数/体积)
I0 入射光强度 V 单个粒子体积
波长
n1，n2 粒子，介质折光率
二．光散射定律 Reyleigh公式
I2434V2nn12122nn22222I0
四. 光学方法测定粒子大小
1. 超显微镜法 普通显微镜：明视野，分辩率10–7m，无法计数 超显微镜：
四. 光学方法测定粒子大小
1. 超显微镜法 普通显微镜：明视野，分辩率10–7m，无法计数 超显微镜：
气溶胶
影响人体健康
凝聚过程、化学反应 湿度小的时后有吸水性， 其它方面与烟效应相同
三、气溶胶源和汇 --气溶胶来源
天然源、人为源
（按颗粒物形成机制）气溶胶
一次气溶胶粒子、二次气溶胶粒子 一次气溶胶粒子
天然污染源和人为污染源释放。
二次气溶胶粒子
大气污染气体组分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间， 或与大气中的正常组分(如氧气)之间通过光化学氧化反应、催化氧化 反应或其它化学反应转化生成的颗粒物。
表面积分布曲线（峰值 ） 0.25m
大气颗粒物的粒度：即艾根核模、积聚模和粗粒模。
由蒸汽凝结或光化学反应使气体经成核作用而形成的颗粒，粒 度为0.005~0.05m，属于核模型。
粒径在0.05~2m范围的颗粒物是由核模型颗粒凝聚或通过蒸气 凝结气而长大的，属于积聚模型。
以上颗粒物合称为细粒(小于2m)
10
气溶胶源和汇—气溶胶天然来源
一次气溶胶粒子天然源 地面扬尘（风吹灰尘）、海浪浪沫、火山爆发喷出物、
森林火灾燃烧物、陨星尘及生物界产生的颗粒物，如花粉、 袍子等。
二次气溶胶粒子天然源
森林排出碳氢化合物（主要是萜烯类）--光化学反应--产生微小 颗粒；与自然界硫、氮、碳循环有关的转化产物如由H2S、SO2经氧 化生成的硫酸盐；由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。
一 气溶胶粒子成核过程
SO2转化成硫酸或硫酸盐气溶胶的过程如下： 1. SO2气体的氧化g) mH 2SO4 nH2O
3.粒子成长过程
mH 2SO4 nH2O H 2SO4 其它气体、固体微粒 硫酸盐粒子
（液相硫酸雾核）
粒子（液体）
（固体）
二、气溶胶的分类
根据颗粒物的物理状态不同，可将气溶胶分为以下三类： ✓ 固态气溶胶——烟和尘； ✓ 液态气溶胶——雾；
气溶胶的基本特征课件
THANKS
感谢观看
改变云的形成和降水过程
01
影响地面对太阳辐射的吸收和反射
02
增加温室效应
03
对空气质量的影响
降低能见度
增加大气污染
形成光化学烟雾
对人类健康的影响
呼吸系统疾病 心血管系统疾病 增加死亡率
05
气溶胶的监测与测量方法
监测站点布局与采样方法
监测站点布局
采样方法
气溶胶测量仪器与技术
仪器
气溶胶测量仪器包括颗粒物计数器、粒子质量浓度测量仪、气溶胶质谱仪等。这 些仪器可以测量不同物理和化学性质的气溶胶，如颗粒物大小、成分和数量浓度 等。
06
气溶胶的控制与减排策略
减少排放源的措施
工业生产
控制工业生产过程中的废弃物排放，推广清洁生产技术，降低气 溶胶颗粒物产生。
能源利用
优化能源结构，减少燃煤和燃油使用，发展清洁能源，降低硫氧 化物、氮氧化物等气溶胶前体物的排放。
农业活动
推广有机肥和低毒农药使用，减少土壤和农作物中气溶胶颗粒物 的产生和排放。
控制大气中已有的气溶胶的措施
颗粒物排放控制
大气中已有气溶胶的去除
发展新型的气溶胶控制技术
新材料应用
研发新型材料，降低气溶胶颗粒物的产 生和排放，如低散发材料、水性涂料等。
VS
技术创新
推动清洁能源技术创新，提高能源利用效 率，减少气溶胶颗粒物的排放。如发展高 效、低成本的清洁能源转换技术、废弃物 资源化利用技术等。
气溶胶的性 质
物理性质
化学性质 环境影响
02
气溶胶的物理特性
粒子尺寸分布
气溶胶粒子大小通常在0.1-100 微米之间，其中大部分粒子在1-
大气气溶胶
按在空中停留时间对气溶胶粒子的分类 降尘：(直径D>10μm) 飘尘：(直径D<10μm)
二、气溶胶粒子的分布：
气溶胶粒子的浓度分布受地理位置、地形、地表 性质、人类居住情况、距污染源的远近程度、气象条 件的影响，所以，不同地方浓度分布不一样。
2.5 大气气溶胶
气溶胶原意是指悬浮在气体中的固体和（或） 液体微粒与气体载体组成的多相体系。
五、微生物、孢子、花粉等有机物质点
六、宇宙尘埃
如流星
2.5.3 气溶胶粒子在大气过程中 的作用
一、在云雾降水中的作用
气溶胶粒子起着凝结核、冰核、凝冻核、凝华核 的作用，使云雾滴能够产生并长大，形成云雾降水。
二、对大气辐射过程的影响
气溶胶粒子能吸收和散射太阳辐射，削减到达地面 的能量，减低低层大气的温度。
大气中含有悬浮着的各种固体和液体粒子，例如 尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉， 以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子。
所以可以把空气看成是一种气溶胶。 习惯上大气气溶胶是指大气中悬浮着的各种固态 和液态粒子（霾、飘尘、烟雾、冰晶、云雾滴、雨滴、 雪花、霰、冰雹等）。
气溶胶粒子 浓度的水平分布
五、在大气化学过程中的作用
气溶胶粒子在大气的许多化学过程中起作用，造成 严重的大气污染事件。如阳伞效应
精品课件！
精品课件！
大气气溶胶的阳伞效应
二、烟尘及工业粉尘
人类活动产生的气溶胶粒子的浓度有明 显的日变化： ◇清晨，浓度最大； ◇中午前后，浓度最小 ◇黄昏，浓度海沫破裂产出海盐水滴，蒸发干涸形成巨核 和爱根核。
四、气-粒转化
爱根核由大气中微量气体转化而来。如so2经光化 学氧化作用，高温下能生成硫酸盐微滴，蒸发后成为 硫酸盐质点。
二、气溶胶粒子的分布：
气溶胶粒子的浓度分布受地理位置、地形、地表 性质、人类居住情况、距污染源的远近程度、气象条 件的影响，所以，不同地方浓度分布不一样。
2.5 大气气溶胶
气溶胶原意是指悬浮在气体中的固体和（或） 液体微粒与气体载体组成的多相体系。
五、微生物、孢子、花粉等有机物质点
六、宇宙尘埃
如流星
2.5.3 气溶胶粒子在大气过程中 的作用
一、在云雾降水中的作用
气溶胶粒子起着凝结核、冰核、凝冻核、凝华核 的作用，使云雾滴能够产生并长大，形成云雾降水。
二、对大气辐射过程的影响
气溶胶粒子能吸收和散射太阳辐射，削减到达地面 的能量，减低低层大气的温度。
大气中含有悬浮着的各种固体和液体粒子，例如 尘埃、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉， 以及由水和冰组成的云雾滴、冰晶和雨雪等粒子。
所以可以把空气看成是一种气溶胶。 习惯上大气气溶胶是指大气中悬浮着的各种固态 和液态粒子（霾、飘尘、烟雾、冰晶、云雾滴、雨滴、 雪花、霰、冰雹等）。
气溶胶粒子 浓度的水平分布
五、在大气化学过程中的作用
气溶胶粒子在大气的许多化学过程中起作用，造成 严重的大气污染事件。如阳伞效应
精品课件！
精品课件！
大气气溶胶的阳伞效应
二、烟尘及工业粉尘
人类活动产生的气溶胶粒子的浓度有明 显的日变化： ◇清晨，浓度最大； ◇中午前后，浓度最小 ◇黄昏，浓度海沫破裂产出海盐水滴，蒸发干涸形成巨核 和爱根核。
四、气-粒转化
爱根核由大气中微量气体转化而来。如so2经光化 学氧化作用，高温下能生成硫酸盐微滴，蒸发后成为 硫酸盐质点。
大气气溶胶PPT课件
比较数据看出： 一方面，天然来源的气溶胶粒子是大气气溶胶的主要
来源； 另一方面，随着工业的不断发展，人类各种活动越来
越占主导地位，以至在气溶胶粒子中人为源所占比例逐年 增加。
16
二．汇
1．干沉降：
颗粒物在重力作用下或与地面及其它物体碰撞后，
发生沉降而被除去。粒径越大，沉降速度越快（v∝d 2） 沉降速度为v的粒子，从该粒子密度最大的高
5
二．粒径
大气颗粒物的大小或称粒径是粒子的最重要的性质， 一般用半径或直径表示，这就意味着将它们看成球体。大 气气溶胶的粒子形状是很复杂的，有接近球形的液体微粒， 有片状、柱状、针状晶体微粒，有雪花状晶体微粒，还有 形状及不规则固体微粒。
空气动力学等效直径
若不规则气溶胶粒子沉降速率与密度=1的球形粒 子沉降速率相同，则这个球形粒子的直径就被定义为所 研究粒子的空气动力学等效直径。
胶体分散法
胶体溶液 气溶胶 （空气介质）
分子分散系 凝聚法
真溶液
分子形式存在
4
大气气溶胶的作用
❖ 当太阳光通过大气时，气溶胶粒子能够散射 太阳光，使大气能见度降低，减弱了太阳的辐 射。 ❖ 由于气溶胶粒径特别小，表面积大，因此为 大气中的许多化学反应提供了良好的反应床； ❖ 某些化学成分（如微量金属离子）对许多化 学反应都有催化作用。
② 液态气溶胶——雾 由液滴分散在空气中形成的液态气溶胶，称为雾。
③固液混合态气溶胶——烟雾
由固液两种微粒分散在空气中形成的固液混合态气溶胶叫
烟雾。
11
四．气溶胶的浓度
质量浓度(mg/m3 ), 数浓度（个/cm3）。
通常认为气溶胶本底的质量浓度约为 10 ug/m3 ，数浓度约为300个/cm3；
来源； 另一方面，随着工业的不断发展，人类各种活动越来
越占主导地位，以至在气溶胶粒子中人为源所占比例逐年 增加。
16
二．汇
1．干沉降：
颗粒物在重力作用下或与地面及其它物体碰撞后，
发生沉降而被除去。粒径越大，沉降速度越快（v∝d 2） 沉降速度为v的粒子，从该粒子密度最大的高
5
二．粒径
大气颗粒物的大小或称粒径是粒子的最重要的性质， 一般用半径或直径表示，这就意味着将它们看成球体。大 气气溶胶的粒子形状是很复杂的，有接近球形的液体微粒， 有片状、柱状、针状晶体微粒，有雪花状晶体微粒，还有 形状及不规则固体微粒。
空气动力学等效直径
若不规则气溶胶粒子沉降速率与密度=1的球形粒 子沉降速率相同，则这个球形粒子的直径就被定义为所 研究粒子的空气动力学等效直径。
胶体分散法
胶体溶液 气溶胶 （空气介质）
分子分散系 凝聚法
真溶液
分子形式存在
4
大气气溶胶的作用
❖ 当太阳光通过大气时，气溶胶粒子能够散射 太阳光，使大气能见度降低，减弱了太阳的辐 射。 ❖ 由于气溶胶粒径特别小，表面积大，因此为 大气中的许多化学反应提供了良好的反应床； ❖ 某些化学成分（如微量金属离子）对许多化 学反应都有催化作用。
② 液态气溶胶——雾 由液滴分散在空气中形成的液态气溶胶，称为雾。
③固液混合态气溶胶——烟雾
由固液两种微粒分散在空气中形成的固液混合态气溶胶叫
烟雾。
11
四．气溶胶的浓度
质量浓度(mg/m3 ), 数浓度（个/cm3）。
通常认为气溶胶本底的质量浓度约为 10 ug/m3 ，数浓度约为300个/cm3；
气溶胶的基本特征
究粒子的等效空动力学直径。
各种等效直径描绘的不是单个粒子的粒径，二是粒子群的统 计特征。
气溶胶分类： 按颗粒物成因分: 分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射 形成微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪 分溅、农药喷洒等。 凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或 固态微粒而形成的气溶胶。
按体积或质量分布出现两个峰值，前一个峰约在0.5m处， 后一个峰约在10m处，这两个峰是两种不同的气溶胶形成过程所 造成的。
表面积分布曲线在0.25m处有一峰值。
粒径：
1.光学等效直径：与直径为Dp的球形粒子具有相同的光散色 能力的不规则粒子，定义Dp为所研究粒子的光学等效直径。 粒子的光散射能力与光波波长有关，一般以0.55微米绿光作 为标准 2.体积等效直径或几何直径：与直径Dp球形粒子具有相同体 积的不规则粒子，定义Dp为所研究粒子的体积等效直径。 3.空气动力学等效直径：与直径Dp且密度为1g.cm-3的球形 粒子具有相同终端降落速度的不规则粒子，定义Dp为所研
③降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在TSP中直径大于30 μm 的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降 尘。
④可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际 标准化组织(ISO)建议将其定为Dp≤10 μm。记为：PM10 ⑤细粒子：能悬浮在空气中，空气动力学直径≤ 2.5 μm的所有粒子， 记为：PM2.5
14
大气颗粒物的粒度分布及表面性质
细颗粒主要化学组分为SO42—、NH4+、NO3—、Pb和含有烟炱 和凝聚有机物的碳，粗颗粒化学组分为Fe、Ca、Si、Na、Cl、 Al等。 城市大气中颗粒物的分布多数属双模型，即积聚模和粗粒模。 二、微粒的表面性质 微粒三种最重要的表面性质:成核作用、粘合和吸着。 成核是指过饱和蒸汽在微粒上凝结形成液滴的现象，雨滴的 形成也涉及成核作用。
气溶胶性质PPT课件
污染元素如Zn, K, Cd, Ni, Cu和Pb等。
.
17
（一）离子成分
阳离子：NH4+、Mg2+、Na+ 、K+等金属离子； 阴离子： SO42- 、NO3- 及Cl- 、Br-等卤素离子存在；
这些离子成分通常是气溶胶理化特性研究的必测项目。 它们对太阳光产生散射和吸收作用，使能见度降低，为大 气污染的标志之一。除影响气候变化，还可以控制气溶胶 粒子的酸化。所以研究离子的浓度、时空分布、粒径分布 等有利于研究气溶胶形成机制，并预测气溶胶的来源。
.
12
气溶胶的来源
大气气溶胶的来源复杂，按照产生的过程分为 自然源和人为源。
自然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的风 蚀、生物的孢子花粉以及火山爆发、森林火灾 等。
人为源主要来自化石燃料燃烧、工农业生产活 动等；人为排放气态污染物在一定条件下的气 －粒转化过程也是大气气溶胶的一个重要来源。
.
13
气溶胶的去除
10
相关概念
一次气溶胶：由排放源直接排放到大气中的颗粒物。 二次气溶胶：通过与气体组分的化学反应生成的颗粒物。 均质气溶胶：所有颗粒物的化学组成相同。 单谱气溶胶：所有的颗粒物粒径大小相同。 多谱气溶胶：多种粒径大小的颗粒物。
.
11
大气气溶胶的浓度表示方法
•数浓度：个/cm3 •表面积浓度：μm2. cm-3 •体积浓度： μm3. cm-3 •质量浓度： mg. m-3; μg. m-3
气溶胶的表面性质
.
15
主要内容
大气气溶胶的化学组成
.
16
气溶胶粒子的化学组成
1
离子成分:
SO42- ；NH4+ ；NO3Mg2+；Ca2+；Na+；Cl-
.
17
（一）离子成分
阳离子：NH4+、Mg2+、Na+ 、K+等金属离子； 阴离子： SO42- 、NO3- 及Cl- 、Br-等卤素离子存在；
这些离子成分通常是气溶胶理化特性研究的必测项目。 它们对太阳光产生散射和吸收作用，使能见度降低，为大 气污染的标志之一。除影响气候变化，还可以控制气溶胶 粒子的酸化。所以研究离子的浓度、时空分布、粒径分布 等有利于研究气溶胶形成机制，并预测气溶胶的来源。
.
12
气溶胶的来源
大气气溶胶的来源复杂，按照产生的过程分为 自然源和人为源。
自然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的风 蚀、生物的孢子花粉以及火山爆发、森林火灾 等。
人为源主要来自化石燃料燃烧、工农业生产活 动等；人为排放气态污染物在一定条件下的气 －粒转化过程也是大气气溶胶的一个重要来源。
.
13
气溶胶的去除
10
相关概念
一次气溶胶：由排放源直接排放到大气中的颗粒物。 二次气溶胶：通过与气体组分的化学反应生成的颗粒物。 均质气溶胶：所有颗粒物的化学组成相同。 单谱气溶胶：所有的颗粒物粒径大小相同。 多谱气溶胶：多种粒径大小的颗粒物。
.
11
大气气溶胶的浓度表示方法
•数浓度：个/cm3 •表面积浓度：μm2. cm-3 •体积浓度： μm3. cm-3 •质量浓度： mg. m-3; μg. m-3
气溶胶的表面性质
.
15
主要内容
大气气溶胶的化学组成
.
16
气溶胶粒子的化学组成
1
离子成分:
SO42- ；NH4+ ；NO3Mg2+；Ca2+；Na+；Cl-
S型气溶胶灭火装置培训PPT课件
举例 说明热气溶胶灭火系统的设计计算
下 面 举例 说明热气溶胶灭火系统的设计计算: 某 通 讯 传输站作为一单独防护区，其长、宽、高分别为5.6 m, 5m,3.5m ，其中含建筑实体体积为23m² 1) 计 算 防护区净容积。 74 V = (5 .6X5X3.5)一23=75(m³), 2) 计 算 灭火剂设计用量。 依 据 气体灭火设计 规范， W = C ·K ·V, C: 取 0 .1 3kg/m³,K 、取1，则: W = 0. 13X 1X 75=9.75 (kg), 3) 产 品 规格选用。 依 据 设计 规范第3.2.1条以及产品规格，选用S型气溶胶灭火装置10kg一台。
清华S型热气溶胶灭火装置调试
一、调试方法： 1、将全部气溶胶灭火装置连接好后，把启动线从气体灭火控制上拆下，用万用表打到欧姆档测量两线的电阻，电阻值符合防区内全部装置的总电阻时，说明接线正常。电阻值很大或者为无穷大是，说明线路有接触不良或者断路。（测试方式如下图）
清华S型热气溶胶灭火装置调试
0
16
0
0
0
温室效应潜能 （GWP值）
0
5800
0
2050
1
毒性
NOAEL(%V/V)
灭火溶度1倍无不良反应
5
43
9
灭火溶度1/5人感呼吸困难
NOAEL(%V/V)
灭火溶度3倍无不良反应
7.5
52
1.5
灭火溶度1/2窒息
灭火速度
快
最快
慢
快
最慢
最小设计用量（g/m³）
130
330
920
626
1000
大气中存活寿命（年）
2、需要调试联动时，把装置的启动线拆下，在气体灭火控制器上的启动输出端接上电子点火头（没有电子点火头时也可以用DC24V小型继电器代替），当火灾报警启动后,达到所设定的启动延时后电子点火器起爆（或继电器吸合）说明气体灭火控制器联动正常。否则需检查气体灭火控制器系统。（接线如下图）
下 面 举例 说明热气溶胶灭火系统的设计计算: 某 通 讯 传输站作为一单独防护区，其长、宽、高分别为5.6 m, 5m,3.5m ，其中含建筑实体体积为23m² 1) 计 算 防护区净容积。 74 V = (5 .6X5X3.5)一23=75(m³), 2) 计 算 灭火剂设计用量。 依 据 气体灭火设计 规范， W = C ·K ·V, C: 取 0 .1 3kg/m³,K 、取1，则: W = 0. 13X 1X 75=9.75 (kg), 3) 产 品 规格选用。 依 据 设计 规范第3.2.1条以及产品规格，选用S型气溶胶灭火装置10kg一台。
清华S型热气溶胶灭火装置调试
一、调试方法： 1、将全部气溶胶灭火装置连接好后，把启动线从气体灭火控制上拆下，用万用表打到欧姆档测量两线的电阻，电阻值符合防区内全部装置的总电阻时，说明接线正常。电阻值很大或者为无穷大是，说明线路有接触不良或者断路。（测试方式如下图）
清华S型热气溶胶灭火装置调试
0
16
0
0
0
温室效应潜能 （GWP值）
0
5800
0
2050
1
毒性
NOAEL(%V/V)
灭火溶度1倍无不良反应
5
43
9
灭火溶度1/5人感呼吸困难
NOAEL(%V/V)
灭火溶度3倍无不良反应
7.5
52
1.5
灭火溶度1/2窒息
灭火速度
快
最快
慢
快
最慢
最小设计用量（g/m³）
130
330
920
626
1000
大气中存活寿命（年）
2、需要调试联动时，把装置的启动线拆下，在气体灭火控制器上的启动输出端接上电子点火头（没有电子点火头时也可以用DC24V小型继电器代替），当火灾报警启动后,达到所设定的启动延时后电子点火器起爆（或继电器吸合）说明气体灭火控制器联动正常。否则需检查气体灭火控制器系统。（接线如下图）
气溶胶及其特性
⑤ 显微粉尘:粒径为0.25μm—10μm，普通显微 镜可分辨。
⑥ 超显微粉尘:粒径小于0.25μm，电子显微镜可 分辨。
止
于
至
善
二、单一粒径的大小及定义方法（常用）
通常情况下，很少有球型颗粒。对于不规则粉 尘颗粒，可根据其三个方向（长、宽、高）的比例 划分为三类：
① 各向同长的粒子---尘粒在三向总长度大致相同。 ② 平板状粒子---二个方向上长度比第三个方向长得多。 ③ 针状粒子---一个方向上长度比另二个方向的长度长得多。
返回
止
于
至
善
3. 筛下累积频率分布 G（%） 定义：小于某一粒径dP的尘样 质量占尘样总质量的百分比
100
dP
dP
G g q dP (%)
0
0
筛下累积频率G(%)
80
60
40
20
1 23 4 5
6
7
8
0
0 5 1015 20 30 40 50 60
d50=13µm 粒径dP（µm）
粉 尘 常 用 的 长 度 度 量 单位 ：
1英 寸 2.54cm 25400m
1m 10-6 m
0
1 A 1010 m 1m 39.4英 寸 1英 尺 0.3048m
300目 筛 下 粒 子 的 粒 径 ：
dp 25400 m 84.67 m
300
止
于
至
善
⒋ 物理当量径---取与颗粒的某一物理量相同 时的球形粒子的直径。
止பைடு நூலகம்
于
至
善
② 烟尘（fume）——在物理化学过程（冶炼、燃烧、 金属焊接）中，由于升华及冷凝而形成的微细固体粒 子。特点：粒度较细，在1μm以下。
⑥ 超显微粉尘:粒径小于0.25μm，电子显微镜可 分辨。
止
于
至
善
二、单一粒径的大小及定义方法（常用）
通常情况下，很少有球型颗粒。对于不规则粉 尘颗粒，可根据其三个方向（长、宽、高）的比例 划分为三类：
① 各向同长的粒子---尘粒在三向总长度大致相同。 ② 平板状粒子---二个方向上长度比第三个方向长得多。 ③ 针状粒子---一个方向上长度比另二个方向的长度长得多。
返回
止
于
至
善
3. 筛下累积频率分布 G（%） 定义：小于某一粒径dP的尘样 质量占尘样总质量的百分比
100
dP
dP
G g q dP (%)
0
0
筛下累积频率G(%)
80
60
40
20
1 23 4 5
6
7
8
0
0 5 1015 20 30 40 50 60
d50=13µm 粒径dP（µm）
粉 尘 常 用 的 长 度 度 量 单位 ：
1英 寸 2.54cm 25400m
1m 10-6 m
0
1 A 1010 m 1m 39.4英 寸 1英 尺 0.3048m
300目 筛 下 粒 子 的 粒 径 ：
dp 25400 m 84.67 m
300
止
于
至
善
⒋ 物理当量径---取与颗粒的某一物理量相同 时的球形粒子的直径。
止பைடு நூலகம்
于
至
善
② 烟尘（fume）——在物理化学过程（冶炼、燃烧、 金属焊接）中，由于升华及冷凝而形成的微细固体粒 子。特点：粒度较细，在1μm以下。
第一节 气溶胶及其特性(10)
⑥ 微粒（fine particulates）——微细固态气溶胶的统 称。各国的定义有所区别，一般指10μm以下的固体气溶 胶。在我国用PM10表示。
止
于
至
善
⒊ 粉尘的分类
① 无机粉尘:包括矿物性粉尘、金属粉尘、人工 无机粉尘。
② 有机粉尘:包括植物性粉尘、动物性粉尘、人 工有机性粉尘
③ 混合性粉尘:各种粉尘的混合物。 ④ 可见粉尘:粒径大于10μm，肉眼可见。
q（％／µm） q（％／µm）
dP
止
于
lndP
至
善
其函数形式为：
q(dP )
1
2 ln g
exp
ln dP ln d g
2 ln 2 g
2
式 中 ： σg、 dg为 对 数 正 态 分 布 的 二 个特 征 数 。
dg为几何平均直径。gd d50
已知在正态分布时，d P d L d50 dd
那么，唯一要确定的就是正态分布标准偏差 了。
以dx表示筛下累积分布G为 x% 时所对应的颗粒粒径
根据正态分布规律，在（ d P ）到
（ d P ）范围内，即 2 范围内，包含了
68.26% 质量的颗粒。
即：d50 σ d15.87 或：d50 σ d84.13
（ P 1g / cm3 ）的球的直径。
5. 分割粒径dc（临界粒径）
对应于除尘器的分级除尘效率为50%时的粒径 （代表除尘器性能的一个重要参数）。
止
于
至
善
三、 粉尘的粒径分布及平均粒径
分散度---某种粉尘中，各种颗粒的个数（质 量或表面积）所占的比例。 在除尘技术的研究中常采用质量分布表示粒径分散度 测定粉尘分散度的方法：
止
于
至
善
⒊ 粉尘的分类
① 无机粉尘:包括矿物性粉尘、金属粉尘、人工 无机粉尘。
② 有机粉尘:包括植物性粉尘、动物性粉尘、人 工有机性粉尘
③ 混合性粉尘:各种粉尘的混合物。 ④ 可见粉尘:粒径大于10μm，肉眼可见。
q（％／µm） q（％／µm）
dP
止
于
lndP
至
善
其函数形式为：
q(dP )
1
2 ln g
exp
ln dP ln d g
2 ln 2 g
2
式 中 ： σg、 dg为 对 数 正 态 分 布 的 二 个特 征 数 。
dg为几何平均直径。gd d50
已知在正态分布时，d P d L d50 dd
那么，唯一要确定的就是正态分布标准偏差 了。
以dx表示筛下累积分布G为 x% 时所对应的颗粒粒径
根据正态分布规律，在（ d P ）到
（ d P ）范围内，即 2 范围内，包含了
68.26% 质量的颗粒。
即：d50 σ d15.87 或：d50 σ d84.13
（ P 1g / cm3 ）的球的直径。
5. 分割粒径dc（临界粒径）
对应于除尘器的分级除尘效率为50%时的粒径 （代表除尘器性能的一个重要参数）。
止
于
至
善
三、 粉尘的粒径分布及平均粒径
分散度---某种粉尘中，各种颗粒的个数（质 量或表面积）所占的比例。 在除尘技术的研究中常采用质量分布表示粒径分散度 测定粉尘分散度的方法：
大气气溶胶PPT课件
4
气溶胶分类（大气科学按粒径）
5
气溶胶的源和汇
6
气溶胶粒子对人体的危害
7
大气气溶胶的浓度
粒子浓度是表征大气气溶胶特性的一个重要的物理量 数浓度、质量浓度、化学成分的质量浓度、面积浓度和体
积浓度 数浓度指单位体积空气中悬浮的粒子数，通常用个/cm3为
单位。质量浓度指单位体积空气中悬浮粒子的质量，用 mg/m3或ug/m3为单位 气溶胶粒子的浓度变化范围很大，受地理、气象和地域经 济结构不同的影响有很大差异。通常认为气溶胶本底的质 量浓度约为10ug/m3，数密度约为300个/cm3
8
大气气溶胶的浓度
气溶胶浓度有明显的季节变化和日变化。 春季高于夏季，采暖季高于非采暖季。 日变化与近地面有大气逆温层的生消有关。
9
大气气溶胶浓度随粒径的分布
大气气溶胶的浓度是 随其粒径不同而变化 的，就数浓度而言， 通常随尺度增加而减 小
10
浓度分布函数
11
12
粒子浓度随尺度分布的经验关系
次生气溶胶是指由微量气体通过成核与凝结转化为粒子。
42
气溶胶粒子的成核作用
43
气溶胶粒子的均相成核
44
45
46
47
气溶胶粒子的非均相成核
当有外来粒子作为核心时，蒸汽分子凝结在该核心表面的 过程称为非均相成核
水溶性物质存在，或有现成的亲水性粒子存在时，常比纯 水更加容易成核、形成胚芽
55
谢谢！
56
谢谢！
57
谢谢！
58
谢谢！
59
谢谢！
60
谢谢！
61
谢谢！
62
谢谢！
63
谢谢！
64
气溶胶分类（大气科学按粒径）
5
气溶胶的源和汇
6
气溶胶粒子对人体的危害
7
大气气溶胶的浓度
粒子浓度是表征大气气溶胶特性的一个重要的物理量 数浓度、质量浓度、化学成分的质量浓度、面积浓度和体
积浓度 数浓度指单位体积空气中悬浮的粒子数，通常用个/cm3为
单位。质量浓度指单位体积空气中悬浮粒子的质量，用 mg/m3或ug/m3为单位 气溶胶粒子的浓度变化范围很大，受地理、气象和地域经 济结构不同的影响有很大差异。通常认为气溶胶本底的质 量浓度约为10ug/m3，数密度约为300个/cm3
8
大气气溶胶的浓度
气溶胶浓度有明显的季节变化和日变化。 春季高于夏季，采暖季高于非采暖季。 日变化与近地面有大气逆温层的生消有关。
9
大气气溶胶浓度随粒径的分布
大气气溶胶的浓度是 随其粒径不同而变化 的，就数浓度而言， 通常随尺度增加而减 小
10
浓度分布函数
11
12
粒子浓度随尺度分布的经验关系
次生气溶胶是指由微量气体通过成核与凝结转化为粒子。
42
气溶胶粒子的成核作用
43
气溶胶粒子的均相成核
44
45
46
47
气溶胶粒子的非均相成核
当有外来粒子作为核心时，蒸汽分子凝结在该核心表面的 过程称为非均相成核
水溶性物质存在，或有现成的亲水性粒子存在时，常比纯 水更加容易成核、形成胚芽
55
谢谢！
56
谢谢！
57
谢谢！
58
谢谢！
59
谢谢！
60
谢谢！
61
谢谢！
62
谢谢！
63
谢谢！
64
大气化学-10-大气气溶胶
4
交通、矿山开发以及其他工业活动：借助其它外力 将粒子与地表分离并将它们举离贴地层，然后由湍流扩 散力和风力将它们输送到大气中。也有一些活动是在大 气中直接将固体物破碎使之成大气悬浮颗粒.
液体破碎过程产生大气气溶胶粒子：海浪溅沫。波浪 撞击、浪击海岸都会将大量的溅沫水滴抛向大气。
海水的运动以及海洋生物活动可产生大量的气泡，这 些气泡会在海水表面发生炸裂，从而将粒子带到空中。 火山爆发将大量的其他粒子喷射到自由对流层，甚至直 接送入到平流层。
此外，还有各种燃烧过程：产生一次气溶胶粒子。除了 产生飞灰外（>1m)，还会产生超细粒子，这些细粒子 会发生碰并而成较大粒子。
5
5.2.2 气-粒转化过程 气-粒转化过程是大气气溶胶的一种重要来源，也
是大气化学中的一类重要的化学-物理过程,该过程导 致质量浓度增加。它是许多重要大气化学过程的最后 一步，对许多大气微量成分构成了清除机制。
Secondary Organic Aerosol
Evaporation upon dilution
Surface / multiphase reactions
POA
Direct Emission
Hodzic, ACP,2009
Forest
Traffic Industries
Biomass Biological Burning Debris
与气-粒转化过程相反，大气中也会发生颗粒态 固相或液相物质转化成气相物质的过程。除了通常 所见的液体蒸发和固体升华过程外，大气中的某些 化学过程也能将粒子转化成气体。
20
（二）非均相成核 当有外来粒子作为核心时，蒸汽分子凝结在该核 心表面的过程称为非均相成核。
在有各种水溶性物质存在或有现成的亲水性 粒子存在时，比纯水更易成核、形成胚芽。
交通、矿山开发以及其他工业活动：借助其它外力 将粒子与地表分离并将它们举离贴地层，然后由湍流扩 散力和风力将它们输送到大气中。也有一些活动是在大 气中直接将固体物破碎使之成大气悬浮颗粒.
液体破碎过程产生大气气溶胶粒子：海浪溅沫。波浪 撞击、浪击海岸都会将大量的溅沫水滴抛向大气。
海水的运动以及海洋生物活动可产生大量的气泡，这 些气泡会在海水表面发生炸裂，从而将粒子带到空中。 火山爆发将大量的其他粒子喷射到自由对流层，甚至直 接送入到平流层。
此外，还有各种燃烧过程：产生一次气溶胶粒子。除了 产生飞灰外（>1m)，还会产生超细粒子，这些细粒子 会发生碰并而成较大粒子。
5
5.2.2 气-粒转化过程 气-粒转化过程是大气气溶胶的一种重要来源，也
是大气化学中的一类重要的化学-物理过程,该过程导 致质量浓度增加。它是许多重要大气化学过程的最后 一步，对许多大气微量成分构成了清除机制。
Secondary Organic Aerosol
Evaporation upon dilution
Surface / multiphase reactions
POA
Direct Emission
Hodzic, ACP,2009
Forest
Traffic Industries
Biomass Biological Burning Debris
与气-粒转化过程相反，大气中也会发生颗粒态 固相或液相物质转化成气相物质的过程。除了通常 所见的液体蒸发和固体升华过程外，大气中的某些 化学过程也能将粒子转化成气体。
20
（二）非均相成核 当有外来粒子作为核心时，蒸汽分子凝结在该核 心表面的过程称为非均相成核。
在有各种水溶性物质存在或有现成的亲水性 粒子存在时，比纯水更易成核、形成胚芽。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10 ppt课件
相关概念
一次气溶胶：由排放源直接排放到大气中的颗粒物。 二次气溶胶：通过与气体组分的化学反应生成的颗粒物。 均质气溶胶：所有颗粒物的化学组成相同。 单谱气溶胶：所有的颗粒物粒径大小相同。 多谱气溶胶：多种粒径大小的颗粒物。
ppt课件
11
大气气溶胶的浓度表示方法
②飘尘： Dp ＜10m能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、 雾等。
③降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在TSP中直径大于30 μm 的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降尘。
④可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标 准化组织(ISO)建议将其定为Dp≤10 μm。
76 176 216.7 149.0 94.64 105.9 43.6 40.0 67.5 54.5 59.3
He et al. (2001) He et al. (2001) Meng et al. (2007) 王荟等. (2003) Wang et al. (2006) Cao et al. (2005) Hu et al. (2002) Gao et al. (1996) Takami et al. (2006) Cao et al. (2005) Cao et al. (2005)
按颗粒物的物理(凝聚)状态分: 固态：烟、尘 液态：雾 固液混合：霾、烟雾
ppt课件
8
中国环境空气质量标准中PM10（ Dp≤10 μm ）的相关标准
浓度限值（mg/m3） 取值时间
一级标准 二级标准 三级标准
年均值
0.04
0.10
0.15
日均值
0.05
0.15
0.25
美国环保局1997年提出、2003年通过了PM2.5国家环境空气质量 标准，规定PM2.5的年均浓度和日均浓度限值分别为15和65 μg/m3。
ppt课件
19
（一）离子成分
与SO2相比，气溶胶中的H2SO4 (SO42-)引起了更多更 严重的问题: H2SO4/SO42-是大气中的强酸，可以使降水酸化，导致 酸雨的主要因素之一，引起一系列严重的生态问题； H2SO4/SO42-主要分布在亚微米范围的颗粒物中，不易 沉降，可通过呼吸道进入人体肺部，对人体健康有影响； H2SO4/SO42-具有较高的消光系数，影响城市能见度的 重要因素之一； 大气中的H2SO4/SO42-颗粒物在大气化学和全球气候效 应等过程中起着非常重要的作用。
•数浓度：个/cm3 •表面积浓度：μm2. cm-3 •体积浓度： μm3. cm-3 •质量浓度： mg. m-3; μg. m-3
p大气气溶胶的来源复杂，按照产生的过程分为 自然源和人为源。
自然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的风 蚀、生物的孢子花粉以及火山爆发、森林火灾 等。
3
元素组成：
地壳元素如Si, Fe, Al, Na, Mg, Ca和Ti等；
污染元素如Zn, K, Cd, Ni, Cu和Pb等。
ppt课件
17
（一）离子成分
阳离子：NH4+、Mg2+、Na+ 、K+等金属离子； 阴离子： SO42- 、NO3- 及Cl- 、Br-等卤素离子存在；
这些离子成分通常是气溶胶理化特性研究的必测项目。 它们对太阳光产生散射和吸收作用，使能见度降低，为大 气污染的标志之一。除影响气候变化，还可以控制气溶胶 粒子的酸化。所以研究离子的浓度、时空分布、粒径分布 等有利于研究气溶胶形成机制，并预测气溶胶的来源。
ppt课件
1
主要内容
大气气溶胶的定义、基本特征 大气气溶胶的化学组成、来源与去除
大气气溶胶的危害
ppt课件
2
大气气溶胶的定义、基本特征
定义 液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成相对稳
定的悬浮体系。
液体或固体微粒（即颗粒物或粒子）是指空气动 力学直径为0.002~100μm的液滴或固态粒子。
形状：很复杂
人为源主要来自化石燃料燃烧、工农业生产活 动等；人为排放气态污染物在一定条件下的气 －粒转化过程也是大气气溶胶的一个重要来源。
ppt课件
13
气溶胶的去除
大气气溶胶主要是通过干、湿沉降的方式去除。
（1）干沉降：重力作用或与地面其他物体碰撞后 沉降。 （2）湿沉降：
① 雨除 ：气溶胶的颗粒物作为凝结核，成为云滴中心， 通过凝结和碰并，云滴增长为雨滴（若T<0 ℃）即雪，形 成降雨/雪。
ppt课件
18
（一）离子成分
1.种类 （1）SO42-
非海盐硫酸盐（nss-SO42-）是对流层气溶胶粒子中普 遍存在的组分，在海洋和大陆环境中都能检测到，但 其气态前体物不同。
海洋中SO42-的气态前体物：来自浮游植物产生的二甲基硫； 大陆SO42-的气态前体物：主要来自人为排放的SO2的转化。
液体颗粒物近似于球形，固体颗粒物多不规则，有片状、 柱状、雪花状、针状等等。
ppt课件
3
气溶胶图例
北京市典型烟尘集合体的TEM图像 （a.链状;b.簇状)
ppt课件
4
表面光滑的飞灰
表面吸附超细 颗粒的飞灰
矿物颗粒石英
ppt课件
硫酸盐
5
气溶胶分类：
按粒径的大小：
①总悬浮颗粒物(TSP)：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到 的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。 Dp(粒径)在100m以下， 其中多数在10 m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。
ppt课件
9
不同地区PM2.5的平均质量浓度（μg/m3）
地点
观测时间
质量浓度
参考文献
北京 北京 太原 南京 上海 广州 青岛 厦门 大连 香港 珠海
1999.7-2000.9夏季 1999.7-2000.9冬季 2005.12 2001 2003.9-2005.1 2002.1-2 1997-2000 1993 2002 2002.1-2 2002.1-2
② 冲刷：在降雨/雪过程中，雨滴将大气中的微粒挟带或 冲刷下来。
ppt课件
14
气溶胶的表面性质
ppt课件
15
主要内容
大气气溶胶的化学组成
ppt课件
16
气溶胶粒子的化学组成
1
离子成分:
SO42- ；NH4+ ；NO3Mg2+；Ca2+；Na+；Cl-
2
有机物含量:
多环芳烃（PAHs） 有机碳（OC）和 无机碳（EC）
⑤细粒子：其粒径小于2.5 μm，记为：PM2.5
ppt课件
6
气溶胶分类：
按颗粒物成因分: 分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射形成
微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪分溅、 农药喷洒等。
凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态 微粒而形成的气溶胶。
ppt课件
7
气溶胶分类：