第二章环境化学大气

第二章大气环境化学内容概要大气组成及其主要污染物1大气中污染物的迁移2大气中污染物的转化３大气颗粒物４CompanyLogo大气环境化学大气环境化学主要研究大气环境中污染物质的化学组成、性质、存在状态等物理化学特性及其来源、分布、迁移、转化、累积、消除等过程中的化学行为、反应机制和变化规律，探讨大气污染对自然环境的影响等。CompanyLogo第一节大气的组成及主要污染物1大气的组成2大气层的结构3大气中主要的污染物CompanyLogo第一节大气的组成和主要要污染物基本要求：掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点.掌握大气中自由基的来源及相互作用机制.了解大气重要污染物的源.了解温室效应、温室气体及其对大气环境的影响.CompanyLogo2.1.1大气的组成和停留时间一、大气的组成大气主要组分是氮和氧，其次是氩和CO2，此外还有一些稀有气体和CH4、SO2、NO2、CO、NH3和O3等，总和不超过0.1%。大气还含有0.1至5%的水，正常范围为1~3%，大气的总重量约为5500万亿吨，为地球重量的百万分之一。(r=6360km)粒径大于l0m颗粒称为降尘;粒径小于l0m的颗粒，称为飘尘。

CompanyLogo2.1.1大气的组成和停留时间二、大气组分的停留时间

各种化学反应、生物活动、放射性衰变及工业活动等不断产生气体投放至大气；又因化学反应、生物活动、物理过程及海洋、陆地吸收而不断迁出大气。

某组分在贮库中的总输入速度(FX)和总输出速度(Rx)是相等的，若假设x组分的贮量为Mx，则可由下式确定组分x在大气中的停留时间tX：

tX

=Mx/Rx=Mx/FX

CompanyLogo2.1.1大气的组成和停留时间惰性气体Ar、Ne、He、Kr和Xe停留时间都在107年以上，属于外循环气体。其次是参与生物、水、岩石等循环的生物循环气体N2(100万年)、O2(6000年)、H2(5年)、CO2(10年)、CH4(2~5年)、N2O(8~15年)、CO(1年)。大气中停留时间小于1年的气体，如H2O(10.1天)、O3(小于1天)、SO2(小于0.01年)、NH3(~1天)、NO和NO2(小于1月)等，它们在大气中的浓度变化比较明显。CompanyLogo2.1.2大气的主要层次大气划分为对流层、平流层、中（间）层和热层等若干层。此外，还有所谓散逸层，有时也划作一个层区。一、对流层18km特点：(1)气温随高度增加而降低。在不同地区、不同季节和不同高度，降低的数值并不相同。(2)空气具有强烈的对流运动。(3)气体密度大。CompanyLogo2.1.2大气的主要层次二、平流层平流层内，随着高度的增高，气温保持不变或稍有上升，故又称同温层。特点：(1)大气稳定。(2)平流层内垂直对流运动很小。(3)大气透明度高。三、中间层从平流层顶到约80~85km间的一层称为中层。CompanyLogo2.1.2大气的主要层次四、热层

从80km到约500km称为热层。特点：(1)气温随高度增高而普遍上升，温度最高可升至1200℃。(2)空气处于高度电离状态。CompanyLogoCompanyLogo2.１.３大气主要污染物物理状态：气态污染物，颗粒污染物形成过程：一次污染物，二次污染物一次污染物：直接从污染源排放的污染物：ＣＯＮＯ，ＳＯ２

二次污染物：由一次污染物经化学反应形成的污染物质，如臭氧，硫酸盐颗粒还可按照化学组成分类：含硫污染物，含氮污染物，含碳污染物，含卤素污染物CompanyLogo2.１.３大气主要污染物一、含硫化合物

硫化合物主要包括硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐和有机硫化合物等。其中最主要的是硫化氢、二氧化硫和硫酸盐。人类的活动，使大量硫化合物进入大气。CompanyLogo2.１.３大气主要污染物二、含氮化合物主要含氮化合物为N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐等。1.N2ON2O是无色气体，称为“笑气”的麻醉剂可通过微生物的作用产生，是目前已知的温室气体之一，含量约为0.3ppm。N2O的催化循环反应，导致了臭氧的不断损耗。N2O天然源主要有海洋、土壤、淡水和雷电。人为源主要有氮肥、化石燃料燃烧及工业排放等。CompanyLogo2.１.３大气主要污染物2.NOx

无色无味的NO和刺激性的红棕色NO2均是大气中的重要污染物，通常用NOx表示。通过闪电、微生物固定及NH3的氧化等各种天然源和污染源进入大气。大气中的氮在高温下能氧化成一氧化氮，进而转化为二氧化氮。火山爆发和森林大火等都会产生氮氧化物。人为污染源是各种燃料在高温下的燃烧以及硝酸、氮肥、炸药和染料等生产过程中所产生的含氮氧化物废气造成的，其中以燃料燃烧排出的废气造成的污染最为严重。

CompanyLogo2.１.３大气主要污染物三、含碳化合物

CO

CO是由含碳燃料的不完全燃烧而产生，或者是在内燃机的高温、高压的燃烧条件下产生.CO的天然源主要来自海洋中生物的作用、植物叶绿素的分解、森林中放出萜的氧化、森林大火以及大气中CH4的光化学氧化和CO2的光解等。放电作用引起云层中有机物的光氧化作用，二氧化碳的轻微解离作用，种子发芽、籽苗生长及人和动物新陈代谢过程中都会产生CO。

CompanyLogo2.１.３大气主要污染物CO2二氧化碳是一种无毒的温室气体，由于CO2的增加将引起温室效应的加剧，而导致全球气候变暖的重大影响。大气中CO2是自然存在的，可通过动物的呼吸排出CO2，植物体废弃物作为燃料燃烧或腐败而自然氧化时，均将产生CO2排入大气。甲烷在平流层中与OH自由基反应的最终产物为CO2。此外，海水中CO2比大气高60余倍，因此可以进行交换作用而排出CO2。CompanyLogo2.１.３大气主要污染物3、碳氢化合物碳氢化合物通常指C1~C8的可挥发的碳氢化合物，包含烷烃、烯烃、炔烃、脂肪烃和芳香烃等，其中CH4是主要的碳氢化合物。碳氢化合物主要来自天然源，其次是植物排出的萜烯化合物。CH4主要是由厌氧细菌的发酵过程如沼泽、泥塘、湿冻土带、水稻田底部、牲畜反刍和白蚁的墓穴等产生。

CompanyLogo2.１.３大气主要污染物汽车废气排出的碳氢化合物主要可分为两类:烃类----甲烷、乙烯、乙炔、丙烯和丁烷等；醛类----甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等，此外还有少量多环芳烃和芳烃。CompanyLogo2.１.３大气主要污染物四、含卤素化合物CH3Cl、CH3Br、CH3I来自天然源，主要是来自海洋，其余含卤素化合物都是由于人类活动产生的。氟氯烃类(CFCs)化合物可用作冰箱制冷剂、喷雾器中的推进剂、溶剂和塑料起泡剂等。CFCs在大气层中不是自然存在的，而完全是由人为产生的。CompanyLogo氟里昂freon几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称。包括CCl3F（F-11）、CCl2F2（F-12）、CClF3（F-13）、CHCl2F（F-21）、CHClF2（F-22）、FCl2C－CClF2（F-113）、F2ClC－CClF2(F-114)、C2H4F2(F-152)、C2ClF5(F-115)、C2H3F3(F143)等等。以上氟里昂在常温下都是无色气体或易挥发液体，略有香味，低毒，化学性质稳定。其中最重要的是二氯二氟甲烷CCl2F2（F-12）。CompanyLogo氟里昂freon氟里昂主要用作制冷剂。它们的商业代号F表示氟代烃，第一个数字等于碳原子数减1（如果是零就省略），第二个数字等于氢原子数加1，第三个数字等于氟原子数目，氯原子数目不列。由于氟利昂可能破坏大气臭氧层，已限制使用。目前地球上已出现很多臭氧层漏洞，有些漏洞以超过非洲面积，其中很大的原因是因为氟利昂的化学物质。CompanyLogo温室气体和温室效应一、地球的热平衡

进入大气的太阳辐射约50%以直接方式或被云、颗粒物和气体散射的方式到达地球表面；另外的50%被直接反射回去或被大气吸收。地球表面能量返回大气由传导、对流和辐射三种能量传输机制来完成。CompanyLogo温室气体和温室效应二、温室气体和温室效应1.大气中发生的温室效应2.人为的温室效应增加大气中CO2等温室气体浓度，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。温室气体包括两类：一类在对流层混合均匀，如CO2、CH4、N2O和CFCs。另一类在对流层混合不均匀，如O3。CompanyLogo第二节大气中污染物的迁移1辐射逆温层2影响大气污染物迁移的因素CompanyLogo１、辐射逆温层

(RadiationInversionLayer)

Γ>0时,对流层中的正常现象.Γ=0时,叫做等温层当Γ<0时，称为逆温气层。逆温多发生在低层大气中,大多数属于近地面层的辐射逆温。辐射逆温是地面因强烈辐射而冷却降温所形成。有利于辐射逆温发生的条件：无风，少云，夜晚CompanyLogo２、影响大气污染物迁移的因素污染源本身的特性空气的机械运动，如风和湍流逆温现象CompanyLogo天气形势和地理地势的影响晴朗的白天，常有风从海上吹来；而到了夜晚，风又从陆地吹向海洋。这种有规律循环出现的风就是气象上所说的海陆风。日间陆地受太阳辐射增温，陆面上空空气迅速增温而向上抬升，海面上由于其热力特性受热慢，上空的气温相对较冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那儿因热空气上升而造成的空缺，形成海风；夜间陆地冷却快，海上较为温暖，近地面气流从陆地吹向海面，称为陆风，这就是－海陆风。CompanyLogo天气形势和地理地势的影响在大范围环流微弱时，由于城市热岛而引起的城市与郊区之间的大气环流：空气在城区上升，在郊区下沉，而四周较冷的空气又流向市区，在城市和郊区之间形成一个小型的局地环流，称为城市风。由于城市风的存在，城区的污染物随热空气上升，往往在城市上空笼罩着一层烟尘等形成的穹形尘盖，使上升的气流受阻，污染物不易扩散，所以上升的气流转向水平运动，到了郊区下沉，下沉气流又流向城市的中心。－城郊风

CompanyLogo天气形势和地理地势的影响白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“加热炉”；而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，称为谷风。这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，“加热炉”变成了“冷却器”；而谷地上空，同高度的空气因离地面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，称为山风。谷底的空气因汇合而上升，形成与白天相反的热力环流－山谷风CompanyLogo第三节大气中污染物的转化１、大气中重要的自由基来源２、氮氧化物的气相转化３、碳氢化合物的转化４、光化学烟雾５、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染６、酸性降水７、温室效应８、臭氧层的形成及损耗CompanyLogo２.３.１大气中重要的自由基来源一、大气中HO·，HO２·自由基的浓度与日光照射有关，白天高于夜晚，夏天高于冬季二、大气中HO·，HO２·自由基的来源Ｏ３的光解是大气中HO·的重要来源（清洁大气）ＨＮＯ２和Ｈ２Ｏ２的存在光解也是来源之一（污染大气）醛的光解特别是甲醛的光解是大气中HO２·自由基的来源CompanyLogo２.３.１大气中重要的自由基来源清洁大气中HO·光化学反应O３

+hv

→O·

+O２O·＋

H２O→

2HO·污染大气中HO·光化学反应HNO２

+hv

→HO·

+NOH２O２＋hv

→

2HO·HO2·的来源H２

CO+hv

→H·

+HCO·

H·

+O２

+M→HO２·

+MHCO·

+O２

→HO２·

+COCompanyLogo三、Ｒ·，ＲＯ·和ＲＯ２·的来源及光化反应大气中存在量最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解：CH３

CHO+hv

→CH３·

+HCO·CH３COCH３＋hv

→CH·＋

CH３CO·大气中甲氧基主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：CH３

ONO+hv

→CH３

O

·

+NOCH３

ONO２

+hv

→CH３

O

·

+NO２大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2

结合而形成的：R·

+O２

→RO２·

CompanyLogo２.３.２氮氧化物的气相转化1、氮氧化物的基本反应NO2可以与O或O3反应生成NO3。NO3可以和NO反应或光解作用再生成NO2或者再与NO2反应生成N2O5。N2O5与H2O作用形成HNO3。

NO氧化为NO2可按下式进行：

NO+O3

NO2+O2

在日光照耀下，NO也可被自由基OH·

、CH3O·

、CH3O2·

（过氧烷基自由基）和CH3COO2·(过氧乙酰基)等氧化，其反应式：

OH·+NOHONOCH3O·+NOCH3ONO

CompanyLogo２.３.２氮氧化物的气相转化CH3O2

·+NOCH3O·+NO2CH3COO2

·+NOCH3O·+CO+NO2RO2

·+NORO·+NO2NO2在日光照耀下可与OH·和O3等反应，其反应式：

OH·+NO2HNO3(该反应是大气中HNO3的重要来源，是酸雾酸雨形成的关键）O3+NO2

NO3

+O2

CompanyLogo２.３.２氮氧化物的气相转化2、NO、NO2和O3的基本光化学循环NO、NO2和O3的基本光化学循环是大气光化学过程的基础，当大气中NO与NO2和阳光同时存在时，O3就作为NO2光分解的产物而生成。NO2+h

NO·+O·O·+O2+MO3+M·M为空气中的N2、O2或其它第三者分子（包括粉尘粒子）。

O3+NONO2+O2CompanyLogo２.３.３碳氢化合物的转化1、碳氢化合物的一些重要反应如甲烷的氧化作用:

CH4+O·

H3C·

+HO·H3C·+O2+MH3COO·+MCH4+HO·

H3C·+H2O

CompanyLogo２.３.３碳氢化合物的转化还可产生一些附加反应如下：

H3COO·+NOH3CO·+NO2H3CO·+O3

多种产物H3CO·+O2

CH2O+HOO·H3COO+NO2+MH3COONO2（硝酸酯）+M

CompanyLogo２.３.３碳氢化合物的转化烯烃的反应极易与·OH等自由基反应，如：CH2=CH2+HO·→·CH2CH2OH+O2→CH2(O2)CH2OHNO+CH2(O2)CH2OH→CH2(O)CH2OH+NO2

H2CO+CH2OHHCOCH2OH+HO2

·

CompanyLogo２.３.３碳氢化合物的转化与O3反应，如：CH2=CH2+O3

→H2CO+

H2COO·

CO,CO2,HCOOH,HO2·与NO3反应，如：ONO2CH3CH=CHCH3+NO3

→CH3CH-CHCH3→…→

CH3CH-CHCH3

ONO2ONO2CompanyLogo２.３.３碳氢化合物的转化环烃、芳烃和多环芳烃的反应

在大气中主要与·OH基反应醚、醇、酮和醛的反应

CH3OCH3+

HO·→

CH3OCH2·

+

H2OO2CH3OCH2OO·H2CO+HO·→HCO·+H2OHCO·+O2→CO+HO2

·

H2CO+HO2·→HOH2COO·NOHOH2CO+NO2CompanyLogo2.3.4光化学烟雾汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光(紫外线)作用下发生光化学反应生成二次污染，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体污染物，也有气溶胶)所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。光化学烟雾的表观特征是烟雾弥漫，大气能见度降低。光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低，气温为24~32℃的夏季晴天。

CompanyLogo2.3.4光化学烟雾汽车尾气以及石油和煤燃烧废气是形成光化学烟雾的主要污染源。空气中氧化剂特别是O3也包括PAN（过氧乙酰硝酸酯）及其他化合物是烟雾形成的指标。发生光化学烟雾还必须有烃类参加，烯烃特别能使烟雾形成，也必须有NOx参加，NOx是建立导致烟雾形成的起始光化学过程。光化学烟雾形成条件必须如下：（1）有引起光化学反应的紫外线。（2）有烃类特别是烯烃的存在能引起光化学烟雾。（3）有NOx参加，导致形成烟雾起始的光化学反应。CompanyLogo2.3.4光化学烟雾光化学烟雾的形成机理

碳氢化合物和氮氧化物的相互作用过程。1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。2、碳氢化合物，OH、O等自由基和O3氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物——RO2、HO2、RCO等自由基的生成。3、过氧自由基引起NO向NO2转化，并导致O3和PAN（过氧乙酰硝酸酯）等生成。

CompanyLogo2.3.5硫酸烟雾（伦敦烟雾）主要由燃煤排放出来的SO2，颗粒物，硫酸盐颗粒物所造成的大气污染，多发生在冬季，气温低，湿度大，日光较弱的气象条件下的黄色烟雾，属于还原性烟雾。光化学烟雾（洛杉矶烟雾）属于氧化性烟雾，由于汽车尾气排放，多发生在夏季，高温，日光强的气象条件下2.3.4光化学烟雾CompanyLogo2.3.6酸雨1、酸雨的研究概况

pH值小于5.6的雨雪或其它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。

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。CompanyLogo2.3.6酸雨1972年发表了第一篇有关北美酸雨的论文，1972年6月在UN第一次人类环境会议上(斯德哥尔摩)瑞典政府提交了《穿越国界的大气污染：大气和降水中的硫对环境的影响》报告。1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了“国际环境酸化会议”，这标志着酸雨污染已成为当今世界重要的环境问题之一。20世纪80年代以来，除北美、欧洲以外，东北亚主要是日本、韩国和中国的酸雨区迅速扩展成为世界第三大酸雨区。CompanyLogo2.3.6酸雨中国20世纪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<5·6的区域占全国面积的40%左右。降水年平均pH小于5.6的地区主要分在秦岭淮河以南，在此以北仅有个别地区。降水年平均pH小于5.0的地区主要在西南、华东及东南沿海一带。

中国酸雨的主要致酸物质是硫酸盐，降水中SO42—的含量普遍都很高。CompanyLogo2.3.6酸雨2、酸雨的形成“清洁”地区或正常雨水的pH值为5.0~5.6。所谓“酸雨”就是指酸性强于“正常”雨水的降水。酸雨的形成涉及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物的远程输送过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的气相、液相和固相等均相或非均相化学反应等。CompanyLogo2.3.6酸雨3、降水的酸化过程大气降水的酸度与其中的酸、碱物质的性质及相对比例有关。在自由大气里，由于存在0.l~l0m范围的凝结核而造成了水蒸气的凝结，然后通过碰并和聚结等过程进一步生长从而形成云滴和雨滴。在云内、云滴相互碰并或与气溶胶粒子碰并，同时吸收大气气体污染物，在云内部发生化学反应，这个过程叫污染物的云内清除或雨除。CompanyLogo2.3.6酸雨雨除是指被去除物参与成云过程，即作为云滴的凝结核，使水蒸气在其上凝结，云滴吸收空气中成分并在云滴内部发生液相反应。冲刷是指在云层下部即降雨过程中的去除。酸雨是由于酸性物质的湿沉降而形成CompanyLogo2.3.6酸雨酸雨的形成必须具备以下几个条件：(1)污染源；(2)有利的气候条件，以便把污染物移送到远的地方，使其发生反应和变化；(3)大气中的碱性物质浓度较低，对酸性降水的缓冲能力很弱；(4)容易受到酸雨影响或损害的接受体。CompanyLogo2.3.6酸雨4、酸雨的化学组成

阳离子——H+、Ca2+、NH4+、Na+、K+、Mg2+阴离子——SO4、、NO3—、Cl—、HCO3—

5、酸雨中的关键性离子组分

Cl—和Na+主要是来自海洋，浓度相近，对降水酸度不产生影响。在阴离子总量中SO42—占绝对优势，在阳离子总量中，H+、Ca2+、NH4+占80%以上。酸雨区与非酸雨区的数据，阴离子SO42—+NO3—度相差不大，而阳离子Ca2+、NH4+、K+浓度相差却较大。

CompanyLogo2.3.6酸雨6、影响酸雨形成的因素（1）大气中的氨氨是大气中唯一的常见气态碱。由于它的水溶性，能与酸性气溶胶或雨水中的酸反应，中和作用而降低酸度。在大气中，氨与硫酸气溶胶形成中性的硫酸铵，SO2也可由于与NH3的反应而减少，避免了进一步转化成酸。大气中氨的来源主要是有机物分解和农田施用的氮肥的挥发。CompanyLogo2.3.6酸雨（2）颗粒物酸度及其缓冲能力

颗粒物的来源:燃煤和风沙扬尘。颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用:一是所含的催化金属促使SO2氧化成酸,二是对酸起中和作用。

CompanyLogo2.3.6酸雨酸雨的危害1、湖泊酸化。2、酸雨使流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝)可被溶解进入水中毒害鱼类。3、酸雨抑制土壤中有机物的分解和氮的固定、淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化。4、酸雨伤害植物的新生芽叶，干扰光合作用，影响其发育生长。5、酸雨腐蚀建筑材料，金属结构、油漆及名胜古迹等。CompanyLogo第四节大气颗粒物基本要求1.掌握大气颗粒物的源和消除、颗粒物分布的基本特征；2.了解大气中放射性核素以及颗粒物对人体健康的影响。CompanyLogo4.1大气颗粒物的分类粉尘（微尘、Dust）

颗粒直径：1~100m；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：0.01~1m；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。

CompanyLogo4.1大气颗粒物的分类灰（Ash）颗粒直径：1~200m；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：2~200m；物态：液体；生成机制、现象：水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶水平视程小于1km。CompanyLogo4.1大气颗粒物的分类霭（Mist）颗粒直径：大于10m；物态：液体；生成机制、现象：与雾相似，气象上规定称轻雾，水平视程在1~2km之内，使大气呈灰色。

霾（Haze）颗粒直径：~0.1m；物态：固体；生成机制、现象：干的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。CompanyLogo4.1大气颗粒物的分类烟尘(熏烟，Smoke)：

0.01~5m；固体与液体；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）：0.001~2m；固体；粒径在2m以下，现泛指各种妨碍视程(能见度低于2km)的大气污染现象。光化学烟雾产生的颗粒物，粒径常小于0.5m使大气呈淡褐色。

CompanyLogo4.1大气颗粒物的分类总悬浮颗粒物(TotalSuspendedParticulateTSP)：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中的一个通用的重要污染指标。长期飘泊在大气中颗粒直径小于l0m的悬浮物称为飘尘(Airborneparticle)，大于l0m的微粒，由于自身的重力作用而很快沉降下来的这部分微粒称为降尘（Dustfall）。CompanyLogo4.2大气颗粒物的源和消除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，又可分为一次颗粒物和二次颗粒物。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(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间，或这些组分与大气中的正常组分(如氧气)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。

CompanyLogo4.2大气颗粒物的源和消除1）颗粒物的天然来源

天然源可起因于地面扬尘(风吹灰尘)，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NO2氧化生成的硝酸等。CompanyLogo4.2大气颗粒物的源和消除2）颗粒物的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，各种工业生产过程中排放的固体微粒，汽车尾气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物以及如人为排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等的二次颗粒物。CompanyLogo4.2大气颗粒物的源和消除2、大气颗粒物的消除干沉降

干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体碰撞后发生沉降。

干沉降消除过程存在着两种机制：一种是通过重力对颗粒物的作用，使它降落在土壤、水体的表面或植物、建筑等物体上，沉降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关。

CompanyLogo4.2大气颗粒物的源和消除湿沉降

湿沉降是指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。湿沉降存在雨除(Rainout)和冲刷(Washout)两种机制。

CompanyLogo4.3大气颗粒物的粒度分布及表面性质大气颗粒物的粒度有三个模：即艾根核模、积聚模和粗粒模（Whitby1978）。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0.005~0.05m，属于核模型。粒径在0.05~2m范围的颗粒物是由核模型颗粒凝聚或通过蒸气凝结气而长大的，属于积聚模型。以上这两种颗粒物合称为细粒(小于2m)。粒径大于2m的颗粒物属粗粒，由机械粉碎、液滴蒸发等过程形成的，属于粗粒模。主要是自然界及人类活动的一次污染物。CompanyLogo4.3大气颗粒物的粒度分布及表面性质细颗粒主要化学组分为SO42—、NH4+、NO3—、Pb和含有烟炱和凝聚有机物的碳；粗颗粒化学组分为Fe、Ca、Si、Na、Cl、Al等。城市大气中颗粒物的分布多数属双模型，即积聚模和粗粒模。二、微粒的表面性质

微粒三种最重要的表面性质:成核作用、粘合和吸着。成核是指过饱和蒸汽在微粒上凝结形成液滴的现象，雨滴的形成也涉及成核作用。CompanyLogo4.3大气颗粒物的粒度分布及表面性质粒子可以彼此互相紧紧的粘合或在固体表面上粘合。粘合或凝聚是小颗粒形成较大的凝聚体并最终达到很快沉降粒径的过程。吸着是指分子为颗粒物吸着的现象。如果气体或蒸气溶解在微粒中，这种现象称为吸收。若吸着在颗粒物表面上，则定义为吸附。涉及特殊的化学相互作用的吸着，定义为化学吸附作用。CompanyLogo4.4大气中的无机颗粒物一、无机颗粒物的来源大于3m(空气动力学相应的直径)的金属颗粒物，将不影响呼吸或不参与大气间相互作用。重点研究小于2m的细颗粒物

飘尘的天然源来自风传粉尘，火山爆发烟气以及海浪引起的震霭，其量可十倍于人为源。人为源

大量的细颗粒物来自电厂(燃煤)、市政焚化、冶金过程、采矿及地面交通运输等。其中最重要的是冶金过程，使大量的环境重要金属进入大气，颗粒物直径小于2m的占46.6%。CompanyLogo4.4大气中的无机颗粒物天然源颗粒物的天然源一般大于人为源载带量。由于颗粒物是易消失的粉尘和海浪溅沫，其中大颗粒占优势，沉降迅速，对环境影响不大，除非在散发源附近如火山爆发将大量颗粒物散发达数公里之遥。CompanyLogo4.5大气颗粒物中的有机化合物大气有机颗粒物的来源及类型大气颗粒有机污染物是指吸附和沉积在各种大气颗粒上的有机物，大气中的另一类有机物为挥发性有机物。根据1979年以前公开发表的文献报告统计，已经确证的颗粒有机污染物，由于燃烧所产生的有109种，因废物焚烧所产生的235种，煤/油燃烧所产生的69种。按类别分为多环芳香族化合物、芳香族化合物，含氮、氧、硫、磷类化合物，烃基化合物，脂肪族化合物，羰基化合物和卤代化合物。CompanyLogo4.6大气中的放射性核素大气中放射性物质来源1、大气中天然放射性陆生气体放射性核素

在岩石和土壤中存在着铀-238、钍-232和铀-235等衰变系，每一衰变系都含有一种氡的同位素，氡是一种稀有气体，能从岩石、土壤中逸出。宇宙射线

宇宙射线是指来自太阳和外层宇宙空间的高能粒子流，它本身就是大气天然放射性的主要来源。此外，宇宙射线与大气中原子核相互作用产生许多放射性核素。主要通过降水去除。

CompanyLogo第二章大气环境化学复习题一、填空题1、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是：：

CFmCl