第2章大气环境化学1课件.ppt

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。 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。 ⑵ 城郊风 市区 郊区 郊区 A A B B 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。 ⑶山谷风 山区地形复杂，局地环流也很复杂。最常见的局地环流是山谷风。它是山坡和谷地受热不均而产生的一种局地环流。 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。 石油大学（华东）环境科学与工程 * * 珠峰的旗云 石油大学（华东）环境科学与工程 * * 伊朗撒巴兰火山上空出现的夜光云 夜光云（Noctilucent cloud）是一种形成于中间层的云，距地面的高度一般在80km左右。这种罕见的云只有在高纬度地区（50-65）的夏季才能看见。目前最主流的理论认为它主要是由极细的冰晶构成。 石油大学（华东）环境科学与工程 * * 极光（Polar light，aurora）是由于太阳带电粒子（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极称为南极光，在北极称为北极光。 §1.3 大气中的主要污染物 硫的氧化物主要是二氧化硫和三氧化硫，其中大部分来自含硫化石燃料的燃烧。有色金属冶炼厂和硫酸厂等也要排放相当数量硫的氧化物。 二氧化碳主要是燃料燃烧的产物。在19世纪，大气中的二氧化碳浓度约为290ppm，到2008年为394ppm，还有上升的趋势。汽车行驶频繁地区容易产生高浓度的一氧化碳，但是它不会在空气中积累，一氧化碳经过各种化学和光化学反应，能转化为二氧化碳，但这个反应很缓慢。 氮氧化物是NO、N2O、NO2、N2O3、N2O5等的总称。其中对大气造成污染的主要是一氧化氮和二氧化氮，它们大部分来自燃料燃烧（包括汽车废气排放）。 氟氯烃中用作致冷剂或烟雾剂的氟里昂-11（CFCl3）和氟里昂-12（CF2Cl2）性质相当稳定，不溶于水，不参与任何生物反应。这些气体从低层大气逸入平流层，通过光化学反应，破坏臭氧层。 此外，空气中的污染物还有核爆炸产生的放射性物质等。 第二节 大气中污染物的迁移 污染物在大气中的迁移是指由污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程。 迁移过程可使污染物浓度降低。 大气圈中空气的运动主要是由于温度差异引起的。 本节要点 辐射逆温层 气块的绝热过程和干绝热递减率 大气稳定度 影响大气污染物迁移的因素 ★§1.1 辐射逆温层(Radiation Inversion Layer) 在对流层中，气温一般是随高度增加而降低。但在一定条件下会出现反常现象。 这可由Г的变化情况来判断。当Г＝0时，称为等温气层；当Г0时，称为逆温气层。 例如：在山区，山峰上方，日光照射，上面的空气温度高，下面的山谷温度低，就形成逆温层。 ? 逆温层的形成原因主要有以下几种：一是地面辐射冷却；二是空气平流冷却；三是空气下沉增温；四是空气的乱流混合；五是锋面上形成的逆温。 按形成的原因不同，将逆温层可分为辐射逆温层，平流逆温层，下沉逆温层，锋面逆温层和乱流逆温层。 夜晚，地面向大气辐射白天吸收的热量而逐渐冷却，近地面的气温随之降低。离地愈近，气温冷却愈快，离地愈远的空气受地面影响愈弱，降温愈慢，形成自地面开始的辐射逆温。辐射逆温随着地面的冷却逐渐向上扩展，到日出前逆温充分发展。 日出后，地面吸收太阳的辐射逐渐升温，逆温层又逐渐自下而上消失。到上午九点钟左右，逆温全部消失。 出现逆温时，好像一个盖子阻碍它下面的污染物质扩散，对大气污染扩散影响极大，因此许多大气污染事件都发生在具有逆温层与静风的气象条件下。 当一团干空气或未饱和的湿空气与外界没有任何热量交换,做升降运动，且气块内没有任何水相变化时的温度变化过程叫干绝热过程。 §1.2 气块的绝热过程和干绝热递减率 T1、T2：分别为绝热过程起始和终结的温度； P1、P2：分别为绝热过程起始和终结的压力； A：功热当量； Rd：干热过程的状态常数； Cpd：干空气的定压比热； 0.286称为泊松