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

選修2化學(xué)與環(huán)境課程教案總第 5 教時(shí)【授課時(shí)間：第 13 周 星期 四 】課題 大氣顆粒物教學(xué)目標(biāo)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(chǎn)生原理、危害及防治措施重視大氣環(huán)境教學(xué)重點(diǎn)及 難點(diǎn)大氣顆粒物的沉降方式及危害教法設(shè)計(jì)教 學(xué) 過 程 及 內(nèi) 容教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)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(jī)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(zhì)量 1、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2、空氣污染指數(shù)大氣顆粒物質(zhì)是大氣污染物中數(shù)量最大、成分復(fù)雜、性質(zhì)多樣、危害較大的一種，它本身可以是有毒物質(zhì)，還可以是其他有毒有害物質(zhì)在大氣中的運(yùn)載體、催化劑或反應(yīng)床。在某些情況下，顆粒物質(zhì)與所吸附的氣態(tài)或蒸氣態(tài)物質(zhì)結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生比單個(gè)組分更大的協(xié)同毒性作用。由加拿大科學(xué)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(jīng)到了異常嚴(yán)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(jī)制、現(xiàn)象：機(jī)械粉碎的固體微粒，風(fēng)吹揚(yáng)塵，風(fēng)沙。 煙(煙氣，F(xiàn)ume) 顆粒直徑：0.01 1 mm；物態(tài)：固體；生成機(jī)制、現(xiàn)象：由升華、蒸餾、熔融及化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生的蒸氣凝結(jié)而成的固體顆粒。如熔融金屬、凝結(jié)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(jī)制、現(xiàn)象：燃燒過程中產(chǎn)生的不燃性微粒，如煤、木材燃燒時(shí)產(chǎn)生的硅酸鹽顆粒，粉煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的飛灰等。霧（Fog）顆粒直徑：2 200 mm；物態(tài)：液體；生成機(jī)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(jī)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(nèi)，使大氣呈灰色。煙塵(熏煙，Smoke)：0.01 5 mm；固體與液體；含碳物質(zhì)，如煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的固體碳粒、水、焦油狀物質(zhì)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(xué)煙霧產(chǎn)生的顆粒物，粒徑常小于0.5mm使大氣呈淡褐色。總懸浮顆粒物(Total Suspended Particulate TSP)：用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集的顆粒物的總質(zhì)量作為大氣質(zhì)量評價(jià)中的一個(gè)通用的重要污染指標(biāo)。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(yáng)塵(風(fēng)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(zāi)的燃燒物，宇宙來源的隕星塵及生物界產(chǎn)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?xì)浠衔?主要是萜烯類)，進(jìn)入大氣后經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的微小顆粒，與自然界硫、氮、碳循環(huán)有關(guān)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物如由H2S、SO2經(jīng)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(chǎn)生的固體顆粒物，如煤煙、飛灰等，各種工業(yè)生產(chǎn)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(zhuǎn)化為硫酸鹽粒子等的二次顆粒物。2、無機(jī)顆粒物的來源大于3 mm (空氣動(dòng)力學(xué)相應(yīng)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(diǎn)研究小于2mm的細(xì)顆粒物 飄塵的天然源來自風(fēng)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(xì)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(yùn)輸?shù)取Ｆ渲凶钪匾氖且苯疬^程，使大量的環(huán)境重要金屬進(jìn)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(dá)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(kuò)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(zhì)量 1、環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)國家環(huán)境保護(hù)局于1996年發(fā)布了環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095一1996)。一級標(biāo)準(zhǔn)適用于一類質(zhì)量功能區(qū)，包括自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū)。二級標(biāo)準(zhǔn)適用于二類質(zhì)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(nóng)村地區(qū)。三極標(biāo)準(zhǔn)適用于三類質(zhì)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(shí)通過新聞媒體向社會(huì)公眾報(bào)告的一種定量反映和評定空氣質(zhì)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(zhì)量狀況，具有簡明、直觀、通俗易懂的特點(diǎn)。 由于中國城市空氣污染以煤煙型污染為主，目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目暫定為二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物