【正文】 HCO3 H+ + CO32 根據電中性原理： [H+]=[OH]+[HCO3 ]+2[CO32 ]， 將用 KH、 K K [H+]表達的式子代入，得： [H+]3 – (Kw+KHK1pco2) [H+] 2KHK1K2pco2 =0 在一定溫度下， Kw、 KH、 K K pco2都有固定值，將 這些已知數值帶入上式，計算結果是 pH= 降水的化學組成 O N CO H2及惰性氣體 土壤衍生礦物離子 Al3+、 Ca2+、 Mg2+、 Fe3+、 Mn2+和硅酸鹽等；海洋鹽類離子 Na+、 Cl、 Br、 SO4 HCO3 及少量 K+、 Mg2+、 Ca2+、 I和 PO43； 氣體轉化產物 SO4 NONH4+、 Cl 和 H+； 人為排放源 As、 Cd、 Cr、 Co、 Cu、 Pb、Mn、 Mo、 Ni、 V、 Zn、 Ag、 Sn、 Hg。 有機酸、醛類、烷烴、烯烴和芳烴 O PAN、 H2O2等 來自于土壤粒子和燃料燃燒排放塵粒 A、 SO2 和 NOX 是形成酸雨的主要起始物，其形成過程為： SO2 + [O] → SO 3 SO3 + H2O → H 2SO4 SO2 + H2O → H 2SO3 H2SO3 + [O] → H 2SO4 NO + [O] → NO 2 2NO2 + H2O → HNO 3 + HNO2 酸雨的化學組成 Mn、 V、 Cu 等是酸性氣體氧化的催化 劑；大氣光化學產物 O HO2 是使 SO2 氧化的氧化劑。堿性物質可以起到緩沖 作用。 B、影響酸雨形成的因素 : 酸性污染物 的排放及其轉化條件：高溫、高濕、大量 SO2 排放 大氣中的 氨 ：氨是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿，由于易溶于水，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸起中和作用。 顆粒物 酸度及其緩沖能力：一方面，顆粒物所含金屬可催化 SO2 氧化成 H2SO4；另一方面，對酸起中和作用 天氣形勢 的影響：利于污染物擴散的氣象條件下不易形成酸雨。 7. 酸雨的形成機制 核心物質： SO2 、 NOx 過程：成雨和沖刷 排入大氣中的 SONOx 被氧化后，在云層內與雨滴作用而形成酸雨 直接吸收形成酸雨 水蒸氣冷凝在含有硫酸鹽或硝酸鹽的氣溶膠的凝結核 上，氣溶膠離子與水滴在形成過程中互相碰撞合并，形成酸雨 SO2 、 NOx、 HCl HNO NH HCHO等氣態(tài)物質 吸收 雨 成長 云 凝結 水蒸氣 顆粒物、 H2SO 硫酸鹽 、 銨鹽 、 氯化物、金屬氧化物 成核 成雨 酸雨形成機制圖 九、溫室氣體和溫室效應 溫室效應 ：大氣中的吸收了地面輻射出來的紅外 光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高， 這種現象稱為溫室效應。 溫室氣體 ：能夠引起溫室現象的氣體稱之為溫室 氣體，如 CO CH O CO、 CH3CHCl2。 十、臭氧層的形成與損耗 臭氧層存在于的平流層中，主要分布在距地 面 1050 km范圍內，濃度峰值在 2025km處由于臭 氧層能夠吸收 99%以上來自太陽的紫外輻射，從而 保護了地球上的生物不受其傷害。 臭氧層的形成與損耗的化學反應 1 、清潔大氣中： O3 的形成 O2 + hv → 2O O + O2 + M → O 3 + M 總反應 ： 3O2 + hv → 2O 3 O3 的猝滅 O3 + hv → O + O 2 O3 + O → 2O 2 兩種反應動態(tài)平衡，維持臭氧層一定厚度。當大氣被污后，導致 O3 的猝滅，影響 O3 的厚度 。 HOx、 NOx、 ClOx 等是導致 O3 猝滅的直接原因，把他們叫做 活性物質 。它們導致 O3 猝滅的反應如下： ? HOx 破壞 O3 的反應 HO + O3 → HO 2 + O2 HO2 + O → HO + O 2 總反應： O3 + O → 2O 2 ? NOx 破壞 O3 的反應 NO + O3 → NO 2 + O NO2 + O → NO + O 2 總反應： O3 + O → 2O 2 ?ClOx 破壞 O3 的反應 Cl + O3 → ClO + O 2 ClO + O → Cl + O 總反應： O3 + O → 2O 2 活性物質來源主要是： (1) NO 的來源： (a) N2O 氧化 N2O + O → 2NO NO + O3 → NO 2 + O2 (b) 飛機排入 NO (2) HOx 的來源： H2O + O → 2HO CH4 + O → CH 3 + HO H2 + O → H + HO (3) ClOx 的來源： CH3Cl(海洋生物產生 ) → CH 3 + Cl CFCl3 + hv → CFCl 2 + Cl CF2Cl2 + hv → CF 2Cl + Cl 八、大氣顆粒物 一次顆粒物 ：直接由污染源排放出的顆粒物 二次顆粒物 ：在大氣中發(fā)生反應而產生的顆粒物 顆粒物定義 大氣顆粒物是指那些懸浮在大氣中的顆粒。 大氣氣溶膠的嚴格含義是指大氣與懸浮在其中的固體和液體微粒共同組成的多相體系 。 、名稱 名稱 顆粒直徑 物態(tài) 生成機制、現象 粉塵（微塵、Dust） 1100μ m 固體 機械粉碎的固體顆粒，揚塵、風沙 煙（煙氣、Fume） m 固體 由升華、蒸餾、熔融及化學反應等產生的蒸汽凝結而成的固體顆粒 灰（ Ash） 1200μ m 固體 燃燒過程中產生的不燃性微粒 霧（ Fog） 2200μ m 液體 水蒸氣冷凝生成的顆粒小水滴或冰晶，水平視程小于 1km 名稱 顆粒直徑 物態(tài) 生成機制、現象 靄（ Mist） ＞ 10μ m 液體 與霧相似，氣象上規(guī)定稱輕霧，水平視程在 12km，使大氣呈灰色 霾（ Haze） m 固體 干的塵或鹽粒懸浮于大氣中形成，使大氣渾濁呈淺藍色或黃色 煙塵（ Smoke） m 固體與液體 含碳物質，如煤炭燃燒時產生的固體碳粒、水、焦油狀物質及不完全燃燒的灰分所形成的混合物 煙霧（ smog） 2μ m 固體 泛指各種妨礙視程的大氣污染現象 大氣顆粒物的化學組成（源） 無機顆粒物：由顆粒物的形成過程決定。如揚塵的成分主要是該地區(qū)的土壤粒子。海洋濺沫成分主要是氯化鈉 粒子和硫酸鹽粒子。 有機顆粒物：指大氣中的有機物質凝聚而形成的顆粒物，或有機物質吸附在其他顆粒物上面而形成的顆粒物。粒徑較小，屬于愛根核?；蚍e聚模。 大氣顆粒物的去除過程（匯） 干沉降存在兩種機制 (1)顆粒物在 重力作用 下沉降 (2)粒徑小于 μ m顆粒物做 布朗運動 、與其他物體 碰撞 后發(fā)生沉降 濕沉降的兩種機制 (1)雨除（ rain out） 指一些顆粒物作為形成云的凝結核，成為云滴的中 心，通過凝結過程和碰撞過程使其增大為雨滴，形成降 雨，顆粒物從而被去除。對半徑小于 1μm 的顆粒物有 效； (2)沖刷（ wash out） 降雨時在云下面的顆粒物與降下來的雨滴發(fā)生慣性碰 撞或擴散、吸附過程，從而使顆粒物去除，對于半徑在4μm 以上的顆粒物效率較高。 半徑在 2μm 左右的很難通過以上兩種方式除去。 八、大氣顆粒物 顆粒物的粒度和表面性質 粒度 ：是顆粒物粒子粒徑的大小。粒徑通常指顆粒物的 直徑。目前多用空氣動力學直徑 (Dp)來表示。 空氣動力學直徑 (Dp)： 與所研究粒子有相同降落速度 的、密度為 1的球體直徑。 Dg ——幾何直徑， K ——形狀系數， ρp ——忽略了浮力效應的粒密度， ρ0 ——參考密度 (1g/cm3) 0/ ?? pgp KDD ?按粒徑大小將大氣顆粒物分為： TSP 100μm 飄塵 10 μm 降塵 10 μm 可吸入粒子 Dp≤10 μm 大氣顆粒物的三模態(tài) Whitby 等人依據大氣顆粒物表面積與粒徑分布的關系得到了三種不同類型的粒度模。 愛根核模 (Dp≤ μm ) 積聚模 ( μm Dp2 μm ) 粗粒子模 (Dp2 μm ) ? 愛根核模： 主要來源于燃燒過程所產生的一次顆粒物，以及氣體分 子通過化學反應均相成核而生成的二次顆粒物。粒徑 小，數量多，表面積大而很不穩(wěn)定，易相互碰撞結成大 粒子而轉入積聚模。也可在大氣湍流擴散過程中很快被 其他物質或地面吸收而去除。 ? 積聚模 主要由核模凝聚或通過熱蒸汽冷凝在凝聚長大。多為二 次污染物， 硫酸鹽占 80%以上 。在大氣中不宜由擴散或 碰撞而去除。 以上兩種模的顆粒物合稱為 細粒子 。 ?粗粒子 粗粒子模的粒子稱為粗粒子，多由機械過程所產生的揚塵、液滴蒸發(fā)、海鹽濺沫、火山爆發(fā)和風沙等一次顆粒物所構成，組成與地面土壤十分相近，這些粒子主要靠干沉降和濕沉降過程而去除。 大氣顆粒物的表面性質 指飽和蒸汽在顆粒物表面形成液滴的現象 指顆粒彼此粘合或在固體表面粘合 指氣體或蒸汽吸附在顆粒物表面 室內空氣環(huán)境的污染 煤煙型污染 光化學污染 室內空氣污染 建筑綜合癥： Sick Building Symdrome SBS 主要污染物及危害 ? 甲醛：無色、易溶、易揮發(fā)、具有刺激性氣味 甲醛樹脂混合物：脲醛樹脂 來源：涂料、樹脂、建筑材料的粘合劑，吸煙，油漆，化纖地毯，復合板材 ? 揮發(fā)性有機物 VOC(volatile anic punds) 沸點在 50260之間，室溫下飽和蒸汽壓超過 來源：廣泛存在于建筑涂料、地面覆蓋材料、墻面裝飾材料、空調管道襯套材料及膠黏劑中 ? 重金屬鉛 來源：涂料、污染的灰塵和水管 ? 塵螨、霉菌 溫暖潮濕的環(huán)境生存 哮喘過敏原 ? 氡氣 是土壤及巖石中的鈾、鐳、釷等放射性元素的衰變產物，是一種無色、無味，具有放射性的氣體。 某些含鈾系元素高的建筑材料，如磚、花崗巖、混凝土中含有氡氣。 室內空氣質量控制對策 ? 保障通風良好 ? 控制污染源 ? 植物凈化 ? 化學去除法 小測 ? 請敘述大氣可劃分為哪些層次及其各層次的特點。 ? 海陸風是如何形成的？ ? PAN的形成機制？ ? 光化學反應機制？ ? 影響酸雨形成的因素？