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1、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 牛牛第1页雾霾天气胶体化学思索霾天气胶体化学思索-2-18第2页这几年来，这几年来，“大雾大雾”天气出现天数呈逐年增加态势天气出现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感感觉不一不一样！小小说中关于中关于雾描写是那么美描写是那么美-，为何？何？而我们现在碰到不是而我们现在碰到不是雾雾！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
2、在山路上，藏在草丛中中。一会儿一会儿像奔涌海潮，一会儿像白像奔涌海潮，一会儿像白鸥在翻在翻飞。霞霞烟烟阵阵，浮去，浮去飘来来，一切一切一切，一切，变得得 朦朦 朦朦胧胧了。了。第3页412月，广州灰霾天就已到达22天第4页5老年人总老年人总认为：认为：自己自己白内障又白内障又犯病了犯病了第5页6-全国多个地方出全国多个地方出现灰霾天气灰霾天气第6页7-各地灰霾天气第7页第8页9第9页1月给人印象最深刻北京北京1月有月有27天天为灰霾天气灰霾天气第10页第11页第12页第13页第14页下六个月-到现在：我们还有什么感觉？第15页一、认识一、认识PM 2.5与与霾第一阶段霾第一阶段particul
3、ate matter美国驻中国大使馆在其使馆官方微博上公布了北京城PM2.5数据，当初，这一做法在北京乃至中国引发轩然大波。1610月5日，联合国新一届“全球气候改变大会”在南非德班召开，也就在这一天，美国驻华使馆公布北京PM2.5监测数据再次爆表，超出了测量仪器最高极限500微克大关，12月5日竟到达了可怕到达522微克。假如按照国际标准，北京已经成为不适合人类居住“毒气室”。第16页17可吸入颗粒物却比国家指标高出约可吸入颗粒物却比国家指标高出约20%，这这20%多超标量，就使北京一年多超标量，就使北京一年95%以上为超标天。以上为超标天。北京市环境保护局新闻讲话人杜少中在回答此问题时说：
4、国家公布四项污染物排放指标，北京三项从就已稳定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。可吸入颗粒物年日均浓度1998年：180g/m3 ：已降至121g/m3而国家指而国家指标为100/m32月，他带着新书微薄之力在微博回答记者问时，还在讲：空气质量改变唯一依据是我们中国、北京自己大气污染防治需要，而不是看哪个大使馆在干什么。民间自测，我不反对，但提议，一不要绑架公众，煽动情绪，二要把大家注意力引导到减排上。PM10还没有达标，这时候提出PM2.5，没什么意义。这场1-2月雾霾天气给了他一个有力回击现在，京现在，京津冀、长三角、珠三津冀、长三角、珠三角及角及九个九个城市群已先行城市
5、群已先行监测并公布监测并公布PM2.5数据数据第17页二、认识PM 2.5与霾第二阶段-7月第18页10月18日-25日北京空气情况每日早晨每日早晨9点美国驻华大使馆自测点美国驻华大使馆自测pm2.5指数指数北京环境保护局公布每日空气质量情况北京环境保护局公布每日空气质量情况为为何何会会有有如如此此差差异异？我国我国环境空气质量标准环境空气质量标准中可中可吸入颗粒物使用是吸入颗粒物使用是PM10三、三、PM 2.5认识认识几个问题几个问题第19页第20页PM2.5PM2.5与与PM10PM10定义与标准定义与标准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微米微米颗粒物
6、；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微米微米颗粒粒物；物；为何何PM10测得数据会小于得数据会小于PM2.5？第21页第22页自去年以来改自去年以来改变第23页第24页第25页第26页27大量大量极极细微干细微干尘粒尘粒均匀浮游均匀浮游在空中，使水平能见度小于在空中，使水平能见度小于10千米空气混浊现象。千米空气混浊现象。北京地域霾天气预报分为三级：北京地域霾天气预报分为三级：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
7、于等于2公里。霾霾和雾普通和雾普通区分区分主要在于水分主要在于水分含量含量 霾霾天气定义：天气定义：水分含量到达水分含量到达90以上叫雾，以上叫雾，水分含量低于水分含量低于80叫霾。叫霾。8090之间，是雾和霾混合物。之间，是雾和霾混合物。霾和雾有一些肉眼看得见霾和雾有一些肉眼看得见“不一样不一样”：雾颜色是乳白色、青白色雾颜色是乳白色、青白色，霾霾则是黄色、橙灰色；则是黄色、橙灰色；雾边界很清楚，过了雾边界很清楚，过了“雾区雾区”可能就是晴空万里可能就是晴空万里，霾与周围环境边界不显著霾与周围环境边界不显著。第27页第28页第29页第30页第31页第32页第33页微小可溶性固体、可溶性气体是
8、形成微小可溶性固体、可溶性气体是形成PM2.5首要原因。首要原因。粉尘粉尘碳氢化合物，碳氢化合物，SOx(硫氧化物硫氧化物)、NOx（氮氧化物）、（氮氧化物）、这些物质与这些物质与水形成微小液滴、悬浮体水形成微小液滴、悬浮体。四、雾四、雾霾天气霾天气胶体化学分析胶体化学分析形成灰霾主要物质形成灰霾主要物质形成形成体系学名为：气溶胶体系学名为：气溶胶第34页气溶胶意味着气溶胶意味着什么？什么？1微米微米=1000纳米纳米；胶体特点是：胶体特点是：分散相粒子大小分散相粒子大小1-100纳米分散体系纳米分散体系35将大块物质不停分割，将大块物质不停分割，当分割出尺寸小于当分割出尺寸小于1-100纳米
9、时，便不含有大块物质性质纳米时，便不含有大块物质性质胶体是能够保持大块物质性质最小尺寸胶体是能够保持大块物质性质最小尺寸等量物质，颗粒尺寸越小，表面积越大，吸附能力越强等量物质，颗粒尺寸越小，表面积越大，吸附能力越强 活性越高，吸入人体后危害性越大。活性越高，吸入人体后危害性越大。胶体大小尺寸，环境保护局当前更没有计量与统计胶体大小尺寸，环境保护局当前更没有计量与统计-无法？无愿无法？无愿?第35页第36页第37页第38页39第39页第40页41第41页42第42页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
10、角度分析当代“雾霾霾”原因；原因；3、从胶体形成源、从胶体形成源头化学反化学反应控制胶体控制胶体颗粒生成；粒生成；第43页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第44页45五、霾产生主要原因分析与对策五、霾产生主要原因分析与对策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快速快速发展，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显著减弱著减弱。静静风现象增多，不利于大气象增多，不利于大气污染物染物扩展稀展稀释，却却轻易在城区和近郊区周易在城区和近郊区周围积累；累；2、垂直方向上出、垂直方向上出现逆温逆温逆温层
11、好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空气温比低空气温更高逆温高空气温比低空气温更高逆温现象象，使得大气层低空空气垂直运动受到限制，造成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粒物增加增加城市人口增加和工业发展，机动车辆猛增，使得污染物排放和城市悬浮物大量增加，直接造成了能见度降低，使得整个城市经常看起来灰蒙蒙。第45页黄黄淮海淮海地域、地域、长江河谷长江河谷四川盆地、四川盆地、珠江三角洲珠江三角洲主要因为地理原因造成主要因为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域：重地域：原来原来现在在现在，各地霾天气在，各地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；第46页第47页为何？纽约、东京车密度比北京大多了为何？纽约、东京车密度比北京大多了第48页第49页一个主要原因：我国汽油辛一个主要原因：我国汽油辛烷值提升提升实际情况情况第50页下六个月-到现在：我们还有什么感觉？第51页第52页