气溶胶化学PPT推荐.ppt

1、v总悬浮颗粒物总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。Dp（粒径粒径）在在100 m以以下，其中多数在下，其中多数在10 m以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。以下，是分散在大气中的各种粒子的总称。v飘尘：飘尘：Dp 10 m能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟能在大气中长期飘浮的悬浮物质，如煤烟、烟气、雾等。气、雾等。v降尘：降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在能用采样罐采集到的大气颗粒物。在TSP中直径大于中直径大于30 m的粒子由于自身的重力

2、作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来，这部分颗粒物称为降尘。尘。v可吸入粒子：可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标准化组织准化组织（ISO）建议将其定为建议将其定为Dp10 m。v细粒子：细粒子：其粒径小于其粒径小于2.5 m，记为：，记为：PM2.5v按颗粒物成因分按颗粒物成因分:分散性气溶胶分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射形成微小粒子分散在大气中形成的气溶胶，如海浪分溅、农药喷洒等。凝聚性气溶胶凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态微粒而形成的气溶胶。v按颗粒物的物

3、理按颗粒物的物理（凝聚凝聚）状态分状态分:固态：烟、尘 液态：雾 固液混合：霾、烟雾气溶胶分类：中国中国环境空气境空气质量量标准中准中PM10（Dp10 m）的相关）的相关标准准取值时间浓度限值（mg/m3）一级标准二级标准三级标准年均值0.040.100.15日均值0.050.150.25美国环保局1997年提出、2003年通过了PM2.5国家环境空气质量标准，规定PM2.5的年均浓度和日均浓度限值分别为15和65g/m3。地点观测时间质量浓度参考文献北京1999.7-2000.9夏季76Heetal.（2001）北京1999.7-2000.9冬季176Heetal.（2001）太原2005

4、.12216.7Mengetal.（2007）南京2001149.0王荟等.（2003）上海2003.9-2005.194.64Wangetal.（2006）广州2002.1-2105.9Caoetal.（2005）青岛1997-200043.6Huetal.（2002）厦门199340.0Gaoetal.（1996）大连200267.5Takamietal.（2006）香港2002.1-254.5Caoetal.（2005）珠海2002.1-259.3Caoetal.（2005）不同地区不同地区PM2.5的平均质量浓度（的平均质量浓度（g/m3）v相关概念相关概念p一次气溶胶：由排放源直接排

5、放到大气中的颗粒物。一次气溶胶：p二次气溶胶：通过与气体组分的化学反应生成的颗粒物。二次气溶胶：p均质气溶胶：所有颗粒物的化学组成相同。均质气溶胶：p单谱气溶胶：所有的颗粒物粒径大小相同。单谱气溶胶：p多谱气溶胶：多种粒径大小的颗粒物。多谱气溶胶：大气气溶胶的浓度表示方法大气气溶胶的浓度表示方法数浓度数浓度：个：个/cm3表面积浓度表面积浓度：m2.cm-3体积浓度体积浓度：m3.cm-3质量浓度质量浓度：mg.m-3;g.m-3气溶胶的来源气溶胶的来源大气气溶胶的来源复大气气溶胶的来源复杂，按照，按照产生的生的过程分程分为自然源和人自然源和人为源。源。自然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的自

6、然源主要来自于洋面气泡的破裂、土壤的风蚀、生物的、生物的孢子花粉以及火山爆子花粉以及火山爆发、森林火灾、森林火灾等。等。人人为源主要来自化石燃料燃源主要来自化石燃料燃烧、工、工农业生生产活活动等；人等；人为排放气排放气态污染物在一定条件下的气染物在一定条件下的气粒粒转化化过程也是大气气溶胶的一个重要来源。程也是大气气溶胶的一个重要来源。大气气溶胶主要是通大气气溶胶主要是通过干、湿沉降的方式去除。干、湿沉降的方式去除。（1）干沉降：）干沉降：重力作用或与地面其他物体碰撞后沉降。（2）湿沉降：）湿沉降：雨除：气溶胶的颗粒物作为凝结核，成为云滴中心，通过凝结和碰并，云滴增长为雨滴（若T PM2.5；

7、沙沙尘事件期事件期间地壳元素地壳元素浓度呈度呈现出自西向出自西向东减弱的减弱的趋势。沙沙尘天气天气时的地壳元素的地壳元素浓度度要明要明显高于非沙高于非沙尘天气天气。沙沙尘天气天气时Seoul PM10中中Al和和Ca的的浓度度约为非沙非沙尘的的3.4倍；倍；Gwangju 中的中的浓度度为非非沙沙尘的的5-6倍。倍。图5.沙沙尘与非沙与非沙尘期期间的元素的元素浓度度对比比大气气溶胶的危害大气气溶胶的危害主要内容主要内容大气气溶胶的危害大气气溶胶的危害 1.大气大气化学反应化学反应（干湿沉降干湿沉降,光化学烟雾光化学烟雾,多相反应多相反应界面界面 etc.）2.气候效应气候效应（直接气候效应及间

8、接气候效应直接气候效应及间接气候效应）3.环境质量（能见度）环境质量（能见度）4.健康效应健康效应 5.气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫矿尘矿尘 黑碳黑碳 海盐海盐 硫酸盐硫酸盐 硝酸盐硝酸盐SO2,COS,DMSNOxVOCsH2OO3,H2O2OH,NO3radicalsVirusPAH,PCB 气溶胶能吸附气溶胶能吸附 SO2、NOx 及气及气态有机有毒物有机有毒物质（如（如PAHs、PCB等），并在气溶胶表面等），并在气溶胶表面发生多相反生多相反应。化学大气化学反应化学大气化学反应 对大气能见度的影响对大气能见度的影响 气候效应气候效应 气溶胶通过直接和间接方式影响大气辐气溶胶通过直接和间

9、接方式影响大气辐射传输和地射传输和地-气系统辐射收支平衡，气系统辐射收支平衡，对气候对气候变化、云降水等影响巨大。变化、云降水等影响巨大。对人体健康的影响人体健康的影响 气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫 气候系统总体趋于平衡状态，即地气系统气候系统总体趋于平衡状态，即地气系统所吸收的太阳辐射应等于向外发射的红外长波所吸收的太阳辐射应等于向外发射的红外长波辐射。如果某种扰动打破了这个平衡，气候系辐射。如果某种扰动打破了这个平衡，气候系统会调整地表温度来形成新的平衡。为了评估统会调整地表温度来形成新的平衡。为了评估地球气候系统辐射收支的外加扰动，地球气候系统辐射收支的外加扰动，IPCC引入引入了辐射强

10、迫这个概念。了辐射强迫这个概念。气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫辐射强迫的定义：单位辐射强迫的定义：单位 W/m2全球气候的变化由地气系统辐射平衡状况决定。全球气候的变化由地气系统辐射平衡状况决定。任何对该系统平衡的扰动并因而使气候发生变化任何对该系统平衡的扰动并因而使气候发生变化的因子成为辐射强迫因子，主要有入射太阳辐射；的因子成为辐射强迫因子，主要有入射太阳辐射；温室气体、云和气溶胶等。在描述这些因子对气候的潜在影响时，往往采用在描述这些因子对气候的潜在影响时，往往采用“辐射强迫辐射强迫”（radiation forcing）。）。气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫人类活动导致大气中气溶胶浓度不断升

11、高，人类活动导致大气中气溶胶浓度不断升高，一方面导致大气对太阳光散射作用增强，一方面导致大气对太阳光散射作用增强，反照率增加，产生负的辐射强迫；另一方反照率增加，产生负的辐射强迫；另一方面吸收太阳辐射，产生正的辐射强迫。面吸收太阳辐射，产生正的辐射强迫。大气中气溶胶通过直接和间接辐射强迫两大气中气溶胶通过直接和间接辐射强迫两种方式影响全球气候，对全球气候变化产种方式影响全球气候，对全球气候变化产生重大影响。生重大影响。u 直接直接辐射射强强迫：气溶胶通迫：气溶胶通过散射和散射和吸收太阳吸收太阳辐射，射，产生直接生直接辐射射强强迫；迫；u 间接接辐射射强强迫：可作迫：可作为云凝云凝结核，核，影响

12、云的微物理特性和宏影响云的微物理特性和宏观云量，影响云量，影响地气系地气系统的水循的水循环，产生更加复生更加复杂和和不确定的不确定的间接接辐射射强强迫迫。气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫与温室气体的辐射强迫比较：与温室气体的辐射强迫比较：1.对流层大气中气溶胶的生命周期很短，导对流层大气中气溶胶的生命周期很短，导致空间分布高度不均，而且与排放源有关；致空间分布高度不均，而且与排放源有关；2.气溶胶直接辐射强迫是散射太阳短波辐射气溶胶直接辐射强迫是散射太阳短波辐射的过程，主要在白天和夏季起主导作用。即的过程，主要在白天和夏季起主导作用。即具有明显的日变化和季节变化。具有明

13、显的日变化和季节变化。3.气溶胶的直接和间接辐射强迫都与颗粒物气溶胶的直接和间接辐射强迫都与颗粒物粒径和化学组成有关，不能简单以气溶胶质粒径和化学组成有关，不能简单以气溶胶质量源强衡量其辐射强迫的相对大小；量源强衡量其辐射强迫的相对大小；气溶胶辐射强迫气溶胶辐射强迫与温室气体的辐射强迫比较：4.大气气溶胶尤其是人为气溶胶的区域分布大气气溶胶尤其是人为气溶胶的区域分布不均匀；不均匀；5.气溶胶的辐射强迫与其浓度的关系是非线气溶胶的辐射强迫与其浓度的关系是非线性的，自然存在的气溶胶的影响复杂；性的，自然存在的气溶胶的影响复杂；另外，气溶胶作为凝结核影响云滴形成和另外，气溶胶作为凝结核影响云滴形成和

14、降水的过程复杂，间接辐射强迫研究非常降水的过程复杂，间接辐射强迫研究非常困难。困难。LOGO第五节第五节 大气污染综合治理大气污染综合治理 一、减少污染物的排放量一、减少污染物的排放量二、治理主要污染物；二、治理主要污染物；三、种植树木草坪；四、掌握气象变化规律，充分利用环境自净能力四、掌握气象变化规律，充分利用环境自净能力五、加强城镇规划，搞好环境功能分区。五、加强城镇规划，搞好环境功能分区。大气污染综合治理大气污染综合治理一、减少污染物的排放量一、减少污染物的排放量v 1 1改革能源结构，逐步用二次能源代替一次能改革能源结构，逐步用二次能源代替一次能 源，开发无污染能源，对燃料进行脱硫处理。源，开发无污染能源，对燃料进行脱硫处理。v 2 2改革燃烧装置和燃烧方式，提高热效率。改革燃烧装置和燃烧方式，提高热效率。v 3 3采用无污染或低污染生产工艺。采用无污染或低污染生产工艺。v 4 4利用余热、余气，提高能源利用率。利用余热、余气，提高能源利用率。治理主要污染物治理主要污染物v颗粒污染物颗粒污染物v气态污染物气态污染物v从废气中回收颗粒污染物的过程称为除尘。实现