硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染ppt课件.ppt

第二章大气环境化学 七 硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 污染源中主要硫氧化物 SO2 sulfurdioxide SO2来源 人为排放源 含硫矿物燃料的燃烧过程煤石油0 5 6 0 5 3 天然来源 主要是火山喷发 大部分以SO2形式存在 少量为H2S H2S在大气中很快被氧化成SO2 硫在燃料中可能以有机硫化物或元素硫的形式存在 对于城市和工业区 由于SO2排放量大 会造成大气污染 产生酸雨和硫酸烟雾型污染等 1 二氧化硫的气相氧化SO2SO3 H2OH2SO4 酸雨或硫酸烟雾 H2SO4 NH4 阳离子 硫酸盐气溶胶 1 SO2的直接光氧化吸收太阳中的紫外光后进行两种电子允许跃迁 2 SO2被自由基氧化HO HO2 RO RO2 RC O O2 O 自由基的来源 1 一次污染物NOx的光解 2 光解产物与活性碳氢化物相互作用 3 光化学反应产物的光解过程 如醛 亚硝酸 过氧化氢 SO2与HO的反应 速率决定步骤 形成酸雨 自由基 SO2与其他自由基的反应 与二元活性自由基的反应其他自由基氧化 O SO2SO3 H2SO4 H2O H2O 2 二氧化硫的液相氧化SO2可以溶于大气中的水吸附在颗粒物上 并溶解于颗粒物表面所吸附的水中 1 SO2被水吸收 在低pH 以SO2 H2O为主中间pH 以HSO3 为主高pH范围 以SO32 为主 2 O3对SO2的氧化污染空气中O3浓度比清洁空气中高 pH对三个反应的重要性有何影响 ko 2 4 104L mol s k1 3 7 105L mol s k2 1 5 109L mol s O3 0 05mL m3 pH 5 5O3氧化作用大于O2湿度低时 反应较慢 过氧亚硫酸 3 H2O2对SO2的氧化在pH为0 8范围内均可发生氧化反应 通常氧化反应式可表示为 4 金属离子对SO2液相氧化的催化作用Mn II 的催化氧化反应 在SO2催化氧化中 通常认为Mn2 的催化作用较大 有人对此提出的反应机理如下 总反应 Mn2 2SO2 2H2O O22H2SO4 Fe III 催化氧化当有氧存在时 Fe III 对S IV 的氧化起催化作用Fe II 的催化氧化低pH条件下 Fe II 可以对S IV 的氧化起催化作用 但必须经过一个诱发期 为什么 Fe3 和Mn2 共存时的催化氧化两种离子共存时 具有协同作用 1 pH低于4或5时 H2O2的氧化是主要途径 2 pH 5或更大时 臭氧的氧化作用比H2O2的快10倍 3 高pH时 Fe和Mn的催化氧化作用可能是主要的 4 在所研究的pH范围内 HNO2 NO2 和NO2 对S IV 的氧化作用都不重要 3 硫酸烟雾型污染硫酸烟雾也称为伦敦烟雾 最早发生在英国伦敦 它主要是由于燃煤而排放出来的SO2 颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象 发生条件 这种污染多发生在冬季 气温较低 湿度较高和日光较弱的气象条件下 如1952年12月在伦敦发生的一次硫酸烟雾型污染事件 当时伦敦上空受冷高压控制 高空中的云阻挡了来自太阳的光 地面温度迅速降低 相对湿度高达80 于是就形成了雾 由于地面温度低 上空又形成了一逆温层 大量家庭的烟囱和工厂所排放出来的烟就积聚在低层大气中 难以扩散 这样在低层大气中就形成了很浓的黄色烟雾 硫酸型烟雾形成机制 在硫酸型烟雾的形成过程中 SO2转变为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰 铁及氨的催化作用而加速完成 同时SO2的氧化速度还会受到其他污染物 温度以及光强等的影响 硫酸烟雾型 还原烟雾光化学烟雾 氧化烟雾目前已发现两种类型烟雾污染可交替发生 例如 广州夏季是以光化学烟雾为主 而冬季则以硫酸烟雾为主 硫酸烟雾型和光化学烟雾在许多方面具有相反的化学行为 表2 6给出了两种类型烟雾的区别 八 酸性降水 aciddeposition 酸性降水是指通过降水 如雨 雪 雾 冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程 湿沉降 最常见的酸性降水就是酸雨 这种降水过程称为湿沉降 干沉降 指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程 5 0or5 6酸雨的pH界限 1 降水的pH在未被污染的大气中 可溶于水且含量比较大的酸性气体是CO2 如果只把CO2作为影响天然降水pH的因素 根据CO2的全球大气浓度330mL m3与纯水的平衡 将 H HCO3 和 CO32 代入上式 得 在一定温度下 Kw KH K1 K2 pCO2都有固定值 并可测得 计算得到pH 5 6 能否用pH 5 6作为降水是否酸化的判别值 未被污染的大气降水的pH一定正好是5 6吗 除CO2以外 大气中对降水pH值有影响的成分包括 酸性或碱性气态物质 气溶胶 含量虽少 但可能会有影响天然产生的硝酸和硫酸 地域大气中含碱性尘粒或其他碱性气体 如NH3含量高 会导致降水pH升高 2 降水的背景值由于世界各地区自然条件不同 如地质 气象 水文等的差异 会造成各地区降水pH的不同 表2 7列出了世界某些地区降水pH的背景值 从中发现降水pH值均小于或等于5 0 把5 0作为酸雨pH的界限更符合实际情况 3 降水的化学组成 1 降水的组成 通常包括以下几类 大气中固定气体成分 O2 N2 CO2 H2及惰性气体 无机物 土壤衍生矿物离子海洋盐类离子气体转化产物人为排放源 有机物 有机酸 醛类 烷烃 烯烃和芳烃 光化学反应产物 H2O2 O3和PAN等 不溶物 土壤粒子 燃烧排放尘粒 2 降水的离子成分降水中最重要的离子 SO42 NO3 Cl NH4 Ca2 和H 4 酸雨的化学组成酸雨中含有多种无机酸和有机酸 其中绝大部分是硫酸和硝酸 多数情况下以硫酸为主 酸雨成因 从污染源排放出来的SO2和NOx是形成酸雨的主要起始物 其形成过程为 O 各种氧化剂如 O3 HO2大气颗粒物中的Mn Cu V等是酸性气体氧化的催化剂 降水的酸度是酸和碱平衡的结果对酸性有贡献的包括 SO2和NOx对碱性有贡献的包括 飞灰中的氧化钙 土壤中的碳酸钙 天然和人为来源的NH3以及其他碱性物质如降水中酸量大于碱量 就会形成酸雨 所以 研究酸雨必须进行雨水样品的化学分析 通常分析测定的化学组分有如下几种离子 我国降水酸度主要由哪几类离子的相互作用决定 p72 阳离子 H Ca2 NH4 Na K Mg2 阴离子 SO42 NO3 Cl HCO3 5 酸雨的形成机制从化学角度看 大气中酸性物质增加或碱性物质减少 或二者同时发生 都将导致降水酸化 在成雨的过程中 排入大气的SO2 NOX被氧化后在云层内与云滴作用形成酸性雨 或者在雨滴形成的同时被直接吸收而成酸性雨 水蒸气也可冷凝在含有硫酸盐和硝酸盐等气溶胶的凝结核上 气溶胶粒子和细小的水滴也可能在云雾形成过程中互相碰撞合并 同时与水滴结合 人为活动如何影响酸雨的形成 人为排放的硫酸和SO2主要是由化石燃料的燃烧产生的 硝酸和NOX主要是由汽车尾气以及煤 石油的燃烧过程产生的 盐酸的人工来源也主要是由含氯物质的燃烧产生的 制酸 氯碱 化肥 塑料 制药等生产过程 也都是酸雨的污染源 6 酸雨的危害酸雨污染是一种区域性的污染 虽然它不像CO2那样属于全球性的 但其危害也相当严重 1 酸雨降到地面使土壤中的钙 镁 钾等营养元素溶出并迅速流失 使土壤中的有毒金属元素溶解 变成水溶液 连同水分一起被植物吸收 影响植物生长甚至造成植物死亡 2 酸雨降落到湖泊中 导致水体酸化鱼类死亡 酸性水还会使水底沉积物释放出有毒物质 如铅 铜 镍等 酸雨对水系 植物 土壤等的影响 导致了自然生态环境的破坏 并危及野生动物的生存 3 酸雨加速了房屋 桥梁 水坝 工业设备 供水管网 通信电缆等的腐蚀 对文物古迹 历史建筑 雕刻 装饰等各种重要文化设施造成严重损害 一些世界上的著名文化遗物 如雅典的巴特农神殿和罗马的图拉真凯旋柱都正在遭受酸雨的侵蚀 7 影响酸雨形成的因素 1 酸性污染物的排放及其转化条件 2 大气中的氨 3 颗粒物酸度及其缓冲能力 4 天气形势的影响 问题 1 NH3对大气降水的酸性有何影响 2 颗粒物对酸雨形成有什么影响 3 为什么我国西南地区发生大面积强酸性降雨 九 温室气体和温室效应 greenhouseeffect 1 温室效应来自太阳各种波长的辐射 一部分在到达地面之前被大气反射回外空间或者被大气吸收之后再辐射而返回外空间 一部分直接到达地面或者通过大气而散射到地面 到达地面的辐射有少量短波长的紫外光 大量的可见光和长波红外光 这些辐射在被地面吸收之后 最终都以长波辐射的形式又返回外空间 从而维持地球的热平衡 大气中的CO2虽然含量比水分子低得多 但它可强烈地吸收波长为1200 1630nm的红外辐射 因而它在大气中的存在对截留红外辐射能量影响较大 对于维持地球热平衡有重要的影响 CO2如温室的玻璃一样 它允许来自太阳的可见光射到地面 也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回外空间 因此 CO2起着单向过滤器的作用 大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光 把能量截留于大气之中 从而使大气温度升高 这种现象称为温室效应 2 温室气体能够引起温室效应的气体 称为温室气体 如果大气中温室气体增多 便可有过多的能量保留在大气中而不能正常地向外空间辐射 这样就会使地表面和大气的平衡温度升高 对整个地球的生态平衡会有巨大的影响 问题 CO2浓度升高的原因是什么 在这些温室气体中 甲烷的温室效应比CO2大20倍 氟里昂将在20世纪成为温室效应的第二大促成因素 3 温室效应的影响温室效应是由于人类自身活动所造成的一种大规模的环境灾难 近百年来全球气候呈现变暖的趋势 变暖速度是最后冰期结束以来自然变暖的15 40倍 科学家们预言 人类如不采取果断和必要的措施 到2030 2050年 大气中的二氧化碳含量将比工业革命时增加一倍 全球平均气温有可能升高1 5 5 0 现在全球的平均气温大约是14 如果温度上升3 有的生物将面临过去十万年所未遭遇的生存条件 如果温度上升4 地球将是四千万年前的始新世以来最温暖的时期 气温升高 将使寒带和极地的冰川大量融化 海平面可能上升30 140cm 从而淹没地势低的沿海城市和河流三角洲 给人类现在的生活带来无法估量的损失 气候变暖会使半干旱的热带地区变得更加干旱 并加快土地沙漠化 气候变暖会使有的地区降雨量猛增而成涝灾 气候变暖的最大威胁还不只是平均气温升高 而是出现极端高温 百年不遇的干旱 异乎寻常的热浪 行凶肆虐的飓风和龙卷风等 带来致命的灾难 急剧的气温变化 还会使许多生物难以适应 导致许多物种加速灭绝 一般认为 温室效应对北半球的影响比南半球更为严重 十 臭氧层的形成与耗损 臭氧层能够吸收99 以上来自太阳的紫外辐射 从而保护了地球上的生物不受其伤害 5 1013分子 厘米3 1985年英国科学家首先在南极地区发现臭氧洞 这些年来 南极上空的臭氧层破坏日趋严重 臭氧洞不断增大 与10年前相比 臭氧洞的臭氧总量减少近半 南极臭氧洞正以每年一个美国陆地面积的速度增长 不仅是在南极上空 而且在地球上大部分地区的平流层中都能观察到臭氧的减少 最近10年来 全球平流层中的臭氧平均减少了3 以上 高纬度地区更为严重 臭氧层损耗是当前又一个人们普遍关注的全球性大气环境问题 因为它同样直接关系到生物圈的安危与人类的生存 需要全世界共同采取行动 北京时间2011年3月25日消息 据美国国家地理网站报道 最新研究显示 这个冬天的罕见低温天气产生的 美丽 云团 剥去了北极大气层里具有保护作用的大部分臭氧层 可能北极第一个臭氧洞已经形成 据专家说 臭氧浓度较低的地区可能向南最远已经延伸到纽约上空 他们发出警告说 皮肤癌风险或将提升 同温层里的臭氧层像一条巨大的毯子 笼罩在距离地面大约12英里 20公里 的上空 阻止太阳释放的大部分高频紫外线到达地面 大大降低晒斑和皮肤癌风险 但是这项研究的负责人 德国不来梅港阿尔弗雷德极地和海洋研究所物理学家马库斯 雷克斯表示 北极高空持续结冰的天气 可能已经使臭氧浓度比标准浓度降低了近一半 而且这种趋势还会继续下去 据中国国家卫星气象中心监测数据显示 风云三号卫星臭氧总量探测仪在北极上空监测到一个明显的臭氧低值区 在该低值区内臭氧总量是正常情况下平均值的一半左右 部分地区的臭氧总量达到了臭氧洞的标准 220DU 虽然没有形成南极上空那样规模的臭氧洞 但由于北半球人口密度远高于南半球 臭氧低值区覆盖的范围内紫外线对人类健康的影响比南极臭氧洞更重要 导致北极臭氧洞形成的主要原因是今年春季极寒冷的极涡内生成了极地平流层云 在太阳紫外线的作用下释放出破坏臭氧的卤素原子 风云三号卫星搭载的紫外臭氧总量探测仪捕捉到该次北极臭氧低值区生成过程 图1 图2展示了近期获得的北极臭氧总量分布图像 可以看出从3月14日至今北极地区的臭氧总量一直保持250DU左右 而同期美国AURA卫星也监测到了同样的结果 2011年3月26日北极臭氧总量分布FY 3A TOU 2011年3月26日北极臭氧总量分布 1 臭氧层形成与耗损的化学反应 臭氧的消耗过程 光解过程 吸收210nm 290nm的紫外光 消耗过程 2 臭氧层的生成是由于平流层中O2光解的结果 2 导致臭氧层破坏的催化反应过程假定可催化O3分解的物质为Y 它可使O3转变成O2 而Y本身不变 Y NOx NO NO2 HOx H HO HO2 ClOx Cl ClO 天然来源人为来源 由H2O CH4或H2与O反应而生成 天然来源人为来源 NOx的作用 平流层中NOx的来源 天然来源 N2O的光解及氧化N2O hvN2 ON2O O2NO2人为来源 超音速飞机排放NO宇宙射线分解 N2光解N2 hvN N N O2NO O N O3NO O2 破坏臭氧的反应机理在平流层中上部 NO O3 NO2 O2NO2 O NO O2总反应O3 O 2O2在平流层下部 NO的存在不会促使O3减少 HOx的作用 平流层中HOx的来源主要由H2O CH4和H2与O反应而生成CH4 O OH CH3H2O O 2 OHH2 O OH H 来源 HOx 破坏臭氧的反应机理HO O3 HO2 O2HO2 O HO O2总反应O3 O 2O2 H O3 HO O2HO O H O2总反应O3 O 2O2 HO O3 HO2 O2HO2 O3 HO 2O2总反应2O3 3O2 平流层上部 平流层下部 ClOx的作用 平流层中ClOx的来源甲基氯的光解 CH3Cl CH3 Cl 氟氯甲烷的光解 CFCl3 hv CFCl2 Cl CF2Cl2 hv CF2Cl Cl 氟氯甲烷与O的反应 O CFnCl4 n ClO CFnCl3 n 3 南极的臭氧洞现象1985年英国南极探险家J C Farman等首先提出南极出现了 臭氧空洞 ozonehole 臭氧洞现象 10月份南极的臭氧均值从1979年的约290D U 减少到1985年的170D U 南极上空的臭氧已极其稀薄 与周围相比 好像是形成了一个 洞 于是 南极春季 9 10月份 期间 一个 臭氧洞 正覆盖着南极大陆的大部分地区的现象得到了承认 也引起了全世界的高度关注 大量氟氯烃化合物的使用和排放 是造成臭氧层破坏的主要原因 4 人为活动对臭氧层的破坏对于臭氧层破坏的原因 科学家们有多种见解 有的认为 这可能跟亚马逊河地区不断出现的森林火灾有关 有的认为 臭氧洞之所以出现在两极 是极地低温造成的 美国肯塔基大学的一个科学小组则认为 臭氧水平可能是随着太阳黑子活动的自然周期而变化的 多数科学家则认为 人类过多使用氟氯烃 用CFCS表示 类物质是臭氧层破坏的一个主要原因 CFCS的形式决定了它们对臭氧层的危害程度 含H的CFCS比不含H的降解得快 对平流层臭氧威胁较小 而象C2H4F2类不含氯溴的CFCS则对平流层臭氧威胁更小 甚至不构成威胁 一个氯原子和溴原子能破坏近10万个臭氧分子 大气中影响臭氧层物质的来源 5 臭氧层破坏的影响一般认为大气中臭氧量减少1 到达地面的有害紫外线约增加2 有关研究表明 紫外线对生物的危害极大 它能破坏生物的蛋白质和基因物质 脱氧核糖核酸 使人类皮肤癌发病率增高 若臭氧总量减少10 世界上皮肤癌患者每年会增加30万人以上 而白内障病人将增加170余万人 短波长紫外线辐射增强 能伤害植物的表皮细胞 抑制植物的光合作用和生长速度 从而使农作物品质下降收成减少 导致粮食危机 进而破坏生态系统中复杂的食物链和食物网 对生态系统造成极大的破坏 臭氧吸收太阳紫外线 是平流层的主要热源 也是平流层大气循环的动力 臭氧层的耗竭将导致平流层温度下降 进而会对全球的气候产生重大影响 气候的变化又会影响农业生产和生态系统 形成恶性循环 第四节大气颗粒物 atmosphericparticles 1 几个概念 1 气溶胶体系 aerosol 大气是由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系 这个分散体系称为气溶胶体系 2 大气颗粒物 气溶胶体系中分散的各种粒子 大气颗粒物 无机的有机的 有生命的无生命的 固态的液态的 2 大气颗粒物的来源 按照颗粒物的大小和形成原因 常见的颗粒物可分为粉尘 烟 灰 雾 霭 霾 烟炱和烟雾等 一次颗粒物 直接由污染源排放出来的颗粒物 二次颗粒物 大气中某些污染组分之间 或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物 天然源 地面扬尘 海浪溅出的浪沫 火山爆发所释放出来的火山灰 森林火灾的燃烧物 宇宙陨星尘以及植物的花粉 孢子等 人为源 主要是燃料燃烧过程中形成的煤烟 飞灰等 各种工业生产过程所排放出来的原料或产品微粒 汽车排放出来的含铅化合物 以及矿物燃料燃烧所排放出来的SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等 气溶胶形态及其主要形成特征 3 大气颗粒物的作用清洁空气中 大气颗粒物很少 参与云的形成和大气降水过程 污染大气中 吸附大气中的组分大气 污染物 反应的载体影响太阳辐射和大气能见度较大颗粒吸收太阳辐射小颗粒散射太阳光 大气中许多气态污染物的最终归宿是形成气溶胶粒子 爱根核模 4 大气颗粒物的去除过程大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度 化学组成及性质密切相关 通常有两种清除方式 1 干沉降 干沉降是指颗粒物在重力作用下的沉降 或与其他物体碰撞后发生的沉降 两种机制 通过重力对颗粒物的作用 使其降落在土壤 水体的表面或植物 建筑物等物体上 沉降的速度与颗粒物的粒径 密度 空气运动粘滞系数等有关 粒径小于0 1 m的颗粒 靠布朗运动扩散 相互碰撞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 2 湿沉降 湿沉降是指通过降雨 降雪等使颗粒物从大气中去除的过程 它是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法 湿沉降也可分雨除和冲刷两种机制 雨除 指一些颗粒物可做为形成云的凝结核 成为云滴的中心 通过凝结过程和碰撞过程使其增大为雨滴 进一步长大而形成雨降落到地面 颗粒物也就随之从大气中被去陈 雨除对半径小于1 m的颗粒物的去除效率较高 特别是具有吸湿性和可溶性的颗粒物更明显 冲刷 冲刷则是降雨时在云下面的颗粒物与降下来的雨滴发生惯性碰撞或扩散 吸附过程 从而使颗粒物去除 冲刷对半径为4 m以上的颗粒物效率较高 一般通过湿沉降过程去除大气中颗粒物的量约占总量的80 90 而干沉降只有10 20 不论雨除或冲刷 对半径为2 m左右的颗粒物都没有明显的去除作用 因而它们可随气流被输送到几百公里甚至上千公里以外的地方去 造成大范围的污染 1 颗粒物的粒径 1 颗粒物的粒径 粒度是指颗粒物粒子粒径的大小大气中粒子的形状极不规则 实际工作中往往用诸如当量直径或有效直径来表示 对于大气粒子 目前普通采用有效直径来表示 最常用的是空气动力学直径 Dp 其定义为与所研究粒子有相同终端降落速度的 密度为1的球体直径 Dp可由下式求得 式中 Dg 几何直径 p 忽略了浮力效应的粒密度 0 参考密度 0 1g cm3 K 形状系数 当粒子为球时 K 1 0 二 大气颗粒物的粒径分布 2 大气颗粒物按粒径大小的分类 总悬浮颗粒物 totalsuspendedparticles TSP 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 其粒径多在100 m以下 以10 m以下的为最多 飘尘 可在大气中长期飘浮的悬浮物称为飘尘 其粒径主要是小于10 m颗粒物 降尘 能用采样罐采集到的大气颗粒物 在总悬浮颗粒物中一般直径大于10 m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 可吸入粒子 易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子 国际标准化组织 ISO 建议将其定为Dp 10 m 3 大气颗粒物的三模态Whitby等人依据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模 并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿 按这个模型 可把大气颗粒物表示成三种模结构 即 爱根 Aitken 核模 Dp 0 05 m 不稳定积聚模 0 05 m Dp 2 m 稳定粗粒子模 Dp 2 m 例如 在正常大气条件下 污染源排放出来的SO2氧化后溶于水形成硫酸 硫酸与大气中的NH3化合生成 NH4 2SO4 也可以与大气中其他金属离子化合生成各种硫酸盐颗粒物 粒径属于核模范围 硫酸盐颗粒之间能迅速凝聚 从而进入积聚模粒径范围 可能被其他物质或地面吸收而去除 二次颗粒物 4 大气颗粒物的表面性质三种重要的表面性质 成核作用 粘合 吸着 成核作用是指过饱和蒸汽在颗粒物表面上形成液滴的现象 雨滴的形成就属成核作用 粒子彼此相互紧紧地粘合或在固体表面上粘合 粘合或凝聚是小颗粒形成较大的凝聚体并最终达到很快沉降粒径的过程 气体或蒸汽吸附在颗粒物表面上称为吸着 三 大气颗粒物的化学组成 1 无机颗粒物 无机颗粒物的成分是由颗粒物形成过程决定的 天然来源 扬尘火山灰 海洋溅沫人为来源 动力发电厂垃圾焚烧炉汽车尾气 问题 1 硫酸盐颗粒物的主要成分 2 HNO3在大气中的主要存在形式 3 NaCl NOx 水蒸汽和空气构成的体系 对研究哪个区域的颗粒物比较重要 2 有机颗粒物有机颗粒物是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 大气颗粒污染物主要是这些有毒或有害的有机颗粒物 已检测到的主要有烷烃 烯烃 芳烃和多环芳烃等各种烃类 少量的亚硝胺 杂氮环化合物 环酮 酮类 酚类和有机酸等 表2 31 有机颗粒物来源 主要是由矿物燃料燃烧 废弃物焚化等各种高温燃烧过程所形成的 多数是由气态一次污染物通过凝聚过程转化而来的 但转化速率比SO2转化为硫酸盐颗粒物要小 有机颗粒物的粒径一般比较小 属于爱根核模或积聚模 3 有机颗粒物中的多环芳烃 PAH PAH是由若干个苯环稠合在一起或是若干个苯环和戊二烯稠合在一起的化合物 PAH的种类 苯并 a 芘 苯并 a 蒽 苯并 e 苊 苯并 j 荧蒽 茚并 1 2 3 cd 芘等PAH的存在形态 环少的易于以气态形式存在环多的存在于固相颗粒中PAH的危害 与大气中亲电子体发生反应 形成二次污染物 有直接致癌和致突变作用 五 大气颗粒物中的PM2 5 1 大气颗粒物的研究重点TSPPM10 Dp 10um PM2 5 Dp 2 5um 2 PM2 5来源土壤扬尘 矿山飞灰 海洋气溶胶 公路灰尘 车辆尾气等排放源 3 影响大气中PM2 5含量的因素 p143 4 PM2 5含量的危害PM2 5是人类活动释放污染物的主要载体 携带大量重金属和污染物 对健康有重要影响 第五节大气环境化学研究方法 1 现场实测 在所研究地区采用实地布点 采样或直接测量的方法取得所需污染物的直接数据 可以达到 1 了解大气污染物浓度的时空分布和变化规律 2 同步测定反应物和产物 从中找出化学转化的相互关系 布点的方式 地面 水上 空中 2 实验室研究 2 基础研究包括大气中各种基元反应 光解反应和自由基反应的实验室研究 反应动力学常数的测定 气态物质溶解度的测定 气溶胶粒子的动态学数据测定等 3 实验模拟目的 排除复杂的气象 地形等因素的影响 单纯模拟大气中的化学过程 以便由复杂的现象中提炼出化学反应的本质 1 大气中微量物质分析方法和技术的研究包括常规分析方法灵敏度 准确度的提高 新测试方法的研究以及大气