大气环境化学优秀课件
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• NOx的城市浓度具有很强的季节变 化，冬季浓度最高，夏季最低
• NOx的危害：
• NO能与血红蛋白结合并减弱血液 的输氧能力，但此影响不是很大
• NOx的浓度较高会危害呼吸系统 • NOx会破坏植物组织，引起光合作
用的可逆衰减
• NOx是导致大气光化学烟雾污染的 重要污染物质
• 含碳化合物：
• 消除：50%会转化成硫酸或硫酸 根，50%通过干、湿沉降从大气 中消除
• SO2的浓度特征：
• SO2的本底值（背景值、未被污染）具有 明显的地区变化和高度变化
• 一般SO2在大气中的停留时间为3～6.5d • SO2的城市浓度具有明显的变化规律
p23图2-2
• SO2进入大气后其分布与气象条件有密切 关系
• 自由层大气：主要天气过程形成在此层
• 对流层顶层：温度特低，水结冰不进入平流层
• 平流层特点：
(1)下部30-35km以下，气温趋于稳定，同温 层，30-35km以上气温随海拔高度的增加而 增加，即上热下冷
(2)平流运动占优势无对流运动，污染物进入此 层后形成一薄层，从而遍部全球
(3)空气比对流层稀薄，很少有天气现象
含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、 含卤素化合物
• 含硫化合物：
COS、CS2、H2S（自学）、SO2、SO3、 H2SO4、MSO3、MSO4 、（CH3）2S
• SO2的危害 • SO2的来源与消除 • SO2的浓度特征
• SO2的危害：
• 刺激人体和动物的呼吸道并增加呼吸 阻力，造成呼吸困难
• 损伤植物叶组织，其损伤程度随湿度 的增加而增加，最易给气孔打开的植 物造成损伤
• 易被氧化成SO3，与水结合成硫酸分 子再反应生成硫酸盐，参与硫酸型烟 雾和酸雨的形成
• SO2的来源与消除：
• 来源：人为来源和天然来源排放 的数量相当，大城市及其周围地 区大气中SO2主要来源于含硫燃料 的燃烧
• 空燃比：
• 当燃烧完全即无过量的氧气时，空气与燃 料组成的混合物称为化学计量混合物，此 时的空燃比称为化学计量空燃比
• 混合物中空气的量少于化学计量的量—— 富燃料；反之则为贫燃料
• 空燃比与汽车尾气中NOx的排放量的关系 p30图2-10
• NOx的环境浓度：p30
• NOx的本底值随地理位置不同具有 明显的差别 全球总平均值
• 水（10天）的含量可变化：1%—3%
• 大气随高度增加而逐渐稀薄，其质量的 99.9%集中在50km以下的范围
逃逸层（lonosphere）
热层（thermsphere）
中间层（mesosphere)
平流层（stratosphere）
对流层(troposphere)
图2-1 大气主要成分及温度分布
CO、CO2、有机碳氢化合物、含氧烃类 • CO的人为来源与天然来源 • CO的去除 • CO的停留时间及浓度分布 • CO的危害
• CO的人为来源：主要是在燃料不完 全燃烧时产生的，其中80%是由汽车 排放的
• CO的天然来源：甲烷的转化，海水 中CO的挥发，植物排放，废弃物焚 烧等，其中以甲烷的转化最为重要 p31
• SO2体积分数在近地层随高度增加
而增加
p23图2-3
• 不同高度上SO2的体积分数随风向 变化而改变：水平输送、大污染源
的下风方
p24图2-4
• SO2的体积分数与风速基本成反比
关系
p25图2-5
• SO2浓度受到大气稳定度和低层逆
温影响
p26图2-6
• 含氮化合物：
N2O（自学）、NO、NO2
大气环境化学优秀课件
• 主要介绍了大气结构，大气中主 要污染物及其迁移，光化学反应 基础，重要大气污染物化学问题 及其形成机制。重点掌握污染物 的迁移过程，重要污染物参与光 化学烟雾、硫酸型烟雾、酸雨、 温室效应的形成过程和机理
• 1.大气的组成及其主要污
染物 • 2.大气中污染物的迁移 • 3.大气中污染物的转化 • 4.大气颗粒物
• CO的去除
• 土壤吸收：土壤中生活的细菌能将CO 代谢为CO2和CH4；16种真菌；不同 类型土壤的吸收量有差别
• NOx的形成机理：
• 燃料中的含氮化合物在燃烧过 程中氧化生成NOx
• 空气中的N2在燃烧过程中在高 温条件下氧化生成NOx p29
• 影响NOx形成的因素：
• 燃烧温度：高温既能产生较高的 NO含量，又有助于NO的快速生 成；p29图2-9
• 空燃比——空气质量与燃料质量 的比值
表2-1 NO生成量与燃烧温度的关系
(4)在15-60km范围内有厚约20km的臭氧层， 臭氧生成和消除的动态过程会吸收大量紫外 线光解并将其以热量的形式释放，温度升高
Biblioteka Baidu
• 主要污染物：
当大气中某种物质含量超过正常水平而对 人类和生态环境产生不良影响时，就构成 了大气污染物 • 气态污染物和颗粒污染物；一次污染物 （直接排放）和二次污染物（化学反应） • 按照化学组成可分为：
• NOx的来源与消除 • 燃烧过程中NOx的形成机理 • 燃烧过程中NOx形成的因素 • NOx的环境浓度 • NOx的危害
• NOx的来源与消除：
• 来源：人为来源主要是燃料的燃 烧；2/3来自汽车等流动燃烧源， 1/3来自固定燃烧源；其中90%以 上是NO。
• 消除：最终转化成硝酸和硝酸盐 经干、湿沉降从大气中消除，其 中湿沉降是最主要的方式
• 1.1 大气的主要成分 • 1.2 大气层的结构 • 1.3 大气中的主要污染物
• 主要成分：N2（78.08%，106年），O2
99.9 （20.95%，6000年），Ar（0.934%，
%
107年），CO2（0.0314%，10年）
• 稀有气体（ 107年）：He、Ne、Kr、Xe
• 痕量组分：H2（5年）、CH4（11年）、 CO（0.4年）、SO2（3-6.5天）、NH3（1 天）、N2O（8-15年）、NO2（＜1月）、 O3 （＜1天）
与大气温度不同，大气的压力总是随着 海拔高度的增加而减小
• 对流层特点：
(1)气温随海拔高度的增加而降低，即下热上冷， 大约每上升100米降低0.6℃
(2) 在垂直方向上具有强烈的对流运动：贴近地面
的空气吸收热量后膨胀上升，上面的冷空气则会 下降
(3)气体密度大，集中大气总质量3/4以上
• 低层大气：从污染源排放的污染物几乎直接进入 该层
• NOx的危害：
• NO能与血红蛋白结合并减弱血液 的输氧能力，但此影响不是很大
• NOx的浓度较高会危害呼吸系统 • NOx会破坏植物组织，引起光合作
用的可逆衰减
• NOx是导致大气光化学烟雾污染的 重要污染物质
• 含碳化合物：
• 消除：50%会转化成硫酸或硫酸 根，50%通过干、湿沉降从大气 中消除
• SO2的浓度特征：
• SO2的本底值（背景值、未被污染）具有 明显的地区变化和高度变化
• 一般SO2在大气中的停留时间为3～6.5d • SO2的城市浓度具有明显的变化规律
p23图2-2
• SO2进入大气后其分布与气象条件有密切 关系
• 自由层大气：主要天气过程形成在此层
• 对流层顶层：温度特低，水结冰不进入平流层
• 平流层特点：
(1)下部30-35km以下，气温趋于稳定，同温 层，30-35km以上气温随海拔高度的增加而 增加，即上热下冷
(2)平流运动占优势无对流运动，污染物进入此 层后形成一薄层，从而遍部全球
(3)空气比对流层稀薄，很少有天气现象
含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、 含卤素化合物
• 含硫化合物：
COS、CS2、H2S（自学）、SO2、SO3、 H2SO4、MSO3、MSO4 、（CH3）2S
• SO2的危害 • SO2的来源与消除 • SO2的浓度特征
• SO2的危害：
• 刺激人体和动物的呼吸道并增加呼吸 阻力，造成呼吸困难
• 损伤植物叶组织，其损伤程度随湿度 的增加而增加，最易给气孔打开的植 物造成损伤
• 易被氧化成SO3，与水结合成硫酸分 子再反应生成硫酸盐，参与硫酸型烟 雾和酸雨的形成
• SO2的来源与消除：
• 来源：人为来源和天然来源排放 的数量相当，大城市及其周围地 区大气中SO2主要来源于含硫燃料 的燃烧
• 空燃比：
• 当燃烧完全即无过量的氧气时，空气与燃 料组成的混合物称为化学计量混合物，此 时的空燃比称为化学计量空燃比
• 混合物中空气的量少于化学计量的量—— 富燃料；反之则为贫燃料
• 空燃比与汽车尾气中NOx的排放量的关系 p30图2-10
• NOx的环境浓度：p30
• NOx的本底值随地理位置不同具有 明显的差别 全球总平均值
• 水（10天）的含量可变化：1%—3%
• 大气随高度增加而逐渐稀薄，其质量的 99.9%集中在50km以下的范围
逃逸层（lonosphere）
热层（thermsphere）
中间层（mesosphere)
平流层（stratosphere）
对流层(troposphere)
图2-1 大气主要成分及温度分布
CO、CO2、有机碳氢化合物、含氧烃类 • CO的人为来源与天然来源 • CO的去除 • CO的停留时间及浓度分布 • CO的危害
• CO的人为来源：主要是在燃料不完 全燃烧时产生的，其中80%是由汽车 排放的
• CO的天然来源：甲烷的转化，海水 中CO的挥发，植物排放，废弃物焚 烧等，其中以甲烷的转化最为重要 p31
• SO2体积分数在近地层随高度增加
而增加
p23图2-3
• 不同高度上SO2的体积分数随风向 变化而改变：水平输送、大污染源
的下风方
p24图2-4
• SO2的体积分数与风速基本成反比
关系
p25图2-5
• SO2浓度受到大气稳定度和低层逆
温影响
p26图2-6
• 含氮化合物：
N2O（自学）、NO、NO2
大气环境化学优秀课件
• 主要介绍了大气结构，大气中主 要污染物及其迁移，光化学反应 基础，重要大气污染物化学问题 及其形成机制。重点掌握污染物 的迁移过程，重要污染物参与光 化学烟雾、硫酸型烟雾、酸雨、 温室效应的形成过程和机理
• 1.大气的组成及其主要污
染物 • 2.大气中污染物的迁移 • 3.大气中污染物的转化 • 4.大气颗粒物
• CO的去除
• 土壤吸收：土壤中生活的细菌能将CO 代谢为CO2和CH4；16种真菌；不同 类型土壤的吸收量有差别
• NOx的形成机理：
• 燃料中的含氮化合物在燃烧过 程中氧化生成NOx
• 空气中的N2在燃烧过程中在高 温条件下氧化生成NOx p29
• 影响NOx形成的因素：
• 燃烧温度：高温既能产生较高的 NO含量，又有助于NO的快速生 成；p29图2-9
• 空燃比——空气质量与燃料质量 的比值
表2-1 NO生成量与燃烧温度的关系
(4)在15-60km范围内有厚约20km的臭氧层， 臭氧生成和消除的动态过程会吸收大量紫外 线光解并将其以热量的形式释放，温度升高
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• 主要污染物：
当大气中某种物质含量超过正常水平而对 人类和生态环境产生不良影响时，就构成 了大气污染物 • 气态污染物和颗粒污染物；一次污染物 （直接排放）和二次污染物（化学反应） • 按照化学组成可分为：
• NOx的来源与消除 • 燃烧过程中NOx的形成机理 • 燃烧过程中NOx形成的因素 • NOx的环境浓度 • NOx的危害
• NOx的来源与消除：
• 来源：人为来源主要是燃料的燃 烧；2/3来自汽车等流动燃烧源， 1/3来自固定燃烧源；其中90%以 上是NO。
• 消除：最终转化成硝酸和硝酸盐 经干、湿沉降从大气中消除，其 中湿沉降是最主要的方式
• 1.1 大气的主要成分 • 1.2 大气层的结构 • 1.3 大气中的主要污染物
• 主要成分：N2（78.08%，106年），O2
99.9 （20.95%，6000年），Ar（0.934%，
%
107年），CO2（0.0314%，10年）
• 稀有气体（ 107年）：He、Ne、Kr、Xe
• 痕量组分：H2（5年）、CH4（11年）、 CO（0.4年）、SO2（3-6.5天）、NH3（1 天）、N2O（8-15年）、NO2（＜1月）、 O3 （＜1天）
与大气温度不同，大气的压力总是随着 海拔高度的增加而减小
• 对流层特点：
(1)气温随海拔高度的增加而降低，即下热上冷， 大约每上升100米降低0.6℃
(2) 在垂直方向上具有强烈的对流运动：贴近地面
的空气吸收热量后膨胀上升，上面的冷空气则会 下降
(3)气体密度大，集中大气总质量3/4以上
• 低层大气：从污染源排放的污染物几乎直接进入 该层