《环境化学2010第一章环境介质及其性质(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境化学2010第一章环境介质及其性质(1)（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本课件作者,本课件的配套教材,陈景文 博士、教授 大连理工大学 电话/传真：0411-84706269 电子邮件：jwchen 欢迎批评指正！,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高等学校理工科环境类规划教材 环境化学 Environmental Chemistry 陈景文、全燮 编著 大连理工大学出版社出版 地址：大连市软件园路80号，邮编：116023 发行：0411-84708842，传真：0411-84701466， 邮购：0411-84703636 E-mail: dutp, URL: ,第一章 环境介质及性质,Chapter 1. Environmental Media and
2、Their Property, 内容,第一节 地球环境 (Global Environment) 第二节 大气圈 (Atmosphere) 第三节 水圈 (Hydrosphere) 第四节 土壤圈 (Pedosphere) 第五节 环境污染 (Environmental Pollution), 内容,第一节 地球环境 (Global Environment),一、自然环境 二、环境介质, 一、自然环境,环境化学的研究对象：自然环境。 自然环境是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总体，亦简称为环境。,大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、化学圈,化学圈, 一、自然环境,生物圈Biosp
3、here,水圈 Hydrosphere,大气圈Atmosphere,土壤圈 Pedosphere,化学圈Chemosphere, 二、环境介质(相),环境介质 (Environmental Media), 相 (Phase，Compartment),环境的组成非常复杂，由一系列彼此相连的环境介质或环境相来组成，如大气、土壤、湖泊、河流、海洋、湖底沉积物、湖中悬浮物及水或土壤中的生物体等。,连续的介质或相：水、大气. 非连续的介质或相：大气颗粒物,相邻的环境介质或相：水体大气(污染物迁移)、. 非相邻的环境介质或相：大气水体沉积物, 二、环境介质(相),容易受到污染的介质或相：表层水、大气. 不
4、容易受到污染的介质或相：深海、岩石层,均相：如浅塘中充分混合的水，无浓度梯度、温度梯度； 非均相：性质不均一 (如土壤、沉积物),某一方向均一(如浅的河流) 所有方向都不均一, 内容,第二节 大气圈(Atmosphere),一、大气温度层结 二、大气颗粒物 三、臭氧层的形成与耗损 四、温室气体和温室效应, 一、大气温度层结,1. 大气圈 (Atmosphere),一薄层覆盖地球表面的混合气体组成。The atmosphere consists of the thin layer of mixed gases covering the earths surface.,气相环境浓度单位 Envir
5、onmental Concentration Units for Gases,Parts Per Million (ppm, 106); Parts Per Billion (ppb, 109); Parts Per Trillion (ppt, 1012) Parts Per Hundred Million (pphm, 108),In order to emphasize that the concentration scale is based upon molecules or volumes rather than upon mass, a v (for volume) is som
6、etimes shown as part of the unit, e.g., 100 ppmv or 100 ppmv.,1 mg/L浓度的硝基苯水溶液相当于1 ppm， 在空气中1 mg/L的硝基苯也相当于1 ppm吗？, 一、大气温度层结,decimeter (dm); centimeter (cm); millimeter (mm); micrometer (m) (测微计、千分尺、微米)； nanometer (nm); angstrom (); liter (L); milliliter (mL); microlitre (L),mono-, di-, tri-, tetra-,
7、penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, deca-, poly-,小 知 识, 一、大气温度层结, 一、大气温度层结,静大气温度和密度在垂直方向上的分布。,地球的旋转作用 各层次大气对太阳辐射吸收差异,2. 大气温度层结,Stratification of the Atmosphere,大气温度的垂直分布,热层,中间层顶,中间层,平流层顶,对流层顶,平流层,对流层,100,80,60,40,20,0,160,200,240,280,T(K),Z(km), 一、大气温度层结, 一、大气温度层结,对流层 Troposphere 高度为1112米，温度变化特点是：通
8、常0.6K/100m；气体垂直运动激烈；含有大气全部质量的3/4和几乎全部水气，复杂的天气现象 (15 -56 )。,平流层 Stratosphere 高度为1250 km；温度随高度的增高而递增；垂直对流少，大气稳定，(-56 -2 )。,中间层 Mesosphere 高度为4878 km；气温随高度的增加而降低；空气运动激烈 (meso-), 一、大气温度层结,热层 (电离层) Thermosphere 高度为80800 km；温度随高度增加而迅速上升；,散逸层 Exosphere 800km以上，空气非常稀薄, 二、大气颗粒物,大气：各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体
9、系，也是气溶胶体系。,大气颗粒物,组成成分,有机物 无机物,状态,有生命无生命 固态 液态,1. 大气颗粒物的分类,气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物。,(atmospheric particles, particulates), 二、大气颗粒物,2. 大气颗粒物的来源,天然来源：地面扬尘、海浪溅出的浪沫、火山灰、森林火灾、宇宙陨星尘埃、花粉、孢子,人为来源：,一次颗粒物：直接由污染源排放的 二次颗粒物：大气中的某些污染组分之间或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物,燃料燃烧煤烟、飞灰(Fly Ash)、气态污染物,生成机制：, 二、大气颗粒物,smoke n.烟；抽烟 vi.冒
10、烟,粉末 dust，powder,ash n. 灰；灰烬，灰堆,fog n. 雾, 烟雾, 尘雾 困惑, 迷惘 (灭火机等喷出的)喷雾, 泡沫 London has bad fogs in winter. 伦敦在冬季有大雾。, 二、大气颗粒物,3. 颗粒物的粒径和表面性质 粒度：粒径(直径)的大小； 有效直径 空气动力学直径(Dp)：与所研究粒子有相同终端落速度的、密度为1的球体直径。,颗粒物的粒径分类,(1) 总悬浮颗粒物：用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。用TSP表示。其粒径多在100 m以下，尤以10 m以下的为最多。 (2) 飘尘：可在大气中
11、长期漂浮的悬浮物称为飘尘。其粒径主要是小于10 m的颗粒物。 (3) 降尘：能用采样罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大于10 m的粒子由于自身的重力作用会很快沉降下来。这部分颗粒物称为降尘。 (4) 可吸入粒子：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标准化组织(ISO)建议将其定为Dp10 m。我国科学工作者已采用了这个建议。, 二、大气颗粒物,Particulate matter (PM) is the general term used for a mixture of solid particles and liquid droplets found in the a
12、ir. Some particles are large or dark enough to be seen as soot or smoke. Others are so small they can be detected only with an electron microscope. These particles, which come in a wide range of sizes (“fine“ particles are less than 2.5 micrometers in diameter and coarser-size particles are larger t
13、han 2.5 micrometers), originate from many different stationary and mobile sources as well as from natural sources. Fine particles (PM-2.5) result from fuel combustion, motor vehicles, power generation, and industrial facilities, as well as from residential fireplaces and wood stoves., 二、大气颗粒物,Inhala
14、ble PM includes both fine and coarse particles. These particles can accumulate in the respiratory system and are associated with numerous health effects. Exposure to coarse particles is primarily associated with the aggravation of respiratory conditions, such as asthma. Fine particles are most close
15、ly associated with such health effects as increased hospital admissions and emergency room visits for heart and lung disease, and increased respiratory symptoms.,Health and Environmental Effects, 二、大气颗粒物, 三、臭氧层的形成与耗损,FIGURE 1. The Antarctic ozone hole reached its maximum on September 12, 2008. Envir
16、on. Sci. Technol. 2010, 44, 15181520,臭氧层主要分布在距地面10-50 km的范围内，峰值浓度在20-25 km处。,O2吸收光谱, 三、臭氧层的形成与耗损,动态平衡：生成和耗损的速率相同，臭氧的浓度保持恒定。, 三、臭氧层的形成与耗损,臭氧层耗损 Ozone Depletion 由于水蒸气、NOx、氟氯烃等污染物进入平流层，它们能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态。,The yearly variation in total ozone (mean values for October) over Halley bay Station, Antarctica., 三、臭氧层的形成与耗损,The total overhead amount of atmospheric ozone at any location is usually expre
