選修課程化學與環(huán)境大氣環(huán)境之大氣顆粒物2.3.doc

選修2化學與環(huán)境課程教案總第 5 教時【授課時間：第 13 周 星期 四 】課題 大氣顆粒物教學目標初步了解大氣顆粒物；知道大氣顆粒物的定義及分類；了解大氣顆粒物的來源及產生原理、危害及防治措施重視大氣環(huán)境教學重點及 難點大氣顆粒物的沉降方式及危害教法設計教 學 過 程 及 內 容教學內容教師活動學生活動引入一、 大氣顆粒物的分類 二、大氣顆粒物的來源1、大氣顆粒物的來源2、無機顆粒物的來源三、大氣顆粒物的沉降1、干沉降2、濕沉降 四、 大氣顆粒物對人體健康的影響 五、 環(huán)境空氣的質量 1、環(huán)境空氣質量標準2、空氣污染指數(shù)大氣顆粒物質是大氣污染物中數(shù)量最大、成分復雜、性質多樣、危害較大的一種，它本身可以是有毒物質，還可以是其他有毒有害物質在大氣中的運載體、催化劑或反應床。在某些情況下，顆粒物質與所吸附的氣態(tài)或蒸氣態(tài)物質結合，會產生比單個組分更大的協(xié)同毒性作用。由加拿大科學家根據(jù)美國國家航空航天局(NASA)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)繪制而成的全球污染顆粒PM2.5濃度地圖發(fā)布，中國華北、華東為世界污染濃度最深區(qū)域，這表明，中國的空氣污染已經到了異常嚴重的程度 ?！緢D例】一、 大氣顆粒物的分類 粉塵（微塵、Dust） 顆粒直徑：1 100 mm；物態(tài)：固體；生成機制、現(xiàn)象：機械粉碎的固體微粒，風吹揚塵，風沙。 煙(煙氣，F(xiàn)ume) 顆粒直徑：0.01 1 mm；物態(tài)：固體；生成機制、現(xiàn)象：由升華、蒸餾、熔融及化學反應等產生的蒸氣凝結而成的固體顆粒。如熔融金屬、凝結的金屬氧化物、汽車排氣、煙草燃煙、硫酸鹽等?；遥ˋsh）顆粒直徑：1 200 mm；物態(tài)：固體；生成機制、現(xiàn)象：燃燒過程中產生的不燃性微粒，如煤、木材燃燒時產生的硅酸鹽顆粒，粉煤燃燒時產生的飛灰等。霧（Fog）顆粒直徑：2 200 mm；物態(tài)：液體；生成機制、現(xiàn)象：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）顆粒直徑：大于10 mm；物態(tài)：液體；生成機制、現(xiàn)象：與霧相似，氣象上規(guī)定稱輕霧，水平視程在1 2km之內，使大氣呈灰色。煙塵(熏煙，Smoke)：0.01 5 mm；固體與液體；含碳物質，如煤炭燃燒時產生的固體碳粒、水、焦油狀物質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，即成為煙炭。煙霧（Smog）：0.001 2 mm；固體；粒徑在2mm以下，現(xiàn)泛指各種妨礙視程(能見度低于2km)的大氣污染現(xiàn)象。光化學煙霧產生的顆粒物，粒徑常小于0.5mm使大氣呈淡褐色?？倯腋☆w粒物(Total Suspended Particulate TSP)：用標準大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集的顆粒物的總質量作為大氣質量評價中的一個通用的重要污染指標。長期飄泊在大氣中顆粒直徑小于l0mm的懸浮物稱為飄塵(Airborne particle)，大于l0mm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（Dustfall）。二、大氣顆粒物的來源1、大氣顆粒物的來源1）顆粒物的天然來源天然源可起因于地面揚塵(風吹灰塵)，和地殼、土壤的成分很相似，海浪濺出的浪沫，火山爆發(fā)的噴出物，森林火災的燃燒物，宇宙來源的隕星塵及生物界產生的顆粒物如花粉、袍子等。二次顆粒物的天然來源主要是森林中排出的碳氫化合物(主要是萜烯類)，進入大氣后經光化學反應，產生的微小顆粒，與自然界硫、氮、碳循環(huán)有關的轉化產物如由H2S、SO2經氧化生成的硫酸鹽，由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。2）顆粒物的人為來源燃料燃燒過程中產生的固體顆粒物，如煤煙、飛灰等，各種工業(yè)生產過程中排放的固體微粒，汽車尾氣排出的鹵化鉛凝聚而形成的顆粒物以及如人為排放SO2在一定條件下轉化為硫酸鹽粒子等的二次顆粒物。2、無機顆粒物的來源大于3 mm (空氣動力學相應的直徑)的金屬顆粒物，將不影響呼吸或不參與大氣間相互作用 。重點研究小于2mm的細顆粒物 飄塵的天然源來自風傳粉塵，火山爆發(fā)煙氣以及海浪引起的震靄，其量可十倍于人為源。 人為源 大量的細顆粒物來自電廠(燃煤)、市政焚化、冶金過程、采礦及地面交通運輸?shù)?。其中最重要的是冶金過程，使大量的環(huán)境重要金屬進入大氣，顆粒物直徑小于2mm的占46.6%。天然源顆粒物的天然源一般大于人為源載帶量。由于顆粒物是易消失的粉塵和海浪濺沫，其中大顆粒占優(yōu)勢，沉降迅速，對環(huán)境影響不大，除非在散發(fā)源附近如火山爆發(fā)將大量顆粒物散發(fā)達數(shù)公里之遙。【圖例】三、大氣顆粒物的沉降1、干沉降干沉降是指顆粒物通過重力作用或與其它物體碰撞后發(fā)生沉降。沉積主要通過三種作用：(1)碰撞作用：530mm粒徑的顆粒 (2)沉降作用：15mm 粒徑的顆粒 (3)擴散作用：粒徑小于0.1mm的顆粒2、濕沉降 濕沉降是指降雨、下雪使顆粒物消除的過程。濕沉降存在雨除(Rain out)和沖刷(Wash out)兩種機制。【圖例】四、 大氣顆粒物對人體健康的影響 大氣顆粒物通過呼吸道進入人體，較大的粒子可能停留在鼻腔及鼻咽部，很小的顆粒可以進入并停留在肺部。目前，世界上對可吸入粒子的粒徑大小有兩種意見，一種定為l0mm以下，一種定為l5mm以下?！緢D例】五、 環(huán)境空氣的質量 1、環(huán)境空氣質量標準國家環(huán)境保護局于1996年發(fā)布了環(huán)境空氣質量標準(GB3095一1996)。一級標準適用于一類質量功能區(qū)，包括自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)。二級標準適用于二類質量功能區(qū)，包括城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農村地區(qū)。三極標準適用于三類質量功能區(qū)，包括各特定工業(yè)區(qū)。 2、空氣污染指數(shù) 空氣污染指數(shù)(API)就是定時通過新聞媒體向社會公眾報告的一種定量反映和評定空氣質量狀況的尺度，即把常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成單一的數(shù)值形式，并分級表示空氣受污染程度和空氣質量狀況，具有簡明、直觀、通俗易懂的特點。 由于中國城市空氣污染以煤煙型污染為主，目前計入空氣污染指數(shù)的項目暫定為二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物