【正文】 SO4 NO+[O]→NO 2 2NO2 +H2O→HNO 3+HNO2 降水的酸度是酸和堿平衡的結(jié)果 。 ? SO2和 NOx經(jīng)氧化后溶于水形成硫酸 、 硝酸和亞硝酸 ,這是造成降水 pH降低的主要原因 。 ? 大氣顆粒物中 Mn、 Cu、 V等是酸性氣體氧化的催化劑 。 ? 大氣光化學(xué)反應(yīng)生成的 O3和 HO2等又是使 SO2氧化的氧化劑 。 ? 飛灰中的氧化鈣 ,土壤中的碳酸鈣 ,天然和人為來(lái)源的 NH3以及其他堿性物質(zhì)都可使降水中的酸中和 ,對(duì)酸性降水起 “ 緩沖作用 ” 。 (1)酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件 :從現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看 ,降水酸度的時(shí)空分布與大氣中SO2和降水中 SO42濃度的時(shí)空分布存在著一定的相關(guān)性 。 這就是說(shuō) ,某地 SO2污染嚴(yán)重 ,降水中 SO42濃度就高 ,降水的 pH就低 。 如我國(guó)西南地區(qū)煤中含硫量高 ,并且很少經(jīng)脫硫處理 ,直接用做燃料燃燒 ,SO2排放量很高 。 再加上這個(gè)地區(qū)氣溫高 、 濕度大 ,有利于 SO2的轉(zhuǎn)化 ,因此造成了大面積強(qiáng)酸性降雨區(qū) 。 (2)大氣中的氨 :大氣中的 NH3對(duì)酸雨形成是非常重要的。已有研究表明 ,降水 pH決定于硫酸、硝酸與 NH3以及堿性塵粒的相互關(guān)系。 NH3是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿。由于它易溶于水 ,能與酸性氣溶膠或雨水中的酸起中和作用 ,從而降低了雨水的酸度。在大氣中 ,NH3與硫酸氣溶膠形成中性的硫酸銨 (NH4)2SO4或NH4HSO4。 SO2也可由于與 NH3反應(yīng)而減少 ,從而避免了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成硫酸。美國(guó)有人根據(jù)雨水的分布提出 ,酸雨嚴(yán)重的地區(qū)正是酸性氣體排放量大并且大氣中 NH3含量少的地區(qū)。 (3)顆粒物酸度及其緩沖能力 :顆粒物對(duì)酸雨的形成有兩方面的作用 ,一是所含的金屬可催化 SO2氧化成硫酸 。 二是對(duì)酸起中和作用 。 但如果顆粒物本身是酸性的 ,就不能起中和作用 ,而且還會(huì)成為酸的來(lái)源之一 。 目前我國(guó)大氣顆粒物濃度普遍很高 ,為國(guó)外的幾倍至幾十倍 ,在酸雨研究中自然是不能忽視的 。 (4)天氣形勢(shì)的影響 :如果氣象條件和地形有利于污染物的擴(kuò)散 ,則大氣中污染物濃度降低 ,酸雨就減弱 ,反之則加重 。 重慶市煤耗量只相當(dāng)于北京的三分之一 ,但每年排放 SO2量卻為北京的 2倍 。 而且重慶和貴陽(yáng)的氣象條件和多山的地形不利于污染物的擴(kuò)散 ,所以成為強(qiáng)酸性降雨區(qū) 。 八、大氣顆粒物 ? 大氣是由各種固體或液體微粒均勻地分散在空氣中形成的一個(gè)龐大的分散體系 。 它也可稱為氣溶膠體系 。 氣溶膠體系中分散的各種粒子稱為大氣顆粒物 。 ? 大氣顆粒物是大氣的一個(gè)組分 。 ? 在清潔大氣中 ,大氣顆粒物很少 ,而且是無(wú)毒的 。 ? 在污染大氣中 ,大氣顆粒物也屬污染物之列 ,并且其中許多是有毒的 。 (1)顆粒物的粒度分布 :粒度是顆粒物粒子粒徑的大小 。 按其粒徑大小可分為如下幾類 : ① 總懸浮顆粒物 :用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集到的顆粒物的總質(zhì)量 ,通常稱為總懸浮顆粒物 。 用 TSP表示 。 其粒徑多在 100μm以下 ,尤以 10μm以下的為最多 。 ② 飄塵 :可在大氣中長(zhǎng)期飄浮的懸浮物稱為飄塵 。其粒徑小于 10μm。 ③ 降塵 :粒徑大于 10μm， 由于自身的重力會(huì)很快沉降 。 ④ 可吸入粒子 :易于通過(guò)呼吸過(guò)程而進(jìn)入呼吸道的粒子 。 Dp≦ 10μm。 (2)大氣顆粒物的表面性質(zhì) :大氣顆粒物有三種重要的表面性質(zhì) ,即成核作用 、 粘合作用和吸著作用 。 ? 成核作用：是指過(guò)飽和蒸汽在顆粒物表面上形成液滴的現(xiàn)象 。 雨滴的形成就屬于成核作用 。 在被水蒸氣飽和的大氣中 ， 雖然存在著阻止水分子簡(jiǎn)單聚集而形成微?；蛞旱蔚膹?qiáng)勢(shì)壘 ， 但是 ， 如果已經(jīng)存在聚集物質(zhì) ， 那么水蒸氣分子就很容易在已有的微粒上凝聚 。這種效應(yīng)即使已有的微粒不是由水蒸氣凝結(jié)的液滴 ,而是由覆蓋了水蒸氣吸附層的物質(zhì)所組成的 ,凝結(jié)也同樣會(huì)發(fā)生 。 ? 粘合作用：粒子可以彼此相互緊緊地粘合或在固體表面上粘合。粘合或凝聚是小顆粒形成較大的凝聚體并最終達(dá)到很快沉降粒徑的過(guò)程。相同組成的液滴在它們相互碰撞時(shí)可能凝聚 ,固體粒子相互粘合的可能性隨粒徑的降低而增加 ,顆粒物的粘合程度與顆粒物及表面的組成、電荷、表面膜組成 (水膜或油膜 )及表面的租糙度有關(guān)。 ? 吸著作用：如果氣體或蒸汽溶解在微粒中 ,這種現(xiàn)象稱為吸收 。 若吸附在顆粒物表面上 ,則稱為吸著 。 涉及特殊的化學(xué)相互作用的吸著 ，稱為化學(xué)吸附作用 。 如大氣中 CO2與 Ca(OH)2的顆粒反應(yīng)為： Ca(OH)2 (s)+ CO2→CaCO 3+H2O 化學(xué)吸著的其他例子如 SO2與氧化鋁或氧化鐵氣溶膠的反應(yīng) ,硫酸氣溶膠與 NH3的反應(yīng)等 。 當(dāng)離子在顆粒物表面上粘合時(shí) ,可獲得負(fù)電荷或正電荷 ,電荷的電量受空氣的電擊穿強(qiáng)度和顆粒物表面積限制。在大氣顆粒物上的電荷可以是正的 ,也可以是負(fù)的?；陬w粒物帶有電荷這一性質(zhì) ,可利用靜電除塵法去除煙道氣中的顆粒物。 (1)無(wú)機(jī)顆粒物 (2)有機(jī)顆粒物 (1)干沉降 :干沉降是指顆粒物在重力作用下的沉降 ,或與其他物體碰撞后發(fā)生的沉降。這種沉降存在著兩種機(jī)制。一種是通過(guò)重力對(duì)顆粒物的作用 ,使其降落在土壤、水體的表面或植物、建筑物等物體上。沉降的速度與顆粒物的粒徑、密度、空氣運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)等有關(guān)。另一種沉降機(jī)制是粒徑小于 ,即愛根粒子 ,它們靠布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散 ,相互碰撞而凝聚成較大的顆粒 ,通過(guò)大氣揣流擴(kuò)散到地面或碰撞而去除。 (2)濕沉降 :濕沉降是指通過(guò)降雨、降雪等使顆粒物從大氣中去除的過(guò)程。它是去除大氣顆粒物和痕量氣態(tài)污染物的有效方法。濕沉降也可分雨除和沖刷兩種機(jī)制。雨除是指一些顆粒物可做為形成云的凝結(jié)核 ,成為云滴的中心 ,通過(guò)凝結(jié)過(guò)程和碰撞過(guò)程使其增大為雨滴 ,進(jìn)一步長(zhǎng)大而形成雨降落到地面 ,顆粒物也就隨之從大氣中被去除。雨除對(duì)半徑小于 1μm的顆粒物的去除效率較高 ,特別是具有吸濕性和可溶性的顆粒物更明顯。沖刷則是降雨時(shí)在云下面的顆粒物與降下來(lái)的雨滴發(fā)生慣性碰撞或擴(kuò)散、吸附過(guò)程 ,從而使顆粒物去除。沖刷對(duì)半徑為 4μm以上的顆粒物效率較高。 一般通過(guò)濕沉降過(guò)程去除大氣中顆粒物的量約占總量的 80%~90%,而干沉降只有 10%~20%。 但是 ,不論雨除或沖刷 ,對(duì)半徑為 2μm左右的顆粒物都沒有明顯的去除作用 。 因而它們可隨氣流被輸送到幾百公里甚至上千公里以外的地方去 ,造成大范圍的污染 。 九、溫室氣體和溫室效應(yīng) 溫室氣體 H2O: 吸 收 波 長(zhǎng) 為 700~850nm 和1100~1400nm的紅外輻射 ,且吸收極弱 ,而對(duì) 850~1l00nm的輻射全無(wú)吸收 。 CO2:吸收波長(zhǎng)為 1200~1630nm 其它：甲烷 、 CO、 二氯乙烷 、 臭氧 、CFC1 CFC1 四氯化碳 有學(xué)者預(yù)計(jì)到 2030年左右 ,大氣中溫室氣體的濃度相當(dāng)于 CO2濃度增加 1倍。因此 ,全球變暖問(wèn)題除 CO2外 ,還應(yīng)考慮具有溫室效應(yīng)的其他氣體及顆粒物的作用。圖 227顯示了幾十年來(lái)各種溫室氣體濃度上升對(duì)氣溫的影響。通過(guò)對(duì)氣溫變暖現(xiàn)象的觀察 ,已發(fā)現(xiàn)地表大氣的平均溫度在不斷變化中也有上升的趨勢(shì)。近100年來(lái) ,平均氣溫上升為 ~℃ ,特別是1980年記錄了觀測(cè)史上最高溫度 。海平面上升了 100~200nm,其原因可能是由于伴隨水溫度上升而使海水膨脹以及陸地冰川 |融化等。盡管當(dāng)前國(guó)際上對(duì)全球氣溫變暖問(wèn)題尚未有一致的看法 ,但有關(guān)這方面的國(guó)際活動(dòng)相當(dāng)活躍 ,對(duì)全球氣候變化的機(jī)制正在廣泛地研究之中。 目前研究還表明 ,氣溫變暖在全球不同地域有明顯的差異。例如 ,若全球平均氣溫升高 2℃ 赤道地區(qū)至多上升 ℃ ,而高緯度和極地地區(qū)竟能上升 6℃ 以上。這樣高緯度和低緯度之間的溫差將明顯減小 ,使由溫差而產(chǎn)生的大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。一般認(rèn)為 ,溫室效應(yīng)對(duì)北半球影響更為嚴(yán)重。有人預(yù)測(cè)按現(xiàn)在發(fā)展趨勢(shì) ,35年后北極平均溫度可上升 2℃ ,而南極需 65年才會(huì)產(chǎn)生這種結(jié)果。 50年后 ,歐亞和北美國(guó)家的平均溫度要比目前提高2℃ ,而南半球可能提高不到 1℃ 。