第4节大气颗粒物PPT讲稿.ppt

第4节 大气颗粒物第1页，共15页，编辑于2022年，星期一2.大气颗粒物的消除(1)干沉降干沉降存在两种机制A 颗粒物在重力作用下沉降B 颗粒物做布朗运动、与其他物体碰撞后发生沉降第2页，共15页，编辑于2022年，星期一v为沉降速度(cm/s)为空气粘度（pas)；g为重力加速度(cm/s2)；s、分别为颗粒和空气的密度(g/cm3)；大气颗粒物的沉降速度一般用Stocks公式求出：第3页，共15页，编辑于2022年，星期一 颗粒物与其它物体碰撞后发生的沉降，主要是爱颗粒物与其它物体碰撞后发生的沉降，主要是爱根粒子，它们靠布朗运动扩散，相互碰撞后而凝聚成根粒子，它们靠布朗运动扩散，相互碰撞后而凝聚成较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而去除。较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而去除。第4页，共15页，编辑于2022年，星期一2）湿沉降湿沉降通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程，是去除大气通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程，是去除大气颗粒物和气态污染物的有效方法。颗粒物和气态污染物的有效方法。雨除：雨除：颗粒物作为形成云的凝结核，成为云滴的中心，通过颗粒物作为形成云的凝结核，成为云滴的中心，通过凝结及碰撞过程增大为雨滴而降落到地面，颗粒物随之去除。对于凝结及碰撞过程增大为雨滴而降落到地面，颗粒物随之去除。对于粒径小于粒径小于2 m的颗粒物去除效率较高。的颗粒物去除效率较高。冲刷：冲刷：降雨时在云下面的颗粒物与降下来的雨滴发生惯性碰撞、降雨时在云下面的颗粒物与降下来的雨滴发生惯性碰撞、扩散、吸附过程从而使颗粒物去除。冲刷对粒径大于扩散、吸附过程从而使颗粒物去除。冲刷对粒径大于8 m的颗粒物效率的颗粒物效率较高。较高。一般说来，湿沉降去除大气中颗粒物的量占总去除量的一般说来，湿沉降去除大气中颗粒物的量占总去除量的8090%，干，干沉降占沉降占1020%。第5页，共15页，编辑于2022年，星期一二、颗粒物的粒度和表面性质粒度：是颗粒物粒子粒径的大小。粒径通常指颗粒物的直径。目前多用空气动力学直径(Dp)来表示。空气动力学直径(Dp)：与所研究粒子有相同降落速度的、密度为1的球体直径。第6页，共15页，编辑于2022年，星期一 从上式可知，从上式可知，p 对对Dp 是有影响的是有影响的,当当 p 较大时较大时Dp会比会比Dg大，但大多大气粒子满足大，但大多大气粒子满足 p 10,因此因此Dp不会大于不会大于Dg三倍。三倍。！Dg 几何直径，K 形状系数，p 忽略了浮力效应的粒密度，0 参考密度(1g/cm3)第7页，共15页，编辑于2022年，星期一按粒径大小将大气颗粒物分为:TSP 100m 飘尘 10 m 可吸入粒子 Dp10 m 大气颗粒物的三模态:Whitby 等人依据大气颗粒物表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模。爱根核模(Dp0.05 m)积聚模 (0.05 m Dp2 m)第8页，共15页，编辑于2022年，星期一n爱根核模：主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物，以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。粒径小，数量多，表面积大而很不稳定，易相互碰撞结成大粒子而转入积聚模。也可在大气湍流扩散过程中很快被其他物质或地面吸收而去除。n积聚模主要由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝在凝聚长大。多为二次污染物，硫酸盐占80%以上。在大气中不宜由扩散或碰撞而去除。以上两种模的颗粒物合称为细粒子。第9页，共15页，编辑于2022年，星期一n粗粒子粗粒子模的粒子称为粗粒子，多由机械过程所产生的扬尘、液滴蒸发、海盐溅沫、火山爆发和风沙等一次颗粒物所构成，组成与地面土壤十分相近，这些粒子主要靠干沉降和湿沉降过程而去除。指饱和蒸汽在颗粒物表面形成液滴的现象指颗粒彼此粘合或在固体表面粘合指气体或蒸汽吸附在颗粒物表面大气颗粒物的表面性质大气颗粒物的表面性质第10页，共15页，编辑于2022年，星期一第11页，共15页，编辑于2022年，星期一由上图可看出由上图可看出:爱根核模主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒以及气体分子通过均爱根核模主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒以及气体分子通过均相成核作用而生成的二次颗粒物，粒径小而数量大且表面积大，不稳定，相成核作用而生成的二次颗粒物，粒径小而数量大且表面积大，不稳定，易通过碰撞凝聚转入积聚模。易通过碰撞凝聚转入积聚模。积聚模主要由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚长大，大多为二次污积聚模主要由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚长大，大多为二次污染物，其中硫酸盐占染物，其中硫酸盐占80以上。以上。核模与积聚模的颗粒物合称为细粒子。核模与积聚模的颗粒物合称为细粒子。粗粒子模的粒子为粗粒子，多由粉尘、风沙、海盐溅沫、火山粗粒子模的粒子为粗粒子，多由粉尘、风沙、海盐溅沫、火山爆发等一次颗粒物所构成，其组成与土壤十分相近，可通过干、湿爆发等一次颗粒物所构成，其组成与土壤十分相近，可通过干、湿沉降而去除。沉降而去除。细粒子与粗粒子的化学组成完全不同，一般不会相互转化。细粒子与粗粒子的化学组成完全不同，一般不会相互转化。第12页，共15页，编辑于2022年，星期一三、大气颗粒物的化学组成三、大气颗粒物的化学组成无机颗粒物：由颗粒物的形成过程决定。天然源：天然源：扬尘扬尘:主要是土壤粒子，大多是一次颗粒物，为粗粒子，主要是土壤粒子，大多是一次颗粒物，为粗粒子，组成为硅、铁、铝、钠、钙、镁等，与地壳组成相似。组成为硅、铁、铝、钠、钙、镁等，与地壳组成相似。火山灰火山灰:硅氧组成的岩石粉末及许多金属元素化合物等。硅氧组成的岩石粉末及许多金属元素化合物等。海洋溅沫海洋溅沫:主要为氯化钠、硫酸盐粒子等。主要为氯化钠、硫酸盐粒子等。第13页，共15页，编辑于2022年，星期一人为源：人为源：粉尘粉尘 主要是燃料燃烧和工业过程排放的颗粒物。我国粉尘主要是燃料燃烧和工业过程排放的颗粒物。我国粉尘排放量约为排放量约为2800万吨万吨/年，其是燃煤排放的烟尘为年，其是燃煤排放的烟尘为2200万吨万吨/年。在年。在我国的能源构成中煤占我国的能源构成中煤占72%、石油、石油20%、天然气、天然气3%、水电、水电5%。南。南方与北方城市降尘量分别平均为方与北方城市降尘量分别平均为30和和50吨吨/月平方公里。月平方公里。硫酸盐硫酸盐 主要是硫酸铵及其它金属硫酸盐颗粒物，对光的主要是硫酸铵及其它金属硫酸盐颗粒物，对光的吸收和散射能力较强，降低大气能见度。硫酸盐颗粒物属于核模吸收和散射能力较强，降低大气能见度。硫酸盐颗粒物属于核模范围，但核模粒子之间能迅速凝聚而进入积聚模粒径范围，积聚范围，但核模粒子之间能迅速凝聚而进入积聚模粒径范围，积聚模非常稳定，在沉降过程中其半寿期可达数月，因此硫酸盐粒子模非常稳定，在沉降过程中其半寿期可达数月，因此硫酸盐粒子大多维持在积聚模中。大多维持在积聚模中。第14页，共15页，编辑于2022年，星期一有机颗粒物：有机颗粒物：指大气中的有机物质凝聚而形成的颗粒物，或有机物质吸附在其他颗粒物上面而形成的颗粒物。有机颗粒物粒径较小属于爱根或积聚模，大多是通过气态污染物的凝聚而成（主要是由矿物燃料燃烧、废弃物机焚化等高温燃烧过程所形成）。污染物主要有烷烃、烯烃、芳烃、多环芳烃及少量的亚硝胺、杂氮化合物、环酮、醌类、酚类和有机酸等。第15页，共15页，编辑于2022年，星期一