《大气环境化学》全套教学课件.ppt

酸沉降（acid deposition）：大气中的酸通过降 水（如雨、雾、雪等）迁移到地表（湿沉降），或在 含酸气团气流作用下直接迁移到地表（干沉降）。 酸雨： pH<5.6 的大气降水，包括酸性雪、冰雹、 露水、霜等多种形式。 导致正常雨水pH<5.6 的酸性物质主要是人类排放 的硫氧化物和氮氧化物，在大气环境中经过各种氧化 反应生成了硫酸和硝酸。 酸沉降化学就是研究干、湿沉降过程中与酸有关 的各种化学问题，包括降水的化学组成、酸物质的来 源、形成机制、存在形式、化学转化以及降水组成的 变化和趋势等。 第一节 酸雨研究的历程 1872年，英国化学家Smith在其编著的《空气和降雨：大气气象学的开端》一书中最早提出“酸雨”这一术语。 1850年，英国罗萨娒丹建立第一个降水监测网。 1947年，瑞典土壤学家H.Egner创建了斯堪的纳维亚降 水监测网，首次国际协作。 1972年，斯德哥尔摩召开联合国人类环境会议，酸雨作 为一种国际性环境问题正式提上日程。 1977年，欧洲经济共同体启动了“欧洲大气污染物长距离输送的监测和评价合作项目” （EMEP ），保存了降水化学最完整、详细的记录 1978年美国建立“国家大气沉降计划”（NADP），现已发展为三个附属网络：National Trends Network（NTN）；Mercury Deposition Network （MDN）；Atmospheric Integrated Research Monitoring Network （AIRMoN） 1986年，美国成立国家干沉降网NDDN（National Dry Deposition Network），1991年，改名为美国清洁大气状况动态网CASTNET（Clean Air Status and Trends Network），对大气颗粒物和部分气体的干沉降进行浓度研究 1998年，东亚酸沉降网（EANET)建立，目前一共有13个国家参与，对降水，大气颗粒和部分气体沉降进行研究。 2002年日本的电力工业中央研究院（CRIEPI）干湿沉降测定项目对日本10个站点的干湿沉降进行测量，干沉降采用水作为代用面。 1981年在北京召开“全国第一次降水污染和酸雨问题讨论会”，1982年在全国范围内布设了189个监测站，523个降水采样点，对降水酸度进行了全面系统的分析。 1992年国家酸沉降监测网（NADMN）开始运作，有271个站点，多数位于城郊和农村。 我国“七五”、“八五”和“九五”计划中，均将酸雨列为攻关的 重点课题，实行“酸雨控制区”和“SO2控制区”的规划和污染 控制政策。 第二节 降水和液滴化学特征 一、降水的化学组成 现在已经知道降水的组成通常包括以下几类：①大气固定气体成分，如O2、N2、CO2、H2及惰性气体；②无机物，如土壤衍生矿物离子Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+和硅酸盐等，海洋盐类离子Na+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-及少量K+、Ca2+、I-和PO43-，气体转化物SO42-、NO3-、NH4+、Cl-和H+，人为排放源As、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Mo、Ni、V、Zn、Ag、Sn和Hg；③有机酸（以甲酸和乙酸为主，曾测出C1~C30酸）、醛类（甲醛、乙醛等），烯烃、芳烃和烷烃；④光化学反应产物，如H2、O2、O3和PAN等；⑤不溶物，主要来自土壤粒子和燃料燃烧排放尘粒中的不溶部分，其含量可达1~3mg/L。 1、降水的离子组成 SO42-:主要来自于燃煤排放的颗粒物和大气SO2转化，另外还有岩石风化、土壤中有机物、动植物和废弃物的分解 NO3-: 一部分来自人为污染源排放的NOX和尘粒，还有相当部分 可能来自空气放电产生 NH4+: 生物腐败及土壤和海洋挥发，碱性土壤降水中含量相对增加 Ca2+： 土壤和建筑尘，提供了相当大的酸中和能力 我国降水中， SO42-和NO3-是主要酸性粒子； Ca2+和NH4+是主 要碱性粒子； SO42-/ NO3- 平均为6.2，主要为硫酸型降水，但目 前比值正在下降，硝酸所占比例逐渐增大。 2、降水中的有机酸 降水中除了硫酸和硝酸等强酸，有机弱酸（甲酸和乙酸） 对降水酸度也有贡献。不同地区，所占比例不同。 环境大气中有机酸的来源包括人为排放、生物排放和有 机物的化学转化。有机酸在大气中的反应活性小，主要通过 干、湿沉降从大气中去除、 C1~c10的一元羟酸、C2~C10