第二章大气环境化学第二章大气环境化学1、1大气得主要成分1、2大气层得结构1、3大气中得主要污染物主要成分:N2(78、08%,106年),O2(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)水(10天)得含量可变化:1%—3%大气随高度增加而逐渐稀薄,其质量得99、9%集中在50km以下得范围对流层特点:(1)气温随海拔高度得增加而降低,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得对流运动:贴近地面得空气吸收热量后膨胀上升,上面得冷空气则会下降(3)气体密度大,集中大气总质量3/4以上低层大气:从污染源排放得污染物几乎直接进入该层自由层大气: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得增加而增加,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(4)在15-60km范围内有厚约20km得臭氧层,臭氧生成和消除得动态过程会吸收大量紫外线光解并将其以热量得形式释放,温度升高主要污染物: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:含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、含卤素化合物9含硫化合物:COS、CS2、H2S(自学)、SO2、SO3、H2SO4、MSO3、MSO4、(CH3)2SSO2得危害SO2得来源与消除SO2得浓度特征SO2得危害:刺激人体和动物得呼吸道并增加呼吸阻力,造成呼吸困难损伤植物叶组织,其损伤程度随湿度得增加而增加,最易给气孔打开得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得形成SO2得来源与消除:来源:人为来源和天然来源排放得数量相当,大城市及其周围地区大气中SO2主要来源于含硫燃料得燃烧消除: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得浓度特征:SO2得本底值(背景值、未被污染)具有明显得地区变化和高度变化一般SO2在大气中得停留时间为3～6、5dSO2得城市浓度具有明显得变化规律p23图2-2SO2进入大气后其分布与气象条件有密切关系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得体积分数随风向变化而改变:水平输送、大污染源得下风方p24图2-4SO2得体积分数与风速基本成反比关系p25图2-5SO2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、NO2NOx得来源与消除燃烧过程中NOx得形成机理燃烧过程中NOx形成得因素NOx得环境浓度NOx得危害NOx得来源与消除:来源:人为来源主要就是燃料得燃烧;2/3来自汽车等流动燃烧源,1/3来自固定燃烧源;其中90%以上就是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,其中湿沉降就是最主要得方式NOx得形成机理:燃料中得含氮化合物在燃烧过程中氧化生成NOx空气中得N2在燃烧过程中在高温条件下氧化生成NOxp29影响NOx形成得因素:燃烧温度:高温既能产生较高得NO含量,又有助于NO得快速生成;p29图2-9空燃比——空气质量与燃料质量得比值表2-1NO生成量与燃烧温度得关系空燃比:当燃烧完全即无过量得氧气时,空气与燃料组成得混合物称为化学计量混合物,此时得空燃比称为化学计量空燃比混合物中空气得量少于化学计量得量——富燃料;反之则为贫燃料空燃比与汽车尾气中NOx得排放量得关系p30图2-10NOx得环境浓度:p30NOx得本底值随地理位置不同具有明显得差别全球总平均值NOx得城市浓度具有很强得季节变化,冬季浓度最高,夏季最低NOx得危害:NO能与血红蛋白结合并减弱血液得输氧能力,但此影响不就是很大NOx得浓度较高会危害呼吸系统NOx会破坏植物组织,引起光合作用得可逆衰减NOx就是导致大气光化学烟雾污染得重要污染物质含碳化合物:CO、CO2、有机碳氢化合物、含氧烃类CO得人为来源与天然来源CO得去除CO得停留时间及浓度分布CO得危害CO得人为来源:主要就是在燃料不完全燃烧时产生得,其中80%就是由汽车排放得CO得天然来源:甲烷