气溶胶性质 PPT
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⑤细粒子：其粒径小于2.5 μm，记为：PM2.5
气溶胶分类：
按颗粒物成因分: 分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射形成
微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪分溅、 农药喷洒等。
凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态 微粒而形成的气溶胶。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
气溶胶的去除
大气气溶胶主要是通过干、湿沉降的方式去除。
（1）干沉降：重力作用或与地面其他物体碰撞后 沉降。 （2）湿沉降：
① 雨除 ：气溶胶的颗粒物作为凝结核，成为云滴中心， 通过凝结和碰并，云滴增长为雨滴（若T<0 ℃）即雪，形 成降雨/雪。 ② 冲刷：在降雨/雪过程中，雨滴将大气中的微粒挟带或 冲刷下来。
•数浓度：个/cm3 •表面积浓度：μm2. cm-3 •体积浓度： μm3. cm-3 •质量浓度： mg. m-3; μg. m-3
气溶胶的来源
大气气溶胶的来源复杂，按照产生的过程分为 自然源和人为源。
自然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的风 蚀、生物的孢子花粉以及火山爆发、森林火灾 等。
人为源主要来自化石燃料燃烧、工农业生产活 动等；人为排放气态污染物在一定条件下的气 －粒转化过程也是大气气溶胶的一个重要来源。
气溶胶化学组成
1
离子成分:
SO42- ；NH4+ ；NO3Mg2+；Ca2+；Na+；Cl-
2
有机物含量:
多环芳烃（PAHs） 有机碳（OC）和 无机碳（EC）
3
元素组成：
地壳元素如Si, Fe, Al, Na, Mg, Ca和Ti等；
污染元素如Zn, K, Cd, Ni, Cu和Pb等。
（一）离子成分
1.种类 （1）SO42-
非海盐硫酸盐（nss-SO42-）是对流层气溶胶粒子中普 遍存在的组分，在海洋和大陆环境中都能检测到，但 其气态前体物不同。
海洋中SO42-的气态前体物：来自浮游植物产生的二甲基硫； 大陆SO42-的气态前体物：主要来自人为排放的SO2的转化。
（一）离子成分
（一）离子成分
（3）NH4+
在城市大气中，气态氨与大气化学过程产生的二次污染 物H2SO4、HNO3结合成盐，形成(NH4)2SO4和NH4NO3。 是大气颗粒物细粒子的极为重要的组成部分，也是城市 大气二次污染的标志产物。 同时，NH3还可以和燃煤排放到大气中的气态HCl反应 生成NH4Cl，存在于细粒子中。
气溶胶性质
主要内容
大气气溶胶的定义、基本特征 大气气溶胶的化学组成、来源与去除
大气气溶胶的危害
大气气溶胶的定义、基本特征
定义
液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成相对稳
定的悬浮体系。
液体或固体微粒（即颗粒物或粒子）是指空气动 力学直径为0.002~100μm的液滴或固态粒子。
形状：很复杂
液体颗粒物近似于球形，固体颗粒物多不规则，有片状、 柱状、雪花状、针状等等。
（一）离子成分
阳离子：NH4+、Mg2+、Na+ 、K+等金属离子； 阴离子： SO42- 、NO3- 及Cl- 、Br-等卤素离子存在；
这些离子成分通常是气溶胶理化特性研究的必测项目。 它们对太阳光产生散射和吸收作用，使能见度降低，为大 气污染的标志之一。除影响气候变化，还可以控制气溶胶 粒子的酸化。所以研究离子的浓度、时空分布、粒径分布 等有利于研究气溶胶形成机制，并预测气溶胶的来源。
气溶胶图例
北京市典型烟尘集合体的TEM图像 （a.链状;b.簇状)
表面光滑的飞灰
表面吸附超细 颗粒的飞灰
矿物颗粒石英
硫酸盐
气溶胶分类：
按粒径的大小：
①总悬浮颗粒物(TSP)：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到 的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。 Dp(粒径)在100m以下， 其中多数在10 m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。
②飘尘： Dp ＜10m能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、 雾等。
③降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在TSP中直径大于30 μm 的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降尘。
④可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标 准化组织(ISO)建议将其定为Dp≤10 μm。
气溶胶分类：
按颗粒物的物理(凝聚)状态分: 固态：烟、尘 液态：雾 固液混合：霾、烟雾
中国环境空气质量标准中PM10（ Dp≤10 μm ）的相关标准
美国环保局1997年提出、2003年通过了PM2.5国家环境空气质量 标准，规定PM2.5的年均浓度和日均浓度限值分别为15和65 μg/m3。
不同地区PM2.5的平均质量浓度（μg/m3）
相关概念
一次气溶胶：由排放源直接排放到大气中的颗粒物。 二次气溶胶：通过与气体组分的化学反应生成的颗粒物。 均质气溶胶：所有颗粒物的化学组成相同。 单谱气溶胶：所有的颗粒物粒径大小相同。 多谱气溶胶：多种粒径大小的颗粒物。
大气气溶胶的浓度表示方法
（一）离子成分
（4）其他的水溶性离子
a. Cl-：海盐粒子是大气颗粒物中Cl-的主要贡献者。 沿海地区大气颗粒物中的Cl-主要存在于粗粒子中；
与SO2相比，气溶胶中的H2SO4 (SO42-)引起了更多更 严重的问题: ➢ H2SO4/SO42-是大气中的强酸，可以使降水酸化，导致 酸雨的主要因素之一，引起一系列严重的生态问题； ➢ H2SO4/SO42-主要分布在亚微米范围的颗粒物中，不易 沉降，可通过呼吸道进入人体肺部，对人体健康有影响； ➢ H2SO4/SO42-具有较高的消光系数，影响城市能见度的 重要因素之一； ➢ 大气中的H2SO4/SO42-颗粒物在大气化学和全球气候效 应等过程中起着非常重要的作用。
（一）离子成分
（2）NO3-
大气中的HNO3/NO3-是光化学反应的产物。NOx的光化 学反应生成了气态HNO3，气态HNO3在适当的条件下形 成盐进入颗粒物，成为大气颗粒物的重要组成部分。
在沿海地区大气中，NO3-可以以NaNO3的形式存在于 粗粒子中，主要来自气态硝酸和海盐的反应； 在污染较严重的城市大气中， NO3-主要以NH4NO3的形 式存在于细粒子中，它是大气中的气态HNO3被氨中和 的产物。
气溶胶分类：
按颗粒物成因分: 分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射形成
微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪分溅、 农药喷洒等。
凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态 微粒而形成的气溶胶。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
气溶胶的去除
大气气溶胶主要是通过干、湿沉降的方式去除。
（1）干沉降：重力作用或与地面其他物体碰撞后 沉降。 （2）湿沉降：
① 雨除 ：气溶胶的颗粒物作为凝结核，成为云滴中心， 通过凝结和碰并，云滴增长为雨滴（若T<0 ℃）即雪，形 成降雨/雪。 ② 冲刷：在降雨/雪过程中，雨滴将大气中的微粒挟带或 冲刷下来。
•数浓度：个/cm3 •表面积浓度：μm2. cm-3 •体积浓度： μm3. cm-3 •质量浓度： mg. m-3; μg. m-3
气溶胶的来源
大气气溶胶的来源复杂，按照产生的过程分为 自然源和人为源。
自然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的风 蚀、生物的孢子花粉以及火山爆发、森林火灾 等。
人为源主要来自化石燃料燃烧、工农业生产活 动等；人为排放气态污染物在一定条件下的气 －粒转化过程也是大气气溶胶的一个重要来源。
气溶胶化学组成
1
离子成分:
SO42- ；NH4+ ；NO3Mg2+；Ca2+；Na+；Cl-
2
有机物含量:
多环芳烃（PAHs） 有机碳（OC）和 无机碳（EC）
3
元素组成：
地壳元素如Si, Fe, Al, Na, Mg, Ca和Ti等；
污染元素如Zn, K, Cd, Ni, Cu和Pb等。
（一）离子成分
1.种类 （1）SO42-
非海盐硫酸盐（nss-SO42-）是对流层气溶胶粒子中普 遍存在的组分，在海洋和大陆环境中都能检测到，但 其气态前体物不同。
海洋中SO42-的气态前体物：来自浮游植物产生的二甲基硫； 大陆SO42-的气态前体物：主要来自人为排放的SO2的转化。
（一）离子成分
（一）离子成分
（3）NH4+
在城市大气中，气态氨与大气化学过程产生的二次污染 物H2SO4、HNO3结合成盐，形成(NH4)2SO4和NH4NO3。 是大气颗粒物细粒子的极为重要的组成部分，也是城市 大气二次污染的标志产物。 同时，NH3还可以和燃煤排放到大气中的气态HCl反应 生成NH4Cl，存在于细粒子中。
气溶胶性质
主要内容
大气气溶胶的定义、基本特征 大气气溶胶的化学组成、来源与去除
大气气溶胶的危害
大气气溶胶的定义、基本特征
定义
液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成相对稳
定的悬浮体系。
液体或固体微粒（即颗粒物或粒子）是指空气动 力学直径为0.002~100μm的液滴或固态粒子。
形状：很复杂
液体颗粒物近似于球形，固体颗粒物多不规则，有片状、 柱状、雪花状、针状等等。
（一）离子成分
阳离子：NH4+、Mg2+、Na+ 、K+等金属离子； 阴离子： SO42- 、NO3- 及Cl- 、Br-等卤素离子存在；
这些离子成分通常是气溶胶理化特性研究的必测项目。 它们对太阳光产生散射和吸收作用，使能见度降低，为大 气污染的标志之一。除影响气候变化，还可以控制气溶胶 粒子的酸化。所以研究离子的浓度、时空分布、粒径分布 等有利于研究气溶胶形成机制，并预测气溶胶的来源。
气溶胶图例
北京市典型烟尘集合体的TEM图像 （a.链状;b.簇状)
表面光滑的飞灰
表面吸附超细 颗粒的飞灰
矿物颗粒石英
硫酸盐
气溶胶分类：
按粒径的大小：
①总悬浮颗粒物(TSP)：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到 的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。 Dp(粒径)在100m以下， 其中多数在10 m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。
②飘尘： Dp ＜10m能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、 雾等。
③降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在TSP中直径大于30 μm 的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降尘。
④可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标 准化组织(ISO)建议将其定为Dp≤10 μm。
气溶胶分类：
按颗粒物的物理(凝聚)状态分: 固态：烟、尘 液态：雾 固液混合：霾、烟雾
中国环境空气质量标准中PM10（ Dp≤10 μm ）的相关标准
美国环保局1997年提出、2003年通过了PM2.5国家环境空气质量 标准，规定PM2.5的年均浓度和日均浓度限值分别为15和65 μg/m3。
不同地区PM2.5的平均质量浓度（μg/m3）
相关概念
一次气溶胶：由排放源直接排放到大气中的颗粒物。 二次气溶胶：通过与气体组分的化学反应生成的颗粒物。 均质气溶胶：所有颗粒物的化学组成相同。 单谱气溶胶：所有的颗粒物粒径大小相同。 多谱气溶胶：多种粒径大小的颗粒物。
大气气溶胶的浓度表示方法
（一）离子成分
（4）其他的水溶性离子
a. Cl-：海盐粒子是大气颗粒物中Cl-的主要贡献者。 沿海地区大气颗粒物中的Cl-主要存在于粗粒子中；
与SO2相比，气溶胶中的H2SO4 (SO42-)引起了更多更 严重的问题: ➢ H2SO4/SO42-是大气中的强酸，可以使降水酸化，导致 酸雨的主要因素之一，引起一系列严重的生态问题； ➢ H2SO4/SO42-主要分布在亚微米范围的颗粒物中，不易 沉降，可通过呼吸道进入人体肺部，对人体健康有影响； ➢ H2SO4/SO42-具有较高的消光系数，影响城市能见度的 重要因素之一； ➢ 大气中的H2SO4/SO42-颗粒物在大气化学和全球气候效 应等过程中起着非常重要的作用。
（一）离子成分
（2）NO3-
大气中的HNO3/NO3-是光化学反应的产物。NOx的光化 学反应生成了气态HNO3，气态HNO3在适当的条件下形 成盐进入颗粒物，成为大气颗粒物的重要组成部分。
在沿海地区大气中，NO3-可以以NaNO3的形式存在于 粗粒子中，主要来自气态硝酸和海盐的反应； 在污染较严重的城市大气中， NO3-主要以NH4NO3的形 式存在于细粒子中，它是大气中的气态HNO3被氨中和 的产物。