第二章大气环境化学优秀课件
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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)
.
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。
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”。
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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烃；氟氯烃类
1、含硫化合物
H2S、SO2、SO3、H2SO4、SO32-、SO42-、COS(氧 硫化碳)、CS2（二硫化碳）(CH3)2S（二甲基 硫）等
（1）二氧化硫 （sulfur dioxide, SO2） I. 危害：刺激性气体；植物危害；酸雨 II. 来源：煤的燃烧60%、石油燃烧和炼制30%； III. 消除：转化为硫酸或硫酸盐50%、干湿沉降去除50% IV. 浓度特征：大气本底浓度：0.2-10µL/m3; 停留时间<3-
二、大气层结构
A、对流层 troposphere
高度、温度、对流、密度、3/4总质量 1）摩擦层、边界层、低层大气（1-2km)、
污染物集中 2）自由大气层（海拔高度大于1-2km以上
的对流层）：雨、雪等自然现象 3）对流层顶层（对流层顶部）：水分子会
迅速形成冰，从而阻止其进入平流层， 避免了大气氢的损失。
❖ 根据烃类化合物在光化学反应过程中活性的大小 ，把烃类化合物区分为甲烷（CH4）和非甲烷烃 （NMHC）两类。
①甲烷
❖ 甲烷是无色气体、性质稳定。它在大气中的浓度 仅次于二氧化碳，大气中的碳氢化合物有80～ 85%是甲烷。甲烷是一种重要的温室气体。
❖（a）大气中CH4 的来源
B、平流层 stratosphere
臭氧层 吸收紫外线
C、中间层 mesosphere
较稀薄 对流非常激烈
D、热层（电离层）thermosphere
高度电离，电离层，稀薄
F、逸散层（逃逸层）exosphere
向宇宙太空逃逸
三、大气中的主要污染物 main pollutants in the atmosphere
6.5天；城市地区浓度变化很大，影响因素主要有污染 源强度及气象条件等
（2）硫化氢
2、含氮化合物
NO、NO2、N2O、N2O5、NH3、NO3-、NO2-、NH4化合物；主要来
源于天然源、即由土壤中硝酸盐经过细菌的脱氮作用而产生
❖
N O由于在低层大气中非常稳定，是停留时间最长的氮的化合
第二章大气环境化学
要求
❖ 了解大气层的结构，大气中的主要污染物及其迁 移，理解光化学反应基础，了解重要的大气污染 化学问题及其形成机制；
❖ 理解大气垂直递减率及逆温基本概念，理解并掌 握重要的光化学反应，特别是重要污染物参与光 化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理。同时 理解酸雨、温室效应以及臭氧层破坏等全球性环 境问题。
CO的主要危害在于能参与光化学烟雾的形成
空气中存在的CO也可以导致臭氧积累
CO本身是一种温室气体，还可通过消耗HO自由基 使甲烷（也是一种温室气体）积累。
❖碳氢化合物（HC）
❖ 碳氢化合物是大气中的重要污染物。大气中以气 态形式存在的碳氢化合物的碳原子数主要在1－ 10 之间，包括可挥发性的所有烃类。它们是形 成光化学烟雾的主要参与者。其他碳氢化合物大 部分以气溶胶形式存在于大气中。
进入到大气中的某种物质含量超过了正常水平而 对人类和环境产生不良影响时，该物质便就是 大气污染物。
按物理状态可分为：气态污染物、颗粒物 按形成过程可分为：一次污染物、二次污染物
(？) 按化学组成可分为：含硫化合物、含氮化合物、
含碳化合物、含卤素化合物
三、大气中的主要污染物 ：（自学）
按照化学组成可以分为： 1、含硫化合物sulfur containing compounds 危害；来源与消除；浓度特征； 2、含氮化合物nitrogen containing compounds 来源与消除；燃烧过程中形成机理；环境浓度；危害 3、含碳化合物carbon containing compounds CO: 来源；去除；停留时间与浓度分布；危害 CO2: 来源； 环境浓度；危害 碳氢化合物：甲烷；非甲烷烃 4、含卤素化合物：halogen containing compounds卤代
温（大于2100℃）条件下氧化生成氮氧化物。其机理为链反应机制。
影响因素为燃烧温度和空燃比等（参见p30图2-10）
❖ 氮氧化物的环境浓度： ❖ 氮氧化物的危害：呼吸道刺激；植物毒性；大气光化学污染
3、含碳化合物
CO、CO2、CHx、含氧烃等 来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的分解、森林
中CO2的放出,人为活动：含碳燃料燃烧不完全燃 烧（CO）、CO2温室效应 CO的性质、来源、去除（与HO自由基反应可去除 大气中约50%的CO）、危害？
按照停留时间的长短，大气组分（体积百分比volume percent） 可分为三类：
(1)准永久气体：N2、Ar、Ne、Kr、Xe。 (2)可变组分：CO2、CH4、H2、N2O、O3、O2 (3)强可变组分：H2O、CO、NO、NH3、SO2、碳氢化合物(HC)、颗粒物
、H2S。对流层清洁大气的组成见表2-1
main pollutants in the atmosphere
一、大气的主要成分
Main composition in atmosphere
❖ The atmosphere is a thin blanket of gas that envelops the earth.
主要由氮气（78.08%）、氧气（20.95%）、二氧化碳（0.0314%）和氩 （0.934%）等几种惰性气体组成，约占大气总量的99.9%以上。
第一节 大气的组成及其主要污染物 Atmospheric composition and main
pollutants
一、大气的主要成分
Main composition in atmosphere
二、大气层的结构
Stratification of the atmosphere
三、大气中的主要污染物
2
物，一般认为没有明显的污染效应
❖ 主要讨论氧化氮NO和二氧化氮NO2，用NOx表示。
❖
NOx的来源与消除： 汽车流动源2/3；固定源1/3。 NO：90%、NO ：0.52
10%。最终转化为硝酸和硝酸盐颗粒经干沉降和湿沉
降去除
❖ 燃料燃烧过程中氮氧化物的形成机理及影响因素：
含氮化合物在燃烧过程中氧化生成氮氧化物；燃烧过程中空气中的氮气在高
1、含硫化合物
H2S、SO2、SO3、H2SO4、SO32-、SO42-、COS(氧 硫化碳)、CS2（二硫化碳）(CH3)2S（二甲基 硫）等
（1）二氧化硫 （sulfur dioxide, SO2） I. 危害：刺激性气体；植物危害；酸雨 II. 来源：煤的燃烧60%、石油燃烧和炼制30%； III. 消除：转化为硫酸或硫酸盐50%、干湿沉降去除50% IV. 浓度特征：大气本底浓度：0.2-10µL/m3; 停留时间<3-
二、大气层结构
A、对流层 troposphere
高度、温度、对流、密度、3/4总质量 1）摩擦层、边界层、低层大气（1-2km)、
污染物集中 2）自由大气层（海拔高度大于1-2km以上
的对流层）：雨、雪等自然现象 3）对流层顶层（对流层顶部）：水分子会
迅速形成冰，从而阻止其进入平流层， 避免了大气氢的损失。
❖ 根据烃类化合物在光化学反应过程中活性的大小 ，把烃类化合物区分为甲烷（CH4）和非甲烷烃 （NMHC）两类。
①甲烷
❖ 甲烷是无色气体、性质稳定。它在大气中的浓度 仅次于二氧化碳，大气中的碳氢化合物有80～ 85%是甲烷。甲烷是一种重要的温室气体。
❖（a）大气中CH4 的来源
B、平流层 stratosphere
臭氧层 吸收紫外线
C、中间层 mesosphere
较稀薄 对流非常激烈
D、热层（电离层）thermosphere
高度电离，电离层，稀薄
F、逸散层（逃逸层）exosphere
向宇宙太空逃逸
三、大气中的主要污染物 main pollutants in the atmosphere
6.5天；城市地区浓度变化很大，影响因素主要有污染 源强度及气象条件等
（2）硫化氢
2、含氮化合物
NO、NO2、N2O、N2O5、NH3、NO3-、NO2-、NH4化合物；主要来
源于天然源、即由土壤中硝酸盐经过细菌的脱氮作用而产生
❖
N O由于在低层大气中非常稳定，是停留时间最长的氮的化合
第二章大气环境化学
要求
❖ 了解大气层的结构，大气中的主要污染物及其迁 移，理解光化学反应基础，了解重要的大气污染 化学问题及其形成机制；
❖ 理解大气垂直递减率及逆温基本概念，理解并掌 握重要的光化学反应，特别是重要污染物参与光 化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理。同时 理解酸雨、温室效应以及臭氧层破坏等全球性环 境问题。
CO的主要危害在于能参与光化学烟雾的形成
空气中存在的CO也可以导致臭氧积累
CO本身是一种温室气体，还可通过消耗HO自由基 使甲烷（也是一种温室气体）积累。
❖碳氢化合物（HC）
❖ 碳氢化合物是大气中的重要污染物。大气中以气 态形式存在的碳氢化合物的碳原子数主要在1－ 10 之间，包括可挥发性的所有烃类。它们是形 成光化学烟雾的主要参与者。其他碳氢化合物大 部分以气溶胶形式存在于大气中。
进入到大气中的某种物质含量超过了正常水平而 对人类和环境产生不良影响时，该物质便就是 大气污染物。
按物理状态可分为：气态污染物、颗粒物 按形成过程可分为：一次污染物、二次污染物
(？) 按化学组成可分为：含硫化合物、含氮化合物、
含碳化合物、含卤素化合物
三、大气中的主要污染物 ：（自学）
按照化学组成可以分为： 1、含硫化合物sulfur containing compounds 危害；来源与消除；浓度特征； 2、含氮化合物nitrogen containing compounds 来源与消除；燃烧过程中形成机理；环境浓度；危害 3、含碳化合物carbon containing compounds CO: 来源；去除；停留时间与浓度分布；危害 CO2: 来源； 环境浓度；危害 碳氢化合物：甲烷；非甲烷烃 4、含卤素化合物：halogen containing compounds卤代
温（大于2100℃）条件下氧化生成氮氧化物。其机理为链反应机制。
影响因素为燃烧温度和空燃比等（参见p30图2-10）
❖ 氮氧化物的环境浓度： ❖ 氮氧化物的危害：呼吸道刺激；植物毒性；大气光化学污染
3、含碳化合物
CO、CO2、CHx、含氧烃等 来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的分解、森林
中CO2的放出,人为活动：含碳燃料燃烧不完全燃 烧（CO）、CO2温室效应 CO的性质、来源、去除（与HO自由基反应可去除 大气中约50%的CO）、危害？
按照停留时间的长短，大气组分（体积百分比volume percent） 可分为三类：
(1)准永久气体：N2、Ar、Ne、Kr、Xe。 (2)可变组分：CO2、CH4、H2、N2O、O3、O2 (3)强可变组分：H2O、CO、NO、NH3、SO2、碳氢化合物(HC)、颗粒物
、H2S。对流层清洁大气的组成见表2-1
main pollutants in the atmosphere
一、大气的主要成分
Main composition in atmosphere
❖ The atmosphere is a thin blanket of gas that envelops the earth.
主要由氮气（78.08%）、氧气（20.95%）、二氧化碳（0.0314%）和氩 （0.934%）等几种惰性气体组成，约占大气总量的99.9%以上。
第一节 大气的组成及其主要污染物 Atmospheric composition and main
pollutants
一、大气的主要成分
Main composition in atmosphere
二、大气层的结构
Stratification of the atmosphere
三、大气中的主要污染物
2
物，一般认为没有明显的污染效应
❖ 主要讨论氧化氮NO和二氧化氮NO2，用NOx表示。
❖
NOx的来源与消除： 汽车流动源2/3；固定源1/3。 NO：90%、NO ：0.52
10%。最终转化为硝酸和硝酸盐颗粒经干沉降和湿沉
降去除
❖ 燃料燃烧过程中氮氧化物的形成机理及影响因素：
含氮化合物在燃烧过程中氧化生成氮氧化物；燃烧过程中空气中的氮气在高