大气环境化学探讨.ppt

由于不同地形地面之间的物理性质存在着很大差异，从而引起热状况在水平方向上分布不均匀。这种热力差异在弱的天气系统条件下就有可能产生局地环流。 (1)海陆风 海陆风对空气污染的影响： 一种是循环作用。如果污染源处在局地环流之中，污染物就可能循环积累达到较高的浓度。直接排入上层反向气流的污染物，有一部分也会随环流重新带回地面，提高了下层上风向的浓度。 另一种是往返作用。在海陆风转换期间，原来随陆风输向海洋的污染物又会被发展起来的海风带回陆地。 海风发展侵入陆地时，下层海风的温度低，陆地上层气流的温度高，在冷暖空气的交界面上，形成一层倾斜的逆温顶盖，阻碍了烟气向上扩散，造成封闭型和漫烟型污染。 (2)城郊风：在城市中，工厂企业和居民要燃烧大量的燃料，燃烧过程中会有大量热能排放到大气中，于是便造成了市区的温度比郊区高．这个现象称为城市热岛效应。这样，城市热岛上暖而轻的空气上升，四周郊区的冷空气向城市流动，于是形成城郊环流。在这种环流作用下，城市本身排放的烟尘等污染物聚积在城市上空，形成烟幕，导致市区大气污染加剧。 (3)山谷风：是山坡和谷地受热不均而产生的一种局地环流。白天受热的山坡把热量传递给其上面的空气，这部分空气比同高度的谷中空气温度高，比重轻，于是就产生上升气流。同时谷底中的冷空气沿坡爬升补充，形成由谷底流向山坡的气流称为谷风。夜间山坡上的空气温度下降较谷底快，其比重也比谷底大。在重力作用下，山坡上的冷空气沿坡下滑形成山风。山谷风转换时往往造成严重空气污染。 山区辐射逆温因地形作用而增强。夜间冷空气沿坡下滑，在谷底聚积，逆温发展的速度比平原快，逆温层更厚，强度更大。并且因地形阻挡，河谷和凹地的风速很小，更有利于逆温的形成。因此山区全年逆温天数多，逆温层较厚，逆温强度大，持续时间也较长。 第二章 大气环境化学 第一节 大气中污染物的迁移 第二节 大气中污染物的转化 第三节 大气污染数学模式 1.引起关注的大气污染事件 12世纪，城市空气与乡村空气有差别 13世纪，煤代替木材作为燃料，伦敦出现空气污染 1930年，比利时马斯河谷事件 1943年，洛杉矶光化学烟雾事件 1948年，美国多诺拉镇烟雾事件 1952年，伦敦烟雾事件 1955年，日本四日事件 前 言 2. 大气环境化学的研究内容 大气中对环境有影响的重要组分的来源、在大气中的存在形式、迁移转化过程中的化学转化、归宿以及对大气质量的影响等。 3.大气环境化学的研究对象 气态污染物 气态污染物 颗粒物 大气降水 公认的污染物，SO2、CO、NOx、O3等 对全球气候有影响的微量气体，CO2等 不稳定组分，自由基等 大气本身是氧化性的介质，发生在大气中的化学过程往往倾向于由低氧化态不断走向高氧化态。 4. 大气化学研究的特点 大气中的热化学过程往往与光化学过程结合，光化学反应在大气环境中占有重要地位。 大气处在物理、化学的非平衡状态,发生的化学过程主要考虑的不是化学平衡,而是反应速度问题。 大气中发生多种反应，各物种之间并非孤立的，往往通过大气自由基相互间密切联系 大气中的化学过程是在一定气象条件下进行的，现场实验中研究中，必须考虑气象条件。 一、大气的主要成分 主要组分：N2(78.08%)、O2(20.95%)、 Ar(0.934%)、CO2(0.0314%) 稀有气体：He(2.54×10-4)、Ne(1.81×10-3)、 Kr(1.14×10-4)、Xe(8.7×10-6) 水 ：1~3% 痕量组分：H2、CH4、CO、SO2、NH3、N2O、NO2、O3 第一节 大气的组成及其主要污染物 二、大气结构 1.按气温垂直分布分层 按照大气在垂直方向上的温度、化学组成及其他性质的变化，大气圈可以分为若干层次： 对流层 平流层 中间层 热层 逃逸层 热 分 层 2.按大气化学成分垂直分布分层 均匀层：90km以下的大气层，大气中的主要成份的组成比例几乎是不变的。除去水蒸气和杂质外，“干洁大气”组成成分为氮(78.084)、氧(20.946)、氩(0.934)、二氧化碳(0.02~0.04)、 臭氧(0~0.5×10-5)、氖、氦、氢、氙 非均匀层： 90km以上的大气层，氧分子和氮分子大量解离，大气平均分子量随高度的增加而降低。 3.按大气电离状态的垂直分布分层 电离层 非电离层 60~500km