大气环境化学思考题答案

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1、环境化学作业（一）1.请论述国内外大气环境化学的发展动向？答：大气环境化学的研究包括大气污染化学过程的研究、全球大气环境中化学变化的研究以及大气污染的化学模式研究等，其中，臭氧、气溶胶和温室气体由于涉及全球环境问题，是研究的主要对象。大气环境化学发展至今已有近百年的历史，一些相关概念也随之更新。国际：研究辐射活性气体的发生、转化与归趋，对地球的起源、演变和持续发展有重要作用。已发现生物源辐射活性气体的源强超过化石燃料燃烧的源强，其生成和消失的生化过程和光化学过程值得深入研究。例如，与光合作用有关的气体释放过程、与维管束传输有关的释放过程、与土

2、壤微生物有关的释放过程以及与根系分泌物和化感物质有关的释放过程等。平流层和对流层化学一直是大气化学研究的重要内容。如何利用化学手段进行CO2控制已有研究。臭氧空洞的形成及其原因以及如何保护臭氧层的问题，已是当今全球性环境问题的热点。非均相大气化学反应得到了很大重视，如Solomon、Turco等人指出仅依据气相反应还不能很好解释臭氧空洞的形成，必须研究大气中冰晶气溶胶上的非均相反应，研究在平流层和对流层中气溶胶表面吸附特性与催化作用，了解这些非均相表面的化学过程，将有助于进一步了解臭氧空洞形成的根源。为保护臭氧层，减缓大气臭氧耗损，研究超细颗

3、粒物的低温反应储库化合物与活性种的低温催化失活反应特性，寻找调控臭氧的最佳条件等方面的研究极为活跃。国内：近年来中国大气污染化学的研究，大体可归纳为：大气颗粒物的表征和污染物的迁移转化规律两方面。在对大气颗粒物的表征研究中，已经对大气颗粒物的物理化学特性、化学组成与存在状态及大气颗粒物来源识别进行了深入的探讨，为大气气溶胶（颗粒物）化学的发展奠定了基础，对认识和解决大气污染问题有一定的导向性作用。此外，在掌握中国大气污染特点的基础上，有关围绕燃煤产生的污染物在大气环境中迁移与转化规律及其影响的研究，已成为大气环保科研工作的主要内容。由于臭氧层

4、破坏和温室效应等全球性大气环境问题受到国际上的重视，对于痕量气体甲烷、氟氯烃、氧化亚氮、二氧化碳等的源与汇以及它们与大气中际O3或其它活性种（如25自由基等）的反应机制，环境效应，已成为大气（污染）化学研究的热门课题。中国也已开展了氟氯卤代烃、芳香烃等温室气体与自由基的反应及光化学的各项机理研究。如研究了OH自由基与氟利昂的化学反应动力学等基础性问题。此外，瞬态物种的分析和监测（如对臭氧层化学反应中自由基的检测）为认识大气化学动态过程提供了重要数据。污染物的光化学反应也有较多研究。如苯乙烯-空气体系的光化学反应（苯乙烯可转化为苯甲酸、苯甲醛、

5、苯乙酮、甲苯、乙苯等11种反应产物）.二甲苯-NO2-空气体系的光化学反应等。对燃煤和燃油产生的硫氧化物和氮氧化物等污染物的控制一直是研究的热点之一，但基础性的化学研究较少。污染控制材料的化学基础研究也是重要的研究内容，除此以外，对温室气体的排放控制研究，对大气可吸入微粒(<10Lm和<215Lm)对人体健康影响的研究，也是值得重视的研究方向。因此，在今后的研究中，结合中国环境污染的实际情况的大气环境化学应是重要的研究方向。室内空气污染问题与人们生活息息相关。室内不断释放出来的有毒、有害气体包括抽烟、取暖、燃气、建筑材料、生活用挥发性有机化合

6、物，它们的存在、分布及化学转化和对室内空气质量的影响，近年来受到国内外的重视。1.比较大气化学三种研究方法——现场测量、实验室模拟和数值模拟的特点及不足。答：①现场测量：是指在所研究区域采用实地布点、采样或直接测量的办法取得所需污染物的直接数据。特点：Ⅰ：用于了解大气污染物的浓度的时空分布及变化规律Ⅱ：同步测定反应物和产物，从中找出化学转化的相互关系Ⅲ：是对于了解大气污染物的时空分布和变化规律的最直接的手段，能得到真实的第一手资料。缺点：大面积现场实测，往往需要更多的人力物力和时间，且要选择合适的气象条件和地点，因此往往只能有限度的进行。②实

7、验室模拟：为克服现场实测的局限性，进行的所谓的‘烟雾箱’实验。用一个较大的由惰性材料制成的容器模拟大气层，并用紫外光源模拟阳光辐射。往容器中通入所需研究的气体，观察其反应物和失误随时间的变化，由此得出大气中化学转化的动态规律，为污染防治对策提供科学依据。缺点：不可避免的发生壁效应，壁可吸收吸附物质，甚至在是用一定时间后还可以放出物质。③数值模拟：用模式计算的方法将大气中的物理过程和化学过程结合起来，并描述某些物质在大气环境中生成和消亡的动力过程。缺点：由于大气中各物种寿命长短相差很大,导致ODEs具有了很强的刚性,因而在数值求算过程中存在着计

8、算精度和计算效率的问题。2.论述颗粒物的环境效应答：颗粒物的环境效应主要有：1）、降低大气能见度。粒径在0.1~1μm之间的大气颗粒物对太阳光具有较强的散射作用，是