大气环境化学 (2)优秀课件
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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-fxc-PPT精品文档-PPT精品文档
⑴大气是一切生物体能量的直接供应者。 ⑵是植物光合作用所需CO2、O2的来源，并提供了构
成生物体蛋白质重要的氮源。 ⑶是水循环的传输体、调节器。 ⑷保护作用：吸收宇宙射线、太阳紫外辐射。 ⑸维持地球的热平衡。
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
一、大气的主要成分
大气主要组分是氮和氧，其次是氩和CO2，此外 还有一些稀有气体和痕量元素，如CH4、SO2、NO2、 CO、NH3和O3等，总和不超过0.1%。
SO32-、SO42-、有机硫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物等。 来源：①火山喷发：H2S、 SO2等
②土壤厌氧微生物与植物释放：H2S、(SO2) ③陆地上降雨：SO2 、SO42④风吹起的海盐：SO42⑤人为活动
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑵含氮化合物 NO、NO2、N2O5、NH3、NO3-、 NO2-、NH4+硝
氟氯烃类(CFCs)：完全是人为产生的。破坏 臭氧层。
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑸碳氢化合物 常指C1~C8的可挥发的碳氢化合物，包含烷烃、烯烃、
炔烃、脂肪烃和芳香烃等。 CH4主要是由厌氧细菌的发酵过程如沼泽、泥塘、湿
冻土带、水稻田底部、牲畜反刍和白蚁的墓穴等产生。 汽车废气排出的碳氢化合物主要可分为两类:
烃类----甲烷、乙烯、乙炔、丙烯和丁烷等； 醛类----甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等， 还有少量多环芳烃和芳烃。
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑹大气颗粒物
指浮在大气中的各种固体或液体微粒， 是大气中危害最显著的物质。沉降速度极小， 常用粉尘、烟、煤烟、沉粒、轻雾、浓雾、烟 气等来描述。
第二节 大气中污染物的迁移
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑶含碳化合物 CO、CO2、CHx、含氧烃等。
成生物体蛋白质重要的氮源。 ⑶是水循环的传输体、调节器。 ⑷保护作用：吸收宇宙射线、太阳紫外辐射。 ⑸维持地球的热平衡。
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
一、大气的主要成分
大气主要组分是氮和氧，其次是氩和CO2，此外 还有一些稀有气体和痕量元素，如CH4、SO2、NO2、 CO、NH3和O3等，总和不超过0.1%。
SO32-、SO42-、有机硫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物等。 来源：①火山喷发：H2S、 SO2等
②土壤厌氧微生物与植物释放：H2S、(SO2) ③陆地上降雨：SO2 、SO42④风吹起的海盐：SO42⑤人为活动
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑵含氮化合物 NO、NO2、N2O5、NH3、NO3-、 NO2-、NH4+硝
氟氯烃类(CFCs)：完全是人为产生的。破坏 臭氧层。
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑸碳氢化合物 常指C1~C8的可挥发的碳氢化合物，包含烷烃、烯烃、
炔烃、脂肪烃和芳香烃等。 CH4主要是由厌氧细菌的发酵过程如沼泽、泥塘、湿
冻土带、水稻田底部、牲畜反刍和白蚁的墓穴等产生。 汽车废气排出的碳氢化合物主要可分为两类:
烃类----甲烷、乙烯、乙炔、丙烯和丁烷等； 醛类----甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等， 还有少量多环芳烃和芳烃。
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑹大气颗粒物
指浮在大气中的各种固体或液体微粒， 是大气中危害最显著的物质。沉降速度极小， 常用粉尘、烟、煤烟、沉粒、轻雾、浓雾、烟 气等来描述。
第二节 大气中污染物的迁移
Ⅰ、大气的组成及其主要污染物
⑶含碳化合物 CO、CO2、CHx、含氧烃等。
《大气环境化学》ppt课件
H2CO hv H HCO
H O2 M HO2 M
HCO O2 HO2 CO
来自醛光解的HO2的链反应：
HO2 NO HO NO2
其他醛类在大气中浓度较低，光 解作用不如甲醛重要。
亚硝酸脂和H2O2的光解作用：
CH 3ONO hv CH 3O NO
CH3O O2 HO2 H2CO H2O2 hv 2HO HO H2O2 HO2 H2O
态物种 A 。
激发态物种能发生如下反应：
辐射跃迁，通过辐射磷光或荧光失活
A* A h
碰撞失活，为无辐射跃迁
A* M A M
以上两种是光物理过程
光离解，生成新物质
A* B1 B2
与其它分子反应生成新物种
A* C D1 D2
这两种过程为光化学过程
次级过程 初级过程中反应物与生成物之间进一 步发生的反应，如大气中HCl的光化学反 应过程：
SO2 h SO2* 240 400nm
SO2*在污染大气中可参与许多光化学反应。
（ 图2－10）
(6) 甲醛的光离解
HCHO中H-CHO的键能为 356.5 kJ/mol， 它对 240 – 360 nm 范围内的光有吸收，吸 光后的光解反应为：
HCHO h H HCO HCHO h H 2 CO
第二章 大气环境化学
参考书目 环境化学 戴树桂 主编 高等教育出版社.
第一节 大气中污染物的迁移
一、大气的组成 氮（78.09%）、氧（20.95%）、氩
（0.9%）、CO2（0.03%）、稀有气体 （CH4、SO2、NH3、CO、O3）<0.1%、水 （正常范围 1-3%）
大气固体悬浮物 来自：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）
H O2 M HO2 M
HCO O2 HO2 CO
来自醛光解的HO2的链反应：
HO2 NO HO NO2
其他醛类在大气中浓度较低，光 解作用不如甲醛重要。
亚硝酸脂和H2O2的光解作用：
CH 3ONO hv CH 3O NO
CH3O O2 HO2 H2CO H2O2 hv 2HO HO H2O2 HO2 H2O
态物种 A 。
激发态物种能发生如下反应：
辐射跃迁，通过辐射磷光或荧光失活
A* A h
碰撞失活，为无辐射跃迁
A* M A M
以上两种是光物理过程
光离解，生成新物质
A* B1 B2
与其它分子反应生成新物种
A* C D1 D2
这两种过程为光化学过程
次级过程 初级过程中反应物与生成物之间进一 步发生的反应，如大气中HCl的光化学反 应过程：
SO2 h SO2* 240 400nm
SO2*在污染大气中可参与许多光化学反应。
（ 图2－10）
(6) 甲醛的光离解
HCHO中H-CHO的键能为 356.5 kJ/mol， 它对 240 – 360 nm 范围内的光有吸收，吸 光后的光解反应为：
HCHO h H HCO HCHO h H 2 CO
第二章 大气环境化学
参考书目 环境化学 戴树桂 主编 高等教育出版社.
第一节 大气中污染物的迁移
一、大气的组成 氮（78.09%）、氧（20.95%）、氩
（0.9%）、CO2（0.03%）、稀有气体 （CH4、SO2、NH3、CO、O3）<0.1%、水 （正常范围 1-3%）
大气固体悬浮物 来自：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）
环境化学课件第二章 大气环境化学
O2
0.21
Ar
0.093
H2O
<0.0001-0.04
CO2
370 ppm
CH4
1.7 ppm
O3
10 ppb – 10 ppm
CO
50 ppb – 300 ppb
NOx
5 ppb – 1 ppt
OH
< 1 ppt
• Typical units Number concentration: molecules cm-3 Mixing ratio: ppm, ppb, ppt
➢ 固体悬浮粒子：来自工业烟尘、火山喷尘和海浪 飞逸的盐质等，包括降尘和飘尘。
0.035 0.93
0.01
20.94
氮
氮
氧
氧
氩
氩
78.09
二氧化碳
二氧化碳
稀有气体
稀有气体
99.9
空气的主要成分
TYPICAL ATMOSPHERIC COMPOSITION
(mole fraction)
N2
0.78
纬度地区为10~12km，两极附近为8~9km。
➢ 随季节变化夏季较厚，冬季较薄。
对流层（troposphere）
特点：
气温随高度升高而降低： 大气垂直递减率：随高度升高气温的降低率。表征 大气的温度层结。 dT dz
式中 T――绝对温度，K； z――高度。
在对流层中，dT/dz＜0，且Γ＝0.6K/100m，即每 升高100m，温度降低0.6℃。
输出速度
消耗
转化为 其它物质
循环
大气是一个流动体系和循环体系。 气体组分的寿命少则几小时， 多则达百万年以上。 这与组分的性质、储量及迁出或循环的途径等有密切关系。
《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
第二章大气环境化学PPT课件
第二章 大气环境化学
(Atmosphere Environmental Chemistry)
.
1
本章重点
（1）污染物在大气中迁移过程；
（2）光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成 过程和机理。
.
2
大气环境化学
• 1. 研究对象：天然和人为活动产生的大气中重要的活性物质，包 括大气、降水中的。
– 活性是指：①有反应性；②无反应性，但对生物有害，如SOx、NOx、 O3、PAN等。
.
3
• 大气是指包围在地球表面并随着地球旋转的空气层。大气也称为 大气圈或大气层。大气是地球上一切生命赖以生存的气体环境。
• 大气层的重要性还在于：（1）它吸收了来自太阳和宇宙空间的大 部分高能宇宙射线和紫外辐射，是地球生命的保护伞；（2）大气 也是地球维持热量平衡的基础，为生物生存创造了一个适宜的温 度环境。
.
15
• 例 1 CH4 在 对 流 层 平 均 浓 度 c=1.55ppm ， 不 随 时 间 变 化 ， 则 FCH4=RCH4=1.5×1014 mol/y，求得停留时间为
ti 5 .1 1 41 1 .0 5 83 4 1 1 10 3 4 1 0 1 .5 6 1 5 6 0 2 .4 y （3/4指对流层占总大气圈质量的比例，16为分子量）
• 地表大气平均压力1个大气压，相当于1cm2地表上承受的空气柱 的质量为1034g。地球总表面积为5.1108km2。大气质量随高度 的分布极不均匀，主要集中在下部。大气层没有明确的边界，但 从北极光的最高发光点推算，离地面800km的高空还有少量空气 存在。所以，一般称大气层的厚度为1000km，但其75%的质量只 在10km以下的范围内，99%在30km以下，高度100km以上，空 气质量仅是整个大气圈质量的百万分之一。
(Atmosphere Environmental Chemistry)
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1
本章重点
（1）污染物在大气中迁移过程；
（2）光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成 过程和机理。
.
2
大气环境化学
• 1. 研究对象：天然和人为活动产生的大气中重要的活性物质，包 括大气、降水中的。
– 活性是指：①有反应性；②无反应性，但对生物有害，如SOx、NOx、 O3、PAN等。
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3
• 大气是指包围在地球表面并随着地球旋转的空气层。大气也称为 大气圈或大气层。大气是地球上一切生命赖以生存的气体环境。
• 大气层的重要性还在于：（1）它吸收了来自太阳和宇宙空间的大 部分高能宇宙射线和紫外辐射，是地球生命的保护伞；（2）大气 也是地球维持热量平衡的基础，为生物生存创造了一个适宜的温 度环境。
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15
• 例 1 CH4 在 对 流 层 平 均 浓 度 c=1.55ppm ， 不 随 时 间 变 化 ， 则 FCH4=RCH4=1.5×1014 mol/y，求得停留时间为
ti 5 .1 1 41 1 .0 5 83 4 1 1 10 3 4 1 0 1 .5 6 1 5 6 0 2 .4 y （3/4指对流层占总大气圈质量的比例，16为分子量）
• 地表大气平均压力1个大气压，相当于1cm2地表上承受的空气柱 的质量为1034g。地球总表面积为5.1108km2。大气质量随高度 的分布极不均匀，主要集中在下部。大气层没有明确的边界，但 从北极光的最高发光点推算，离地面800km的高空还有少量空气 存在。所以，一般称大气层的厚度为1000km，但其75%的质量只 在10km以下的范围内，99%在30km以下，高度100km以上，空 气质量仅是整个大气圈质量的百万分之一。
大气环境化学2PPT教案学习
第154页/共133页
大气窗口
CO2 吸 收 光 谱
CO2强烈吸收 12001630 nm辐射；
400 800 1200 1600 2000 2400 nm
H2O 吸 收 光 谱
H2O吸收700-850 nm、 1100-1400 nm；
地表红外辐射
大气窗口：850-1100nm
单向过滤作用；大气升温，维持地球热平衡。
第387页/共133页
3.2.3 含氮化合物
大气中重要的含氮化合物： N2O、NO、NO2、 NH3、HNO2、HNO3、铵盐……
NOX
主要来源：闪电、生物活动、火山爆 发、森林火灾、燃料燃烧、化肥、炸 药、染料……
有害影响：光化学烟雾的元凶；酸雨 转化： →HNO3和盐。通过干、湿沉
降去除。 第398页/共133页
• 天然源：
• 自然尘 • 森林、草原火灾 • 火山活动 • 森林排放 • 海浪飞沫
第265页/共133页
大气污染的危害
不利影响和危害：
人、动物、植物、材料、物品 气候变化(局部地区和全球)
人：急性中毒、慢性中毒、致癌。 途径：
① 呼吸 ② 饮食 ③ 皮肤
第276页/共133页
大气污染物分类
2) 燃料
CFCs 工业生产
SO2 1) 火山 2) 燃烧
汇
其他影响
1) 被海洋吸收 2) 植物光合作用
影响大气平流层中O3的浓度
1) 和OH反应 2) 土壤微生物吸收
1) 土壤吸收 2) 光分解、和O反应
· 影响O3、HO 、H2O浓度，
产生CO2
影响平流层O3的浓度
与NOx、ClOx、HOx等反应 1) 被土壤吸收 2) 和OH反应
大气窗口
CO2 吸 收 光 谱
CO2强烈吸收 12001630 nm辐射；
400 800 1200 1600 2000 2400 nm
H2O 吸 收 光 谱
H2O吸收700-850 nm、 1100-1400 nm；
地表红外辐射
大气窗口：850-1100nm
单向过滤作用；大气升温，维持地球热平衡。
第387页/共133页
3.2.3 含氮化合物
大气中重要的含氮化合物： N2O、NO、NO2、 NH3、HNO2、HNO3、铵盐……
NOX
主要来源：闪电、生物活动、火山爆 发、森林火灾、燃料燃烧、化肥、炸 药、染料……
有害影响：光化学烟雾的元凶；酸雨 转化： →HNO3和盐。通过干、湿沉
降去除。 第398页/共133页
• 天然源：
• 自然尘 • 森林、草原火灾 • 火山活动 • 森林排放 • 海浪飞沫
第265页/共133页
大气污染的危害
不利影响和危害：
人、动物、植物、材料、物品 气候变化(局部地区和全球)
人：急性中毒、慢性中毒、致癌。 途径：
① 呼吸 ② 饮食 ③ 皮肤
第276页/共133页
大气污染物分类
2) 燃料
CFCs 工业生产
SO2 1) 火山 2) 燃烧
汇
其他影响
1) 被海洋吸收 2) 植物光合作用
影响大气平流层中O3的浓度
1) 和OH反应 2) 土壤微生物吸收
1) 土壤吸收 2) 光分解、和O反应
· 影响O3、HO 、H2O浓度，
产生CO2
影响平流层O3的浓度
与NOx、ClOx、HOx等反应 1) 被土壤吸收 2) 和OH反应
第二篇 大气环境化学2气相大气化学 优质课件
M，本身又回到基态。碰撞失活，光物理过程。 A*=B1+B2+。。。 (3)光离解，光化学反应过程。 A*+C=D1+D2+。。。(4)A*与其它分子反应生成新物种。
4
2.1 大气光化学反应基础
次级过程是指在初级过程中反应物和产物之间进一步反应。比如大 气中氯化氢的光化学反应过程。 HCl+hv=H+Cl（初级过程，激发-光离解） H+HCl=H2+Cl（次级过程，反应物和产物之间反应。） Cl+Cl=Cl2 （次级过程，产物之间的反应。） 对于环境化学而言，光离解等化学过程非常重要，气态污染物通常 可参与这些反应而发生转化。
被
自
由
基
OH、CH3O、CH3O2
和
OH + NO HONO
CH3O + NO CH3ONO(烷基亚硝酸酯)
13
2.2 氮氧化物的气相反应
CH3O2 + NO CH3O + NO2 RO2 + NO RO + NO2 NO2在日光照耀下可与OH和O3等反应，其反应式： OH + NO2 HNO3 O3 + NO2 NO3 + O2
7
2.1 大气光化学反应基础
Ѱ*
Es 8
8，9：光化学过程。分子吸收光能成为激发态而发生
Ѱ
各种反应。
S1
6
Ѱ*
9 T1
Ѱ
6 S1=T1+热量，不同电子组态间的跃迁.
“系间窜跃”。
Ѱ*
Ѱ
S0
7 T1=S0+热量， “系间窜跃”。
吸收；2单重态-三重态吸收 3荧光：单重态-单重态发射时，发射的光称荧光。电 子组态未改变；4T1-S0 磷光：三重态-单重态发射时，发射的光。电子组态改变。5 S1=S0+ 热量，热失活，受激发分子与其它分子碰撞，“系内窜跃”。
4
2.1 大气光化学反应基础
次级过程是指在初级过程中反应物和产物之间进一步反应。比如大 气中氯化氢的光化学反应过程。 HCl+hv=H+Cl（初级过程，激发-光离解） H+HCl=H2+Cl（次级过程，反应物和产物之间反应。） Cl+Cl=Cl2 （次级过程，产物之间的反应。） 对于环境化学而言，光离解等化学过程非常重要，气态污染物通常 可参与这些反应而发生转化。
被
自
由
基
OH、CH3O、CH3O2
和
OH + NO HONO
CH3O + NO CH3ONO(烷基亚硝酸酯)
13
2.2 氮氧化物的气相反应
CH3O2 + NO CH3O + NO2 RO2 + NO RO + NO2 NO2在日光照耀下可与OH和O3等反应，其反应式： OH + NO2 HNO3 O3 + NO2 NO3 + O2
7
2.1 大气光化学反应基础
Ѱ*
Es 8
8，9：光化学过程。分子吸收光能成为激发态而发生
Ѱ
各种反应。
S1
6
Ѱ*
9 T1
Ѱ
6 S1=T1+热量，不同电子组态间的跃迁.
“系间窜跃”。
Ѱ*
Ѱ
S0
7 T1=S0+热量， “系间窜跃”。
吸收；2单重态-三重态吸收 3荧光：单重态-单重态发射时，发射的光称荧光。电 子组态未改变；4T1-S0 磷光：三重态-单重态发射时，发射的光。电子组态改变。5 S1=S0+ 热量，热失活，受激发分子与其它分子碰撞，“系内窜跃”。
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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采样方法
1 .直接采样法 ①被测组分浓度高 ②分析方法灵敏度高
注射器采样 塑料袋采样 采气管采样 真空瓶采样
V=v0(P-P0)/P
2.浓缩采样法
①被测组分浓度小 ②分析方法灵敏度不够高
溶液吸收法：
吸收液的选择 对被采集物质溶解度要大 与被采集物质的化学反应速度要快 稳定时间长 有利于下一步分析
用标准气测定采样效率，采样效率K为：
K C1 100% C0
C1—实测浓度 C0—配制浓度
相对比较法
配制一定浓度范围的待测气体，串联2－ 3个采样管采集所配制的样品，采样效率K为：
K
C1
10％ 0
C1C2C3
K应大于90％，若K小于90％，应串三个 管使用
气样体积的换算
1.由采样现场的气体流量Q(L/min)和持续时间(S，min)
大气环境化学 (2)优秀课件
分类
对污染源的监测：排出口监测 对大气的监测： 以大气为对象 职业暴露监测： 在工作地点采样
以上都可采用大气污染连续自动监测系统
若干个大气污染固定监测站 大气污染流动监测站
一个 监测中心和数据通信系统。
二、采样方法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ仪器
选择采样方法要考虑的因素 1.污染物的存在状态 2.污染物的浓度 3.污染物的理化特性 4.所用分析方法的灵敏性
即可求出现场采样的体积Vt＝QS(L)
2.同时记录现场采样温度t(℃)和大气压力Pa，再将现场
体积Vt换算成参比状态的气样体积，以便统一比较。
参比状态为25℃，101.3KPa
标准状态：
V 25V t2 27 7 3 2 3 t 5 1P 0.3 a 1
V0Vt 2277 3t31P 0.3 a 1
该方法是将过滤材料放在采样夹上，用抽 气装置抽气，则空气上的颗粒物被阻留在过滤 材料上，秤量过滤材料上富集的颗粒物重量， 根据采样体积可计算出空气中颗粒物的浓度。
滤料常用 纤维状虑料：滤纸、玻璃纤维虑膜，过氯乙烯滤 膜等。
筛孔状虑料：微孔滤膜、核孔滤膜、银薄膜
低温冷凝法
①应用范围：常温下难于被固体吸附剂完全阻留的一些 低沸点气态化合物，所以用制冷剂将其冷凝下来。eg： 苯乙烯，三氯乙醛等
玻璃微球)或纤维状物(如滤纸、玻璃棉 氨→涂渍硫
等)表面涂渍能与被测组分发生化学反
酸的石英砂 填充柱
应的试剂制成。也可用纯金属丝毛或
细粒作填充剂
2)气样通过填充柱时，被测组分在填充 剂表面因发生化学反应而被阻留
3)采样量和采集速度大，富集物稳定， 对气态、蒸汽态和气溶胶态物质有较 高的富集效率
滤料阻留法
（2）计算：
Mw1w030 10 4 sn
M－降尘总量（t/(km2月） w1－总重（g） w0－空蒸发皿重（g） S－积尘缸缸口面积（cm2） n－实际采样天数（d）
飘尘的测定
1、重量法：
飘尘m 浓 /g m 3＝ 度 w 2-w 11000 Vr
2、 压电晶体振荡器法
带正电的石
高压电作用
尘粒
气样测定结果的表示方法
①mg/m3 单位体积内所含待测物的质量数
②ppm 被测物体积与气样总体机之比
ppm 被 气测 样物 总体 体积 积 106
③
ppm m m3g24.5 M
M摩尔质量，24.5参比态下体积/mol
例：
测定某采样点大气中的NOx时，用装有5ml吸收液的筛板 式吸收管采样，采样流量为0.30L/min，采样时间为1小时， 采样后用分光光度法测定并计算得知全部吸收液中含有 2.0ugNOx,已知采样点温度为5oC,大气压为100KPa,求气样中 NOx的浓度。
常用的有： 物理溶解— 氯化氢、甲醛→水 有机农药→5%甲醇 化学反应---硫化氢→氢氧化钠 SO2 →四氯汞钾
仪器
填充柱阻留法
吸附型填充柱、分配型填充柱、反应型填充柱
吸附型填充柱
1).填充剂 活性炭、硅胶、分子筛、高分子多孔微球等。
2).表面吸附作用 分子间引力引起的物理吸附，吸附力较弱,剩余价键
颗粒物中主要组分的测定
金属元素的测定
1、项目:Cu,Zn,Pb,Fe,Co,Ni,Cr 2、预处理： （1）干式灰化法 ： 坩锅500－900℃ （2）湿式分解法：酸溶解并破坏有机物
注意事项 ①夏季，防藻类繁殖，内加入 2ml0.05ml/L的CuSO4 ②冬季，防结冰和冻裂，内加入 300ml 20％的甲醇或乙 醇代替水
降尘总量的测定：
收 （集 1物 ）步骤：1 0 重0 m 量l 烧 法杯 中 蒸 电 发 热 至 板 1 0 0 m l 蒸 发 皿 水 浴 蒸 干 干 1 0 燥 5 度 ， 烘 秤 箱 重
带负电 英晶体表面
放电沉积
振荡器1的f降低
使振荡器1重量增加
△f=K △M △M =C Q t C= △f /(K Q t)=A △f
3.β射线吸收法 N=N0-K△M
△M=(1/K)ln(N0/N) 大气中含尘浓度：
C M S S ln N0 V VK N
式中：K - -质量吸收系数(cm2/mg) M - -单位面积上尘量(mg/cm2) V - - - 采样体积 S- - - 采样面积
1) Vt=0.30x60=18(L)
V0=18(273/278)(100/101.3)=17.4 2)NOx(mg/m3)=2.0x10-3/17.4x10-3=0.11
2.01 062.24
NxO (pp) m
46 1.74
16 00.056
三、颗粒物的监测
自然降尘量的测定：
采集器—内径15cm，高30cm的缸内 加入300－500mL蒸 馏水 ，上用尼龙网罩防异物落 入
②冷冻剂 冰－盐水(－10℃) 干冰－乙醇(－72℃) 液氨(－183℃) 液态空气(－190℃) 半导体制冷器
③仪器 冷阱，选择性过滤器，浓缩管
采样器
1)总悬浮颗粒物
(TSP)：
2)飘尘采样器
采样效率
指在规定的采样条件下所采集到的污 染物量占其总量的百分数
评价方法
绝对比较法 相对比较法
绝对比较法
力引起的化学吸附，吸附力较强
分配型填充柱
1.填充剂 表面涂高沸点有机溶剂的惰性多孔颗
粒物，如硅藻土，类似于GC中的固定相 2.当被采集气样通过填充柱时，在有机溶
剂中分配系数大的组分保留在填充剂上 而被富集
有机氯农药、PCB →5% 甘油的硅酸铝
采集效率：90~100%
反应型填充柱
1)填充剂：由惰性多孔颗粒物(如石英沙、