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第二章大气环境化学本章重点：1 污染物在大气中迁移过程2 光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理第一节大气中污染物的转移大气层简介一、大气温度层结对流层(troposphere) ：（0km-17km）空气具有强烈的对流（垂直），集中了大气中90.9%天气现象，污染物排放直接进入对流层平流层（stratosphere）：17-55km气体状态稳定，垂直对流很小，大气透明度高中间层（mesosphere）：55-85Km气温下降达-92℃，垂直运动剧烈，发生光化学反应。
热层（thermsphere）：800Km空气密度很小，温度升高到1000k，电离层逸散层：>800Km 气体分子受地球引力极小,因而大气质点会不断向星际空间逃逸。
出示大图：图1 大气温度的垂直分布图2 大气密度的垂直分布大气垂直递减率二、辐射逆温层三、绝热过程与干绝热过程四、大气稳定度的判定五、影响大气污染物迁移的因素1、风和大气湍流的影响风—使污染物向下风向扩散湍流—使污染物向各风向扩散浓度梯度—使污染物发生质量扩散2、天气形势和地理地势的影响第二节大气中污染物的转化一、光化学反应基础1、光化学反应过程什么是光化学反应？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两个过程。
初级过程：A + hνA*次级过程举例：HCl + hνH + ClH + HCl H2 + ClCl + Cl Cl22、量子产率（不做介绍）3、大气中重要吸光物质的光离解（1）氧分子和氮分子的光离解O2 + hνO + ON2 + hνN + N（2）臭氧的光离解O3 + hνO + O2（3）NO2的光离解NO2 + hν N O + O（4）亚硝酸和硝酸的光离解HNO2 + hνHO + NOHNO2 + hνH + NO2HNO3 + hνHO + NO2（5）二氧化硫对光的吸收SO2 + hνSO2*（6）甲醛的光离解H2CO + hνH + HCOH2CO + hνH2 + CO（7）卤代烃的光离解CH3X + hνCH3 + X二、大气中重要自由基的来源自由基由于在其电子壳层的外层有一个不成对的电子，因而有很高的活性，具有强氧化作用。
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：p307.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。
《环境化学》(第二版)知识点总结和部分课后习题答案(共.doc《环境化学》（第二版）知识点总结和部分课后习题答案前言环境化学是一门研究化学物质在环境中的行为、分布、转化及其对生态系统和人类健康影响的科学。
本文档旨在总结《环境化学》（第二版）的核心知识点，并提供部分课后习题的答案，以帮助学生更好地理解和掌握课程内容。
第一部分：环境化学基础1.1 环境化学的定义和研究范畴环境化学的基本概念环境化学的研究领域1.2 环境污染物的分类有机污染物无机污染物放射性污染物1.3 环境化学的分析方法样品采集和处理污染物的检测技术第二部分：大气环境化学2.1 大气组成和结构大气层的划分大气成分及其作用2.2 大气污染现象雾霾酸雨温室效应2.3 大气污染物的化学行为气体扩散化学反应沉降过程第三部分：水环境化学3.1 水体的组成和特性淡水和海水的成分水体的物理化学性质3.2 水污染现象富营养化重金属污染有机污染物3.3 水处理技术物理处理化学处理生物处理第四部分：土壤环境化学4.1 土壤的组成和特性土壤的物理结构土壤的化学组成4.2 土壤污染现象土壤侵蚀土壤盐碱化土壤重金属污染4.3 土壤修复技术物理修复化学修复生物修复第五部分：固体废物处理与资源化5.1 固体废物的分类和管理城市垃圾工业固体废物危险废物5.2 固体废物的处理技术填埋焚烧回收利用5.3 资源化技术废物能源化材料化土地利用第六部分：环境化学案例分析6.1 典型环境化学事件工业污染事件农业污染事件生态破坏事件6.2 环境化学事件的影响分析对生态系统的影响对人类健康的影响6.3 环境化学事件的应对措施污染控制生态修复法律法规部分课后习题答案习题1：大气污染的化学原理习题概述答案解析习题2：水体富营养化的化学机制习题概述答案解析习题3：土壤污染的化学修复方法习题概述答案解析结语《环境化学》（第二版）为我们提供了一个全面了解环境化学的平台。
通过对知识点的总结和习题的解答，我们能够更深入地理解环境化学的原理和应用，为环境保护和可持续发展做出贡献。
大气酸沉降V o1.6No.5地球科学进展Sep.,199161天酹沉降沈志来黄美元(中国科学院大气物理研究所100029)关键词:大气酸沉降酸雨环境酸化大气中不同来源的酸性物质转移到地表面的过程,称为酸沉降.它包括湿沉降(酸雨)和干沉降.酸沉降不仅是个大气环境问题t而且包括了全部水域.地球的土圈和生物圈.可以说环境酸化"是能最完整地表达这个环境阿题的概念.PH值小于5-6的各种形式的降水称为酸雨.1892年英国化学家R.A.史密斯在其《空气和降雨:化学气候学的开端》一书中首先使用.酸雨"术语.当今巳是酸沉降的同义词.酸沉降涉及大气化学,大气物理学,环境生物学以及环境经济学等,是--N大气科学和环境科学交叉派生的新学科.一般用降水中氢离子(H一)浓度,也有人主张用硫(主要是硫酸报(S)|)]的沉降量衡量受污染程度.】9世纪到20世纪80年代中期+有关酸雨的形成和生态影响进行了不少研究.并取得许多有价值的结果+但没有受到应有的注意.随着工业的发展,直到本世纪60年代.瑞典土壤学家S.奥登对期沼学,农学和大气化学的有关记录进行了综合性研究.发现酸性降水是欧洲的一种大范围现象.降水和地面水的酸度正在不断升高t含硫和氮的污染物在欧洲可迁移上千公里.I967年.奥登确定了雨水酸度明显变化的地理范围及其与燃烧化石燃料使So2排放量增加之间的关系.之后,在1970--I971年阿进行了一次更大规模的研究.跨越国境的空气污染:大气和降水中的硫对环境的影响"t它被作为实例研究报告提交给1972年在斯替哥尔摩召开的联合国人类环境大会.从此+更多的国家关注这一问题.研究规模不断扩大,对一些具体过程的认识有了相当大的进展..当前酸雨(酸沉降)的研究内容主要包括酸雨的监测,酸雨的形成和输送,酸沉降对生态环境的影响和酸雨的控制.酸雨是一种区域性的时空变化现象.为了明确各地酸沉降基本特性及差异,掌握酸雨的现状和发展趋势.需要建立有统一管理的监测站网+研制专门仪器+发展监测和分析方法.目前世界上不少国家都己建立了一定规模的酸雨监测站阿,不只在污染区有监测,在非污染区也设立了一些背景站.以监视地气系统的自然状态.但由于酸雨时空变化的复杂性,现在的监测在布局,监测质量,资料的利用方面仍存在许多问题.酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象结合的结果.酸雨中含有多种无机酸和有机酸,绝大部分是硫酸和硝酸t多数情况下以硫酸为主,敢美许多地区多为两者混合型.硫酸和硝酸是由人为排放的SO:和NO~转化而成的.它们的来源可以是当地排放的,也可以是远距离迁移来的.雨水酸化有云内过程(rainout,成雨过程),即核化清豫过程t可溶性气体被嗳收过程以及SOz和NO的液相氧化过程I云下过程(w~shout,冲刷过程)ep雨滴降至地面过程中对污染物吸收和氧化过程.现巳发展多种云内云下雨水酸化模式,以模拟云内外酸化过程,研究各种过程和要素对雨水酸化的贡献.酸雨形成中的大气化学过程包括气相,液相和多相化学过程.既要研究SO2,NO和碳氢化合物等酸性物质怎样转化为酸的过程,氧化剂(0H,02,0,等)和催化剂的氧化作用,又要讨论碱性物质(如NI-Is和气溶腔收穑日期:199]年4月3日62V o1.6N..5新学科?新发现?新技术S.p_I1991中的碱性物质)的中和及碱化作用.大气环境中的化学过程不同于实验室,参与化学过程的物种多,反应复杂且环境条件的时空变化大在没有降承条件时,由于重力,湍流运动,热运动惯性力和静电力等因素的作用,污染物在大气中输送扩散时,随时都会被地面阻留.形成持续不断的大气向地表面作质量转移的过程,即干沉降.干沉降是一种由地?表面附近的微气象,沉降物质的性质.沉降表面的性质等多种因素袭定的复杂现象.同湿沉降相比,这种过程具有怍用地域广和持续时间长的特点,一般而言,其影响环境的总效果同湿沉降相当.区域酸雨模式是综舍理论和实验结果定量地研究酸性物质在大气中的各种物理和化学行为,包括各种源的释放,污染物的平流输送和揣流扩散.晴空大气中的光化学过程,云雨中的液相化学过程,污染物的干沉降以及湿清除.通过模式计算,可研究城市,区域或更太尺度的污染物和酸沉降的时空变化,区域之间的污染物输送和相互影响t各种过程和因素在酸沉降中的作用和相对重要性.酸沉降是当代最迫切和最重要的环境问题之一.二氧化硫和氮氧化物会X,t生物和材料产生直接和间接影响.最主要的直接影响是对人类健康的影响,对■植物的酸坏何高含鼍SO2造成的腐蚀.酸化作用则是间接影响的结果.间接影响主要取决于湿干沉降量以及土壤和水体对酸化固有的敏感性.酸雨可使承体酸化.导致承生生物的组织结构发生变化,耐酸的藻类真菌增多,有根植物,细菌和无脊椎动物减少,有机物分解率降低,酸化的湖泊河流中鱼类减少.瑞典和挪威南部及美国东北部许多湖泊已成为无量的死翻酸雨抑制土壤中有机物的分解和氟的固定,淋洗与土壤粒子结舍的钙,镁等营养元素,使土壤贫瘠化酸雨伤害植物的新生芽叶,影响其发育生长.酸雨腐蚀建筑材料金属结构,油壤等,使古建筑,雕塑像也会受到损坏.酸雨引起土壤中铅离子游离,导致玲杉等树种根系中毒而死亡.酸性降求对森林的直接影响已经得到摸拟酸雨试验的证实.酷.IJ的控制包括控制策略和控制技术.控制策略要解袭的问题是控制什么(如控制SOhNO的捧放),控制标准,在什幺地方控制(控制区域),控制(削减)到什么程度(如削减量).为此要掌握酸雨的现状和发展趋势,明确区域内土壤,水体,生态的敏感性,各地能承受酸沉降的负荷量.控制技术主要指控制和削减工厂交通工具等对SO,NoxHC等致酸物质排放的具体技术和工艺事实证明,酸雨对环境影响不亚于大气中二氧化碳浓度增加对气候的影响和氟氰烷烃使臭氧层耗竭所带来的环境影响f还由于酸云不识国界".因此产生了一系列的国际学术会议,国际会议双边谈判以及国际协作.为了控制酸雨的继续发展,1972年世界气象组织(WMO)与联舍国环境规划署(UNEP)联台成立了全球空气污染监测用(BAPMN)及时向各国提供全球酸雨状况与发展趋势,以便各国采取控制酸雨的对策.到1986年,全:兰界已有95个国家参加了这一监测网.同时注意到清洁和边远地区的监测.监测技术和质量也不断提高国际上?对酸沉降虽然已进行了大量的研究.但是仍然有许多问题尚未清楚.就全世界酸雨形势来说,工业发达国家的环境大体上已经酸化,一些发展中国家(包括中国)正面临酸化的危险.只有一些工业很不发达的地区?边远,海洋,沙漠等地区还没有酸化的迹象但是酸污染是可以输送的,未来环境酸化形势是大家非常关心的问题酸沉降对生态环境的危害是一个长期的累积过程.而且涉及的因素多,危害程度,影响和治理恢'复措施都是当前需要探入研究的课题由于地形气象条件及致酸物质在大气中的形成和演变过程复杂,酸沉降的时空分甫变化规律和污染物的大范围输送是一十重要研究课题.控制环境酸化的基本策培.从总体来说.还没确啦控制致酸物质排放的技术仍在继续发展.参考文献[J]SmithH.A.,AirandRainTheB~jnningsitChertdeaiCtimatology.Lonl/,mara,Green,Lo ndo-I,1992.[2]PmpherH,R?,SemqminR.Gand$11nnw.GN..Pr~lpimtions"v如5,Dryl;k-lxJtiont嘣盘哪哪怕?虹h冉_—-一Newyo~'kJ983.(3:Srhwa~tzS-E.,AcidOepo~itletaLynrav*Ii~gaRql口r山Pb=uomeneta,sdbn 健.1gltgv扎243.1~753--7B3.。
