什么是大气中漂浮着的固体和液体微粒

总悬浮颗粒物是大气中漂浮着的固体和液体微粒。

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总悬浮颗粒物是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。总悬浮颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。城市大气总悬浮颗粒物是造成全球大部分城市空气污染严重的原因之一，世界各国对之已进行过很多的研究。

大量的研究显示，总悬浮颗粒物的污染非常严重，是影响城市空气质量的首要污染物。总悬浮颗粒物的源以人为来源为主，其汇则以湿沉降为主。

总悬浮颗粒物对城市气候的影响主要通过2种方式：一种是通过散射或吸收太阳辐射直接影响气候；另一种是以云凝结核的形式改变云的光学特性和云的分布而间接影响气候。

总悬浮颗粒物是大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。它主要来源于燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。

在我国甘肃、新疆、陕西、山西的大部分地区，河南、吉林、青海、宁夏、内蒙古、山东、四川、河北、辽宁的部分地区，总悬浮颗粒物污染较为严重。

总悬浮颗粒物可分为一次颗粒物和二次颗粒物。一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的物质，如：风扬起的灰尘、燃烧和工业烟尘。二次颗粒物是通过某些大气化学过程所产生的微粒，如：二氧化硫转化生成硫酸盐。

粒径小于100μm的称为TSP，即总悬浮物颗粒；粒径小于10μm的称为PM10，即可吸入颗粒。TSP和PM10在粒径上存在着包含关系，即PM10为TSP的一部分。国内外研究结果表明，PM10/TSP的重量比值为60—80%。

在空气质量预测中，烟尘或粉尘要给出粒径分布，当粒径大于10μm时，要考虑沉降；小于10μm时，与其他气态污染物一样，不考虑沉降。所有烟尘、粉尘联合预测，结果表达TSP，仅对小于10微米的烟尘、粉尘预测，结果表达为PM10。

城市空气质量周报的三项指标

①．总悬浮颗粒物：这是大气降尘的主要污染指标。大气中的总悬浮颗粒物主要来自工业废气、建筑扬尘、交通尾气、物质燃烧等。它含有可损害神经系统的铅、汞、锰等，还有致癌物苯并芘、砷、铬等。总悬浮颗粒能吸附有害气体、液体、细菌等。目前，许多国家对粒径小于10微米不能被人的上呼吸道所阻挡的可吸入性颗粒（即PM10）非常重视，尤其是粒径小于25微米的可吸入性气溶胶（即PM25）。这种气胶微粒被吸入人体后，会渗透到肺部组织的深处，可引起支气管炎和肺癌等病变。限于监测技术，除上海现已开始监测PM10外，我国各个城市普遍监测的只是总悬浮颗粒TSP。在1996年修订的国家环境空气质量标准中，已增加了PM10的控制标准，但考虑到对人体健康危害最大的是PM25，我国即将制订新的标准，以更好地保护人民的身心健康。

②．二氧化硫：主要由燃煤排放引起。二氧化硫在大气中会氧化而形成硫酸盐气溶胶，毒性将增大10倍以上，它将会严重危害人体健康，导致胸闷。眼睛刺激、呼吸困难，甚至呼吸功能衰竭。在此环境下的降水便是酸雨，它会使水质及土壤酸化，从而导致鱼类和植物大量死亡。二氧化硫曾是一些发达国家在工业发展时期的主要污染物。被列为世界八大公害事件的比利时马斯河谷、美国的多诺拉等烟雾事件，均系二氧化硫严重污染所致。我国是燃煤大国，每年排放的二氧化硫居世界前列，所以对二氧化硫及其次生污染的防治必须加大力度。

③．氮氧化物：主要是一氧化氮和二氧化氮，主要由机动车尾气造成。它对人们呼吸器官有较强的刺激作用，可引起气管炎、肺炎、肺气肿等。氮氧化物与水可生成硝酸盐、亚硝酸盐。进入人体，可生成强致癌物亚硝酸氨，也可与人体血液中的血红蛋白结合，使人产生缺氧症状。1952年美国洛杉矶光化学烟雾事件的罪魁祸首便是氮氧化物。此外，它还使植物大面积受损。值得注意的是，随着城市现代化交通的高速发展，我国许多城市的氮氧化物也严重超标，由机动车（也含助动车）的激增引发的光化学烟雾污染，在许多城市已被环境监测部门发现。

环境空气中tsp，pm10和pm25的浓度限值分别是100微米、10微米和25微米。 1、PM10指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物，也称可吸入颗粒物。 2、PM25指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于25微米的颗粒物，也称细颗粒

（1）设计原则

修建牛舍的目的是为了给牛创造适宜的生活环境，保障牛的健康和生产的正常运行。花较少的资金、饲料、能源和劳力，获得更多的畜产品和较高的经济效益。为此，设计肉牛舍应掌握以下原则。

①符合牛舍环境质量要求：一个适宜的环境可以充分发挥牛的生产潜力，提高饲料利用率。一般来说，家畜的生产力20%～30%取决于环境。不适宜的环境温度可以使牛的生产力下降10%～30%。如果没有适宜的环境，即使喂给全价饲料，饲料也不能最大限度地转化为畜产品，从而降低了饲料利用率。由此可见，修建牛舍时，必须符合牛对各种环境条件的要求。牛舍生态环境质量要求见表7-3。

表7-2 牛舍生态环境质量要求

表7-3 牛舍空气环境质量要求

：PM10为直径≤10微米的可吸入颗粒物；TSP为总悬浮颗粒物。

②符合生产工艺要求：肉牛生产工艺包括牛群的组成和周转方式，运送草料、饲喂、饮水、清粪等，也包括测量、称重、采精输精、防治、生产护理等技术措施。修建牛舍必须与本场生产工艺相结合。否则，必将给生产造成不便，甚至使生产无法进行。

③符合卫生防疫要求：流行性疫病对牛场会形成威胁，造成经济损失。通过修建规范牛舍，为牛创造适宜环境，将会防止或减少疫病发生。此外，修建牛舍时还应特别注意卫生要求，以利于兽医防疫制度的执行。要根据防疫要求合理进行场地规划和建筑物布局，确定牛舍的朝向和间距，设置消毒设施，合理安置污物处理设施等。

④做到经济合理：在满足以上3项要求的前提下，牛舍修建还应尽量降低工程造价和设备投资，以降低生产成本。因此，牛舍修建要尽量利用自然界的有利条件（如自然通风、自然光照等），尽量就地取材，采用当地建筑施工习惯，适当减少附属用房面积。

（2）肉牛场建筑物的配置要求

肉牛场内各建筑物的配置要因地制宜，有利于生产，便于防疫、安全等，做到整齐、紧凑，土地利用率高和节约投资，经济实用。

①牛舍：我国地域辽阔，南北、东西气候相差悬殊。牛舍的建筑也要求不同，北方要求防寒，南方要求防暑，中部地区既要考虑冬季防寒，又要考虑夏季防暑，因此，牛舍的建筑形式也不一样。

牛舍的形式依据饲养规模和饲养方式而定。牛舍的建造应便于饲养管理，便于采光，便于夏季防暑，冬季防寒，便于防疫。修建多栋牛舍时，应采取长轴平行配置，当牛舍超过4栋时，可以2行并列配置，前后对齐，相距10米以上。

②饲料库：饲料库建造位置应选在离每栋牛舍的位置都较适中，而且位置稍高，既干燥通风，又利于成品料向各牛舍运输的地方。

③干草棚及草库：干草棚及草库尽可能地设在下风向地段，与周围房舍至少保持50米距离，单独建造，既防止散草影响牛舍环境美观，又要达到防火安全。

④青贮窖或青贮池：青贮窖或青贮池建筑选址原则同饲料库。位置适中，地势较高，防止粪尿等污水污染，同时要考虑进出料时运输方便，降低劳动强度。

⑤兽医室：隔离牛舍应设在牛场下风头，而且相对偏僻一角，便于隔离，减少空气和水的污染传播。

⑥办公室和职工宿舍：设在牛场之外地势较高的上风头，以防空气和水的污染及疫病传染。养牛场门口、办公室和职工宿舍应设消毒室或消毒池，并由专人看管。

（3）饲养工艺及设计参数

①肉牛饲养方式：包括拴系饲养和不拴系饲养。当前多采用拴系饲养，饲喂、刷拭、清粪等作业，都在牛舍内进行，舍外设运动场和饮水装置，供牛自由运动和饮水。这种牛舍的优点是，能个别饲养，分别对待，母牛发情容易观察，如有疾病或不正常现象，容易发现，及时处理或治疗，可以做到冬季防寒、夏季防暑。缺点是造价较高。

②分群管理：肉牛一般分为3个饲养阶段：第1阶段为6月龄以前的犊牛阶段；第2阶段为7～18月龄的育成阶段；第3阶段为18月龄以后的生产阶段（或育肥生产或繁殖生产）。各阶段分群分舍饲养。育成阶段和生产阶段还要考虑公母分群饲养管理。

③牛舍形式：按牛舍的使用要求和围护结构，可分为封闭式、半开放式和开放式棚舍等。按牛床在舍内的排列可分为单列和双列、对头和对尾式。20头以下一般采用单列式，20头以上宜采用双列或多列式。育肥牛舍可以采用双列开放式，1栋牛舍50～100头饲养规模。另外，根据牛舍饲养对象不同又可分为种公牛舍、繁殖牛舍、育成牛舍、分娩牛舍等。

④饲养密度：采用散放饲养方式，每头牛所需牛舍面积（包括舍内和舍外场地）见表7-4。

表7-4 每头肉牛所需的面积

注：引自国外标准。

散放饲养的育肥牛，每圈宜养10～20头。

拴系饲养肉牛牛床占用面积，6月龄以上育成母牛14～15米2/头，成年牛21～23米2/头。

⑤环境因素：牛的耐热性差，耐寒性强，在适宜的温度范围之外，其生产性能降低。防寒温度界限为4℃，防热温度界限为25℃。

（4）牛舍建筑

①建舍要求：牛舍建筑要根据当地的气温变化和牛场生产用途等因素来确定。建牛舍要因陋就简、就地取材、经济实用，还要符合兽医卫生要求，做到科学合理。有条件的，可建质量好的经久耐用的牛舍。

牛舍内应干燥，冬暖夏凉，地面应保温、不透水、不打滑，且污水、粪尿易于排出舍外。舍内清洁卫生，空气新鲜。由于冬春季风向多偏西北，牛舍以坐北朝南或朝东南好。牛舍要有一定数量和大小的窗户，以保证太阳光线充足和空气流通。房顶有一定厚度，隔热保温性能好。舍内各种设施的安置应科学合理，以利于肉牛生长。

②基本结构

A地基与墙体：基深80～100厘米，砖墙厚24厘米，双坡式牛舍脊高40～50米，前后檐高30～35米。牛舍内墙的下部设墙围，防止水汽渗入墙体，提高墙的坚固性、保温性。

B门窗：门高21～22米，宽20～25米。门一般设成双开门，也可设上下翻卷门或推向墙体一侧的单边门。封闭式的窗应有一些，高15米，宽15米，窗台高距地面12米为宜。

C屋顶：肉牛舍最常用的是双坡式屋顶。这种形式的屋顶可适用于较大跨度的牛舍，可用于各种规模的各类牛群。这种屋顶既经济，保温性又好，而且容易施工修建。

D牛床和饲槽：肉牛场多为群饲通槽喂养。牛床一般要求长16～18米，宽10～12米。牛床坡度为15%，牛槽端位置高。牛床建筑材料可以用水泥、砖或直接用土。水泥地面不能光滑；砖地是用砖立砌；土质牛床是把地面铲平，铺砂石之后，再铺一层三合土，夯实即可。小规模牛场以土质牛床为好。

饲槽设在牛床前面，以固定式水泥槽最实用，其上宽06～08米，底宽035～040米，呈弧形，槽内底高出牛床02～03米，槽内缘高04米（靠牛床一侧），外缘高06米（靠走道一侧），槽上装有横柱，距地面165厘米，供拴牛用。为操作简便，节约劳力，应建高通道，高出牛床03米，低槽位的道槽合一式为好。即槽外缘和通道在一个水平面上。

E通道和粪尿沟：对头式饲养的双列牛舍，中间通道宽14～18米。通道宽度应以送料车能通过为宜。如果建道槽合一式，道宽3米为宜（含料槽宽）。粪尿沟宽应以常规铁锨正常推行宽度为宜，宽025～03米，深015～03米，倾斜度1∶50～100。

F运动场、饮水槽和围栏：运动场的长度应与牛舍长度一致对齐为宜，这样整齐美观，充分利用地皮。宽度应参照每头牛10米2（育肥牛5米2）设计而计算得出。运动场要有一定坡度，便于排水。运动场可采用一半水泥或砖地面，一半泥土地面，中间设隔离栏。土质地面在干燥时开放，下雨或潮湿时关闭。牛随时都要饮水，因此，除舍内饮水外，还必须在运动场边设饮水槽。槽长3～4米，上宽70厘米，槽底宽40厘米，槽高40～70厘米。每25～40头牛应有一个饮水槽。运动场周围要建造围栏，可以用钢管建造，也可用水泥桩柱加刺线建造，高15～18米，要求结实耐用。

（5）牛舍建造

①封闭式牛舍：多采用拴系饲养。又分为单列式和双列式2种。

A单列式：只有一排牛床。这类牛舍跨度小，易于建造，通风良好，适宜于建成半开放式或开放式牛舍，这类牛舍适用于小型牛场。

B双列式：有两排牛床。一般以100头左右建一幢牛舍，分成左右2个单元，跨度10～12米，能满足自然通风的要求。尾对尾式中间为清粪道，两边各有一条饲料通道。头对头式中间为送料道，两边各有一条清粪通道。对于封闭式牛舍，这2种排列方式以尾对尾的排列方式应用较广。因牛头对窗，有利于呼吸新鲜空气，冬季易于照射阳光，减少疾病的传染，还可避免粪尿污染墙壁，保持墙壁清洁，比较卫生，但分发饲料时稍感不便。头对头式的优缺点正好与尾对尾式相反。

②半开放式牛舍：半开放式牛舍三面有墙，向阳一面敞开，有顶棚，在敞开一侧设有围栏。这类牛舍的开敞部分在冬季可以遮拦形成封闭状态。从而达到夏季利于通风，冬季能够保暖，使舍内小气候得到改善。这类牛舍相对封闭式牛舍来讲，造价低，节省劳动力。

③塑膜暖棚牛舍：塑膜暖棚牛舍属于半开放式牛舍的一种，是近年来北方寒冷地区推出的一种较保温的半开放式牛舍。就是冬季将半开放式或开放式肉牛舍用塑料薄膜封闭敞开部分，利用太阳能和牛体散发的热量，使舍温升高，同时塑料薄膜也避免了热量散失。

阳光是暖棚的主要热源，因此，设计建设暖棚时首先要解决好采光问题，特别是冬季，阳光弱，气温低，应最大限度地使阳光透射到暖棚内部。

修筑塑膜暖棚牛舍要注意以下几个问题：

A选择合适的朝向：塑膜暖棚牛舍应采用坐北朝南，东西延长的方位。早晨严寒和大气污染严重、阳光透过率低的地区，以偏西为好，这样可以延长午后日照时间，有利于夜间保温。早晨不太严寒、大气透明度高的地区以偏东为宜，以便于早晨采光。偏东和偏西以5°左右为宜，不宜超过10°。

B选择合适的塑料薄膜：应选择对太阳光透过率较高，而对地面长波辐射透过率较低的聚乙烯等塑膜，其厚度以80～100微米为宜。

C合理的屋面角：屋面角是指暖棚屋面与地面的夹角。不同纬度的最佳采光屋面角不同，见表7-5。

表7-5 不同纬度的最佳采光屋面角（°）

D合理设置通风换气口：棚舍的排气口设在棚舍顶部的背风面，上设防风帽、排气口的面积以20厘米×20厘米为宜。进气口设在暖棚舍内墙1/2处的下部，面积是排气口面积的一半，每隔3米远设置一个排气口。

④装配式牛舍：装配式牛舍以钢材为原料，工厂制作，现场装备，属敞开式牛舍。屋顶为镀锌板或太阳板，屋梁为角铁焊接；U形食槽和水槽为不锈钢制作，可随牛只的体高随意调节。

装配式牛舍室内与普通牛舍基本相同，其适用性、科学性主要体现在屋架、屋顶和墙体及可调节饲喂设备上。

屋架梁是由角钢预制，待柱墩建好后装上即可。架梁上边是由角钢与圆钢焊制的檩条。

屋顶自下往上是由3毫米厚的镀锌铁皮，4厘米厚的聚苯乙烯泡沫板和5毫米厚的镀锌铁皮瓦构成，屋顶材料由螺丝贯串固定在檩条上，屋脊上设有可调节的风帽。

墙体四周60厘米以下为砖混结构（围栏散养牛舍可不建墙体）。每根梁柱下面有一钢筋水泥柱墩，其他部分为水泥沙浆面。墙体60厘米以上部分分为3种结构：屋顶两端的月牙部分及饲养员宿舍、草料间两边墙体为“泰克墙”，它的基本骨架是由角钢焊制，角钢中间用4厘米厚泡沫板填充，骨架外面扣有金属彩板，骨架里面固定一层钢网，网上水泥沙浆抹面；饲养员宿舍、草料间与牛舍隔墙为普通砖墙，外墙水泥沙浆；牛舍前后两面60厘米以上墙体部分安装活动卷帘。卷帘分内外2层，外层为双帘子布中间夹腈纶棉制作的棉帘，里边一层为单层帘子布制作的单帘，两层卷帘中间安装有钢网，双层卷帘外有防风绳固定。

装配式牛舍系先进技术设计，适用、耐用和美观，且制作简单，省时，造价适中。

A适用性强：保温，隔热，通风效果好。牛舍前后两面墙体由活动卷帘代替，夏季可将卷帘拉起，使封闭式牛舍变成棚式牛舍，自然通风效果好。屋顶部安装有可调节风帽。冬季卷帘放下时通风调节帽内蝶形叶片使舍内氨气排出，达到通风换气效果。

B耐用：牛舍屋架、屋顶及墙体根据力学原理精心设计，选用优质防锈材料制作，既轻便又耐用，一般使用寿命在20年以上（卷帘除外）。

C美观：牛舍外墙采用金属彩板（蓝色）扣制，外观整洁大方，十分漂亮。

D造价适中：按建筑面积计算，每平方米造价为砖混结构、木质结构牛舍的80%左右。

E建造快：其结构简单，工厂化预制，现场安装。因此省时，一栋标准牛舍一般在15～20天即可造成。

是这样的，依据《环境空气质量标准》GB 3095—2012中相关规定，对空气中粉尘颗粒按大小分为：总悬浮颗粒物（TSP total suspended particles）和可吸入颗粒物（inhalable particles）两大类。

其中，总悬浮颗粒物，指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤ 总悬浮颗粒物（TSP） ） 100μm 的颗粒物；

可吸入颗粒物，指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤ 吸入颗粒物（ 可吸入颗粒物（PM10） 10μm 的颗粒物，也就是PM10的意思；

而我们常说的PM25是指大气中直径小于或等于25μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，它的直径还不到人头发丝粗细的1/20，危害性更大，需要重点防范。

空气体中的颗粒物知识普及

参考GB 3095 – 1996《环境空气质量标准》

1、气溶胶粒子

在气体中以分散相处于悬浮状态的颗粒物称为气溶胶粒子。气溶胶粒子包括固体粒子 和液体粒子。

对于大于100μm 的粒子，其沉降速度太快（大于01m/s），不能久存于气溶胶中。 对于小于001μm 的粒子，由于布朗运动的凝聚作用会使粒子变大。

所以气溶胶粒子的大小范围在大致在0001--100μm 之间。

固体气溶胶粒子主要是烟尘，通常把烟和尘统称为粉尘。

尘—很小的固体粒子，由破碎、筛分、运输、加工等机械或动力作用形成。粒子较 粗，形状不规则，大小范围在01--100μm 之间。气流温度小于100℃。

烟—悬浮于气体中的固体粒子或固/液粒子的混合物。通常为加热燃烧产物，粒径范围 在0001—1 μm 之间，沉降作用小，温度较高。

各种不同粒子的直径范围：

粒子直径/μm 00001 0001 001 01 1 10 100 1000

电磁波 ← X 射线 → ←紫外 → 可见 近红外 ← 远红外 → 微 波

气溶胶 固体 ← 烟 → ← 尘 →粒子 液体 ← 霾 → ← 雾 →← 松香烟 → ←化肥, 石灰粉→← 烟草烟 → ← 煤 尘 →←面粉→ ← 海岸沙→呼吸性粉尘典型粒子的直径←病毒→ ← 细菌 → 头 发

说明：气体纯度标准中的各种杂质，均表示气态的杂质，不包括固态和液态的颗粒物杂质。

2、空气/气体中颗粒物的清除

清除颗粒物的方法包括：

_ 重力沉降

_ 离心分离

_ 洗涤（带或不带填料）塔

_ 过滤器（普通/精密过滤器）

_ 静电除尘

各种方法的适用范围：

粒子直径/μm 00001 0001 001 01 1 10 100 1000

←重力沉降室→离心分离 →„洗涤器→填料床→普通过滤器→高效过滤器→静电除尘器 重力沉降和离心分离一般用于大颗粒的初级清除。洗涤塔也称之为湿式除尘，只能用 于专门场合。我们最常用的是过滤器。

普通过滤器滤网孔径与目数对照表：

微米 10 30 50 100 200 400 800 1500 3000 孔径 毫米 001 003 005 01 02 04 08 15 30目数 1500 550 300 150 80 40 20 10 5目数（mesh number）表示滤网每英寸（254mm ）长度上所具有的网孔数。目数近似的计算方法：目数 = 15000/孔径（微米）= 15/孔径（毫米）

精密过滤器应用说明：

过滤器等级 说明 性能数据

分离/过滤器

机械分离和3微米凝聚过滤：大

量液体/大颗粒固体等。

滤除3微米以上固/液颗粒物；残留油份 5ppm w/w

主管路过滤器

1微米凝聚过滤：车间设备工

具、马达、气缸的送风管线等

滤除1微米以上固/液颗粒物；残

留油份 1ppm w/w

高效除油过滤器

精密凝聚过滤：工业生产的无油空气供应，喷涂/吹塑/仪表控制等。

滤除001微米以上固/液颗粒物；残留油份 001ppm w/w超高效除油过滤器超精密凝聚式过滤：

关键场合的无油空气供应，传送/搅动/电子元件制造/氮更换等。

滤除001微米以上固/液颗粒物；残留油份 0001ppm w/w

除油除臭过滤器活性炭吸附过滤：无气味空气供应，食品和药品制造/呼吸空

气/气体加工。

滤除001微米以上固/液颗粒物；残留油份 0003ppm w/w（油气状）

3、空气中的污染颗粒

空气中固态或液态颗粒的聚集体，称之为气溶胶，通常大小在001 μm 至10 μm 之 间，能在大气中驻留至少几个小时。气溶胶有自然的和人为的两种来源。气溶胶可以 通过两种途径对气候产生影响：通过散射和吸收辐射产生直接影响；通过在云形成过 程中扮演凝结核或改变云的光学性质和生存时间而产生间接影响。

主要空气污染物及其污染源

主要污染源

污染物名称 分为 室外 室内

1， VOCs 中苯类物质 机动车尾气 装潢材料、吸烟

2， VOCs 中醛类物质 -- 装潢材料

3，PM10 尾气、工业废气和次生颗粒 吸烟、燃气燃烧和人群活动

4 ，NOx 机动车尾，工业废气 煤气或天然气燃烧

5 ，CO 机动车尾气 煤气或天然气燃烧、吸烟

6， CO2 -- 呼吸、燃烧、生物发酵 可吸入颗粒 粒径小于10μm 的颗粒物（PM10），特别是粒径小于25μm 的颗粒物（PM25）, 不仅不易捕集，而且在大气中可以长时间漂浮，能被吸入肺内。5--10μm 较粗的粒子大都停留在呼吸道，而粒径小于25μm 的粒子不仅可以进入人的支气管和肺部，甚至能通过肺泡进入血液。

PM25

主要由有机物、硫酸盐、硝酸盐等元素组成。其中有机物成分相当复杂，有多环

芳烃、联苯类和含氮、硫、氧等原子的化合物，共110多种。细小的颗粒物中还富集有 大量重金属元素、酸性非金属化合物，并且又是细菌和病毒的载体。对人的健康危害 极大。

4、纳米材料简介

纳米（nanometer ）技术的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子和分子水平， 标志科学技术进入一个新时代---纳米科技时代。

纳米效应，纳米固体中的原子排列既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短 程有序的“气体状”固体结构，是一种介于固体和分子间的亚稳态物质。有人称之为 晶态、非晶态之外的“第三态晶体材料”。这种排列使纳米材料产生四大效应（纳米 效应）：

_ 小尺寸效应，物质无限可分，但分割到一定程度时，其性质将发生根本性的变化。 _ 表面效应，微粒尺寸小，位于表面的原子或分子所占的比例非常大，导致了性质的 急剧变化。

表面原子数与粒子大小的关系粒径/nm粒子中原子数表面原子比例，粒径/nm粒子中原子数 表面原子比例

20 25X105 10% 5 40X103 40%

10 35X104 20% 2 25X102 80%

5 40X103 40% 1 30X10 90%

_ 量子尺寸效应，根据量子力学和固体能带理论，当粒子小到一定程度，能带变得不 再连续。从而可能发生宏观特性的显著变化。

_ 宏观量子隧道效应，电子既具有粒子性又具有波动性，因此存在穿透势垒的隧道效 应。量子尺寸效应、隧道效应将是未来微电子器件的基础，或者说它确定了现存微 电子器件进一步微型化的极限。

附录：

术语和单位

VOC Volatile Organic Compounds

挥发性有机物

NOx Nitrogen oxide

氮氧化物

TSP Total Suspended Particular _100μm

总悬浮颗粒物（小于100微米）

PM10 Particular Matter less than 10 μm 小于10微米的颗粒物

PM25 Particular Matter less than 25 μm25

微米（μm ） 10-6 m

纳米（nm ） 10-9 m

埃（Angstrom ） 10-10 m =01 nm 分子度量单位

皮米（pm ） 10-12 m

氢的原子半径为28 pm = 0028 nm

氢的范德华半径为120 pm = 012 nm （12 埃）

SI 倍数单位字头：

词头名称 词头名称

因数

英文 中文

符号

因数

英文 中文

符号

1024 yotta 尧[它] Y 10-1 deci 分 d

1021 zetta 泽[它] Z 10-2 centi 厘 c

1018 exa 艾[可萨] E 10-3 milli 毫 m

1015 peta 拍[它] P 10-6 micro 微 μ

1012 tera 太[拉] T 10-9 nano 纳[诺] n

109 giga 吉[咖] G 10-12 pico 皮[可] p

106 mega 兆 M 10-15 femto 飞[母托] f 103 kilo 千 k 10-18 atto 阿[托] a

102 hecto 百 h 10-21 zepto 仄[普托] z 101 deca 十 da 10-24 yocto 幺[科托] y GB 3095 – 1996《环境空气质量标准》

基本概念和名词术语

环境化学 p9

平流层 p14

大气气溶胶 p20

可吸入粒子(IP) p21

总悬浮颗粒物（TSP） p21

自由基 p22

逆温现象 p37

光化学反应 p44

碱度 p62

生物化学需氧量（BOD） p74

化学需氧量（COD） p74

pE p99

阳离子交换量(CEC) p128

溶解氧 p153

温室效应 p260

温室气体 p261

臭氧层 p263

酸雨 p268

光化学烟雾 p276

富营养化 p282

二 基本规律和公式

大气组分浓度表示法：

2 气体在水中的溶解度：亨利定律。p38

3 光能与波长的关系：

4 键能与断裂波长的关系：光的能量=键的能量时。

5 天然水中的CO2、HCO3-、CO32-体系的浓度分布规律。

(1)封闭碳酸体系 p59

(2)开放碳酸体系 p60

6 碱度的计算 p63

7 吸附等温式：

(1)弗里德里胥（Freundlich） 方程 p83

(2)朗格缪尔（Langmuir）方程 p83

8 水体中常见的配位体类型。

9 E和pE表示的Nernst方程。p99

10 pE表示的Nernst方程及pE与E的关系。P99-100

11水中无机氮化物的氧化还原转化与pE的关系。P103-104

12对数生长期，细菌增殖速度与成活个体数的关系。p145

13沉降速度公式(斯托克斯定律): p37, p81

14有机物好氧降解过程浓度关系：（phelps定律）p175

15BODu和BODt的关系：p147

16温度对有机物生物化学氧化速率的影响：p148

17汞的甲基化过程： p166

18．有机物的生物降解规律：p168

19 臭氧在大气层中的分布: p263

三 基本问题和习题

1、试分析胶体带电的原因。

为何海洋表层水的pH值较深层水为高？写出有关反应方程。p66

Cl2溶于水后产生HClO和ClO-两种形态化学物质，在通氯消毒用水时，两形态物中哪一种会对细菌产生有效触灭作用 p143

提出对水体富营养化问题施行防治的各种对策。p285

写出HO自由基产生和消除的反应式。p23

判断下列化合物中哪一种最易生物降解：CH3(CH2)10CH3 、 -(CH2)10CH3 ( 表示苯环)、CH3(CH2)10COOH 和 (CH3)3C(CH2)2COOH ？ P168, p172

评价水体富营养化的指标有哪些？水体富营养化有何危害？p285

试述光化学烟雾的形成条件、危害及形成机理。P275-282

过量施用NH4NO3肥料，对于翻耕情况良好，且富有好氧细菌的土壤的酸度会有什么影响？

根据气温垂直分布情况，大气层分为哪五个层次？p13

说明大气中臭氧层的位置、臭氧的作用，臭氧层变薄或出现空洞的原因（并写出主要的反应式）以及臭氧浓度降低产生的危害。p263-266

废水水样在20oC条件下测得BOD5=200mg/L，求BODu和BOD1。已知耗氧速率k1=023/天。p147 （293 mg/L, 60 mg/L）

13、在野外测定某池塘水的pH=78，温度为25oC(与池塘平衡的大气含O2为21%)，该水样在运回实验室过程中，由于在卡车上受阳光照射，发生了光合作用，pH=102，水样容器上空O2的含量为40%，温度仍为25 oC，假定下列反应控制着水体的氧化还原反应，O2 + 4H+ + 4e 2H2O,pEo =2075,试计算水样到达实验室时，pE值为多少？水样pE的变化值为多少？p101

14、氧气按下式还原为水：1/4 O2 + H+ + e 1/2 H2O,( Eo = 1229 V)。求pE、pH和Po2三者的关系式。p101

某温度为250C的天然水，碱度为10010-3 mol[H+]/L，pH值为700，其表层经光合反应（HCO3 + H2O + h{CH2O} +OH + O2）后pH值增至1000,求此过程前后水中CO2、HCO3和CO32的浓度值以及总无机碳浓度的变化值（CT），并计算经光合作用后产生的生物量为多少？（已知Ka1 = 445107, Ka2 = 4691011）

16、汽车排气中含15%（体积分数）一氧化碳，这相当于以“mg/m3”为单位的浓度值是多少？（以250C和1013105Pa条件下计）？P49 (相当于以“mg/m3”为单位的浓度值是172104)

17、 向烟雾反应器中引入空气、 NO、CH3CH=CHCH3，然后用紫外光照射，CH3CH=CHCH3的双键被空气中HO自由基进攻引发光化学反应，随后在与O2、NO等发生反应的情况下，最终产物有NO2, 乙醛和 PAN(过氧乙酰硝酸酯)等，试说明此光化学烟雾的形成过程，并写出反应式。p275-p282

18、试用化学反应式说明CO在光化学烟雾中的作用。

19、土壤中农药的降解有哪几种方式？P125,p167

20、写出低层大气中一些污染物（如NO2、O3、HNO2、H2O2、HCHO和CH3CHO ）的光离解反应。(p44 表2-18)

21、用002 mol/L HCl滴定100 mL水样以测定其碱度。酚酞指示剂变色时，耗用了300 mL HCl，再滴定至甲基橙指示剂变色时，又用去1200 mL HCl，求酚酞碱度、总碱度、碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度的值（以mg/L CaCO3计值）。P62

22、大流量空气颗粒物采样器中过滤膜重量为1000 g，经过24小时采样后，增重至1010 g，在采样开始和结束时的空气流速分别为18和10 m3/min,求采样点空气中的颗粒物浓度。p49

23、按法规，对大气中SO2的控制浓度为365g/m3,这相当于以[10-6（体积分数）]为单位的浓度值是多少？（以00C和1013105Pa条件下计）？P49

24、O3分解的一级反应为O3(g) → O2(g) + O(g), 25oC时的反应速率常数为k =310-26 s-1,计算O3的半减期及O3浓度减少10%所需时间。

25、试分析臭氧在平流层的浓度能保持相对稳定的原因。P264

26、试分析温室效应的形成原因及其对人类和环境的影响p258-262

27、试述酸雨的形成机理及其危害。P271-275

28、二恶英类化合物具有怎样的化学结构和环境特征？其大气污染源在于何方？p247