2 大气环境化学

1、第二章 大气环境化学第一节 大气中污染物的迁移第二节 大气中污染物的转化第一节 大气中污染物的迁移一、大气组成二、大气污染物 氮（78.09%）、氧（20.95%）、氩（0.9%）、CO2（0.03%）、稀有气体（CH4、SO2、NH3、CO、O3等，10m称降尘（数小时）5000m）中云（2500-5000m）低云（2500m） 云量：云遮蔽天空的成数。将可见天空分为10份，被云遮挡了几份，云量就是几。晴空无云，云量为0，乌云遮天，云量为10.5、太阳辐射 太阳常数：在与光传播方向垂直的平面上单位面积接受到光的总量，其平均值为1368 W/m2。 太阳和地球的辐射光谱 6、大气成分对太阳辐射

2、的吸收 太阳辐射通过大气层到达地面的过程中，大气组分如N2、O2、O3、H2O和CO2等能吸收一定波长的太阳辐射。波长小于290 nm的太阳辐射被N2、O2、O3分子吸收，并使其解离。 故波长小于290 nm的太阳辐射不能到达地面，而8002000 nm的长波辐射则几乎都被水分子和二氧化碳所吸收。因此，只有波长为300800 nm的可见光能透过大气到达地面，约占太阳光总能量的41%。 7、地球与大气的能量平衡 五、逆温 由于上述，可见大气的垂直温度递减率越大，则大气就越不稳定，r与rd的关系可表示为：rd=0.980.00不稳定 稳定中性 超稳定（逆温） 一般大气层越稳定，则越不利于污染物的扩

3、散 而逆温则使大气的温度变化逆转，随着高度升高，温度也升高（rh,所以HH3、湍流逆温（高空逆温）低层空气湍流混合而上层空气未混合情况下发生的高空逆温。由于气团内部的不均一性，某一高空气团在下部形成湍流，而上部没有湍流，这样下部湍流层的温度会低于上部未湍流层低部的温度，从而形成高空湍流逆温。六、局地环流对污染物扩散的影响 海洋和大陆在白天和夜间的热力差异，导致的白天和夜间海洋和陆地之间的风向转换。白天：海风，夜晚：陆风对污染扩散的影响： 白天海风吹向陆地，海风处于下层，温度较低，易于形成逆温。 夜间陆风吹向海洋，陆风处于下层，温度和海洋差别不大，不易形成逆温易造成污染物往返，海陆风转换期间，原

4、随陆风吹向海洋的污染物又会被吹会陆地。循环作用，如果污染源处于海路风交界处，并处于局地环流，则污染物很难扩散出去，并不断累积达到很高的浓度。1、海陆风 2、城郊风主要动力是城市热岛效应造成的城市空气从上层流向郊区，郊区温度较低的空气从下部流向城市，形成城市和郊区间的大气局地环流。使得污染物在城区很难扩散出去，形成城市烟幕，导致市区大气污染加剧。郊区城市郊区3、山谷风白天：山坡升温快，山坡气流快速上升，空气由谷底补充山坡谷风夜间：山坡降温快，山坡冷空气流向谷底山风处于山谷地区的污染源很难扩散，早期一些大气污染事件都发生在山区，马斯河谷烟雾事件。如今人们认识到这一常识，山区成为旅游胜地，而不再是建

5、造工业企业的胜地。第二节 大气中污染物的转化一、光化学反应基础二、大气中重要自由基的来源三、氮氧化物的转化四、碳氢化合物的转化五、光化学烟雾六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染七、酸性降水（酸雨）八、大气颗粒物九温室气体和温室效应十臭氧层的形成与耗损1光化学反应过程 分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应，大气光化学反应分为两个过程：初级过程、次级过程。 一、光化学反应基础 初级过程：化学物种吸收光量子形成激发态物种，其基本步骤为： 分子接受光能后可能产生三种能量跃迁：电子跃迁（UV-vis），振动跃迁(IR)，转动跃迁(NMR)。只有电子跃迁才能产生激发态物种 。 激发态

6、物种能发生如下反应： （1）辐射跃迁，通过辐射磷光或荧光失活 （2）碰撞失活，为无辐射跃迁 以上两种是光物理过程 （3）光离解，生成新物质 （4）与其它分子反应生成新物种 这两种过程为光化学过程。 次级过程 初级过程的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： （初级过程） （次级过程）大气光化学反应的规律 当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂，即光子的能量大于化学键键能时才能引起光离解反应。（光化学第一定律） 其次，为使分子产生有效的光化学反应，光还必须被所作用的分子吸收，即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能产生光化学反应。 光被分子吸收的过程是单光子过程

7、，由于激发态分子的寿命 CH3-H CH3-Cl CH3-Br CH3-I P 27三个键都断裂不可能！二、大气中重要自由基的来源 自由基 特点：电子壳层的外层有一个不成对的电子，因而有很高的活性，具有强氧化作用。如：HO、HO2 ；R 、RO 、RO2 由于高层大气十分稀薄，自由基的半衰期可以是几分钟或更长时间。自由基参加反应，每次反应的产物之一是自由基，最后通过另一个自由基反应使链终止，如 凡是有自由基生成或由其诱发的反应叫自由基反应。 自由基反应在分子的哪一部分发生？是由能量所决定的，一般总是发生在键能最低的化学键处。如：烷基过氧化物R-O-O-R，分子的薄弱环节是O-O单键（114.3

8、 kJ mol-1）。而烷基中的 C-C 键（344kJ mol-1）和C-H 键 (415 kJ mol-1) 的键能都较高，因而O-O键先断裂，产生两种烷氧自由基（RO 和RO ）。1. 大气中HO 和HO2 自由基的浓度2. HO 和HO2 自由基的来源 清洁空气中O3的光解是大气中HO 的主要来源： 污染大气中 HNO2 和 H2O2 的光离解： 其中 HNO2 的光离解是污染大气中HO 的主要来源。 大气中醛（尤其是甲醛）的光解是HO2 的主要来源： 来自醛光解的HO2 的链反应： 其他醛类在大气中浓度较低，光解作用不如甲醛重要。 亚硝酸酯和H2O2的光解作用： 当有CO存在时 甲基

9、（CH3 ）： 乙醛和丙酮的光解，生成大气中含量最多的甲基，同时生成两个羰基自由基。3. R 、RO 、RO2 自由基的来源 烷基（R ）： O 、HO 与烃类发生H摘除反应生成烷基自由基。 甲氧基（CH3O ）： 甲基亚硝酸酯（CH3ONO）、甲基硝酸酯（CH3ONO2）光解产生甲氧基： 过氧烷基（RO2）： 烷基（R）与空气中的氧结合形成过氧烷基。三、氮氧化物的转化 1NO和NO2的基本光化学循环 大气中氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，常用NOx表示。 氮氧化物是大气中重要的气态污染物之一，它们在大气中的转化是大气污染化学的一个重要内容。 NOx的人为来源：主要是矿物燃料的燃烧、汽车尾

10、气和固定的排放源等。 另外，燃烧过程中氧和氮在高温下化合的主要链反应机制为： 慢快 当阳光照到含NO、NO2的空气上时，发生的基本光化学反应为： M为空气中的N2、O2或其他分子。 假设体系发生的光化学过程仅有上述三个反应，并已知大气中NO和NO2的起始浓度分别为 NO0和NO20，O2看作不变； 在恒温、恒容下光照，NO2 在照射后的变化： 类似于NO2，O 的动力学方程为: 由于O 很活泼，前一反应生成的O 很快被后一反应消耗，使 dO/dt 趋于零。因此可用稳态近似法处理，认为：生成速率=消失速率，即：可以得到体系达到稳态时O： 即达到稳态时，O2、M可视作不变， O随体系中NO2的变化

11、而变。同样稳态时： = 0 则： （1） NO、NO2和O3之间为稳态关系，若体系中无其他反应参与，氮量守恒，O3的浓度取决于NO2/NO。按照前面三个基本反应可得到如下平衡： 又因为O3与NO的反应是等计量关系的，所以: 将NO和NO2代入上（1）式, 得： 由此可以解出O3 （见p77） 假设： ，则： 已知：k1/k3=0.0110-6，并O30= NO0= 0则: NO20（ppm） O3（ppm） 0.1 0.027 1.0 0.095 实际上，城市上空NOx多为NO，NO2 0.027ppm,说明大气中还有其他的O3来源。2氮氧化物的气相转化 NO的氧化 NO是燃烧过程中直接向大气

12、排放的污染物，在空气中可被许多氧化剂氧化，如：当空气中O330ppb，少量的NO在1分钟内全部氧化。 其他自由基如： 亦可氧化NO：以上反应在光化学烟雾的形成过程中具有重要意义。由于OH 引发一系列烷烃的链反应，得到RO2 、HO2 等，使得NO迅速氧化成NO2，同时O3得到积累，以致成为光化学烟雾的重要产物。 NO2的转化 NO2活泼，是大气主要污染物之一，也是大气中O3的人为来源。 NO2在阳光下与OH 、O3等反应 这是污染大气中气态HNO3的主要来源，同时也对酸雨和酸雾的形成起重要作用。气态HNO3在大气中难以光解，湿沉降是其在大气中去除的主要过程。 对流层中这一反应在NO2和O3浓度

13、较高时是大气中NO3的主要来源。进一步反应如下： 这一可逆反应使大气中在光照和无光照时保持一定浓度的N2O5和NO2 过氧乙酰硝酸酯（PAN）的生成产生： 乙醛光解生成乙酰基, 乙酰基与空气中的氧结合生成过氧乙酰基，再与NO2化合生成过氧乙酰硝酸酯(PAN)。 过氧乙酰硝酸酯（PAN）是重要的二次污染物，具有热不稳定性，遇热分解，因而在大气中存在上述反应的平衡关系。（过氧乙酰基）(过氧乙酰硝酸酯)（过氧乙酰基）（乙酰基）大气中的乙醛来源于乙烷的氧化：3. NOx的液相转化 NOx可以溶于大气的水相中，构成液相平衡体系。 在气液两相中存在以下平衡：此体系平衡时NO2-和NO3-浓度的比值： 四、

14、碳氢化合物的转化 1大气中的重要碳氢化合物 甲烷：甲烷是一种重要的温室气体，是大气中含量最高的碳氢化合物，占大气碳氢化合物总量的80以上，并且是唯一能由天然源排放造成高浓度的气体。 大气中甲烷主要来源于有机物的厌氧发酵过程： 该过程发生在各种底泥中，一些动物的呼吸过程也产生甲烷，人为来源是石油和天然气的泄漏和排放。 石油烃： 直链烷烃（碳原子数为137，长碳链的烃类易形成气溶胶或吸附在其他颗粒物上），烯烃、炔烃等（大气中含量极低）是在原油开发、石油冶炼、燃料燃烧或工业生产等过程中排放造成的大气污染。 萜类 来自于植物生长过程向大气释放，分子结构中含有不饱和双键，在大气中很活泼，易与其他氧化性物

15、质反应。 (萜类的分子结构参看p38) 芳香烃 主要指单环芳烃和多环芳烃(PAHs)，还包括联苯等，广泛见于各种化工原料及石油产品中。香烟烟雾中芳烃含量较高，也是室内污染物之一。 2碳氢化合物在大气中的反应（1）烷烃的反应： 如甲烷的氧化反应： 表2-3 HO、O与烷烃反应的速度常数烷 烃速率常数 (2.98108 min-1)HOO甲烷乙烷丙烷正丁烷环己烷16.5443180057001.21040.01761.3712.332.4117 在以上两个反应中，经氢原子摘除反应生成的烷基自由基R （CH3 ）与空气中的 O2 结合生成 RO2(CH3O2): 上述烷烃与自由基的反应中，不断消耗

16、O ，大气中 O 来源于O3 的光解，因此 CH4 不断消耗 O3，也是导致臭氧层损耗的原因之一。 CH3O2 是一种强氧化性自由基，它也可将NO氧化成NO2: 如果NO的浓度很低，自由基间也可发生以下反应： O3一般不与烷烃发生反应，但NO3（来源于 NO2 与O3 的反应）可与烷烃发生较慢的反应：这是城市夜间上空HNO3的主要来源。 与OH 的加成反应 与OH 发生氢原子摘除反应（2）烯烃的反应（p85） 与O3的反应 （见p85页） O3添加到烯烃双键上，生成一个分子臭氧化物，然后迅速分解为一个羰基化合物和一个二元自由基，后者再分解为多个小分子化合物和能量较低的自由基，或发生氧化反应。

17、含有较大分子量的烯烃化合物在大气中参加化学反应时，会产生氧聚合物，当其蒸汽浓度仅为ppb级时，会凝聚成滴，形成气凝胶，大气中常存在一些颗粒物，其表面使烯烃的反应加速或预浓缩。(3) 环烃的氧化 (4) 单环芳烃的氧化生成的自由基可与 NO2 反应，生成硝基甲苯加成反应生成的自由基也可与 O2 作用，经氢原子摘除反应生成 HO2 和甲酚生成过氧自由基将 NO 氧化成 NO2生成的自由基与 O2 反应而开环据测定，90%的反应是加成反应如上述，10%为H摘除反应。据测定，90%的反应是加成反应如上述，10%为H摘除反应。(5) 多环芳烃的反应(6) 醇、醚、酮、醛的反应主要发生氢摘除反应：RH H

18、O R H2O生成的自由基在有 O2 存在下生成过氧自由基：R + O2 RO2RO2 + NO NO2 + RO 五、光化学烟雾 1光化学烟雾的形成 大气中碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）等一次污染物在阳光照射下，发生光化学反应产生二次污染物，这种由参加反应的一、二次污染物的混合物（包括气体污染物和气溶胶）形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。如：1940年发生在美国的洛杉玑光化学烟雾。特征：蓝色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低。白天生成，傍晚消失，高峰在中午。形成条件：大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气湿度较低，有强阳光照射。 （ P92，图2-36，2-37） 2光

19、化学烟雾形成的简单机制 光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是NO2的光解。 引发反应：自由基的引发主要由NO2 和醛的光解引起： 自由基传递: 碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因： 终止反应： 终止： 利用上述光化学烟雾形成的简化机制模式可以模拟不同情况下光化学烟雾的状况及各有害成分的变化。 （p96,图2-39）3光化学烟雾的控制对策 控制反应活性高的有机物的排放 反应活性顺序：有内双键的烯烃 二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃 乙烯 单烷基芳烃 C5以上烷烃 C2-C5 大多数有机物与 HO 发生反应，其反应速度常数大体上反映了碳氢化合物的反应活性。 控制臭氧的浓度 N

20、OX（氮氧化合物） 、RH（碳氢化合物）的初始浓度大小，影响O3的生成量和生成速度。六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 含硫矿物燃料燃烧过程中直接排入大气中的主要是二氧化硫，煤含硫 0.5-0.6%，石油含硫 0.5-3%。 天然来源主要是火山喷发。1SO2的气相氧化 直接光氧化: 低层大气光氧化形成激发态分子 1SO2为单重态，不稳定，3SO2为三重态是大气环境中重要的SO2物质形态，能量较高的单重态分子跃迁到三重态或回到基态： 因此，激发态的SO2主要以三重态形式存在，并进一步反应如下： 或 被自由基氧化（1）与HO 自由基的反应 （活性自由基）反应中生成的 HO2 ，通过反应使得HO 又

21、再生，上述氧化过程又循环进行，其决定步骤为SO2和HO 的反应。 （2）与其他自由基的反应 （二元活性自由基，由乙烯与O3反应得到） 被氧原子氧化: 自由基对气相中SO2损耗的贡献（下页, 表2-14）主要是HO 和O 将SO2氧化为SO32SO2的液相氧化 （1）液相平衡： SO2被水吸收 SO2 + H2O = SO2.H2O SO2 + H2O = H+ + HSO3- HSO3- = H+ + SO32- （2）O3对SO2的氧化：（3）H2O2 对 SO2 的氧化 H2O2 + SO2 SO2OOH- （HSO4-）+ H2O SO2OOH- + H+ H2SO4（4）金属离子对SO

22、2液相氧化的催化作用例如：Mn2+的催化作用 Mn2+ +SO2 MnSO22+ 2MnSO22+ + O2 2MnSO32+ MnSO32+ + H2O 2Mn2 + + H2SO4总反应：2SO2 + 2H2O + O2 = 2H2SO4 3硫酸烟雾型污染 由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。 气象条件：发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。例如: 1952年12月，伦敦烟雾伦敦烟雾SO2转化为SO3的氧化反应，主要靠雾滴中锰、铁的催化作用而加速。硫酸烟雾属于还原性混合物，是还原性烟雾。项目伦敦烟雾洛杉矶烟雾概况发生较早，至今已多次出

23、现发生较晚，发生光化学反应污染物颗粒物、SO2、硫酸雾等碳氢化合物、NOx、O3、PAN、醛类燃料煤汽油、煤气、石油季节冬夏秋气温低(4以下) 高(24 以上)湿度高低日光弱强臭氧浓度低高出现时间白天夜间连续白天毒性对呼吸道有刺激作用，严重时导致死亡对眼和呼吸道有强刺激作用。O3等氧化剂有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡伦敦烟雾和洛杉矶烟雾的比较七、酸性降水酸性降水是指通过降水将大气中的酸性物质迁移到地面的过程，最常见的就是酸雨，称湿沉降。我国70年代末期，北京、上海、南京、重庆、贵阳等地均出现过，其中以西南地区最为严重。1降水的pH背景值 未被污染的大气中，可溶于水并含量较大的酸性气体是CO

24、2，如果只把CO2 作为影响天然水pH的因素，根据CO2（全球浓度为 330ml/m3）与纯水的平衡，可以计算出降水的pH值。（p66） 已知雨水的pH值约为5.6，可看作未受污染的大气降水的pH背景值，并作为判断酸雨的界限。 由于大气中可能存在的酸、碱性气态物质，气溶胶等除CO2外还可能有H2SO4、HNO3、NH3等，都对雨水pH 值有贡献，因此仅用 pH=5.6判断不一定合理。 从而提出：降水的pH背景值。根据世界各地不同的自然地理条件，经过长期测定确定其背景值pH=5.0（p67，表27） 2. 降水的化学组成 大气中固定的气体组分： O2、N2、CO2、H2和惰性气体等 无机物：(1

25、) 土壤衍生矿物 Al3+、Ca2+、Mg2+, Fe3+, Mn2+, SiO42-；(2) 海洋盐类 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、Br-、SO42-、 HCO3-、I-、PO43-等；(3) 气体转化物质 SO42-、NO3-、 H+、 NH4+、Cl-；(4) 人为排放的各种金属等 (表2-12、表2-13) 有机物：有机酸、醛、烷烃、烯、芳 烃等。 光化学反应产物：H2O2、O3、PAN等 不溶物：土壤颗粒、燃料燃烧尘粒 降水的离子组成中对环境影响较大的是： SO42-、NO3-、Cl-，NH4+、Ca2+、H+3酸雨的形成 燃料燃烧产生的SO2、NOx以及工业加工和矿石

26、冶炼中产生的SO2等转化而成。 气相反应： 液相反应： NO的反应：酸雨的主要化学组成 H+、Ca2+、NH4+、Na+、K+、Mg2+, SO42-、NO3-、Cl-、HCO3- 其中起主要作用的是SO42-，其次是NO3-和Cl-，我国的酸雨主要是硫酸型的。 大气颗粒物中的Fe、Mn、V等元素是催化剂，光化学反应产物 O3、H2O2 是SO2的氧化剂。 CaO、CaCO3、NH3 是酸性降水的具有“缓冲作用”的物质， 其中降水中的Ca2+提供了相对大的中和能力，NH4+的分布与土壤的性质有关，北方碱性土壤地区降雨中NH4+含量相对高一些 降水中有毒金属元素也已引起人们的关注，金属元素的湿沉

27、降明显受到人为活动的影响（表28, 9, 12, 13）表215 我国部分地区降水酸度和主要离子含量(mol/L)项目重庆贵阳市区贵阳郊区北京市区pHH+SO42-NO3-Cl-NH4+Ca2+Na+K+Mg2+4.17314221.515.381.450.517.114.815.54.094.91739.58.963.374.59.89.521.74.718.641.715.65.126.122.58.24.96.76.80.1613750.31571419214140表2-16 降水中离子浓度比较地点 (Ca2+ + NH4+ +K+) (SO42- +NO3-)非酸雨（1981）酸雨（1

28、980）非酸雨(瑞典)酸雨(瑞典)419.6209.68.744.39335.2329.53.323.26 注：本表摘自王晓蓉，1993。 北京和天津城区数据平均值。 重庆铜元局和贵阳喷水池数据平均值。 4影响酸雨形成的因素 酸性污染物的排放（在有适宜的转化条件下） 大气中的NH3 大气中的NH3与H2SO4气溶胶形成中性的NH4HSO4，它降低了雨水的酸度，从而抑制了酸雨的形成。 大气中NH3的来源： 有机物的分解，含氮肥料的挥发。土壤中NH3的挥发随土壤pH值的上升而增大，北方土壤pH值在7- 8之间，南方土壤pH值5-6，因而北方大气中的NH3高。表2-18 气态氨的测定结果 (王德春，

29、1988)地区地点日期NH3 (L/m3)样品酸雨区贵阳重庆成都1984.91984.91985.91.75.14.816122非酸雨区北京天津1984.71984.74422.8104 颗粒物的酸度及其缓冲能力 大气颗粒物组成复杂，主要来源于扬尘，其化学组成与土壤相同，此外还有矿物燃料燃烧形成的飞尘。 金属：催化氧化SO2 颗粒物 酸性物：贡献酸雨 碱性物：中和酸，起缓冲作用八、大气颗粒物 大气颗粒物是大气的一个组成部分，参与大气降水过程，大气中的有毒物质（无机物、有机物），主要分布在气溶胶中。1、大气颗粒物的来源 大气颗粒物可分为天然源和人为源两类。 若按颗粒物形成机制，可分为一次颗粒物和

30、二次颗粒物。 一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物。 二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分之间，或这些组分与大气中的正常组分之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其它化学反应转化生成的颗粒物。1）天然来源 天然源可起因于地面扬尘(和地壳、土壤的成分很相似)，海浪溅出的浪沫，火山爆发的喷出物，森林火灾的燃烧物，宇宙来源的陨星尘及生物界产生的颗粒物(如花粉、袍子等)。 二次颗粒物的天然来源主要是森林中排出的碳氢化合物（主要是萜烯类），进入大气后经光化学反应，产生的微小颗粒，与自然界硫、氮、碳循环有关的转化产物，如由H2S、SO2经氧化生成的硫酸盐，由NH3、NO和N

31、O2氧化生成的硝酸等。2）人为来源 燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物，如煤烟、飞灰等，各种工业过程中排放的固体微粒，汽车尾气排出的铅粒子凝聚，而形成的颗粒物以及(如人为排放的SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等)二次颗粒物。 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、空气运动粘滞系数有关，如： 0.1(m) 8105 (cm s-1) 213年 1 (m) 4109 (cm s-1) 1398小时 10 (m) 0.3 (cm s-1) 49小时 100 (m) 30 (cm s-1) 318分钟2、大气颗粒物的去除方式 粒子的沉降速度可用斯托克斯定律 求出： v

32、 = gd2(1-2)/18 v表示沉降速度，单位cm/s； g为重力加速度，单位cm/s2； d为粒子直径，单位cm； 1 ，2 为颗粒物及空气的密度，单位g/cm3； 空气的粘度，以泊表示。 粒径愈大，沉降愈快。 湿沉降 : 指降雨、雪使颗粒物在大气中消失的过程。 大气中颗粒物的消除量，湿沉降一般占8090，而干沉降只有1020。3、大气颗粒物的粒度 大气颗粒物实际上并不是球体，多为不规则的粒子，因此颗粒物的粒径不能仅指其（几何）直径，需用有效直径来表示，即空气动力学直径（Dp）： Dg几何直径，K形状系数 (球形K=1.0)p忽略了浮力效应的粒密度,o参考密度（o=1g/cm3）Dp是指

33、在通常的温度、压力和相对湿度下，在静止的空气中，与实际颗粒物具有相同重力速度的密度为1g/cm3的球体直径。Dp是一种假想的球体颗粒直径，与实际颗粒物粒径不同。总悬浮颗粒物 (Total Suspended Particulate，TSP)： 用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物的总质量，作为大气质量评价的一个重要污染指标。 长期飘浮在大气中，颗粒直径小于l0m的悬浮物，称为飘尘(Airborne particle)；颗粒直径大于l0m的微粒，由于自身的重力作用而能很快沉降下来，这部分微粒称为降尘（Dustfall）。4、大气颗粒物的分类粉尘（微尘，Dust） 颗粒直径：1 100 m

34、； 物态：固体； 生成机制、现象：机械粉碎的固体微粒，风吹扬尘，风沙。 烟 （烟气，Fume） 颗粒直径：0.01 1 m； 物态：固体； 生成机制、现象：由升华、蒸馏、熔融及化学反应等产生的蒸气凝结而成的固体颗粒。如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐等。灰（Ash） 颗粒直径：1 200 m； 物态：固体； 生成机制、现象：燃烧过程中产生的不燃性微粒，如煤、木材燃烧时产生的硅酸盐颗粒，粉煤燃烧时产生的飞灰等。雾（Fog） 颗粒直径：2 200 m； 物态：液体； 生成机制、现象：水蒸气冷凝生成的小水滴或冰晶，水平视程小于1km。 霭（Mist） 颗粒直径：大于10 m；

35、物态：液体； 生成机制、现象：与雾相似，气象上称轻雾，水平视程在1 2km之内，使大气呈灰色。 霾（Haze） 颗粒直径： 0.1 m； 物态：固体； 生成机制、现象：干尘或盐粒悬浮于大气中形成，使大气混浊呈浅蓝色或微黄色。水平视程小于2km。烟尘（熏烟，Smoke）： 颗粒直径：0.01 5 m； 物态：固体与液体； 生成机制、现象：含碳物质，如煤炭燃烧时产生的固体碳粒、水、焦油状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物，如果煤烟中失去了液态颗粒，即成为烟炭。烟雾（Smog）： 颗粒直径：0.001 2m； 物态：固体； 生成机制、现象：现泛指各种妨碍视程（能见度低于2km）的大气污染现象。光化

36、学烟雾产生的颗粒物，粒径通常小于0.5m，使大气呈淡褐色。 爱根核模、积聚模和粗模: 由蒸汽凝结或光化学反应使气体经成核作用而形成的颗粒，粒度为 0.0050.05 m，属于爱根核模型。 粒径在0.052m范围的颗粒物，是由爱根核模型颗粒凝聚或通过蒸气凝结而长大的，属于积聚模型。 以上两种颗粒物合称为细粒子(小于2m)。 粒径大于2m的颗粒物属粗粒子，由机械粉碎、液滴蒸发等过程形成的，属于粗模。5、大气颗粒物的粒子模6、大气颗粒物的化学组成 大气颗粒物的化学组成与其来源有关 无机颗粒物 海洋（无机盐类）；汽车尾气（铅）；扬尘（土壤成分，以硅、铝为主），其它金属元素） 粗粒子：硅、铝、铁及金属元素，多为一次污染物； 细粒子：硫酸盐、硝酸盐等，多为二次污染物。 有机颗粒物： 来自燃料燃烧、废弃物焚化