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第四章大气颗粒物大气气溶胶演示文稿


4.3 大气颗粒物的粒度分布及表面性质
粒度是指颗粒物粒子直径的大小。 城市大气中的典型情况是直径小于0.1m的颗粒居多数。
按体积或质量分布出现两个峰值,前一个峰约在0.5m处, 后一个峰约在10m处,这两个峰是两种不同的气溶胶形成过程 所造成的。
表面积分布曲线在0.25m处面性质
粒径愈大,则扩散系数和沉降速率也愈大。
4.2 大气颗粒物的源和汇
另一种沉降机制是粒径小于0.lm的颗粒,即艾根粒子,靠布 朗运动扩散、互相碰撞而凝集成较大的颗粒,通过大气湍流扩散 到地面或碰撞而消除。
湿沉降
湿沉降是指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。 湿沉降存在雨除(Rain out)和冲刷(Wash out)两种机制。
4.1 大气颗粒物的分类
烟尘(熏烟,Smoke): 0.01~ 5 m;固体与液体;含碳物质,如煤炭燃烧时产生的
固体碳粒、水、焦油状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物, 如果煤烟中失去了液态颗粒,即成为烟炭。
烟雾(Smog): 0.001~ 2 m;固体;粒径在2m以下,现泛指各种妨碍视
程(能见度低于2km)的大气污染现象。光化学烟雾产生的颗粒物, 粒径常小于0.5m使大气呈淡褐色。
4.3 大气颗粒物的粒度分布及表面性质
粒子可以彼此互相紧紧的粘合或在固体表面上粘合。粘合或 凝聚是小颗粒形成较大的凝聚体并最终达到很快沉降粒径的过程。
4.1 大气颗粒物的分类
总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulate TSP):
用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物的总质量 作为大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。
长期飘 泊 在 大气中 颗 粒 直径小 于 l0m的 悬 浮 物 称为飘 尘 (Airborne particle),大于l0m的微粒,由于自身的重力作用而 很快沉降下来的这部分微粒称为降尘(Dustfall)。
4.2 大气颗粒物的源和汇
2)颗粒物的人为来源
燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物,如煤烟、飞灰等,各种 工业生产过程中排放的固体微粒,汽车尾气排出的卤化铅凝聚而 形成的颗粒物以及如人为排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒 子等的二次颗粒物。
4.2 大气颗粒物的源和汇
2、大气颗粒物的汇 干沉降
干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体碰撞后发生沉 降。
第四章大气颗粒物大气气溶胶 演示文稿
4.1 大气颗粒物的分类
粉尘(微尘、Dust)
颗粒直径:1 ~ 100 m; 物态:固体; 生成机制、现象:机械粉碎的固体微粒,风吹扬尘,风沙。
烟(烟气,Fume)
颗粒直径:0.01 ~ 1 m; 物态:固体; 生成机制、现象:由升华、蒸馏、熔融及化学反应等产生的蒸气
干沉降消除过程存在着两种机制: 一种是通过重力对颗粒物的作用,使它降落在土壤、水体的 表面或植物、建筑等物体上,沉降的速率与颗粒的粒径、密度、 空气运动粘滞系数等有关。
4.2 大气颗粒物的源和汇
粒子的沉降速度可应用斯托克斯定律求出: V = gd2(1 - 2)/ 18
V表示沉降速度,cm/s; g为重力加速度,cm/s2; d为粒子直径,cm; 1 ,2为颗粒及空气的密度,g/cm3; 空气的粘度,以泊表示。
大气颗粒物的粒度有三个模:即艾根核模、积聚模和粗粒模 (Whitby 1978)。
由蒸汽凝结或光化学反应使气体经成核作用而形成的颗粒, 粒度为0.005~0.05m,属于核模型。
粒径在0.05~2m范围的颗粒物是由核模型颗粒凝聚或通过 蒸气凝结气而长大的,属于积聚模型。
以上这两种颗粒物合称为细粒(小于2m)。 粒径大于2m的颗粒物属粗粒,由机械粉碎、液滴蒸发等过 程形成的,属于粗粒模。主要是自然界及人类活动的一次污染物。
凝结而成的固体颗粒。如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车 排气、烟草燃烟、硫酸盐等。
4.1 大气颗粒物的分类
灰(Ash)
颗粒直径:1 ~ 200 m; 物态:固体; 生成机制、现象:燃烧过程中产生的不燃性微粒,如煤、木材燃
烧时产生的硅酸盐颗粒,粉煤燃烧时产生的飞灰等。
雾(Fog)
颗粒直径:2 ~ 200 m; 物态:液体; 生成机制、现象:水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶水平视程
4.2 大气颗粒物的源和汇
1、大气颗粒物的来源 大气颗粒物可分为天然源和人为源两类。 若按颗粒物形成机制,又可分为一次颗粒物和二次颗粒物。 一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接
造成污染的颗粒物。 二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分(如二氧化硫、氮氧
化物、碳氢化合物等)之间,或这些组分与大气中的正常组分(如 氧气)之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其它化学反应转 化生成的颗粒物。
4.2 大气颗粒物的源和汇
1)颗粒物的天然来源
天然源可起因于地面扬尘(风吹灰尘),和地壳、土壤的成分 很相似,海浪溅出的浪沫,火山爆发的喷出物,森林火灾的燃烧 物,宇宙来源的陨星尘及生物界产生的颗粒物如花粉、袍子等。
二次颗粒物的天然来源主要是森林中排出的碳氢化合物(主要 是萜烯类),进入大气后经光化学反应,产生的微小颗粒,与自然 界硫、氮、碳循环有关的转化产物如由H2S、SO2经氧化生成的 硫酸盐,由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。
小于1km。
4.1 大气颗粒物的分类
霭(Mist)
颗粒直径:大于10 m; 物态:液体; 生成机制、现象:与雾相似,气象上规定称轻雾,水平视程在1 ~ 2km之内,使大气呈灰色。
霾(Haze)
颗粒直径:~ 0.1 m; 物态:固体; 生成机制、现象:干的尘或盐粒悬浮于大气中形成,使大气混 浊呈浅蓝色或微黄色。水平视程小于2km。
4.3 大气颗粒物的粒度分布及表面性质
细颗粒主要化学组分为SO42—、NH4+、NO3—、Pb和含有烟 炱和凝聚有机物的碳,粗颗粒化学组分为Fe、Ca、Si、Na、Cl、 Al等。
城市大气中颗粒物的分布多数属双模型,即积聚模和粗粒模。
二、微粒的表面性质
微粒三种最重要的表面性质:成核作用、粘合和吸着。 成核是指过饱和蒸汽在微粒上凝结形成液滴的现象,雨滴的 形成也涉及成核作用。
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