环境化学 第二章 大气环境化学
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环境化学期末复习资料第⼆章⼤⽓环境化学1.⼤⽓主要成分N2(78.08%)、 O2(20.95%)、 Ar(0.943%)和CO2(0.0314%)。
⼏种惰性⽓体:He、Ne、Kr和Xe的含量相对⽐较⾼。
⽔蒸⽓的含量是⼀个可变化的数值,⼀般在1% ~3%.2.⼤⽓层的结构1. 对流层(Troposphere)⾼度: 0~(10~16) km ,随纬度和季节发⽣变化温度:⼤约每上升100 m,降低 0.6 ℃空⽓运动:低纬度较强,⾼纬度较弱,夏季较强,冬季较弱密度:密度⼤,占⼤⽓总质量的3/42.平流层(Stratosphere)⾼度: (10~16)~50 km温度:同温层 [对流层顶端~(30~35 km)]30~35 km以上开始下降空⽓运动:没有对流,平流为主空⽓稀薄,很少出现天⽓现象3. 中间层 (Mesosphere): 50~80 km4.热层(电离层)(Thermosphere):80~500 km吸收紫外线造成温度上升,空⽓⾼度电离,因此也称为电离层,占⼤⽓质量的0.5%5. 逃逸层,外⼤⽓层 (Exosphere)3.辐射逆温层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式中:T——热⼒学温度,K;z——⾼度。
在对流层中,dT/dz<0,Γ = 0.6 K · (100m)-1,即每升⾼100 m ⽓温降低0.6 ℃。
⼀定条件下出现反常现象当Γ=0 时,称为等温层;当Γ<0 时,称为逆温层。
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。
辐射逆温产⽣特点●是地⾯因强烈辐射⽽冷却降温所形成的。
●这种逆温层多发⽣在距地⾯ 100~150 m ⾼度内。
●最有利于辐射逆温发展的条件是平静⽽晴朗的夜晚。
●有云和有风都能减弱逆温。
●风速超过 2~3 m · s-1,逆温就不易形成4.主要⾃由基及其来源HO ?和HO2 ?来源1) HO ?来源清洁⼤⽓:O3 的光解是清洁⼤⽓中HO ?的重要来源O3 + h→ O ? + O2O ? + H2O → 2HO ?污染⼤⽓,如存在HNO2,H2O2 (HNO2 的光解是⼤⽓中HO ?的重要来源)HNO2 + h→ HO ? + NOH2O2 + h→ 2HO ?2)HO2 ?来源①主要来⾃醛类的光解,尤其是甲醛的光解H2CO + h→ H ? + HCO ?H ? + O2 + M → HO2 ? + MHCO ? + O2 → HO2 ? + CO②只要有 H ?和 HCO ?存在,均可与 O2 反应⽣成 HO2 ?③亚硝酸酯和 H2O2 光解CH3ONO + hv → CH3O ? + NOCH3O ? +O2 → HO2 ? + H2COH2O2 + hv → 2HO ?HO ? + H2O2 → H2O + HO2 ?④若有CO存在,则:HO ? + CO → CO2 + H ?H ? + O2 → HO2 ?R ?,RO ?,RO2 ?来源1) R ?烷基⾃由基来源:⼤⽓中存在最多的烷基是甲基,它的主要来源是⼄醛和丙酮的光解。
第二章大气环境化学(重点)1.一次污染物(Primary pollutant)由污染源直接排入环境的、其物理和化学性状未发生变化的污染物,或称原发性污染物。
一次污染物是相对于二次污染物而言的。
二次污染物是由一次污染物转化而成。
有些污染物既可能是直接由污染源排出的一次污染物,又可能是在环境中转化而成的二次污染物,如大气中的三氧化硫,可能是由污染源直接排出的一次污染物,也可能是二氧化硫氧化生成的二次污染物。
环境污染主要是由一次污染物造成的,其来源清楚,可以采取措施加以控制。
2.二次污染物(Secondary pollutant)排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物的作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物,又称继发性污染物。
如一次污染物二氧化硫在环境中氧化成的硫酸盐气溶胶;汽车废气中的氧化氮、碳氢化合物等在日光的照射下发生光化学反应,生成的臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、甲醛和酮类等;无机汞化合物通过微生物的作用转变成的甲基汞化合物;某些农药通过微生物或光解作用生成的降解产物等。
二次污染物对环境和人体的危害通常比一次污染物严重,例如甲基汞比汞或汞的无机化合物对人体健康的危害要大得多,光化学氧化剂对人体也有较大危害。
二次污染物的形成机制往往很复杂,在光化学烟雾和酸雨的形成的研究中,二次污染物形成机制的研究是一个重要的内容。
3.大气污染(空气污染Atmospheric pollution)大气中一次污染物或由它转化成的二次污染物的浓度达到了有害程度的现象。
自从人类用煤作燃料以后,大气污染的现象就存在了。
产业革命促进了工业的迅速发展,煤的消耗量急剧增多,工业区和城市的大气严重地受到了烟尘和二氧化硫的污染。
第二次世界大战以后,工业国家燃料消耗量继续增长,石油代替煤成为主要燃料,烟尘污染虽有所减轻,但二氧化硫的污染仍在继续发展。
1930年12 月比利时马斯河谷重工业区的烟雾事件,1948年10月美国多诺拉镇的烟雾事件,以及1952年12月的伦敦烟雾事件是大气污染的一些突出的典型事例。