02大气环境化学

第二章第二章 大气环境化学大气环境化学n1.研究对象：天然和人为活动产生的大气中重要的活性物质，包括大气、降水中的。n2.研究范围：对流层和平流层，5055km；上层大气稀薄，影响小，划归高空大气物理。n3.研究空间尺度：大、中、小尺度，化学反应与输送过程相联系，全球、区域、局部。n4.主要特点：n与光化学密切相关，光辐射n异相反应，气体粒子n化学过程主要是动力学问题，非热力学平衡问题n应用微量和痕量分析技术n气象学、大气物理相关联大气环境化学大气环境化学第一节第一节 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移2.1.1、大气的组成、大气的组成 氮氮（78.09%）、氧（）、氧（20.95%）、氩（）、氩（0.9%）、）、CO2（0.03%）、稀有气体（）、稀有气体（CH4、SO2、NH3、CO、O3）10m称降尘（数小时）称降尘（数小时）103物种H2OCONOxSO2H2SHCSPMti(days)1073185810240.5221030（SPM:悬浮微粒物质,包括海盐、土壤、有机来源）物种CO2CH4H2N2OO3ti(y)5152.5868102n大气污染大气污染：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。n大气污染物大气污染物：使大气产生污染的称为大气污染物，包括气态（气体、蒸汽）和颗粒物（气溶胶）。n大气污染物一旦进入大气这个动态体系（源源的输入），就参加到与植物、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过程。n大气污染对大气性质的影响：n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n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n减少太阳辐射n改变温度和风的分布n按物理状态分n（1）气态污染物气态污染物（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。n（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。n按粒径分n（1）总悬浮颗粒物TSP：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。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。n（2）飘尘SPM：Dp10mm的颗粒物。n（3）可吸入粒子IP：可通过呼吸进入呼吸系统的颗粒物，Dp10mm。n（4）降尘：采用降尘罐所能收集到的颗粒物。n细粒子：fine particle,Dp2.5mn粗粒子：coarse particle,Dp2.5mn按形成过程分n一次污染物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。n二次污染物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（由天然源和人为源排放的氮氧化合物和碳氢化合物，在日光照射下，发生光化学反应生成的。主要包括臭氧、过氧乙酰硝酸酯、二氧化氮、醛类、过氧化氢等能危害动植物，具有刺激性、氧化性的物质。实际上就是光化学烟雾）、臭氧（O3）、硫酸盐颗粒物等。n按化学类型分n（1）含硫化合物（SO2、H2S、(CH3)2S、H2SO4）；n（2）含氮化合物（NO、NO2、NH3、HNO2、N2O）；n（3）一氧化碳和二氧化碳；n（4）碳氢化合物和碳、氢、氧化合物（烃类、醛、酮等）；n（5）光化学氧化剂（O3、PAN、H2O2等）；n（6）含卤素化合物（HF、HCl和CFCs等）；n（7）颗粒物（H2SO4、SO42-、NO3-、多环芳烃及重金属元素等）；n（8）放射性物质。n混合比单位表示法（体积、质量）nppm（百万分之一）等n这种浓度表示法主要用于气态污染物，对于大气中低浓度物质是合适的。当表示浓度相对较高的物质时，比如源排放的物质浓度时，可直接用百分数表示。例：大气中O3的本底浓度是0.03ppm；CO2的本底浓度是350ppm。610)(全部部分ppmx WWVV,810)(全部部分pphmx910)(全部部分ppbx 1210)(全部部分pptxn单位体积内物质的质量数表示法n一般对气体常用g/m3，颗粒物则用g/m3或个数/cm3。在大气压为101325Pa（标准气压）、温度为25（298K）时，Mmmgppm4.22/3n单位体积内物质的数量表示法n用于比ppt还要低的浓度水平，例如自由基浓度等，表示每立方厘米空气中有多少个分子、原子或自由基。可以由ppm换算过来。n在大气压为101325Pa（标准气压）、温度为25（298K）时，每立方厘米的分子数为319/1046.2cmVn分子即1ppm 相当于2.461013分子/cm3。举例：OH自由基在污染空气中的浓度是 0.1ppt=2.46106个/cm3 2.1.3.1 大气污染物大气污染物 硫化物：硫化物：H2S、SO2、SO3、H2SO4、SO32-、SO42-、有机硫化物等。、有机硫化物等。含硫化合物的环境浓度含硫化合物的环境浓度来源：火山喷发：来源：火山喷发：H2S、SO2等等 土壤厌氧微生物与植物释放：土壤厌氧微生物与植物释放：H2S、(SO2)陆地上降雨：陆地上降雨：SO2、SO42-风吹起的海盐：风吹起的海盐：SO42-人为活动人为活动（1）H2S和有机硫化物nH2S中毒：10gL-1n天然源：生物、火山、有机Sn生物源：水、土壤中有机残体无氧细菌作用，海洋生物活动排放，源强（12.5）106t/yn火山：产生H2S、SO2等n有机S：氧化产生H2Sn人为源：工业排放，H2S源强为SO2源强的2%n汇：氧化（OH、O2、O）C6H12O6SO42-H2SCO2CO32-H2O细菌+SHHO2H2SO2H2SO3H2OSO2+aerosolCOSOHSHCO2+CS2OHCOSSH+SHH2O2H2HO2+SHSHH2SS+H2SOHH2OSH+（2）SO2n无色，刺激性，8ppm不产生明显生理学影响，一般认为无毒（毒性不大）n源：人为源，半数从此来，燃烧过程产生SO2为主，SO3极少n表 各种人为源的源强n天然源：（a）火山排放（b）H2S氧化n汇：（a）降水湿去除（b）化学反应转化为SO42-、H2SO4（c）扩散后被地表土壤、水体吸附或碱性吸收源排放速率（SO2106t/y）占总排放百分比煤62.0059.70燃油27.1528.10工业12.6312.20总量103.78100.00含硫量0.5%6%0.5%3%很低或无源煤燃油天然气含氮化合物含氮化合物 N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3、N2O3、N2O4、NO3、N2O5、NO3-来源：光化学反应、闪电、微生物固化、来源：光化学反应、闪电、微生物固化、火山爆发、森林失火；火山爆发、森林失火；人为污染人为污染：燃料燃烧、氮肥、炸药、染料；：燃料燃烧、氮肥、炸药、染料；n本底 NO 1.0ppb，NO2 2.0ppb；季节变化：冬季高、夏季低；中国NOx水平一般0.1ppm，原因是汽车少，锅炉效率低。物种清洁大气（ppbv）污染大气（ppbv）ti（天）NO0.0155070110NO20.11050250110HNO30.020.03350-NH3161025-HNO20.0011814N2O31023102150yNH4+1.5gm-3-28NO3-0.2gm-3-28表 清洁大气和污染大气中含氮化合物浓度N2O3NONO2+N2O4NO22NO3NO2ONOO2+h541nm10mNO3NONO22+HNO2hOHNO+400nm（1）N2O 笑气，麻醉剂，底层大气含量最高的含氮化合物n源 天然源 生物源 水体、土壤中生物残体经细菌反硝化作用（缺氧条件）n源强（25110）106t/y，tN2O=150y；工业革命前250ppbV现在310ppbV，仍保持增长23%的增长率。n人为源：（a）燃烧n （b）肥料 硝态氮肥，n 氨态氮肥，n（c）其它 工业排放n汇NO3-NO2-NO-NOHN2H2O2N2O细菌NO3-N2O(NH4)2SO4O2HNO3H2SO4H2ON2O+细菌反硝化2N2Oh+1ppm即产生刺激性，NOx破坏平流层O3NH3OHNH2H2O+NOxN2O2NO2NOO2NO2+NO2O2NO2NOO2N2O高温O+N+ONNOHNOH+NOO2+极快慢 含碳化合物：含碳化合物：CO、CO2、CHx、含氧烃等、含氧烃等来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的 分解、森林中分解、森林中CO2的放出的放出,人为活人为活 动：含碳燃料燃烧不完全（动：含碳燃料燃烧不完全（CO）、）、CO2温室效应温室效应n（1）CO源、汇n源 人为源 矿物燃料燃烧过程，不完全燃烧，640106t/y，其中80%来自交通工具，原因是内燃机炉壁的冷却作用造成。n天然源n（a）CH4转化 640107t/y，占大气CO总量的20%n（b）海水中CO挥发 100106t/yn（c）植物排放的HC经大气反应转化 60106t/yn（d）植物叶绿素分解 （50100）106t/yn（e）森林、草原火灾 60106t/y内燃外燃小炉灶火花引擎柴油机燃油燃煤燃煤CO 排放率/（hg/t 废气）39590.0150.2525CO2CO+CCO2CO2+COO2CO2+极慢CH4OHCH3H2O+CH3OHO2HCHOHCHOhCOH2320335nm+n汇 n（a）土壤吸收 活细菌代谢，热带土活性最高，沙漠最低；汇强450106t/ynCO的环境浓度 tCO=0.10.4y，随高度和纬度强烈变化，全球0.190.04ppm，平均0.1ppm；城市50100ppm，45%年增长率；可参与光化学烟雾形成；增长后会导致全球性环境问题，CO增长1.52.0倍会导致OH减少，致使CH4聚集；毒性表现为：（b）与OH反应转化为CO2+CO2O2CO土壤细菌细菌土壤COH2CH4H2O+COOHCO2H+HO2MHO2M+(M=O2,N2)HO2COCO2OH+O2H6COCOH6+（2）CO2源、汇n源 天然源n（a）海洋脱气作用n（b）CH4的转化n（c）动植物呼吸作用，生物残体自然氧化n人为源 矿物燃料燃烧（完全燃烧）n汇：（a）植物光合作用转化为生物碳n （b）溶解于海水nCO2的环境浓度(CH2O)xO2CO2H2O细菌+碳氢化合物（1）CH4源 汇n源 天然源：含碳有机化合物经厌氧细菌作用，513106t/yn人为源：天然气、原油泄露n汇：与OH反应转化为CO、CO2，向平流层扩散，起到终止Cl作用n甲烷环境浓度（100年来变化，70%源于直接排放，30%源于OH减少；温室效应比CO2高20倍。）CH4ClCH3HCl+（2）非甲烷烃（NMHC）源汇n源 天然源：植物排放萜烯类，1.7109t/yn 表 不同人为源排放烃类估计量n类别：烃类（CH4、C2H4、C2H2、C3H6、C4H10、）、醛类（甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、苯甲醛）、芳烃、多环芳烃n汇：大气化学反应或转化为有机气溶胶n环境浓度：海洋上空 8gm-310ppbn 陆地上空 50gm-362ppbn 城市 5ppm源排放量（Tg=106t）排放量（Tg=106t）车辆11.61飞机0.37交通运输12.58船舶0.59燃料燃烧0.43工业生产5.03固体废弃物填埋0.75其它8.89总计27.68卤素化合物（1）卤代烃nCH3Cl、CH3Br、CH3I、CHCl3、C2H2Cl3、CCl4、nCFC-11（CFCl3）、CFC-12（CF2Cl2）、CFC-113（CFCl2CF2Cl）、CFC-114（CF3CF2Cl）、CFC-115（CF3CF2Cl）、nHalon-1301（CF3Br）、Halon-1211（CF2ClBr）、Halon-2402（C2F4Br2）。n源 冷却剂、喷雾剂、发泡剂、灭火剂、溶剂n汇 （a）对流层化学或光化学反应去除（含H的）CHCl3OHCCl3H2O+CCl3O2COCl2ClO+ClONOClNO2+ClOHO2ClOHO2+ClCH4HClCH3+CH3IhCH3I+290700nmn（b）扩散至平流层光解离（不含H的）n环境效应：破坏平流层O3，引起对流层气候变化，引发全球性环境问题。n 表 卤代烃在对流层环境浓度CFCl3hCFCl2Cl+h175220nm至释放全部Cl源 天然源：火山排放，7.6106t/y表 Cl2和HCl排放量估计（美国资料）汇：降水湿去除，扩散到地表被土壤、植被吸收Cl2H2OHClHClO-+排放量（t/y）污染源Cl2HClCl2制造470000HCl 制造8005700工业生产3040027400燃烧0874500总计78200907600（煤中含氯 0.01%0.5%）环境浓度Cl2（美）HCl（太平洋上空）0.0160.0951.35ppb（2）无机氯化物 Cl2、HCl，刺激性、腐蚀性（3）氟化物 HF、SiF4、H2SiF6、F2、CaF2n源 天然源：火山n人为源：n（a）使用萤石（CaF2）、冰晶石（Na3AlF6）和磷灰石（3Ca3(PO4)2CaF2）的工业，钢铁、铝厂、磷肥厂n（b）以土为原料的工业（600700ppm）：瓷、瓦、砖n（c）燃煤工业n汇：降水湿去除、扩散至地表被土壤、植被吸收n（该类污染在中国较为普遍，是累积性的，可顺食物链传递。）CaF2H2SO4CaSO4HF2+CaF2SiO2SiF4CaO22+SiF4H2OSiO2HF24+环境浓度本底1ppb污染源附近200300ppb光化学氧化剂（光化学氧化剂（Ox）O3、PANs、NO2、醛、H2O2、R2O2n（1）O3的源和汇n源 天然源经典传输理论光化学理论对流层对 O3生成是惰性的对流层对 O3生成有化学贡献O3在对流层浓度的垂直分布随高度增加而增加（附图）在边远地区 O3浓度与自然界中 CO、CH4、NO 正相关（前体）对流层 O3平均浓度随纬度分布存在 3个极大值植物茂盛的大气清洁区，O3浓度与萜烯正相关O3浓度分布与平流层来源粒种7Be 的浓度成正相关COOHCO2H+O2HHO2M(M=O2,N2)+HO2NONO2OH+NO2+hNO+OOO2MO3M+CH4+OHCH3O2CH3O2NONO2hNOO+O2O3n人为源：（a）交通运输 NOx、HCn（b）石油化工综合工业区（eg.兰州西固）n（c）燃煤电厂烟羽n汇：（a）气相汇机制自由基生成和反应机制n（b）非均相汇机制云滴和降水的去除作用nO3的环境浓度 0.020.06ppm，有明显单峰日变化，日光型；明显季节变化（2）过氧酸酯n源：nPAN寿命为30min/300K，3天/290K，1月/260K，因此PAN作为光化学烟雾远距离输送的指示剂、NO2的储库、夜间非光解自由基的源。n环境浓度：0.50.7ppb本底，有明显的日变化（中午最高）、季变化（夏季最高）。CH3CHO+OHCH3CH2OO+OCH3C+O2CH3C-OOOO2+NO2CH3C-OONO2OOCH3C-OOC2H6OHC2H5H2O+C2H5OH+MC2H5OO+MNONO2C2H5OC2H5OO2CH3CHOHO2PAN汇：热解，一级反应OCH3C-OONO2OCH3C-OONO2+2.2 辐射逆温层辐射逆温层 垂直递减率（垂直递减率（）=-dT/dz逆温：逆温：近地面层的逆温（辐射、平流、融雪、地形近地面层的逆温（辐射、平流、融雪、地形逆温等）；逆温等）；自由大气的逆温（乱流、下沉和锋面逆温）。自由大气的逆温（乱流、下沉和锋面逆温）。风和大气湍流的影响风和大气湍流的影响 风风使污染物向下风向扩散使污染物向下风向扩散 湍流湍流使污染物向各方向扩散使污染物向各方向扩散 浓度梯度浓度梯度使污染物发生质量扩散使污染物发生质量扩散 天气形势和地理地势的影响：海陆风、城郊风、天气形势和地理地势的影响：海陆风、城郊风、山谷风山谷风2.3.影响大气污染物迁移的因素影响大气污染物迁移的因素第二节第二节 大气中污染物的转化大气中污染物的转化一、光化学反应基础一、光化学反应基础1光化学反应过程光化学反应过程 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化学反应称光化学反应，大气光化学反应分为两个过程。个过程。初级过程：初级过程：化学物种吸收光量子形成化学物种吸收光量子形成激发态物种，其基本步骤为：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分子接受光能后可能产生三种能量跃迁：电子的迁：电子的（UV-vis），振动的），振动的(IR)，转，转动的动的(NMR)，只有电子只有电子跃迁才能产生激发跃迁才能产生激发态物种态物种 。*AhAA 激发态物种能发生如下反应：激发态物种能发生如下反应：辐射跃迁辐射跃迁，通过辐射磷光或荧光失活。，通过辐射磷光或荧光失活。碰撞失活，碰撞失活，为无辐射跃迁。为无辐射跃迁。以上两种是以上两种是光物理过程。光物理过程。hAA*MAMA*光离解，光离解，生成新物质生成新物质 与其它分子反应生成新物种与其它分子反应生成新物种 这两种过程为这两种过程为光化学过程光化学过程21*BBA21*DDCA 次级过程次级过程 初级过程中反应物与生成物之间进一初级过程中反应物与生成物之间进一步发生的反应，如大气中步发生的反应，如大气中HCl的光化学反的光化学反应过程：应过程：（初级过程）（初级过程）（次级过程）（次级过程）CIHhHCIClHHClH22ClClCl大气光化学反应的规律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当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂，即化学键断裂，即光子的能量大于化学键时光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。才能引起光离解反应。其次，为使分子产生有效的光化学反其次，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，即应，光还必须被所作用的分子吸收，即分分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，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。才能产生光化学反应。光被分子吸收的过程是单光子过程，光被分子吸收的过程是单光子过程，由由于电子激发态分子的寿命于电子激发态分子的寿命 CH3-H CH3-Cl CH3-Br CH3-IClCFhClCFClClCFhClCFClCFClhCFClClCFClhCFCl22222222323二、大气中重要自由基来源二、大气中重要自由基来源 自由基自由基 由于在其电子壳层的外层有由于在其电子壳层的外层有一个不成对的电子，因而有很高的活性，一个不成对的电子，因而有很高的活性，具有强氧化作用。如：具有强氧化作用。如：HCOCHhvHOCCH33)(由于高层大气十分稀薄，自由基的半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，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：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凡是有自由基生成或由其诱发的反应叫自由基反应叫自由基反应。6233HCCHCH 自由基反应在分子的哪一部分发生自由基反应在分子的哪一部分发生是由是由能量能量所决定的，一般总是发生在所决定的，一般总是发生在键键能最低能最低的化学键处。如：烷基过氧化物的化学键处。如：烷基过氧化物R-O-O-R，分子的薄弱环节是，分子的薄弱环节是O-O单单键（键（114.3kJ.mol-1）。）。n而烷基中的而烷基中的 C-C 键（键（344kJ.mol-1）和和C-H 键键(415 kJ.mol-1)的键能都的键能都较高，因而在较高，因而在 O-O 断裂产生，产生断裂产生，产生两种烷氧自由基（两种烷氧自由基（RO和和RO）。1.HO和和HO2自由基的含量和来源自由基的含量和来源全球平均含量：全球平均含量：7105个个/cm3热带高于寒带；热带高于寒带；白天高于夜间；白天高于夜间；夏季高于冬季夏季高于冬季 清洁空气中清洁空气中 O3 的光离解是大气中的光离解是大气中HO的主要来源：的主要来源：23OOhOHOOHO22 污染大气中污染大气中 HNO2 和和 H2O2 的光离解：的光离解：其中其中 HNO2 的光离解是污染大气中的光离解是污染大气中HO的的主要来源。主要来源。HOhvOHNOHOhvHNO2222 大气中醛的光解尤其是大气中醛的光解尤其是甲醛的光解是甲醛的光解是HO2的主要来源：的主要来源：HCOHhvCOH2MHOMOH22COHOOHCO22 来自醛光解来自醛光解的的HO2的的链反应：链反应：其他醛类在大气中浓度较低，光其他醛类在大气中浓度较低，光解作用不如甲醛重要。解作用不如甲醛重要。22NOHONOHO 亚硝酸脂和亚硝酸脂和H2O2的光解作用：的光解作用：NOOCHhvONOCH33OHHOOHHOHOhvOHCOHHOOOCH22222222232当有当有CO存在时存在时222HOOHHCOCOHO 甲基：甲基：乙醛和丙酮的光解，生成大气中含量乙醛和丙酮的光解，生成大气中含量最多的甲基，最多的甲基，同时生成两个羰基自由基。同时生成两个羰基自由基。2.R、RO、RO2等自由基的来源等自由基的来源COCHCHhCOCHCHHCOCHhCHOCH333333 烷基：烷基：O和和HO与烃类发生与烃类发生H摘除反应生摘除反应生成烷基自由基。成烷基自由基。OHRHORHHORORH2 甲氧基：甲氧基：甲基亚硝酸脂和甲基硝酸脂的光解甲基亚硝酸脂和甲基硝酸脂的光解产生甲氧基。产生甲氧基。232333NOOCHhONOCHNOOCHhONOCH 过氧烷基：过氧烷基：烷基与空气中的氧结合形成过氧烷基。烷基与空气中的氧结合形成过氧烷基。22ROOR三、氮氧化物的转化三、氮氧化物的转化 1.大气中的含氮化合物大气中的含氮化合物 氮氧化物是大气中重要的气态污染物之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一，它们在大气中的转化是大气污染化学的一个重要内容。大气中氮氧化物主要包的一个重要内容。大气中氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮等，常用括一氧化氮和二氧化氮等，常用NOX表示。表示。NOX的人为来源主要是矿物燃料的的人为来源主要是矿物燃料的燃烧、汽车尾气和固定的排放源等。另燃烧、汽车尾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外，燃烧过程中氧和氮在高温下化合的主要链反应机制为：主要链反应机制为：快快2222222NOONOONOONNNONOOOO慢慢 当阳光照到含当阳光照到含NO、NO2的空气上时，的空气上时，发生的基本光化学反应为：发生的基本光化学反应为：M为空气中的为空气中的N2、O2或其他分子。或其他分子。MOMOOONOhNOKK322212233ONONOOK2NO和和NO2的基本光化学循环的基本光化学循环 假设体系发生的光化学过程仅有上假设体系发生的光化学过程仅有上述三个反应，并已知大气中述三个反应，并已知大气中NO和和NO2的起始浓度为的起始浓度为 NO0和和NO20，O2看看作不作不变；变；在恒温、恒容下光照，在恒温、恒容下光照，NO2 在照在照射后的变化：射后的变化：类似于类似于NO2，O的动力学方程为的动力学方程为:NOOKNOkdtNOd33212MOOKNOKdtOd2221 由于由于O很活泼，前一反应生成的很活泼，前一反应生成的O很很快被后一反应消耗，使快被后一反应消耗，使 dO/dt 趋于零。趋于零。因此因此可用可用稳态近似法稳态近似法处理，认为：处理，认为：生成速率生成速率=消失速率，即：消失速率，即：0dtOd可以得到体系达到稳态时可以得到体系达到稳态时O：即达到稳态时，即达到稳态时，O2、M可视作不变，可视作不变，O随体系中随体系中NO2的变化而变。的变化而变。MOKNOKOMOOKNOK22212221同样稳态时：同样稳态时：=0 则：则：（1）NOOKNOkdtNOd33212NOKNOKO3213 NO、NO2和和O3之间为稳态关系，若体之间为稳态关系，若体系中无其他反应参与，氮量守恒，系中无其他反应参与，氮量守恒，O3的浓的浓度取决于度取决于NO2/NO。n按照前面三个基本反应可得到如下平衡：按照前面三个基本反应可得到如下平衡：0202NONONONO 又因为又因为O3与与NO的反应是等计量关系的，的反应是等计量关系的，所以所以:0303NONOOO023030202NOOONONONONO30302020OONONONONONO 将将NO和和NO2代入上（代入上（1）式）式 得得：由此可以解出由此可以解出O3 （见（见P77）假设：假设：，则：则：303030230313OONOKNOOOKO312102312213421KKNOKKKKOONOO003令：令：K1/K3=0.0110-6，并，并O30=NO0=O则则:NO20（ppm）O3（ppm）0.1 0.027 1.0 0.095 实际上，城市上空氮氧化物多为实际上，城市上空氮氧化物多为NO，NO2 0.027ppm,说明大说明大气中还有其他的臭氧来源。气中还有其他的臭氧来源。2氮氧化物的气相转化氮氧化物的气相转化 NO的转化的转化 NO是燃烧过程中直接向大气排放的污是燃烧过程中直接向大气排放的污染物，在空气中可被许多氧化剂氧化，如：染物，在空气中可被许多氧化剂氧化，如：当空气中当空气中O330ppb，少量的，少量的 NO 在在1分钟内全部氧化。分钟内全部氧化。223ONOONO其他自由基如：其他自由基如：亦可氧化亦可氧化NO：23233,COOCHOCHOCHOHHONOMNOOH312100.5cmmolKS-1ONOCHMNOOCH332323NOOCHMNOOCH2323NOOCHMNOOCH312100.2cmmolKS-1312100.2cmmolKS-1312100.2cmmolKS-12323NOCOCHNOCOOCH22NORONORO312104.7cmmolK311104.1cmmolKS-1S-1n以上反应在光化学烟雾的形成过程中以上反应在光化学烟雾的形成过程中具有重要意义。具有重要意义。n由于由于OH基自由基引发一系列烷烃的链基自由基引发一系列烷烃的链反应，得到反应，得到RO2、HO2等，使得等，使得NO迅迅速氧化成速氧化成NO2，同时，同时O3得到积累，以得到积累，以致成为光化学烟雾的重要产物。致成为光化学烟雾的重要产物。NO2的转化的转化 NO2活泼，是大气主要污染物之一，活泼，是大气主要污染物之一，也是大气中也是大气中O3的人为来源。的人为来源。NO2在阳光下与在阳光下与OH、O3等反应等反应32HNOMNOOH11106.1K 这是污染大气中气态这是污染大气中气态HNO3的主要的主要来源，同时也对酸雨和酸雾的形成起来源，同时也对酸雨和酸雾的形成起重要作用。气态重要作用。气态HNO3在大气中难以光在大气中难以光解，湿沉降是其在大气中去除的主要解，湿沉降是其在大气中去除的主要过程。过程。n 对流层中这一反应在对流层中这一反应在NO2和和O3浓度较浓度较高时是大气中高时是大气中NO3的主要来源。进一步的主要来源。进一步反应如下：反应如下：n 这一可逆反应使大气中在光照和无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光照时保持一定浓度的N2O5和和NO2。2323ONONOO5223)(ONMNONO 过氧乙酰基硝酸酯（过氧乙酰基硝酸酯（PAN）产生：乙醛光解生成乙酰基产生：乙醛光解生成乙酰基 乙酰基与空气中的氧结合形成过氧乙乙酰基与空气中的氧结合形成过氧乙酰基，再与酰基，再与NO2 化合生成过氧乙酰基硝化合生成过氧乙酰基硝酸酸(PAN）。）。HCOCHhvCHOCH33 （过氧乙酰基）（过氧乙酰基）过氧乙酰基硝酸酯（过氧乙酰基硝酸酯（PAN）是重要的二）是重要的二次污染物，具有热不稳定性，遇热分解，次污染物，具有热不稳定性，遇热分解，因而在大气中也存在上述反应的平衡关系。因而在大气中也存在上述反应的平衡关系。OOOCCHOCOCH)(3232323)()(OONOOCCHNOOOOCCH 大气中的乙醛来源于乙烷的氧化：大气中的乙醛来源于乙烷的氧化：2325225225225225225262HOCHOCHOOHCNOOHCNOOHCOHCOHCOHHCHOHC 3.NOX的液相转化的液相转化 NOX可以溶于大气的水相中可以溶于大气的水相中,构成液相构成液相平衡体系。平衡体系。NOX的液相平衡的液相平衡)()()()(22aqNOgNOaqNOgNO3222)(2NONOHaqNO2222)()(NOHaqNOaqNO 在气液两相中存在以下平衡在气液两相中存在以下平衡此体系平衡时此体系平衡时NO2-和和NO3-浓度的比值浓度的比值：22223212222)(2)(2NOHOHNOgNONONOHOHgNOKK21223KKpNOpNONONO 四、碳氢化合物的转化四、碳氢化合物的转化 1大气中的重要碳氢化合物大气中的重要碳氢化合物 甲烷：甲烷：甲烷是一种重要的温室气体，大气中甲烷是一种重要的温室气体，大气中含量最高的碳氢化合物，占大气碳化合物含量最高的碳氢化合物，占大气碳化合物排放量的排放量的80以上，并且是唯一能由天然以上，并且是唯一能由天然源排放造成大浓度的气体。源排放造成大浓度的气体。大气中甲烷主要来源于有机物的厌大气中甲烷主要来源于有机物的厌氧发酵过程氧发酵过程 该过程发生在各种底泥中，一些动该过程发生在各种底泥中，一些动物的呼吸过程也产甲烷，人为来源是物的呼吸过程也产甲烷，人为来源是石油和天然气的泄漏和排放。石油和天然气的泄漏和排放。4222CHCOOCH 厌氧菌 石油烃：石油烃：直链烷烃（碳原子数为直链烷烃（碳原子数为137，长碳链，长碳链的烃类易形成气溶胶或吸附在其他颗粒物的烃类易形成气溶胶或吸附在其他颗粒物上），烯烃、炔烃等上），烯烃、炔烃等 (大气中含量极低大气中含量极低)是在原油开发、石油冶炼、燃料燃烧或工是在原油开发、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。业生产等过程中排放造成的大气污染。萜类萜类 来自于植物生长过程向大气释放，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，在大气中分子结构中含有不饱和双键，在大气中很活泼易其他氧化性物质反应。很活泼易其他氧化性物质反应。(萜类的分子结构参看萜类的分子结构参看p43)芳香烃芳香烃 主要指单环芳烃和多环芳烃（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。高，也是室内污染物之一。2碳氢化合物在大气中的反应碳氢化合物在大气中的反应 烷烃与自由基的反应：烷烃与自由基的反应：如甲烷的氧化反应：如甲烷的氧化反应：HORORHOHRHORH2HOCHOCHOHCHHOCH34234 在以上两个反应中，经氢原子摘除在以上两个反应中，经氢原子摘除 反应生成的烷基自由基反应生成的烷基自由基R（CH3）与空气中的与空气中的 O2 结合生结合生 RO2(CH3O2):2323OCHOCHM 上述烷烃与自由基的反应中，不断上述烷烃与自由基的反应中，不断消耗消耗 O，大气中，大气中 O 来源于来源于O3 的光解，的光解，因此因此 CH4 不断消耗不断消耗 O3，也是导致臭氧层，也是导致臭氧层损耗的原因之一。损耗的原因之一。CH3O2是一种强氧化性自由基，是一种强氧化性自由基，它也可将它也可将NO氧化成氧化成NO2:OCHNOOCHNO32232323ONOCHNOOCHCOHHOOOCH2223 如果如果NO的浓度很低，自由基间也可发的浓度很低，自由基间也可发生以下反应：生以下反应：222OROOHHOROHOROhvROOH O3一般不与烷烃发生反应，但一般不与烷烃发生反应，但NO3(来来源于源于 NO2 与与O3 的反应的反应)可与烷烃发生较慢可与烷烃发生较慢的反应：的反应：这是城市夜间上空这是城市夜间上空HNO3的主要来源。的主要来源。33HNORNORH 烯烃烯烃 加成反应加成反应 氢原子摘除反应氢原子摘除反应 与与O3氧化反应氧化反应 见见p85-86页页 反应表示反应表示OO3 3添加到烯烃上形成双自添加到烯烃上形成双自由基（二元自由基）它转化为环氧或臭氧由基（二元自由基）它转化为环氧或臭氧化合物化合物。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)环烃的氧化环烃的氧化(4)单环芳烃的反应单环芳烃的反应(5)多环芳烃的反应(6)醚、醇、酮、醛的反应醚、醇、酮、醛的反应五、光化学烟雾五、光化学烟雾 1光化学烟雾的形成光化学烟雾的形成 大气中碳氢化合物（大气中碳氢化合物（HC）、氮氧化）、氮氧化物（物（NOX）等一次污染物在阳光照射下，）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由参加反应的一、二次污染物的混合物（气体污染物和气溶胶）形成的烟雾污（气体污染物和气溶胶）形成的烟雾污染现象，称为染现象，称为光化学烟雾光化学烟雾。如：如：1940年，美国洛杉玑年，美国洛杉玑n 特征：特征：兰色烟雾，强氧化性，具有兰色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低，在白天强刺激性，使大气能见度降低，在白天生成傍晚消失，高峰在中午。生成傍晚消失，高峰在中午。n 形成条件：形成条件：大气中有氮氧化合物和大气中有氮氧化合物和碳氢化合物存在，大气湿度较低，有强碳氢化合物存在，大气湿度较低，有强阳光照射阳光照射。（P92图图2-36，37）图图2-36 图图2-372光化学烟雾形成的简单机制光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，光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是链的引发主要是NO2的光解。的光解。引发反应：引发反应：223322ONOONOMOMOOONOhNO 自由基的引发主要由自由基的引发主要由NO2和醛的光和醛的光解引起：解引起：HRCOhvRCHOONOhvNO2 自由基传递自由基传递 碳氢化合物的存在是自由基转化和增碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因：殖的根本原因：HO主要来自主要来自HNO2的光解。的光解。OHROHORHO222 22222222222222222CORONONOOORCHOCHORNONOROHONONOHOCOHOROhRCHOOHOORCHORCHOOOO 终止终止：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）32HNONOHO 22222222NOOORCNOOORCNOOORCNOOORC图图2-393光化学烟雾的控制对策光化学烟雾的控制对策 控制反应活性高的有机物的排放控制反应活性高的有机物的排放 反应活性顺序：有内双键的烯烃反应活性顺序：有内双键的烯烃 二二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃 乙烯乙烯 单烷基芳烃单烷基芳烃 C5以上烷烃以上烷烃 C2-C5 大多数有机物与大多数有机物与 HO发生反应，其反发生反应，其反应速度常数大体上反映了碳氢化合物的反应速度常数大体上反映了碳氢化合物的反应活性。应活性。控制臭氧的浓度控制臭氧的浓度 NOX、RH（碳氢化合物，氮氧化（碳氢化合物，氮氧化合物）的初始浓度大小，影响合物）的初始浓度大小，影响O3的生的生成量和生成速度。成量和生成速度。六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染六、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，煤含硫大气中的主要是二氧化硫，煤含硫 0.5-0.6%，石油含硫，石油含硫 0.5-3%。天然来源主要是火山喷发。天然来源主要是火山喷发。1SO2的气相氧化的气相氧化 直接光氧化直接光氧化:低层大气光氧化形成低层大气光氧化形成 激发态分子激发态分子232212)400340()340290(SOnmhSOSOnmhSO 1SO2为单重态，不稳定，为单重态，不稳定，3SO2为三重为三重态是大气环境中重要的态是大气环境中重要的SO2物质形态，能物质形态，能量较高的单重态分子跃迁到三重态或回量较高的单重态分子跃迁到三重态或回到基态：到基态：MSOMSO2321MSOMSO221 因此，激发态的因此，激发态的SO2主要以三重态主要以三重态存在，并进一步反应如下：存在，并进一步反应如下：3242SOSOSO或或OSOSOOSO3422 被自由基氧化被自由基氧化 SO2与与HO的反应的反应 （活性自由基）（活性自由基）4223SOHOHSO22HOSOHOSOM3222SOHOOHOSOM反应中生成的反应中生成的 HO2，通过反应，通过反应使得使得HO又再生，上述氧化过程又循又再生，上述氧化过程又循环环进行，其决定步骤为进行，其决定步骤为SO2和和HO的反应。的反应。22NOHONOHO 与其他自由基的反应与其他自由基的反应 （二元活性自由基）（二元活性自由基）3323SOCHOCHSOCHOOCH322SOHOSOHO33223SOOCHSOOCH33223)()(SOOOCCHSOOOCCH 被氧原子氧化被氧原子氧化:自由基对气相中自由基对气相中SO2损耗的贡献损耗的贡献（p102,表表2-14）ONOhvNOK12342SOOSOK表表2-142SO2的液相氧化的液相氧化(略略)液相平衡液相平衡：SO2被水吸收被水吸收 SO2+H2O=SO2H2O SO2+H2O=H+HSO3-HSO3-=H+SO32-液相中液相中O3对对SO2的氧化：的氧化：微量的微量的Fe、Mn可作为催化剂（可作为催化剂（p103-106）.22402232OSOHOHSOOK24133OHSOHSOOK2242233OSOSOOK 3硫酸烟雾型污染硫酸烟雾型污染 由于煤燃烧而排放出来的由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒物、颗粒物以及以及由由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。造成的大气污染现象。n 特点：特点：发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。1952年年12月伦敦烟雾月伦敦烟雾 SO2转化为转化为SO3的氧化反应主要靠的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速，硫酸烟雾型污染属于还原性混合速，硫酸烟雾型污染属于还原性混合物，称还原性烟雾。物，称还原性烟雾。n 光化学烟雾与伦敦型烟雾的比较光化学烟雾与伦敦型烟雾的比较（p108,表表215）表表215七、酸性降水七、酸性降水n 酸性降水是指通过降水将大气中的酸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，最常见的就性物质迁移到地面的过程，最常见的就是酸雨，称湿沉降。是酸雨，称湿沉降。n 我国我国1970年代末期，北京，上海，南年代末期，北京，上海，南京，重庆，贵阳等地均出现过，其中以京，重庆，贵阳等地均出现过，其中以西南地区最为严重。西南地区最为严重。1降水的降水的pH背景值背景值 未被污染的大气中，可溶于水并含未被污染的大气中，可溶于水并含量较大的酸性气体是量较大的酸性气体是CO2，如果只把如果只把CO2 作为影响天然水作为影响天然水pH的因素，根据的因素，根据CO2（全（全球大气浓度为球大气浓度为 330ml/m3）与纯水的平衡，）与纯水的平衡，可以计算出降水的可以计算出降水的pH值。（值。（p109）已知雨水的已知雨水的pH值约为值约为5.6，可看作未受，可看作未受污染的大气降水的污染的大气降水的pH背景值，并作为判断背景值，并作为判断酸雨的界限。酸雨的界限。由于大气中可能存在的酸、碱性气态由于大气中可能存在的酸、碱性气态物质，气溶胶等除物质，气溶胶等除CO2 外还可能有外还可能有H2SO4、HNO3、NH3等，都对雨水等，都对雨水pH 值值 有贡献，有贡献，因此仅用因此仅用 pH=5.6判断不一定合理。判断不一定合理。从而提出：从而提出：降水的降水的pH背景值背景值。根据世根据世界各地不同的自然地理条件，经过长期测界各地不同的自然地理条件，经过长期测定确定其背景值。（定确定其背景值。（p110，表，表216）表表216 2.降水的化学组成降水的化学组成 大气中固定的气体组分：大气中固定的气体组分：（p111-114）O2、N2、CO2、H2和惰性气体等和惰性气体等 无机物：无机物：土壤衍生矿物土壤衍生矿物 Al3+、Ca2+、Mg2+,Fe3+,Mn2+,SiO32-；海洋盐类海洋盐类 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-、I-、PO43-等；等；气体转化物质气体转化物质 SO42-、NO3-、H+、NH4+、Cl-；人为排放的各种金属等人为排放的各种金属等。有机物：有机酸、醛、烷烃、烯、芳有机物：有机酸、醛、烷烃、烯、芳 烃等。烃等。光化学反应产物：光化学反应产物：H2O2、O3、PAN等等 不溶物：土壤颗粒、燃料燃烧尘粒不溶物：土壤颗粒、燃料燃烧尘粒降水的离子组成中对环境影响最大的是：降水的离子组成中对环境影响最大的是：SO42-、NO3-、Cl-、NH4+、Ca2+、H+3酸雨的形成酸雨的形成 燃料燃烧产生的燃料燃烧产生的SO42-、NOx以及工业加以及工业加工和矿石冶炼中产生的工和矿石冶炼中产生的SO2等转化而成。等转化而成。气相反应：气相反应：液相反应：液相反应：32SOOSO422323222422321SOHOSOHSOHOHSOSOHOHSO NO的反应：的反应：232222HNOHNOOHNONOONO4.酸雨的主要化学组成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其中起主要作用的是SO42-，其次是，其次是NO3-和和CI-，我国的酸雨主要是，我国的酸雨主要是硫酸型硫酸型的。的。大气颗粒物中的大气颗粒物中的Fe、Mn、V等元素是催等元素是催化剂，光化学反应的产物化剂，光化学反应的产物 O3、H2O2 是是SO2的的氧化剂。氧化剂。CaOCaO、CaCOCaCO3 3、NHNH3 3 是酸性降水的具有是酸性降水的具有“缓冲作用缓冲作用”的物质，的物质，其中降水中的其中降水中的Ca2+提提供了相对大的中和能力，供了相对大的中和能力，NH4+的分布与土的分布与土壤的性质有关，北方碱性土壤地区降雨中壤的性质有关，北方碱性土壤地区降雨中NH4+含量相对高一些。含量相对高一些。降水中有毒金属元素也已引起人们的关降水中有毒金属元素也已引起人们的关注，金属元素的湿沉降明显受到人为活动注，金属元素的湿沉降明显受到人为活动的影响。的影响。表表221表表221 5影响酸雨形成的因素影响酸雨形成的因素 酸性污染物的排放（在有适宜的转酸性污染物的排放（在有适宜的转化条件下）化条件下）大气中的大气中的NH3 大气中的大气中的NH3与与H2SO4气溶胶形成气溶胶形成中性的中性的NH4HSO4，它降低了雨水的酸它降低了雨水的酸度，从而抑制了酸雨的形成。度，从而抑制了酸雨的形成。大气中的大气中的NH3的来源：的来源：有机物的分解，含氮肥料的挥发。有机物的分解，含氮肥料的挥发。土壤中土壤中NH3的挥发随土壤的挥发随土壤pH值的上升值的上升而增大，北方土壤而增大，北方土壤pH值在值在7-8之间，之间，南方土壤南方土壤pH值值5-6，因为北方大气中的，因为北方大气中的NH3高。高。颗粒物的酸度及其缓冲能力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。物燃料燃烧形成的飞尘。金金 属属 催化催化SO2氧化氧化 颗粒物颗粒物 酸性物酸性物 贡献酸雨贡献酸雨 碱性物碱性物 中和酸起缓冲作用中和酸起缓冲作用 新华社报道新华社报道（2002.11.7）国家计划投入国家计划投入967967亿元巨资用于亿元巨资用于二氧化硫和酸雨污染防治，确保到二氧化硫和酸雨污染防治，确保到20052005年年“两控区两控区”（4 4个直辖市，个直辖市，2121个省会，个省会，175175个其他城市）内二氧化个其他城市）内二氧化硫排放量比硫排放量比20002000年减少年减少2020。八、大气颗粒物八、大气颗粒物 大气颗粒物处于气溶胶体系，即大气大气颗粒物处于气溶胶体系，即大气中均匀地分散着各种固体或液体微粒，沉中均匀地分散着各种固体或液体微粒，沉降速度极小，常用粉尘、烟、煤烟、沉粒、降速度极小，常用粉尘、烟、煤烟、沉粒、轻雾、浓雾、烟气等来描述。轻雾、浓雾、烟气等来描述。大气颗粒物是大气的一个组成部分，大气颗粒物是大气的一个组成部分，参与大气降水过程，大气中有毒物质可以参与大气降水过程，大气中有毒物质可以是无机物也可以是有机物，主要分布在气是无机物也可以是有机物，主要分布在气溶胶中看作污染源溶胶中看作污染源1.大气颗粒物的来源和汇大气颗粒物的来源和汇 来源来源 天然来源：天然来源：地面扬尘（组成和土地面扬尘（组成和土壤相似）海浪溅出的浪沫（盐类）自壤相似）海浪溅出的浪沫（盐类）自然界（火山、森林火灾、生物）然界（火山、森林火灾、生物）人为来源：人为来源：煤烟、粉尘、工业排煤烟、粉尘、工业排放、汽车尾气等放、汽车尾气等 汇（汇（sink）干沉降干沉降：通过重力对颗粒物的作用，使它沉：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：运动粘滞系数有关，如：0.1(m)8105(cm.s-1)213年年 1 (m)4109(cm.s-1)1398小时小时 10 (m)0.3(cm.s-1)49小时小时 100 (m)30 (cm.s-1)318分钟分钟 湿沉降湿沉降:指降雨、雪使颗粒物在大气中消失指降雨、雪使颗粒物在大气中消失的过程大气中消除颗粒物的量一般湿沉的过程大气中消除颗粒物的量一般湿沉降占降占8090，而干沉降只有，而干沉降只有1020。大气颗粒物具有：大气颗粒物具有：分散性分散性:气溶胶中固体粉末，液体泡沫气溶胶中固体粉末，液体泡沫分散在大气分散在大气 中，如硫酸雾、碱雾、农药、中，如硫酸雾、碱雾、农药、粒尘等，分散度大。粒尘等，分散度大。凝聚性凝聚性:饱和蒸气、金属烟尘冷凝聚成饱和蒸气、金属烟尘冷凝聚成雾。雾。形成气溶胶：形成气溶胶：一次污染物在大气（液相）一次污染物在大气（液相）中发生一系列化学反应，产生新物质，漂中发生一系列化学反应，产生新物质，漂浮在大气中。浮在大气中。2.大气颗粒物的粒度大气颗粒物的粒度 颗粒大小的界限很难划分颗粒大小的界限很难划分 大气颗粒物实际上并不是球体，多为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不规则的粒子，因此颗粒物的粒径不能仅指其直径，需用有效直径指其直径，需用有效直径 来表示。即空气来表示。即空气动力学直径（动力学直径（Dp）opDgKDp Dp表示所研究的粒子有相同终端降表示所研究的粒子有相同终端降落速度的密度为落速度的密度为1的球体。的球体。Dg几何直径，几何直径，K形状系数形状系数(球形球形K=1.0)p忽略了浮力效