大学大气环境课件

1,第一篇大气环境化学,2,当今人类面临的环境问题大气污染主要污染物有悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、铅等。全球有11亿人口生活在空气污染城市中。,2004年6月14，北京能见度不到1000米,奥运之后的北京,2010-10-20水立方上空,3,当今人类面临的环境问题臭氧层破坏1998年月报道，南极上空臭氧空洞的面积2720104km2，近南极大陆面积的11倍。,臭氧层耗散导致：皮肤癌；白内障,4,当今人类面临的环境问题酸雨侵袭,世界各国皆有不同程度的酸雨侵袭；我国酸雨覆盖率以国土面积计已近40%，并有半数以上城市受酸雨之害。SO2+hvSO2SO3+H2OH2SO4,4,5,当今人类面临的环境问题全球变暖,北极海冰区域大约每10年收缩9%海平面上世纪平均上升了10到20厘米,6,2009年9月7日在马尔代夫上空拍摄到的一个旅游岛。,7,伊姆加冰川,从上图可以看到，二十世纪五十年代，伊姆加冰川(Imja)上覆盖着厚厚的一层冰，远远看去，一片银装素裹的景象。50年后，由冰川融水汇聚而成的小池塘不断出现并扩大。到二十世纪七十年代中期，形成了伊姆扎湖。这座冰川上较薄的覆盖物可能加速了表面冰层的融化，因为太阳产生的热量通过这里更易被传递到冰层深处。,从下图可以看出，到2007年，伊姆加湖已经扩大到大约1公里长，平均深度达42米，蓄水量超过3500万立方米。伊姆加冰川以每年74米的速度消失，被认为是喜马拉雅山脉消失速度最快的冰川。,8,珠穆朗玛峰地区山脉和冰川的研究,9,尼泊尔的坤布,10,冰湖中心小岛,11,第一节大气的组成及其主要污染物,一、大气的主要成分二、大气层的结构三、大气中的主要污染物,12,一、大气的主要成分,大气的主要成分（体积百分比）包括：几种惰性气体：He(5.2410-4)、Ne(1.8110-3)、Ke(1.1410-4)和Xe(8.710-6)的含量相对比较高。水的含量是一个可变化的数值。一般在13%。痕量组分，如H2(510-5)、CH4(210-4)、CO(110-5)、SO2(210-7)、NH3(610-7)、N2O(2.510-5)、NO2(210-6)、O3(410-6)等。,1、大气环境概述,13,对流层顶,对流层,平流层顶,平流层,中间层,中间层顶,热层(电离层),N2、O2、ArCO2、H2O,N2、O2、O3,N2、O2+、O+、NO+、O2、e-,N2、O2、O2+、NO+,二.大气圈的结构与组成,14,大气的压力总是随着海拔高度的增加而减小。大气的压力随海拔高度的变化可用下面的公式描述：Ph:高度为h时的大气压力。P0：地面大气压力。M：空气的平均摩尔质量（28.97g/mol）g：重力加速度：(981cm/s2)。h：海拔高度：(cm)。R：气体常数：(8.314J/molK)。T：海平面绝对温度：K。上述方程两边取对数：取地面大气压力P0=1,15,三、大气中的主要污染物,一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如CO、SO2、NO等。二次污染物是指由一次污染物经化学反应形成的污染物质，如臭氧（O3）、硫酸盐颗粒物等。大气污染物按照化学组成还可以分为：含硫化合物；含氮化合物；含碳化合物；含卤素化合物,16,COS、CS2、(CH3)2S、H2S、SO2、SO3、H2SO4、MSO3和MSO4等。(1)二氧化硫I.SO2的危害（p21）II.来源与消除来源：有60来自煤的燃烧，30来自石油燃烧和炼制过程；消除：有50%会转化形成硫酸或硫酸根，另外50%可以通过干湿沉降从大气中被消除。III.SO2的浓度特征：本底浓度一般在0.210L/m3之间，停留时间0时，为正常状态；当=0时，为等温气层；当a不稳定的大气：如果层结大气使气块趋于继续离开原来位置，则称层结是不稳定的，dClBr伯仲CH3-ClCH3-BrCH3-I高能量短波照射时，可能会发生两个键断裂，应断两个最弱的键。CF2Cl2:CF2Cl即使最短波长的光，三键也难以断裂。CFCl3+hvCFCl2+ClCFCl3+hvCFCl+2ClCF2Cl2+hvCF2Cl+ClCFCl2+hvCF2+Cl,CFCl3光解会有三种产物,80,自由基在其电子壳层的外层有一个不成对的电子，因而有很高的活性，具有强氧化作用。大气中存在的重要自由基有HO、HO2、R（烷基）、RO（烷氧基）和RO2（过氧烷基）等。其中以HO和HO2更为重要。1、HO和HO2浓度分布2、HO和HO2来源3、R、RO、RO2来源,三、大气中自由基来源,81,HO和HO2来源,A、HO来源清洁大气：O3的光解是清洁大气中HO的重要来源O3+hO+O2O+H2O2HO污染大气，如存在HNO2，H2O2HNO2+hHO+NOH2O2+h2HOHNO2的光离解是大气中HO的重要来源,82,H2CO+hH+HCOH+O2+MHO2+MHCO+O2HO2+CO只要有H和HCO存在，均可与O2反应生成HO2亚硝酸酯和H2O2光解也可导致生成HO2CH3ONO+hvCH3O+NOCH3O+O2HO2+H2COH2O2+hv2HOHO+H2O2H2O+HO2若有CO存在，则：HO+COCO2+HH+O2HO2,B、HO2来源主要来自醛类的光解，尤其是甲醛的光解,83,3、R、RO、RO2来源,A、R来源：大气中存在最多的烷基是甲基，它的主要来源乙醛和丙酮的光解。CH3CHO+hvCH3+HCOCH3COCH3+hvCH3+CH3COO和HO与烃类发生H摘除反应，也可生成烷基自由基。RH+OR+HORH+OHR+H2OB、RO来源：甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯光解。CH3ONO+hCH3O+NOCH3ONO2+hCH3O+NO2C、RO2来源：烷基与O2结合。R+O2RO2,84,四、氮氧化物的转化,主要人为来源：矿物燃料的燃烧。燃烧主要物质：一氧化氮。氮氧化合物与其他污染物共存时，在阳光照射下可发生光化学烟雾。1、NOx和空气混合体系中的光化学反应,85,2、氮氧化物的气相转化,（1）NO的氧化与O3反应：NO+O3NO2+O2与RO2反应：RH+HOR+H2OR+O2RO2NO+RO2RO+NO2其中RO+O2RCHO+HO2HO2+NONO2+HO这类反应速率快，与O3氧化反应竞争，造成O3积累。HO和RO与NO生成亚硝酸或亚硝酸酯：HO+NOHNO2RO+NORONO,易发生光解,86,(2)NO2的转化,NO2与HO反应NO2+HOHNO3该反应是大气中气态HNO3主要来源。NO2与O3反应：NO2+O3NO3+O2这是大气中NO3的主要来源进一步反应：NO2+NO3N2O5,87,（3）过氧乙酰硝酸酯(PAN),是由乙酰基与空气中的氧气结合形成过氧乙酰基，然后再与NO2化合生成化合物。CH3CO+O2CH3C(O)OOCH3C(O)OO+NO2CH3C(O)OONO2反应的主要引发者乙酰基是由乙醛光解而产生的：CH3CHO+hCH3CO+H而大气中的乙醛主要来源于乙烷的氧化：C2H6+HOC2H5+H2OC2H5+O2C2H5O2C2H5O2+NOC2H5O+NO2C2H5O+O2CH3CHO+HO2PAN具有热不稳定性，遇热会分解而回到过氧乙酰基和NO2。因而PAN的分解和形成之间存在着平衡，其平衡常数随温度而变化。,88,五、碳氢化合物的转化,1、烷烃的氧化*与HO、O发生H摘除反应RH+OHR+H2ORH+OR+HOR+O2RO2RO2+NORO+NO2NO浓度较低时，自由基之间发生反应：RO2+HO2ROOH+O2;ROOH+hvRO+HO*O3一般不与烷烃发生反应与NO3的反应RH+NO3R+HNO3城市HNO3的主要来源,88,89,2、烯烃的反应,与OH主要发生加成、脱氢或形成二元自由基。,与O3的反应,90,烯烃与NO3的反应,91,烯烃与O的反应,92,3环烃的氧化,93,单环芳香烃的反应,主要是与HO发生加成反应和氢原子摘除反应,94,生成的自由基可与NO2反应，生成硝基甲苯,加成反应生成的自由基也可与O2作用，经氢原子摘除反应生成HO2和甲酚,95,生成过氧自由基,96,将NO氧化成NO2,将NO氧化成NO2,97,90%的反应是加成反应，10%为摘除反应H,98,5多环芳烃,蒽的氧化可转变为相应的醌,99,6醇、醚、酮、醛的反应,主要发生氢摘除反应：RHHORH2O生成的自由基在有O2存在下生成过氧自由基：R+O2RO2RO2+NONO2+RO,100,上述各含氧有机化合物在污染空气中以醛为最重要。醛类，尤其是甲醛，既是一次污染物，又可由大气中的烃氧化而产生。几乎所有大气污染化学反应都有甲醛参与。大气中的主要反应有:H2CO+HOHCO+H2OHCO+O2CO+HO2甲醛能与HO2迅速反应H2CO+HO2(HO)H2COO所生成的(HO)H2COO是一个过氧自由基，它比较稳定，可氧化大气中的NO，然后与O2反应生成甲酸。(HO)H2COO+NO(HO)H2CO+NO2(HO)H2CO+O2HCOOH+HO2生成的甲酸会对酸雨有贡献,101,事件,1943年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件：蓝色烟雾，氧化性强、能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并使大气能见度降低。此后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。到1958年才发现,这一事件由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的。,六光化学烟雾,102,1971年,日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件日本环保部门经对东京几个主要污染源排放的主要污染物进行调查后发现,汽车排放的CO、NOx、HC三种污染物约占总排放量的80%,103,光化学烟雾：汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物NOx等一次污染物在阳光中紫外线照射下发生光化学反应生成一些氧化性很强的O3、醛类、HNO3等二次污染物。人们把参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物其中有气体和颗粒物所形成的烟雾，称为光化学烟雾。,104,光化学烟雾的化学特征,(1)光化学烟雾的特征是烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，剌激人的眼睛，伤害植物叶子，并使大气能见度降低；(2)光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气湿度较低，而且有强的阳光照射。(3)光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程。,105,形成条件,（1）大气中有氮氧化物和碳氢化合物（2）气温较高（3）强阳光照射产物：O3PAN(过氧乙酰脂)高活性自由基（HO2、RO2、RCO）醛、酮、有机酸,106,日变化曲线,（1）白天生成，傍晚消失，污染高峰在中午或稍后（2）NO和烃最大值发生在早晨交通繁忙时，NO2浓度很低（3）随太阳辐射增强，NO2、O3浓度迅速增大，中午达较高浓度，它的峰值通常比NO峰值晚出现45小时。,107,光化学烟雾的形成机理,NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应，并生成O3：NO2+hvNO+OO+O2+MO3O3+NONO2+O2,(2)碳氢化合物被OH、O和O3氧化，产生醛、酮、醇、酸等产物以及中间产物RO2、HO2、RCO等重要的自由基：RH+ORO2RH+O3RO2+ORH+OHRO2+H2O,引发,传递,108,(3)过氧自由基引起NO向NO2转化，并导致O3和PAN等氧化剂的生成(自由基传递形成稳定的最终产物，使自由基消除而终止反应),RO2+NONO2+ROHO+NOHNO2HO+NO2HNO3RC(O)O2+NO2RC(O)O2NO2,终止,109,光化学烟雾形成机制的定性描述,通过链式反应形成,以NO2光解生成原子氧作为主要链引发剂,碳氢化合物的参与导致NONO2，其中R和RO2起主要作用,NONO2，不需O3参与也能发生，导致O3积累,O3积累过程导致许多羟基自由基的产生,NO和烃类化合物耗尽,110,光化学烟雾-控制,控制碳氢化合物、氮氧化物及CO的排放；另一方案是在大气中散发控制自由基形成的阻化剂，以清除自由基，使链式反应终止。,110,A、RH的控制B、O3的控制氮氧化物和碳氢化物初始浓度的大小会影响O3的生成量和生成速度。,111,七、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染,1、SO2的转化A、SO2的光化学氧化：直接光解SO2+hv1SO2(单重态)=290-340nmSO2+hv3SO2(三重态)=340-400nm能量较高的单重态可以跃迁到三重态或基态：1SO2+M3SO2+M1SO2+MSO2+M在大气中激发态的SO2以三重态的形式存在。大气中：3SO2+O2SO4SO3+O或：SO4+SO22SO32H2SO4（形成硫酸烟雾、酸雨、硫酸盐气溶胶）,112,B、SO2的光化学氧化：与自由基反应,SO2与HO反应：是SO2在大气中转化的重要反应HO+SO2HOSO2(决定反应)HOSO2+O2HO2+SO3SO3+H2OH2SO4HO2+NOHO+NO2(OH的再生)SO2与其他自由基的反应：SO2与二元自由基反应，都生成SO3CH3CHO2+SO2CH3CHO+SO3HO2+SO2HO+SO3RO2+SO2RO+SO3CH3C(O)O2+SO2CH3C(O)O+SO3,112,113,C.SO2的液相转化,在微水滴内的溶解性：SO2H2OHSO3SO32-在高pH范围，以SO32-为主；中间pH范围以HSO3-为主；低pH时以SO2H2O为主。O3对SO2的氧化：SO2H2O+O32H+SO42-+O2HSO3-+O3HSO4-SO32-+O3SO42-+O2当O30.05ml/m3，pH5.5时，O3对SO2的氧化作用大于O2的作用。,113,114,H2O2对SO2的氧化H2O2+SO3SO2OOH-+H2OSO2OOH-+H+H2SO4金属离子（催化氧化）Mn2+SO2MnSO22+MnSO22+O22MnSO32+MnSO32+H2OMn2+H2SO4,114,115,2.硫酸烟雾型污染,硫酸烟雾也称为伦敦烟雾，主要是由于燃煤而排放的SO2、颗粒物及由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：(1)冬季，气温较低；(2)湿度较高；(3)日光较弱。硫酸烟雾型污染物从化学上看是属于还原性混合物，故称此烟雾为还原烟雾（伦敦型）。而光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，因此也称为氧化烟雾（洛杉矶型）。前者主要由燃煤引起，后者主要由汽车排气引起。,115,116,伦敦型烟雾和洛杉矶烟雾的比较,117,4全球性大气污染一、酸雨的研究概况,酸沉降:是指大气中的酸性物质通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等迁移到地表(湿沉降)，或酸性物质在气流的作用下直接迁移，到地表(干沉降)的过程。酸雨：pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水称为酸雨。最早引起注意的是酸性降雨，所以习惯上统称为酸雨。,118,3、降水的pH,如果把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：CO2(g)+H2OCO2H2OCO2H2OH+HCO3-HCO3-H+CO32-根据电中性原理：H+=OH-+HCO3-+2CO32-，将用KH、K1、K2、H+表达的式子代入，得：H+3(Kw+KHK1pco2)H+-2KHK1K2pco2=0在一定温度下，Kw、KH、K1、K2、pco2都有固定值，将这些已知数值带入上式，计算结果是pH=5.6,119,4、降水的化学组成,(1)大气固定气体成分：(2)无机物：土壤矿物离子；海洋盐类离子；大气转化产物；人为排放。(3)有机物：(4)光化学反应产物：(5)不溶物：,119,120,5、酸雨的化学组成,A、SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物，其形成过程为：SO2+OSO3SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO3H2SO3+OH2SO4NO+ONO22NO2+H2OHNO3+HNO2,Mn、V、Cu等是酸性气体氧化的催化剂；大气光化学产物O3、HO2是使SO2氧化的氧化剂。碱性物质可以起到缓冲作用。,121,我国2002年酸雨区域分布,121,我国2002年酸雨区域分布图,我国2001和2002年不同降水酸度城市百分比,122,B、影响酸雨形成的因素:,酸性污染物的排放及其转化条件：高温、高湿、大量SO2排放,大气中的氨：氨是大气中为宜的常见气态碱，由于易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用,颗粒物酸度及其缓冲能力：一方面，颗粒物所含金属可催化SO2氧化成H2SO4；另一方面，对酸起中和作用,天气形势的影响：利于污染物扩散的气象条件下不易形成酸雨,123,6.酸雨的形成机制,核心物质：SO2、NOx,排入大气中的SO2、NOx被氧化后，在云层内与雨滴作用而形成酸雨,直接吸收形成酸雨,水蒸气冷凝在含有硫酸盐或硝酸盐的气溶胶的凝结核上，气溶胶离子与水滴在形成过程中互相碰撞合并，形成酸雨,成雨和冲刷,124,125,7、酸雨的危害,对土壤生态的危害。对水生生态的危害。对植物的危害。对材料和古迹的影响。对人体健康的影响。,125,126,九、温室气体和温室效应,温室气体：能够引起温室现象的气体称之为温室气体，如CO2、CH4、O3、CO、CH3CHCl2,温室效应：大气中的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。,127,十、平流层臭氧化学,臭氧层存在于的平流层中，主要分布在距地面20-50km范围内，浓度峰值在20-25km处由于臭氧层能够吸收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。1、清洁大气中：O3的形成,2、O3的消失,两种反应动态平衡，维持臭氧层一定厚度。当大气被污后，导致O3的消除，影响O3的厚度。,128,（1）NOx对O3的破坏,(i)NO的来源：(a)N2O氧化N2O+O2NO（2）NO+O3NO2+O2(b)飞机排出NO(c)宇宙射线分解N22NO2+NNO+OO3+NNO+O2(ii)NOx破坏O3的反应NO+O3NO2+O2NO2+ONO+O2总反应：O3+O2O2发生在平流层中上部，如果是在较低的平流层，由于O的浓度低，形成的NO2更容易发生光解，然后与O作用，进一步形成O3：NO2NO+OO+O2+MO3因此，在平流层底部NO并不会促使O3减少。,129,(iii)NO的消除,由于NO和NO2都易溶于水，当它们被下沉的气流带到对流层时，就可以随着对流层的降水被消除，这是NOx在平流层大气中的主要消除方式。在平流层层顶紫外线的作用下，NO可以发生光解：NOhN+O光解产生的N可以进一步与NOx发生反应：N+NON2+ON+NO2N2O+O这种消除方式所起的作用较小。,130,(2)HOx破坏O3的反应,(i)HOx来源O3+hO2+OCH4+OOH+CH3H2O+O2OHH2+OOH+H(ii)HOx催化清除O3的反应H+O3OH+O2OH+OH+O2总反应：O3+O2O2OH+O3HO2+O2HO2+OOH+O2总反应：O3+O2O2在较低的平流层，由于O的浓度较小，O3可通过如下反应被消除：OH+O3HO2+O2HO2+O3OH+2O2总反应：2O33O2无论哪种途径，与氧原子的反应是决定整个消除速率的步骤。,131,（）平流层中HOx的消除,（a）自由基复合反应自由基之间的复合反应是HOx消除的一个重要途径：HO2+HO2H2O2+O2OH+OHH2O2OH+HO2H2O+O2（b）与NOx的反应HOx与NOx的反应也是HOx消除的一个途径：OH+NO2+MHONO2+MOH+HNO3H2O+NO3总反应：OH+NO2H2O+NO3形成的硝酸会有部分进入对流层然后随降水而被清除。,132,(c)ClOx破坏O3的反应,甲基氯的光解甲基氯是由天然的海洋生物产生的，在对流层大气中可被HO分解生成可溶性的氯化物，然后被降水清除。但也有少量的甲基氯会进入平流层，在平流层紫外线的作用下光解形成Cl：CH3ClCH3+Cl。这种途径产生的Cl数量很少,133,II.氟氯甲烷的光解氟氯烃类化合物在对流层中很稳定，停留时间较长，因而可以扩散进入平流层后，在平流层紫外线的作用下发生光解：CFCl3CFCl2+ClCF2Cl2CF2Cl+Cl每个氟氯烃类化合物通过光解最终将把分子内全部的Cl都释放出来。III.氟氯甲烷与O的反应O+CFnCl4-nClO+CFnCl3-n同样，每个氟氯烃类化合物最终可以把分子内全部的Cl都转化形成ClO。,134,ClOx清除O3的催化循环反应ClOx破坏O3层的过程可通过如下循环反应进行：Cl+O3ClO+O2C1O+OCl+O2总反应：O3+O2O2与氧原子的反应是决定整个消除速率的步骤。ClOx的消除：平流层中的ClOx可以形成HCl：Cl+CH4HCl+CH3Cl+HO2HCl+O2HCl是平流层中含氯化合物的主要存在形式。部分HCl可以通过扩散进入对流层，然后随降水而被清除。在30km以上的大气中，ClONO2的含量也很显著。,135,平流层中NOx、HOx与ClOx的重要反应在平流层中可以相互反应，也可以与平流层中的其他组分发生反应，所形成的产物相当于将这些活性基团暂时储存起来，在一定条件下再重新释放。形成HONO2OH+NO2HONO2HONO2+hOH+NO2HONO2+OHH2O+NO3形成HO2NO2HO2+NO2+MHO2NO2+MHO2NO2+hOH+NO3HO2NO2+OHH2O+O2+NO2形成ClONO2ClO+NO2+MClONO2+MClONO2+hCl+NO3,136,形成N2O5NO2+O3NO3+O2NO3+NO2+MN2O5+MN2O5+h2NO2+O形成HOClClO+HO2ClOH+O2HOCl+hCl+OHHOCl+OHOHH2O+ClO形成H2O2HO2+HO2H2O2+O2H2O2+h2OHH2O2+HOH2O+HO2形成HClCl+CH4HCl+CH3Cl+HO2HCl+O2上述活性基团和一些原子(O)或分子化合物如O、HO、HO2、NO、NO2、Cl、ClO、ClONO2、N2O5和HO2NO2都已在平流层观测到，这进一步证实了人们所提出的臭氧层的破坏机理。,137,十、平流层臭氧化学,具有温室效应作用的“氧”与平流层的“臭氧”空洞一样吗？1.对流层与平流层臭氧地球上90的臭氧分布在距地面25km的平流层，另外约10存在于对流层。对流层臭氧是一种温室气体，它的浓度随纬度、经度、高度和季节变化而变化。对流层臭氧浓度北半球比南半球高。平流层中的臭氧吸收了太阳发射到地球的大量对人类、动物和植物有害的紫外线，为地球提供了一个防止紫外线辐射的屏障。,137,138,通过观测发现，平流层中的臭氧含量减少，而对流层中的臭氧含量增加。由于有90的臭氧在平流层，所以总量在下降。对流层臭氧形成人为来源：NO2的光解反应是它在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的人为来源。南极上空平流层臭氧（臭氧层）浓度减少，形成了臭氧空洞,138,139,第四节大气颗粒物,一、大气颗粒物的来源与消除二、颗粒物的粒度和表面性质三、大气颗粒物的化学组成四、大气颗粒物的来源识别五、大气颗粒物中的PM2.5,140,1大气颗粒物来源天然来源：如地面扬尘，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。人为来源：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SOSO在一定条件下转化为硫酸盐粒子等。一次颗粒物：直接由污染源排放出的颗粒物二次颗粒物：在大气中发生反应而产生的颗粒物,141,2大气颗粒物的消除,(1)干沉降：干沉降是指颗粒物在重力作用下沉降，或与其他物体碰撞后发生的沉降。这种沉降存在着两种机制。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。另一沉降机制是粒径小于0.1m的颗粒，即爱根粒子，它们靠布朗运动扩散，相互碰撞而凝聚成较大颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而去除。,142,（2）湿沉降(i)雨除指一些颗粒物作为形成云的凝结核，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，形成降雨，颗粒物从而被去除。对半径小于1m的颗粒物有效；(ii)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或扩散、吸附过程，从而使颗粒物去除，对于半径在4m以上的颗粒物效率较高。半径在2mm左右的很难通过以上两种方式除去。,143,二、颗粒物的粒度和表面性质,1大气颗粒物的粒径粒度：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。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),144,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。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。,145,3大气颗粒物的表面性质,成核作用：指饱和蒸汽在颗粒物表面形成液滴的现象粘合：指颗粒彼此粘合或在固体表面粘合吸着：指气体或蒸汽吸附在颗粒物表面,146,三、大气颗粒物的化学组成,无机颗粒物的成分是由颗粒物形成过程决定的。天然来源的无机颗粒物，如扬尘的成分主要是该地区的土壤粒子。火山爆发所喷出的火山灰，除主要由硅和氧组成的岩石粉末外，还含有一些如锌、锑、硒、锰和铁等金属元素的化合物。海洋溅沫所释放出来的颗粒物，其成分主要有氯化钠粒子、硫酸盐粒子，还含一些镁化合物。人为源释放出来的无机颗粒物，如动力发电厂由于燃煤及石油而排放出来的颗粒物，其成分除大量烟尘外，还含铍、镍、钒等的化合物。市政焚烧炉会排放出砷、铍、镉、铬、铜、铁、汞、镁、锰、镍、铅、锑、钛、钒和锌等化合物。汽车尾气中则含有大量的铅。一般来讲，粗粒子主要是土壤及污染源排放出来的尘粒，大多是一次颗粒物。这种粗粒子主要是由硅、铁、铝、钠、钙、镁、钛等30余种元素组成。细粒子主要是硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量金属和炭黑等。,147,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