第二章_大气环境化学

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1、复习什么是环境化学？环境化学的研究内容有哪些？举例说明八大公害事件的成因及危害。大气中污染物的迁移2大气的组成及其主要污染物1第二章大气环境化学大气中污染物的转化3大气颗粒物4本章要点：了解大气层结结构和基本运动规律；了解大气中的主要污染物；掌握主要大气污染物的迁移转化过程和主要大气污染事件的形成机制（光化学烟雾、硫酸型烟雾、酸雨等）。了解其他大气环境问题。第一节大气的组成及其主要污染物大气的组成及层结结构；大气中的主要污染物及主要性质；一、大气的主要成分组成干空气的混合物水物质颗粒物颗粒物成为大气污染物的条件在大气中含量较低在大气中的停留时间较长有较多的污染

2、源排放，其在大气中的浓度较高容易跟其他物质发生反应停留时间：某种组分在大气中的平均时间。停留时间＝大气中总量／输入速率或输出速率甲烷在对流层平均浓度c为1.55×10-6，不随时间变化，且输入速率等于输出速率为1.5×1014mol/a，求其停留时间。因为大气的总质量为5.14×1014kg，对流层占总大气圈质量的3/4。则甲烷停留时间为5.14×1014×3/4×1000×1.55×10-61.5×1014×16=2.4a二、大气层的结构1.大气层的结构在自然地理学上，把由于地心引力而随地球旋转的大气层称为大气圈。根据大气在垂直方向上物理性质和运动情况的变化

3、可将大气分为对流层、平流层、中间层、热层、逸散层（见图2-1）。（1）、对流层(Troposphere)高度从地面到离地10-12km;气温随高度上升而降低（约0.6℃/100m）；密度大，75%以上的大气总质量和90%的水蒸气在对流层；污染物的迁移转化过程及天气过程均发生在对流层。阻挡大气氢的损失。(2)平流层（Stratosphere)平流运动占显著优势；空气比对流层稀薄得多，水汽、尘埃含量甚微；15-35km范围内有厚有约20km的臭氧层。O2O·+O·O2+O·O3O3O·+O2O3+O·2O2形成消除（3）中间层（Meosphere)气温随高度的增加

4、而降低，顶部可达-92℃左右。垂直温度分布与对流层相似。（4）热层(Therosphere)在离地85－800km的这一空间称为热层。（5）逸散层(Stratopause)大气压力的变化：大气的压力随海拔高度的增加而减小。三、大气中的主要污染物大气污染物由人类活动和自然过程排放到大气中某种物质的含量超过正常水平而对人类和生态环境产生不良影响时，就构成了大气污染物。大气污染物的分类：按物理状态分：气态污染物、颗粒物。按形成过程分：一次污染物、二次污染物按化学组成分：含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、含卤素化合物。1.含硫化合物1）SO2①SO2的危害形成酸雨刺

5、激呼吸道损害植物叶片②SO2的来源和消除来源：天然源（火山喷发）人为源（矿物燃料燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸生产过程等）消除：形成硫酸或硫酸根；以干湿沉降去除。③SO2的浓度特征其本底值存在地区变化和高度变化，其浓度变化与污染源和当地的气象条件（风向、风速、大气稳定度、低层逆温等）有关。（2）H2S天然来源：火山喷射、海浪作用、生物活动。人为源:由COS、CS2、HO·的反应而产生。去除反应主要与HO·反应.2.含氮化合物N2ONO3-＋2H2＋H+1/2N2O＋5/2H2O（1）NOx的来源与消除来源：燃料的燃烧（固定源、流动源）消除：干、湿沉降。（2）燃烧过

6、程中NOx的形成机理①含氮化合物＋O2NOx②O2O·＋O·O·＋N2NO＋N·N·＋O2NO＋O·N·＋·OHNO＋H·NO＋1/2O2NO2快慢（3）燃料燃烧过程中NOx影响形成的因素①燃烧温度燃烧温度越高，NO气体数量越大。②空燃比空燃比等于计量空燃比时，氮氧化物量最大。（4）NOx的环境浓度存在季节变化或区域变化。（5）NOx的危害毒性：NO＜NO2NO能与血红蛋白结合，减弱血液输氧能力。NO2不仅是光化学污染的重要物质，而且严重危害植物和人体健康。3.含碳化合物（1）CO①CO的人为来源燃料的不完全燃烧。C＋1/2O2COC＋CO22CO②CO的天然

7、来源甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放、森林火灾等。CH4＋HO·CH3·＋H2OCH3·＋O2HCHO＋HO·HCHO＋hvCO＋H2③CO的去除土壤吸收CO＋1/2O2CO2CO＋3H2CH4＋H2O与HO·的反应CO＋HO·CO2＋H·H·＋O2＋MHO2＋MCO＋HO2CO2＋HO·④CO的停留时间及浓度分布停留时间为0.4年。其环境本底值随纬度和高度有较明显的变化。⑤CO的危害阻碍氧气输送，引起窒息；参与光化学烟雾形成；是一种温室气体。（2）CO2①CO2的来源人为源：矿物燃料的燃烧。天然源：海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸、生物降解作用。②CO

8、2的环境浓度大气中CO2的浓度存在季节