1、酸性降水：通過降水將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程，是一種酸沉降過程。 酸沉降 (acid deposition)：酸性物質(zhì)遷移到地表的過程，通過干、濕沉降兩種途徑實(shí)現(xiàn)。 干沉降 (dry deposition)：隨氣流的對(duì)流和擴(kuò)散作用，被土壤、水體和植被等吸附去除。 濕沉降 (wet deposition)：通過降水落到地面（酸雨acid rain）。,七、酸性降水,1、酸雨的研究概況 50年代：英國R.A.Smith最早觀察到酸性降雨。 1972年：發(fā)表了第一篇有關(guān)北美酸雨的論文穿越國界的大氣污染：大氣和降水中的硫?qū)Νh(huán)境的影響。 1982年：召開了“國際環(huán)境酸化會(huì)議”，標(biāo)志酸雨污染成為世

2、界重要的環(huán)境問題之一。 80年代：除北美、歐洲以外，東北亞（日本、韓國和中國的酸雨區(qū)）成為世界第三大酸雨區(qū)。 本世紀(jì)：世界酸雨污染范圍日益擴(kuò)大，幾乎整個(gè)歐洲地區(qū)都在降酸雨。,1、酸雨的研究概況 50年代：英國R.A.Smith最早觀察到酸性降雨。 1972年：發(fā)表了第一篇有關(guān)北美酸雨的論文穿越國界的大氣污染：大氣和降水中的硫?qū)Νh(huán)境的影響。 1982年：召開了“國際環(huán)境酸化會(huì)議”，標(biāo)志酸雨污染成為世界重要的環(huán)境問題之一。 80年代：除北美、歐洲以外，東北亞（日本、韓國和中國的酸雨區(qū)）成為世界第三大酸雨區(qū)。 本世紀(jì)：世界酸雨污染范圍日益擴(kuò)大，幾乎整個(gè)歐洲地區(qū)都在降酸雨。,中國的酸雨情況 80年代：

3、主要發(fā)生在西南地區(qū)。 90年代中期：發(fā)展到長江以南、青藏高原altiplano以及四川盆地basin等地區(qū)，年均降水pH5.6的區(qū)域占全國面積的40%左右 。 主要致酸物質(zhì)是硫酸鹽，降水中SO42-的含量普遍都很高。,我國年降水量和主要酸雨區(qū),2、降水的酸度 天然降雨：pH值為67左右（偏酸性） CO2（g，25）H2OHHCO3 天然降水的微弱酸性：溶解土壤的養(yǎng)分，供生物吸收，有利于人類環(huán)境。,酸雨的危害harm 使土壤貧瘠化leanness：抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗eluviate與土壤粒子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營養(yǎng)元素； 損害農(nóng)作物和林木生長：使土壤變酸，傷害植物的新生芽葉，干

4、擾光合作用photosynthesis，影響其發(fā)育生長； 污染飲用水源：使河流、湖泊等地表水酸化，使流域土壤和水體底泥中的金屬(例如鋁)可被溶解進(jìn)入水中； 危害漁業(yè)生產(chǎn)，毒害魚類： pH值小于4.8時(shí)魚類消失； 腐蝕建筑材料：腐蝕建筑材料、腐蝕建筑物、金屬結(jié)構(gòu)、油漆、工廠設(shè)備和名勝showplace古跡a historic spot(site)等。 危害人類健康、造成經(jīng)濟(jì)損失：對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害，不僅是經(jīng)濟(jì)問題，還直接威脅13億人口的吃飯問題。,3、酸雨的形成 雨除過程(rain out)和雨刷過程(rain wash) 云滴和雨滴的形成：在自由大氣里，0.ll0m的凝結(jié)核造成水蒸氣的凝結(jié)，通

5、過碰并和聚結(jié)過程進(jìn)一步生長。 雨除過程（云內(nèi)清除）：在云的內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。 雨刷過程（云下清除）：在雨滴下降過程中將空氣中的氣體和顆粒物質(zhì)帶至地表，以及在雨滴內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。,酸雨的成分 含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸， H2SO4和HNO3 90%以上。 國外酸雨: H2SO4比HNO3多一倍以上。 我國: H2SO4含量高，主要是硫酸型酸雨。,硫酸和硝酸轉(zhuǎn)化過程： (1) SO2和NOx在氣相中氧化成H2SO4和HNO3以顆?；驓怏w的形式進(jìn)入液相； (2) SO2和NOx溶入液相后，在液相中被氧化成SO42和NO3 ； (3)SO2和NOx在氣液界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO42和NO

6、3 。,4、酸雨的化學(xué)組成（離子成分） 降水中的主要離子： 陽離子H+、Ca2+、NH4+、Na+、K+、Mg2+ 陰離子SO42-、NO3-、Cl-、HCO3- 陰、陽離子基本平衡：,pH降低，形成酸雨,H+增高,含量增加,酸雨中的關(guān)鍵離子組分： 陰離子總量中， SO42-占絕對(duì)優(yōu)勢； 陽離子總量中，H+、Ca2+、NH4+占80%以上。,降水中離子濃度比較,SO42-、Ca2+、NH4+,5、影響酸雨形成的因素 大氣中的氨 ： 氨是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿； 具有水溶性，能產(chǎn)生中和作用而降低酸度。 大氣中氨主要來自有機(jī)物的分解和農(nóng)田施用的氮肥的揮發(fā)。,顆粒物的酸度及其緩沖能力： 兩方面作用：

7、一是催化金屬促使SO2氧化成酸，二是對(duì)酸起中和作用。 顆粒物主要來源于燃煤和風(fēng)沙揚(yáng)塵。 酸性污染物的排放（當(dāng)?shù)氐奈廴境潭群椭卫砬闆r，是否脫硫處理等）及其轉(zhuǎn)化條件（當(dāng)?shù)氐臏貪穸鹊龋┖吞鞖庑蝿荩庀髼l件和地形）的影響。,THE GLOBAL SULFUR CYCLE,八、大氣顆粒物,氣溶膠aerosol體系: 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disperse體系。 分散體系：溶液、膠體colloid和粗分散系統(tǒng)。 氣溶膠，固溶膠sol和液溶膠。 大氣環(huán)境是一個(gè)氣溶膠系統(tǒng)，習(xí)慣上稱為顆粒物（Particulate matter）。,大氣顆粒物是大氣的一個(gè)組分。 大氣顆

8、粒物參與大氣降水過程。 在清潔大氣中，大氣顆粒物很少而且無毒；在污染大氣中，大氣顆粒物也屬于一種污染，并且其中大部分有毒。 大氣顆粒物是大氣中一些污染物的載體carrier或反應(yīng)床reaction bed。,1、大氣顆粒物的分類（按照物態(tài)state及形成機(jī)制mechanism分類） 粉塵（微塵、Dust）：固體；風(fēng)吹揚(yáng)塵，風(fēng)沙。 煙（煙氣，F(xiàn)ume）：固體；熔融金屬、凝結(jié)的金屬氧化物、汽車排氣、煙草燃煙、硫酸鹽。 灰（Ash）：固體；煤、木材燃燒產(chǎn)生的硅酸鹽顆粒，煤粉燃燒產(chǎn)生的飛灰。 霧（Fog）：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。,靄（Mist）：液體；稱為輕霧，水

9、平視程在12km之內(nèi)，大氣呈灰色。 霾（Haze）：固體；水平視程小于2km，使大氣混濁呈淺藍(lán)色或微黃色。 煙塵（熏煙，Smoke）：固體與液體；含碳物質(zhì)（如煤炭）燃燒時(shí)產(chǎn)生的固體碳粒、水、焦油tar狀物質(zhì)及不完全燃燒的灰分所形成的混合物，如果煤煙中失去了液態(tài)顆粒，即成為煙塵。 煙霧（Smog）：固體；泛指各種妨礙視程(能見度低于2km)的大氣污染現(xiàn)象。,2、顆粒物的粒度分布和表面性質(zhì) 顆粒物的粒度分布：顆粒物粒子粒徑（顆粒物的直徑）的大小。 空氣動(dòng)力學(xué)直徑（Dp）：與所研究的粒子具有相同終端降落速度的、密度為1的球體直徑。 式中 Dg幾何直徑； p忽略了浮力效應(yīng)的粒密度； 0參考密度（01g

10、/cm3）； K形狀系數(shù)，當(dāng)粒子為球狀時(shí)，K1.0。,1）對(duì)于球狀粒子，p對(duì)Dp是有影響的。 2）當(dāng)p較大時(shí)，Dp比Dg大，二者之間存在差值因子。 3）由于大多數(shù)大氣粒子滿足p10，因此差值因子必定小于3。,大氣顆粒物按粒徑大小分類： 飄塵（Airborne particle）：長期飄泊在大氣中顆粒直徑小于10m的懸浮物稱為飄塵，。 降塵（Dust fall）：大于l0m的微粒由于自身的重力作用而很快沉降下來的這部分微粒稱為降塵。 總懸浮顆粒物（TSP）：用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集的顆粒物的總質(zhì)量，稱為總懸浮顆粒物。粒徑多在100m以下，尤以10m以下的為多。是大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)中的一個(gè)通

11、用的重要污染指標(biāo)。 可吸入粒子：易于通過呼吸過程respiration而進(jìn)入呼吸道aspiratory的粒子。,大氣顆粒物的三個(gè)模態(tài) ： 愛根Aitken核模、積聚模和粗粒子模。 核模型： 粒度：0.0050.05m。 主要來源：燃燒過程所產(chǎn)生的一次顆粒物，或者由蒸汽凝結(jié)和光化學(xué)反應(yīng)使氣體經(jīng)過成核作用而形成的顆粒。 去除過程：易于相互碰撞凝結(jié)成大粒子而轉(zhuǎn)入積聚模；或者在大氣湍流擴(kuò)散過程中很快被其他物質(zhì)或地面吸收而去除。,積聚accumulating or gathering模型： 粒徑：0.052m。 主要來源：由核模型顆粒凝聚或通過蒸汽凝結(jié)氣而長大形成。 去除：它們在大氣中不易由擴(kuò)散或碰撞而去除。 粗粒模： 粒徑：大于2m 。 主要來源：由機(jī)械粉碎過程形成的揚(yáng)塵、液滴蒸發(fā)、海鹽濺沫、火山爆發(fā)和風(fēng)沙等形成，也稱為粗粒子。 去除：主要靠干沉降和濕沉降過程而去除。 愛根核模和積聚模這兩種顆粒物合稱為細(xì)粒子(小于2m) 。,化學(xué)組分的區(qū)別： 細(xì)顆粒（核模和積聚模）主要為SO42-、NH4+、NO3-、Pb和碳；粗顆粒為Fe、Ca、Si、Na、Cl、Al等。 細(xì)粒子與粗粒子之間一般不會(huì)相互轉(zhuǎn)化。,城市大氣中顆粒物的分布多數(shù)屬雙模型，即積聚模和粗粒模。,大氣顆粒物的表面性質(zhì)：成核