雾霾现象与胶体化学PPT课件.pptx

1胶体与表面化学胶体与表面化学Colloid and Surface Chemistry 南开大学化学院南开大学化学院 催化所催化所李李牛牛2024/3/18 周一雾霾天气的胶体化学思考霾天气的胶体化学思考2014-2-182024/3/18 周一2这几年来，几年来，“大大雾”天气出天气出现的天数呈逐年增加的天数呈逐年增加态势这种种“雾气气”为何何这么么难受？受？呛！呼吸困！呼吸困难！与小！与小时候那种候那种雾的感的感觉不一不一样！小小说中的关于中的关于雾的描写是那么美的描写是那么美-，为什么？什么？而我而我们现在遇到的不是在遇到的不是雾！是霾！是霾！像像轻纱，像，像烟烟岚，像，像云彩云彩；挂挂在在树上，上，绕在屋脊，漫在山路上，藏在草在屋脊，漫在山路上，藏在草丛中中。一会儿一会儿像奔涌的海潮，一会儿像白像奔涌的海潮，一会儿像白鸥在翻在翻飞。霞霞烟烟阵阵，浮去，浮去飘来来，一切一切的一切，的一切，变得得 朦朦 朦朦胧胧的了。的了。2024/3/18 周一342007年年12月，广州的灰霾天月，广州的灰霾天就已达到就已达到22天天2024/3/18 周一5老年人总老年人总以为：以为：自己自己的白内障的白内障又犯病了又犯病了2024/3/18 周一62008-2010 全国多个地方出全国多个地方出现的灰霾天气的灰霾天气2024/3/18 周一72011-2012年各地年各地的灰的灰霾天气霾天气2024/3/18 周一2024/3/18 周一892024/3/18 周一2013年年1月月给人印象最深刻人印象最深刻北京的北京的1月有月有27天天为灰霾天气灰霾天气2024/3/18 周一102024/3/18 周一112024/3/18 周一122024/3/18 周一132024/3/18 周一142013年下半年年下半年-到到现在：我在：我们还有什么感有什么感觉？2024/3/18 周一15一、一、认识PM 2.5与与霾的第一霾的第一阶段段particulate matter美国驻中国大使馆2011年在其使馆官方微博上公布了北京城的PM2.5数据，当时，这一做法在北京乃至中国引发轩然大波。162011年10月5日，联合国新一届“全球气候变化大会”在南非德班召开，也就在这一天，美国驻华使馆公布的北京PM2.5监测数据再次爆表，超过了测量仪器的最高极限500微克大关，2011年12月5日竟达到了可怕的达到522微克。如果按照国际标准，北京已经成为不适合人类居住的“毒气室”。2024/3/18 周一17可吸入可吸入颗粒物却比国家指粒物却比国家指标高出高出约20%，这20%多的超多的超标量，就使北京一年量，就使北京一年95%以上以上为超超标天。天。北京市北京市环保局新保局新闻发言人言人杜少中在杜少中在2011年回答此年回答此问题时说：国家公布的四国家公布的四项污染物排放指染物排放指标，北京三北京三项从从2004年就年就已已稳定定达达标只有可吸入只有可吸入颗粒物一粒物一项未达未达标。可吸入可吸入颗粒物年日均粒物年日均浓度度1998年：年：180g/m3 2011年：年：已降至已降至121g/m3而国家指而国家指标为100/m32012年年2月，月，他他带着新着新书微薄之力在微博微薄之力在微博回答回答记者者问时，还在在讲：空气空气质量改量改变唯一的根据是我唯一的根据是我们中国中国、北京、北京自己大气自己大气污染防治的需要，而不是看哪个大使染防治的需要，而不是看哪个大使馆在干什么。在干什么。民民间自自测，我不反，我不反对，但建，但建议，一不要，一不要绑架公众，煽架公众，煽动情情绪，二要把大家的注意力引，二要把大家的注意力引导到减排上。到减排上。PM10还没有达没有达标，这时候提出候提出PM2.5，没什么意，没什么意义。这场2013年年1-2月的月的雾霾天气霾天气给了他一个有力的回了他一个有力的回击现在，京在，京津冀、津冀、长三角、珠三三角、珠三角及角及九个九个城市群已先行城市群已先行监测并公布并公布PM2.5的的数据数据2024/3/18 周一二、二、认识PM 2.5与霾的与霾的第二第二阶段段-2013年年7月月2024/3/18 周一182011年年10月月18日日-25日北京空气情况日北京空气情况每日上午每日上午9点美国点美国驻华大使大使馆自自测的的pm2.5指数指数北京北京环保局公布的每日空气保局公布的每日空气质量情况量情况为何何会会有有如如此此差差别？我国我国环境空气境空气质量量标准准中可中可吸入吸入颗粒物使用的是粒物使用的是PM10三、三、PM 2.5认识的几个的几个问题2024/3/18 周一192024/3/18 周一20PM2.5与与PM10的定的定义与与标准准21PM2.5是指大气中直径小于或等于是指大气中直径小于或等于2.5微米的微米的颗粒物；粒物；PM 10则是指大气中直径小于或是指大气中直径小于或等于等于10微米微米的的颗粒粒物；物；为什么什么PM10测得的数据会小于得的数据会小于PM2.5？2024/3/18 周一2024/3/18 周一222013年年自去年以来的自去年以来的变化化2024/3/18 周一232024/3/18 周一242024/3/18 周一252024/3/18 周一262024/3/18 周一2728大量大量极极细微干微干尘粒粒均匀浮游均匀浮游在空中，使水平能在空中，使水平能见度小于度小于10千米的空气混千米的空气混浊现象。象。北京地区霾天气北京地区霾天气预报分分为三三级：轻度霾：空气相对湿度小于等于80%，能见度大于5公里且小于10公里。中度霾：空气相对湿度小于等于80%，能见度大于2公里且小于等于5公里。重度霾：空气相对湿度小于等于80%，且能见度小于等于2公里。霾霾和和雾的一般的一般区区别主要在于水分主要在于水分含量含量霾霾天气定天气定义：水分含量达到水分含量达到90以上的叫以上的叫雾，水分含量低于水分含量低于80的叫霾。的叫霾。8090之之间的，是的，是雾和霾的混合物。和霾的混合物。霾和霾和雾有一些肉眼看得有一些肉眼看得见的的“不一不一样”：雾的的颜色是乳白色、青白色色是乳白色、青白色，霾霾则是黄色、橙灰是黄色、橙灰色；色；雾的的边界很清晰，界很清晰，过了了“雾区区”可能就是晴空万里可能就是晴空万里，霾与周霾与周围环境境边界不明界不明显。2024/3/18 周一2024/3/18 周一292024/3/18 周一302024/3/18 周一312024/3/18 周一322024/3/18 周一332024/3/18 周一34微小的可溶性固体、可溶性气体是形成微小的可溶性固体、可溶性气体是形成PM2.5的首要因素。的首要因素。粉粉尘碳碳氢化合物，化合物，SOx(硫的氧化物硫的氧化物)、NOx（氮的氧化物）、（氮的氧化物）、这些物些物质与与水形成微小液滴、水形成微小液滴、悬浮体浮体。四、四、雾霾天气的霾天气的胶体化学分析胶体化学分析形成灰霾的主要物形成灰霾的主要物质形成形成的体系学名的体系学名为：气溶胶：气溶胶2024/3/18 周一35气溶胶意味着气溶胶意味着什么？什么？1微米微米=1000纳米米；胶体的特点是：胶体的特点是：分散相粒子的大小分散相粒子的大小1-100纳米的分散体系米的分散体系36将大将大块物物质不断分割，不断分割，当分割出的尺寸小于当分割出的尺寸小于1-100纳米米时，便不具有大，便不具有大块物物质的性的性质胶体是能胶体是能够保持大保持大块物物质性性质的最小尺寸的最小尺寸等量物等量物质，颗粒尺寸越小，表面粒尺寸越小，表面积越大，吸附能力越越大，吸附能力越强活性越高，吸入人体后的危害性越大。活性越高，吸入人体后的危害性越大。胶体大小的尺寸，胶体大小的尺寸，环保局目前更没有保局目前更没有计量与量与统计-无法？无愿无法？无愿?2024/3/18 周一2024/3/18 周一372024/3/18 周一382024/3/18 周一39402024/3/18 周一2024/3/18 周一41422024/3/18 周一432024/3/18 周一胶体化学能胶体化学能为消除消除雾霾天气做些什么？霾天气做些什么？1、正确、正确认识雾霾；霾；2、从胶体化学角度分析当代、从胶体化学角度分析当代“雾霾霾”原因；原因；3、从胶体的形成源、从胶体的形成源头化学反化学反应控制胶体控制胶体颗粒的生成；粒的生成；2024/3/18 周一44西安治霾神器西安治霾神器雾炮炮:单车单次作次作业面面积四个足球四个足球场2024/3/18 周一4546五、霾五、霾产生主要因素分析与生主要因素分析与对策策1、在水平方向静、在水平方向静风现象象增多增多城市建城市建设迅速迅速发展，大楼越建越高，阻展，大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使和摩擦作用使风流流经城区城区时明明显减弱减弱。静静风现象增多，不利于大气象增多，不利于大气污染物的染物的扩展稀展稀释，却却容易在城区和近郊区周容易在城区和近郊区周边积累；累；2、垂直方向上出、垂直方向上出现逆温逆温逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空的气温比低空气温更高的逆温高空的气温比低空气温更高的逆温现象象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，导致污染物难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。3、空气中、空气中悬浮浮颗粒物的粒物的增加增加城市人口的增长和工业发展，机动车辆猛增，使得污染物排放和城市悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低，使得整个城市经常看起来灰蒙蒙的。2024/3/18 周一黄黄淮海淮海地区、地区、长江河谷江河谷四川盆地、四川盆地、珠江三角洲珠江三角洲主要由于地理原因造成主要由于地理原因造成我国我国4个霾天气比个霾天气比较严重地区：重地区：原来原来现在在现在，各地的霾天气在，各地的霾天气现象都很象都很严重，要有好天气重，要有好天气-南方靠台南方靠台风；北方靠西北北方靠西北风；2024/3/18 周一472024/3/18 周一48为什么？什么？纽约、东京的京的车密度比北京大多了密度比北京大多了2024/3/18 周一492024/3/18 周一50一个重要的原因：我国汽油辛一个重要的原因：我国汽油辛烷值提高的提高的实际情况情况2024/3/18 周一512013年下半年年下半年-到到现在：我在：我们还有什么感有什么感觉？2024/3/18 周一522024/3/18 周一532024/3/18 周一54