第五章 大气气溶胶

第五章大气气溶胶

引言大气污染物按物理状态可分为两种形式：气体污染物和气溶胶。气溶胶能直接参与大气中云的形成和湿沉降雨、雪、冰和雾等过程。气溶胶粒子能够散射太阳光，使大气的能见度降低、减弱了太阳的辐射，进而改变了环境温度和植物的生长速率。由于气溶胶的粒径小特别是直径小于2um的粒子、表面积大，因此为大气中的化学反应提供了良好的反应床。气溶胶中的某些化学成分对大气中许多化学反应都有催化作用。大气中许多气态污染物的最终归宿是形成气溶胶粒子。

基本概念气溶胶：是指的液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系；粒子的动力学直径约0.002-100um。人们赖以生存的环境大气，实际上就是由各种固体或液体微粒均匀地分散在空气中形成的一个庞大分散体系，也就是一个大个气溶胶体系。粒径大气颗粒物的大小或称粒径是粒子的最重要的性质。它反映了粒子来源的本质，并可影响光的散射性质和气候效应，许多重要的性质如体积、质量和沉降速度等都和粒子大小有关。对大气粒子，空气动力学直径Dp，其定义为：与所研究粒子有相同终端降落速率的、密度为1的球体直径。气溶胶分类（环境部门按粒径）气溶胶分类（大气科学按粒径）气溶胶的源和汇气溶胶粒子对人体的危害大气气溶胶的浓度粒

子浓度是表征大气气溶胶特性的一个重要的物理量数浓度、质量浓度、化学成分的质量浓度、面积浓度和

体积浓度数浓度指单位体积空气中悬浮的粒子数，通常用个/cm3为单位。

质量浓度指单位体积空气中悬浮粒子的质量，用mg/m3或ug/m3为单位

气溶胶粒子的浓度变化范围很大，受地理、气象和地域经济结构不同的影响有很大差异。通常认为气溶胶本底的质量浓度约为10ug/m3，数密度约为300个/cm3 大气气溶胶的浓度气溶胶浓度有明显的季节变化和日变化。春季高于夏季，采暖季高于非采暖季。日变化与近地面有大气逆温层的生消有关。大气气溶胶浓度随粒径的分布大气气溶胶的浓度是随其粒径不同而变化的，就数浓度而言，通常随尺度增加而减小浓度分布函数粒子浓度随尺度分布的经验关系Junge在分析粒子实测资料时发现，在相同的对数粒子尺度间隔中．粒子的体积浓度往往相同，即有：粒子的三模态分布用一个简单的函数来模拟实际观测资料的全尺度的分布往往有很大的偏差；观测表明，通常粒子分布在小尺度端有一峰值，而在中间端还有2个拐点。因而用3个对数正态分布函数相叠加来描述它更为合适。即利用粒子的数浓度、表面积浓度和体积浓度分布函数来分析全尺度粒子分布的特征及其所含的更深层的内容。组成—个全

尺度分布谱的粒子存在有3个不同的模态，它们的来源、形成过程、物理化学性质都有所不同。细粒子和粗粒子之间很少相互作用，可以认为是相互独立的。表示的是在洛杉矶某地，同一采样点、不同时间的采样的结果。由图可见，由于气溶胶老化使积聚模的体积浓度有很大增长，对粗粒子体积的影响却很小。

大气气溶胶的化学组成大气气溶胶因其不同的来源而组分各异，不仅在不同地域其组分有很大差异，而且在同一地域的气溶胶组分也随其粒子的尺度不同而不同不同模态有不同的来源。

元素组分：原子吸收光谱、等离子体发光光谱、质子激发X 光射线能谱、X射线荧光分析、中子活化等方法

可溶性组分：原子吸收光谱、离子色谱、等离子体发光等有机的组分：用有机溶剂处理样品在大气气溶胶中所含的元素成分不下数十种。就卤族元素Cl Br，I而言，在气溶胶中来自海盐的Cl主要存在于粗模粒子，而城市中粒子的Br主要在积聚模和核模，来自地壳元素的Si，Al，Fe，Ca，Mg，Na，K，Ti主要存在于粗粒子，而Zn，Cd，Ni，Cu，Pb和S元素则大部分存在于细粒子中。由于不同的污染源的主要元素各不相同，可以根据污染的组分与粒子组分资料对比来判断粒子的源。例如土壤主要含有Si，AlFe，Ti等；海盐中含Na，Cl，K 汽车尾气中有Pb，Br和Ba；燃料油

排放Ni，V，Pb和Na，焚烧垃圾可排放Zn，Sb和Cd。气溶胶粒子中的可溶性无机盐类可来自不同的排放源，海洋大气气溶胶粒子在低层以Na，Cl-为主，存在于粗粒子，而高空则以SO42-NH4为主存在于细粒子与核模

气溶胶物理与化学

课程名称：气溶胶物理与化学 Title: Aerosol physics and chemistry 课程编号：070602C02 Course Number: 070602C02 课程类型：专业必修课 Course Type:Required major course 学时：60 Units: 60 hours 学分：3 Credit:3 实用专业：大气物理和大气环境研究生 Designed for: Atmospheric physics and Atmospheric Environment 教学目的：本课程的目的是使学生了解有关气溶胶的物理和化学特性以及一些基本测量方法。 Objectives: The course is designed to make student understanding the physical and chemical principles of aerosol and instruments used to measure them. 对选课学生的要求：要求学生具有普通物理学和大气化学的基础知识。 Prerequisites: The student should have a good background in chemistry and physics and understands the concept of calculus.

主要内容： Major Contents: 气溶胶对大气能见度、气候变化以及人类健康等有重要影响。本课程论述了大气气溶胶的基本特征和测量方法。主要内容包括气溶胶的排放和分布、布朗运动和扩散、碰并凝结和蒸发过程、电学和光学特性、气溶胶测量、干湿沉降、气溶胶化学以及气溶胶气候效应。 Aerosol particles affect visibility, climate, and our health and quality of life. This course covers the properties, behavior, and measurement of aerosol. The major contents include the emission and distribution of aerosol, Brownian motion and diffusion, coagulation, condensation and evaporation, electrical properties, optical properties, measurement of concentration, dry and wet deposition, aerosol chemistry, and climate effect of aerosol. 第一章绪论 Chapter 1 : Introduction 第二章大气气溶胶的排放与分布 Chapter 2: The Emission and Distribution of Atmospheric Aerosol 2.1 Properties of Size Distributions 2.2 Moment Averages 2.3 Weighted Distributions 2.4 The Lognormal Distribution 2.5 Log-Probablity Graphs 2.6 The Hatch-Choate Conversion Equation 2.7 Statistical Accuracy 第三章气溶胶运动 Chapter 3:Uniform Particle Motion 3.1 Newton’s Resistance Law 3.2 Stokes’s Law 3.3 Settling Velosity and Mechanical Mobility 3.4 Slip Correction Factor 3.5 Nonspherical particles 3.6 Aerodynamic Diameter 3.7 Settling at High Reynolds Number 3.8 Relaxation Time 3.9 Stopping Distance 第四章布朗运动与扩散 Chapter 4: Brownian Motion and Diffusion

气溶胶与雾霾天气的关系

气溶胶与雾霾天气的关系 学生： 指导教师： 专业：给排水科学与工程 院系：城市建设与环境工程 论文提交时间：2015年4月29日TheRelationshipBetween Aerosol And

Fogweather Studnt：Zhang Shuai Guidance teachers：Zuo Zhao Hong Major：Water science and Engineering Department：Urban Construction and Environmental Engineering Submit Time：29th April,2015

摘要 此文立足当代社会雾霾已经对人类生产生活造成严重影响的现实基础上已解析气溶胶与雾霾之间的关系为目的，在查阅大量相关资料的后分析得到雾霾与气溶胶之间的种种联系，依次点明了雾霾与气溶胶的定义，气溶胶的物理化学性质及其分类和来源，气溶胶与大气颗粒物之间的作用关系，及气溶胶与雾霾能见度之间的关系，并得到了一定成果，气溶胶与大气颗粒物浓度息息相关，是雾霾能见度的关键因素，降低气溶胶浓度，能够显著降低雾霾发生的可能性与危害性。气溶胶可以通过雾的凝结来降低气溶胶浓度，但当城市污染严重时效率低下，将形成雾霾。当代社会人类生活生产活动大大增加了气溶胶的化学成分，不过科学家已经认识到气溶胶是雾霾的幕后黑手，并且采取了一定措施来降低气溶胶浓度。 关键词：雾霾，气溶胶，大气颗粒物，能见度，pm2.5

Abstrct This article based on the contemporary social reality thatf haze has a serious impact on the production and life of human beings. In order to analysis the relationship between aerosol and haze , after reading a lot of relevant data to analysis the connections between the haze and aerosol pointed out, that the definition of the haze aerosols, aerosol and its physical and chemical properties of the source and classification and interaction between aerosol and atmospheric particles, and the relationship between aerosol and visibility of the fog and haze, and obtained the certain achievement, aerosol and atmospheric particulate matter concentration is closely linked, which is the key factor to reduce haze visibility, aerosol concentration, it can significantly reduce the possibility and harmfulness of haze . Aerosol can be reduced by fog condensation , but when the severe pollution of the city when the efficiency is low, it will form haze. Contemporary social and human activities greatly increased the aerosol chemical composition, but scientists have been aware of the aerosol is behind the haze, some measures have been taken to reduce the aerosol concentration . Key word：Fog and haze， Aerosol ，Atmosphere Grain，Visibility ，pm2.5

气溶胶灭火系统操作说明

热气溶胶灭火装置 使 用 说 明 书

目录 第一章概述 (2) 第二章S型热气溶胶灭火装置的灭火原理 (2) 第三章S型热气溶胶灭火装置适用范围和不适用范围 (2) 第四章S型热气溶胶灭火装置构成及型号编制 (3) 第五章S型热气溶胶灭火装置的主要技术参数 (4) 第六章S型热气溶胶灭火装置简明设计指南 (4) 第七章S型热气溶胶灭火装置系统控制模式 (5) 第八章S型热气溶胶灭火装置的安装、日常维护和使用 (6)

第一章概述 环保洁净型自动灭火装置（以下简称S型自动灭火装置）是利用现代化工技术自行研制和生产的环保型混合气体灭火产品。本产品无毒、无污染、无公害，灭火效率高、压力低、无残留物、对被保护物无腐蚀、安全性强、不存在F、Cl、Br、CO等有害物质，ODP=0、GWP ≤0.35、不破坏大气臭氧层。是目前消防领域代替哈龙产品的理想产品。 第二章 S型热气溶胶灭火装置的灭火原理 1、S型灭火剂的特性 S型灭火剂是一种固体含能化学物质，属于烟火药剂。利用电子气化启动器激活S型灭火剂，使其发生化学反应，能产生大量惰性气体、水汽和微量固体颗粒，形成混合气体，混合气体从S型自动灭火装置的喷口向外释放喷射，扑灭火灾。 2、S型自动灭火装置的灭火原理 S型自动灭火装置的灭火机理是以物理、化学、水汽降温三种灭火方式同时进行的全淹没灭火形势： a、以物理性稀释空气中氧气“窒息灭火”为主要方式，切断火焰反应链进 行链式反应破坏火灾现场的燃烧条件，迅速降低自由基的浓度； b、存在抑制链式燃烧反应进行的化学灭火方式； c、水蒸汽冷凝与气化降低燃烧物温度。 第三章 S型热气溶胶灭火装置适用范围和不适用范围 1、适用范围 S型灭火系统为全淹没系统，适用于扑灭相对封闭空间的A、B类火灾以及电气电缆初起火灾。 a、扑灭A类火灾： 如木材、纸张等固体物质初起火灾，适用于木制品库、档案库、博物馆、图书馆、资料室等场所； b.扑灭B类火灾： 适用于生产、使用或贮存柴油（-35号柴油除外）、重油、变压器油、动物油、植物油等各种丙类可燃液体场所的火灾； c.扑灭电气电缆火灾： 适用于变（配）电间、发电机房、电缆夹层、电缆井、电缆沟、电子计算机房、通讯房等场所的火灾。 2、不适用范围 S型自动灭火装置不能用于扑救下列物质引起的火灾： a)无空气仍能迅速氧化的化学物质，如硝酸纤维、火药等。 b)活泼金属，如钾、钠、镁、钛、锆、铀、钚等。 c)能自行分解的化合物，如某些过氧化物、联氨等。 d)金属氢化物，如氢化钾、氢化钠等。 e)能自然的物质，如磷等。 f)强氧化剂，如氧化氮、氟等。 3、不适用场所

多化学组分对气溶胶的影响

多化学组分对气溶胶的影响

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多化学组分气溶胶对中国北方微物理温暖云的影响 杨夙英１,2,马建忠2,胡自金2,闫鹏2,陈越２,王巍3 1大气物理与环境实验室,南京信息工程大学2100４4,中国； ２中国气象科学研究院,北京1000８１，中国; ３中国环境科学研究院,北京１000１2,中国 收稿于２０0９年1２月8日，接受于20１0年3月30日，网上公布2010年１0月1６日 一个绝热容器大小的云包裹模型是由多化学组分（MCＣ）的气溶胶结合形成的，同时影响着UWyｏ单化学组分（ＳCＣ）包裹模型。用模型的方法来调查多组分气溶胶对中国北方微物理温暖云的影响。模拟初始化使用的数据和化学成分，期间的IPAC（在华北对气溶胶和云微物理污染测量的气溶胶粒径分布）在２０06年春季运动。结果发现,在中国北方不仅使多化学组分气溶胶云滴数量增加,同时比纯铵硫酸盐气溶胶更能有效地减少有效半径。这也表明,在中国北方多化学组分气溶胶可以缩小体积小ＣDＮＣ增加云滴谱(CDS）,减少体积大的ＣDNＣ。我们的研究结果表明，气溶胶的化学成分和粒度分布可以影响微物理温暖的云,从而影响大气辐射和降水。在未来的天气和气候变化研究中,这应该吸引界内更多的关注。?关键词：气溶胶,云微物理，化学成分,CＣN,云模型。 引言：杨夙英，马建忠，胡静，等。多在中国北方的温暖云的微物理化学组分气溶胶的影响。中国科学，地球科学,2011,54:45１-461,DOI：1０.1007／s1１430－０10-40７5-z 气溶胶作为云凝结核（CCＮ)或冰核(IN),间接影响着气候,即气溶胶改变云滴数量,浓度（CDNC),粒度分布的事实,进而影响着作用于气候变化的云反照率和寿命的平衡[1，２]。虽然AIＥ的是气候变化的重要影响成分,但AIE的影响仍有较大的不确定性，主要是因为浓度和理化在不同的背景下,大气气溶胶的属性有着显著的不同。云内上升气流的速度决定着气溶胶数浓度，化学成分，粒度分布过饱和度,是由是影响激活的主要因素。在这些因素中，气溶胶化学成分对云微物理的影响,是要解决的关键问题之一。气溶胶的化学成分非常复杂，含有硫酸盐，硝酸盐,海盐，其他无机化合物以及各种有机物。气溶胶吸湿性和其不同的化学成分及不同的粒度分布,都可能会影响气溶胶激活。 在气溶胶早期研究中,一般认为,气溶胶由单一的化学成分组成。例如,硫酸铵或不溶性的核心,组成大陆背景气溶胶和海洋背景气溶胶的氯化钠。最近,已经研究表明混合状态(内部或外部)的可溶性无机气溶胶，可溶性微量气体(硝酸),水溶性有机碳气溶胶（ＷSOC）可以显着影响云的微物理过程。一氧化氮,酸水汽可以促进激活气溶胶的形成。通过减少水汽过饱和度［8］。水溶性有机碳气溶胶ＷＳOＣ可以改变表面张力和水的CDNC，在运动过程中，与CDNＣ变化范围有着较大的不确定性大致范围为８6%-１10%。到现在为止,很少有研究报道气溶胶，尤其是多化学成分(MCＣ）的气溶胶，对微物理云的影响。气溶胶在不同的地区特点不同，尤其在中国的北方地区。因此，多化学组分气溶胶对云的微物理效果的调查,可以通过使用测量数据进行必要的评估AIE和地区降水的形成机制。 在这项研究中,在单化学组分（铵不溶性的核心硫酸钠或氯化钠)绝热的云包裹模型的基础上，多化学组分气溶胶的云包裹模式已经发展的基础上多化学组分影响温暖云的微物理模拟气溶胶与地面和飞机测量初始化模型在20０6年春季中国北方。数据包括在不同的采样箱在地面上离子组成的气溶胶以及气溶胶粒度分布,和云的微物理参数。 1 UWyｏ云包裹模型描述?在这项研究中所使用的模型最初是源于怀俄明州大学绝热的云包裹模型（简称UWyo云包裹模型）[7]。科勒方程是该模型的基本方程,该模型假设颗粒在一个封闭/绝热升序包裹模型里以一个恒定的垂直速度移动。在云下面，水汽和气溶胶粒子处于水分平衡吸湿蒸汽之间的颗粒表面和潮湿的空气环境。在空气/颗粒的

气溶胶发生器

气溶胶发生器 一、简介 目前，数字粉尘仪已广泛应用于室空气质量检测、工作场所空气质量检测、矿井粉尘浓度检测及户外空气质量检测。不同厂家对其生产的粉尘仪命名不尽相同，如数字粉尘仪、智能型数字粉尘仪、微电脑粉尘仪、呼吸性粉尘仪、防爆型粉尘仪等等。总体来说，这些仪器可统称为粉尘仪，为检测环境空气中粉尘颗粒质量浓度的仪器。粉尘仪根据测量原理可分为光散射式粉尘仪及压电天平式粉尘仪两种。光散射式粉尘仪根据粉尘颗粒对激光的散射通量来测定粉尘质量浓度，这类仪器构造相对简单、响应快、维护方便，为目前数字粉尘仪的主流产品，占市场总量的90%以上。但光散射式粉尘仪各厂家所用光源、探测器及光室不尽相同，仪器出厂前所用标定方法不尽相同，导致仪器的响应曲线及准确度千差万别，测得同一环境下的质量浓度差别较大，给用户使用带来不便，数据可比性较差。压电天平式粉尘仪目前生产厂家较少，因为其维护量较大，目前市场占有率不高。针对以上现状，各地质量技术监督部门非常有必要建立起数字粉尘仪的标定方法规，用以检定不同厂家及不同用户的粉尘仪，以使粉尘检测的工作得以规化管理。 数字粉尘仪有全尘及可吸入性粉尘之分。全尘是指测定空气中总的悬浮颗粒物，可吸入性粉尘是指空气中可吸入的那一部分粉尘，按照美国环保局及中国环保局的定义，可吸入性粉尘指空气动力学直径小于10微米以下的粉尘。所以一般的吸入性粉尘仪应该具备PM10入口切割头，该切割头对空气动力学直径为10微米的颗粒应该有50%的去除效率。切割粒径的偏差是影响粉尘仪准确度的一个关键因素。标定切割头的方法需用单分散标准PSL粒子。光散射仪器散射信号受颗粒的折射率的影响较大，同样质量的颗粒，如果成分不同，折射率就不同，由光散射型仪器测得的质量就不同。所以，针对不同的光散射仪器，有必要在统一的、稳定的散射介质下进行质量浓度的标定，目前应用较多的方法是利用ISO标准粉尘来标定。 针对以上需求，聚道合盛公司组建一套数字粉尘仪的标定装置及方法，装置

大气气溶胶相关研究综述

摘要 近日，环保部公布了我国第一部综合性大气污染防治规划——《重点区域大气污染防治“十二五”规划》。事实上，随着大气污染给人民生活带来的不便增多，人们空前关注大气科学进展以及PM2.5治理的理论依据。本文将从三个方面对大气气溶胶的研究做出总结和分析：大气气溶胶的基本特征，大气气溶胶的气候效应，国内外相关的大气气溶胶研究计划。 关键词：大气气溶胶；气候效应；环境健康；研究综述 前言 气溶胶是指长时间悬浮在空气中能被观察或测量的液体或固体粒子，其实际直径一般为0.001～100μｍ，动力学直径为0.002～100μｍ，对人体、环境、气候等产生着重要的影响。 [4] 由于大气气溶胶在气候、环境等方面的重要作用，近年来越来越引起科学界的重视。 很多过程可以产生气溶胶，根据来源可分为自然气溶胶和人为气溶胶。自然源主要是海洋、土壤和生物圈以及火山等；人为源主要来自化石燃料的燃烧、工农业生产活动等。工业革命以来，人类活动不仅直接向大气排放大量粒子，更重要的是向大气排放大量的SO2和SO X，NO2和NO X在大气中通过非均相化学反应逐渐转化成硫酸盐和硝酸盐粒子，形成二次气溶胶。污染气体形成的大气气溶胶自工业革命以来有大幅度增加。来自自然源的气溶胶如沙尘，也由于人类活动利用土地变化而发生着改变。尽管气溶胶只是地球大气成分中含量很少的组分，但由于其在许多大气过程中的重要作用而日益受到重视。随着环境污染问题的发展，人们已认识到大气气溶胶自身的污染特性与其物理化学性质以及在大气中的非均相化学反应有着密切的关系。[5] 气溶胶还与其他环境问题如臭氧层的破坏、酸雨的形成、烟雾事件的发生等密切相关。此外，气溶胶对人体和其他生物的生理健康也有其特有的影响。[1] 由于气溶胶的气候效应问题，气溶胶再次成为国际学术界的研究热点之一，大气气溶胶是当今大气化学研究中前沿的领域。国际大气化学研究计划（IGAC）科学指导委员会于1994年将国际全球大气化学研究计划和国际气溶胶计划（ICAP）合并重组，大气气溶胶研究被列为3大研究方向之一。大气气溶胶的研究内容，发展到包括物理和化学的性状、来源和形成、时空分布、对气候变化和环境质量的影响以及对大气化学过程的影响等多方面、多层次的综合研究，也涉及到大气科学的各个领域，具有很强的综合性。

我对大气气溶胶研究的认识

我对大气气溶胶研究的认识 11长望2班20111373005 刘伟光虽然读了几篇有关大气气溶胶的文献，但是我觉得自己对气溶胶的认识还是有相当的局限性的，气溶胶与我们的生活息息相关。虽然气溶胶有许多环境方面的影响，比如说光化学烟雾，酸雨等，但是我觉得气溶胶的积极影响势必是比消极影响大的。 气溶胶粒子是指悬浮在大气中的直径0.001~10μm 的固体或液体粒子。气溶胶粒子增加的直接效应是影响大气水循环和辐射平衡, 这两种过程都会引起气候变化。依照文献上所说，“气溶胶粒子能吸收散射太阳辐射和地气长波辐射, 但对太阳辐射的影响较大, 因而气溶胶增加对气候的影响主要表现为使地表降温; 气溶胶粒子是大气中最重要的云凝结核, 气溶胶子增加对水循环的影响, 一般也表现为使云滴数量增加, 其气候效应也是使地表降温。”，这样就牵扯到另一个我们敏感的问题，那就是全球变暖问题，全球变暖的原因不用多说，这是人们每天都在讨论的问题，尤其是我们气象人，可以说每门有关课程的老师都会把全球变暖的问题跟我们讲一遍。更何况，气溶胶粒子是大气中的主要凝结核，我们的降水离不开气溶胶粒子。试想没有降水，我们的日子会变成怎样。连年的干旱，

生灵涂炭。 气溶胶的消极影响也是不容小觑的。“工业化革命以来, 人类活动不仅直接向大气排放大量粒子, 更重要的是向大气排放大量的二氧化硫, 二氧化硫在大气中通过非均相化学反应逐渐转化成硫酸盐粒子, 形成二次气溶胶。污染气体形成的大气气溶胶粒子自工业革命以来有较大幅度增加。”工业革命以来化石燃料的迅速消耗，尤其是燃烧效率较低的煤炭，使得大气中的气溶胶粒子含量不断增加，各种环境问题层出不穷。而现在我国的许多环境问题都与气溶胶息息相关，人类活动对气溶胶粒子的增加有着不可推脱的责任。反过来，气溶胶粒子又有对人类活动的反作用，“在城市大气中, 由于汽车尾气和燃煤排放出大量污染气体可通过气粒转化过程形成二次气溶胶,由于其粒子小、平均寿命长已对城市大气环境产生显著影响。首先微米级的气溶胶粒子对人的呼吸系统产生重要影响, 危害人类健康, 其次高浓度的气溶胶可以降低大气的能见度从而影响飞机的正常起落。”人类的生命健康这种头等大事正在被我们自己所摧残着，保护环境,抓紧对大气气溶胶的研究可谓是刻不容缓。 综上所述，我发现仅仅从积极消极方面已经是不能来形容气溶胶了，这就是我对气溶胶研究的认识。

粒径≤10μm的大气颗粒物称为()。

粒径≤10μm的大气颗粒物称为（）。 篇一：环境化学答案 《环境化学》A/B模拟练习题参考答案 一、填空题： 1、一般通过湿沉降过程去除大气中颗粒物的量约占总量的80%~90%，而干沉降只有10%~20。 2、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。 3、众所周知，化学工业是产生废水、废气、废渣的“三废”大户，对化学工业来说，清洁生产是刻不容缓的重要课题。 4、无机污染物进入水体后，主要通过沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化。 5、一般天然水环境中，决定电位的的物质是溶解氧，而在有机物累积的厌氧环境中，决定电位的物质是有机物。 6、土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为土壤矿物质和土壤有机质，两者占土壤总量的90%以上。 7、绿色产品标志，或称环境标志、生态标志、蓝色天使等。 8、氧垂曲线可依次划分为清洁区及分解区、腐败区、恢复区及清洁区 9、在有氮氧化物和碳氢化合物存在于大气中时可能发生光化学烟雾，该反应机制为：自由基引发、自由基转化和增殖、自由基氧化NO、链终止； 10、实现固体废物资源化既是环境综合治理的最终目的之一，也是从治理中获得综合效益的集中表现。 11、pH值在4.5至8.3之间时,水中碳酸的主要形态分别为CO2、 H2CO3 、HCO3-； 12、水中无机污染物的迁移转化方式有吸附、凝聚絮凝、溶解沉淀、配合、氧化还原； 13、降水中主要的阴离子有SO42-、NO3-、Cl-、HCO3- 。 14、通常被称为“生态结构重组”或“生态的结构重组”主要包括四个方面的内容：作为资源重新使用废料、封闭物质循环系统和尽量减少消耗性排放、产品与经济活动的非物质化、能源脱碳。 15、土壤酸度可分为活性酸度和潜性酸度，其中，活性酸度是土壤中氢离子浓度的直接反映，而潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性H+和 Al3+。 16、天然水中的颗粒物聚集的动力学方程分别称为为异向絮凝、同向絮凝、差速沉降絮凝。 17、次生铝硅酸盐由硅氧四面体层和铝氢氧八面体层构成，它们是高岭石、蒙脱石和伊利石。 18、长期以来，企业的污染防治一般采用末端控制的方式，即把污染物全部集中在尾部进行处理。其主要的弊端表现在以下几个方面：一是：投资大，规模效益和综合效益差；

大气气溶胶研究进展

大气气溶胶有机成分研究进展 【摘要】 有机物是大气气溶胶的重要组成部分，尤其是在细颗粒中，可占其干重的10% ~ 70%。由于有机气溶胶的健康及气候效应，有机物的组成、源分布、颗粒行为等的研究越来越受到人们的重视。其中，有机物成分的鉴别和定量已成为近年来的研究热点。在分析中，就目前有机气溶胶的采样、有机成分提取、分离及定性、定量分析方法进行了综述，并比较了各种方法的优缺点。 【关键词】气气溶胶有机成分采样提取与分离定性与定量分析 由于气溶胶中有机物的人体健康效应、气候效应和环境效应，有机气溶胶的研究已经成为近年来的热点问题之一。有机物在大气中广泛存在，是气溶胶的重要成分，但是其含量变化很大，比如在美国东部城市和农村地区，有机物占大气气溶胶细粒子质量的30%；而在美国西部城市中则高达30%～80%[1]。根据其化学组成、溶解性及热力学性质，有机物(有机碳) 分为水溶性有机碳(WSOC)、水不溶性有机碳(WINSOC)、挥发性有机碳(VOC)和不挥发性有机碳(NONVOC)[2]。 大气气溶胶有机颗粒物的粒径大部分在0.1～0.5m之间,主要以积聚模态形式存在，难以被干、湿沉降去除，主要通过大气的流动带走, 或者通过自身的布朗运动扩散除去，所以在大气中的滞留时间较长。气溶胶中的有机成分含有许多对人体产生“三致”作用(致癌、致畸、致突变) 的物质，如多环芳烃和亚硝胺类化合物等。这些物质中有70%～90%分布在粒径Dp<35μm范围内，易于进入肺的深处并沉积,从而引起癌症的发生,导致肺的损伤。 表1[3]列出了目前在大气气溶胶中所检测到的或预测存在的有机化合物的分类情况。从表1 可知，很多化合物具有较高亲脂性，甚至是疏水性的[3]，这类化合物使得液滴中水的含量降低，液滴的粒径变小。而较小的液滴在大气中沉降速度变慢，减少了降雨量。另一类是水溶性有机物(WSOC)，尤其是有机酸(如一元、二元羧酸)，它们的蒸汽压较低，极易富集在气溶胶颗粒物表面并生成盐，形成凝结核，从而增强了云的反射，并且使雨水的酸性增强。

气溶胶形成机理和污染现状

气溶胶污染物的形成机理和污染状况 摘要:本文主要介绍有机气溶胶来源与形成的研究现状,有机气溶胶的化学组成特征。一次有机气溶胶主要源于烹调油烟、机动车尾气、生物质燃烧、工业或民用燃油锅炉释放出的有机物,还有道路扬尘、沥青、刹车尘、轮胎屑、室外香烟烟雾、以及高等植物蜡、细菌活动和草本植物等. 大气中的半挥发性有机物可通过物理和化学吸附形成二次有机气溶胶,一些挥发性有机物可通过气相化学反应转化为低挥发性的物质并形成二次有机气溶胶,其主要前体物是芳香族化合物,如苯、甲苯、二甲苯,以及烯烃、烷烃、环烷烃、萜烯和生物排放的非饱和氧化物. 关键词:一次有机气溶胶二次有机气溶胶;挥发性有机物;半挥发性有机物;颗粒物;有机碳Abstract: This paper describes the organic aerosol sources and research status, the formation of organic aerosol chemical composition characteristics. Once organic aerosols mainly from cooking fumes, vehicle exhaust, biomass burning, industrial or commercial release of organic oil-fired boilers, as well as road dust, asphalt, brake dust, tire debris, outdoor cigarette smoke, as well as higher plant waxes, bacterial activity and herbs, etc. semi-volatile organic compounds in the atmosphere to form secondary organic aerosols through physical and chemical adsorption, a number of volatile organic compounds by gas-phase chemical reactions into a low volatile matter and the formation of secondary organic aerosol , the main precursors of aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, and olefins, paraffins, naphthenes, and unsaturated terpene oxides biological emissions. Keywords: secondary organic aerosols; volatile organic compounds ; semivolatile organic compounds ; particle; organic carbon 有机气溶胶是大气气溶胶的重要成分, 在偏远地区大约占PM10的30%～50%，在污染严重的城市地区一般占PM2. 5和PM10质量的20%～60% . 无论在污染地区还是在偏远地区,有机气溶胶都是由数百种有机化合物组成的混合物,其中很多具致癌、致畸和致突变性,如多氯联苯和其它含氯有机化合物. 它们还能够影响大气能见度,是导致大气光化学烟雾、酸沉降的重要物质,可通过长距离传输对区域和全球环境产生影响. 因此,国际上非常重视大气中有机气溶胶的来源与形成机制的研究,目前主要集中在浓度和化学组分的测量、成因和来源以及产生的环境效应.随着我国经济的高速发展,我国出现了城市和区域性大气颗粒物污染现象,有机气溶胶日益成为大气污染控制的关键污染物和控制的难点. 有机气溶胶的化学组成特征( Chemicalcomposition of organic aerosols) 根据目前GC2MS测量的技术水平已经鉴别出有机气溶胶含有正构烷烃、正构烷酸、正构烷醛、脂肪族二元羧酸、双萜酸、芳香族多元羧酸、多环芳烃、多环芳酮和多环芳琨、甾醇化合物、含氮化合物、规则的甾烷、五环三萜烷以及异烷烃和反异烷烃等(Mazurek et al. ,1989;HHildemann et a l. ,1993; Rogge et al. , 1993e) ,表1给出了在大气颗粒物中已经被测出的以及根据光化学和热力学反应计算出的应该存在的有机物种( Saxena et a l. ,1996) ,但识别出的这几百种有机化合物仅占颗粒物有机质量的10% ～40% ( Seinfeld et al. , 1998).Rogge等(1993e)检测出的80多种有机化合物约占总有机物的13% ,只占细粒子质量的大约2%. 未鉴 别出的部分包括腐殖酸、高分子量化合物、高极性化合物和不能分辨的环烷烃和支链烷烃混合物. 因此,人们对有机气溶胶的化学组成、浓度水平和形成机制还了解得很不清楚大气颗粒物中的含碳物质按测量方法定义为有机碳(OC)和元素碳( EC). 有机碳是碳氢化合物及其氧化物的混合物,占有颗粒碳的大部分,既有一次源也有二次源; 元素碳本质上是一次

造成大气中气溶胶颗粒浓度上升

通用的质量守恒定律：浓度变化 = 源（排放） - 汇（去除） + 传输 一般认为汇不会突然减少,但可能突然增加,如降雨带来的湿沉降.那么就剩两项了. 1、源排放.如果大气静稳,即传输少,可忽略,以北京为例,大量排放的污染物扩散不出去,源大于汇,就会导致颗粒物浓度的上升.具体的源如机动车、电厂、供暖、餐饮油烟等. 2、传输.如果外部将颗粒物传输至本地,可能造成颗粒物浓度的升高.比如北京刮南风的时候,如果河北恰巧污染物浓度较高,就会导致北京颗粒物浓度的上升. 凡分散介质为气体的胶体物系成为气溶胶。它们的粒子大小约在100~10000纳米之间， 属于粗分散物系。 气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗粒，有的来源于自然界，如火 山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等:有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。当 气溶胶的浓度达到足够高时，将对人类健康造成威胁，尤其是对哮喘病人及其他有呼吸进 疾病的人群。空气中的气溶胶还能传播真菌和病毒，这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。 气溶胶粒子具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点，多集中于大气的底层，对云 的凝结核、雨滴、冰晶形成，进而对降水的形成起重要作用。气溶胶甚至可以改变云的存 在时间，能够在云的表面产生化学反应，决定降雨量的多少，影响大气成分。 气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷 却大气，并会使大气的能见度变坏另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外逸，使大气升温。 气溶胶能够引起丁达尔效应. 气溶胶中的粒子具有很多特有的动力性质,光学性质,电学性质.比如布朗运动,光的折射,象彩虹,月晕之类都是因为光线穿过大气层而引起的折射现象.而大气中含有很多的粒子,这些 粒子就行成了气溶胶. 气溶胶在医学,环境科学,军事学方面都有很大的应用.在医学方面应用于治疗呼吸道疾病的粉尘型药的制备,因为粉尘型药粉更能够被呼吸道吸附而有利于疾病的治疗.环境科学方面 比如用卫星检测火灾.在军事方面比如烟雾弹之类,还有可以制造气溶胶烟雾来防御激光武器. 气溶胶的容器内含有两种物质--有待喷射的液态物和保持压力的压缩气体。当揿下按钮时，阀门张开，压缩气体将喷嘴里的一些液态物压出

气溶胶介绍

气溶胶介绍 气溶胶是由固体颗粒、液体颗粒或液体及固体颗粒悬浮于气体介质中形成的均匀分散的多体系，它们的粒子大小约在100~10000纳米之间，属于粗分散物系，可长时间悬浮于空气中。气溶胶在气体介质中不因重力作用而沉降。环境科学中一般定义大气气溶胶为悬浮在大气中的尺度为几十埃到几百微米的固体或液体粒子体系。 气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗粒，气溶胶有自然或人类两种来源。有的来源于自然界，如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等；有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。 气溶胶粒子具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点，多集中于大气的底层，对云的凝结核、雨滴、冰晶形成，进而对降水的形成起重要作用。气溶胶甚至可以改变云的存在时间，能够在云的表面产生化学反应，决定降雨量的多少，影响大气成分。 气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷却大气，并会使大气的能见度变坏；另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外逸，使大气升温。

气溶胶中的粒子具有很多特有的动力性质，光学性质，电学性质。比如布朗运动，光的折射，象彩虹，月晕之类都是因为光线穿过大气层而引起的折射现象，而大气中含有很多的粒子，这些粒子就行成了气溶胶。 根据光电子能谱（XPS）对气溶胶燃烧后的固体颗粒的分析，可知其固体产物中主要含有元素C、N、O、K，这四种元素存在的形式有金属碳化物、C、CO32盐、C的有机物、-COO盐、K2O、K2CO3、KN3、KNO2、KNO3。可以看出固体产物微粒中的主要成分是金属碳化物和碳酸盐。 另外，有些气溶胶配方会加入一定量的碘化银（AgI）。碘化银的熔点为558℃，沸点1506℃，放于光中变色，最后变黑。几乎不溶于水易和稀酸，微溶于氨水，溶于氰化钾溶液。在人工降雨中，用于冰核形成剂，还能防冰雹、防霜冻、防雪、防风暴，甚至可以防台风。在北京2008奥运会上，碘化银配方气溶胶被应用于人工消雨，成功保证了北京奥运会开、闭幕式顺利进行。

气溶胶的影响

气溶胶的影响 气候： 气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷却大气，并会使大气的能见度变坏；另一方面却能通过微粒散射，漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外逸，使大气升温。 气候变化受到气候系统内部可变化性和外部因子（包括自然因素和人类活动）的共同影响，气溶胶的福幅射强迫效应是其中重要的外部银子之一，但目前对气溶胶气候效应的科学理解水平还相当低。最近Menon等利用美国GISS气候数值模式得到的模拟结果表明黑炭气溶胶吸收短波辐射，从而产生大气异常加热的直接影响，这种加热引起东亚中部大气的上升运动和南北两侧弃团的下沉，造成了我国东部地区夏季降水“南多北少”的变化趋势。Xu的工作却指出我国夏季“南涝北旱”的原因是工业排放的硫酸盐气溶胶显著减少了太阳辐射，陆地气温降低，使海陆温差减小，夏季风偏弱，进而造成我国夏季雨带位置偏南，气溶胶的气候效应仍是一个存在较大争议的额科学问题。 东亚是全球硫化物排放较多的地区之一，今年来伴随着经济的高速增长有更多的含硫气体排入大气中，大量生成的硫酸盐气溶胶除了使环境恶化外，还可能对该区域气候造成一定影响，Li等认为中国四川盆地近40年来气温的变冷趋势可能与这一地区硫酸盐气溶胶含量的增加有关。Qian等利用一个简单的硫酸盐气溶胶辐射模式与区域气候模式（RegCM）耦合，模拟了东亚区域硫酸盐气溶胶的辐射强迫气候效应，发现硫酸盐气溶胶的直接，间接，辐射强迫对屈原气候都有影响，其中间接辐射强迫的作用较大。……中国东南部气溶胶增加将导致日照时数减少和日照强度降低，进而使夏季这一地区的最高气温降低。上述研究表明，城市工业发展使大量的工业废气排放至城市大气中，不仅严重地污染了大气环境，而且使空气浑浊度增大，特别是大气中的气溶胶大量增加，其直接和间接的辐射强迫将使得城市太阳辐射强度减弱，进而可能对区域气候产生影响。 导致全球变冷的主要因子使大气气溶胶。除黑炭气溶胶可产生0.1W/m2的辐射强迫外，绝大部分气溶胶粒子（包括硫酸盐，硝酸盐一级矿物沙尘等）总的直接辐射强迫和间接辐射强迫（仅包括云反照率效应，见下）分别为-0.5W/m2和-0.7W/m2,二者总计达到-1.2W/m2,已经接 近工业革命以来大气主要温室气体二氧化碳所产生的1.66W/m2气候变化辐射强迫。 研究造成工业革命以来气候变化的驱动力（辐射强迫）以及预测未来的气候变化时，不但要考虑大气温室气体的变化，还要考虑其他强迫银因子特别是大气气溶胶的变化。由于大气气溶胶可以散射和吸收太阳短波辐射以及地球长波辐射，影响地气系统的辐射平衡（直接效应）；与此同时，他们还可以作为凝结核影响云的辐射特性以及作为反应表面影响大量化学反应的速度（间接效应）；因此，大气气溶胶大气辐射和气候变化的研究中占有重要地位。 气溶胶粒子的辐射强迫机制主要有直接辐射强迫和间接效应，间接效应分为第一类间接效应（云反照率效应，或Twomey效应），第二类间接效应（云生命期效应），还包括冰核化效应，热力学效应及半直接效应。大气气溶胶通过上述直接，半直接与间接效应，影响地气系统的辐射收支并仅为影响地球气候外，气溶胶粒子的存在还将引起大气加热率和冷却率的变化，直接影响大气动力过程。沙尘的大气气溶胶还可能携带营养盐，当其沉降到海洋时会影响海洋初级生产力，影响辐射活性气体（例如CO2、CH4和DMS等）的海气交换通量，并进而影响全球碳循环，最终造成对地球气候系统的冲击。这些影响均可以归类于大气气溶胶的“间接气候效应”，他们可能是非常重要的，有关研究刚刚开始不久，难以给出任何定量描述。使情景变得更加复杂的还有，大气气溶胶不但可以吸收和散射太阳辐射，而且也可以吸收和散射红外热辐射；而这两种效应所产生的辐射强迫以及对气候的影响是完全不同的。总之，大

多化学组分对气溶胶的影响

多化学组分气溶胶对中国北方微物理温暖云的影响 杨夙英1，2，马建忠2，胡自金2，闫鹏2，陈越2，王巍3 1大气物理与环境实验室，南京信息工程大学210044，中国; 2中国气象科学研究院，北京100081，中国; 3中国环境科学研究院，北京100012，中国 收稿于2009年12月8日，接受于2010年3月30日，网上公布2010年10月16日一个绝热容器大小的云包裹模型是由多化学组分（MCC）的气溶胶结合形成的，同时影响着UWyo单化学组分（SCC）包裹模型。用模型的方法来调查多组分气溶胶对中国北方微物理温暖云的影响。模拟初始化使用的数据和化学成分，期间的IPAC（在华北对气溶胶和云微物理污染测量的气溶胶粒径分布）在2006年春季运动。结果发现，在中国北方不仅使多化学组分气溶胶云滴数量增加，同时比纯铵硫酸盐气溶胶更能有效地减少有效半径。这也表明，在中国北方多化学组分气溶胶可以缩小体积小CDNC增加云滴谱（CDS），减少体积大的CDNC。我们的研究结果表明，气溶胶的化学成分和粒度分布可以影响微物理温暖的云，从而影响大气辐射和降水。在未来的天气和气候变化研究中，这应该吸引界内更多的关注。 关键词：气溶胶，云微物理，化学成分，CCN，云模型。 引言：杨夙英，马建忠，胡静，等。多在中国北方的温暖云的微物理化学组分气溶胶的影响。中国科学，地球科学，2011，54：451-461，DOI：10.1007/s11430-010-4075-z 气溶胶作为云凝结核（CCN）或冰核（IN），间接影响着气候，即气溶胶改变云滴数量，浓度（CDNC），粒度分布的事实，进而影响着作用于气候变化的云反照率和寿命的平衡[1，2]。虽然AIE的是气候变化的重要影响成分，但AIE的影响仍有较大的不确定性，主要是因为浓度和理化在不同的背景下，大气气溶胶的属性有着显著的不同。云内上升气流的速度决定着气溶胶数浓度，化学成分，粒度分布过饱和度，是由是影响激活的主要因素。在这些因素中，气溶胶化学成分对云微物理的影响，是要解决的关键问题之一。气溶胶的化学成分非常复杂，含有硫酸盐，硝酸盐，海盐，其他无机化合物以及各种有机物。气溶胶吸湿性和其不同的化学成分及不同的粒度分布，都可能会影响气溶胶激活。 在气溶胶早期研究中，一般认为，气溶胶由单一的化学成分组成。例如，硫酸铵或不溶性的核心，组成大陆背景气溶胶和海洋背景气溶胶的氯化钠。最近，已经研究表明混合状态（内部或外部）的可溶性无机气溶胶，可溶性微量气体（硝酸），水溶性有机碳气溶胶（WSOC）可以显着影响云的微物理过程。一氧化氮，酸水汽可以促进激活气溶胶的形成。通过减少水汽过饱和度[8]。水溶性有机碳气溶胶WSOC可以改变表面张力和水的CDNC，在运动过程中，与CDNC变化范围有着较大的不确定性大致范围为86％-110％。到现在为止，很少有研究报道气溶胶，尤其是多化学成分（MCC）的气溶胶，对微物理云的影响。气溶胶在不同的地区特点不同，尤其在中国的北方地区。因此，多化学组分气溶胶对云的微物理效果的调查，可以通过使用测量数据进行必要的评估AIE和地区降水的形成机制。 在这项研究中，在单化学组分（铵不溶性的核心硫酸钠或氯化钠）绝热的云包裹模型的基础上，多化学组分气溶胶的云包裹模式已经发展的基础上多化学组分影响温暖云的微物理模拟气溶胶与地面和飞机测量初始化模型在2006年春季中国北方。数据包括在不同的采样箱在地面上离子组成的气溶胶以及气溶胶粒度分布，和云的微物理参数。 1 UWyo云包裹模型描述 在这项研究中所使用的模型最初是源于怀俄明州大学绝热的云包裹模型（简称UWyo 云包裹模型）[7]。科勒方程是该模型的基本方程，该模型假设颗粒在一个封闭/绝热升序包裹模型里以一个恒定的垂直速度移动。在云下面，水汽和气溶胶粒子处于水分平衡吸湿蒸