大气环境化学精.ppt
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1、大气环境化学第1页,本讲稿共69页大气污大气污染染是全球性的环境问题是全球性的环境问题第2页,本讲稿共69页大气污染加剧大气污染加剧大大气气污污染染加加剧剧第3页,本讲稿共69页城市空气污染城市空气污染第4页,本讲稿共69页城市空气污染城市空气污染第5页,本讲稿共69页城市空气污染城市空气污染第6页,本讲稿共69页Smokyvehiclesareaproblem.Smokyvehiclesareaproblem.第7页,本讲稿共69页第8页,本讲稿共69页环境空气的质量环境空气的质量一、环境空气质量标准一、环境空气质量标准 国家环境保护局于1996年发布了环境空气质量标准(GB3095一199
2、6)。一级标准一级标准 适用于一类质量功能区,包括自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区。二级标准二级标准 适用于二类质量功能区,包括城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三极标准三极标准 适用于三类质量功能区,包括各特定工业区。第9页,本讲稿共69页环境空气的质量环境空气的质量二、空气污染指数二、空气污染指数 空气污染指数空气污染指数(APIAPI)就是定时通过新闻媒体向社就是定时通过新闻媒体向社会公众报告的一种定量反映和评定空气质量状况的尺会公众报告的一种定量反映和评定空气质量状况的尺度,即把常规监测的几种空气污染物浓度简化成单一度,即把常规监测
3、的几种空气污染物浓度简化成单一的数值形式,并分级表示空气受污染程度和空气质量的数值形式,并分级表示空气受污染程度和空气质量状况,具有简明、直观、通俗易懂的特点。状况,具有简明、直观、通俗易懂的特点。由于中国城市空气污染以煤烟型污染为主,由于中国城市空气污染以煤烟型污染为主,目前计入空气污染指数的项目暂定为目前计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、氮二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物氧化物和总悬浮颗粒物(TSP)(TSP)。第10页,本讲稿共69页环境空气的质量环境空气的质量第11页,本讲稿共69页第12页,本讲稿共69页第13页,本讲稿共69页第14页,本讲稿共69页第15页,本讲稿共69页大气
4、环境保护大气环境保护第16页,本讲稿共69页全球性大气环境问题全球性大气环境问题全球变暖全球变暖臭氧层遭破坏臭氧层遭破坏酸雨危害酸雨危害第17页,本讲稿共69页第一部分:概述第一部分:概述 1.1.1.1.大气的组成及结构大气的组成及结构大气的组成及结构大气的组成及结构 2.2.2.2.大气污染的含义大气污染的含义大气污染的含义大气污染的含义 3.3.3.3.大气污染物大气污染物大气污染物大气污染物 4.4.4.4.大气污染的类型大气污染的类型大气污染的类型大气污染的类型 5.5.5.5.我国大气污染情况我国大气污染情况我国大气污染情况我国大气污染情况 6.6.6.6.全球大气环境问题全球大气
5、环境问题全球大气环境问题全球大气环境问题第18页,本讲稿共69页1 1 大气的组成及结构大气的组成及结构对对流流流流层层:-大气层大气层大气层大气层的最低的最低的最低的最低层层层层,约离约离约离约离地面地面地面地面1515千米千米千米千米-正常的正常的正常的正常的空气空气空气空气成份,成份,成份,成份,含有氮含有氮含有氮含有氮气气气气、氧、氧、氧、氧气气气气、水蒸、水蒸、水蒸、水蒸气气气气、二氧化碳等、二氧化碳等、二氧化碳等、二氧化碳等-溫度溫度溫度溫度随随随随著高度而下降著高度而下降著高度而下降著高度而下降(大气垂直递减率)大气垂直递减率)大气垂直递减率)大气垂直递减率)平流平流层层:-于对
6、流层于对流层于对流层于对流层之上之上之上之上-溫度溫度溫度溫度随随随随高度而上升高度而上升高度而上升高度而上升-含有大量臭氧含有大量臭氧含有大量臭氧含有大量臭氧 (臭氧臭氧臭氧臭氧层层层层):臭氧臭氧臭氧臭氧层于层于层于层于同溫同溫同溫同溫层层层层中,大中,大中,大中,大约离约离约离约离地面地面地面地面10-5010-50千米千米千米千米 臭氧臭氧臭氧臭氧层层层层保保保保护护护护人人人人体体体体不受不受不受不受过过过过強的強的強的強的紫外紫外紫外紫外线伤线伤线伤线伤害害害害 平平平平流流流流层层层层的臭氧量下降的臭氧量下降的臭氧量下降的臭氧量下降会让会让会让会让更多紫外更多紫外更多紫外更多紫外
7、线线线线-B B到到到到达达达达地面地面地面地面第19页,本讲稿共69页我们的大气层我们的大气层n大气层的结构大气层的结构辐射逆温辐射逆温辐射逆温辐射逆温大气温度层结大气温度层结第20页,本讲稿共69页大气密度层结大气密度层结第21页,本讲稿共69页第22页,本讲稿共69页大气稳定度大气稳定度第23页,本讲稿共69页空气的物理因素与健康空气的物理因素与健康(一)(一)太阳辐射太阳辐射促进黑色素原促进黑色素原 黑黑色素色素 色素沉着,色素沉着,保护皮肤保护皮肤红斑作用红斑作用抗朐偻病作用抗朐偻病作用具有杀菌作用具有杀菌作用热效应;使机体局部热效应;使机体局部温度升高,血管扩张,温度升高,血管扩张
8、,促进新陈代谢及细胞促进新陈代谢及细胞增生增生紫外线紫外线A段(段(320400nm)B段(段(275320nm)C段(段(200275nm)红外线红外线(76030000nm)可视线可视线(400760nm)第24页,本讲稿共69页(二)(二)空气离子空气离子空气离子空气离子轻离子轻离子:离子吸附周围的离子吸附周围的中性气体分子。中性气体分子。重离子重离子:轻离子灰尘、烟轻离子灰尘、烟雾等结合。雾等结合。空气离子对人体的作用空气离子对人体的作用负离子对机体有益。负离子对机体有益。空气离子的卫生评价空气离子的卫生评价空气离子数空气离子数:阴离子数多,清洁度大。:阴离子数多,清洁度大。重轻离子比
9、值重轻离子比值:50,说明空气污浊。,说明空气污浊。空气离子单极系数空气离子单极系数:阳离子:阳离子/阴离子。清洁地区该值低阴离子。清洁地区该值低(三)(三)天气与气候天气与气候第25页,本讲稿共69页 导致大气污染的物质包括尘埃等颗粒物、硫、氮、导致大气污染的物质包括尘埃等颗粒物、硫、氮、碳的化合物,放射性物质等,每年全球排入大气中碳的化合物,放射性物质等,每年全球排入大气中的污染物约有的污染物约有6亿多吨。亿多吨。全国全国5000余座城市,大气质量符合国家一级标准的余座城市,大气质量符合国家一级标准的不到不到1%,北京、沈阳、西安、上海、广州被列为世,北京、沈阳、西安、上海、广州被列为世界
10、十大污染城市之列。界十大污染城市之列。2000年年2 2 大气污染大气污染是指空气中污染物是指空气中污染物的浓度达到了有害程度的现象。的浓度达到了有害程度的现象。第26页,本讲稿共69页3 3 大气污染物大气污染物碳氧化物碳氧化物(COCO2)含硫化合物含硫化合物(SO2SO3)氮氧化合物氮氧化合物(N2ONONO2)碳氢化合物碳氢化合物氧化剂氧化剂(O3PAN)卤素及其化合物卤素及其化合物颗粒物颗粒物第27页,本讲稿共69页大气中的放射性核素大气中的放射性核素一一 大气中放射性物质来源大气中放射性物质来源1 1、大气中天然放射性、大气中天然放射性 陆生气体放射性核素陆生气体放射性核素 在在岩
11、岩石石和和土土壤壤中中存存在在着着铀铀-238-238、钍钍-232-232和和铀铀-235-235等等衰衰变变系系,每每一一衰衰变变系系都都含含有有一一种种氡氡的的同同位位素素,氡是一种稀有气体,能从岩石、土壤中逸出。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 宇宇宙宙射射线线是是指指来来自自太太阳阳和和外外层层宇宇宙宙空空间间的的高高能能粒粒子子流流,它它本本身身就就是是大大气气天天然然放放射射性性的的主主要要来来源源。此此外外,宇宇宙宙射射线线与与大大气气中中原原子子核核相相互互作作用用产产生生许许多多放射性核素。主要通过降水去除。放射性核素。主要通过降水去除。第28页,本
12、讲稿共69页大气中的放射性核素大气中的放射性核素2 2、人工产生的放射性核素、人工产生的放射性核素(1 1)核武器)核武器(2 2)核电站)核电站(3 3)燃煤的排放物)燃煤的排放物二、放射性核素对健康的效应二、放射性核素对健康的效应 具中等半衰期的放射性核素危害最大。第29页,本讲稿共69页大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移定义:污染源排放出来的污染物由于空定义:污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。气的运动使其传输和分散的过程。影响因素:风和大气湍流的影响影响因素:风和大气湍流的影响天气形势和地理地势的影响天气形势和地理地势的影响第30页,本讲稿共69页4.4.大气污
13、染的类型大气污染的类型光化学烟雾污染光化学烟雾污染n硫酸型烟雾污染硫酸型烟雾污染第31页,本讲稿共69页自由基化学基础自由基化学基础自由基的产生方法自由基的结构和性质关系自由基反应第32页,本讲稿共69页光化学反应基础光化学反应基础【1】分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称为光化学反应。【2】光化学反应第一定律光化学反应第一定律:只有当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂时,亦即光子的能量大于化学键能时,才能引起光离解反应。同时,光必须被所作用的分子吸收。【3】光化学反应第二定律光化学反应第二定律:分子吸收光的过程是单光子过程。第33页,本讲稿共69页大气中重要自由基的来源大
14、气中重要自由基的来源HOHO2RRORO2第34页,本讲稿共69页a混合体系混合体系NO2+hNO+OO+O2+MO3+MO3+NONO2+O2k1k1k2k2k3k3大气中重要吸光物质的光离解大气中重要吸光物质的光离解【1】氮氧化物的转化第35页,本讲稿共69页b氮氧化物的气相转化氮氧化物的气相转化NO+O3NO2+O2RH+HOR+H2OR+O2RO2NO+RO2NO2+RORO+O2R1CHO+HO2HO2+NOHO+NO2第36页,本讲稿共69页n大气中重要吸光物质的光离解大气中重要吸光物质的光离解【2】碳氢化物的转化HOHO ROR1CHO HO2+RRHRO2OO2 2 NONON
15、ONO2 2 OO2 2 第37页,本讲稿共69页光化学烟雾含有氮氧化物氮氧化物和碳氢化物碳氢化物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。第38页,本讲稿共69页第39页,本讲稿共69页第40页,本讲稿共69页光化学烟雾的形成条件光化学烟雾的形成条件大气中有大气中有NO2、HC化合物存在化合物存在;有利的太阳辐射条件有利的太阳辐射条件;晴天、高温、有逆温;晴天、高温、有逆温;第41页,本讲稿共69页来源来源汽车废气;生活和工业生产中煤、石油燃烧汽车废气;生活和工业生产中煤、石油燃烧从油箱和汽化器中挥发的汽油从油箱和汽化
16、器中挥发的汽油从油箱和汽化器中挥发的汽油从油箱和汽化器中挥发的汽油碳氢化合物碳氢化合物20%从曲轴箱漏出的气体从曲轴箱漏出的气体从曲轴箱漏出的气体从曲轴箱漏出的气体碳氢化合物碳氢化合物20%汽汽汽汽 车车车车 排排排排 气气气气一氧化碳一氧化碳100%碳氢化合物碳氢化合物60%氮氧化物氮氧化物100%第42页,本讲稿共69页形成光化学烟雾的关键反应形成光化学烟雾的关键反应【1】引发引发反应:反应:NO2+hNO+OO+O2+MO3+MO3+NONO2+O2第43页,本讲稿共69页【2】自由基传递反应自由基传递反应RH+OHRO2+H2O(烷烃)(过氧烷基)RCHO+OHRC(O)O2+H2O(
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- 大气环境 化学
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