环境化学市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

l l酸酸性性降降水水：经经过过降降水水将将大大气气中中酸酸性性物物质质迁迁移到地面过程，是一个酸沉降过程。移到地面过程，是一个酸沉降过程。l l酸酸沉沉降降(acid deposition)：酸酸性性物物质质迁迁移移到到地地表表过过程程，经经过过干干、湿湿沉沉降降两两种种路路径径实实现。现。l l干干干干沉沉沉沉降降降降 (dry(dry deposition)deposition)：随随随随气气气气流流流流对对对对流流流流和和和和扩扩扩扩散散散散作作作作用，被土壤、水体和植被等吸附去除。用，被土壤、水体和植被等吸附去除。用，被土壤、水体和植被等吸附去除。用，被土壤、水体和植被等吸附去除。l l湿湿湿湿沉沉沉沉降降降降 (wet(wet deposition)deposition)：经经经经过过过过降降降降水水水水落落落落到到到到地地地地面面面面（酸雨（酸雨（酸雨（酸雨acid rainacid rain）。）。）。）。七、酸性降水七、酸性降水第1页1 1、酸雨研究概况、酸雨研究概况、酸雨研究概况、酸雨研究概况l l5050年代：年代：年代：年代：英国英国英国英国R.A.SmithR.A.Smith最早观察到酸性降雨。最早观察到酸性降雨。最早观察到酸性降雨。最早观察到酸性降雨。l l19721972年年年年：发发发发表表表表了了了了第第第第一一一一篇篇篇篇相相相相关关关关北北北北美美美美酸酸酸酸雨雨雨雨论论论论文文文文穿穿穿穿越越越越国国国国界界界界大大大大气污染：大气和降水中硫对环境影响。气污染：大气和降水中硫对环境影响。气污染：大气和降水中硫对环境影响。气污染：大气和降水中硫对环境影响。l l19821982年年年年：召召召召开开开开了了了了“国国国国际际际际环环环环境境境境酸酸酸酸化化化化会会会会议议议议”，标标标标志志志志酸酸酸酸雨雨雨雨污污污污染染染染成为世界主要环境问题之一。成为世界主要环境问题之一。成为世界主要环境问题之一。成为世界主要环境问题之一。l l8080年年年年代代代代：除除除除北北北北美美美美、欧欧欧欧洲洲洲洲以以以以外外外外，东东东东北北北北亚亚亚亚（日日日日本本本本、韩韩韩韩国国国国和和和和中中中中国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。l l本本本本世世世世纪纪纪纪：世世世世界界界界酸酸酸酸雨雨雨雨污污污污染染染染范范范范围围围围日日日日益益益益扩扩扩扩大大大大，几几几几乎乎乎乎整整整整个个个个欧欧欧欧洲洲洲洲地地地地域域域域都在降酸雨。都在降酸雨。都在降酸雨。都在降酸雨。第2页1 1、酸雨研究概况、酸雨研究概况、酸雨研究概况、酸雨研究概况l l5050年代：年代：年代：年代：英国英国英国英国R.A.SmithR.A.Smith最早观察到酸性降雨。最早观察到酸性降雨。最早观察到酸性降雨。最早观察到酸性降雨。l l19721972年年年年：发发发发表表表表了了了了第第第第一一一一篇篇篇篇相相相相关关关关北北北北美美美美酸酸酸酸雨雨雨雨论论论论文文文文穿穿穿穿越越越越国国国国界界界界大大大大气污染：大气和降水中硫对环境影响。气污染：大气和降水中硫对环境影响。气污染：大气和降水中硫对环境影响。气污染：大气和降水中硫对环境影响。l l19821982年年年年：召召召召开开开开了了了了“国国国国际际际际环环环环境境境境酸酸酸酸化化化化会会会会议议议议”，标标标标志志志志酸酸酸酸雨雨雨雨污污污污染染染染成为世界主要环境问题之一。成为世界主要环境问题之一。成为世界主要环境问题之一。成为世界主要环境问题之一。l l8080年年年年代代代代：除除除除北北北北美美美美、欧欧欧欧洲洲洲洲以以以以外外外外，东东东东北北北北亚亚亚亚（日日日日本本本本、韩韩韩韩国国国国和和和和中中中中国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。国酸雨区）成为世界第三大酸雨区。l l本本本本世世世世纪纪纪纪：世世世世界界界界酸酸酸酸雨雨雨雨污污污污染染染染范范范范围围围围日日日日益益益益扩扩扩扩大大大大，几几几几乎乎乎乎整整整整个个个个欧欧欧欧洲洲洲洲地地地地域域域域都在降酸雨。都在降酸雨。都在降酸雨。都在降酸雨。第3页l l中国酸雨情况中国酸雨情况l l80年代：年代：主要发生在西南地域。主要发生在西南地域。l l90年年代代中中期期：发发展展到到长长江江以以南南、青青藏藏高高原原altiplano以以及及四四川川盆盆地地basin等等地地域域，年年均均降水降水pH8中和中和 pH东亚东亚大陆大陆西西北北风风酸雨減少酸雨減少黄黄沙沙上升气流上升气流凝结凝结来自沙漠沙尘对来自沙漠沙尘对酸雨分布影响机理示意如图酸雨分布影响机理示意如图第14页SO2H2SvolcanoesindustrySO2CS2SO42-OCEAN1.3x1021 g St=t=107 yearsdepositionrunoffSO42-planktonCOSDMSmicrobesventsFeS2upliftATMOSPHERE2.8x1012 g St=t=1 weekSEDIMENTS7x1021 g St=t=108 yearsTHE GLOBAL SULFUR CYCLE第15页八、大气颗粒物八、大气颗粒物v气气溶溶胶胶aerosol体体系系:大大气气是是由由各各种种固固体体或或液液体体微微粒粒均均匀匀地地分分散散在在空空气气中中形形成一个庞大成一个庞大分散分散disperse体系体系。分分散散体体系系：溶溶液液、胶胶体体colloid和和粗粗分分散散系系统。统。气溶胶，固溶胶气溶胶，固溶胶sol和液溶胶。和液溶胶。大大气气环环境境是是一一个个气气溶溶胶胶系系统统，习习惯惯上上称称为为颗粒物（颗粒物（Particulate matter）。）。第16页大气颗粒物是大气一个组分。大气颗粒物是大气一个组分。大气颗粒物是大气一个组分。大气颗粒物是大气一个组分。大气颗粒物参加大气降水过程。大气颗粒物参加大气降水过程。大气颗粒物参加大气降水过程。大气颗粒物参加大气降水过程。在在在在清清清清洁洁洁洁大大大大气气气气中中中中，大大大大气气气气颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物极极极极少少少少而而而而且且且且无无无无毒毒毒毒；在在在在污污污污染染染染大大大大气气气气中中中中，大大大大气气气气颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物也也也也属属属属于于于于一一一一个个个个污污污污染染染染，而而而而且且且且其其其其中大部分有毒。中大部分有毒。中大部分有毒。中大部分有毒。大大大大气气气气颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物是是是是大大大大气气气气中中中中一一一一些些些些污污污污染染染染物物物物载载载载体体体体carrier或或或或反反反反应床应床应床应床reaction bedreaction bed。第17页1、大大气气颗颗粒粒物物分分类类（按按按按照照照照物物物物态态态态statestate及及及及形形形形成成成成机机机机制制制制mechanismmechanism分类）分类）分类）分类）l l粉尘粉尘粉尘粉尘（微尘、（微尘、（微尘、（微尘、DustDust）：固体；风吹扬尘，风沙。）：固体；风吹扬尘，风沙。）：固体；风吹扬尘，风沙。）：固体；风吹扬尘，风沙。l l烟烟烟烟（烟烟烟烟气气气气，FumeFume）：固固固固体体体体；熔熔熔熔融融融融金金金金属属属属、凝凝凝凝结结结结金金金金属属属属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐。氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐。氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐。氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐。l l灰灰灰灰（AshAsh）：固固固固体体体体；煤煤煤煤、木木木木材材材材燃燃燃燃烧烧烧烧产产产产生生生生硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐颗颗颗颗粒，煤粉燃烧产生飞灰。粒，煤粉燃烧产生飞灰。粒，煤粉燃烧产生飞灰。粒，煤粉燃烧产生飞灰。l l雾雾雾雾（FogFog）：液液液液体体体体；水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气冷冷冷冷凝凝凝凝生生生生成成成成颗颗颗颗粒粒粒粒小小小小水水水水滴滴滴滴或冰晶，水平视程小于或冰晶，水平视程小于或冰晶，水平视程小于或冰晶，水平视程小于1km1km。第18页l l霭霭霭霭（MistMist）：液液液液体体体体；称称称称为为为为轻轻轻轻雾雾雾雾，水水水水平平平平视视视视程程程程在在在在12km12km之内，大气呈灰色。之内，大气呈灰色。之内，大气呈灰色。之内，大气呈灰色。l l霾霾霾霾（HazeHaze）：固固固固体体体体；水水水水平平平平视视视视程程程程小小小小于于于于2km2km，使使使使大大大大气气气气混浊呈浅蓝色或微黄色。混浊呈浅蓝色或微黄色。混浊呈浅蓝色或微黄色。混浊呈浅蓝色或微黄色。l l烟烟烟烟尘尘尘尘（熏熏熏熏烟烟烟烟，SmokeSmoke）：固固固固体体体体与与与与液液液液体体体体；含含含含碳碳碳碳物物物物质质质质（如如如如煤煤煤煤炭炭炭炭）燃燃燃燃烧烧烧烧时时时时产产产产生生生生固固固固体体体体碳碳碳碳粒粒粒粒、水水水水、焦焦焦焦油油油油tar状状状状物物物物质质质质及及及及不不不不完完完完全全全全燃燃燃燃烧烧烧烧灰灰灰灰分分分分所所所所形形形形成成成成混混混混合合合合物物物物，假假假假如如如如煤煤煤煤烟烟烟烟中失去了液态颗粒，即成为烟尘。中失去了液态颗粒，即成为烟尘。中失去了液态颗粒，即成为烟尘。中失去了液态颗粒，即成为烟尘。l l烟烟烟烟雾雾雾雾（SmogSmog）：固固固固体体体体；泛泛泛泛指指指指各各各各种种种种妨妨妨妨碍碍碍碍视视视视程程程程(能能能能见见见见度低于度低于度低于度低于2km)2km)大气污染现象。大气污染现象。大气污染现象。大气污染现象。第19页2 2、颗粒物粒度分布和表面性质、颗粒物粒度分布和表面性质、颗粒物粒度分布和表面性质、颗粒物粒度分布和表面性质l l颗粒物粒度分布：颗粒物粒子粒径（颗粒物颗粒物粒度分布：颗粒物粒子粒径（颗粒物颗粒物粒度分布：颗粒物粒子粒径（颗粒物颗粒物粒度分布：颗粒物粒子粒径（颗粒物直径）直径）直径）直径）大小。大小。大小。大小。l l空空空空气气气气动动动动力力力力学学学学直直直直径径径径（D Dp p）：与与与与所所所所研研研研究究究究粒粒粒粒子子子子含含含含有有有有相相相相同同同同终终终终端端端端降降降降落落落落速度、密度为速度、密度为速度、密度为速度、密度为1 1球体直径。球体直径。球体直径。球体直径。式中式中式中式中 D Dg g几何直径；几何直径；几何直径；几何直径；p p忽略了浮力效应粒密度；忽略了浮力效应粒密度；忽略了浮力效应粒密度；忽略了浮力效应粒密度；0 0参考密度（参考密度（参考密度（参考密度（0 01g/cm1g/cm3 3）；）；）；）；K K形状系数，当粒子为球状时，形状系数，当粒子为球状时，形状系数，当粒子为球状时，形状系数，当粒子为球状时，K K1.01.0。1）对对于于球球状状粒粒子子，p对对Dp是是有有影响。影响。2）当当p较较大大时时，Dp比比Dg大大，二二者之间存在差值因子。者之间存在差值因子。3）因因为为大大多多数数大大气气粒粒子子满满足足p10，所所以以差差值值因因子子必必定定小小于于3。第20页大气颗粒物大气颗粒物大气颗粒物大气颗粒物按粒径按粒径按粒径按粒径大小分类：大小分类：大小分类：大小分类：飘飘飘飘尘尘尘尘（Airborne Airborne particleparticle）：长长长长久久久久飘飘飘飘泊泊泊泊在在在在大大大大气气气气中中中中颗颗颗颗粒粒粒粒直直直直径径径径小于小于小于小于1010 mm悬浮物称为飘尘，。悬浮物称为飘尘，。悬浮物称为飘尘，。悬浮物称为飘尘，。降降降降尘尘尘尘（Dust Dust fallfall）：大大大大于于于于l0l0 mm微微微微粒粒粒粒因因因因为为为为本本本本身身身身重重重重力力力力作作作作用用用用而而而而很快沉降下来这部分微粒称为降尘。很快沉降下来这部分微粒称为降尘。很快沉降下来这部分微粒称为降尘。很快沉降下来这部分微粒称为降尘。uu总总总总悬悬悬悬浮浮浮浮颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物（TSPTSP）：用用用用标标标标准准准准大大大大容容容容量量量量颗颗颗颗粒粒粒粒采采采采样样样样器器器器在在在在滤滤滤滤膜膜膜膜上上上上所所所所搜搜搜搜集集集集颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物总总总总质质质质量量量量，称称称称为为为为总总总总悬悬悬悬浮浮浮浮颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物。粒粒粒粒径径径径多多多多在在在在100m100m以以以以下下下下，尤尤尤尤以以以以10m10m以以以以下下下下为为为为多多多多。是是是是大大大大气气气气质质质质量量量量评评评评价价价价中中中中一一一一个通用主要污染指标。个通用主要污染指标。个通用主要污染指标。个通用主要污染指标。uu可可可可吸吸吸吸入入入入粒粒粒粒子子子子：易易易易于于于于经经经经过过过过呼呼呼呼吸吸吸吸过过过过程程程程respiration而而而而进进进进入入入入呼呼呼呼吸道吸道吸道吸道aspiratoryaspiratory粒子。粒子。粒子。粒子。第21页大气颗粒物大气颗粒物三个模态三个模态：爱根爱根爱根爱根AitkenAitken核模、积聚模和粗粒子模。核模、积聚模和粗粒子模。核模、积聚模和粗粒子模。核模、积聚模和粗粒子模。核模型：核模型：核模型：核模型：粒度：粒度：粒度：粒度：0.0050.050.0050.05 mm。主主主主要要要要起起起起源源源源：燃燃燃燃烧烧烧烧过过过过程程程程所所所所产产产产生生生生一一一一次次次次颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物，或或或或者者者者由由由由蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽凝凝凝凝结结结结和和和和光光光光化化化化学学学学反反反反应应应应使使使使气气气气体体体体经经经经过过过过成成成成核核核核作作作作用用用用而而而而形形形形成颗粒。成颗粒。成颗粒。成颗粒。去去去去除除除除过过过过程程程程：易易易易于于于于相相相相互互互互碰碰碰碰撞撞撞撞凝凝凝凝结结结结成成成成大大大大粒粒粒粒子子子子而而而而转转转转入入入入积积积积聚聚聚聚模模模模；或或或或者者者者在在在在大大大大气气气气湍湍湍湍流流流流扩扩扩扩散散散散过过过过程程程程中中中中很很很很快快快快被被被被其其其其它它它它物物物物质或地面吸收而去除。质或地面吸收而去除。质或地面吸收而去除。质或地面吸收而去除。第22页uu积聚积聚积聚积聚accumulating or gathering模型：模型：模型：模型：uu粒径：粒径：粒径：粒径：0.0520.052 mm。uu主主主主要要要要起起起起源源源源：由由由由核核核核模模模模型型型型颗颗颗颗粒粒粒粒凝凝凝凝聚聚聚聚或或或或经经经经过过过过蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽凝凝凝凝结结结结气气气气而而而而长长长长大大大大形形形形成。成。成。成。uu去除：去除：去除：去除：它们在大气中它们在大气中它们在大气中它们在大气中不易由扩散或碰撞不易由扩散或碰撞不易由扩散或碰撞不易由扩散或碰撞而去除。而去除。而去除。而去除。uu粗粒模：粗粒模：粗粒模：粗粒模：uu粒径：大于粒径：大于粒径：大于粒径：大于2 2 m m。uu主主主主要要要要起起起起源源源源：由由由由机机机机械械械械粉粉粉粉碎碎碎碎过过过过程程程程形形形形成成成成扬扬扬扬尘尘尘尘、液液液液滴滴滴滴蒸蒸蒸蒸发发发发、海海海海盐盐盐盐溅溅溅溅沫、火山暴发和风沙等形成，也称为沫、火山暴发和风沙等形成，也称为沫、火山暴发和风沙等形成，也称为沫、火山暴发和风沙等形成，也称为粗粒子粗粒子粗粒子粗粒子。uu去除：去除：去除：去除：主要靠主要靠主要靠主要靠干沉降和湿沉降过程干沉降和湿沉降过程干沉降和湿沉降过程干沉降和湿沉降过程而去除。而去除。而去除。而去除。uu爱爱爱爱根根根根核核核核模模模模和和和和积积积积聚聚聚聚模模模模这这这这两两两两种种种种颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物合合合合称称称称为为为为细细细细粒粒粒粒子子子子(小小小小于于于于2 2 m)m)。化学组分区分：化学组分区分：化学组分区分：化学组分区分：细细细细颗颗颗颗粒粒粒粒（核核核核模模模模和和和和积积积积聚聚聚聚模模模模）主主主主要要要要为为为为SOSO4 42-2-、NHNH4 4+、NONO3 3-、P Pb b和和和和碳碳碳碳；粗粗粗粗颗颗颗颗粒粒粒粒为为为为FeFe、CaCa、SiSi、NaNa、ClCl、AlAl等。等。等。等。细细细细粒粒粒粒子子子子与与与与粗粗粗粗粒粒粒粒子子子子之之之之间间间间普普普普通通通通不不不不会会会会相互转化。相互转化。相互转化。相互转化。城城城城市市市市大大大大气气气气中中中中颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物分分分分布布布布多多多多数数数数属属属属双双双双模模模模型型型型，即即即即积积积积聚聚聚聚模模模模和和和和粗粗粗粗粒模。粒模。粒模。粒模。第23页大大气气颗颗粒粒物物表表面面性性质质：成成核核nucleation作作 用用、粘粘 合合 conglutinate和和 吸吸 着着adsorption。成成成成核核核核作作作作用用用用是是是是指指指指过过过过饱饱饱饱和和和和蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽在在在在颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物表表表表面面面面上上上上凝凝凝凝结结结结形形形形成液滴现象。成液滴现象。成液滴现象。成液滴现象。粘粘粘粘合合合合（或或或或凝凝凝凝聚聚聚聚）是是是是小小小小颗颗颗颗粒粒粒粒形形形形成成成成较较较较大大大大凝凝凝凝聚聚聚聚体体体体并并并并最最最最终终终终到达很快沉降粒径过程。到达很快沉降粒径过程。到达很快沉降粒径过程。到达很快沉降粒径过程。吸吸吸吸着着着着（吸吸吸吸收收收收absorptionabsorption和和和和吸吸吸吸附附附附）：气气气气体体体体或或或或蒸蒸蒸蒸气气气气溶溶溶溶解解解解在在在在微微微微粒粒粒粒中中中中现现现现象象象象称称称称为为为为吸吸吸吸收收收收；气气气气体体体体或或或或蒸蒸蒸蒸气气气气粘粘粘粘附附附附在在在在颗颗颗颗粒粒粒粒物物物物表表表表面面面面上上上上，则则则则为为为为吸吸吸吸附附附附。经经经经过过过过化化化化学学学学作作作作用用用用而而而而相相相相互互互互吸吸吸吸着，定义为着，定义为着，定义为着，定义为化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附。第24页