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。
<1 <1 -0.5 <1
形成特征 雾化、冷凝过程
主要效应 净化空气
雾化、蒸发、凝结和凝聚 过程
机械粉碎、扬尘、煤燃烧
降低能见度、影响人体 健康
能形成水核
蒸发、凝聚、升华过程， 一旦形成很难再分散
影响能见度
升华、冷凝、燃烧过程
降低能见度、影响人体 健康
冷凝过程、化学反应
降低能见度、影响人体 健康
燃烧过程、升华过程、冷 凝过程
粗分散体系 > 10-7 m
牛奶，豆浆
分散体系按聚集状态分类
分散介质 分散相 名 称
实例
气
泡沫
肥皂泡沫
液
液
乳状液
含水原油
固 液溶胶悬浮液
泥浆、油墨
气
固
液
固
固溶胶
浮石、泡沫玻璃 珍珠
某些合金、染色塑料
气
液 固
气溶胶
雾、油烟 粉尘、烟
分散质
固体或液体分散在气体中所形成的胶 体体系称为气溶胶。
如烟、雾、空气中的粉尘等。
四、气溶胶的粒径分布
所谓气溶胶粒径分布是指所含颗粒物的浓度按粒子大小的分布情况。
图2-2 某城市大气颗粒物的数量浓度、表面积浓度和体积浓度分布曲线
城市大气
直径小于0.1m颗粒（居多 ）
体积或质量分布（峰值 ） 0.5m，10m
细颗粒--蒸汽凝结 粗颗粒---灰尘、飘尘及小粒径气溶胶长大而成的颗粒
颗粒直径/μm 0.1 1 10 100
沉降速度/cm·s-1 8×10-5 4×10-3 0.3 30
到达地面所需时间 2-13a 13-98d 4-9h
3-18min
Βιβλιοθήκη Baidu
2.湿沉降
指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程。它 是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。湿沉 降也可分雨除(Rainout)和冲刷(Wash out)两种机制。
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)
表2—7 气溶胶形态及其主要形成特征
形态
轻雾 （mist）
浓雾（fog）
分散质 水滴
液滴
粉尘 (dust)
烟尘 (fume)
(气)
烟（smoke）
固体粒子 固、液微粒
固体微粒
烟雾 (smog)
烟炱 (soot)
霾(haze)
液滴、固体颗 粒
固体微粒
液滴、固体颗 粒
粒径/μm >40 <10 >1
0.01-1
11
气溶胶源和汇—气溶胶人为源
燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物，如煤烟、飞灰等 工业生产排放的固体微粒 汽车尾气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物 人为排放SO2（一定条件下）-----硫酸盐粒子
12
气溶胶消除（汇）
1.干沉降
v gd 2 ( 1 2 ) 1.8
粒径越大，扩散系数和沉降速度也越大
表2—9 不同粒径颗粒物的沉降速度
大气是由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气 中形成的一个相对稳定的庞大的分散体系。也称为气 溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗 粒物。微粒的动力学直径为0.002～100μm。由于粒 子比气态分子大，比粗尘颗粒小，因而它们不象气态 分子那样服从气体分子运动规律，但也不会受地心引 力作用而沉降，它们具有胶体的性质。
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。
粒径大于2m的颗粒物属粗粒，由机械粉碎、液滴蒸发等过程形 成的，属于粗粒模。
图2—3 气溶胶的粒径分布及来源和汇
气溶胶粒子的成核是通过物理和化学过程形成的。气体 经过化学反应，向粒子转化的过 程从动力学角度上可以分 为以下四个阶段：
1.均相成核或非均相成核，形成细粒子分散在空气中。 2.在细粒子表面，经过多相气体反应，使粒子长大。 3.由布朗凝聚和湍流凝聚，粒子继续长大。 4.通过干沉降(重力沉降或与地面碰撞后沉降)和湿沉 降(雨除和冲刷)清除。
胶体体系(粒子的线度在1100nm(10-7-10-9 m)之间的分散 体系。如金溶胶、微乳液等。
粗分散体系(粒子的线度在大于 100nm的分散体系)。如悬浮液， 乳浊液、泡沫等。
分散体系按线度大小的分类
分散体系 粒子的线度
实例
分子分散
< 10-9 m 乙醇-水溶液，空气
胶体分散 10-7-10-9 m AgI或Fe(OH)3水溶液
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气体的氧化过程
2.气相中的成核过程
H2SO4 (g) H2O(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）
第二节 气溶胶化学
学习要求：
1. 理解气溶胶粒子成核过程 2. 理解气溶胶的源与汇 3. 气溶胶粒子的化学组成
一、什么是气溶胶？
胶体：粒子的线度在1-100nm(10-7-10-9m) 之间的分散体系。
分散体系：将一种或几种物质分散在另 一种物质中所构成的体系。
分散体系
溶液(真溶液) (原子、分子或 离子均匀分散在另一均相物质 中所形成的体系)。
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✓溶固胶液按混粒合径态大气小溶又胶可—分—为烟：雾(smog)。 ✓ 总悬浮颗粒物(total suspended particulates或 TSP)， ✓ 飘尘， ✓ 降尘， ✓ 可吸入粒子(inhalable particles或IP)