人大课件环境化学大气环境化学

《人大课件环境化学大气环境化学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人大课件环境化学大气环境化学（147页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第二章第二章 大气环境化学大气环境化学第一节第一节 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移第二节第二节 大气中污染物的转化大气中污染物的转化第三节第三节 大气污染数学模式大气污染数学模式第一节第一节 大气中污染物的迁移大气中污染物的迁移一、大气层的结构和性质一、大气层的结构和性质二、大气的组成二、大气的组成三、大气稳定度和污染物扩散的关系三、大气稳定度和污染物扩散的关系一、大气层的结构和性质一、大气层的结构和性质（一）大气层垂直结构（一）大气层垂直结构 根据大气在垂直方向上的温度、化学组成及根据大气在垂直方向上的温度、化学组成及物理特性，可将大气圈分为若干层次。物理特性，可将大气圈分为若干层次。

2、按化学组成分布特征按化学组成分布特征 按大气的电离状态分布特征按大气的电离状态分布特征 根据大气温度垂直分布特征根据大气温度垂直分布特征大气圈中空气的运动主要由于温差引起。大气圈中空气的运动主要由于温差引起。描述大气状态的温度、密度等气象要素在垂描述大气状态的温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布，从而产生大气密度直方向上呈不均匀的分布，从而产生大气密度层结和大气温度层结的概念。层结和大气温度层结的概念。大气温度和密度的垂直分布大气温度和密度的垂直分布（一）大气层垂直结构（一）大气层垂直结构1、对流层：大气的底层，平均厚度、对流层：大气的底层，平均厚度12km。2、平流层：高度、平流层

3、：高度1755km，气体状态非气体状态非常稳定。常稳定。3、中间层：平流层顶到约、中间层：平流层顶到约85km，气温随气温随高度增加而降低，空气垂直运动剧烈。高度增加而降低，空气垂直运动剧烈。4、热成层：中间层顶到约、热成层：中间层顶到约800km，温度随温度随高度增高而迅速上升，空气高度电离，高度增高而迅速上升，空气高度电离，也称为电离层。也称为电离层。5、逸散层：超过、逸散层：超过800km以上的高空。以上的高空。大气层垂直结构大气层垂直结构1、对流层、对流层对流层的特点：对流层的特点：气温随高度增加而降低气温随高度增加而降低 气温垂直递减率气温垂直递减率：随高度升高气温的降低率。：随高度

4、升高气温的降低率。dT/dz空气具有强烈的对流运动空气具有强烈的对流运动污染物的迁移转化主要发生在对流层污染物的迁移转化主要发生在对流层2、平流层：、平流层：上热下冷，空气运动以平流为主，污染物不易扩上热下冷，空气运动以平流为主，污染物不易扩散，并引起全球性污染问题散，并引起全球性污染问题臭氧层臭氧层大气透明度好大气透明度好大气垂直结构大气垂直结构辐射逆温层辐射逆温层 在对流层中气温变化出现的反常情况，在对流层中气温变化出现的反常情况，可用气温垂直递减率的大小来描述：可用气温垂直递减率的大小来描述：dT/dz 当当 ，大气是稳定的，大气是稳定的 d ，大气是不稳定的，大气是不稳定的 d=，大气

5、处于平衡状态（中性），大气处于平衡状态（中性）在平流层中，由于在平流层中，由于 二烷基或三烷基二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃芳烃和有外双键的烯烃乙烯乙烯单烷基芳烃单烷基芳烃C5以上的烷烃以上的烷烃C2-C5的烷烃的烷烃（2）控制臭氧的浓度）控制臭氧的浓度 氮氧化物和碳氢化合物初始浓度的大小会氮氧化物和碳氢化合物初始浓度的大小会影响臭氧的生成量和生成速率。影响臭氧的生成量和生成速率。六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染主要的硫氧化物：二氧化硫主要的硫氧化物：二氧化硫二氧化硫的来源：人为来源和天然来源二氧化硫的来源：人为来源和天然来源1、二氧化硫的气相氧化、二氧

6、化硫的气相氧化2、二氧化硫的液相氧化、二氧化硫的液相氧化3、硫酸烟雾型污染、硫酸烟雾型污染1、二氧化硫的气相氧化、二氧化硫的气相氧化（1）SO2的直接光氧化的直接光氧化 低层大气中低层大气中SO2主要的光化学过程是形成激发主要的光化学过程是形成激发态态SO2分子，而不是直接离解。分子，而不是直接离解。SO2 h（290340nm）1SO2 SO2 h（340400nm）3SO2 在环境大气条件下，激发态在环境大气条件下，激发态SO2分子主要以三分子主要以三重态形式存在，可进一步氧化为重态形式存在，可进一步氧化为SO3：3SO2 O2 SO4 SO3 O SO4 SO2 2 SO3二氧化硫的气相

7、氧化二氧化硫的气相氧化（2）SO2被自由基氧化被自由基氧化 污染大气中的自由基主要来源于一次污染物污染大气中的自由基主要来源于一次污染物NOx的光解，以及光解产物与活性碳氢化合物相互的光解，以及光解产物与活性碳氢化合物相互作用的过程，还有光化学反应产物的光解过程。作用的过程，还有光化学反应产物的光解过程。SO2与与HO的反应（重要反应）的反应（重要反应）HO SO2（M）HOSO2（M）（决速步）决速步）HOSO2 O2(M)HO2 SO3(M)SO3 H2O H2 SO4 反应中生成的反应中生成的HO2 ，通过反应可再生，通过反应可再生HO HO2 NO HO NO2 循环过程的决速步是循环

8、过程的决速步是HO与与SO2的反应。的反应。二氧化硫的气相氧化二氧化硫的气相氧化（2）SO2被自由基氧化被自由基氧化SO2与其他自由基的反应：与其他自由基的反应：SO2与二元活性自由基的反应与二元活性自由基的反应 CH3CHOO SO2 CH3CHOSO3 SO2与其他自由基的反应（过氧基）与其他自由基的反应（过氧基）HO2 SO2 HO SO3 CH3O2 SO2 CH3O SO3 CH3C(O)O2 SO2 CH3 C(O)O SO3（3）SO2被氧原子氧化（氧原子来自于被氧原子氧化（氧原子来自于NO2的光解）的光解）SO2 O SO32 2、二氧化硫的液相氧化、二氧化硫的液相氧化1 1）

9、SOSO2 2的液相平衡的液相平衡 SOSO2 2(g)+H(g)+H2 2O O SOSO2 2 HH2 2O O SO SO2 2 HH2 2O O H H+HSO+HSO3 3-HSO HSO3 3-H H+SO+SO3 32-2-2 2）O O3 3 对对SOSO2 2的液相氧化的液相氧化 在水溶液中在水溶液中SOSO2 2可被溶于大气水中的可被溶于大气水中的O O3 3氧化：氧化：O O3 3 +SO+SO2 2 HH2 2O O 2H 2H+SO+SO4 42-2-+O+O2 2 O O3 3 +HSO+HSO3 3-HSO HSO4 4-+O+O2 2 O O3 3 +SO+SO

10、3 32-2-SO SO4 42-2-+O+O2 2（最快）（最快）大大气气湿湿度度较较大大（达达到到饱饱和和湿湿度度）该该反反应应可可以以较快进行。较快进行。SOSO2 2的液相氧化的液相氧化二氧化硫的液相氧化二氧化硫的液相氧化3）H2O2对对SO2的液相氧化的液相氧化 HSO3-+H2O2 SO2OOH-+H2O（过氧亚硫酸）过氧亚硫酸）SO2OOH-+H+H2SO4（介质酸性）介质酸性）4）金属离子对）金属离子对SO2的液相催化氧化的液相催化氧化(1)Mn2+的催化氧化的催化氧化 一一般般认认为为Mn2+的的催催化化作作用用较较大大。Mn2+的的催催化化反应机制如下：反应机制如下：SO2

11、+Mn2+MnSO22+2 MnSO22+O2 2 MnSO32+MnSO32+H2O Mn2+H2SO4 总反应为：总反应为：2 SO2+2 H2O+O2 2H2SO4/(Mn2+)SOSO2 2的液相氧化的液相氧化4 4）金属离子对）金属离子对SOSO2 2的液相催化氧化的液相催化氧化（2 2）FeFe3+3+的催化氧化：当有氧存在时，的催化氧化：当有氧存在时，Fe(Fe()可对可对S(S()的氧化起催化作用。催化反应的速率和溶液的氧化起催化作用。催化反应的速率和溶液中中Fe(Fe()和和S(S()的浓度、的浓度、pHpH、离子强度和温度均离子强度和温度均有关。有关。（3 3）FeFe3+

12、3+和和MnMn2+2+共共存存时时的的催催化化氧氧化化：当当FeFe3+3+和和MnMn2+2+共共存存于于亚亚硫硫酸酸盐盐溶溶液液中中，S(S()的的氧氧化化速速率率比比单单独独FeFe3+3+或或MnMn2+2+催催化化时时形形成成硫硫酸酸盐盐速速率率之之和和还还要要快快3 31010倍倍，表表明明这这两两种种离离子子在在催催化化S(S()氧氧化化反反应应中有协同作用。中有协同作用。催催化化反反应应的的固固有有速速率率与与溶溶液液中中S()和和FeFe3+3+和和MnMn2+2+的浓度、的浓度、pH、离子强度以及温度有关、离子强度以及温度有关.3、硫酸烟雾型污染、硫酸烟雾型污染硫酸烟雾也

13、称为伦敦烟雾，最早发生在英国伦敦，硫酸烟雾也称为伦敦烟雾，最早发生在英国伦敦，主要由于燃煤排放出来的主要由于燃煤排放出来的SO2、颗粒物以及由颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。气象条件：冬季、气温较低、湿度较高、日光较弱。气象条件：冬季、气温较低、湿度较高、日光较弱。形成过程：形成过程：SO2转变为转变为SO3的氧化反应主要靠雾滴的氧化反应主要靠雾滴中中Mn、Fe及氨的催化作用而加速完成。及氨的催化作用而加速完成。硫酸烟雾型污染物和光化学烟雾的区别：前者主要硫酸烟雾型污染物和光化学烟雾的区别：前者主要由燃煤引起，是还原

14、性混合物，因此称为还原烟雾，由燃煤引起，是还原性混合物，因此称为还原烟雾，而后者主要由汽车尾气引起，是高浓度氧化剂的混而后者主要由汽车尾气引起，是高浓度氧化剂的混合物，因此也称为氧化烟雾。两者在许多方面具有合物，因此也称为氧化烟雾。两者在许多方面具有相反的化学行为。两种类型烟雾污染可交替发生。相反的化学行为。两种类型烟雾污染可交替发生。硫酸烟雾型污染与光化学烟雾硫酸烟雾型污染与光化学烟雾项目项目伦敦型伦敦型洛杉矶型洛杉矶型概概 况况污污 染染 物物燃燃 料料气象条件气象条件季季 节节气气 温温湿湿 度度日日 光光臭氧浓度臭氧浓度出现时间出现时间毒毒 性性发发生生较较早早(1873)，至至今今已

15、已多多次次出出现现颗粒物、颗粒物、SO2、硫酸雾等硫酸雾等煤煤气温低、湿度大、日光弱气温低、湿度大、日光弱冬季冬季低低(4以下以下)高高弱弱低低白天夜间连续白天夜间连续对对呼呼吸吸道道有有刺刺激激作作用用，严严重重时时导导致死亡致死亡发生较晚发生较晚(1940)，发生光化学反应，发生光化学反应碳碳氢氢化化合合物物、NOx、O3、PAN、醛醛类等类等汽油、煤气、石油汽油、煤气、石油温度较低、日光强温度较低、日光强夏秋夏秋高高(24以上以上)低低强强高高白天白天对对眼眼和和呼呼吸吸道道有有强强刺刺激激作作用用。氧氧化化剂剂有有强强氧氧化化破破坏坏作作用用，严严重重可可导导致致死亡死亡七、酸性降水七

16、、酸性降水1、降水的、降水的pH2、降水降水pH的背景值的背景值3、降水的化学组成、降水的化学组成4、酸雨的化学组成、酸雨的化学组成5、影响酸雨形成的因素、影响酸雨形成的因素 酸沉降：包括干沉降和湿沉降，湿沉降即酸酸沉降：包括干沉降和湿沉降，湿沉降即酸性降水，是通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等性降水，是通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程，其中将大气中的酸性物质迁移到地面的过程，其中最常见的就是酸雨。最常见的就是酸雨。而干沉降是指大气中的酸性物质在气流作用而干沉降是指大气中的酸性物质在气流作用下直接迁移到地面的过程。下直接迁移到地面的过程。我国酸雨的主要致酸物质是硫氧

17、化物。我国酸雨的主要致酸物质是硫氧化物。酸性降水酸性降水酸雨的危害酸雨的危害湖泊酸化。湖泊酸化。酸酸雨雨使使流流域域土土壤壤和和水水体体底底泥泥中中的的金金属属(例例如如铝铝)可被溶解进入水中毒害鱼类。可被溶解进入水中毒害鱼类。酸酸雨雨抑抑制制土土壤壤中中有有机机物物的的分分解解和和氮氮的的固固定定、淋淋洗洗与与土土壤壤粒粒子子结结合合的的钙钙、镁镁、钾钾等等营营养养元元素素，使土壤贫瘠化。使土壤贫瘠化。酸酸雨雨伤伤害害植植物物的的新新生生芽芽叶叶，干干扰扰光光合合作作用用，影影响其发育生长。响其发育生长。酸酸雨雨腐腐蚀蚀建建筑筑材材料料，金金属属结结构构、油油漆漆及及名名胜胜古古迹等。迹等。

18、1、降水的、降水的pH 天天然然降降水水(大大气气降降水水)是是指指在在大大气气中中凝凝聚聚并并降降落落到到地地面面的的各各种种形形式式的的水水，包包括括液液态态的的雨雨、雾雾和固态的雪、雹等。和固态的雪、雹等。降降水水的的pHpH值值用用来来表表示示降降水水的的酸酸度度。所所谓谓溶溶液液的的总总酸酸度度 (total total acidity)acidity)指指溶溶液液中中HH+(质质子子)的的储储量量，代代表表此此溶溶液液的的碱碱中中和和容容量量。溶溶液液的的总总酸酸度度包包括括自自由由质质子子 (强强酸酸)和和未未解解离离质质子子 (弱弱酸酸)两两部部分分，而而理理论论上上讲讲，溶溶

19、液液的的pHpH值值应应是强酸部分的量度。是强酸部分的量度。降水的降水的pH 在未被污染的大气中，可溶于水且含量较高的在未被污染的大气中，可溶于水且含量较高的酸性气体为酸性气体为CO2。如果只考虑如果只考虑CO2为影响天然降为影响天然降水水pH的因素，则：的因素，则：CO2(g)+H2O CO2H2O CO2H2O H+HCO3-HCO3-H+CO32-根据根据KW、KH、K1、K2和和pCO2，可计算溶液的可计算溶液的pH为为5.6。多年来，国际上一直将多年来，国际上一直将pH为为5.6视为未受污染视为未受污染的大气水的大气水pH的背景值。即将的背景值。即将pH5.6的降雨称为的降雨称为酸雨

20、。酸雨。2、降水、降水pH的背景值的背景值 近近年年对对pH=5.6pH=5.6作作为为酸酸性性降降水水的的界界限限以以及及判判别别人人为污染的界限有了不同观点。为污染的界限有了不同观点。（1 1）在在高高清清洁洁大大气气中中，除除COCO2 2外外还还存存在在各各种种酸酸、碱碱性性气气态态和和气气溶溶胶胶物物质质，它它们们通通过过成成云云和和降降水水冲冲刷刷进进人人雨雨水水中中，降降水水酸度是各物质综合作用的结果，其酸度是各物质综合作用的结果，其pHpH值不一定是值不一定是5.65.6。（2 2）硝硝酸酸和和硫硫酸酸并并不不都都是是来来自自人人为为源源。生生物物过过程程产产生生的的硫硫化化氢

21、氢、二二甲甲基基硫硫，火火山山喷喷发发的的SOSO2 2、海海盐盐中中的的SOSO4 42 2 等等都都可可进进入入雨雨水水。单单由由天天然然硫硫化化物物的的存存在在产产生生的的pHpH值值为为4.55.64.55.6，平均值为，平均值为5.05.0。（3 3）因因为为空空气气中中碱碱性性物物质质的的中中和和作作用用，使使得得空空气气中中酸酸性性污污染染严重的地区并不表现出来酸雨，例如中国北部地区。严重的地区并不表现出来酸雨，例如中国北部地区。（4 4）其其他他离离子子污污染染严严重重的的降降水水并并不不一一定定表表现现强强酸酸性性，因因为为离离子的相关性不同。子的相关性不同。降水降水pH的背

22、景值的背景值降水背景点的研究降水背景点的研究 美美国国从从19791979年年开开始始执执行行全全球球降降水水化化学学研研究究计计划划 (GPCP)GPCP)，选选择择背背景景点点(离离大大工工业业中中心心城城市市10001000kmkm以以外外，同同时时远远离离火火山山区区)，四四大大洋洋8 8个个，内陆内陆1 1个。全球降水个。全球降水pHpH的背景值接近的背景值接近5 5。海海洋洋区区域域由由于于海海洋洋生生物物排排放放的的二二甲甲基基巯巯会会进进一一步步转转化化成成SOSO2 2，陆陆地地森森林林地地区区有有些些树树木木排排放放的的有有机机酸酸 (主主要要是是甲甲酸酸、乙乙酸酸)，对对

23、降降水水的的贡贡献献也也不不可可忽忽视视 (因因为为背背景景点点很很清清洁洁，降降水水中中离离子子的的总总浓浓度很低度很低)。降水降水pH的背景值的背景值全球降水背景值的全球降水背景值的pHpH值均小于或等于值均小于或等于5.05.0。实实际际影影响响降降水水pHpH值值的的除除COCO2 2外外，还还有有SOSO4 42-2-、NONO3 3-、有机酸、尘埃等因素；有机酸、尘埃等因素；人人为为活活动动以以前前，降降水水的的性性质质也也有有酸酸性性降降水水，自自然然界界动动植植物物分分解解、火火山山爆爆发发都都是是提提供供酸酸沉沉降降的的来源。来源。降降水水酸酸度度是是降降水水中中各各种种酸酸

24、、碱碱性性物物质质综综合合作作用的结果。用的结果。用用降降水水背背景景值值划划分分内内陆陆pH pH 5050，海海洋洋pH pH 4.74.7为酸雨，可能更符合客观规律。为酸雨，可能更符合客观规律。表表27 世界某些降水背景点的世界某些降水背景点的pH值值地点样本数pH值平均值中国丽江Amsterdan(印度洋)Porkflot（阿拉斯加）Katherine(澳大利亚)Sancarlos(委内瑞拉)St.Georges(大 西 洋 百慕大群岛)28026164014675.004.924.944.784.814.793、降水的化学组成、降水的化学组成1 1）降水的组成）降水的组成（1 1）大

25、大气气中中固固定定气气体体成成分分：O O2 2、NN2 2、COCO2 2、HH2 2及惰性气体；及惰性气体；（2 2）无无机机物物：各各种种金金属属、非非金金属属离离子子、气气体体转转化化产物及人为排放源有害金属的化合物等产物及人为排放源有害金属的化合物等（3 3）有机物：有机酸、醛类、烷烃、烯烃和芳烃。）有机物：有机酸、醛类、烷烃、烯烃和芳烃。（4 4）光化学反应产物：）光化学反应产物：HH2 2O O2 2、O O3 3和和PANPAN等。等。（5 5）不不溶溶物物：来来自自土土壤壤粒粒子子和和燃燃料料燃燃烧烧排排放放尘尘粒粒中不能溶于雨水的部分。中不能溶于雨水的部分。2 2）降水中的

26、离子成分：降水中的离子成分：降降水水中中的的主主要要阴阴离离子子是是SOSO4 4 2-2-，其其次次是是NONO3 3-和和ClCl-，主要的阳离子是主要的阳离子是NHNH4 4+、CaCa2+2+和和HH+。表表28 国外部分地区降水化学成分国外部分地区降水化学成分(mol/L)SO42NO3-Cl-NH4+Ca2+Mg2+Na+K+H+pH瑞典Sjoangen 1973-197534.53118316.53.5153524.30美国Hubbard Brook 1973-197455501222516621143.94美国Pasadena 1978-197919.53128213.53.5

27、242394.41加拿大Ontario4519102111.55114.96日本神户19.52439197.53404.4表表29 国内部分城市降水化学成分国内部分城市降水化学成分(mol/L)SO42NO3-Cl-NH4+Ca2+Mg2+Na+K+H+PH贵阳市区1982-1984205.5 218.278.9115.628.310.126.484.54.07重庆市区1985-198616429.925.2152.2 135.211.414.77.8751.44.29广州市区1985-198613723.939.485.498.48.725.722.616.74.78南宁市区1985-198

28、628.88.4815.745.819.90.911.89.618.33 4.74北京市区1981136.6 50.32157.4 141.1 92140.942.310.166.80天津市区1981158.9 29.2183.1 125.6 143.5175.259.20.556.26降水的化学组成降水的化学组成2）降水中的离子成分）降水中的离子成分降水中降水中SOSO4 4 2-2-含量各地有很大差别，除来自岩石含量各地有很大差别，除来自岩石矿物的风化作用、土壤有机物、动植物和废弃矿物的风化作用、土壤有机物、动植物和废弃物的分解外，更多来自于燃料燃烧排放的颗粒物的分解外，更多来自于燃料燃烧

29、排放的颗粒物和物和SOSO2 2；含氮化合物存在形式多种，主要是含氮化合物存在形式多种，主要是NONO3 3-、NONO2 2-和和NHNH4 4+；（3 3）降水中的有机酸）降水中的有机酸 有机弱酸对降水酸度也有贡献，主要是甲酸有机弱酸对降水酸度也有贡献，主要是甲酸和乙酸，而且两者之间存在相关性，证明它们和乙酸，而且两者之间存在相关性，证明它们有共同的来源。有共同的来源。（4 4）降水中的金属元素）降水中的金属元素 有毒金属元素日益受到关注。有毒金属元素日益受到关注。4、酸雨的化学组成、酸雨的化学组成酸雨中含有的硫酸和硝酸酸雨中含有的硫酸和硝酸（大气中酸性气体影响）（大气中酸性气体影响）SO

30、2+O SO3 SO3+H2O H2SO4 SO2+H2O H2SO3 H2SO3+O H2SO4 NO+O NO2 2NO2+H2O HNO3+HNO2 但总体而言，降水的酸度受复杂因素影响，是酸碱但总体而言，降水的酸度受复杂因素影响，是酸碱平衡的结果。如降水中酸量大于碱量，就会形成酸平衡的结果。如降水中酸量大于碱量，就会形成酸雨。研究酸雨时分析测定的主要有以下几种离子：雨。研究酸雨时分析测定的主要有以下几种离子：阳离子：阳离子：H+、Ca2+、NH4+、Na+、K+、Mg2+阴离子：阴离子：SO4 2-、NO3-、Cl-、HCO3-我国酸雨中关键性离子组分是我国酸雨中关键性离子组分是SO4

31、 2-、Ca2+和和NH4+。酸雨的化学组成酸雨的化学组成1）大气中）大气中SO2和和NOx经氧化后溶于水形成的各种经氧化后溶于水形成的各种酸是造成酸雨的主要原因酸是造成酸雨的主要原因2）许多气态和固态物质进入大气对降水的）许多气态和固态物质进入大气对降水的pH也也会产生影响会产生影响大气颗粒物中的某些金属是酸性气体氧化的催大气颗粒物中的某些金属是酸性气体氧化的催化剂化剂大气光化学反应生成的氧化剂可氧化大气光化学反应生成的氧化剂可氧化SO2等等飞灰中的氧化钙、碳酸钙，天然和人为来源的飞灰中的氧化钙、碳酸钙，天然和人为来源的氨以及其他碱性物质可使降水中的酸中和，对氨以及其他碱性物质可使降水中的酸

32、中和，对酸性降水起到酸性降水起到“缓冲作用缓冲作用”我国降水的酸度一般主要由我国降水的酸度一般主要由SO4 2-、Ca2+和和NH4+三种离子相互作用而决定。三种离子相互作用而决定。表表215 我国部分地区降水酸度和主要离子含量我国部分地区降水酸度和主要离子含量(mol/L)项目重庆贵阳市区贵阳郊区北京市区pHH+SO42-NO3-Cl-NH4+Ca2+Na+K+Mg2+4.17314221.515.381.450.517.114.815.54.094.91739.58.963.374.59.89.521.74.718.641.715.65.126.122.58.24.96.76.80.161

33、3750.31571419214140表表216 降水中离子浓度比较降水中离子浓度比较注：本表摘自王晓蓉，注：本表摘自王晓蓉，1993。北京和天津城区数据北京和天津城区数据平均值。平均值。重庆铜元局和贵阳喷水池数据平均值。重庆铜元局和贵阳喷水池数据平均值。地点地点(Ca2+NH4+K+)(SO42-+NO3-)非非酸酸雨雨（1981）酸酸 雨（雨（1980）非酸雨非酸雨(瑞典瑞典)酸酸 雨雨(瑞典瑞典)419.6209.68.744.39335.2329.53.323.265、影响酸雨形成的因素、影响酸雨形成的因素1）酸性污染物的排放及其转化条件：降水酸度的）酸性污染物的排放及其转化条件：降水

34、酸度的时空分布与大气中时空分布与大气中SO2和降水中和降水中SO4 2-浓度的时浓度的时空分布有一定相关性；空分布有一定相关性；2）大气中的氨：）大气中的氨：NH3是大气中唯一的常见气态碱，是大气中唯一的常见气态碱，易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用，降低雨水的酸度；和作用，降低雨水的酸度；3）颗粒物酸度及其缓冲能力：两方面的作用：一）颗粒物酸度及其缓冲能力：两方面的作用：一是所含的金属可催化是所含的金属可催化SO2氧化成硫酸，二是对氧化成硫酸，二是对酸起到中和作用，但颗粒物本身如果是酸性的酸起到中和作用，但颗粒物本身如果是酸性的就起不到中和

35、作用，而是会增加酸度；就起不到中和作用，而是会增加酸度；4）天气形势的影响：如气象条件和地形有利于污）天气形势的影响：如气象条件和地形有利于污染物的扩散，大气中污染物浓度降低，酸雨减染物的扩散，大气中污染物浓度降低，酸雨减弱，反之则加重。弱，反之则加重。表表218 气态氨的测定结果气态氨的测定结果(注：本表摘自王德春，注：本表摘自王德春，1988。)地区地点日期NH3(L/m3)样品酸 雨 区贵阳重庆成都1984.91984.91985.91.75.14.816122非酸雨区北京天津1984.71984.74422.8104影响酸雨形成的因素影响酸雨形成的因素八、大气颗粒物八、大气颗粒物1、颗

36、粒物的粒度及表面性质、颗粒物的粒度及表面性质2、大气颗粒物的化学组成、大气颗粒物的化学组成3、大气颗粒物的去除过程、大气颗粒物的去除过程 大气颗粒物：均匀地分散在大气体系中的固体大气颗粒物：均匀地分散在大气体系中的固体或液体微粒。在污染大气中，大气颗粒物也属于或液体微粒。在污染大气中，大气颗粒物也属于污染物，并且其中许多是有毒的。分为一次颗粒污染物，并且其中许多是有毒的。分为一次颗粒物和二次颗粒物两种。物和二次颗粒物两种。天然来源：自然过程释放的颗粒物，如地面扬尘、天然来源：自然过程释放的颗粒物，如地面扬尘、火山爆发释放的火山灰等；火山爆发释放的火山灰等；人为来源：燃料燃烧过程中形成的煤烟、飞

37、灰，人为来源：燃料燃烧过程中形成的煤烟、飞灰，各种工业过程所排放出来的原料或产品微粒，汽各种工业过程所排放出来的原料或产品微粒，汽车排放的含铅化合物，以及二氧化硫在一定条件车排放的含铅化合物，以及二氧化硫在一定条件下转化为硫酸盐粒子等。下转化为硫酸盐粒子等。1、颗粒物的粒度和表面性质、颗粒物的粒度和表面性质（1）颗粒物的粒度分布）颗粒物的粒度分布 粒度是指颗粒物粒子直径的大小。粒度是指颗粒物粒子直径的大小。普遍采普遍采用有效直径来表示颗粒物粒度的大小。最常用用有效直径来表示颗粒物粒度的大小。最常用的是空气动力学直径。的是空气动力学直径。DpDgK(p/0)1/2 Dp空气动力学直径；空气动力学

38、直径；Dg 几何直径；几何直径；p 忽略了浮力效应的粒密度；忽略了浮力效应的粒密度；0 参考密度（参考密度（1g/cm3)；K形状系数，当粒子为球状时，形状系数，当粒子为球状时，K=1.0 由于大多数大气粒子满足由于大多数大气粒子满足 p 10，因此，因此Dp和和Dg的差值因子小于的差值因子小于3。颗粒物的粒度和表面性质颗粒物的粒度和表面性质大气颗粒物按其粒径大小可分为如下几类：大气颗粒物按其粒径大小可分为如下几类：总悬浮颗粒物：用标准大容量颗粒物采样器在总悬浮颗粒物：用标准大容量颗粒物采样器在滤膜滤膜上收集到的颗粒物总质量（上收集到的颗粒物总质量（TSP)TSP)。其粒径其粒径多在多在100

39、100 mm以下，尤以以下，尤以10 10 mm以下为最多。以下为最多。飘尘：可在大气中长期漂浮的悬浮物称为飘尘，飘尘：可在大气中长期漂浮的悬浮物称为飘尘，主要是粒径小于主要是粒径小于10 10 mm 的颗粒物；的颗粒物；降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物，直径降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物，直径大于大于10 10 mm的粒子由于自身的重力作用沉降的粒子由于自身的重力作用沉降 ；可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。的粒子。城市大气中的典型情况是直径小于城市大气中的典型情况是直径小于1010 mm的的颗粒居多数。颗粒居多数。颗粒物的粒度及表

40、面性质颗粒物的粒度及表面性质（2 2）大气颗粒物的三模态）大气颗粒物的三模态 大气颗粒物的粒度有三个模型：即爱根核模、积聚模和粗大气颗粒物的粒度有三个模型：即爱根核模、积聚模和粗粒模（粒模（WhitbyWhitby 1978 1978）。）。燃烧过程生成的一次颗粒物以及蒸汽凝结或光化学反应燃烧过程生成的一次颗粒物以及蒸汽凝结或光化学反应使气体分子经均相成核作用而形成的颗粒，粒度为使气体分子经均相成核作用而形成的颗粒，粒度为0.0050.050.0050.05 mm，属于爱根核模型。属于爱根核模型。粒径在粒径在0.0520.052 mm范围的颗粒物是由核模型颗粒凝聚或范围的颗粒物是由核模型颗粒凝

41、聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚而长大的，属于积聚模型，多为二次通过热蒸汽冷凝再凝聚而长大的，属于积聚模型，多为二次颗粒物，其中硫酸盐占颗粒物，其中硫酸盐占8080以上。以上。以上这两种颗粒物合称为细粒以上这两种颗粒物合称为细粒(小于小于2 2 m)m)。粒径大于粒径大于2 2 mm的颗粒物属粗粒，由机械粉碎、液滴蒸发的颗粒物属粗粒，由机械粉碎、液滴蒸发等过程形成的，属于粗粒模。主要是自然界及人类活动的一等过程形成的，属于粗粒模。主要是自然界及人类活动的一次污染物，组成与地面土壤近似。次污染物，组成与地面土壤近似。细颗粒主要化学组分为细颗粒主要化学组分为SOSO4 422、NHNH4 4+、NONO3

42、 3、PbPb和含和含有烟炱和凝聚有机物的碳，粗颗粒化学组分为有烟炱和凝聚有机物的碳，粗颗粒化学组分为FeFe、CaCa、SiSi、NaNa、ClCl、AlAl等等颗粒物的粒度分布颗粒物的粒度分布颗粒物的粒度分布颗粒物的粒度分布颗粒物的粒度分布颗粒物的粒度分布 按体积或质量分布出现两个峰值，前一个按体积或质量分布出现两个峰值，前一个峰约在峰约在0.10.1 mm处，后一个峰约在处，后一个峰约在1010 mm处，这处，这两个峰是两种不同的气溶胶形成过程所造成的。两个峰是两种不同的气溶胶形成过程所造成的。城市大气中颗粒物的分布多数属双模型，城市大气中颗粒物的分布多数属双模型，即积聚模和粗粒模。即积

43、聚模和粗粒模。粗粒子和细粒子之间一般不会相互转化，粗粒子和细粒子之间一般不会相互转化，这两种粒子的化学成分完全不同。这两种粒子的化学成分完全不同。颗粒物的粒度及表面性质颗粒物的粒度及表面性质（3 3）微粒的表面性质）微粒的表面性质 微粒三种最重要的表面性质微粒三种最重要的表面性质:成核作用、粘成核作用、粘合和吸着。合和吸着。成核成核是指过饱和蒸汽在微粒上凝结形成液是指过饱和蒸汽在微粒上凝结形成液滴的现象，雨滴的形成也属于成核作用。滴的现象，雨滴的形成也属于成核作用。粒子可以彼此互相紧紧的粘合或在固体表粒子可以彼此互相紧紧的粘合或在固体表面上粘合。面上粘合。粘合或凝聚粘合或凝聚是小颗粒形成较大的

44、凝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。聚体并最终达到很快沉降粒径的过程。吸吸着着是是指指分分子子为为颗颗粒粒物物吸吸着着的的现现象象。如如果果气体或蒸气溶解在微粒中，这种现象称为气体或蒸气溶解在微粒中，这种现象称为吸收吸收。若吸着在颗粒物表面上，则定义为若吸着在颗粒物表面上，则定义为吸附吸附。涉及特殊的化学相互作用的吸着，定义为化学涉及特殊的化学相互作用的吸着，定义为化学吸附作用。吸附作用。2、大气颗粒物的化学组成、大气颗粒物的化学组成1）无机颗粒物）无机颗粒物（1）无机颗粒物的成分主要取决于其形成过程。）无机颗粒物的成分主要取决于其形成过程。天然源天然源 颗粒物的天然源一般

45、大于人为源载带量。颗粒物的天然源一般大于人为源载带量。由于颗粒物是易消失的粉尘和海浪溅沫，其中由于颗粒物是易消失的粉尘和海浪溅沫，其中大颗粒占优势，沉降迅速，对环境影响不大，大颗粒占优势，沉降迅速，对环境影响不大，除非在散发源附近如火山爆发将大量颗粒物散除非在散发源附近如火山爆发将大量颗粒物散发到数公里之遥。发到数公里之遥。扬尘的主要成分：该地区的土壤粒子扬尘的主要成分：该地区的土壤粒子火山灰：主要是由硅和氧组成的岩石粉末，还火山灰：主要是由硅和氧组成的岩石粉末，还有一些金属元素的化合物有一些金属元素的化合物海洋溅沫的颗粒物，其主要成分为氯化钠、硫海洋溅沫的颗粒物，其主要成分为氯化钠、硫酸盐粒

46、子，还有些镁化合物等。酸盐粒子，还有些镁化合物等。大气颗粒物的化学组成大气颗粒物的化学组成无机颗粒物无机颗粒物人为源人为源 大量的细颗粒物来自电厂大量的细颗粒物来自电厂(燃煤燃煤)、市政、市政焚化、冶金过程、采矿及地面交通运输等。焚化、冶金过程、采矿及地面交通运输等。其中最重要的是冶金过程，使大量的环境其中最重要的是冶金过程，使大量的环境重要金属进入大气，颗粒物直径小于重要金属进入大气，颗粒物直径小于2 m的占的占46.6%。人为源排放的无机颗粒物含有大量烟尘，人为源排放的无机颗粒物含有大量烟尘，并伴有各种金属化合物，如汽车尾气中含并伴有各种金属化合物，如汽车尾气中含有铅等。有铅等。大气颗粒物

47、的化学组成大气颗粒物的化学组成1）无机颗粒物）无机颗粒物（2）不同粒径的颗粒物其化学组成差异很大）不同粒径的颗粒物其化学组成差异很大粗粒子粗粒子主要是土壤及污染源排放出来的尘粒，大多主要是土壤及污染源排放出来的尘粒，大多数是一次颗粒物，主要由硅、铁、铝、钙、钠、数是一次颗粒物，主要由硅、铁、铝、钙、钠、镁、钛等镁、钛等30余种元素组成余种元素组成细粒子细粒子主要是硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量金属等。主要是硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量金属等。硫酸及硫酸盐气溶胶：污染源排放出二氧化硫氧硫酸及硫酸盐气溶胶：污染源排放出二氧化硫氧化后溶于水生成，再与大气中的氨化合生成硫酸化后溶于水生成，再与大气中的氨化合

48、生成硫酸铵颗粒物，还有其他硫酸盐颗粒，大多维持在积铵颗粒物，还有其他硫酸盐颗粒，大多维持在积聚模范围。硫酸盐粒子对光吸收和散射的能力较聚模范围。硫酸盐粒子对光吸收和散射的能力较强，降低大气能见度。强，降低大气能见度。核模积聚模，硫酸盐颗粒维持在积聚模，硫酸核模积聚模，硫酸盐颗粒维持在积聚模，硫酸铵为主。铵为主。大气颗粒物的化学组成大气颗粒物的化学组成硝酸及硝酸盐气溶胶：硝酸及硝酸盐气溶胶：HNO3多以气态形式存在于大气中，除在硝酸多以气态形式存在于大气中，除在硝酸污染源附近外，几乎不以污染源附近外，几乎不以HNO3颗粒物形式存在。颗粒物形式存在。核模积聚模（有可能通过和土壤粒子的反应核模积聚模

49、（有可能通过和土壤粒子的反应并入粗离子模态中）并入粗离子模态中）在沿海城市，由于污染源排放的氮氧化物与在沿海城市，由于污染源排放的氮氧化物与从海洋中逸出的从海洋中逸出的NaCl相遇，就会建立起一个由相遇，就会建立起一个由NaCl、NOx、水蒸气和空气构成的体系，其中水蒸气和空气构成的体系，其中的硝酸盐颗粒比较重要：的硝酸盐颗粒比较重要：3NO2+H2O+2NaCl2NaNO3+2HCl（g）+NO大气颗粒物的化学组成大气颗粒物的化学组成2）有机颗粒物）有机颗粒物 大大气气颗颗粒粒有有机机污污染染物物是是指指吸吸附附和和沉沉积积在在各各种种大大气气颗颗粒粒上上的的有有机机物物，或或大大气气中中的

50、的有有机机物物质质凝凝聚聚而而形形成成的的颗颗粒粒物物。大大气气颗颗粒粒污污染染物物主主要要是是这这些些有有毒毒或或有有害害的的有有机机颗颗粒粒物物。大气中的另一类有机物为挥发性有机物。大气中的另一类有机物为挥发性有机物。根根据据19791979年年以以前前公公开开发发表表的的文文献献报报告告统统计计，已已经经确确证证的的颗颗粒粒有有机机污污染染物物，由由于于燃燃烧烧所所产产生生的的有有109109种种，因因废废物焚烧所产生的物焚烧所产生的235235种，煤种，煤/油燃烧所产生的油燃烧所产生的6969种。种。按按类类别别分分为为多多环环芳芳香香族族化化合合物物、芳芳香香族族化化合合物物，含含氮

51、氮、氧氧、硫硫、磷磷类类化化合合物物，烃烃基基化化合合物物，脂脂肪肪族族化化合合物物，羰基化合物和卤代化合物。羰基化合物和卤代化合物。有有机机颗颗粒粒物物多多数数由由气气态态一一次次污污染染物物通通过过凝凝聚聚过过程程转转化化而而来来，转转化化速速率率比比二二氧氧化化硫硫转转化化为为硫硫酸酸盐盐颗颗粒粒物物的的过过程程小小。由由于于转转化化反反应应有有HO、HO2和和CH3等等自自由由基基，二二次次污污染物通常含有羧基、醛基、染物通常含有羧基、醛基、-CH2ONO、-C(O)SO2、-C(O)OSO2等基团。有机颗粒物属于爱根模或积聚模。等基团。有机颗粒物属于爱根模或积聚模。大气颗粒物的化学组

52、成大气颗粒物的化学组成3）多环芳烃（）多环芳烃（PAH）环多者蒸汽压较低，环少者蒸汽压高，因而环少环多者蒸汽压较低，环少者蒸汽压高，因而环少的存在于气相中，而环多的则在固体颗粒物中。的存在于气相中，而环多的则在固体颗粒物中。大气颗粒物中含量高，且有强致癌作用的苯并大气颗粒物中含量高，且有强致癌作用的苯并a芘（芘（BaP）。）。PAH多数出现在城市，其中代表性致癌多数出现在城市，其中代表性致癌PAH含量含量大约大约20ug/m3，有些特殊的大气和废气中有些特殊的大气和废气中PAH含含量更高。量更高。大气中的大气中的PAH是由存在于燃料或植物中较高级的是由存在于燃料或植物中较高级的饱和烃在高温下分

53、解形成的，这些高级烷烃可裂饱和烃在高温下分解形成的，这些高级烷烃可裂解为较小的不稳定的分子碎片，再进一步反应生解为较小的不稳定的分子碎片，再进一步反应生成成PAH。生成的生成的PAH几乎只在固相中存在。几乎只在固相中存在。3 3、大气颗粒物的去除过程、大气颗粒物的去除过程1 1）干沉降）干沉降 干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体碰撞后发生沉降。碰撞后发生沉降。干沉降消除过程存在着两种机制：干沉降消除过程存在着两种机制：一种是通过重力对颗粒物的作用，使它降落在一种是通过重力对颗粒物的作用，使它降落在土壤、水体的表面或植物、建筑等物体上，沉土壤、水体的

54、表面或植物、建筑等物体上，沉降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关。系数等有关。粒子的沉降速度可应用斯托克斯定律求出：粒子的沉降速度可应用斯托克斯定律求出：大气颗粒物的去除过程大气颗粒物的去除过程 V=gd2（1-2）/18 V表示沉降速度，表示沉降速度，cm/s；g为重力加速度，为重力加速度，cm/s2；d为粒子直径，为粒子直径，cm；1，2为颗粒及空气的密度，为颗粒及空气的密度，g/cm3；空气的粘度，以泊表示。空气的粘度，以泊表示。粒径愈大，则扩散系数和沉降速率也愈大。粒径愈大，则扩散系数和沉降速率也愈大。另另一一种种沉沉降降机机制制是

55、是粒粒径径小小于于0.0.l l mm的的颗颗粒粒，即即爱爱根根粒粒子子，靠靠布布朗朗运运动动扩扩散散、互互相相碰碰撞撞而而凝凝集集成成较较大大的的颗颗粒粒，通通过过大大气气湍湍流流扩扩散散到到地地面或碰撞而消除。面或碰撞而消除。大气颗粒物的去除过程大气颗粒物的去除过程2 2）湿沉降）湿沉降 湿沉降是指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。湿沉降是指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。湿沉降存在雨除湿沉降存在雨除(Rain out)Rain out)和冲刷和冲刷(Wash out)Wash out)两两 种机制。种机制。雨除：对半径小于雨除：对半径小于1 1 mm的颗粒物的去除效率较的颗粒物的去除效率较高，

56、特别是具有吸湿性和可溶性的颗粒物更明高，特别是具有吸湿性和可溶性的颗粒物更明显。（颗粒物作为形成云的凝结核，成为雨滴显。（颗粒物作为形成云的凝结核，成为雨滴的中心）的中心）冲刷：对半径为冲刷：对半径为4 4 mm以上的颗粒物效率较高。以上的颗粒物效率较高。（降雨时在云下面的颗粒物与降下来的雨滴发（降雨时在云下面的颗粒物与降下来的雨滴发生碰撞或扩散、吸附作用，从而使颗粒物除去）生碰撞或扩散、吸附作用，从而使颗粒物除去）颗粒物对人体健康的影响颗粒物对人体健康的影响 颗颗粒粒物物通通过过呼呼吸吸道道进进入入人人体体，较较大大的的粒粒子子可可能能停停留留在在鼻鼻腔腔及及鼻鼻咽咽部部，很很小小的的颗颗粒

57、可以进入并停留在肺部。粒可以进入并停留在肺部。目目前前，世世界界上上对对可可吸吸入入粒粒子子的的粒粒径径大大小小有有两两种种意意见见，一一种种定定为为l0l0 mm以以下下，一种定为一种定为l5l5 mm以下。以下。环境空气的质量环境空气的质量1 1、环境空气质量标准、环境空气质量标准 国国家家环环境境保保护护局局于于19961996年年发发布布了了环环境境空空气气质质量标准量标准(GB3095GB3095一一1996)1996)。一级标准一级标准 适适用用于于一一类类质质量量功功能能区区，包包括括自自然然保保护护区区、风风景景名胜区和其他需要特殊保护的地区。名胜区和其他需要特殊保护的地区。二

58、级标准二级标准 适适用用于于二二类类质质量量功功能能区区，包包括括城城镇镇规规划划中中确确定定的的居居住住区区、商商业业交交通通居居民民混混合合区区、文文化化区区、一一般般工工业业区区和农村地区。和农村地区。三极标准三极标准 适用于三类质量功能区，包括各特定工业区。适用于三类质量功能区，包括各特定工业区。环境空气的质量环境空气的质量2 2、空气污染指数、空气污染指数 空气污染指数空气污染指数(API)API)就是定时通过新闻媒就是定时通过新闻媒体向社会公众报告的一种定量反映和评定空气体向社会公众报告的一种定量反映和评定空气质量状况的尺度，即把常规监测的几种空气污质量状况的尺度，即把常规监测的几

59、种空气污染物浓度简化成单一的数值形式，并分级表示染物浓度简化成单一的数值形式，并分级表示空气受污染程度和空气质量状况，具有简明、空气受污染程度和空气质量状况，具有简明、直观、通俗易懂的特点。直观、通俗易懂的特点。由于中国城市空气污染以煤烟型污染为主，由于中国城市空气污染以煤烟型污染为主，目前计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、目前计入空气污染指数的项目暂定为二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物氮氧化物和可吸入颗粒物(PMPM1010)。环境空气的质量空气污染指数划分为空气污染指数划分为050、51100、101150、151200、201250、251300和大于和大于300七档，对七档，对应于

60、空气质量的七个级别，指数越大，级别越高，说应于空气质量的七个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。空气污染指数为空气污染指数为050，空气质量级别为，空气质量级别为I级，空气级，空气质量状况属于优。此时不存在空气污染问题，对公众质量状况属于优。此时不存在空气污染问题，对公众的健康没有任何危害。的健康没有任何危害。空气污染指数为空气污染指数为51100，空气质量级别为，空气质量级别为II级，级，空气质量状况属于良。此时空气质量被认为是可以接空气质量状况属于良。此时空气质量被认为是可以接受的，除极少数对某种污染物特别敏感的人以外

61、，对受的，除极少数对某种污染物特别敏感的人以外，对公众健康没有危害。公众健康没有危害。空气污染指数为空气污染指数为101150，空气质量级别为，空气质量级别为III（1）级，空气质量状况属于轻微污染。此时，对污级，空气质量状况属于轻微污染。此时，对污染物比较敏感的人群，例如儿童和老年人、呼吸道疾染物比较敏感的人群，例如儿童和老年人、呼吸道疾病或心脏病患者，以及喜爱户外活动的人，他们的健病或心脏病患者，以及喜爱户外活动的人，他们的健康状况会受到影响，但对健康人群基本没有影响。康状况会受到影响，但对健康人群基本没有影响。空气污染指数为空气污染指数为151200，空气质量级别为，空气质量级别为III

62、（2）级，空气质量状况属于轻度污染。此时，几级，空气质量状况属于轻度污染。此时，几乎每个人的健康都会受到影响，对敏感人群的不利乎每个人的健康都会受到影响，对敏感人群的不利影响尤为明显。影响尤为明显。空气污染指数为空气污染指数为201300，空气质量级别为，空气质量级别为IV（1）级和级和IV（2）级，空气质量状况属于中度和级，空气质量状况属于中度和中度重污染。此时，每个人的健康都会受到比较严中度重污染。此时，每个人的健康都会受到比较严重的影响重的影响。空气污染指数大于空气污染指数大于300，空气质量级别为，空气质量级别为V级，级，空气质量状况属于重度污染。此时，所有人的健康空气质量状况属于重度

63、污染。此时，所有人的健康都会受到严重影响。都会受到严重影响。空气污染指数的预测可以在严重的空气污染情况空气污染指数的预测可以在严重的空气污染情况出现前，提醒市民大众，特别是那些对空气污染敏出现前，提醒市民大众，特别是那些对空气污染敏感的人士，如患有心脏病或呼吸系统毛病者，在必感的人士，如患有心脏病或呼吸系统毛病者，在必要时采取预防措施。要时采取预防措施。九、温室气体和温室效应九、温室气体和温室效应1 1、地球的热平衡、地球的热平衡 进入大气的太阳辐射一部分以直接方式或进入大气的太阳辐射一部分以直接方式或被云、颗粒物和气体散射的方式到达地球表面；被云、颗粒物和气体散射的方式到达地球表面；另外一部

64、分被直接反射回去或被大气吸收后再另外一部分被直接反射回去或被大气吸收后再辐射返回外空间。辐射返回外空间。达到地面的辐射有少量的紫外光、大量的达到地面的辐射有少量的紫外光、大量的可见光和长波红外光，这些辐射在被地面吸收可见光和长波红外光，这些辐射在被地面吸收后，最终都以长波辐射的形式又返回外太空，后，最终都以长波辐射的形式又返回外太空，以维持地球的热平衡。以维持地球的热平衡。地球的热平衡地球的热平衡 地球表面能量返回大气由地球表面能量返回大气由传导、对流和辐传导、对流和辐射射三种能量传输机制来完成。三种能量传输机制来完成。能量的吸收和辐射维持了地球的热平衡。能量的吸收和辐射维持了地球的热平衡。能

65、够吸收长波辐射的分子主要有能够吸收长波辐射的分子主要有COCO2 2和和HH2 2O O：水分子只能吸收波长水分子只能吸收波长700700850850nmnm和和1100110014001400nmnm的红外辐射，且吸收极弱，也就是说的红外辐射，且吸收极弱，也就是说HH2 2O O的吸收弱，大气中的水分子只能截留一小的吸收弱，大气中的水分子只能截留一小部分红外光；部分红外光；COCO2 2对维持地球热平衡的重要作用对维持地球热平衡的重要作用地球的热平衡地球的热平衡 COCO2 2：大气中含量虽然相对较低，但大气中含量虽然相对较低，但可强烈地吸收波长为可强烈地吸收波长为1200-16301200

66、-1630nmnm的红的红外辐射，因而在大气中的存在对截留红外辐射，因而在大气中的存在对截留红外辐射影响较大。外辐射影响较大。所以，所以，COCO2 2如同温室玻璃一样，允许如同温室玻璃一样，允许太阳辐射来的可见光到达地面，也能阻太阳辐射来的可见光到达地面，也能阻止地面重新辐射出的红外光返回外太空。止地面重新辐射出的红外光返回外太空。其作用就好像一个单向过滤器，允许热其作用就好像一个单向过滤器，允许热量进入，但阻碍热量的散失。量进入，但阻碍热量的散失。温室气体和温室效应温室气体和温室效应2、温室气体和温室效应、温室气体和温室效应（1）大气中发生的温室效应大气中发生的温室效应温室效应：温室效应：大气中大气中CO2：允许来自太阳的可见光射到地面，允许来自太阳的可见光射到地面，又阻止地面重新辐射出来的红外光返回空间，又阻止地面重新辐射出来的红外光返回空间，因此，起着单向过滤器的作用。这种吸收了地因此，起着单向过滤器的作用。这种吸收了地面辐射出来的红外光（面辐射出来的红外光（12001630nm)，把能把能量截留在大气中，从而使大气温度升高的现象量截留在大气中，从而使大气温度升高的现象称为温室