3.大气光化学反应

《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下，一地上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，从而导致大气层结“脚重头轻”，气象学家称之为“逆温”。

《环境化学》试题一、填空题1. 由可见光（400nm<λ<780nm）引起光化学离解的物质键能是（c=×108m/s，h=×光量子）。

2. 大气颗粒物有三种重要的表面性质：、和。

雨滴的形成就属于。

3. 水环境中的有机污染物一般通过、、、、生物富集和生物降解等过程进行迁移转化。

4. 根据土壤中H+离子的存在方式，土壤酸度可分为和潜在酸度，根据提取液的不同，潜在酸度分为和。

代换性是矿物质土壤潜在酸度的主要来源。

5. 是无色气体，是清洁空气的组分，也是低层大气中含量最高的含氮化合物；矿物燃料燃烧过程中所产生的NO X以为主，通常占90%以上。

植物摄取氮的主要形态是和。

6. 将下列物质：乙烯、正丁烯、正丁烷和丁二烯，按照光化学反应活性大小依次排列为。

7. 大气颗粒物依照表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模，分别是、和，并用来解释大气颗粒物的来源与归宿。

其中主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物，以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。

国际标准化组织（ISO）将可吸入粒子定为D p＜的颗粒物。

8. 由电介质促成的聚集称作，而由聚合物促成的聚集称作；根据DLVO理论把和考虑为仅有的作用因素。

9. 含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为，水中Cd2+浓度是（已知饱和H2S溶液的浓度为L，解离常数K1为×10-8，K2为×10-15，CdS的溶度积为×10-27）。

10. 亚硝酸吸光后发生光离解，一个初级过程为：HNO2 + hv → + ;另一个初级过程为：HNO2 + hv → + 。

11. 腐殖质可溶于碱而不溶于酸的部分称为，既溶于碱又溶于酸的部分称为。

腐殖质对金属离子的吸附主要是通过它对金属离子的和来实现。

12. 根据温度层结、密度层结和运动规律，可将大气划分为对流层、平流层、中间层和热层，其中随高度的增加气温升高的是和；随高度的增加气温降低的是和；臭氧主要分布在中；风、雨、雷电等天气现象发生在大气的中；内的空气处于高度电离状态，该层也称为电离层。

大气光化学反应1大气光化学反应介绍大气光化学反应是指源自太阳辐射等外部能量的光进入大气中，空气中的有机物在紫外光的照射下，温度、湿度、气压以及大气污染物的存在的影响下，发生一系列反应的过程。

大气光化学反应是研究大气环境污染的变化规律，其作用重要性非常大。

2大气光化学反应的机理大气光化学反应有三个主要组成：光源、有机物即“颗粒”和反应物（大气污染物）的混合物。

这三部分的相互作用导致了一系列的有机反应，这是大气光化学反应的机理。

随着太阳辐射的入射，可以将太阳辐射波长分解成可与大气中有机物发生化学反应的紫外线，使气体中的有机物和气体中的反应物产生光学紫外和热反应，根据大气中污染物的不同，可以分为三种气溶胶光催化反应、和混合湿润粒子光催化反应和游离基团光催化反应。

3大气光化学反应的影响大气光化学反应能够产生一系列有害物质，比如臭氧、分子氮、硫酸盐以及甲烷等，大气光化学反应把这些有害物质转化为蓝精灵，会造成空气中污染物的更大浓度，甚至会影响大气中的pH值。

另外，由于大气光化学反应所产生的空气污染物影响有害物质排放和地表湿度，进而影响气候变化和环境质量，会造成大气发生重要的变化，进而影响人们的正常生活。

4大气光化学反应的控制措施为了应对大气污染，主要采取的控制措施有：1.建立完善的环境监测体系，对大气的环境质量及时进行监测，及时发现问题；2.加强污染源排放的监管，把污染源排放控制在合理的范围内，降低大气污染物；3.改善空气质量，开发净化空气的技术，积极探索新颖的技术，有效提高大气环境质量；4.完善企业排污标准，严格遵守企业限定的排污标准和排污规程，及时安排检查；5.加快废气治理，进行大气质量检测。

5结论大气光化学反应是一种复杂的现象，从而衍生出的综合性影响造成了大气环境的变化。

空气污染是一个复杂的人类行为，它不仅会影响环境，而且还有潜在的健康风险，因此面对大气污染的控制问题，应当立即采取有效的应对措施，以保护大气环境，促进人们的健康。

大气环化习题集一、名词解释1大气稳定度：指大气的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。

2大气逆辐射:CO2和H2O吸收地面辐射的能量后，又以长波辐射的形式将能量放出。

这种辐射是向四面八方的，而在垂直方向上则有向上和向下两部分，向下的部分因与地面辐射方向相反，称为“大气逆辐射”。

iP9qXp3uJ2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。

4.光化学反应：光化学反应:一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应，称为光化学反应iP9qXp3uJ25.湿沉降：通过降雨降雪等使大气中的颗粒物从大气中去除的过程。

回答下列问题1大气中有哪些主要自由基？氢氧自由基、HO2、烃基、烃类含氧基、过氧基等。

2请简述对流层中光化学氧化剂-O3的主要来源？对流层中O3的天然源最主要的有两个：一是由平流层输入，二是光化学反应产生O3。

自然界的光化学过程是O3的重要来源，由CO 产生O3的光化学机制为：CO+?OH→CO2+?H3试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别？地球上90％的臭氧分布在距地面25km的平流层，另外约10％存在于对流层。

对流层臭氧是一种温室气体，它的浓度随纬度、经度、高度和季节变化而变化。

对流层臭氧浓度北半球比南半球高。

平流层中的臭氧吸收了太阳发射到地球的大量对人类、动物和植物有害的紫外线，为地球提供了一个防止紫外线辐射的屏障。

通过观测发现，平流层中的臭氧含量减少，而对流层中的臭氧含量增加。

由于有90％的臭氧在平流层，所以总量在下降。

对流层臭氧形成人为来源：NO2的光解反应是它在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的人为来源。

<见第七节）南极上空平流层臭氧<臭氧层）浓度减少，形成了臭氧空洞。

4.过氧自由基HO2?的主要来源有哪些？HO2?的主要来源是大气中甲醛(HCHO>的光分解：HCHO+hν→H?+HC?O H?+O2→HO2? HC?O+O2→CO+HO2?5.大气中有哪些重要的吸光物质，其吸光特征是什么？iP9qXp3uJ2答：大气组分如N2、O2、O3、H2O和CO2等能吸收一定波长的太阳辐射。

大气中甲烷的光化学反应及其环境效应
大气中甲烷是一种重要的温室气体，对全球气候变化产生重要影响。

其光化学反应过程及其环境效应主要包括以下几个方面：
1. 光化学反应：甲烷在大气中经过光化学反应，会产生大量的氧、氮、碳等自由基和离子，这些自由基和离子会进一步反应生成臭氧、二氧化氮、二氧化硫等化合物，这些化合物对大气化学反应和大气环境产生重要影响。

2. 温室效应：甲烷是一种强效的温室气体，它的温室效应比二氧化碳高20多倍。

大气中甲烷的浓度变化直接影响着全球气候变化和地球表面温度的变化。

3. 大气化学反应：大气中的甲烷可以进一步通过与氧、氮等化合物的反应产生二氧化碳、甲酸、乙酸等化合物，这些化合物对大气化学反应进一步影响。

4. 氧化还原过程：大气中的甲烷可以通过氧化还原过程与低氧化态的氧化物反应，产生更多的自由基和氧化物，这些化合物在大气化学反应中也起着重要作用。

综上，大气中甲烷的光化学反应及其环境效应非常复杂，需要进一步研究和探索。

同时，通过采取减排措施和促进清洁能源发展等措施，可以减少大气中甲烷的排放，降低对大气化学反应和全球气候变化的影响。

大气中的光化学反应过程大气中的光化学反应一直是科学家们关注的研究课题之一。

光化学反应从本质上讲是指由日光（或其他电磁波）和反应物质相互作用所引起的反应过程。

在大气中，这些反应可导致氧气、氮气和水蒸气被过氧化物、酸雾和臭氧等有害物质所污染。

因此，对大气中的光化学反应过程进行深入研究非常重要。

光化学反应的基本过程对于大气中的光化学反应，最常见的一种是二氧化氮和有机物质在光照下产生臭氧的过程。

该过程主要取决于有机物中存在的碳氢化合物的种类和浓度、空气中二氧化氮的浓度以及光强度等因素。

简单来说，需要有以下三个举措才能触发这种反应：1.光能顾名思义，光是触发该反应的必要因素之一。

太阳辐射中所占的光强度大约是太空中的250倍，这就是说在太阳下面，空气和大气中的分子会受到辐射而发生光化学反应。

2.污染物质二氧化氮（NO2）是另一个必要的反应物。

该物质存在于车辆废气、电厂烟气和其他人类活动产生的废气中。

二氧化氮也是空气中细颗粒物和酸雾的前体。

3.有机物也是必不可少的反应物。

这些有机物在太阳下会发生光解反应，产生一系列化合物。

这些化合物包括一氧化碳、二氧化碳和其他碳氢化合物。

其中的一些降解物可以继续参与到其他的化学反应中。

光化学反应的结果光化学反应的主要结果是产生有害的污染物质，其中最知名的是臭氧。

臭氧是一种有毒气体，可以引起人类的呼吸道和眼睛的刺激性反应。

臭氧是一种强氧化剂，可以与其他化合物反应，从而产生有害气体，如二氧化氮等。

由于臭氧是不稳定的，因此只能在特定条件下产生，这就是为什么臭氧通常只在高温和高辐射量下才能形成。

此外，光化学反应还会产生其他的有害污染物，如过氧化氮、酸雾、细颗粒物和氧化物等。

这些物质对人类健康和环境造成了沉重的影响。

因此，科学家们正在研究如何减少这些有害物质的产生，以降低大气污染水平。

光化学反应的控制为了控制大气中的光化学反应，必须采取一系列行动。

这些行动包括：1. 制定更为严格的大气污染控制措施。