酸沉降

质量传输动力学
气体迁移到液滴表面；
气体越过气液界面进入液滴内表面
在液滴内表面建立解离平衡
各物质在液滴内迁移
物质在液滴内反应
云内清除过程
从大气的性质来看，云内清除受云的类型，大气温度
和湿度等因素的影响。 从化学角度来看，影响云滴酸度主要有两个过程：
含SO42一和NO3—的气溶胶作为活性凝结核参与成云
大气中酸性物质的形成
SO2和NOX在气相中氧化成H2SO4和HNO3后，以气溶胶或气体的形式进入液相， 或者SO2和NOX被吸收进入液相后，在液相中被氧化成SO42—和NO3—，此即SO2和 NOX转化为SO42—和NO3—的气相路径和液相路径。此外，SO42—和NOX还可以在气 液界面发生化学反应，转化为SO42—和NO3—，这就是多相气液反应。
干沉降
干沉降的三种物理过程：
（1）从大气边界层下部（1km）湍流输送，在靠近 地面的层流底层（1-2km）迁移 （2）层流底层中靠分子扩散作用向下表面输送 （3）表面吸附（植被，土壤，雪，水面） 干沉降的机制类似于电或热流通过一系列的阻碍，于 沉降的总阻力可以用空气动力学阻力ra，表面阻力rs。 和转换阻力rt来表示。总阻力r与干沉降速率成反比：
（4）酸雨形成与土壤地带性差异有关
南方土壤多属地带性红壤和黄壤，北方土壤多属碱性土。 这些碱性土壤粒子被风吹扬到空中，对雨水中的酸起 中和作用。
雾、露、霜的化学组成
雾、露、霜都是小蒸气在近地面大气层中凝结或 凝华的结果。雾是一个近地面的气象现象由于近 地面大气中浓集苗大致的污染气体和气溶胶，同 时雾滴比雨摘要小100倍，可以预测雾滴对污染物 的清除应该比雨滴更为有效，因此雾水应比雨水
酸雨的形成
云滴相互碰并或与硫酸盐等气溶胶粒子碰并，同时吸
收大气气体污染物，在云滴内部发生化学化学反应。
云内清除
云下清除或冲刷
例如，对于造成降水酸化的SO42— 来说，一般认为它
进入降水主要通过以下五个途径。 1．由源排放的气态SO2 经气相反应生成H2SO4 或硫酸 盐气溶胶； 2．云形成时，含硫酸根的气溶胶粒子以凝结核的形式 进入降水， 3．云滴吸收了SO2气体，在水相氧化形成SO42—； 4．云滴成为雨滴降落时清除了含SO42—的气溶胶， 5．雨滴下降时吸收SO2，再在水相中转化成SO42— 途径2和3即为雨除，4和5为冲刷，在雨除和冲刷过程 中，同时进行着SO2的液相氧化。
硫酸
酸雨中 的 酸性物 质
硝酸
而主要酸性物质是SO2和NOX，因此形成酸雨的主要化
学过程就是SO2和NOx的氧化过程。
1.SO2的气相氧化过程
（1）被光化学氧化剂氧化。SO2 经过波长290至400nm 光的作用下，其反应为：
（2）间接光氧化：大气环境中自由基来自NOX 与碳氧 化合物相互作用过程的中间产物，也来自光化学污染 产物。SO2 与氧化性自由基如OH、O2、HO2等碰撞而 发生氧化。反应过程如下：
二氧化硫的液相氧化
（1）SO2与O 2的非催化反应：
（2） SO2和O2在Mn2+、Fe3+等的催化氧化：
（3）SO2与过氧化氢的氧化反应：
夏季很重要Βιβλιοθήκη Baidu
如果以反应生成的硫酸根速率用R来表示，则在实际大气的云、 雾和雨中，上述各反应的速率大小有以下关系：
气相SO2和NOX，向H2SO4和HNO3的转化主要与OH自
云下清除过程
雨滴离开云基，在其下落过程中有两种可能：(1)水分
部分或全部蒸发 ；(2)继续吸收和捕获大气中的污染气 体和气溶胶，这就是污染物的云下清除或降水的冲刷 作用。 雨滴对气溶胶粒子的捕获:雨滴在下落过程中捕获气溶 胶粒子，单位时间内被RP粒径雨滴捕获的气溶胶粒子 的质量为：
云内和云下清除过程的比较
酸沉降
硕920 伏渭娜
酸沉降
酸雨的来源
酸雨的形成
影响酸雨形成的因素
雾、露、霜的化学组成 干沉降 酸沉降的危害
防治酸雨的综合对策
酸沉降
酸沉降(Acid Deposition)是指大气中的酸通过降水，如雨、雾、雪等迁移到地表， 或在含酸气团气流的作用下直接迁移到地表。前者即是湿沉降(Wet Deposition)， 后者即是干沉降(DryDeposition)。
云滴生长过程中云滴吸附污染气体并在云滴内 发生化学反应
气溶胶的雨除
气溶胶粒子进入云滴可通过以下三种机制： 1.活性凝结核 2．气溶胶粒子和云滴的碰并
气溶胶粒子与云滴的碰并遵从以下规律：
3．气溶胶粒子受力运动进入云滴 云滴附近由于水蒸气的凝结，通常存在蒸汽压梯度。伴 随水蒸气分子的扩散，气溶胶粒子受到一个力的作用， 以至可沿着蒸汽压梯度方向移动而进入云滴。
雾滴的污染环境始终如一。
晚上当空气滞流并湿 润时，雾形成在光化 学烟雾产生的二次气 溶胶上；
第二天早上，雾水蒸 发，留下气溶胶，气 溶胶又有助于再次产 生光化学烟雾。
虽然雾水中各种离子浓度比雨水高，应该注意到酸雾对地球表 面总酸沉降的贡献却相对较小。这是因为雾水的蒸发可能发生在沉 降之前，此外雾滴比雨滴小，因此雾水的总体积也较小，同时雾滴 的沉降速率也很小。
酸雨的来源
大气中可能形成酸的物种是：含硫化合物－SO2、SO3、H2S、(CH3)2S（二甲基硫 DMS）、(CH3)2S2（二甲基二硫DMDS），羰基硫COS、CS2、CH3SH硫酸盐和硫 酸；含氮化合物－NO、NO2、N2O，硝酸盐，硝酸，以及氯化物和HCl等。 国外酸雨中硫酸与硝酸之比为2:1，我国酸雨以硫酸为主，硝酸量不足10%。

风速小，vd也小；转换阻力增加，vd迅速下降；当转换阻力rt大于l s／cm时， 不管风速怎样，vd总小于l cm／s，同时，vd几乎与表面粗糙度无关(图6—28、 6—29)。 因此他认为转换阻力是决定干沉降速率大小的最关键因素。
酸沉降的危害
8.防治酸雨的综合对策
1使用低硫燃料和改进燃烧装臵 改进燃烧方式也可以达到控制SO2和NOX排放的目的。 使用低NOX的燃烧器来改进锅炉，可以减少氮氧化物 排放。流化床燃烧技术近来已得到应用，新型的流化 床锅炉有极高的燃烧效率，几乎达到99%，而且能去 除80～95%的SO2和氮氧化物，还能去除相当数量的重 金属。这种技术是通过向燃烧床喷射石灰或石灰石完 成脱硫脱氮的。 2烟道气脱硫脱氮 3控制汽车尾气排放
由表可见雨除对雨水中SO42—的贡献在25～68％之间，冲刷则 贡献了32～75％。从SO2转化而通过湿沉降去除的SO42—占15～75 ％，而以SO42—形式直接湿沉降去除的SO42—占25%～85％。
影响酸雨形成的因素
酸雨形成与酸性氧化物的浓度及转化条件有关
与天气形势和降水有关
暖式切变线与酸雨的相关程度最大，由它产生的酸 雨占切变线产生酸雨总数的88％。 天气状况：G qi pH值降低 酸雨形成与酸性氧化物的浓度及转化条件有关 酸雨多发生在大气层较稳定的连续性降水过程
更酸，离子浓度更高。
Brewer等认为雾水中离子浓度高的主要原因在于： (1)近地面的雾通常与高浓度的环境污染物相接触； (2)雾滴粒度小，使得雾滴很快饱和，因此雾滴内的液相反应时间长，速率快， SO42—等二次离子的生成浓度较高； (3)雾滴小，表面积大，提高了离子和气体的扩散速率，使得这些成分的最后 浓度或它们的反应产物浓度较高， (4)降雨通常伴随着新鲜空气团的对流，因而雨滴所经历的环境逐渐清洁，而
由基有关
第一个反应提供了大于98％的气相反应产生的H2S04，
第二个反应是气相产HNO3 最主要的反应，它比反应 (6—32)大约快10倍。
氮氧化物的液相氧化反应
NO 2和NO 相互转化
NOx的气相氧化
白天 反应
夜间反应
液相有机反应
甲醛
乙烯
气体的雨除取决于气体分子的传质过程(分子的扩散速率，在水中的溶解性等) 和在溶液中的反应性，同时还与云的类型和云滴有关。在污染气体的云内清除过 程中化学氧化速率是整个过程的决速步。液相氧化反应的速率取决于氧化剂的类 型和浓度，而污染气体在云滴中的溶解度取决于气相浓度和云滴的pH值。