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文件名称:北大环境工程化学基础课件02大气环境化学.ppt
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更新时间:2025-07-01
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文档摘要

大气中检出的多环芳烃有二百多种,其中一小部分以气体形式存在,大部分则在气溶胶中。人们对多环芳烃在大气中的反应了解更少。HO与多环方烃发生H摘除反应。蒽环内氧桥化合物§光化学烟雾含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。1940年,在美国洛杉矶首次出现了这种污染现象。它的特征是烟气呈蓝色,具有强氧化性,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。其刺激物浓度的高峰在中午和午后。光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氢化物存在,大气温度较低,而且有强的阳光照射。这样在大气中就会发生一系列复杂的反应,生成出一些二次污染物,如O3、醛、PAN、H2O2等。这便形成了光化学污染。图2-14光化学烟雾日变化曲线环境工程化学基础1概述2大气环境化学3水环境化学4土壤环境化学5多介质环境化学内容提要及重点要求:主要介绍大气结构,大气中的主要污染物及其迁移,光化学反应基础,重要的大气污染化学问题及其形成机制。要求了解大气的层结结构,大气中的主要污染物,大气运动的基本规律。掌握污染物遵循这些规律而发生的迁移过程,特别是重要污染物参与光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理。了解酸雨、温室效应以及臭氧层破坏等全球性环境问题。2.1大气中污染物的迁移2.2大气中污染物的转化2大气环境化学2.1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。大气层中空气的运动主要是由于温度差异而引起的。这里首先介绍大气温度层结及由于温度差异而引起的空气运动的规律,进而介绍污染物遵循这些规律在大气中的迁移过程。§大气温度层结由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层大气对太阳福射吸收程度上的差异,使得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。人们通常把大气的温度和密度在垂直方向上的分布,称为大气温度层结和大气密度层结。图2-l和图2-2分别给出大气中典型的温度层结和密度层结。图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布对流层顶对流层平流层平流层顶中间层中间层顶热层根据大气的温度层结、密度层结和运动规律,可将大气划分为对流层(12km、占全部大气质量的3/4、几乎所有的水蒸汽都在这一层)、平流层(高度在17-55km之间,其状态稳定,在15-35km之间,25km处浓度最大)存在臭氧层,臭氧分子能够吸收来自太阳的紫外辐射而分解为氧原子和氧分子,当它们又重新化合为臭氧分子时,便可释放出大量的热能,这就是平流层温度升高的原因。平流层内由于上热下冷,空气垂直对流运动很小,只能随地球自转而产生平流运动。故污染物进入平硫层后,它会由此而形成一薄层,使污粱物遍布全球。)、中间层(85km)和热层(800km电离层),更远的地方称为逸散层,那里气体已极其稀薄。§辐射逆温层在对流层中,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。这可由垂直递递减率(Γ)的变化情况来判断。当Γ=0时,称为等温气层;当Γ<0时,称为逆温气层。逆温现象经常发生在较低气层中,这时气层稳定性特强,对大气中垂直运动的发展起阻碍作用。逆温形成的过程是多种多样的。由于过程的不同,可分为近地层逆温和自由大气逆温两种。近地层逆温有辐射逆温、平流逆温、融雪逆温和地形逆温等;自由大气的逆温有乱流逆温、下沉逆温和峰面逆温等。图2-3辐射逆温§大气稳定度流体的层结对于流体的垂直运动有着重要的影响。我们知道.一般来讲,若密度大的流体在密度小的流体下面,则这种层结分布是稳定的,反过来就是不稳定的。然而对于空气而言,尽管其密度随高度增加而减小,但它未必是稳定的。因为它的稳定性还受温度层结所制约。所以一个空气气块的稳定性应该是密度层结和温度层结共同作用来决定的。大气稳定度是指大气中某一高度上的气块在垂直方向上的相对稳定程度。设想在层结大气中有一气块,如果由于某种原因使其产生一个小的垂直位移.其层结大气使气块趋于回到原来的平衡位置,则称层结是稳定的;若层结大气使气块趋于继续离开原来的位置,则称层结是不稳定的;介于二者之间则称层结为中性的。气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和干绝热垂直递减率有关。若Γ<Γd,表明大气是稳定的;Γ>Γd,大气是不稳