2.1大气的组成及其主要污染物

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1、第二章大气环境化学重点内容（1）污染物在大气中的迁移Ø气象基础：大气垂直分层、气象要素、气温绝热变化、大气稳定度Ø污染物迁移影响因素：地形、逆温、山谷风、海陆风等Ø污染物迁移的数学模式：推导与应用（2）污染物在大气中的转化Ø光化学反应基础Ø自由基反应和来源Ø氮氧化物和碳氢化合物、硫氧化合物的转化（3）几种代表性的大气环境污染问题Ø酸雨，光化学烟雾，Ø温室效应，全球变暖Ø臭氧层破坏第一节、大气的组成及其主要污染物一、大气的主要成分N2(78.08%)、O2(20.95%)、Ar(0.934%)、CO2(0.0314%)二、大气层的结构对流层平流层中间层热层逸散层热层中间

2、层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)1、对流层平均厚度12km,赤道19km，两极8-9km，云雨主要发生层，夏季厚，冬季薄。特点:（1）气温随高度升高而降低。（2）空气密度大。（3）天气复杂多变。（4）对流层下部湍流。2、平流层对流层顶到约50km的地方特点：（1）空气基本无对流，平流运动占显著优势。（2）空气比下层稀薄，水汽、尘埃含量很少，很少有天气现象，透明度极高。（3）在15-35km的范围内（平流层上层），厚度约20km的臭氧层。3、中间层从平流层顶到约85km的高度。特点：（1）空气更稀薄

3、（2） 无水分（3） 温度随高度增加而降低，中间层顶，气温最低（-100℃）（4）中间层中上部，气体分子（O2、N2）开始电离。4、热（成）层从80km到约800km的地方特点：(1)温度随高度增加迅速增高；(2)大气更为稀薄;(3)大部分空气分子被电离成为离子和自由电子，又称电离层，可以反射无线电波.5、逸散层（1）800km以上高空（2）空气稀薄，密度几乎与太空相同（3）空气分子受地球引力极小，所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去三、大气中的主要污染物从18世纪末至20世纪初，是大气污染的形成时期。上世纪50年代至70年代，工业发达国家石油、化石燃料使用量迅速上

4、升，大气污染物含量迅速上升，致使大气污染加剧。80年代以来，由于酸雨、臭氧层的破坏和温室效应等问题的加剧，大气污染问题已成为全球性环境问题，严重威胁着人类生存和发展。一、含硫化合物硫化合物主要包括H2S、SO2、SO3、H2SO4、MSO3、MSO4和有机硫化合物等。其中最主要的是SO2、H2S和H2SO4。1.SO2讨论SO2的危害?人类的哪些活动，使大量SO2进入大气?SO2浓度特征SO2的日变化在城区表现为双峰型。SO2日变化曲线说明北京地区大气中的主要来源于采暖过程影响分SO2分布的因素风速、风向大气稳定度和低层逆温湍流2.H2S讨论来源消除人为来源天然来源与

5、自由基反应COS、CS2与HO·反应火山喷发海水浪花生物活动二、含氮化合物主要含氮化合物为N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐等。1.N2ON2O是无色气体，称为“笑气”,是低层大气中含量最高的含氮化合物,也是停留时间最长的氮氧化物.主要来源于自然界中土壤中硝酸盐经细菌的脱氮作用;是目前已知的温室气体之一，含量约为0.3ppm。NO3-+2H2+H+1/2N2O+5/2H2O2.NOX的来源与消除无色无味的NO和刺激性的红棕色NO2均是大气中的重要污染物，通常用NOx表示。通过闪电、微生物固定及NH3的氧化等各种天然源和污染源进入大气。大气中

6、的氮在高温下能氧化成一氧化氮，进而转化为二氧化氮。火山爆发和森林大火等都会产生氮氧化物。人为污染源是各种燃料在高温下的燃烧以及硝酸、氮肥、炸药和染料等生产过程中所产生的含氮氧化物废气造成的，其中以燃料燃烧排出的废气造成的污染最为严重。燃烧过程中NOX的形成机理途径二:空气中的N2在燃烧过程中被氧化生成NOX途径一:含氮化合物在燃烧过程中氧化生成NOX3.燃烧过程中影响NOX形成的因素燃烧温度高温既能产生较高的NO含量,又有助于NO的快速生成.空燃比完全燃烧化学计量空燃比“富”燃料“贫”燃料空燃比与汽车尾气中NOX排放量的关系，参考图2-104.NOX的危害NOX是导致

7、大气光化学污染的重要污染物.NO2浓度较高,会引起肺炎,支气管炎甚至死亡;同时会破坏植物组织。NO能与血红蛋白结合,减弱血液的输氧能力.(CO;NO;NO2-)三、含碳化合物主要包括:CO、CO2、有机碳氢化合物、含氧烃类1.COCO是一种毒性极强、无色、无味的气体,是排放量最大的大气污染物之一.(1)CO的人为来源:燃料不完全燃烧燃料的燃烧过程是城市大气中CO的主要来源,据估计,在全球范围内,80%的CO人为来源是由汽车排放出来的.(2)CO的天然来源:甲烷的转化,海水CO的挥发,植物的排放,森林火灾,农业废弃物焚烧.1.CO(3)CO的去除A土壤