大气环境化学唐孝炎第二版课后答案完整版中国地质大学武汉

《大气环境化学》重点习题及参考答案1．大气中有哪些重要污染物？说明其主要来源和消除途径。

环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类；若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。

按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。

主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下：（1）含硫化合物大气中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亚硫酸盐（MSO3）和硫酸盐（MSO4）等。

大气中的SO2（就大城市及其周围地区来说）主要来源于含硫燃料的燃烧。

大气中的SO2约有50%会转化形成H2SO4或SO42-，另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。

H2S主要来自动植物机体的腐烂，即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。

大气中H2S主要的去除反应为：HO + H2S→H2O + SH。

（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（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。

主要讨论一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NO x表示。

NO和NO2是大气中主要的含氮污染物，它们的人为来源主要是燃料的燃烧。

大气中的NO x最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。

其中湿沉降是最主要的消除方式。

（3）含碳化合物大气中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有机的碳氢化合物（HC）和含氧烃类，如醛、酮、酸等。

CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧，其中以甲烷的转化最为重要。

CO的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。

大气中的CO可由以下两种途径去除：土壤吸收（土壤中生活的细菌能将CO代谢为CO2和CH4）；与HO自由基反应被氧化为CO2。

中国地质大学（北京）2023年硕士研究生入学考试《大气科学基础综合（861）》考试大纲与参考书目4. 大气动力学大气动力学基本方程组，大气运动的尺度分析及近似，自由大气中的风。

5. 大气光化学大气光化学理论，氮-氧大气的Chapman光化学平衡理论，大气气体对辐射的吸收，纬度对光解速率的影响。

6. 对流层化学与云雾降水化学对流层中羟自由基的产生；NO2,NO,和O3的基本的光化学循环；CO的大气化学；甲烷的大气化学；NOx和NOy族类；对流层臭氧的均衡和NOx的作用；对流层储存的分子；对流层O3形成过程中NOx和VOC的相对角色；简化的有机物和NOx 的化学；对流层中非甲烷有机物化学；生物源碳水化合物的大气化学；还原性氮化合物的大气化学；气相硫化合物的大气化学；卤素化合物的对流层大气化学；云化学；雾化学；降水化学；酸雨问题。

7. 大气气溶胶大气气溶胶的基本概念；气溶胶粒子的寿命；粒子尺度；尺度范围及性质；粒子浓；粒度谱分布；谱分布经验函数；气溶胶粒子的产生过程；大气气溶胶的化学组成及元素浓度谱分布；气溶胶的来源的判定与分析；气溶胶的观测实验方法。

8. 大气化学成分变化及其气候环境效应大气化学成分的变化及其成因；大气化学成分变化的证据；大气化学成分变化的势态；大气成分在气候环境系统中的作用及其引起的气候环境效应；温室气体与温室效应；光化学雾和雾霾；气溶胶的阳伞效应；环境空气质量标准；大气污染物排放标准。

参考书目1、《大气物理学》（第二版），盛裴轩等，北京大学出版社，2013.2、《大气环境化学》（第二版），唐孝炎，张远航，邵敏主编，高等教育出版社，2006.3、《Atmosperic Chemistry Physics》, Seinfeld, J.H. S.N. Pis, JOHN WHLEY & SONS, INC., 2006.备注。

大气环境化学思考题与习题参考答案一、思考题1、大气环境化学主要研究什么？其研究意义是什么？答：大气环境化学主要研究大气环境中化学污染物的分布、转化、迁移和归宿的规律。

其研究意义在于揭示大气环境污染物变化的原因和过程，为预防和治理大气环境污染提供科学依据。

2、什么是光化学烟雾？其形成机制是什么？答：光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物和挥发性有机物在紫外线照射下，经过一系列光化学反应生成的蓝色烟雾。

其形成机制是氮氧化物和挥发性有机物在紫外线照射下，经过一系列光化学反应生成了二次污染物，如臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类等。

3、大气中的哪些化学物质会对人体健康产生负面影响？其作用机制是什么？答：大气中的许多化学物质会对人体健康产生负面影响，如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、挥发性有机物等。

它们的作用机制主要包括刺激呼吸道、引起呼吸道炎症、损伤神经系统、致癌等。

4、什么是大气颗粒物？它对人体健康有哪些影响？答：大气颗粒物是指大气中的固体或液体颗粒状物质，按其粒径大小可分为可吸入颗粒物和总悬浮颗粒物。

可吸入颗粒物可深入人体呼吸道，对人体健康产生严重影响，如引起呼吸系统疾病、心血管疾病等。

总悬浮颗粒物则主要影响人体皮肤和眼睛。

5、大气中的哪些化学物质会对环境产生负面影响？其作用机制是什么？答：大气中的许多化学物质会对环境产生负面影响，如二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等。

它们的作用机制主要包括酸雨、臭氧层破坏、温室效应等。

二、习题参考答案1、下列哪个选项不属于大气环境化学的研究范围？A.大气污染物的排放与分布B.大气污染物的转化与迁移C.大气污染物的生理效应D.大气污染物的治理技术答案：D.大气污染物的治理技术。

大气环境化学主要研究大气环境中化学污染物的分布、转化、迁移和归宿的规律，以及它们对环境和人类健康的影响。

治理技术属于环境保护工程领域的研究范畴，不属于大气环境化学的研究范围。

2、光化学烟雾的主要成分不包括以下哪个？A.氮氧化物B.挥发性有机物C.二氧化硫D.臭氧答案：C.二氧化硫。

第一章绪论1．如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。

a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。

对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。

b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。

这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。

然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。

c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。

d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。

通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。

它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。

这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。

2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？（1）氧的循环：（2）碳的循环：（4）磷的循环（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。

3．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。

第二章《大气环境化学》习题及参考答案1．大气中有哪些重要污染物？说明其主要来源和消除途径。

环境中的大气污染物种类很多，物理状态(气态污染物,颗粒物)；形成过程(一次污染物,二次污染物)。

化学组成(含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物)讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径:（1）含硫化合物:氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氢（H2S动植物机体的腐烂）、二氧化硫（SO2含硫燃料的燃烧）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亚硫酸盐（MSO3）和硫酸盐（MSO4）等。

大气中的SO2约有50%会转化形成H2SO4或SO42-，另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。

大气中H2S主要的去除反应为：HO + H2S → H2O + SH。

（2）含氮化合物:氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2燃料的燃烧）。

主要讨论一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NO x表示。

大气中的NO x最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。

（3）含碳化合物:CO、CO2以及有机的碳氢化合物（HC）和含氧烃类，如醛、酮、酸等。

CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧。

CO的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。

大气中的CO可由以下两种途径去除：土壤吸收（土壤中生活的细菌能将CO代谢为CO2和CH4）；与HO自由基反应被氧化为CO2。

CO2的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。

天然来源主要包括海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸和腐败作用以及燃烧作用等。

甲烷既可以由天然源产生，也可以由人为源产生。

除了燃烧过程和原油以及天然气的泄漏之外，产生甲烷的机制都是厌氧细菌的发酵过程。

反刍动物以及蚂蚁等的呼吸过程也可产生甲烷。

甲烷在大气中主要是通过与HO自由基反应被消除：CH4 + HO→CH3 + H2O。

第⼆章⼤⽓环境化学习题及解答第⼆章⼤⽓环境化学⼀、填空题１、⼤⽓的组成⼤体上分为：⼲洁空⽓、⽔蒸⽓、颗粒物（包括固体颗粒和液体颗粒）三类。

２、⼲洁空⽓按各组分的⽐例分为：主要成分、次要成分、微量成分三类。

３、⼲洁空⽓的主要成分和次要成分包括：氮⽓、氧⽓、氩⽓、⼆氧化碳四种⽓体。

４、按照⼤⽓温度随垂直⾼度的变化，可将⼤⽓分为：对流层、平流层、中间层、热层四层。

５、“臭氧层”处于什么位置：平流层下部、（离地表15~35Km范围内。

6、湿尘降可分为：⾬除（rainout）、洗脱（washout）⼜称冲刷两种⽅式。

7、根据逆温形成的原因不同，逆温可分：辐射逆温、沉降逆温、湍流逆温、锋⾯逆温、地形逆温。

8、根据逆温出现的⾼度不同，逆温⼜分为：接地逆温（地⾯逆温）、上层逆温。

9、对流层中的臭氧浓度与空⽓中⼆氧化氮初始浓度正相关。

⼆、概念（名词解释）1、停留时间：某组分在贮库中的含量与该组分输出（或输⼊）速率的⽐值。

2、⼤⽓对流层：靠近地表的⼤⽓层，平均厚度10~12公⾥，温度上低下⾼，具有强烈对流运动。

3、⼤⽓平流层：是地球⼤⽓层⾥上热下冷的⼀层，它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反，对流层是上冷下热的。

在中纬度地区，平流层位于离地表10公⾥⾄50公⾥的⾼度，⽽在极地，此层则始于离地表8公⾥左右。

3、局部污染、地⽅性污染、⼴域性污染：⼤⽓污染按其影响的范围分为四类：局部性污染、地区性污染、⼴域性污染、全球性污染。

局部污染影响范围⼩，局限于污染源附近的局部区域中，如⼀个⼯⼚排放的污染物对周边环境的影响；地⽅性污染影响较局部污染⼤，但局限于有限的区域内，如⼀个⼯业区、⼀个城镇及附近地区；⼴域性污染影响范围波及较⼴阔的地区，如⼤⼯业城市及周边地区，如珠江三⾓洲地区⼤⽓污染属于⼴域性污染；全球性污染是指影响波及全球的污染，如温室效应、臭氧空洞等。

4、⼀次污染物、⼆次污染物（次⽣污染物、继发性污染物）：⼀次污染物⼜称“原⽣污染物”。