南開大學(xué)《環(huán)境化學(xué)》課件第二章

1、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-1環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-2內(nèi)容提要及重點(diǎn)要求內(nèi)容提要及重點(diǎn)要求主要介紹大氣結(jié)構(gòu)，大氣中的主要污染物及其遷主要介紹大氣結(jié)構(gòu)，大氣中的主要污染物及其遷移，光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)，重要的大氣污染化學(xué)問題及其移，光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)，重要的大氣污染化學(xué)問題及其形成機(jī)制。要求了解大氣的層結(jié)結(jié)構(gòu)，大氣中的主要形成機(jī)制。要求了解大氣的層結(jié)結(jié)構(gòu)，大氣中的主要污染物，大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。掌握污染物遵循這些污染物，大氣運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。掌握污染物遵循這些規(guī)律而發(fā)生的遷移過程，特別是重要污染物參與光化規(guī)律而發(fā)生的遷移過程，特別是重要污

2、染物參與光化學(xué)煙霧和硫酸型煙霧的形成過程和機(jī)理。還應(yīng)了解描學(xué)煙霧和硫酸型煙霧的形成過程和機(jī)理。還應(yīng)了解描述大氣污染的數(shù)學(xué)模式和酸雨、溫室效應(yīng)，以及臭氧述大氣污染的數(shù)學(xué)模式和酸雨、溫室效應(yīng)，以及臭氧層破壞等全球性環(huán)境問題。層破壞等全球性環(huán)境問題。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-3環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)一、大氣的主要成分一、大氣的主要成分(Main Compositions of the Atmosphere)二、大氣層的結(jié)構(gòu)二、大氣層的結(jié)構(gòu)(Stratification of the Atmosphere)三、大氣中的主要污染物三、大

3、氣中的主要污染物(Primary Pollutants in the Atmosphere)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-4一、一、 大氣的主要成分大氣的主要成分(Main Compositions of the Atmosphere)大氣的主要成分（體積分?jǐn)?shù)）包括：大氣的主要成分（體積分?jǐn)?shù)）包括：N2（78.08%）、）、 O2（20.95%）、）、 Ar（0.943%）和）和CO2（0.0314%）。）。幾種惰性氣體：幾種惰性氣體：He（5.2410-4）、）、Ne（1.8110-3）、）、Kr（1.1410-4）和）和Xe（8.710-6）的含量相對比較高。

4、）的含量相對比較高。水蒸氣的含量是一個(gè)可變化的數(shù)值，一般在水蒸氣的含量是一個(gè)可變化的數(shù)值，一般在1% 3%。痕量組分，如痕量組分，如H2（510-5）、）、CH4（210-4）、）、CO（110-5）、）、SO2（210-7）、）、NH3（610-7）、）、N2O（310-5）、）、NO2（210-6）、）、O3（410-6）等。）等。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-5Atmospheric Trace Gases in Dry Air Near Ground Levela Level in the absence of gross pollution; b Fro

5、m biological sources; c Sources arising from human activities; d Sum of NO, NO2, and NO3, of which NO3 is a major reactive species in the atmosphere at night; e Reactive free radical species with one unpaired electron, transient species whose concentrations become much lower at night; f A chlorofluo

6、rocarbon, Freon F-12; g Methyl chloroform.From Environmental Chemistry, S.E. Manahan, CRC Press, 2004環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-6地表大氣的平均壓力為地表大氣的平均壓力為 101 300 Pa，相當(dāng)于，相當(dāng)于每平方厘米地球表面包圍著每平方厘米地球表面包圍著 1034 g的空氣。地球的空氣。地球的總表面積為的總表面積為510 100 934 km2，所以大氣總質(zhì)量，所以大氣總質(zhì)量約為約為5.3 1018 kg，相當(dāng)于地球質(zhì)量的，相當(dāng)于地球質(zhì)量的10-6倍。大倍。大

7、氣隨高度的增加而逐漸稀薄，氣隨高度的增加而逐漸稀薄，其質(zhì)量的其質(zhì)量的99.9集中集中在在 50 km以下的范圍內(nèi)。海拔高度大于以下的范圍內(nèi)。海拔高度大于100 km的的大氣中，大氣質(zhì)量僅是整個(gè)大氣圈質(zhì)量的百萬分之大氣中，大氣質(zhì)量僅是整個(gè)大氣圈質(zhì)量的百萬分之一。一。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-7環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)一、大氣的主要成分一、大氣的主要成分(Main Compositions of the Atmosphere)二、大氣層的結(jié)構(gòu)二、大氣層的結(jié)構(gòu)(Stratification of the Atmosphere)三、大氣

8、中的主要污染物三、大氣中的主要污染物(Primary Pollutants in the Atmosphere)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-81. 對流層對流層 （Troposphere）高度：高度： 0(1016) km ，隨緯度和季節(jié)發(fā)，隨緯度和季節(jié)發(fā)生變化生變化溫度：大約每上升溫度：大約每上升100 m，降低，降低 0.6 空氣運(yùn)動(dòng)：低緯度較強(qiáng)，高緯度較弱，夏空氣運(yùn)動(dòng)：低緯度較強(qiáng)，高緯度較弱，夏季較強(qiáng)，冬季較弱季較強(qiáng)，冬季較弱密度：密度大，占大氣總質(zhì)量的密度：密度大，占大氣總質(zhì)量的3/4低層大氣（低層大氣（12 km）：摩擦層或邊界層，）：摩擦層或邊界層，

9、污染物集中；污染物集中；自由層大氣（自由層大氣（2 km以上）：自然現(xiàn)象；以上）：自然現(xiàn)象；對流層頂層：水變冰，阻止水分子進(jìn)入平對流層頂層：水變冰，阻止水分子進(jìn)入平流層，阻止了氫的損失。流層，阻止了氫的損失。H2O H + HO熱層熱層中間層頂中間層頂中間層中間層平流層頂平流層頂平流層平流層對流層頂對流層頂對流層對流層環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-92. 平流層平流層 (Stratosphere)高度：高度： (1016)50 km溫度：同溫層溫度：同溫層 對流層頂端對流層頂端(3035 km) 3035 km以上開始下降以上開始下降 空氣運(yùn)動(dòng)：沒有對流，平流為主

10、空氣運(yùn)動(dòng)：沒有對流，平流為主空氣稀薄，很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象空氣稀薄，很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象在高在高度度1560 km，有厚約，有厚約 20 km的臭氧層，其的臭氧層，其生成和去除過程為：生成和去除過程為：O2 O + O O + O2 O3O3 O + O2 O3 + O 2O2吸收紫外線，放出熱量，臭氧吸收熱量吸收紫外線，放出熱量，臭氧吸收熱量3. 中間層中間層 (Mesosphere)： 5080 km4. 熱層（電離層）熱層（電離層）(Thermosphere)：80500 km吸收紫外線造成溫度上升，空氣高度電離，因吸收紫外線造成溫度上升，空氣高度電離，因此也稱為電離層，占大氣質(zhì)量的此也稱為電離

11、層，占大氣質(zhì)量的0.5%5. 逃逸層逃逸層，外大氣層，外大氣層 (Exosphere)熱層熱層中間層頂中間層頂中間層中間層平流層頂平流層頂平流層平流層對流層頂對流層頂對流層對流層環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-10環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-11thermospheremesospherestratospheretropospheretemperatureDegree of penetration ofincoming solar radiationPrincipal chemicalspeciesN2, O2, N, O,N2+,

12、O2+, NO+, O+N2, O2, O3N2, O2, H2O, Ar, CO2N2, O2, NO,N2+, O2+, NO+100 nm to long200 nm to long330 nm to longpressure16020024028004080400500Height/kmTemperature/KPressure/Pa10-2 1 102 104 106環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-12RTMghhpp/0eRTMghpph303. 2lglg0RTMghph303. 2lg環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-13環(huán)

13、境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)一、大氣的主要成分一、大氣的主要成分(Main Compositions of the Atmosphere)二、大氣層的結(jié)構(gòu)二、大氣層的結(jié)構(gòu)(Stratification of the Atmosphere)三、大氣中的主要污染物三、大氣中的主要污染物(Primary Pollutants in the Atmosphere)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-14三、三、 大氣中的主要大氣中的主要污染物污染物(Primary Pollutants in the Atmosphere)一次污染物一次污染物是指直接從

14、污染源排放的污染物質(zhì)，如是指直接從污染源排放的污染物質(zhì)，如CO、SO2 、NO等。等。二次污染物二次污染物是指由一次污染物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的污染物是指由一次污染物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的污染物質(zhì)，如臭氧（質(zhì)，如臭氧（O3）、硫酸鹽顆粒物等。）、硫酸鹽顆粒物等。大氣污染物按照化學(xué)組成還可以分為：大氣污染物按照化學(xué)組成還可以分為：含硫化合物含硫化合物 (Sulfur Compounds)含氮化合物含氮化合物 (Nitrogen Compounds)含碳化合物含碳化合物 (Carbon Compounds)含鹵素化合物含鹵素化合物 (Halogen Compounds)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境

15、化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-151. 1. 含硫化合物含硫化合物 (Sulfur Compounds)大氣中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳大氣中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳(COS)、二硫化二硫化碳碳(CS2)、二甲基硫二甲基硫(CH3)2S、硫化氫硫化氫(H2S)、二氧化硫二氧化硫(SO2)、三氧化硫三氧化硫(SO3)、硫酸硫酸(H2SO4)、亞硫酸鹽亞硫酸鹽(MSO3)和和硫酸鹽硫酸鹽(MSO4)等。等。SO2的來源與消除：人為來源中，有的來源與消除：人為來源中，有60來自煤的燃燒，來自煤的燃燒，30左右來自石油燃燒和煉制過程；有左右來自石油燃燒和煉制過程；有50%會(huì)轉(zhuǎn)化形成會(huì)轉(zhuǎn)化形成硫酸或硫酸

16、根，另外硫酸或硫酸根，另外50%可以通過干濕沉降從大氣中被可以通過干濕沉降從大氣中被消除；消除；SO2的濃度特征：本底濃度一般在的濃度特征：本底濃度一般在0.210 L m-3之間，之間，隨不同地區(qū)發(fā)生變化。隨不同地區(qū)發(fā)生變化。 （1 1）二氧化硫）二氧化硫 (Sulfur Dioxide, SO2)SO2的危害：的危害：刺激性氣體，呼吸道刺激性氣體，呼吸道危害；植物危害；危害；植物危害； 酸雨；酸雨；環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-16SO2SO2SO2SO2SO2SO2SO2SSSSSSSS環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-17早、晚早

17、、晚SO2排放量大，且逆溫層低，大氣穩(wěn)定，排放的排放量大，且逆溫層低，大氣穩(wěn)定，排放的SO2不易擴(kuò)散不易擴(kuò)散影響因素包括：高度、污染源位置與風(fēng)向、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度、低層影響因素包括：高度、污染源位置與風(fēng)向、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度、低層逆溫、湍流逆溫、湍流 環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-18（2 2）硫化氫）硫化氫 (Hydrogen Sulfide, H2S)許多天然源都可以向環(huán)境中排放含硫化合物，如許多天然源都可以向環(huán)境中排放含硫化合物，如火山火山爆發(fā)、海水浪花和生物活動(dòng)爆發(fā)、海水浪花和生物活動(dòng)等。等。H2S主要來自主要來自動(dòng)植物機(jī)體的腐爛，即主要由植物機(jī)體動(dòng)植物機(jī)體

18、的腐爛，即主要由植物機(jī)體中的硫酸鹽經(jīng)微生物的中的硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動(dòng)厭氧活動(dòng)還原產(chǎn)生。還原產(chǎn)生。而大氣中而大氣中H2S主要的主要的去除反應(yīng)去除反應(yīng)為：為：HO + H2SH2O+ SH 大氣中大氣中H2S的本底濃度（以體積分?jǐn)?shù)表示）一般為的本底濃度（以體積分?jǐn)?shù)表示）一般為0.220 L m-3，停留時(shí)間，停留時(shí)間2100）條件下氧化）條件下氧化生成生成NOx。其機(jī)理為鏈反應(yīng)機(jī)制：。其機(jī)理為鏈反應(yīng)機(jī)制：22222NOO21NOHNOOHNONOONNNONOOOO（極快）（極快）（極快）（極快）（慢）環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-22（3）燃料燃燒過程中影響）燃

19、料燃燒過程中影響NOx形成的因素形成的因素 (Factors Affecting the Formation of NOx during Combustion)燃燒溫度：燃燒溫燃燒溫度：燃燒溫度越高，形成度越高，形成的的NOx的數(shù)量的數(shù)量也越多。也越多。 空燃比（質(zhì)量比）：空燃比（質(zhì)量比）：化學(xué)計(jì)量空燃化學(xué)計(jì)量空燃比。比。對于典型的汽油其對于典型的汽油其化學(xué)計(jì)量空燃比為化學(xué)計(jì)量空燃比為14.6 。24002000160012008004000化學(xué)計(jì)量空燃比化學(xué)計(jì)量空燃比氮氧化物氮氧化物碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔飯D汽油中碳?xì)浠衔铮瑘D汽油中碳?xì)浠衔?，CO和氮氧化物的排放量和氮氧化物的排放量（體積分?jǐn)?shù)

20、）與空燃比的關(guān)系（體積分?jǐn)?shù)）與空燃比的關(guān)系CO120010008006004002000(氮氧化物氮氧化物)/10-6(碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?/10-6(CO)/摩爾百分比摩爾百分比11 12 13 14 15 16 17 18空燃比空燃比987654321環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-23（4）NOx的環(huán)境濃度的環(huán)境濃度 (NOx Concentrations in the Environment)n全球總平均體積分?jǐn)?shù)全球總平均體積分?jǐn)?shù)NO為為1.0 L m-3，NO2為為2.0 L m-3 。（5）NOx的危害的危害 (Adverse Effects of N

21、Ox)uNO的生物化學(xué)活性和毒性都不如的生物化學(xué)活性和毒性都不如NO2，可與血紅蛋白結(jié)合，可與血紅蛋白結(jié)合，并減弱血液的輸氧能力；并減弱血液的輸氧能力；uNO2使肺部損傷，導(dǎo)致肺炎、纖維組織變性性支氣管炎；使肺部損傷，導(dǎo)致肺炎、纖維組織變性性支氣管炎；u植物毒性；植物毒性；uNOx是導(dǎo)致大氣光化學(xué)污染的重要污染物質(zhì)。是導(dǎo)致大氣光化學(xué)污染的重要污染物質(zhì)。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-24223234HCOHCHOHOHCHOOCHOHCHHOCHh環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-25CO的去除的去除 土壤吸收：細(xì)菌能土壤吸收：細(xì)菌能將將C

22、O代謝為代謝為CO2和和CH4 與與HO的反應(yīng)，該途徑可去除大氣中約的反應(yīng)，該途徑可去除大氣中約50的的COCO的停留時(shí)間：約的停留時(shí)間：約0.4年年 CO的危害：使人體缺氧窒息；參與光化學(xué)反應(yīng)，適量的危害：使人體缺氧窒息；參與光化學(xué)反應(yīng)，適量CO的的存在可以促進(jìn)存在可以促進(jìn)NO向向NO2的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)了臭氧的積累的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)了臭氧的積累。22COO21COOHCH3HCO242HCOHOCO2MHOMOH22HCOHOCO2MHOMOH22HONOHONO22HOCOHOCO22環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-26而且，空氣中存在的而且，空氣中存在的CO也可

23、以導(dǎo)致臭氧的積累：也可以導(dǎo)致臭氧的積累：CO + 2O2 CO2 + O3 CO本身也是一種溫室氣體，可以導(dǎo)致溫室效應(yīng)；大本身也是一種溫室氣體，可以導(dǎo)致溫室效應(yīng)；大氣中氣中CO的增加，將導(dǎo)致大氣中的增加，將導(dǎo)致大氣中HO 減少，這使得可減少，這使得可與與HO 反應(yīng)的物種，如甲烷得以積累。甲烷是一種溫反應(yīng)的物種，如甲烷得以積累。甲烷是一種溫室氣體，可吸收太陽光譜的紅外部分，而間接地導(dǎo)致室氣體，可吸收太陽光譜的紅外部分，而間接地導(dǎo)致溫室效應(yīng)的發(fā)生溫室效應(yīng)的發(fā)生 。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-27（2）二氧化碳二氧化碳 (Carbon Dioxide)CO2是一種無毒

24、、無嗅的氣體，對人體沒有顯著的危害是一種無毒、無嗅的氣體，對人體沒有顯著的危害作用。作用。CO2的來源的來源 (Sources of CO2) 大氣中大氣中CO2的來源也包括的來源也包括人為來源人為來源和和天然來源天然來源兩種。兩種。CO2的人為來源主要是的人為來源主要是礦物燃料的燃燒過程礦物燃料的燃燒過程。CO2的天然來源主要包括：的天然來源主要包括：海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動(dòng)植海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動(dòng)植物呼吸和腐敗作用，以及燃燒作用。物呼吸和腐敗作用，以及燃燒作用。溫室氣體溫室氣體 。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-28290 mL m-3315 mL m-3350

25、mL m-3環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-29 陸地植被具有吸收和釋放陸地植被具有吸收和釋放CO2的雙重作用，一方面表現(xiàn)為通的雙重作用，一方面表現(xiàn)為通過熱帶雨林地區(qū)土地利用方式的改變向大氣釋過熱帶雨林地區(qū)土地利用方式的改變向大氣釋放放CO2，從而加，從而加速全球氣候變暖的進(jìn)程；另一方面，北半球的植被，尤其速全球氣候變暖的進(jìn)程；另一方面，北半球的植被，尤其是溫帶森林和北方森林通過是溫帶森林和北方森林通過CO2施肥效應(yīng)吸收大氣中的施肥效應(yīng)吸收大氣中的CO2，從而減緩全球氣候變暖的進(jìn)程，這兩方面的平衡決定著全從而減緩全球氣候變暖的進(jìn)程，這兩方面的平衡決定著全球植被，尤其

26、是森林對大氣球植被，尤其是森林對大氣CO2濃度變化的貢獻(xiàn)。除了植被濃度變化的貢獻(xiàn)。除了植被的作用外，大氣的作用外，大氣海洋之間的海洋之間的CO2交換量的變化也能對大氣交換量的變化也能對大氣CO2濃度的季節(jié)變化產(chǎn)生一定的影響。濃度的季節(jié)變化產(chǎn)生一定的影響。 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-30CO2的危害的危害(Adverse effects of CO2)溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)：CO2分子對可見光分子對可見光幾乎完全透過，但是對紅外輻幾乎完全透過，但是對紅外輻射，特別是波長在射，特別是波長在1218 m范圍內(nèi)的紅外輻射

27、，則是一個(gè)范圍內(nèi)的紅外輻射，則是一個(gè)很強(qiáng)的吸收體，因此低層大氣很強(qiáng)的吸收體，因此低層大氣中的中的CO2能夠有效地吸收地面能夠有效地吸收地面發(fā)射的長波輻射，造成溫室效發(fā)射的長波輻射，造成溫室效應(yīng)，使近地面大氣變暖。有人應(yīng)，使近地面大氣變暖。有人提出，如果大氣中提出，如果大氣中CO2增加兩增加兩倍，全球氣溫將升高倍，全球氣溫將升高3.6 。 太陽總輻射強(qiáng)度太陽總輻射強(qiáng)度太陽太陽240 W m-2部分太陽輻射會(huì)被地球部分太陽輻射會(huì)被地球表面和大氣層所折返表面和大氣層所折返返回太空時(shí)的總紅外輻射強(qiáng)度返回太空時(shí)的總紅外輻射強(qiáng)度240 W m-2108 w m-2大氣層大氣層太陽輻射太陽輻射經(jīng)過地球經(jīng)過地

28、球的大氣層的大氣層大部分的太陽輻射大部分的太陽輻射會(huì)被地球表面吸收會(huì)被地球表面吸收則令地面溫暖起來則令地面溫暖起來地球表面釋放的地球表面釋放的紅外輻射紅外輻射地球地球部分紅外輻射會(huì)部分紅外輻射會(huì)被溫室氣體所吸被溫室氣體所吸收和再次釋放出收和再次釋放出來。此效應(yīng)令地來。此效應(yīng)令地球表面和大氣層球表面和大氣層底層變暖。底層變暖。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-31近年來，有許多模式預(yù)測溫室氣體排放的變化對全球氣溫造成的影響。近年來，有許多模式預(yù)測溫室氣體排放的變化對全球氣溫造成的影響。下圖為全球氣溫變化的一個(gè)預(yù)測結(jié)果。如果維持目前的排放量，那么就是下圖為全球氣溫變化的一

29、個(gè)預(yù)測結(jié)果。如果維持目前的排放量，那么就是圖中圖中“中方案中方案”這條線，則每這條線，則每10年氣溫增長約年氣溫增長約0.3。如果加速溫室氣體的。如果加速溫室氣體的排放，其后果如圖中排放，其后果如圖中“高方案高方案”曲線所示，每曲線所示，每10年增溫年增溫0.8。如果不再排。如果不再排放溫室氣體，結(jié)果仍會(huì)造成每放溫室氣體，結(jié)果仍會(huì)造成每10年增溫年增溫0.06。而實(shí)際的變化趨勢很有可。而實(shí)際的變化趨勢很有可能介于高、低兩種方案之間。能介于高、低兩種方案之間。高方案速率0.8 (10a)-1中方案速率0.3 (10a)-1低方案速率0.06 (10a)-1環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境

30、化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-32From Environmental Chemistry, S.E. Manahan, CRC Press, 2004Earths radiation budget expressed on the basis of portions of the 1340 W m-2 composing the solar fluxAtmospheric limit1340 W/m2 reach the upper limits of the atmosphere234 W absorbed by the atmosphere322 W reflected from clouds t

31、o space797 W infrared radiationa trans-mitted to space from atmosphere74 W infrared radiation transmitted to space from earths surface194 W diffuse radiation from clouds54 W reflected to space from earths surface2090 W infrared radiation emitted by atmosphere1460 W infrared radiation from earths sur

32、face absorbed in atmosphere141 W diffuse radiation from blue sky301.5 W reach earths surface directly636 W of solar radiation absorbed at earths surface248 W of latent heat and 147 W of sensible heat transferred from earths atmosphere by evaporation and convection1293 W infrared radiation absorbed a

33、t the earths surface1534 W of infrared radiation emitted from Earths surface環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-33The average surface temperature is maintained at a relatively comfortable 15 because of an atmospheric greenhouse effect in which water vapor and, to a lesser extent, carbon dioxide reabsorb m

34、uch of the outgoing radiation and reradiate about half of it back to the surface. Were this not the case, the surface temperature would average around -18 . Most of the absorption of infrared radiation is done by water molecules in the atmosphere. Absorption is weak in the regions of 7 to 8.5 and 11

35、 to 14 m, and nonexistent between 8.5 and 11 m, leaving a hole in the infrared absorption spectrum through which radiation may escape. Carbon dioxide, though present at a much lower concentration than water vapor, absorbs strongly between 12 and 16.3 m and plays a key role in maintaining the heat ba

36、lance. There is concern that an increase in the carbon dioxide level in the atmosphere could prevent sufficient energy lose to cause a perceptible and damaging increase in the earths temperature.環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-34碳?xì)浠衔锸谴髿庵械闹匾廴疚?。碳?xì)浠衔锸谴髿庵械闹匾廴疚铩４髿庵幸源髿庵幸詺鈶B(tài)氣態(tài)存在的碳?xì)浠衔锏拇嬖诘奶細(xì)浠衔锏奶荚訑?shù)主要為碳原子數(shù)

37、主要為110，包括可揮發(fā)性的所有烴類。它們是，包括可揮發(fā)性的所有烴類。它們是形成光化學(xué)形成光化學(xué)煙霧的主要參與者煙霧的主要參與者。其他碳?xì)浠衔锎蟛糠忠浴Ｆ渌細(xì)浠衔锎蟛糠忠詺馊苣z氣溶膠形式形式存在于大氣中。存在于大氣中。烷烴、烯烴、芳香烴。烷烴、烯烴、芳香烴。人們常常根據(jù)烴類化合物在光化學(xué)反應(yīng)過程中活性的人們常常根據(jù)烴類化合物在光化學(xué)反應(yīng)過程中活性的大小，把烴類化合物區(qū)分為大小，把烴類化合物區(qū)分為甲烷（甲烷（CH4）和和非甲烷烴非甲烷烴（NMHC）兩類。兩類。（3）碳?xì)浠衔铮┨細(xì)浠衔?(Hydrocarbons，HCs)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-35甲

38、烷甲烷 (Methane)甲烷是無色氣體，性質(zhì)穩(wěn)定。它在大氣中的濃度僅甲烷是無色氣體，性質(zhì)穩(wěn)定。它在大氣中的濃度僅次于二氧化碳，大氣中的碳?xì)浠衔镉写斡诙趸迹髿庵械奶細(xì)浠衔镉?0%85%是甲烷。甲烷是甲烷。甲烷是一種重要的是一種重要的溫室氣體溫室氣體，可以吸收波，可以吸收波長為長為7.7 m的紅外輻射，將輻射能轉(zhuǎn)化為熱量，影的紅外輻射，將輻射能轉(zhuǎn)化為熱量，影響地表溫度。響地表溫度。每個(gè)每個(gè)CH4分子導(dǎo)致溫室效應(yīng)的能力比分子導(dǎo)致溫室效應(yīng)的能力比CO2分子大分子大20倍倍；而且，目前甲烷以每年；而且，目前甲烷以每年1%的速率的速率增加，增加速率之快在其他溫室氣體中是少見的。增加，增加速率之

39、快在其他溫室氣體中是少見的。 環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-36 甲烷的主要甲烷的主要排放源（排放源（IPCC，1995） 排放源數(shù)量和范圍/Tg(CH3) a-1天然源濕地115 (5150)白蟻20 (1050)海洋10 (550)其他15 (1040)小計(jì)160 (110210)人為源化石燃料（煤、石油、天然氣）100 (70120)反芻類家畜85 (65100)水田60 (20100)生物質(zhì)燃燒40 (2080)廢物填埋40 (2070)動(dòng)物排泄物25 (2030)下水道處理25 (1580)小計(jì)375 (300450)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣

40、環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-37產(chǎn)生甲烷的機(jī)制都是產(chǎn)生甲烷的機(jī)制都是厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程，該過程可發(fā)生在，該過程可發(fā)生在沼澤、沼澤、泥塘、濕凍土帶和水稻田底部泥塘、濕凍土帶和水稻田底部等環(huán)境；此外，等環(huán)境；此外，反芻動(dòng)物及螞蟻反芻動(dòng)物及螞蟻等等的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。 中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，其水稻田面積約占全球中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，其水稻田面積約占全球水稻田面積的水稻田面積的1/31/3。因而因而水稻田成為我國大氣中甲烷的最大排放源。水稻田成為我國大氣中甲烷的最大排放源。 中國主要的甲烷排放源（中國主要的甲烷排放源（1988） 研究表明，水稻田排放的甲烷的數(shù)研究

41、表明，水稻田排放的甲烷的數(shù)量受多種因素的影響，如氣溫、土量受多種因素的影響，如氣溫、土壤的性質(zhì)和組成、耕作方式等。而壤的性質(zhì)和組成、耕作方式等。而且，在水稻不同的生長期，其排放且，在水稻不同的生長期，其排放甲烷的能力也不同甲烷的能力也不同。排放源排放量/1012 ga-1水稻田172家畜5.5煤礦6.1天然濕地2.2農(nóng)村堆肥3.2城鎮(zhèn)0.6合計(jì)34.60.2環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-38b. 大氣中大氣中CH4的去除的去除CH4在在大氣中主要是通過大氣中主要是通過與與HO 反應(yīng)反應(yīng)被去除：被去除：使得使得CH4在大氣中的壽命約為在大氣中的壽命約為11年年 。近

42、近200年來大氣中甲烷濃度的增加，年來大氣中甲烷濃度的增加，70是由于直接排放的結(jié)是由于直接排放的結(jié)果，果，30則是由于大氣中則是由于大氣中HO 濃度下降所造成的。濃度下降所造成的。c. 大氣中大氣中CH4的濃度分布特征的濃度分布特征CH4的排放源主要分布在北半球。因?yàn)榕欧旁吹募竟?jié)變化隨地的排放源主要分布在北半球。因?yàn)榕欧旁吹募竟?jié)變化隨地區(qū)不同而異，因此在北半球區(qū)不同而異，因此在北半球CH4濃度的季節(jié)變化也因地而異。濃度的季節(jié)變化也因地而異。在南半球，在南半球，CH4大多為天然源排放，其濃度主要受大多為天然源排放，其濃度主要受HO 控制，控制，因此它的季節(jié)變化十分有規(guī)律?？傮w上逐年增加的趨勢是

43、十因此它的季節(jié)變化十分有規(guī)律?？傮w上逐年增加的趨勢是十分明顯的。分明顯的。OHCHHOCH234環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-39圖大氣中CH4的變化（Dlugokencky, et al.，1994）環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-40非甲烷烴非甲烷烴 (Non-methane Hydrocarbons, NMHC)全球大氣中非甲烷烴的來源包括煤、石油和植物等。全球大氣中非甲烷烴的來源包括煤、石油和植物等。非甲烷烴的種類很多，因來源而異。非甲烷烴的種類很多，因來源而異。 a. 非甲烷烴的天然來源非甲烷烴的天然來源植被最重要，其他天然來

44、源則包括微生物、森林火災(zāi)、動(dòng)植被最重要，其他天然來源則包括微生物、森林火災(zāi)、動(dòng)物排泄物及火山爆發(fā)。物排泄物及火山爆發(fā)。乙烯乙烯 、萜烯類化合物，約占非甲烷烴總量的、萜烯類化合物，約占非甲烷烴總量的65。 -蒎烯異戊二烯苧烯(1,8-萜二烯)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-41環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-42ICHICH33h環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-43許多鹵代烴是重要的化學(xué)溶劑，也是有機(jī)合成工業(yè)的重要的原許多鹵代烴是重要的化學(xué)溶劑，也是有機(jī)合成工業(yè)的重要的原料和中間體，因此，三氯甲烷料和中間體，因此

45、，三氯甲烷(CHCl3)、三氯乙烷、三氯乙烷(CH3CCl3)、四氯化碳四氯化碳(CCl4)和氯乙烯和氯乙烯(C2H3Cl)等可通過生產(chǎn)和使用過程揮發(fā)等可通過生產(chǎn)和使用過程揮發(fā)進(jìn)入大氣，成為大氣中常見的污染物。它們主要是來自于人為進(jìn)入大氣，成為大氣中常見的污染物。它們主要是來自于人為來源。來源。在對流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過與在對流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過與HO 反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為 HCl，然后經(jīng)降水而被去除。如：，然后經(jīng)降水而被去除。如：34222223233CHHClCHClOHOClHOClONOClNOClOClOCOClOCClOHCClHOCHCl環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)

46、 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-44（2）氟氯烴類氟氯烴類 (Chlorofluorocarbons, CFCs)一氟三氯甲烷一氟三氯甲烷(CFCl3，CFC-11或或F-11)二氟二氯甲烷二氟二氯甲烷(CF2Cl2，CFC-12或或F-12)它們可以用作制冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業(yè)的溶劑、它們可以用作制冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業(yè)的溶劑、制造塑料的泡沫發(fā)生劑和消防滅火劑等。制造塑料的泡沫發(fā)生劑和消防滅火劑等。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-45因此，它們最可能的去除途徑就是擴(kuò)散進(jìn)入平流層。因此，它們最可能的去除途徑就是擴(kuò)散進(jìn)入平流層。 環(huán)境化學(xué)環(huán)境化

47、學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)危害危害進(jìn)入到平流層的氟氯烴類化合物，在平流層強(qiáng)烈的紫外線作進(jìn)入到平流層的氟氯烴類化合物，在平流層強(qiáng)烈的紫外線作用下，會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)：用下，會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)：每每放出放出1個(gè)氯原子就可以和個(gè)氯原子就可以和105個(gè)臭氧分子發(fā)生反應(yīng)。個(gè)臭氧分子發(fā)生反應(yīng)。2-46而在烷烴而在烷烴分子中尚有分子中尚有H未被取代的氟氯烴類化合物，壽命未被取代的氟氯烴類化合物，壽命要短得多。這是因?yàn)楹痰枚唷＿@是因?yàn)楹琀的鹵代烴在對流層大氣中能與的鹵代烴在對流層大氣中能與HO 發(fā)生反應(yīng)：發(fā)生反應(yīng)：該反應(yīng)導(dǎo)致了該反應(yīng)導(dǎo)致了CHCl2F的壽命約為的壽命約為22a。ClOOClOO

48、ClOOClClCFCl220nm175nmCFCl22323hOHFCClHOFCHCl222環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-47二氧化碳長波輻射環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-48Organic compounds from US EPA List of 160 hazardous air pollutants環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-49環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-50環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-51環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣

49、環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-52From Environmental Chemistry, S.E. Manahan, CRC Press, 2004環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-53Aromatic hydrocarbons were been found in the atmosphere, the first six compounds are among the top 50 chemicals manufactured and the last two are polycyclic aromatics BenzeneTolueneEthylbenzeneSt

50、yreneXylene (3 isomers)Cumene2,6-dimethylnaphthalenePyrene環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-54一、一、二、二、三、三、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-55環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-56根據(jù)逆溫形成的過程不同，可分為兩種：根據(jù)逆溫形成的過程不同，可分為兩種：近地面層近地面層的逆溫的逆溫自由大氣自由大氣的逆溫的逆溫輻射逆溫平流逆溫融雪逆溫地形逆溫亂流逆溫下沉逆溫鋒面逆溫?zé)崃W(xué)條件熱力學(xué)條件動(dòng)力學(xué)條件動(dòng)力學(xué)條件環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)

51、大氣環(huán)境化學(xué)2-57環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-58環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-59一、一、二、二、三、三、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-60 (Definition)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-61圖未飽和空氣三種不同穩(wěn)定度（陳世訓(xùn)等，圖未飽和空氣三種不同穩(wěn)定度（陳世訓(xùn)等，1981）環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-62一、一、二、二、三、三、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-63一、一、二、二、三、三、環(huán)境化學(xué)環(huán)境

52、化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-64四、影響大氣污染物遷移的因素四、影響大氣污染物遷移的因素(Factors Affecting the Transport of Atmospheric Pollutants)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-65環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-66環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-67C. C. 氣體污染物的擴(kuò)散很大程度取決于對流與湍流的混合程度，氣體污染物的擴(kuò)散很大程度取決于對流與湍流的混合程度，垂直運(yùn)動(dòng)程度越大，用于稀釋污染物的大氣容積量也就越大垂直運(yùn)動(dòng)程度越

53、大，用于稀釋污染物的大氣容積量也就越大。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-68日變化日變化夜間最大混合層高度夜間最大混合層高度較低、夜間逆溫較重情況下，最大混合層較低、夜間逆溫較重情況下，最大混合層高度甚至可以達(dá)到零；白天則升高，在白天可能達(dá)到高度甚至可以達(dá)到零；白天則升高，在白天可能達(dá)到20003000 m。季節(jié)性變化季節(jié)性變化冬季平均最大混合層高度最小，夏初為最大。冬季平均最大混合層高度最小，夏初為最大。當(dāng)最大混合層高度小于當(dāng)最大混合層高度小于1500 m時(shí)，城市會(huì)普遍出現(xiàn)污染時(shí)，城市會(huì)普遍出現(xiàn)污染現(xiàn)象。現(xiàn)象。環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化

54、學(xué)2-69環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-70熱氣流上升冷氣流下降陸陸 地地海海 洋洋白天白天表面溫度低表面溫度低 表面溫度高表面溫度高表面溫度高表面溫度高 表面溫度低表面溫度低夜晚夜晚海風(fēng)海風(fēng)陸風(fēng)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-71熱氣流上升冷氣流下降陸陸 地地海海 洋洋陸風(fēng)海陸風(fēng)海風(fēng)海風(fēng)白天白天表面溫度低表面溫度低 表面溫度高表面溫度高環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-72熱氣流上升冷氣流下降陸陸 地地海海 洋洋海風(fēng)海陸風(fēng)1 上下循環(huán)上下循環(huán)2 水平循環(huán)水平循環(huán)3 逆溫逆溫 阻礙擴(kuò)散阻礙擴(kuò)散封閉型、漫煙型污染

55、封閉型、漫煙型污染陸風(fēng)表面溫度高表面溫度高 表面溫度低表面溫度低夜晚夜晚環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-73郊區(qū)冷空氣熱島效應(yīng)城 市冷空氣郊區(qū)城郊風(fēng)城郊風(fēng)污染物聚集在城市上空污染物聚集在城市上空環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-74環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-75環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-76環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-77Climate Impacts of Air Quality Policy: Switching to a Natural

56、 Gas-Fueled Public Transportation System in New DelhiC. C . O . Reynolds and M. Kand LikarEnviron Sci Technol 2008, 42: 5860-5865 Between 2001 and 2003, public transport vehicles in New Delhi were required to switch their fuel to natural gas in an attempt to reduce their air pollution impacts. This

57、study examines the climatic impacts of New Delhis fuel switching policy, and outlines implications for such efforts in rapidly industrializing countries. Natural gas is mostly composed of methane, an important greenhouse gas. Emitted aerosols (black carbon, particulate organic carbon, and sulfate) a

58、lso cause radiative forcing. We find that methane and black carbon emissions 文獻(xiàn)學(xué)習(xí)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-78are critical contributors to the change in carbon dioxide equivalent CO2(e) emissions. In New Delhi, the switch to natural gas results in a 30% increase in CO2(e) when the impact of a

59、erosols is not considered. However, when aerosol emissions are taken into account in our model, the net effect of the switch is estimated to be a 10% reduction in CO2(e), and there may be as much as a 30% reduction in CO2(e). There is significant potential for emissions reductions through the United

60、 Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) Clean Development Mechanism for such fuel switching projects.環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-79環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué) 第二章第二章 大氣環(huán)境化學(xué)大氣環(huán)境化學(xué)2-80 Representation of major atmospheric chemical processesInterchange of chemical species,M. with particlesParticlesMMM*M