环境化学-1-环境介质及其性质.ppt

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第一章第一章环境介质及性质环境介质及性质Chapter1.EnvironmentalMediaandTheirProperty内容内容第一节第一节地球环境地球环境（GlobalEnvironment）第二节第二节大气圈大气圈（Atmosphere）第三节第三节水圈水圈（Hydrosphere）第四节第四节土壤圈土壤圈（Pedosphere）第五节第五节环境污染环境污染（EnvironmentalPollution）内容内容第一节第一节地球环境地球环境（GlobalEnvironment）一、自然环境一、自然环境二、环境介质二、环境介质一、一、自然环境自然环境环境化学的研究对象：

自然环境。

环境化学的研究对象：

自然环境。

自然环境是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条自然环境是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总体，亦简称为环境。

件和自然资源的总体，亦简称为环境。

大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、化学圈大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、化学圈化学圈化学圈一、一、自然环境自然环境生物圈生物圈Biosphere水圈Hydrosphere大气圈大气圈Atmosphere土壤圈土壤圈Pedosphere化学圈化学圈Chemosphere二、二、环境介质环境介质（相相）环境介质环境介质（EnvironmentalMedia）,相相（Phase，Compartment）环境的组成非常复杂，由一系列彼此相连的环境的组成非常复杂，由一系列彼此相连的环境介质环境介质或或环境相环境相来组成，如大气、土壤、湖泊、河流、海洋、湖底沉来组成，如大气、土壤、湖泊、河流、海洋、湖底沉积物、湖中悬浮物及水或土壤中的生物体等。

积物、湖中悬浮物及水或土壤中的生物体等。

连续连续的介质或相：

水、大气的介质或相：

水、大气.非连续非连续的介质或相：

大气颗粒物的介质或相：

大气颗粒物相邻相邻的环境介质或相：

水体大气的环境介质或相：

水体大气（污染物污染物迁移迁移）、.非相邻非相邻的环境介质或相：

大气水体沉积物的环境介质或相：

大气水体沉积物二、二、环境介质环境介质（相相）容易受到污染的容易受到污染的介质或相：

表层水、大气介质或相：

表层水、大气.不容易受到污染不容易受到污染的介质或相：

深海、岩石层的介质或相：

深海、岩石层均相均相：

如浅塘中充分混合的水：

如浅塘中充分混合的水，无浓度梯度、温度梯度；无浓度梯度、温度梯度；非均相非均相：

性质不均一：

性质不均一（如土壤、沉积物如土壤、沉积物）内容内容第二节第二节大气圈大气圈（Atmosphere）一、大气温度层结一、大气温度层结二、大气颗粒物二、大气颗粒物三、臭氧层的形成与耗损三、臭氧层的形成与耗损四、温室气体和温室效应四、温室气体和温室效应一、大气温度层结一、大气温度层结1.大气圈大气圈（Atmosphere）干洁空气干洁空气（Air）：

N2（78.09%）,O2（20.95%），CO2（0.02-0.04%）,Ar（Argon,0.93%）水蒸汽、水滴水蒸汽、水滴：

云、雨、雷、电：

云、雨、雷、电颗粒物、气溶胶：

颗粒物、气溶胶：

argonn.化化氩氩一薄层覆盖地球表面的混合气体组成。

一薄层覆盖地球表面的混合气体组成。

Theatmosphereconsistsofthethinlayerofmixedgasescoveringtheearthssurface.气相环境浓度单位气相环境浓度单位EnvironmentalConcentrationUnitsforGasesPartsPerMillion（ppm,106）;PartsPerBillion（ppb,109）;PartsPerTrillion（ppt,1012）PartsPerHundredMillion（pphm,108）Inordertoemphasizethattheconcentrationscaleisbaseduponmoleculesorvolumesratherthanuponmass.1mg/L浓度的硝基苯水溶液相当于浓度的硝基苯水溶液相当于1ppm，在空气中在空气中1mg/L的硝基苯也相当于的硝基苯也相当于1ppm吗？

吗？

一、大气温度层结一、大气温度层结decimeter（dm）;centimeter（cm）;millimeter（mm）;micrometer（m）（测微计、千分尺、微米测微计、千分尺、微米）；nanometer（nm）;angstrom（）;liter（L）;milliliter（mL）;microlitre（L）angstromn.埃（光埃（光谱线波波长单位）位）mono-,di-,tri-,tetra-,penta-,hexa-,hepta-,octa-,nona-,deca-,poly-小小知知识识一、大气温度层结一、大气温度层结一、大气温度层结一、大气温度层结静静大大气气温温度度和和密密度度在在垂垂直直方方向向上上的的分布。

分布。

各各层层次次大大气气对对太太阳阳辐辐射射吸收差异吸收差异2.大气温度层结大气温度层结StratificationoftheAtmosphere大气温度的垂直分布大气温度的垂直分布热层热层中间层顶中间层顶中间层中间层平流层顶平流层顶对流层顶对流层顶平流层平流层对流层对流层100806040200160200240280T（K）Z（km）一一、大气温度层结、大气温度层结大气密度的垂直分布大气密度的垂直分布0.8020481216Z（km）00.20.40.61.00/0s对流层对流层Troposphere高高度度为为1012米米，温温度度变变化化特特点点是是：

通通常常0.6K/100m；气气体体垂垂直直运运动动激激烈烈；含含有有大大气气全全部部质质量量的的3/4和和几几乎乎全全部部水水气气，复复杂杂的的天天气气现现象象（15-56）。

n.气气对流流层O3+hvO+O2200-300nm,300-360nmmax=254nmO+O2+MO3+M，热量热量一一、大气温度层结、大气温度层结平流层平流层Stratosphere高高度度为为1050km；温温度度随随高高度度的的增增高高而而递递增增；垂垂直直对对流流少少，大大气稳定，气稳定，（-56-2）。

n.气气同温同温层中间层中间层Mesosphere高度为高度为4878km；气温气温随高度的增加而降低；空随高度的增加而降低；空气运动激烈气运动激烈（meso-）热层热层（电离层电离层）Thermosphere高度为高度为80800km；温度随高度温度随高度增加而迅速上升；增加而迅速上升；散逸层散逸层Exosphere800km以上，空气以上，空气非常稀薄非常稀薄一、大气温度层结一、大气温度层结SealevelMajorregionsoftheatmosphere（nottoscale）.EarthStratosphereN2,O2H2O,CO2TroposphereMesosphereThermosphereO310-16km50km85km500km15-56-2-921200O3+hv（220nm-330nm）O2+OO2+,NO+IncomingSolarradiationOO2O2+,O+,NO+1200km,O=O2Highenergyultraviolet:

330nm,penetrationtoEearthssurfaceUltraviolet:

200-330200-330nm,penetrationto50km二、大气颗粒物二、大气颗粒物各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，也是气溶胶体系体系，也是气溶胶体系（aerosol）。

大大气气颗颗粒粒物物组成成分组成成分有机物有机物无机物无机物状态状态有生命有生命无生命无生命固态固态液态液态1.大气颗粒物的分类大气颗粒物的分类气溶胶体系中分散的各种粒子称为气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物大气颗粒物。

（atmosphericparticles,particulates）二、大气颗粒物二、大气颗粒物2.大气颗粒物的来源大气颗粒物的来源（source）天然来源天然来源：

地面扬尘、海浪溅出的浪沫、火山灰、森林地面扬尘、海浪溅出的浪沫、火山灰、森林火灾、宇宙陨星尘埃、花粉、孢子火灾、宇宙陨星尘埃、花粉、孢子人为来源人为来源：

一次颗粒物一次颗粒物：

直接由污染源排放的；直接由污染源排放的；二次颗粒物二次颗粒物：

大气中的某些污染组分之间或这些组分与大气中的某些污染组分之间或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物；大气成分之间发生反应而产生的颗粒物；燃料燃烧煤烟、飞灰燃料燃烧煤烟、飞灰（FlyAsh）、气态污染物气态污染物生成机制生成机制（formingmechanism）：

二、大气颗粒物二、大气颗粒物smoken.烟；抽烟烟；抽烟vi.冒烟冒烟粉末粉末dust，powderashn.灰；灰烬，灰堆灰；灰烬，灰堆fogn.雾雾,烟雾烟雾,尘雾尘雾Londonhasbadfogsinwinter.伦敦在冬季有大雾。

伦敦在冬季有大雾。

sootu:

n.煤烟、烟灰煤烟、烟灰mistn.薄薄雾Wecouldnotseethroughthemist.smogn.烟烟雾二二、大气颗粒物、大气颗粒物3.颗粒物的粒径和表面性质颗粒物的粒径和表面性质粒度粒度：

粒径粒径（直径直径）的大小；的大小；有效直径有效直径空气动力学直径空气动力学直径（Dp）：

与所研究粒子有相同终端落速度的、与所研究粒子有相同终端落速度的、密度为密度为1的球体直径。

的球体直径。

成核作用成核作用粘合粘合吸着吸着颗粒物的粒径分类和三模态颗粒物的粒径分类和三模态p8

（1）总总悬悬浮浮颗颗粒粒物物：

用用标标准准大大容容量量颗颗粒粒采采样样器器在在滤滤膜膜上上所所收收集集到到的的颗颗粒粒物物的的总总质质量量，通通常常称称为为总总悬悬浮浮颗颗粒粒物物。

用用TSP表表示示。

其其粒粒径多在径多在100m以下，尤以以下，尤以10m以下的为最多。

以下的为最多。

（2）飘飘尘尘：

可可在在大大气气中中长长期期漂漂浮浮的的悬悬浮浮物物称称为为飘飘尘尘。

其其粒粒径径主主要要是小于是小于10m的颗粒物。

的颗粒物。

（3）降降尘尘：

能能用用采采样样罐罐采采集集到到的的大大气气颗颗粒粒物物。

在在总总悬悬浮浮颗颗粒粒物物中中一一般般直直径径大大于于10m的的粒粒子子由由于于自自身身的的重重力力作作用用会会很很快快沉沉降降下下来来。

这部分颗粒物称为降尘。

这部分颗粒物称为降尘。

（4）可可吸吸入入粒粒子子：

易易于于通通过过呼呼吸吸过过程程而而进进入入呼呼吸吸道道的的粒粒子子。

目目前前国国际际标标准准化化组组织织（ISO）建建议议将将其其定定为为Dp10m。

我我国国科科学学工工作作者者已采用了这个建议。

已采用了这个建议。

二二、大气颗粒物、大气颗粒物Particulatematter（PM）isthegeneraltermusedforamixtureofsolidparticlesandliquiddropletsfoundintheair.Someparticlesarelargeordarkenoughtobeseenassootorsmoke.Othersaresosmalltheycanbedetectedonlywithanelectronmicroscope.Theseparticles,whichcomeinawiderangeofsizes（fineparticlesareles