中山大学 环境化学 第2篇 大气环境化学.pptVIP

*3.3酸沉降化学在雨滴下落过程中，雨滴冲刷着所经过空气中的气体和气溶胶，雨滴内部也会发生化学反应，这个过程叫做污染物的云下清除或冲刷。酸雨的形成过程包括雨除和冲刷。*3.3酸沉降化学（1）云内清除过程（雨除）大气中硫酸盐和硝酸盐等气溶胶可作为活性凝结核参与成云过程，此外，水蒸气过饱和时也能产生成核作用。水蒸气凝结在云滴上和云滴间的碰并，使云滴不断生长，与此同时，各种污染气体溶于云滴中并发生各种化学反应；当云滴成熟后即变成雨从云基下落。大气污染物的云内清除(雨除)过程包括气溶胶粒子的雨除和微量气体的雨除。*3.3酸沉降化学气溶胶粒子的雨除气溶胶粒子进入云滴可通过以下三种机制：(1)气溶胶粒子作为水蒸气的活性凝结核进入云滴；(2)气溶胶粒子和云滴的碰并，气溶胶粒子通过布朗运动和湍流运动与云滴碰并；(3)气溶胶粒子受力运动，并沿着蒸汽压梯度方向移动而进入云滴。*3.3酸沉降化学微量气体的雨除微量气体的雨除取决于气体分子的传质过程和在溶液中的反应性，同时还与云的类型和云滴有关。液相氧化反应的速率取决于氧化剂的类型和浓度，而污染气体在云滴中的溶解度取决于气相浓度和云滴的pH值。*3.3酸沉降化学（2）云下清除过程(冲刷)雨滴离开云基，在其下落过程中有可能继续吸收和捕获大气中的污染气体和气溶胶，这就是污染物的云下清除或降水的冲刷作用。（a）微量气体的云下清除云下清除过程与气体分子同液相的交换速率、气体在水中的溶解度和液相氧化速率以及雨滴在大气中的停留时间等因素有关。*3.3酸沉降化学（b）气溶胶的云下清除雨滴在下落过程捕获气溶胶粒子，气溶胶被捕获后，其中的可溶部分如SO42—、NO3—、NH4+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe3+、H+及OH—等会释放出来，从而影响雨滴的化学组成和酸度。云内清除和云下清除过程受大气污染程度和环境参数的影响。云内清除和云下清除对酸雨形成的相对重要性在不同地理区域、不同源排放和不同气象条件等情况是不同的。*3.3酸沉降化学酸雨的形成必须具备以下几个条件：(1)污染源；(2)有利的气候条件，以便把污染物移送到远的地方，使其发生反应和变化；(3)大气中的碱性物质浓度较低，对酸性降水的缓冲能力很弱；(4)容易受到酸雨影响或损害的接受体。*3.3酸沉降化学4、酸雨的化学组成阳离子——H+、Ca2+、NH4+、Na+、K+、Mg2+阴离子——SO4、、NO3—、Cl—、HCO3—5、酸雨中的关键性离子组分Cl—和Na+主要是来自海洋，浓度相近，对降水酸度不产生影响。在阴离子总量中SO42—占绝对优势，在阳离子总量中，H+、Ca2+、NH4+占80%以上。酸雨区与非酸雨区的数据，阴离子SO42—+NO3—度相差不大，而阳离子Ca2+、NH4+、K+浓度相差却较大。*3.3酸沉降化学6、影响酸雨形成的因素（1）大气中的氨氨是大气中唯一的常见气态碱。由于它的水溶性，能与酸性气溶胶或雨水中的酸反应，中和作用而降低酸度。在大气中，氨与硫酸气溶胶形成中性的硫酸铵，SO2也可由于与NH3的反应而减少，避免了进一步转化成酸。大气中氨的来源主要是有机物分解和农田施用的氮肥的挥发。*3.3酸沉降化学（2）颗粒物酸度及其缓冲能力颗粒物的来源:燃煤和风沙扬尘。颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用:一是所含的催化金属促使SO2氧化成酸,二是对酸起中和作用。我国大气污染一般存在两个特点:一是SO2污染主要来自低架源；二是颗粒物污染普遍较为严重而且约一半左右为风沙扬尘。*3.3酸沉降化学酸雨的危害1、湖泊酸化。2、酸雨使流域土壤和水体底泥中的金属(例如铝)可被溶解进入水中毒害鱼类。3、酸雨抑制土壤中有机物的分解和氮的固定、淋洗与土壤粒子结合的