第二章 酸沉降
(二)酸沉降(环境监测岗位专业考试)

第二节分光光度法(一)基础知识分类号:P2-O一、填空题1.分光光度法测定样品的基本原理是利用朗伯—比尔定律,根据不同浓度样品溶液对光信号具有不同的,对待测组分进行定量测定。
答案:吸光度(或吸光性,或吸收)2.应用分光光度法测定样品时,校正波长是为了检验波长刻度与实际波长的,并通过适当方法进行修正,以消除因波长刻度的误差引起的光度测定误差。
答案:符合程度3.分光光度法测定样品时,比色皿表面不清洁是造成测量误差的常见原因之一,每当测定有色溶液后,一定要充分洗涤。
可用涮洗,或用浸泡。
注意浸泡时间不宜过长,以防比色皿脱胶损坏。
答案:相应的溶剂 (1+3)HNO3二、判断题1.分光光度计可根据使用的波长范围、光路的构造、单色器的结构、扫描的机构分为不同类型的光度计。
( )答案:正确2.应用分光光度法进行试样测定时,由于不同浓度下的测定误差不同,因此选择最适宜的测定浓度可减少测定误差。
一般来说,透光度在20%~65%或吸光值在0.2~0.7之间时,测定误差相对较小。
( )答案:正确3.分光光度法主要应用于测定样品中的常量组分含量。
( )答案:错误正确答案为:分光光度法主要应用于测定样品中的微量组分。
4.应用分光光度法进行样品测定时,同一组比色皿之间的差值应小于测定误差。
( )答案:错误正确答案为:测定同一溶液时,同组比色皿之间吸光度相差应小于0.005,否则需进行校正。
5.应用分光光度法进行样品测定时,摩尔吸光系数随比色皿厚度的变化而变化。
( )答案:错误正确答案为:摩尔吸光系数与比色皿厚度无关。
三、选择题1.利用分光光度法测定样品时,下列因素中不是产生偏离朗伯—比尔定律的主要原因。
( )A.所用试剂的纯度不够的影响 B.非吸收光的影响C.非单色光的影响 D.被测组分发生解离、缔合等化学因素答案:A2.分光光度计波长准确度是指单色光最大强度的波长值与波长指示值。
( )A.之和 B.之差 C.乘积答案:B3.分光光度计吸光度的准确性是反映仪器性能的重要指标,一般常用标准溶液进行吸光度校正。
酸沉降(2008年3月,王振山)讲解

酸沉降(2008年3月,王振山)近地面层大气化学与空气污染一、酸沉降1、酸沉降的分类酸沉降是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程。
在早期的研究中,人们几乎完全致力于湿沉降(即酸雨)的研究,后来发现引起环境问题时,往往是干、湿沉降综合作用的结果,两种作用各占50%。
因此,近年来已逐渐用“酸沉降”来取代“酸雨”的提法,酸沉降化学就是研究干、湿沉降过程中与酸有关的化学问题。
⑴、酸性湿沉降:指大气中的酸性物质通过降水(即天然降水,或称大气降水,包括雨、雪、雾、霜、雹、露或其他形式的大气降水)而降落到地面的过程。
⑵、酸性干沉降:指大气中的污染气体和颗粒物等酸性物质,在非降水时,通过重力或气流的作用,直接迁移降落到地表的过程。
2、作用机制⑴、湿沉降的作用机制①、雨除(rainout)雨除是指被除去的物质(气体和颗粒物)参与了云的形成过程,即作为云滴的凝结核,使水蒸汽在其上凝结,云滴吸收、附着、溶解大气中的成分,并伴随化学反应的发生。
②、冲刷(washout)冲刷是在云层下部即降水过程中的去除。
﹡湿沉降可以去除大气颗粒物总量的80~90%。
﹡酸雨(acid rain)就是酸性物质的湿沉降而形成的。
⑵、干沉降的作用机制①、重力作用大气中直径大于10μm的颗粒物,可以通过重力作用降落在土壤、水体表面或植物、建筑物上,被吸附或吸收。
②、随气流的对流、扩散作用直径过小的大气颗粒物,随着气流的对流与扩散,与地表碰撞而被吸附或吸收。
干沉降:通过重力对颗粒物的作用,使它沉降,沉降的速率与颗粒物的粒径、密度、空气3、酸雨现代酸雨的研究是从早期的降水化学发展而来的。
早在1761~1767年,Marggraf就进行了雨雪的降水化学测定。
“酸雨”一词是英国化学家罗伯特·安格斯·史密斯(R·Angus Smith)于1872年首先提出的,在其《空气和雨:化学气象学的开端》一书中首先使用了"酸雨"这一术语,指出降水的化学性质受燃煤和有机物分解等因素的影响,同时也指出酸雨对植物和材料是有害的。
酸沉降化学

第九章酸沉降化学本节内容要点:酸雨、酸雨研究概况、我国酸雨概况、降水的化学组成和性质、酸雨的形成、酸雨的危害、酸雨研究及污染控制中有关问题等。
酸沉降化学的研究开始于酸雨。
50年代欧洲发现了降水酸性逐渐增强的趋势,酸雨问题受到普遍重视。
由于酸雨的危害较大,形成过程复杂,影响面广、持久,还可以远距离输送,酸雨问题受到了全世界的关注。
各国相继大力开展酸雨的研究,纷纷建立酸雨的监测网站,制订长期研究计划,开展国际间合作。
近几年在酸雨研究中发现酸的干沉降不能低估,引起的环境效应往往是干、湿沉降综合的结果。
因此,过去被大量引用的"酸雨"的提法已逐渐被"酸沉降"所取代。
酸沉降是指大气中的酸性物质通过降水,如雨、雪、雾、冰雹等迁移到地表(湿沉降),或酸性物质在气流的作用下直接迁移到地表(干沉降)的过程。
酸沉降化学就是研究在干、湿沉降过程中与酸有关的各种化学问题,包括降水的化学组成、酸的来源、形成过程和机理、存在形式、化学转化及降水组成的变化与趋势等。
因酸的干沉降研究工作起步较晚,故有关这方面的资料较少。
本节将着重介绍酸的湿沉降化学,主要内容包括酸雨的研究概况、形成机理及危害等。
一、酸雨的研究概况pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水称为酸雨。
最早引起注意的是酸性降雨,所以习惯上统称为酸雨。
酸雨是降水水质变化的主要表现形式之一,已成为大气污染的重要特征,是当代全球性的环境问题之一。
有关酸雨的研究及防治日益受到各国的重视。
现代酸雨的研究是从早期的降水化学发展而来的。
早在1761~1767年,Marggraf就进行了雨雪的降水化学测定。
1872年英国化学家R.A.Smith在其《空气和雨:化学气象学的开端》一书中首先使用了"酸雨"这一术语,指出降水的化学性质受燃煤和有机物分解等因素的影响,同时也指出酸雨对植物和材料是有害的。
本世纪以来,全世界酸雨污染范围日益扩大,由北欧扩展到中欧,又由中欧扩展到东欧,几乎整个欧洲地区都在降酸雨。
3.酸沉降及其控制

3. 1. 2. 我国酸沉降的基本状况
酸性干沉降及湿沉降统称为酸沉降,酸性湿沉 降包括雨和雪,指pH 值小于5.6 的降水,主要是向 大气中排放了大量二氧化硫和氮氧化物所致。酸沉 降严重危害农作物、森林和草场,使土壤和地表水 酸化,损害建筑物和文物古迹,因此称为“空中死 神”。 我国是继欧洲、北美之后的世界第三大区域, 且降水酸度不断升高。主要分布于长江以南、青藏 高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最重, 其次是西南地区、华东沿海地区和华南地区,北方 城市降水年均 pH值低于5.6的有青岛、图们、太原 和石家庄等地。
3. 酸沉降及其控制技术
3. 1. SOx的形成及其控制 3. 2 NOx的形成及其控制 3. 3.COx的形成及其控制
3. 1. SOx的形成与控制
3. 1. 1. SOx的形成及其转化 SOx的形成是指燃料燃烧时,其中的硫氧化而成, 基本反应为:
fuel − S + O2 → SO2
形成的SO2遇到水(蒸汽)后会形成亚硫酸,进 一步会被氧化成硫酸。即:
南方的酸雨还和北方二氧化硫的大量排放有关, 仅控 制酸雨地区的酸性物质排放而忽略北方二氧化硫的 排放, 还是不能有效地控制酸雨。二氧化硫年平均浓 度的二级标准是0.06毫克/立方米, 在此浓度之下, 人 群在环境中长期暴露将不受危害;二氧化硫日平均 浓度三级标准是0.25毫克/立方米, 在此浓度之下, 人 群在环境中短期暴露不受急性建康损害。环境空气 中二氧化硫的主要危害是引起人体呼吸系统疾病, 导 致死亡率增加。二氧化硫污染主要来自燃煤, 集中在 城市, 应以城市, 特别是大城市为控制单元。目前, 全 国有62.3%的城市二氧化硫年均浓度超过国家二级标 准, 达不到保护居民和生态环境不受危害的基本要 求;而日均浓度超过国家三级标准, 达不到保护居民 和生态环境不受急性危害的最低要求。依此标准,我 国二氧化硫污染控制区面积为29万平方公里, 占国土
酸沉降

AIR POLLUTION CONTROL天津大学第二章2-3酸沉降的定义Ø酸沉降包括“湿沉降”和“干沉降”。
Ø湿沉降通常指pH值低于5.6的降水,包括雨、雪、雾、冰雹等各种降水形式。
最常见的就是酸雨,这种降水过程称为湿沉降。
Ø干沉降是指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程。
目前,人们对酸雨的研究较多,已将酸沉降与酸雨的概念等同起来。
酸沉降历史事件酸雨最早出现在挪威、瑞典等北欧国家,随后扩展到中欧和东欧,直至覆盖整个欧洲。
20世纪80年代初,整个欧洲的降水pH 值为4.0~5.0,雨水中的硫酸盐含量明显升高。
北美大陆发现酸雨较欧洲晚。
1978年,当时的美国总统卡特批准实施大气沉降物评价计划(NADP ),并于1980年签定了《跨国大气污染备忘录》,美国国会于1990年通过了《清洁大气法修正案》,规定电厂到2010年应在1980年的基础上,将SO 2的排放量减少1000万t ,达到890万t 。
在亚洲,关注酸雨较多的国家是日本、韩国和中国。
日本先后开展了2次全国性五年酸雨调查;韩国于1983年开始在全国范围内监测酸雨;我国酸雨研究工作始于70年代末期。
我国2010年左右酸雨治理的效果开始呈现。
①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。
②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%。
天然源含硫化合物与含氮化合物的天然排放源可分为非生物源和生物源。
非生物源排放包括海浪溅沫、地热排放气体与颗粒物、火山喷发等。
海浪溅沫的微滴以气溶胶形式悬浮在大气中,海洋中的硫的气态化合物,如H 2S 、SO 2、(CH 3)S 在大气中氧化,形成硫酸。
酸沉降

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。
(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
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
干沉降
干沉降的三种物理过程:
第二篇 大气环境化学(3)液相大气化学

液相大气化学
1. 掌握SO2和NOx的液相反应,了解O3、H2O2和金属离子 在液相氧化中的作用.
2. 掌握酸雨形成的基本原理及影响因素。
1
第三章
液相大气化学
二氧化硫的液相反应 SO2的液相平衡 SO2(g) + H2O SO2H2O SO2H2O H+ + HSO3 — HSO3— H+ + SO32 —
Mn2+的催化氧化
一般认为Mn2+的催化作用较大。Mn2+的催化反应机制如下: SO2 + Mn MnSO22+ 2 MnSO22+ + O2 2 MnSO32+ MnSO32+ + H2O Mn + H2SO4
3、金属离子对SO2的液相催化氧化
总反应为: 2 SO2 + 2 H2O + O2 H2SO4 /(Mn2+)
29
3.3
酸沉降化学
降水化学组分和 pH 的背景值
1、降水的组成 (1)大气中固定气体成分。
(2)无机物.
(3)有机物:有机酸、醛类、烷烃、烯烃和芳烃。 (4)光化学反应产物:H2O2、O3和PAN(过氧乙酰硝酸酯) 等。 (5)不溶物.
30
3.3
酸沉降化学
天然降水 (大气降水)是指在大气中凝聚并降落到地面的各种
对pH=5.6作为酸性降水的界限以及判别人为污染的界限有了
不同观点。 (1)在高清洁大气中,除CO2外还存在各种酸、碱性气态和气溶胶 物质,它们通过成云和降水冲刷进人雨水中,降水酸度是各物质 综合作用的结果,其pH值不一定是5.6。 (2)硝酸和硫酸并不都是来自人为源。生物过程产生的硫化氢、二 甲基硫,火山喷发的SO2、海盐中的SO42 等都可进入雨水。单 由天然硫化物的存在产生的pH值为4.5~5.6,平均值为5.0。
酸沉降化学课件

▪ 北美:美国东部和美、加五大湖区,降水pH值4.7,严重的达到4.2。加 拿大有30万个湖泊,其中14000个已成为“死水”,生物灭绝,4万个受 到深刻影响。美国已经有15个州的降雨pH值在4.8以下,甚至有的地区酸 雨pH值达到3----和醋一样。有些城市和山顶地区就如同泡在柠檬汁里一 样----pH值达到了2.3。加拿大酸雨受害面积已经达到120~150km2。
▪ 降水的pH值用来表示降水的酸度。所谓溶液的总酸度(total acidity)指 溶液中H+离子(质子)的储量,代表此溶液的碱中和容量。溶液的总酸 度包括自由质子(强酸)和未解离质子(弱酸)两部分,而溶液的pH值 则是强酸部分的量度。
▪ 降水的酸度来源于大气降水对大气中的二氧化碳和其他酸性物质的吸收。 ▪ 在然气中水酸天降中[CO性C然水2O]略大是=2达3微气弱2到0增中酸p平p加(性m衡。,未的的被其,洁人因p净H为为=降5污溶.6水5染解;称的有到为大二1未9气氧8被7)化污年,碳染,存形的[ 在成C天O的H然22]C主=降O3要34水的9酸p缘。p性m故7气0,。年体p一代H是=初般5C.6O把,32,。与大降天大气
我国重庆地区的酸沉降(共19张PPT)

瑞典: 挪威南部:
4.25(20世纪70年代); 4.57;
原西德绍因斯兰: 美国东北部:
4.20(1979年); 4.0左右(80年代初),最低达3.35;
美国纽约:
3.90(1979年);
日本东京: 日本横滨市:
4.40(1975~1979年); 3.30~4.50(1975~1979年)。
资料2:重庆大气干沉降
从大尺度空间看,我国地面年均风场显示自西北部来的气流 到达东部后转而向南,又回到四川盆地和重庆,500m高度的风 场大体与地面相似。长江以南地区的大气酸性物质不仅不易向外输 出,而且外部的酸性物质可能向内输入。
贵州、广西、湖南、四川盆地、重庆、江西南部、湖北西部风 力弱的地区,尤其是四川盆地和重庆,素有“死水区”之称。
酸沉降习称酸雨、一般指的各种形式的降水。
因酸雨致死的树木
在中国,20世纪80年代初,酸雨主要发生在以重庆、 贵阳为代表的西南地区。到90年代中期,酸雨迅速发展
到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区,形成
华中、西南、华东、华南4大酸雨区,年均降水的区
域面积达全国面积的40%左右,成为继北欧、北美之 后的世界第三大酸雨区。
资料3:重庆大面积森林衰亡及其原因
重庆市南山1800hm2马尾松人工林普遍生长不良,
虫害频繁发生,1982年发现明显死亡现象。受害面 瑞典:
4.
整个重庆市周围地区的酸性降水则可能来源于市区污染物的小尺度输送。
保养间隔为气候、土壤特征等十分相近的南京市的1/3~1/2。
表1-2 重庆市多年降水检测结果
资料2:重庆酸沉降污染与能源结构
重庆是我国的特大老工业基地,长期以来一直以本 地高硫煤(91%已上含硫量为3~5%)为主要能源。煤炭 消费排放的SO2占总SO2排放量的98%。
酸沉降化学ppt

• Potter(1930)最早采用“pH”来表示雨水、饮用水和工业用水的测 定结果。pH值大于7称为碱性,pH值小于7称为酸性。
• 酸雨一词是罗伯特﹒安格斯﹒史密斯(R. Angus Smith)于1872年 首先提出的。史密斯是英国化学家,是农业化学创始人李比希(J. yon Liebig)的学生,他整理了对苏格兰、英格兰和爱尔兰等地降雨 的调查资料,写出了《大气与降水----化学气象学的开端》一书。书 中对影响降水的许多因素进行了讨论,诸如煤燃烧、降水量和降水 频率等,提出了降水化学的空间可变性,并提出降水采集后应对组 成作分析和实验研究,还指出了酸雨对植物和材料的危害。遗憾的 是他的工作一直没有引起重视,直到20世纪80年代才给予应有的评 价。
4. 酸沉降化学
• 4.1 酸雨发展及其研究 • 4.2 降水的化学性质 • 4.3 降水的酸化过程 • 4.4 酸雨的环境影响及其对策
• 酸沉降(acid deposition)是指大气中的酸性物质通过干、湿 沉降两种途径迁移到地表的过程。
• 湿沉降(wet deposition),大气中的物质通过降水而落到地面 的过程称为湿沉降。湿沉降有两类:雨除(rainout)和冲刷 (washout)。雨除是指被去除物参与了成云过程,即作为云 滴的凝结核,使水蒸气在其上凝结。冲刷是指在云层下部即降 雨过程中的去除。酸雨就是由于酸性物质的湿沉降而形成的。
• 日本:降水平均pH值在4.3~4.4之间,最低达到4.0。
• 中国:80年代酸雨主要发生在西南地区(重庆、贵阳等地),到90年
代中期,酸雨已经发展到长江以南、青藏高原以及四川盆地等广大地
区,年均降水pH值5.6的区域占全国面积的40%左右。目前仍是逐年
加重的趋势。酸雨控制区的年降水pH值4.5,包括14个省、市、自治
酸沉降ppt

3
酸沉降的防治
舆论宣传
环境法规
执法力度
对策
能源结构
大气监测
脱硫、 脱硫、脱硝技术 技术
具 体 防 治 措 施
※ 健全环境法规,控制工业污染源和汽
车污染源的排放总量。制定严格的大气污染
物排放标准, 物排放标准,用法律手段促使排放源实施各种有效 措施控制工业污染源大气污染物的排放量。 措施控制工业污染源大气污染物的排放量。 ※ 调整能源结构,从源头控制酸性气体
酸 雨 的 形 成 程 : 过
我 国 酸 雨 的 分 布
我国东南部的大部分地区成为酸 雨区,酸雨区已覆盖了我国国土 面积的40%。从东北的黑吉辽到 南方的海南岛,其中重灾区(PH 值小于4.5)在四川盆地、沪宁杭 三角洲,长江中游(长江南岸一 直到珠江三角洲)。
2
酸沉降的危害
Effects 建筑 水体
的排放。为了减少酸雨形成源,改变能源结构, 为了减少酸雨形成源,改变能源结构,
增加无污染或少污染的能源比例,改造供热方式, 增加无污染或少污染的能源比例,改造供热方式, 大力开发并利用无污染能源如风能、水能、 大力开发并利用无污染能源如风能、水能、太阳能 等。 ※ 积极开发新型烟气脱硫脱硝技术,从
末端控制酸性气体的排放。国家应大力发
1 酸沉降的定义及形成 2 3 4
酸沉降的危害 酸沉降的防治 酸沉降研究的前景
1 酸沉降的定义及形成
湿沉降:通常指pH值低于5.6的
酸 沉 降
降水,包括雨、雪、雾、冰雹等各 种降水形式,最常见的就是酸雨。 “湿沉降”取决于酸雨中致酸碱性 物质浓度和降雨移到地面的过 程。“干沉降”除了取决于大气中 致酸碱性物质浓度外,还取决于大 气中总悬浮颗粒物的浓度及土地利 用格局。
酸沉降2011_895101254

酸雨研究历史
酸雨一词来自英国科学家Robert A. Smith (1872年) 50年代:北欧发现酸雨(Gorham:现代酸雨研究;工业区 附近酸雨是矿物燃料排放所致) 70年代:北美开始对酸雨的研究 70年代中:日本开始研究酸雨问题 80年代初:中国在西南地区发现酸雨 三大酸雨污染区:欧洲、北美、中国(西南、华南、华中、 东南沿海) 酸雨:区域性,污染物输送,三大全球环境问题
表 2 模拟酸雨对农作物成长的影响阈值 农作物 油菜 菜豆 胡萝卜 番茄 大豆 棉花 大麦 小麦 白菜 玉米 水稻 花生 5.04 4.36 4.49 4.37 4.44 4.59 5.01 4.1 <2.8 <2.8
阈值(pH) 5.01 5.24
中国南方11省区由于酸沉降造成的农作物损失约为每 年44亿元。
自动采样分析仪
大气监测站
湿沉降采样器
大气化学和沉降
酸沉降 Acid Deposition
问题
1. 酸雨的判别标准?危害? 2. 酸雨主要成分及形成机理? 3. 北方大部分地区降水不酸而南方大部分 地区降水严重酸化?
目录
人类认识和控制酸沉降的历史 酸沉降的危害 酸沉降的来源 酸沉降的控制 中国酸雨的特征和成因及酸雨控制区的划分 降水的酸化过程 酸沉降研究领域及科学问题
降水中的SO42SO42-的来源
少量来自海水溅沫、海洋排放的DMS在大气中的氧化产 物和陆地地表矿物 主要来自工业排放的SO2(燃煤) 因此,工业区和城市降水中SO42-的含量一般较高,而且冬 季高于夏季,我国高于外国也与燃煤污染严重有关
降水中的含氮化合物
主要是NO3-和NH4+ ,有时也会有NO2 NO3-的一部分来自人为污染源排放的NOx和尘粒,有相 当部分的NO3-来自空气放电产生的NOx NH4+的主要来源可能是生物腐败及土壤和海洋挥发等天 然源排放出的NH3。 NH4+的分布与土壤类型有明显的关 系,碱性土壤地区降水中含量相对增加。 我国城市雨水中NH4+含量很高可能与人为源有关。
02-1环境化学第二章__大气环境化学(1)

(三)中间层
从平流层顶到约85km的高度
特点:
1、空气更稀薄 2、无水分 3、温度随高度增加而降低,中间层顶,气温最低
(-100℃) 4、对流运动强烈。 5、中间层中上部,气体分子(O2、N2)开始电离。
(四)热层
从80km到约500km的高度
特点: 1、温度随高度增加迅速增高; 2、大气更为稀薄; 3、大部分空气分子被电离成为离子和自由
第一节 大气结构、组成和性质
一、大气垂直分层 二、大气的组成 三、大气中的主要污染物
一、大气垂直分层
通常把静态大气的温度和密度在垂直方向上的分布, 称为大气温度层结和大气密度层结。
大气
依据
大气的 温度层结 密度层结 运动规律
划分为
对流层 平流层 中间层
热层 散逸层
(一)对流层
平均厚度12km,赤道19km,两 极8-9km,云雨主要发生层, 夏季厚,冬季薄。
以上快 (占N9O0%+以1上/)2,O其2 次才N为ON2O2(仅占10%左慢右)
(三)含碳化合物的来源和演变
CO、CO2、CHx、含氧烃等
1、CO
1)危害
阻碍体内氧气输送 参与光化学烟雾形成
·OH + CO CO2 + H· O2 + H· HO 2·+ M
NO + HO2· NO2+ ·OH
N2O +
N2+O·N2O +
hv N2O +
O2N·O
N2+O2
O·
(二)含氮化合物的来源和演变
2、NOx
1)危害
NO、NO2,通式NOx
与血红蛋白结合,肺炎
损伤叶组织、造成斑点 光化学烟雾
(二)含氮化合物的来源和演变
NO、NO2,通式NOx
第二章 酸沉降

第二章酸沉降第一节酸沉降采样分类号:P1一、填空题1、湿沉降自动采样器的基本组成是接雨(雪)器、、和样品容器等。
②答案:防尘盖雨传感器2、为确保采样的质量,要将湿沉降自动采样器采集到的样品量根据接雨(雪)器的口径换算成降雨(雪)量,比较降雨(雪)量的计算值和雨量计的测量值,计算值应在雨量计测量值的 %之间。
②答案:80~1203、干沉降监测中,SO2、O3、NO、NO2、PM10、PM2.5等均为自动站监测,气态HNO3、NH3、HCl、气溶胶等则用法进行样品采集,然后分析测定,该方法同时也可监测空气中的SO2等。
②答案:多层滤膜4、酸沉降监测点位的选择应有,除考虑点位附近的土地使用情况基本不变外。
还应考虑点位周围地形特征、土地使用特征及。
②答案:代表性气象状况5、酸沉降监测中,降雨(雪)时每 h采样一次,若一天中有几次降雨(雪)过程,可合并为一个样品测定;若遇几天连续降雨(雪),则将上午至次日上午的降雨(雪)视为一个样品。
②答案:24 9:00 9:006、湿沉降采样器与较大障碍物之间的水平距离应至少为障碍物高度的,或从采样器仰望障碍物顶端,其仰角不大于30º。
②答案:两倍二、判断题1、酸沉降监测采样时,干湿接样器应处于平行于主导风向的位置,湿罐处于下风向。
()②答案:错误(正确答案为:干湿接样器应处于平行于主导风向的位置,湿罐处于上风向。
)2、湿沉降自动采样器的防尘盖必须在降雨(雪)开始1min内打开,在降雨(雪)结束后5min内关闭。
()②答案:正确3、湿沉降监测使用的采样容器,在使用前需要确定其是否清洗合格,检测方法为:以少量去离子水做模拟降雨,用离子色谱法检查模拟降雨样品中的Cl-浓度,如果与去离子水无显著差异,则认为合格;或者测定其电导率,电导率值小于0.15mS/m则视为合格。
()②答案:正确4、湿沉降样品采集后,依次进行如下操作:先将样品过滤,然后测定其电导率和pH值,再将剩余样品保存于冰箱中以备分析离子成分。
环境化学课后习题答案

第一章1、现今人类面临的重大环境问题有哪些?答:臭氧层破坏、全球气候变化、水资源的短缺和污染、固体废弃物的危害以及生物多样性的损伤。
2、环境化学的分支。
环境分析化学、各圈层环境化学、环境工程化学。
3、环境污染物有哪些类别?当前世界范围普遍关注的污染物有哪些特性?(1) 环境污染物的分类:a. 按污染物影响的环境要素可分为:大气污染物、水体污染物、土壤污染物b. 按污染物的形态可分为:气体污染物、液体污染物、固体污染物c. 按污染物的性质可分为:化学污染物、物理污染物、生物污染物d. 按人类社会活动不同功能产生的污染物可分为:工业、农业、交通运输、生活污染等(2) 当前世界范围普遍关注的污染物主要特性是:持久行有机污染物具有致突变、致癌和致畸作用的所谓“三致”化学污染物,以及环境内分泌干扰物。
4、优先控制污染物及其种类在众多污染物中被筛选出潜在危害大的作为优先研究和控制的对象,称为优先污染物。
优先控制物包括如下几类:挥发性卤代烃类、苯系物、氯代苯类、多氯联苯、酚类、硝基苯类、苯胺类、多环芳烃类、酞酸酯类、农药、丙烯腈、亚硝胺类、氰化物、重金属及其化合物。
在“黑名单”中,共有14类,68种优先控制的污染物。
其中优先控制的有毒有机化合物有12类,58种,占总数的85.29%,第二章大气层的化学分层﹤86 km、匀和层或湍流层86~90km、90km~110km、> 120km、非匀和层、外大气层500km以上。
温室气体的种类(举例)二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、CFC 11、CFC 12、四氯化碳。
酸沉降化学酸沉降(acid deposition)是指大气中的酸性物质通过降水,如雨、雪、雾、冰雹等迁移到地表(湿沉降),或酸性物质在气流的作用下直接迁移到地表到地表(干沉降)的过程。
湿沉降(wet deposition)大气中的物质通过降水而落到地面的过程。
干沉降(dry deposition)大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作用,被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程。
第二章-大气环境化学-大气中污染物质的转化-2016

2. HNO3的离解 HNO3 + hν 若有CO存在: HO· +CO H· +O2 +M 2 H O2 ·
HO-NO2键能为 199.4 kJ/mol
HO·+NO2
CO2 + H · H O2· +M H2 O2 +O2
二氧化硫对光的吸收 SO2 + h ν
SO2*
键能为545.1 kJ/mol
光量子能量与化学键之间的对应关 系:
通常波长大于700nm(红外线)的光不能 引起光化学离解。
3.大气中重要的吸光物质的光离解 氧分子和氮分子的光离解
键能为 939.4 kJ/mol
键能为 493.8 kJ/mol
N2+hν O2+hν
N· +N· O· +O·
(波长<243nm) (波长<127nm)
R·
O2
RO2
+ ·
NO
氧化
NO2 + RO ·
甲烷的氧化反应
CH4+HO · CH3 · +H2O
CH4+ O ·
CH3 · +O2
CH3 · +HO ·
CH3O2 ·
大气中的O · 主要来自O3的光解,通过上述反应, CH4不断消耗O ·,可导致臭氧层的损耗,同时可发 生如下反应:
NO+ CH3O2 ·
若NO浓度高时,会伴随如下反应: NO+O3 NO2+O2 NO+NO3 2NO2 NO3与烷烃的反应速度很慢: RH+NO3 R ·+HNO3 这是城市夜间HNO3的主要来源。
这是城市夜 间HNO3 的主要来 源。
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第二章酸沉降第一节酸沉降采样分类号:P1一、填空题1、湿沉降自动采样器的基本组成是接雨(雪)器、、和样品容器等。
②答案:防尘盖雨传感器2、为确保采样的质量,要将湿沉降自动采样器采集到的样品量根据接雨(雪)器的口径换算成降雨(雪)量,比较降雨(雪)量的计算值和雨量计的测量值,计算值应在雨量计测量值的 %之间。
②答案:80~1203、干沉降监测中,SO2、O3、NO、NO2、PM10、PM2.5等均为自动站监测,气态HNO3、NH3、HCl、气溶胶等则用法进行样品采集,然后分析测定,该方法同时也可监测空气中的SO2等。
②答案:多层滤膜4、酸沉降监测点位的选择应有,除考虑点位附近的土地使用情况基本不变外。
还应考虑点位周围地形特征、土地使用特征及。
②答案:代表性气象状况5、酸沉降监测中,降雨(雪)时每 h采样一次,若一天中有几次降雨(雪)过程,可合并为一个样品测定;若遇几天连续降雨(雪),则将上午至次日上午的降雨(雪)视为一个样品。
②答案:24 9:00 9:006、湿沉降采样器与较大障碍物之间的水平距离应至少为障碍物高度的,或从采样器仰望障碍物顶端,其仰角不大于30º。
②答案:两倍二、判断题1、酸沉降监测采样时,干湿接样器应处于平行于主导风向的位置,湿罐处于下风向。
()②答案:错误(正确答案为:干湿接样器应处于平行于主导风向的位置,湿罐处于上风向。
)2、湿沉降自动采样器的防尘盖必须在降雨(雪)开始1min内打开,在降雨(雪)结束后5min内关闭。
()②答案:正确3、湿沉降监测使用的采样容器,在使用前需要确定其是否清洗合格,检测方法为:以少量去离子水做模拟降雨,用离子色谱法检查模拟降雨样品中的Cl-浓度,如果与去离子水无显著差异,则认为合格;或者测定其电导率,电导率值小于0.15mS/m则视为合格。
()②答案:正确4、湿沉降样品采集后,依次进行如下操作:先将样品过滤,然后测定其电导率和pH值,再将剩余样品保存于冰箱中以备分析离子成分。
()①②答案:错误(正确答案为:湿沉降样品采集后,取一部分样品测定其电导率和pH值,其余样品过滤后保存于冰箱中以备分析离子成分。
)5、湿沉降样品采集后,用0.45μm有机微孔滤膜过滤。
该滤膜应为不与样品中的化学成分发生吸附或离子交换反应的惰性材料。
()①②答案:正确6、酸沉降监测点位的情况描述、采样器的描述和样品保存与运输方式的描述,正常情况下,应每月上报一次。
()②答案:错误(正确答案为:酸沉降监测点位的情况描述、采样器的描述和样品保存与运输方式的描述,正常情况下,应每年上报一次。
)7、用多层滤膜法进行干沉降样品采集时,空气通过多层滤膜的顺序是聚四氟乙烯膜、聚酰胺膜、酸液处理过的纤维膜和碱液处理过的纤维膜。
()②答案:错误(正确答案为:用多层滤膜法采样,空气通过多层滤膜的顺序是聚四氟乙烯膜、聚酰胺膜、碱液处理过的纤维膜和酸液处理过的纤维膜。
)8、用多层滤膜法进行干沉降样品采集时,采集空气中气溶胶的聚四氟乙烯膜孔径为0.45μm。
()②答案:错误 (正确答案为:用多层滤膜法采集干沉降样品时,采集空气中气溶胶的聚四氟乙烯膜孔径为0.8μm。
)9、多层滤膜法采集到的干沉降样品,应装入聚乙烯滤膜盒内,放入3℃~5℃冰箱保存。
()②答案:正确三、选择题1、酸沉降自动采样器的雨传感器最低能感应到的降雨(雪)强度为 mm/h或不小于 mm直径的雨滴。
()②A、0.02,0.2B、0.05,0.5C、0.08,0.8答案:B2、酸沉降监测中,雨量计的位置距采样器的距离不小于 m,距地面高 cm。
()②A、1,60B、2 ,70C、3 ,80答案:B3、洗净晾干后的手动接雨(雪)器在采样点放置 h后仍未下雨(雪),则需重新清洗方可再用。
()②A、1B、2C、3答案:B4、做离子成分分析的湿沉降样品保存时间(从采样到分析),以 d为宜,原则上不超过 d。
②A、5,10B、10,15C、15,20答案:B5、酸沉降监测项目中,为逢雨(雪)必测的项目,同时记录当次降雨(雪)的量。
()②A、EC和SO42-B、pH和SO42-C、EC和pH答案:C6、湿沉降采样容器和采样瓶首次使用前用10% 浸泡24h,用自来水洗至中性,再用去离子水冲洗多次。
()①②A、盐酸或硫酸B、硝酸或硫酸C、盐酸或硝酸答案:C7、干沉降多层滤膜法的采样头是由个安有滤膜的滤膜夹组成。
()②A、2B、3C、4答案:C8、干沉降多层滤膜法分析结果的计算公式:C气=C液,F0×V 提取液/ V 样,用于干沉降中污染物的计算。
()②A、气态HNO3B、气态NH3C、气溶胶中的NH4+答案:C9、湿沉降采样器宜设置在开阔、平坦、多草、周围内没有树木的地方。
也可将采样器安在楼顶上,但周围范围内不应有障碍物。
()②A、100m,2mB、50m,2mC、100m,1m答案:A10、接雨(雪)器的口径应不小于 (直径)。
对于雨量偏小的地区,宜使用口径的接雨器。
()②A、20cm,较大B、30cm,较大C、20cm,较小答案:A四、问答题1、简述酸沉降监测点位设置的具体要求。
②答案:酸沉降监测点位的设置应有代表性,具体要求:(1)测点不应设在受局地气象条件影响大的地方,例如:山顶、山谷、海岸线等。
(2)避开受地热影响的火山地区和温泉地区,避开石子路、易受风蚀影响的耕地、受畜牧业和农业活动影响的牧场和草原。
(3)监测点不应受到局地污染源的影响。
(4)监测点的选择应适于安放采样器,能提供电源,便于采样器的操作与维护。
(5)郊区点除满足上述四项要求外,还应避免受大量人类活动的影响(如城镇);距大污染源20km以上;距主干道公路(500辆/天)500m以上;距局部污染源1km以上。
(6)远郊点应位于人类活动影响甚微的地方,除满足上述五项要求外,还应距主要人口居住中心、主要公路、热电厂、机场50km以上。
2、简述湿沉降样品采集的基本步骤。
②答案:(1)将洗净晾干的接雨(雪)器放置到自动采样器上,如连续多日的下雨(雪),则应3~5d清洗一次。
如果是手动采样,则应将清洗后的接雨(雪)器放在室内密封保存,下雨(雪)前再放置于采样点,如接雨(雪)器在采样点放置2h后仍未下雨(雪),则需将接雨(雪)器取回重新清洗后,方可再用于样品采集。
(2)降雨(雪)后,将样品容器取下,称重、去除容器的重量后得出样品重量;(3)取一部分样品测定EC和pH后,其余部分过滤后保存于冰箱,以备分析离子组分,如样品量太少(少于50g),则只测EC和pH;(4)将接雨(雪)器和样品容器洗净晾干备用。
3、简述干沉降监测中多层滤膜法的原理。
②答案:多层滤膜法是将事先处理过的滤膜安装在采样头上,用一抽气泵抽吸空气使空气通过这些滤膜;采样完毕后,将滤膜取下,分析测定滤膜中各种物质含量的一种方法。
4、简述酸沉降的定义,包括湿沉降和干沉降。
②答案:酸沉降是指大气中酸性污染物的自然沉降,分为干沉降和湿沉降。
湿沉降是指发生降水事件时,高空雨滴吸收大气中酸性污染物降到地面的沉降过程,包括雨、雪、雹、雾等。
干沉降是指不发生降水时,大气中酸性污染物受重力、气体吸附等作用由大气沉降到地面的过程。
5、综述湿沉降采样和样品管理的QA/QC要求。
②答案:为保证采样质量,要求:(1)每月进行一次实际样品的平行采样与分析,各项分析结果的相对偏差应不大于10%。
(2)根据样品量和接雨(雪)器的口径计算而得的降雨量与雨量计的测量值进行比较,计算值应在测量值的80%~120%之间。
(3)专人负责检查各采样点采样器的清洗情况。
〔检查方法:用200ml已测EC值(λ1)的去离子水清洗接雨(雪)器、样品容器、管道等,然后再测其清洗液的EC值(λ2)。
要求:(λ2-λ1)/λ1<50%;同时检查去离子水质量,要求EC值<0.15mS/m。
本括号中内容可自愿回答〕(4)称样的天平应定期检定,现场称样前,应进行自校。
(5)定期检查湿沉降自动采样器运转是否正常。
(6)随时注意检查监测点周围发生的变动情况。
(7)手动采样时,注意及时放置和取回接雨(雪)装置。
(8)采样记录完整、准确。
(9)及时清洗样品瓶,并保持其清洁。
(10)在低温状态(3℃~5℃)下运输和保存样品;24h之内测定pH和EC;10~15d之内完成全分析;每月做两个空白样品。
参考文献1、《大气降水样品的采集与保存》(GB 13580.2-92)2、《酸尘降监测技术规范》(HJ/T 165-2004)命题:张榆霞孟小星审核:郑皓皓孟小星张榆霞第二节分光光度法(一)氯化物分类号:P2-1一、填空题1、《大气降水中氯化物的测定硫氰酸汞高铁光度法》(GB 13580.9-92)测定大气降水中氯化物的最低检出浓度为 mg/L,测定范围为 mg/L。
答案:0.03 0.4~6.02、在进行大气降水中氯化物测定的样品前处理时,应选用孔径为0.45μm的有机微孔滤膜作过滤介质。
该滤膜的孔径,孔隙率,过滤速度快。
答案:均匀高3、测定大气降水中氯化物时,样品测定前,需用滤膜过滤。
滤膜使用前应放入中浸泡 h,并用去离子水洗涤数次后,再进行过滤操作。
答案:去离子水 24二、问答题简述用硫氰酸汞高铁光度法测定大气降水中的氯化物时,制备硫氰酸汞的方法。
答案:称取5g硝酸汞溶于200ml硝酸溶液中,加入3 mol/L硫酸铁铵溶液,在搅拌下,滴加硫氰酸钾溶液至试样呈微橙红色为止。
生成硫氰酸汞白色沉淀,用G3砂芯漏斗过滤,并用水充分洗涤,将沉淀放入干燥器中自然干燥,贮于棕色瓶中。
参考文献1、《大气降水中氯化物的测定硫氰酸汞高铁光度法》(GB 13580.9-92)。
2、《大气降水样品的采集与保存》(GB 13580.2-92)。
命题:董玉珍审核:池靖董玉珍(二)氨氮(铵)见第一章第六节 W6-4。
(三)氟化物见第一章第六节 W6-0、W6-7。
(四)硫酸盐见第一章第六节 W6-0、W6-1。
(五)亚硝酸盐氮、硝酸盐氮见第一章第六节 W6-0、W6-5。
第三节电化学法(一)pH值见第一章第四节 W4-0、W4-3。
(二)电导率见第一章第四节 W4-0、W4-4。
第四节离子色谱法氟化物、硫酸盐、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氯化物见第一章第七节 W7-0、W7-1。
第五节火焰原子吸收分光光度法钾、钠、钙、镁见第一章第九节 W9-1。