2.1工业城市污染案例及分析（课件）-《环境化学》同步教学（大连理工大学出版社）

模块二 大 气 环 境 化 学 学习目标 掌握： 大气污染物发生的迁移、转化过程； 污染物参与程和机理 了解： 大气的层结结构、大气污染物及大气运动基本规律； 描述大气污染的数学模式； 酸雨、温室效应及臭氧层破坏 主要内容 工业城市污染案例及分析 大气污染物 室内环境污染物 1. 工业城市污染案例及分析 一.大气环境化学基础知识 二.大气污染 思考题： ⒈什么是大气温度层结？ ⒉什么是气温垂直递减率？ 大气主要由氮、氧和几种惰性气体组成，它们约占大气总量的99.9%以上。除气体外，大气中还悬浮着大量固体和液体颗粒。 按照停留时间的长短，大气组分可分为三类： 准永久气体：N2、Ar、Ne、Kr、Xe； 可变组分：CO2、CH4、H2、N2O、O3、O2 强可变组分：H2O、CO、NO、NH3、SO2、碳氢化合物(HC)、颗粒物、H2S 主要来自人为源，其次是天然源 1.1 大气的组成 成云致雨的必要条件（凝结核） 主要 成分 次要 成分 水 汽 固体杂质 生物体的基本成分 维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件；对地面保温 大气组成 主 要 作 用 干 洁 空 气 O3 N2 O2 CO2 大气各成分的作用 可变组分和强可变组分在大气中停留时间短，有可能参与平流层或对流层中的化学变化，它们在大气中的时空分布受地域的影响，在不同地区或高度，其分布往往有很大的不同。 如冶炼厂、火力电厂所在地上空的大气中含烟尘、SO2、NOx等强可变组分较多 ； 在化工区周围的大气中含有较多的无机或有机物质； 当这些物质在大气中达到一定浓度时，就有可能产生局部的大气污染。 空气的作用 没有空气就没有生命 ①空气是生命的支柱，它为人类及动物提供呼吸所需要的O2。一般成年人每天需要吸入13kg（10m3）的空气。 ②为植物的光合作用提供CO2，合成碳水化合物，提供人类和动物的食物。 ③大气中的氮通过不同形式的固氮作用以及一系列复杂的生物化学反应，转变为生命不可缺少的氨基酸。 ④大气在以太阳为能源的庞大的蒸馏室中起冷凝器的作用，形成降雨，从而把水从海洋输送到陆地，为陆地生物提供了必要的生活条件。 ⑤大气还吸收来自外层空间的宇宙射线和来自太阳的大部分电磁辐射，滤掉了波长小于290nm的紫外辐射，使地球上的生物免受其伤害。 随着工农业的发展，大气污染日益严重。例如：酸雨、温室效应、臭氧空洞。 1.2 大气层的结构★ 围绕地球的大气总质量约为5.3×1018kg，占地球总质量的百万分之一。地球的总表面积约为5.1×1014平方米，所以地球表面的压力，大致为1kg/cm2。 大气质量在铅直方向的分布是极不均匀的。 高度h(km) 5 15 30 80 质量W(%) 50 90 99 99.999 把静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。 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: ★1.2.1 大气温度层结和大气密度层结 对流层（Troposphere） 平流层（Stratosphere） 中间层（Meosphere） 热 层（Therosphere） 逃逸层（Stratopause） 图2-1 大气主要成份及温度分布 ①对流层是大气的底层，厚度随纬度和季节而变化。纬度越高厚度越薄，夏季较厚，冬季较薄，其平均厚度为12km。 ②该层内气温随高度的增加而降低，大约每上升100m，温度降低0.6℃。因为对流层内大气的重要热源是来自地面的长波辐射。 ★大气垂直递减率：随高度升高气温的降低率，通常用下式表示： Г= -dT/dz 式中：T：绝对温度，K； z：高度。 在对流层中，平均dT/dz<0且Г＝0. 6/100m。 1）对流层 大气的温度层结 ③大气中绝大多数天气现象都发生在对流层中。 这一层内含有全部大气质量3/4的大气和几乎所有的水汽，加之空气的运动会造成风、雨、雷电和冷暖转变等复杂的天气现象，对天气分析和预报具有重要意义。 ④从污染源排放出的污染物几乎都直接进入对流层，因而这些污染物的迁移转化过程也主要发生在这一层内。 ⑤对流层顶层温度特别低，具有屏障作用。阻挡水分子向上移动进入平流层，避免大气氢遭到损失。 垂直对流 斗笠云 环状云 2）平流层 ①高度：对流层顶~50km。 ②温度：在30~35km以下的低层，随高度的增加气温保持不变（同温层）。从30~35km以上，气温随高度的增加而升高。到平流层顶时，温度可接近0℃。 ③在