环境科学 酸沉降： 科学与决策之间 邵敏 北京大学环境科学与工程学院 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 酸沉降: 科学与决策之间 邵敏 北京大学环境科学与工程学院
欧洲区城污染控制的历程 环境科学 1979国际上第一个具有法律效力的国际公约签署，即 “长距离越界空气污染”的日内瓦公约（CLRTAP) 1985和1994S0,议定书 ● 1988NOx议定书 ● 1991挥发性有机物（VOCs)议定书 ● 1998重金属(Pb,Cd与Hg)议定书 ● 1998持久性有机污染物（POPs)议定书 1999多污染物(SO2,NOx,NH3和VOCs)议定书 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 ⚫ 1979 国际上第一个具有法律效力的国际公约签署，即 “长距离越界空气污染”的日内瓦公约（CLRTAP） ⚫ 1985 和 1994 SO2议定书 ⚫ 1988 NOx议定书 ⚫ 1991 挥发性有机物（VOCs）议定书 ⚫ 1998 重金属(Pb, Cd 与 Hg )议定书 ⚫ 1998 持久性有机污染物（POPs）议定书 ⚫ 1999 多污染物 (SO2 , NOx, NH3 和VOCs)议定书 欧洲区域污染控制的历程
环境科学 Concepts: Concentration deposition Acid rain acid deposition 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 Concepts: • Concentration & deposition • Acid rain & acid deposition
Questions: 环境科学 What have been known on acid deposition? ●Cutting-edge scientific problems？ Rethinking scientific support for decision on acid deposition? 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 ⚫ What have been known on acid deposition? ⚫ Cutting-edge scientific problems? ⚫ Rethinking scientific support for decision on acid deposition? Questions:
环境科学 酸沉降研究的科学目标 指导原则：避免酸沉降的总量超过临界负荷 ·建立准确描述排放一传输转化一沉降的模型 ·量化沉降为其它环境问题（富营养化）提供支持 问题： 沉降通量的不确定性很大，最好可达100~250%. 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 酸沉降研究的科学目标 - 指导原则：避免酸沉降的总量超过临界负荷 - 建立准确描述排放－传输转化－沉降的模型 - 量化沉降为其它环境问题（富营养化）提供支持 问题: 沉降通量的不确定性很大，最好可达 100 ～ 250 %
环境科学 1960-1970:Scandinavia,Scotland,US dying off of fish,lakes very blue but little fish population. 1980:Reports of damage to forests in Germany,Scandinavia,Canada, Netherlands,Czecho-Slowakia,Poland 1985:Effects of eutrophication too much nitrogen deposition,too much nitrate in drinking water,loss of species in ecosystems,algae blooms 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 1960-1970: Scandinavia, Scotland, US dying off of fish, lakes very blue but little fish population. 1980: Reports of damage to forests in Germany, Scandinavia, Canada, Netherlands, Czecho-Slowakia, Poland. 1985: Effects of eutrophication, too much nitrogen deposition, too much nitrate in drinking water, loss of species in ecosystems, algae blooms
环境科学 。 酸沉降的判据 ·大气酸化过程 ·干湿沉降 ·酸沉降决策的思考 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 • 酸沉降的判据 • 大气酸化过程 • 干湿沉降 • 酸沉降决策的思考
降水的pH 环境科学 CO2(g)+H2O=CO2H2O H CO2H2O=H+HCO3 K HCO=H++CO2- K2 H:亨利常数； K1,K2:H2CO3的一级和二级电离常数 当C0,浓度为330ppm时，与之平衡的纯水pH值为5.6 [H]=[OH]+[HC03]+2[C032] 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 降水的pH CO2 (g) + H2O = CO2·H2O H CO2·H2O = H+ + HCO3 - K1 HCO3 - = H+ + CO3 2- K2 H：亨利常数； K1 , K2： H2CO3的一级和二级电离常数 当CO2浓度为330 ppm时，与之平衡的纯水pH值为5.6 [H+ ]=[OH- ] + [HCO3 - ] + 2[CO3 2- ]
确定酸雨判别基准的方法 环境科学 > 模式计算：选取大气痕量气体及气溶胶的背景值，在降水 与大气处于平衡状态下，计算降水的H。 例如：C02340ppm,S020.2ppb,NH31ppb,HCl1ppb HNO3 50 ppt,H2S 0.2 ppb,HNO2 0.1 ppt,NO20.1 ppb Cac03:0.1,0.5,1mg/m3 不同组合：降水H范围为3.93-5.95 全部气体+不同CaC03:pH为3.94-5.41 认为酸雨的判别基准值在4.0-5.4之间 氧化剂：H202,O3 >选取背景点，实测降水H的背景值 √全球降水背景站(Gal loway):5.0 √中国内陆丽江背景站： 5.0 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 确定酸雨判别基准的方法 ➢ 模式计算：选取大气痕量气体及气溶胶的背景值，在降水 与大气处于平衡状态下，计算降水的pH。 例如： CO2 340 ppm, SO2 0.2 ppb, NH3 1 ppb, HCl 1 ppb HNO3 50 ppt, H2S 0.2 ppb, HNO2 0.1 ppt, NO2 0.1 ppb CaCO3 : 0.1, 0.5, 1 mg/m3 不同组合：降水pH范围为3.93-5.95 全部气体+不同CaCO3：pH为3.94-5.41 认为酸雨的判别基准值在4.0-5.4之间 氧化剂：H2O2，O3 ? ➢ 选取背景点，实测降水pH的背景值 ✓ 全球降水背景站（Galloway）：5.0 ✓ 中国内陆丽江背景站： 5.0
酸雨的判别标准 环境科学 Seinfeld总结： >pH>6.0:降水没有受到人为污染，或 降水缓冲容量大、足以抵消人为干扰 >pH=5.0-6.0:可能受到人为污染，但 没有超过天然本底硫的影响范围 >pHK5.0:人为影响存在，酸雨 北京大学环境科学与工程学院
北京大学环境科学与工程学院 酸雨的判别标准 Seinfeld总结： ➢pH>6.0：降水没有受到人为污染，或 降水缓冲容量大、足以抵消人为干扰 ➢pH=5.0-6.0：可能受到人为污染，但 没有超过天然本底硫的影响范围 ➢pH<5.0：人为影响存在，酸雨