二 大气污染物的迁移扩散PPT课件

（SPM:悬浮微粒物质 ,包括海盐、土壤、有机来源）
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Hale Waihona Puke 二、大气污染物1、概念 大气污染：大气中存在的某种物质超过了正常的环境水平，
且对受体产生了可以测量出来的不良效应。受体包括人、 生物、材料、气候等。 大气污染物：使大气产生污染的称为大气污染物。
大气污染物一旦进入大气这个动态体系（源的输入），就参加
RH2O=(1.9×1016+3.5×1015) mol/y= 2.25×1016 mol/y
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储库（reservoir）：气体和微粒在大气中的留存（形式）。 停留时间（t） ：某种组分在大气储库中存在的平均时间称为平 均停留时间或停留时间。
ti=Mi/Fi或Ri
源强Fi = 天然源排放速率+人为源排放速率= 源速率 汇强Ri = 干沉降速率+湿沉降速率+化学反应去除速率
（2）大气颗粒物（气溶胶，占10%）：大气气溶胶体系中分散 的各种粒子。
按形成过程分
一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如CO、SO2、 NO等。
二次污染物是指由一次污染物经化学反应或光化学反应形成的污 染物质，如光化学氧化剂Ox（光化学烟雾）、臭氧（O3）、硫酸盐颗
粒物等。
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按粒径分 （1）总悬浮颗粒物TSP：采用标准的大容量采样器
过程。
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2、大气污染对大气性质的影响： 降低能见度 由于气体分子和颗粒物对可 见光的吸收和散射的结果 形成雾及降水 尽管城市温度较高而pH 值较低，但雾的生成频率高于农村 减少太阳辐射 改变温度和风的分布
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3、分类
按物理状态分
（1）气态污染物（约占90%）：常温下是气体或蒸汽（gases and vapors），就是以气态方式输入并停留在大气中的污染物， 包括SOx、NOx、COx、HC、CFCs等。
+向平流层输入速率 = 汇速率
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例：甲烷在对流层平均浓度c=1.55ppm，不随时间变 化，则FCH4=RCH4=1.5×1014 mol/y，求停留时间。
x (p) p 部 全 m 16 分 部 0 V V ,W W x (p)p 部 全 b 19 分 部 0
x (pp ) 部 全 h m 1 8 分 部 0 x (p) p 部 全 t 1 1 分 部 0 2
交通运输排放源
生活排放源（取暖、炉灶、影响不低于甚至超过工业大锅炉）
农业排放源
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➢ 汇（sink） 大气组分从大气中去除的途径和过程，包括：
✓ （a）降水湿去除
✓ （b）大气中化学反应转化为其它气体或微粒
✓ （c）地表物质吸收或反应去除
✓ （d）向平流层输送
颗粒物的汇包括
✓ （a）降水湿沉降：雨除（发生在云层当中，被去除物参
森林草原火灾（CO、CO2、SOx、NOx、VOC、SPM）
海水溅沫（海洋SPM）、植. 物排放（萜烯→O3）
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森林草原火灾（CO、CO2、SOx、NOx、VOC、SPM） 海水溅沫（海洋SPM）、植物排放（萜烯→O3）
人为源：人类生活、生产活动向大气输送污染物：
工业排放源（ 烟、尘、SOx、 NOx、CO 、 CO2 、卤化物、 VOC、以燃料燃烧为重）
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作业：
全球对流层清洁大气中总硫的平均浓度 c=1ppb，Fs=Rs=200Tg/y （1Tg=1012g）， 求停留时间。
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根据停留时间：
准永久性气体（非循环性气体）
物 种 A r
ti(y )
~ 1 0 7
N e ~ 1 0 7
K r ~ 1 0 7
X e ~ 1 0 7
H e ~ 1 0 7
在铝膜上收集到的总颗粒物的质量。采用标准的大 容量采样器在铝膜上收集到的总颗粒物的质量。 （2）飘尘SPM：Dp≤10mm的颗粒物。 （3）可吸入粒子IP：可通过呼吸进入呼吸系统的 颗粒物，Dp≤10mm。 （4）降尘：采用降尘罐所能收集到的颗粒物。 细粒子：fine particle, Dp＜2.5m 粗粒子：coarse particle, Dp＞2.5m
第二节 大气污染物的迁 移扩散
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一、盒子模型
1、气体循环：大气组分通过大气圈与其它圈层发生的物理、
化学、生物过程进行物质交换、转换。
➢ 源（source）大气组分产生的途径和过程。
天然源：由自然界发生的物理、化学、生物过程向大气输
送物质：
扬尘（地面土石风化，大气颗粒物来源）
火山（H2S、SO2、COS、HCl、HF、颗粒物SPM，可传 送到平流层）
到与植物、海洋、土壤等不断进行的物质交换过程，参与大气
循环过程。经过一定时间后，又通过大气中的化学反应、生物
活动和物理沉降等过程从大气中除去（汇的输出）。如果输出
大气的速率小于输入大气的速率，就会在大气中相对地积累。
当浓度高到超过安全水平时，就会直接地或间接地对人、畜、
水体、植被和材料造成急、慢性伤害。这就是大气污染形成的
N e ~ 1 0 6
O 2 > 1 0 3
可变化组分
物种
CO2
CH4
H2
N2O
O3
ti(y)
5~15
2.5~8
6~8
>10
~2
强可变组分
物 种 H 2 O C O N O x S O 2 H 2 S H C S P M ti(d ay s) ~ 1 0 7 3 ~ 1 8 5 8 ~ 1 0 2 ~ 4 0 .5 ~ 2 ~ 2 1 0 ~ 3 0
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按化学类型分
（1）含硫化合物（SO2、H2S、(CH3)2S、H2SO4）； （2）含氮化合物（NO、NO2、NH3、HNO2、N2O）； （3）一氧化碳和二氧化碳；
（4）碳氢化合物和碳、氢、氧化合物（烃类、醛、酮等）；
（5）光化学氧化剂（O3、PAN、H2O2等）； （6）含卤素化合物（HF、HCl和CFCs等）； （7）颗粒物（H2SO4、SO42-、NO3-、多环芳烃及重金属元
与成云）、冲刷（发生在云层下，被去除物被雨水带下）
✓ （b）干沉降
✓ （c）与地表物质碰撞干去除
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2、盒子模式 视大气圈为盒子，是各种大气组分的储库， Fi=Ri，Mi恒定。 Fi：输入速率 Ri：输出速率 Mi：大气中总量
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环境水的盒子模式， 求FH2O和RH2O
FH2O=(2.16×1016+0.9×1015) mol/y=2.25×1016 mol/y