《大气环境化学 》ppt课件

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1、第二章　大气环境化学第一节大气的组成及其主要污染物一、大气的主要成份主要成份稀有气体水，可变，一般1-3%痕量组分大气的组成及其主要污染物二、大气层的结构1、对流层8-18公里赤道厚两极薄夏天厚冬天薄气温随海拔增加而降低，（0.6°/100m）有强烈对流（原因），（越热越强）集中3/4大气质量，绝大部分污染，天气过程摩擦层或边界层（低层大气）与对流层顶层大气的组成及其主要污染物2、平流层十几到约50km。温度随海拔升高而增加，下部不明显，同温层；上部明显空气运动：平流，非对流空气较稀薄，水、尘、天气现象微臭氧、臭氧层（吸收紫外线放热，平流层变温原因）3、中间层，（遂海拔升

2、高降温）4、热层、及逃逸层大气的组成及其主要污染物三、大气中的主要污染物分类：气态污染物、颗粒物一次污染物、二次污染物1、含硫污染物2、含氮化合物3、含碳化合物第二节　大气中污染物的迁移一．大气温度层结定义：人们通常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。大气层的划分：对流层、平流层、中间层、热层（也叫电离层）、逸散层。大气垂直递减率：随高度升高气温的降低率称为大气递减率。通常用下式表式：式中：T－绝对温度，K；Z－高度一般Г＝0.6K/100m。即每升高100m，气温降低0.6℃。二．辐射逆温层产生的原因：当白天地面受日照而升温时，近地面

3、空气的温度随之升高。夜晚地面由于向外辐射而冷却，这使近地面空气的温度自下而上逐渐降低，由于上面的空气比下面的空气冷却慢，结果就形成逆温现象。逆温的分类：近地层的逆温自由大气的逆温辐射逆温平流逆温融雪逆温地形逆温乱流逆温下沉逆温锋面逆温（上层逆温）三．气块的绝热过程和干绝热递减率干绝热递减率定义：干空气上升时温度降低值与上升高度的比。四．气块稳定度一般来讲，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少，但它未必是稳定的。因为它的稳定性还受温度层结所制约。所以一个空气块的稳定性应该是密度层结和温度层

4、结共同作用来决定的。单位是℃/m气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和气块干绝热垂直递减率有关。若：大气垂直递减率＜干绝热垂直递减率　稳定大气垂直递减率＝干绝热垂直递减率　平衡大气垂直递减率＞干绝热垂直递减率　不稳大气温度垂直递减率越小，气块越稳定。如污染物进入平流层，由于该层垂直递减率为负值，垂直混合很慢，以致使污染物在平流层内难以扩散，甚至可滞留数年之久。五．影响大气污染物迁移的因素影响大气污染物迁移的因素有：机械运动、逆温现象、污染源本身的特性。1.风和大气湍流的影响污染物在大气中的扩散取决于三个因素。风可使污染物向下风向扩散，湍流可使污染物向各方向扩散，浓度梯度可

5、使污染物发生质量扩散，其中风和湍流起主导作用。湍流具极强的扩散能力，它比分子扩散快105－106倍，风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度就越快，污染物浓度就越低。根据湍流形成的原因可分为两种湍流，一种是动力湍流，它起因于有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形扰动所产生，它们主要取决于风速梯度和地面粗糙等：另一种是热力湍流，它起因于地表面温度与地表面附近的温度不均一，近地面空气受热膨胀而上升，随之上面的冷空气下降，从而形成垂直运动（也叫对流）。它们有时以动力湍流为主，有时动力湍流与热力湍流共存，且主次难分。这些都是使大气中污染物迁移的主要原因。最大混合层高度（对流层混合上限

6、或只考虑温差）浮力加速度方程2．天气形势和地理地势的影响——下沉逆温：由于大气压分布不均，在高压区里存在着下沉气流，由此使气温绝热上升，于是形成上热下冷的逆温现象，这种逆温称为下沉逆温。它的特点是：持续时间长，范围分布广，厚度也较厚。从而使污染源排放出来的污染物长时间积累在逆温层中而不能扩散。由于不同地形地面之间的物理性质存在着很大差异，从而引起热状况在水平方向上分布不均匀。这种热力差异在弱的天气系统条件下就有可能产生局部地环流。如海陆风、城郊风和山谷风等。——海陆风海陆风对空气污染的影响：一是循环作用；一是往返作用。——城郊风城市是人口、楼宇高度集中的地区，由于人的活动

7、和工业生产，使城市温度比周围郊区温度高，这一现象被称之为城市热岛效应。由于城区气温比农村高，特别是低层空气温度比四周郊区空气温度高，于是城市地区热空气上升，并在高空向四周辐散，而四周郊区较冷的空气流来补充，形成了城市特有的热力环流——热岛环流。这种现象在夜间、在晴朗平稳的天气下，表现得最为明显。由于热岛环流的存在，城市郊区工厂所排放的污染物可由低层吹向市区，使市区污染物浓度升高。因此，在城市四周布置工业区时，要考虑热岛环流存在这一特点。——山谷风。白天，山坡吸受较强的太阳辐射，气温增高，因空气密度小而上升，形成空气从谷底沿山坡