第二章大气环境化学
1、大气成分：按浓度分成三大类：（1）主要成分，浓度在1%以上量级，包括氮(N2)，氧(O2)和氩(Ar)；（2）微量成分(也称次要成分)，浓度在1ppmv到1%之间，包括二氧化碳（CO2），水汽(H2O)，甲烷(CH4)，氦(He), 氖(Ne)，氪(Kr)等；（3）痕量成分，浓度在1ppmv以下，主要有氢(H2)，臭氧(O3)，氙(Xe),一氧化二氮(N2O)，氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)，氨气(NH3)，二氧化硫(SO2)，一氧化碳(CO)以及气溶胶等等。此外，还有一些大气中本来没有的，纯属人为产生的污染成分，它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级，如氟氯烃类化合物(常记为CFCs)等。
2、大气层的结构：对流层、平流层、中间层、热层、逸散层
对流层特性：由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射，因此离地面越近气温越高；离地面越远气温则越低。在对流层中，高度每增加100m，气温降低0.6℃。云雨的主要发生层，赤道厚两极薄。平流层特征：在平流层内，大气温度上热下冷，空气难以发生垂直对流运动，只能随地球自转产生平流运动，平流层气体状态非常稳定。在平流层内，进入的污染物因平流运动形成一薄层而遍布全球。中间层特征：在中间层中，由于层内热源仅来自下部的平流层，因而气温随高度增加而降低，温度垂直分布特征与对流层相似；由于下热上冷，空气垂直运动强烈。热层特征：在热层中，温度随高度增加迅速上升。热层空气极稀薄，在太阳紫外线和宇宙射线辐射下，空气处于高度电离状态，该层也可以称为电离层。逸散层：800km以上高空；空气稀薄，密度几乎与太空相同；空气分子受地球引力极小，所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去。
3、逆温由于过程的不同，可分为近地面的逆温、自由大气逆温。
近地面的逆温：辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温
自由大气逆温：乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温
逆温的危害：在对流层中，由于低层空气受热不均，能够使气体发生垂直对流运动，致使对流层上下空气发生交换。通过垂直对流运动，污染源排放的污染物能够被输送到远方，并由于分散作用而使污染物浓度降低。逆温现象经常发生在较低气层中，这时气层稳定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用，对大气垂直流动形成巨大障碍，地面气流不易上升，使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。
4、气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。
5、大气污染源：自然因素：火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物；森林火灾：排放出CO、CO2、SO2、NO2；自然尘（风砂、土壤尘）；海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。人为因素：工厂企业废气排放；交通运输：飞机、机动车、轮船尾气；燃油燃煤（农村炉灶）；农业活动（农药喷洒）。
6、大气中有哪些重要污染物及分类
定义：大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫（及进一步氧化产物三氧化硫、硫酸盐）、悬浮颗粒物（烟雾、灰尘、PM10、PM2.5、PM1.0）、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机化合物（碳氢化合物和氧化物）、臭氧、铅和其他有毒金属。
分类：大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物；大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物。一次污染物：是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物，又称为原发性污染物：二次污染物：指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物，又称为继发性污染物。
7、重要污染物来源及消除途径
二氧化硫：燃烧。降水清除：雨除、冲刷；气相或液相氧化成硫酸盐；土壤：微生物降解、物理和化学反应、吸收；植被：表面吸收、消化摄取；海洋、河流：吸收
硫化氢：火山喷射、海水浪花、生物活动等。氧化为二氧化硫（写去除反应）
臭氧：在植被、土壤、雪和海洋表面上的化学反应
氮氧化物：燃烧、尾气排放。土壤：化学反应；植被：吸收、消化摄取；气相或液相化学反应
一氧化碳：不完全燃烧。平流层：与OH自由基反应；土壤：微生物活动；二氧化碳植被：光合作用，吸收；海洋：吸收
甲烷：燃烧、泄露、发酵。土壤：微生物活动；植被：化学反应、细菌活动；对流层及平流层：化学反应
碳氢化合物：向颗粒物转化；土壤：微生物活动；植被：吸收、消化摄取
8、影响大气污染物迁移的因素
由染源排到大气中的污染物的迁移主要受到空气的机械运动、由天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染物本身的特性。
9、基本气象要素：气温、气压、湿度、风、云量
10、燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关
11、CFC-11和Halon1211d分子式分别为CFCl3 和CF2ClBr
12、大气中的CH4主要来自煤、石油、天然气的排放。
13、大气中有哪些重要自由基?其来源如何?（产生：热裂解法、光解法、氧化还原法）
大气中主要自由基有：HO、HO2、R、RO2
HO的来源：①O3的光解：O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2
O+H2O 2HO
②HNO2的光解：HNO2 +ｈr HO +NO
③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
清洁大气中HO.来源是O3，污染大气来源是HNO3和H2O。
HO2的来源：①主要来自醛特别是甲醛的光解
H2CO +ｈr H + HCO
HO2 + M
H + O2 + M
HCO + O2 +M HO2 + CO + M
CH3O + NO
②亚硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr
CH3O + O2HO2 + H2CO
③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
HO + H2O2HO2 + H2O
R的来源：RH + O R + HO
RH + HO R + H2O
CH3的来源：CH3CHO的光解 CH3CHO +ｈr C H3 + CHO
CH3COCH3的光解 CH3COCH3 +ｈr CH3 + CH3CO
CH3O的来源：甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO +ｈr CH3O + NO
甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +ｈr CH3O + NO2 RO2的来源：R + O2 RO2
14、叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。
①NO + O3NO2 + O2
②HO + RH R + H2O
R + O2 RO2
NO + RO 2 NO 2 + RO
R`CHO + HO 2 （R`比R 少一个C 原子）
RO + O 2 NO + HO 2 NO 2 + HO
15、氮循环主要通过 同化、 氨化、 硝化 和 反硝化等四个生物化学过程完成。
16、分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应，大气光化学反应分为初级过程和次级过程。（光化学第一定律）当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂，即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。其次，为使分子产生有效的光化学反应，光还必须被所作用的分子吸收，即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能产生光化学反应。（光化学第二定律）光被分子吸收的过程是单光子过程，由于电子激发态 分子的寿命<10-8s ，在如此短的时间内，辐射强度比较弱的情况下，只可能单光子过程，再吸收第二个光子的几率很小。
17、大气中重要吸光物质的光离解
(1) O 2、N 2的光离解
N 2的光离解限于臭氧层以上
(2) O 3的光离解
（3）NO 2的光离解
据称是大气中唯一已知O3的人为来源
(4) HNO 2、 HNO 3的光解
初级过程
次级过程
HNO 2的光解是大气中HO 的重要来源之一。
(5) 甲醛的光离解
初级过程
对流层中由于有O 2的存在，可进一步反应
醛类光解是氢过氧自由基（H02 · ）的主要来源
（6）卤代烃的光解
如果有一种以上的卤素，则断裂的是最弱的键。
CH 3－F> CH 3－H> CH 3－Cl> CH 3－Br> CH 3－I
18、含有NOx 和CH 化合物等一次污染物的大气，在阳光的照射下发生光化学反应而产生⋅+⋅→+O O h O ν2⋅+⋅→+N N h N ν223O O h O +⋅→+ν⋅+→+O NO h NO ν23
2O M O O →++⋅NO HO h HNO +⋅→+ν22
2NO H h HNO +⋅→+ν2HNO NO HO →+⋅3
2222HNO NO HO NO O H HNO HO →+⋅+→+⋅CO H h HCHO HCO H h HCHO +→+⋅+⋅→+2νν⋅→+⋅22HO O H CO HO O HCO +⋅→+⋅22
二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。（控制：控制反应活性高的有机物的排放；控制臭氧的浓度）
特征：蓝色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低，在白天生成傍晚消失， 高峰在中午。
光化学烟雾形成的简单机制
光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是NO 2的光解。
引发反应：
自由基传递：
碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因：
过氧酰基 终止：
19、说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。
烷烃可与大气中的HO 和O 发生摘氢反应。
RH + HO R + H 2O
RH + O R + HO
R + O 2 RO 2
RO 2 + NO RO + NO 2
RO + O 2 R`CHO + HO 2
RO + NO 2 RONO 2
另外：RO 2 + HO 2 ROOH + O 2
ROOH +ｈr RO + HO
稀烃可与HO 发生加成反应，从而生成带有羟基的自由基。它可与空气中的O 2结合成相应的过氧自由基，由于它有强氧化性，可将NO 氧化成NO 2，自身分解为一个醛和CH 2OH 。如乙烯和丙稀。
CH = CH + HO CH 2CH 2OH
CH 3CH = CH 2 CH 3CHCH 2OH + CH 3CH(OH)CH 2
CH 2CH 2OH + O 2 CH 2(O 2)CH 2OH
CH 2(O 2)CH 2OH + NO CH 2(O)CH 2OH + NO 2
CH 2(O)CH 2OH CH 2O + CH 2OH
CH 2(O)CH 2OH + O 2 HCOCH 2OH + HO 2
223322O NO O NO M O M O O O NO h NO +→++→++⋅⋅+→+ν()()2
222222222222222CO RO NO NO O O RC RO NO NO RO HO NO NO HO CO HO RO h RCHO O
H O O RC HO RCHO O O O +⋅+→+⋅⋅+−→−+⋅⋅+→+⋅+⋅+⋅−−→−++⋅−→−⋅+νO H RO HO RH O 222+⋅−→−⋅+32HNO NO HO
→+⋅()()()()22222222NO O O RC NO O O RC NO O O RC NO O O RC +⋅→→+⋅
CH2OH + O2H2CO + HO2
稀烃还可与O3发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解，而烷烃和稀烃均能使NO 转化为NO2，因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。
20、硫酸烟雾型污染：由于煤燃烧而排放出来的SO2颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速，硫酸烟雾型污染属于还原性混合物，称还原性烟雾。SO2滴的催化氧化速度与金属离子浓度、PH、温度有关。
21、硫酸烟雾（伦敦型烟雾）与光化学烟雾（洛杉矶烟雾）的比较：硫酸烟雾是还原型烟雾，发现较早，已出现多次，燃煤产生，冬季，低温高湿度弱光照，白天夜间连续；光化学烟雾是氧化型烟雾，发现较晚，汽车尾气，夏秋季，高温低湿度强光照，白天。
22、二氧化硫的氧化：直接光氧化、被自由基氧化、被氧原子氧化
23、酸雨：雨水的pH值约为5.6，可看作未受污染的大气降水的pH背景值，并作为判断酸雨的界限。影响酸雨形成的因素主要有：酸性污染物的排放及其转化条件。大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性。大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。天气形势的影响。降水的化学组成：大气中固定成分、无机物、有机物、光化学反应物、不容物。酸雨化学组成：硫酸硝酸钙离子。锰铜矾催化。
24、酸雨的主要成分是什么？其产生的主要机制？酸雨的主要危害有哪些？如何控制？
酸雨中含有多种无机酸和有机酸，主要是硫酸和硝酸。
酸雨多成于化石燃料的燃烧：
⑴S→H2SO4S+O2（点燃）＝SO2
SO2+H2O＝H2SO3（亚硫酸）
2H2SO3+O2＝2H2SO4（硫酸）
总的化学反应方程式：
S+O2（点燃）＝SO22SO2+2H2O+O2＝2H2SO4
⑵氮的氧化物溶于水形成酸：
a.NO→HNO3（硝酸）
2NO+O2＝2NO23NO2+H2O＝2HNO3+NO
总的化学反应方程式：
4NO++2H2O+3O2＝4HNO3
b.NO2→HNO3
总的化学反应方程式：
4NO2+2H2O+O2＝4HNO3
危害：酸雨可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会使土壤酸化，抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。
控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有：1、原煤脱硫技术2、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。
3、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。
4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。5.开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃冰等，2
5、CO2象温室的玻璃一样，允许太阳光中可见光照射到地面，并阻止地面重新辐射的红外光返回外空间，CO2起单向过滤器作用，大气中CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。能引起温室效应的气体称温
室气体。有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳和氟氯烃 CFC 11，CFC 12等都是温室气体。
26、温室效应机理及危害？由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体进入大气造成的。二氧化碳等温室气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。它会带来以下列几种严重恶果： 1) 地球上的病虫害增加； 2) 海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。
27、为加强世界范围内温室气体的控制，1997年12月世界一百四十多个国家和地区通过的 京都议定书 协议于05年2月16日正式生效。
28、消耗臭氧层物质(ODP)既有天然源，又有人工源。其人工源主要包括： 哈龙、 氟利昂 、 氟氯烃等物质
臭氧层破坏的化学机理:
平流层O 2光解,
臭氧层形成：（平流层中氮氧化物来源：一氧化二氮的氧化、超音速和亚音速飞机的排放、宇宙射线的分解，还有HOx.CIOx.）
总反应 臭氧的消耗：
（光解）
232O O O →⋅+（生成O 3的逆反应）
当水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等进入平流层后加速O 3 的消耗，起到催化的作用。 导致臭氧层破坏的催化反应过程：
总反应
Y - 直接参加破坏O 3的催化活性物种，包括NO X 、HO X · 、ClO X ·等
29、大气：各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，也是气溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物（分散性、凝聚性、形成气溶胶性）。 颗粒物的去除途径：干沉降、湿沉降
干沉降：指颗粒物在重力作用下的沉降，或与其它物体碰撞后发生的沉降。
湿沉降：是指通过降雨、降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程。其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。湿沉降包括雨除和冲刷两种机制。
大气颗粒物的分类：总悬浮颗粒物（TSP ）：粒径一般在100 μ m 以下。飘尘：长期漂浮在大气中、 粒径小于10 μ m 的悬浮物，又称为可吸入粒子。降尘：粒径大于10微米以上的、由于重力作用能沉降下来的微粒。可吸入粒子小于10 μ m 。
30、大气颗粒物（分为无机颗粒物和有机颗粒物）的三模态：根据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模，并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿。爱根⋅→+O hv O 22M O M O O +→++⋅32222)243
(nm <λ3
223O h O →+ν⋅+→+O O h O 23ν2
3O YO O Y +⋅→+⋅2O Y O YO +⋅→+⋅232O O O →+
核模（Dp<0.05μm)积聚模（0.05 μm< Dp <2 μm)粗粒子模（Dp >2 μm)
31、颗粒物的表面性质：成核作用、粘合、吸着
成核作用：过饱和蒸汽在颗粒物表面凝结成液滴。粘合：粒子彼此相互间紧紧粘合或在固体表面上粘合，是小颗粒形成较大凝聚体最终沉降的过程。离子粘合，静电除尘。吸着：气体或蒸汽吸附在颗粒物表面（Adsorption）。
32、有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化。
环境化学 第一章绪论 1环境环境是指与某一中心事物有关相适应的周围客观事物的总和中心事物是指被研究的对象对人类社会而言环境就是影响人类生存和发展的物质能量社会自然因素的总和1972年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议通过了《人类环境宣言》 2构成环境的四个自然圈层包括土壤岩石圈大气圈和水圈 3为保护人类生存环境联合国将每年的4月22定位世界地球日 6月5日定位世界环境日 4环境保护的主要对象是由于人类生产生活活动所引起的次生环境问题主要包括环境污染和生态破环两个方面 5环境问题全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象称为环境问题原生环境问题自然力引发也称第一类环境问题火山喷发地震洪灾等次生环境问题人类生产生活引起生态破坏和环境污染反过来危及人类生存和发展的现象也称第二类环境问题目前的环境问题一般都是次生环境问题生态破坏人类活动直接作用于自然生态系统造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变如草原退化物种灭绝水土流失等当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应臭氧空洞酸雨等是由大气污染所引起的 6环境污染由于人为因素使环境的构成状态发生变化环境素质下降从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件造成环境污染的因素有物理化学和生物的三个方面其中化学物质引起的约占8090环境污染物定义进入环境
后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的 重要污染物 1 元素CrHgAsPbCl 2 无机物CONOxSO2KCN 3 有机化合物和烃类烷烃饱和芳香烃苯环不饱和非芳香烃不饱和不带苯环多环芳烃 4 金属有机和准金属有机化合物四乙基铅三丁基锡 5 含氧有机化合物环氧乙烷醚醇醛酮酚有机酸等 6 有机氮化合物胺腈硝基苯三硝基苯TNT 7 有机卤化物氯仿四氯化碳PCBs氯代二恶英氯代苯酚 8 有机硫化合物硫醇类甲硫醇硫酸二甲酯 9 有机磷化合物有机磷农药磷酸二甲酯磷酸三乙酯 按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物水体污染物土壤污染物等按污染物的形态可分为气体污染物液体污染物和固体废物按污染物的性质可分为化学污染物物理污染物和生物污染物优先控制污染物概念基于有毒化学物的毒性自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素从多种有机物中筛选出的优先控制物 7认识过程 20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待没有认识到生态破坏的问题 20世纪70年代 1972年联合国瑞典斯德哥尔摩人类环境会议
环境化学 第一章绪论 1、环境：环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，通过了《人类环境宣言》。 2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈 3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。 4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括：环境污染和生态破环两个方面。 5、环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。目前的环境问题一般都是次生环境问题。生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。 6、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学物质引起的约占80%~90%。环境污染物定义：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。(五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的) 重要污染物 (1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl (2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN (3)有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃 (4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅、三丁基锡 (5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等 (6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT） (7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚 (8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯 (9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯 按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。优先控制污染物：概念:基于有毒化学物的毒性、自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素,从多种有机物中筛选出的优先控制物 7、认识过程： 20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待，没有认识到生态破坏的问题.； 20世纪70
第一章绪论 1、环境化学研究的内容；主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。 2、环境污染；由于认为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。 3、环境污染物：是环境化学研究的对象，进入环境后使环境的正常组成和性质发生改变，直接或间接有害于人类与生物的物质。 4、优先污染物；指在众多污染物中筛选出的潜在危险大因而作为优先研究和控制对象的污染物。 5、环境效应；是指由环境变化而产生的环境效果 6、环境效应化学：在多种环境条件的影响下，物质之间的化学反应所引起的环境效果。 第二章大气环境化学 1、一次污染；是指污染物由污染源直接排入环境所引起的污染 2、二次污染；是由一次污染物经化学反应形成的污染物如CO,SO2,NO 3、辐射逆温；晴朗平静的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地气层冷却强烈，较高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增。 4、地形逆温；由于山坡散热快，冷空气山坡下沉到谷地，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。 5、温室效应；大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，
6、光量子产率；化学物质吸收光量子后，所产生的光物理过程或光化学过程相对效率。 7、气温垂直递减率气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(Г)表示，即每垂直升高100m，气温的变化值： T－绝对温度，K；Z－高度。 8、光化学反应；物质一般在可见光或紫外线的照射下而产生的化学反应。 9、气溶胶；由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。 10、酸雨；被大气中存在的酸性气体污染，pH小于5.65的酸性降水。 11、湿沉降；下雨时，高空雨滴吸收包含酸性物质继而降下时再冲刷酸性物质降到地面。 12、干沉降：不下雨时，大气中酸性物质可被植被吸附或重力沉降到地面。 第三章水环境化学 1、分配系数；反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能，是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。 2、标化分配系数（Koc）；为了在类型各异组分复杂的沉积物或土壤中找 到表征吸着的常数，引入标化分配系数。，其中为分配系数，为沉积物中有机碳的质量分数。
第二章大气环境化学 1、大气成分：按浓度分成三大类：（1）主要成分，浓度在1%以上量级，包括氮(N2)，氧(O2)和氩(Ar)；（2）微量成分(也称次要成分)，浓度在1ppmv到1%之间，包括二氧化碳（CO2），水汽(H2O)，甲烷(CH4)，氦(He), 氖(Ne)，氪(Kr)等；（3）痕量成分，浓度在1ppmv以下，主要有氢(H2)，臭氧(O3)，氙(Xe),一氧化二氮(N2O)，氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)，氨气(NH3)，二氧化硫(SO2)，一氧化碳(CO)以及气溶胶等等。此外，还有一些大气中本来没有的，纯属人为产生的污染成分，它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级，如氟氯烃类化合物(常记为CFCs)等。 2、大气层的结构：对流层、平流层、中间层、热层、逸散层 对流层特性：由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射，因此离地面越近气温越高；离地面越远气温则越低。在对流层中，高度每增加100m，气温降低0.6℃。云雨的主要发生层，赤道厚两极薄。平流层特征：在平流层内，大气温度上热下冷，空气难以发生垂直对流运动，只能随地球自转产生平流运动，平流层气体状态非常稳定。在平流层内，进入的污染物因平流运动形成一薄层而遍布全球。中间层特征：在中间层中，由于层内热源仅来自下部的平流层，因而气温随高度增加而降低，温度垂直分布特征与对流层相似；由于下热上冷，空气垂直运动强烈。热层特征：在热层中，温度随高度增加迅速上升。热层空气极稀薄，在太阳紫外线和宇宙射线辐射下，空气处于高度电离状态，该层也可以称为电离层。逸散层：800km以上高空；空气稀薄，密度几乎与太空相同；空气分子受地球引力极小，所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去。 3、逆温由于过程的不同，可分为近地面的逆温、自由大气逆温。 近地面的逆温：辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温 自由大气逆温：乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温 逆温的危害：在对流层中，由于低层空气受热不均，能够使气体发生垂直对流运动，致使对流层上下空气发生交换。通过垂直对流运动，污染源排放的污染物能够被输送到远方，并由于分散作用而使污染物浓度降低。逆温现象经常发生在较低气层中，这时气层稳定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用，对大气垂直流动形成巨大障碍，地面气流不易上升，使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。 4、气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。 5、大气污染源：自然因素：火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物；森林火灾：排放出CO、CO2、SO2、NO2；自然尘（风砂、土壤尘）；海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。人为因素：工厂企业废气排放；交通运输：飞机、机动车、轮船尾气；燃油燃煤（农村炉灶）；农业活动（农药喷洒）。 6、大气中有哪些重要污染物及分类 定义：大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫（及进一步氧化产物三氧化硫、硫酸盐）、悬浮颗粒物（烟雾、灰尘、PM10、PM2.5、PM1.0）、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机化合物（碳氢化合物和氧化物）、臭氧、铅和其他有毒金属。 分类：大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物；大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物。一次污染物：是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物，又称为原发性污染物：二次污染物：指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物，又称为继发性污染物。 7、重要污染物来源及消除途径
第二章大气环境化学 1、大气层的结构 Layers of the Atmosphere（英文） A、对流层troposphere 对流层是大气的最底层，其厚度在赤道附近为16—18km；在中纬度地区为10— 12km，两极附近为8—9km。最显著特点是气温随海拔高度的增加而降低，大约每上升100m，温度降低0.6度。另一个特点是密度大，大气总质量的3/4以上集中在对流层。 B、平流层stratosphere 从对流层顶到海拔高度约为50km的大气层。 特点： ①空气没有对流运动，平流运动占显著优势。 ②空气比对流层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象 ③在高15—60km内，有约20km的一层臭氧层The Ozone Layer。 O2→O?+O?、O?+O2→O3、O3→O?+O2、O3+O?→2O2是臭氧光解的过程。 平流层温度随海拔高度的增加而增加。C、中间层mesosphere 从平流层顶到80km高度的大气层。空气较稀薄，由于臭氧层消失，温度随海拔高度的增加而迅速降低。 D、热层（电离层）thermosphere 从80km到约500km的大气层。大气温度随海拔高度的增加而迅速增加。 2.大气中的主要污染物 含硫化合物；含氮化合物；含碳化合物；含卤素化合物 2、辐射逆温层Radiation inversion 对流层大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越近气温越高；离地面越远气温越低。 随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率： Γ=-dT/dz T—热力学温度K, z—高度 当Γ=0 时，称为等温气层；当Γ<0 时，称为逆温气层。这时气层稳定性强，对大气的垂直运动的发展起着阻碍作用。 根据逆温形成的过程不同，可分为两种：近地面层的逆温：辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温；自由大气的逆温：乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温 气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率（Γ）和干绝热垂直递减率（Γ d ）两 者有关。若Γ＜Γ d ，表明大气是稳定 的；若Γ＞Γ d ，大气是不稳定；若Γ ＝Γ d ，大气处于平衡状态。 3、大气中重要吸光物质的光解 （1）氧分子和氮分子的光解 O2+hν→O?+O? 240nm以下的紫外光 N2+hν→N?+N? 120nm以下的紫外光（2）臭氧的光解 O2光解而产生的O?可与O2发生反应：O?+O2+M→O3+M 这是平流层中O3的主要来源，也是消除O?的主要过程。O3+hν→O?+O2 290nm以下的紫外光 （3）NO2的光解 NO2+hν→NO+O? 420nm以下的光 O?+O2+M→O3+M 这是大气中唯一已知 O3的人为来源 （4）亚硝酸和硝酸的光解 初级过程：HNO2+hν→HO?+NO HNO2+hν→H?+NO2 次级过程：HO?+NO→HNO2 HO?+HNO2→H2O+NO2 HO?+NO2→HNO3 HNO2的光解是大气中HO?的重要来源之一。200-400nm的光 HNO3+hν→HO?+NO2 120-335nm的光若有CO存在HO?+CO→CO2+H? H?+O2+M→HO2?+M 2HO2?→H2O2+O2 （5）二氧化硫对光的吸收 只能激发态 SO2+hν→SO2* （6）甲醛的光解 240-360nm的光 初级过程：H2CO+hν→H?+HCO? H2CO+hν→H2+CO 次级过程：H?+HCO?→H2+CO 2H?+M→ H2+M 2HCO?→2CO+H2 由于O2存在 H?+O2→HO2?醛类的光解是大气中HO2?的重要来源之一。 （7）卤代烃的光解（卤代甲烷） CH3X+hv→CH3?+X? 含有一种以上的卤素，断裂的最弱的键，CH3-F﹥CH3-H﹥CH3-Cl﹥CH3-Br﹥CH3-I 4、大气中重要自由基的来源 （1）HO?和HO2?来源 HO?来源 清洁大气：O3的光解是清洁大气中HO?的重要来源 O3+hν→O?+O2 O?+H2O→2HO? 污染大气，如存在HNO2，H2O2 HNO2+hν→HO?+NO H2O2+hν→2HO? HNO2 的光离解是大气中HO?的重要来源 (2)HO2?来源 主要来自醛类的光解，尤其是甲醛的光解 H2CO+hν→H?+HCO? H?+O2+M→HO2?+M HCO?+O2→HO2?+CO 只要有H?和HCO?存在，均可与O2反应生 成HO2? 亚硝酸酯和H2O2光解 CH3ONO+hv→CH3O?+NO CH3O?+O2→H O2?+H2CO H2O2+hv→2HO? HO?+H2O2→H2O+HO2? 若有CO存在则： HO?+CO→CO2+H? H?+O2→HO2? （2）R?、RO?、RO2?来源 R?来源：大气中存在最多的烷基是甲基， 它的主要来源乙醛和丙酮的光解。 CH3CHO+hν→CH3?+H CO? CH3COCH3+hν→CH3?+CH3CO? O?和HO?与烃类发生H?摘除反应也可生 成烷基自由基 RH+O?→R?+HO? RH+HO?→R?+H2O RO?来源：甲氧基源于甲基亚硝酸酯和甲 基硝酸酯光解。 CH3ONO+hν→CH3O?+NO CH3ONO2+hν→CH3O?+NO2 RO2?来源：烷基与O2结合 R?+O2→RO2? 5、NO转换为NO2的各种途径（简答） （1）NO+O3→NO2+O2 （2）RH+HO?→R?+H2O R?+O2→RO2? RO2?+NO→NO2+RO? （3）RO?+O2→RCHO+HO2? HO2?+NO→HO?+NO2 6、NO2的转化 （1）NO2+HO?→HNO3 （2）NO2+O3→NO3+O2 是大气中NO3的主要来源 7、过氧乙酰硝酸酯（PAN） 由乙酰基与空气中O2结合而形成过氧乙 酰基，然后在于NO2化合生成的化合物： CH3CO?+O2→CH3C(O)OO? CH3C(O)OO?+NO2→CH3C(O)OONO2 乙酰基由乙醛光解而产生 CH3CHO+hv→ CH3CO?+H? 8、烷烃的反应 RH+HO?→R?+H2O RH+O?→R?+HO? R?+O2→RO2? RO2?+NO→NO2+RO? RO?+O2→RCHO+HO2? 甲烷的氧化反应 CH4+HO?→CH3?+H2O CH4+O?→CH3?+HO? CH3?+O2→CH3O2? 大气中的O?主要来自O3的光解，CH4不 断消耗O?，可导致臭氧层的损耗。 将NO氧化为NO2： CH3O2?+NO→NO2+CH3O? CH3O?+NO2→CH3ONO2 CH3O?+O2→HO2?+H2CO NO浓度低 RO2?+HO2?→ROOH+O2 ROOH+hv→RO?+ HO? RH+NO3→R?+HNO3 这是城市夜间HNO3的 主要来源。 9、光化学烟雾现象（简答） 含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物 的大气，在阳光照射下发生光化学反应而 产生二次污染物，这种由一次污染物和二 次污染物的混合物所形成的烟雾污染现 象，称为光化学烟雾。 日变化曲线 （1）白天生成，傍晚消失，污染高峰在 中午或稍后 （2）NO和烃最大值发生在早晨交通繁忙 时，这时NO2浓度很低 （3）随太阳辐射增强，NO2、O3浓度迅 速增大，中午达较高浓度，它的峰值通常 比NO峰值晚出现4~5h。 （4）NO2、O3和醛是在日光照射下由大 气光化学反应而产生的，属于二次污染 物。 10、烃类在光化学烟雾形成过程中的重 要作用 在光化学反应中，自由基反应占很重要的 地位，自由基的引发反应主要是由NO2 和醛光解而引起的： NO2+hv→NO+O? RCHO+hv→ RCO?+H? 烃类的存在是自由基转化和增殖的根本 原因： RH+O?→R?+HO? RH+HO?→R?+H2O H?+O2→HO2? R?+O2→RO2? RCO?+O2→RC(O)OO? 以上均可将NO氧化成NO2 NO+HO2?→NO2+HO? NO+RO2?→NO2+RO? RO?+O2→HO2?+RCHO NO+RC(O)O2→NO2+RC(O)O? RC(O)O?→R?+CO2 11、光化学烟雾的形成的机理（简答） 引发反应 NO2+hv→NO+O? O?+O2+M→O3+M O3+NO→NO2+O2 自由基传递反应 RH+HO?→RO2?+H2O RCHO+HO?→RC(O)O2?+H2O RCHO+hv→RO2?+HO2?+CO HO2+NO→NO2+HO? RO2+NO→NO2+RCHO+HO2? RC(O)O2?+NO→NO2+RO2?+CO2 终止反应 HO?+NO2→HNO3 RC(O)O2?+NO2→RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2→RC(O)O2?+NO2 12、SO2 的气相氧化 （1）SO2 的直接学氧化 SO2+hv→1SO2（单重态）λ=290~340nm SO2+hv→3SO2（三重态）λ=340~400nm 能量较高的单重态可以跃迁到三重态或 基态： 1SO2+M→3SO2+M 1SO2+M→SO2+M 在大气中激发态的SO2以三重态的形式 存在。 大气中：3SO2+O2→SO4→SO3+O?或： SO4+SO2→2SO3 （2）SO2被自由基氧化 ①SO2与HO?反应是 SO2 在大气中转化 的重要反应 HO?+SO2→HOSO2? HOSO2?+O2→HO2?+SO3 SO3+H2O→H2SO4 HO2?+NO→HO?+NO2 ②SO2与其他自由基的反应 CH3CHOO?+SO2→CH3CHO+SO3 HO2?+SO2→HO?+SO3 RO2?+SO2→RO?+SO3 CH3C(O)O2?+SO2→CH3C（O）O?+SO3 ③SO2被氧原子氧化 NO2+hv→NO+O? SO2+O?→SO3 13、硫酸烟雾型污染 也称伦敦型烟雾，由于燃煤而排放出来的 SO2，颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫 酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。 硫酸烟雾为还原烟雾，光化学烟雾为氧化 烟雾。 14、酸雨 acid rain （英文）（简答） 在未被污染的大气中，可溶于水且含量比 较高的酸性气体是CO2，是主要影响天然 降水PH的因素，根据CO2的全球大气体 积分数330×10-6与纯水的平衡，计算结 果得PH=5.6。将比值看作未受污染的大 气水PH的背景值。把PH=5.6作为判断酸 雨的界限。PH小于5.6的降雨称为酸雨。 降水PH的背景值，由于世界各地区自然 条件不同，造成各地区降水PH的不同。 因为雨水与天然本底硫平衡时的PH即为 5.0。所以提出以5.0作为酸雨PH的界限 更为确切。 15、温室效应 Climate-Greenhouse Effect（英文） 大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红 外光，把能量截留于大气之中，从而使大 气温度升高，这种现象称为温室效应。能 够引起温室效应的气体，称为温室气体。 温室气体 greenhouse gase CO2、CH4、 O3、N2O、CFCs、SF6 16、臭氧层的形成与损耗（分析） 1.臭氧层破坏的化学机理 清洁大气中：O3 的形成 O2+hν→2O? O?+O2+M→O3+M 2.O3 的消失 O3+hν→O?+O2这是臭氧层能够吸收紫外 辐射的根本原因。 O3+O?→2O2 人类活动影响 （1）NOx对O3的破坏 (a)N2O氧化 N2O+O?→2NO（2%） NO+O3→NO2+O2 (b) 飞机排出NO (c) 宇宙射线分解 N2→N?+N? O2+N?→NO+O? O3+N?→NO+O2 (2)NOx清楚O3的催化循环反应 NO+O3→NO2+O2 NO2+O?→ NO+O2 总反应：O3+O?→2O2 发生在平流层中上部，如果是在较低的平 流层，由于O?的浓度低，形成的NO2更 容易发生光解，然后与O?作用，进一步 形成O3 NO2→NO+O? O?+O2+M→O3 因此，在平流层底部NO并不会促使O3 减少 (3)NOx的消除： 由于NO和NO2都易溶于水，当它们被下 沉的气流带到对流层时，就可以随着对流 层的降水被消除，这是NOx在平流层大气 中的主要消除方式。 在平流层层顶紫外线的作用下，NO可以 发生光解： NO→N?+ O ? 光解产生的N可以进一步与NOx发生反 应： N?+NO→N2+O? N?+NO2→N2O+O? 这种消除方式所起的作用较小。 （2）HOx 对臭氧层破坏的影响 （ii）HOx催化清除O3的反应 ?H+O3→?OH+O2 ?OH+O?→?H+O2 总反应：O3+O?→2O2 ?OH+O3→HO2?+O2 HO2?+O?→OH+O2 总反应：O3+O→2O2 在较低的平流层，由于O ?的浓度较小， O3可通过如下反应被消除： ?OH+O3→HO2?+O2 HO2?+O3→?OH+2O2 总反应：2O3→3O2 无论哪种途径，与氧原子的反应是决定整 个消除速率的步骤。 （ⅲ）平流层中HOx的消除 （a）自由基复合反应 自由基之间的复合反应是HOx?消除的一 个重要途径： HO2?+HO2?→H2O2+O2 ?OH+?OH→H2O2 ?OH+HO2?→H2O+O2 （b）与NOx的反应 HOx ?与NOx的反应也是HOx ?消除的一 个途径： ?OH+NO2+M→HONO2+M ?OH+HNO3→H2O+NO3 总反应：2?OH+NO2→H2O+NO3 形成的硝酸会有部分进入对流层然后随 降水而被清除。 (3)ClOx破坏O3的反应 ①ClOx?清除O3的催化循环反应 ClOx?破坏O3层的过程可通过如下循环 反应进行： Cl?+O3→ClO?+O2 C1O?+O?→Cl?+O2 总反应：O3+O?→2O2 与氧原子的反应是决定整个消除速率的 步骤。 ②ClOx?的消除：平流层中的ClOx可以形 成HCl： Cl?+CH4→HCl+?CH3 Cl?+HO2?→HCl+O2 HCl是平流层中含氯化合物的主要存在 形式。部分HCl可以通过扩散进入对流 层，然后随降水而被清除。在30km以上 的大气中，ClONO2的含量也很显著。 (4)平流层中NOx?、HOx?与ClOx?的重要 反应 在平流层中可以相互反应，也可以与平流 层中的其他组分发生反应，所形成的产物 相当于将这些活性基团暂时储存起来，在 一定条件下再重新释放。 ⅰ形成HONO2 ?OH+NO2→HONO2 HONO2+hν→?OH+NO2 HONO2+?OH→H2O+NO3 ⅱ形成HO2NO2 HO2?+NO2+M→HO2NO2+M HO2NO2+hν→?OH+NO3 HO2NO2+?OH→H2O+O2+NO2 ⅲ形成ClONO2 ClO?+NO2+M→ClONO2+M ClONO2+hν→Cl?+NO3 ⅳ形成N2O5 NO2+O3→NO3+O2 NO3+NO2+M→N2O5+M N2O5+hν→2NO2+O? ⅴ形成HOCl ?ClO+HO2?→ClOH+O2 HOCl+hν→Cl?+?OH HOCl+?OH→H2O+ClO? ⅵ形成H2O2 HO?2+HO2?→H2O2+O2 H2O2+hν→2?OH H2O2+HO?→H2O+HO2? ⅶ形成HCl Cl?+CH4→HCl+CH3? Cl?+HO2?→HCl+O2 上述活性基团和一些原子(O)或分子化合 物如O、HO、HO2、NO、NO2、Cl、ClO、 ClONO2、N2O5和HO2NO2都已在平流层观 测到，这进一步证实了人们所提出的臭氧 层的破坏机理。 17、大气颗粒物的来源 大气颗粒物的来源可分为天然源和人为 源两种。直接由污染源排放出来的颗粒物 称为一次颗粒物；大气中某些污染组分
第一章绪论 第一节环境与环境问题 环境概念：相对于特定中心事物而言的。围绕中心事物的周边事物的总和，就是该主体事物的环境。环境科学中所研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即围绕着人群的，直接或者间接影响人类生产生活和发展的各种外界事物和因素的总和。 环境分类： 按主体分：人类环境和生物环境 按性质分：自然环境、半自然环境、社会环境 按范围大小分：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境、内环境等 环境问题：指包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响。 分类：➢原生环境问题：由自然力引起的环境问题，如火山爆发、海啸、地震、洪涝、干旱和滑坡等引起。（自然灾害问题、第一环境问题） ➢次生环境问题：由人类的生产和生活活动引起的生态系统破坏和环境污染，包括生态破坏、环境污染和资源浪费等方面（第二环境问题）。一般所说的环境问题是指次生环境问题，也是环境科学研究的重点 次生环境问题的具体表现 ϒ资源开发过程中过度地向自然索取 ϒ在物质生产和日常生活过程中向环境释放出废物和废能 ϒ经济建设对环境的干扰 ϒ人口增长引起单位时间和空间中人类活动频度增加 第二节环境污染与环境污染物 定义：环境污染一般是指由于人类生产生活活动导致有害物质进入环境，在环境中的累积数量和速率超过了环境的净化能力，从而使环境质量变差，对人们正常的生活和生产条件产生了有害影响。 分类 ϒ按污染对象（要素）分：大气污染、水污染、土壤污染、生物污染等。 ϒ按污染物的排放方式分：废水污染、废气污染、固体废弃物污染等。 ϒ按污染物的性质分：化学污染、物理污染、生物污染等。
ϒ按污染物的分布范围分：全球性污染、区域性污染、局部性污染等 环境化学污染物 ➢1．元素：如汞、镉、铅、砷、铬等重金属和类金属、卤素、氧（臭氧）、黄磷等。 ➢2．无机物：如无机酸、碱、盐类、氰化物、一氧化碳、氮氧化物、卤化物、卤间化合物（如ClF、BrF3、IF5、BrCl、IBr3等）、卤氧化物（ClO2）、硅的无机化合物（如石棉）、无机磷化合物、硫的无机化合物等。 ➢3．碳氢化合物：包括烷烃、不饱和非芳香烃、芳烃、多环芳烃（PAH）等。 ➢4．金属和准金属有机化合物：如甲基汞、二甲基汞、四乙基铅、羰基镍、二苯铬、三丁基锡、甲基或二甲基砷酸、三苯基锡等。 ➢5．含氧有机化合物：包括环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、有机酸、酯、酐、酚类化合物等。➢6．有机氮化合物：如胺类、硝基化合物、亚硝基胺等。 ➢7．有机卤化物：如四氯化碳、脂肪基和烯烃的卤化物、芳香族卤化物、卤代苯酚、多氯联苯（PCBs）以及氯代二恶英（PCDDs）。 ➢8．有机硫化合物：如烷基硫化物、硫醇、巯基甲烷、二甲砜、硫酸二甲酯等。 ➢9．有机磷化合物：主要有磷酸酯类化合物、有机磷农药等。 （二）环境污染物的来源 天然污染源：是指自然界自行向环境排放有害物质或造成有害影响的场所，如正在活动的火山 人为污染源：是指人类社会活动所形成的污染源。按人类社会活动功能 人为污染源分类： ✓工业污染源 ✓农业污染源 ✓交通运输污染源 ✓生活污染源 第三节环境化学的研究内容与发展动态 一、环境化学的定义： 环境化学是运用化学的理论和方法，鉴定和测量化学污染物在大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈中的含量，研究它们在环境中的存在形式及其迁移、转化和归宿的一门学科。环境化学研究内容主要有： ϒ有害化学物在环境介质中的含量水平、存在形态；
第一章绪论 一、名词解释： 环境污染和环境问题、环境本底、环境容量、浓缩系 数、生物半衰期、协同作用和拮抗作用、实验模拟系统研 究、环境效应 二、八大公害事件的主要污染物是什么？ 三、环境化学（狭义）的概念、任务及研究内容？ 四、环境效应按环境变化的性质可分为哪几类？举例说明。 第二章大气环境化学 一、大气的结构 异质层(非均质层)、同质层(均质层) 大气温度层结和密度层结 对流层、平流层的特点 二、大气中的重要污染物：大气中的重要污染物其源与汇、 三、大气污染物的种类 四、城市热岛效应 五、相对于迁移过程，为什么说研究污染物的转化对大气污染化学具有十分重要的意义。 六、光化学反应的概念、光化学反应的过程 七、光离解必须遵循的两个定律、 八、光量子的能量与化学键的关系：会计算，如一般地说气体分子化学键的键能大于167.4 kJ/mol,可计算波长多少的光可以发生光离
解. 九、大气中重要吸光物质的光离解：臭氧、NO2、亚硝酸和硝酸、甲醛、卤代烃的光离解 十、大气中的自由基：概念、大气中重要的自由基、大气中HO·和HO2·自由基的来源、 十一、含氮化合物的转化 十二、光化学烟雾现象：概念、化学特征、形成条件、组成、形成机理、关键性的反应等。 十三、温室效应和温室气体：概念及危害 十四、SO2 的转化机制 十五、硫酸烟雾型污染产生、气象条件、形成机制。 十六、伦敦型烟雾与洛杉矶烟雾的比较 十七、干湿沉降概念：何为酸性降水?它和酸沉降是同一概念吗? 十八、为什么把pH5.6作为判定是否酸性降水的界限？计算说明 十九、通过对降水的多年观察，近年来已经对pH5.6能否作为酸性降水的界限以及判别降水是否受到酸化和人为污染的合理界限提出了异议。为什么?如何判别? 二十、降水中的重要的离子成分 二十一、酸雨是如何形成的(形成机理)? 二十二、通过比较酸雨区与非酸雨区的数据，发现阴离子(SO42-+ NO3-)浓度相差不大，但pH却相差很大,为什么? 二十三、影响酸雨形成的因素
环境化学知识点 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
1.环境化学研究的内容主要涉及：①有害物质在环境介质中存在的浓度 水平和形态②潜在有害物质的来源，以及它们在个别环境介质中和不同 介质间的环境化学行为③有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生 效应的机制和风险性④有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生 危害的方法和途径。 2.环境化学的特点（从学科研究任务来说）是要从微观的原子、分子水 平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是 研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。 3.优先污染物毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物（我国首批68种，美国环保局率先公布129种） 5.“三致”当前世界范围内最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变、和致畸变作用的所谓“三致”化学污染物， 以及环境内分泌干扰物。 6.化学污染物元素、无机物、有机化合物和烃类、金属有机物和准金 属有机化合物、含氧有机化合物、有机氮化合物、有机卤化物、有机硫 化合物、有机磷化合物。 7.人类社会活动不同功能产生的污染物：工业、农业、交通运输、生活 8. 污染物在环境中的迁移①机械迁移②物理-化学迁移③生物迁移 按受污染物影响的环境要素分：大气污染物、水体污染物、土壤污染物 按形态分：气体污染物、液体污染物、固体废弃物，按性质分：化学污 染物、物理污染物、生物污染物 第二章大气环境化学 1.环境中的大气污染物种类很多：⑴按物理状态①气态污染物②颗粒物 ⑵按形成过程①一次污染物(直接从污染源排放的污染物质如CO，SO?，NO)②二次污染物(由一次污染物经化学反应形成的污染物质如O?，硫酸 盐颗粒物)⑶按化学组成①含硫化合物：氧硫化碳(COS)二硫化碳(CS2)、二甲基硫[(CH3) ?S]、硫化氢(H?S), SO?，SO?，H?SO?、亚硫酸盐(MSO3)和硫酸盐（MSO?）②含氮化合物：大气中存在的含量比较高的氮的氧化 物主要包括氧化亚氮(N?O是底层大气中含量最高的含氮化合物)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO?)来源：光化学反应、闪电、微生物固化、火山爆发森林火灾，人为污染：氮肥、炸药、燃料燃烧③含碳化合物：大气中 含碳化合物主要包括CO、CO?及有机的碳氢化合物和含氧烃类，如醛酮酸等④含卤素化合物 2. SO2主要来源于含硫燃料的燃烧（煤、石油），SO2参与了硫酸烟雾 和酸雨的形成成为了重要的大气污染物 3.对于一个城市或地区的空气污染，风向、风速并不是经常起决定行作 用的因素，尤其是对于城市空气强污染期的形成，大气稳定度和低层逆 温的作用可能更大。
《大气环境化学》第二章重点习题及参考答案 1.大气的主要层次是如何划分的?每个层次具有哪些特点? （1）主要层次划分：根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层。 （2）各层次特点： ①对流层：0～18km；气温随高度升高而降低；有强烈的空气垂直对流；空气密度大（占大气总质量的3/4和几乎全部的水汽和固体杂质）；天气现象复杂多变。 ②平流层：18～50km；平流层下部30～35km以下气温变化不大（同温层），30～35km以上随高度升高温度增大(逆温层)；有一20km厚的臭氧层，可吸收太阳的紫外辐射，并且臭氧分解是放热过程，可导致平流层的温度升高；空气稀薄，水气、尘埃的含量极少、透明度好，很少出现天气现象，飞机在平流层低部飞行既平稳又安全；空气的垂直对流运动很小，只随地球自转产生平流运动，污染物进入平流层可遍布全球。 ③中间层：50～80km；空气较稀薄；臭氧层消失；温度随海拔高度的增加而迅速降低；大气的垂直对流强烈。 ④热层：80～500km；在太阳紫外线照射下空气处于高度电离状态（电离层），能反射无线电波，人类可利用它进行远距离无线电通讯；大气温度随高度增加而升高；空气更加稀薄，大气质量仅占大气总质量的0．5％。 热层以上的大气层称为逃逸层。这层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用与大气温度不同，大气的压力总是随着海拔高度的增加而减小。 2. 逆温现象对大气中污染物的迁移有什么影响？ 一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，每上升100m，温度降低0.6℃左右。即是说在数千米以下，总是低层大气温度高、密度小，高层大气温度低、密度大，显得“头重脚轻”。这种大气层结容易发生上下翻滚即“对流运动”，可将近地面层的污染物向高空乃至远方疏散，从而使城市上空污染程度减轻。因而在通常情况下，城市上空为轻度污染，对人体健康影响不大。可是在某些天气条件
环境化学 第一章绪论 学科体系P6 任务、内容、特点P4 环境污染物的类别（化学角度）P12~13 第二章大气环境化学 大气的垂直分层： WMO：对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层大气中的主要污染物：S、N、O 逆温 大气稳定度P48 垂直递减率P49 干绝热递减率P49 辐射逆温层的类型P47 第三节大气中污染物的转化（重点） 自由基化学反应： 自由基的概念P57 自由基反应P61~66 光化学反应基础：P66~74 光化学反应的概念 初级过程 次级过程 初级量子产率 次级量子产率 光化学第一定律 光化学第二定律 大气中重要吸光物质的光解 大气中重要自由基的来源（以及相互转化）：P75/PPT4 HO• HO2• 氮氧化物的转化（光化学反应基础）：P76~79 碳氢化合物的转化：P83~88
烷烃摘氢 烯烃加成 光化学烟雾： 光化学烟雾日变化曲线P92/图2-36 光化学烟雾形成的简化机制P95/表2-13 光化学烟雾与伦敦烟雾的区别P108/表2-15 硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染：P100~106 二氧化硫与羟基自由基的反应 二氧化硫的液相氧化 酸性降水：P108~112 117~118 酸性降水的概念 降水的pH （我国&国外）降水的化学组成及其原因 影响酸雨形成的因素:PPT 温室气体和温室效应：P119~122 定义 原理 臭氧层的形成与耗损：P122~128 形成机理 臭氧层破坏的化学机理 极地空洞的形成原因 第三章水环境化学 天然水的基本特征：P147~150 八大离子 碱金属 碱土金属 亨利定律（DO的计算） 天然水的性质：P152 酸度/碱度（几个pH分界点，计算） 水中污染物的分布和存在形态：P159~166 八大类 有机污染物（PAH，PCB：水溶性/脂溶性，危害）金属污染物： 镉/汞/铅/砷/铬
1.循环经济中3R 原则的三个英文单词是 ， ， 。 2.环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果称为 。 3.产生氧化性光化学烟雾的两种主要物质是 ， 。 4.全球变暖问题除CO 2外，还应考虑具有温室效应的 和 的作用。 5.水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为表面吸附、 和 。 6.水环境中促成颗粒物相互碰撞产生凝聚作用的三种机理分别是 ， ， 。 7.如果土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为 土壤。 8.污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括 和 两种。 9.物质在生物作用下经受的化学变化，称为 。 10.受氢体如果为细胞内的分子氧，则生物氧化中有机物的氧化类型为 ，若为非分子氧的化合物就是 。 11.毒理学把毒物剂量(浓度)与引起个体生物学的变化，如脑电、心电、血象、免疫功能、酶活性等的变化称为 ； 一、 回答下列问题（每题6分，共30分） 1.影响大气中污染物质迁移的主要因素是什么？ 2.什么是电子活度pE ？它和pH 的区别是什么？ 3.影响重金属在土壤-植物体系中转移的主要因素是什么？举例说明。 4.请详细说明污染物质在肌体内有哪些转运过程。 5.1953年发生在日本熊本县的水俣病的致病的烷基汞物质有哪些？从化合物结构看，有什么特征？ 三、下列是光化学烟雾形成的一个简化机制，按序号分别写出哪几个属于引发反应、自由基传递反应和终止反应，在该机制中，控制光化学烟雾形成速率的是哪一类？(15分) 四、下图是水解速率与pH 的关系，Mabey 等把水解速率归纳为由酸性或碱性催化和中性过程，因而水解速率可表示为：{} ][][][][c OH K K H K c K B N A h -+++= 在以一种催化为主时，其它两种催化可忽略不计， 试证明： (a)lgK h =lgK A —pH ； (b)lgK h =lgK N ； (c)lgK h =lgK B K W +Ph 。（15分） 式中：K h —某一pH 值下准一级水解速率常数； K A 、K N 、K B —分别为酸性催化、中性过 程和碱性催化的二级反应水解速率常数； K W —水的离子积；
大气环境化学 绪论 1.大气环境化学主要研究大气中对环境有影响的重要组分在大气中的来源、存在形式，迁移过程中的化学转化，归宿以及对大气质量的影响等。 2.大气环境化学的研究方法主要有：现场试验研究，实验室研究和模式计算。 3.一个大气即所有的污染问题都发生在同一个大气下，各种问题通过自由基化学或关键物种的化学过程而彼此相关联，应采取综合性的方法对各种相关的污染问题进行整体考虑，以避免在解决一个问题的同时又产生了新的问题。 第一章 1.大气由还原性气氛向氧化性气氛转化。 2.大气分为对流层，平流层，中层，热层和外层。 3.对流层厚度随纬度季节不同而变化。对流层集中了大气质量的3/4,90%以上的水汽集中在对流层中，大气中主要的天气现象都形成在此层内。 4.自对流层顶向上到55km左右的气层成为平流层。 平流层特点：1.空气没有垂直对流运动，平流运动占据显著优势；2.空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；3.在高约15~35km的范围内，有厚约20km的臭氧层，因为臭氧吸收太阳辐射的紫外线，使得平流层温度升高。 5.大气组分按其停留时间长短可分为准永久性气体，可变化组分和强可变组分。 6.大气组分的浓度表示方法：1）混合比浓度：这种浓度表示法主要用于气态污染物，对于大气中的低浓度物质是适用的。公式：p29 2）这种浓度表示方法用于比ppt还要低的浓度水平，如自由基浓度等，表示每立方厘米空气中有多少个分子、原子或自由基。公式p29 3）质量浓度表示法：p30 7.自由基在其电子壳层的外层有一股不成对电子，它们对于增加第二个电子有很强的亲和力，因此能起强氧化剂的作用。 大气环境质量标准。（2月份公布的新标准） 第二章 1.污染物来源：人为源有燃料燃烧，工业排放，固体废弃物的焚烧，农业活动排放，生物质。天然源有自然尘，森林、草原火灾，火山活动，森林排放，海浪飞沫，海洋浮游植物、海洋表层。 2．大污染物的汇机制。1）干沉降：重力沉降，与植物、建筑物或地面相碰撞而被捕获的过程；2）湿沉降：大气中的物质通过降水而落到地面的过程；3）化学反应去除：污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失；4）向平流层输送。 3.硫的循环。P53.图 4.发性有机物（VOCs）是大气中普遍存在的一类化合物，具有相对分子量小、饱和蒸汽压高、沸点较低、亨利常数较大、辛烷值较小等特征。甲烷是丰度最高的气态有机物。 5.有机碳是在空气中350摄氏度下挥发或在纯He中600~850摄氏度下挥发的碳，包括脂肪族、芳香族等。 6.元素碳或称炭黑，石墨碳，指总碳分析完有机碳后剩余的碳。 7.含氟氯烃类是指含有氯、氟、碳，有时也含有氢的化合物。CFCs的浓度增加具有破坏平流层臭氧和影响对流层气候的双重效应。P81 8.全球蒸馏效应或蚱蜢跳效应：持久性有机污染物具有半挥发性，能够从水体或土壤中以蒸汽形式进入大气环境或被大气颗粒物吸附，通过大气环流远距离迁移。在较冷的地方或者受到海拔高度影响是会重新沉降到地球上，而后在温度升高时，它们会再次挥发进入大气，进行迁移。