第2章大氣環(huán)境化學(xué)

第二章大氣環(huán)境化學(xué)(Atmosphere

EnvironmentalChemistry)本章重點(diǎn)（1）大氣中主要的污染物、以及污染物在大氣中遷移過(guò)程；（2）光化學(xué)煙霧和硫酸型煙霧的形成過(guò)程和機(jī)理。第一節(jié)大氣的組成及其主要污染物一、大氣的主要成分N2、O2、Ar

、CO2

、He、Ne等。二、大氣層的結(jié)構(gòu)

根據(jù)大氣的溫度隨海拔高度的變化規(guī)律，大氣可分為一下幾層:1、對(duì)流層

1).平均厚度－－12km

2).熱量來(lái)源－－地面長(zhǎng)波輻射

3).主要特點(diǎn)：

a).氣溫隨高度升高而遞減0.60C/100m；

b).密度大，占大氣層總質(zhì)量的3/4，幾乎所有水汽都集中在這一層；

c).復(fù)雜的天氣現(xiàn)象。2、平流層

a.高度－－在17－55km之間

b.熱量來(lái)源－－O3吸收紫外線后釋放大量熱能

c.平流運(yùn)動(dòng)－－如果污染物進(jìn)入該層，將會(huì)遍布全球。3、中間層（mesosphere)4、熱層（thermsphere）高空大氣層三、大氣中的主要污染物P21

PollutantsinAtmosphere

大氣污染物--定義：當(dāng)大氣中某種物質(zhì)的含量超過(guò)了正常水平而對(duì)人類和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響時(shí)，就構(gòu)成了大氣污染物。大氣污染物種類：A、按物理狀態(tài)分類：氣態(tài)污染物、顆粒物B、按形成過(guò)程分類：一次污染物和二次污染物含義：C、按化學(xué)組成分類：4類含S、N、C、鹵素化合物1、含S化合物大氣中的含S化合物主要包括哪些？（1）SO2①SO2的危害。對(duì)人體、動(dòng)物、植物的危害。②SO2的來(lái)源與消除。主要來(lái)源于：含S燃料的燃燒。消除：大氣中50%的SO2轉(zhuǎn)化為硫酸或硫酸根；另50%的SO2通過(guò)干、濕沉降從大氣中消除。③SO2的濃度特征。具有地區(qū)和高度變化的特征。城市濃度具有明顯變化的規(guī)律：夏季：低，一天內(nèi)變化小冬季：高，……………大（逆溫，穩(wěn)定）SO2的高值污染體積分?jǐn)?shù)常出現(xiàn)在大污染源的下風(fēng)向。SO2的體積分?jǐn)?shù)與風(fēng)速成反比關(guān)系。大氣穩(wěn)定度和低層逆溫對(duì)城市空氣強(qiáng)污染期的形成有重要的影響。SO2的體積分?jǐn)?shù)高值期出現(xiàn)在夜間，低值期出現(xiàn)在白天。（2）H2S天然來(lái)源：火山噴發(fā)大部分是SO2的形式，少量H2S海水浪花主要是SO42-生物活動(dòng)主要是H2S。人為來(lái)源：排放量不大，主要來(lái)自動(dòng)植物機(jī)體的腐爛。大氣中H2S的去除：主要是與羥基-OH反應(yīng)，生成水和巰基-SH。2.含N化合物含量較高：N2O、NO、NO2N2O是低層大氣中含量最高的含N化合物。在低層大氣中非常穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的污染效應(yīng)。（1）NOX的來(lái)源與消除來(lái)源：主要是燃料的燃燒，有流動(dòng)源（2/3）和固定源（1/3）。燃燒產(chǎn)生的NOX中，90%以上是NO

。消除：NOX轉(zhuǎn)化硝酸和硝酸鹽經(jīng)濕沉降（主要方式）、干沉降從大氣中去除。（2）燃燒過(guò)程中NOX的形成機(jī)理一般認(rèn)為有兩種途徑：①含N化合物氧化生成NOX②空氣中的N2

在高溫條件下氧化生成NOX①燃燒溫度。愈高，生成的NO愈多。②空燃比?？諝赓|(zhì)量與燃料質(zhì)量的比值?？杖急鹊?，燃燒不完全，尾氣中HC和CO多，NOX含量低；反之，空燃比高，NOX含量高。（3）燃燒過(guò)程中影響NOX形成的因素（4）NOX的環(huán)境濃度NOX本底值隨地理位置不同有明顯差異。NOX城市濃度具有季節(jié)性：冬高夏低。（5）NOX的危害NO的生物活性和毒性比NO2小。NO2

的毒性比NO高4-5倍。NO與血紅蛋白的親合能力約為CO的數(shù)百倍至千倍。NO2危害人類健康：肺炎、支氣管炎、死亡等。NO2危害植物的葉片、組織、光合作用。NOX還是光化學(xué)污染的重要污染物。3.含C化合物大氣中的含C化合物主要有哪些？（1）CO

毒性極強(qiáng)①CO的人為來(lái)源。燃料不完全燃燒產(chǎn)生的②CO的天然來(lái)源。

甲烷轉(zhuǎn)化（最重要）、海水揮發(fā)、植物排放、森林火災(zāi)、廢棄物焚燒等③CO的去除。a.土壤吸收。細(xì)菌代謝，16種b.與羥基自由基的反應(yīng)。是大氣中CO的主要消除途徑。④CO的停留時(shí)間及濃度分布。在大氣中的停留時(shí)間：較短。濃度：北半球高，南半球低；城市高于非城市地區(qū)。⑤CO的危害。CO阻礙人體氧氣的輸送，使人體缺氧窒息。CO參與光化學(xué)煙霧的形成，加速和促進(jìn)NO向NO2的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)了臭氧O3的積累。CO本身就是溫室氣體，導(dǎo)致溫室效應(yīng)。CO還可以通過(guò)消耗羥基使甲烷（溫室氣體）積累而間接導(dǎo)致溫室效應(yīng)的發(fā)生。（2）CO2是一種溫室氣體，引發(fā)全球性環(huán)境問(wèn)題。①CO2的來(lái)源。人為來(lái)源：礦物燃料的燃燒過(guò)程。天然來(lái)源：海洋脫氣，甲烷轉(zhuǎn)化，動(dòng)植物呼吸，腐敗，燃燒作用等。②CO2的環(huán)境濃度排放增加，植被減少，大氣中的含量急劇增加。增長(zhǎng)速度驚人。CO2的環(huán)境濃度的增加，是全球溫暖化的主要原因。北半球大氣中CO2濃度的季節(jié)變化比南半球顯著，越往北差異越大。北半球，CO2濃度的極小值出現(xiàn)在夏季8，9月，在南半球，季節(jié)變化不明顯。（植被在夏季光合作用強(qiáng)，消耗的CO2多，冬季弱，消耗的CO2少）北半球冬季利用化石燃料取暖，也是CO2濃度增加的重要原因。大氣--海洋之間的CO2交換量也能對(duì)大氣CO2濃度的季節(jié)變化產(chǎn)生影響。南半球，年較差小，且隨緯度變化不明顯。北半球，CO2濃度的年較差大，且隨緯度的增加迅速增加。北半球中、高緯地區(qū)年較差大，為什么？主要有兩個(gè)原因。③CO2的危害。人類活動(dòng)產(chǎn)生的多余的CO2可能有3條出路：海洋、生物圈、大氣圈。對(duì)大氣圈影響最大，表現(xiàn)為對(duì)全球氣候的影響。CO2是溫室氣體，有溫室效應(yīng)。全球氣溫變化預(yù)測(cè)：中方案：0.30C/10年（3）碳?xì)浠衔锸谴髿庵械闹匾廴疚?。氣態(tài)：

1-10個(gè)C①甲烷溫室氣體20倍增加較快a.大氣中CH4的來(lái)源。表2-2，2-3產(chǎn)生機(jī)制：厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程中國(guó)大氣中甲烷的最大排放源---水稻田b.大氣中CH4的消除。大氣中的甲烷大部分是被羥基氧化來(lái)消除的。由于大氣中其他消耗羥基的物質(zhì)如CO等的增加，使得羥基減少，從而與羥基發(fā)生反應(yīng)的CH4就少了，結(jié)果大氣中的CH4濃度上升。有少量（<15%）CH4會(huì)擴(kuò)散到平流層，與氯原子發(fā)生H原子摘除反應(yīng)。c.大氣中CH4的濃度分布特征。CH4濃度的季節(jié)變化主要受羥基的控制，羥基可破壞CH4

，導(dǎo)致CH4濃度降低。一般，羥基在夏季增加，冬季減少；CH4濃度就表現(xiàn)為夏低冬高的趨勢(shì)。CH4主要分布在北半球。北半球有自然源，也有人為源；南半球大多為自然源。IPCC:WMO(世界氣象組織)和UNEP(聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署)于1988年建立了聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)。它的作用是在全面、客觀、公開(kāi)和透明的基礎(chǔ)上，對(duì)世界上有關(guān)全球氣候變化的最好的現(xiàn)有科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息進(jìn)行評(píng)估。這些評(píng)估吸收了世界上所有地區(qū)的數(shù)百位專家的工作成果。IPCC的報(bào)告力求確保平衡地反映現(xiàn)有各種觀點(diǎn)，并具有政策相關(guān)性，但不具有政策指示性。IPCC已編寫了一系列出版物，這些出版物現(xiàn)已成為決策者、科學(xué)家、其他專家和學(xué)生廣泛使用的參考書目。

②非甲烷烴（NMHC）通常是指除甲烷以外的所有可揮發(fā)的碳?xì)浠衔?其中主要是C2～C8),又稱非甲烷總烴。

a.天然來(lái)源產(chǎn)生的非甲烷烴。天然來(lái)源中，以植被最重要。乙烯--有雙鍵，活性高萜烯--含有2個(gè)或以上的雙鍵，活潑，能與羥基和臭氧反應(yīng)。能夠產(chǎn)生萜烯類物質(zhì)的植物主要有哪些？松柏科、桃金娘科、蕓香科柑橘屬等。b.人為來(lái)源產(chǎn)生的非甲烷烴。包括哪些？汽油燃燒：38.5%?？杖急?gt;17時(shí)，不能點(diǎn)火燃燒：28.3%溶劑蒸發(fā)：11.3%石油蒸發(fā)和運(yùn)輸耗損：8.8%廢棄物提煉：7.1%大氣中的非甲烷烴如何去除？化學(xué)反應(yīng)或轉(zhuǎn)化為有機(jī)氣溶膠而去除。非甲烷烴在大氣中最主要的化學(xué)反應(yīng)是什么？與羥基的反應(yīng)。5類占人為源的94%4.含鹵素化合物包括哪些？有機(jī)鹵代烴和無(wú)機(jī)氯代物、氟化物。其中有機(jī)鹵代烴對(duì)環(huán)境的影響最為嚴(yán)重。（1）簡(jiǎn)單的鹵代烴大氣中常見(jiàn)的鹵代烴就是CH4的衍生物。主要有天然過(guò)程產(chǎn)生，來(lái)自海洋。甲基氯、甲基溴在對(duì)流層中主要與羥基反應(yīng)，壽命長(zhǎng)，1.5年、1.6年；甲基碘在對(duì)流層中主要發(fā)生光解，壽命短，8天。（2）氟氯烴類同時(shí)含有氟和氯的烴類化合物。比較重要的氟氯烴有：F-11、F-12。①來(lái)源。使用廣泛，生產(chǎn)和使用過(guò)程中進(jìn)入到大氣中。②消除方式。在對(duì)流層中穩(wěn)定，不光解，不溶于水，難于去除。擴(kuò)散進(jìn)入平流層。③危害。各種氟氯烴都能釋放出氯，從而導(dǎo)致臭氧層的破壞。含有H的氟氯烴，在對(duì)流層中能與羥基反應(yīng)，因而壽命要短些；不含有H的氟氯烴，在大氣中具有很長(zhǎng)的壽命。氟氯烴的壽命越長(zhǎng)，在大氣中的危害越大。氟氯烴類化合物也是溫室氣體，導(dǎo)致溫室效應(yīng)。增溫效應(yīng)是CO2的104倍。大氣垂直遞減率(AtmosphereLapseRate)隨高度升高氣溫的降低率。Γ=-dT/dz

0.60C/100m

式中：T—熱力學(xué)溫度，K；

z—高度第二節(jié)大氣中污染物的遷移一、輻射逆溫層(RadiationInversionLayer)污染物在大氣中的遷移--空氣運(yùn)動(dòng)，傳輸、分散、降低濃度。當(dāng)Γ<0時(shí)，稱為逆溫氣層。

輻射逆溫是地面因強(qiáng)烈輻射而冷卻降溫所形成。

出現(xiàn)逆溫，上熱下冷，其結(jié)果，氣層穩(wěn)定性強(qiáng)，阻礙了大氣的垂直運(yùn)動(dòng)，污染物不易擴(kuò)散，不能降低其濃度。四、影響大氣污染物遷移的因素空氣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，如風(fēng)和湍流逆溫現(xiàn)象—由天氣和地形引起的污染源本身的特性1、風(fēng)和大氣湍流的影響（1）污染物在大氣中的擴(kuò)散表現(xiàn)在三個(gè)方面：

風(fēng)－－使污染物向下風(fēng)向擴(kuò)散

湍流－－使污染物向各個(gè)方向擴(kuò)散

濃度梯度－－使污染物發(fā)生質(zhì)量擴(kuò)散大氣湍流是大氣中的一種重要運(yùn)動(dòng)形式，它的存在使大氣中的動(dòng)量、熱量、水氣和污染物的垂直和水平交換作用明顯增強(qiáng)，遠(yuǎn)大于分子運(yùn)動(dòng)的交換強(qiáng)度。

（2）摩擦層為近地面大氣層，厚約1000-1500m，具有亂流混合特征。亂流，按其成因可分為兩類：動(dòng)力亂流－－也稱為湍流，是由于水平運(yùn)動(dòng)的氣流遇到起伏不平的地形，產(chǎn)生的亂流；熱力亂流－－也稱為對(duì)流，由于近地面空氣受熱上升引起的亂流。低層大氣中污染物的分散，主要取決于對(duì)流和湍流的混合程度。氣流運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，污染物擴(kuò)散越迅速。（3）MMD（最大混合層高度）MMD，就是最大混合層高度，它是對(duì)流混合層的上限。近地面的氣塊因受熱而上升，當(dāng)上升至某一高度時(shí)，氣塊的溫度與周圍大氣的溫度相等，這時(shí)氣塊不再上升，這個(gè)高度即為MMD。MMD越高，越有利于污染物在大氣中的擴(kuò)散。白天的MMD＞夜間的MMD；夏季的MMD＞冬季的MMD。白天或夏季，空氣上下層溫差大，對(duì)流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，所以MMD較高。當(dāng)MMD＜1500m，說(shuō)明城市中普遍出現(xiàn)污染現(xiàn)象。2、天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響（1）天氣形勢(shì)－指大范圍的氣壓分布狀況大范圍的天氣形勢(shì)會(huì)影響到局地的擴(kuò)散條件。某些天氣系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致或引起地區(qū)性的大氣污染；不利的天氣形勢(shì)、地形特征結(jié)合在一起，會(huì)加重某地的污染程度。陰雨、多霧、逆溫等。（2）地形－－不同地形表面在水平方向上存在很大的熱力差異，從而產(chǎn)生局地環(huán)流，不利于污染物的擴(kuò)散。山谷、河谷等。a.海陸風(fēng)－－由海陸之間熱力差異而產(chǎn)生的局地環(huán)流。白天吹海風(fēng)，夜間吹陸風(fēng)。海陸風(fēng)對(duì)空氣污染的影響，表現(xiàn)在兩個(gè)方面的作用：

循環(huán)作用－－因?yàn)橛行碌奈廴疚锱湃?，而得不到擴(kuò)散。循環(huán)積累，污染物濃度升高。

往返作用－－污染物在海、陸之間來(lái)回輸送。另外，在海風(fēng)登陸時(shí)，易形成鋒面逆溫，不利于污染物擴(kuò)散，加重污染。b.城郊風(fēng)在城市中，大量的燃料燃燒，市區(qū)的溫度比郊區(qū)高，這個(gè)現(xiàn)象稱為城市熱島效應(yīng)，熱空氣上升，四周郊區(qū)的冷空氣向城市流動(dòng)，于是形成城郊環(huán)流。局地環(huán)流的結(jié)果：城市上空污染物濃度相當(dāng)高，而且會(huì)隨城市中污染物的排放不斷積累，造成嚴(yán)重的污染。c.山谷風(fēng)山區(qū)常見(jiàn)的局地環(huán)流，由于山坡和谷地之間受熱不均產(chǎn)生的一種局地環(huán)流。白天：吹谷風(fēng)，夜間：吹山風(fēng)。山、谷風(fēng)轉(zhuǎn)換時(shí)，空氣基本不運(yùn)動(dòng)，易造成嚴(yán)重的空氣污染。另外，夜間，冷空氣在谷底積累，易形成逆溫層，加上地形影響，風(fēng)小，逆溫層穩(wěn)定。山區(qū)多逆溫天氣。3、污染源本身的特性主要是污染源的幾何形狀和排列方式A、污染源按幾何形狀分：點(diǎn)源(工廠)線源(公路)

面源(居民區(qū))B、按釋放污染物的持續(xù)時(shí)間分：瞬時(shí)源連續(xù)源C、按排放源的高度分：地面源高架源不同類型的污染源，污染物進(jìn)入大氣的初始狀態(tài)不同，其濃度分布也不同。第三節(jié)大氣中污染物的轉(zhuǎn)化

(TransportationofPollutantsinAtmosphere)污染物的轉(zhuǎn)化：

是污染物在大氣中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，如光解、氧化還原等，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒化合物，去除污染，或者轉(zhuǎn)化成為毒性更大的二次污染物，加重污染的過(guò)程。一、自由基化學(xué)基礎(chǔ)自由基，化學(xué)上也稱為“游離基”，是含有一個(gè)不成對(duì)電子的原子團(tuán)。由于原子形成分子時(shí)，化學(xué)鍵中電子必須成對(duì)出現(xiàn)，因此自由基就到處奪取其他物質(zhì)的一個(gè)電子，使自己形成穩(wěn)定的物質(zhì)。在化學(xué)中，這種現(xiàn)象稱為“氧化”。

我們生物體系主要遇到的是氧自由基，例如超氧陰離子自由基、羥自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上過(guò)氧化氫、單線態(tài)氧和臭氧，通稱活性氧。體內(nèi)活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程。但過(guò)多的活性氧自由基就會(huì)有破壞行為，導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織的損壞，從而引起多種疾病。如心臟病、老年癡呆癥、帕金森病和腫瘤。此外，外界環(huán)境中的陽(yáng)光輻射、空氣污染、吸煙、農(nóng)藥等都會(huì)使人體產(chǎn)生更多活性氧自由基，使核酸突變，這是人類衰老和患病的根源。生物體內(nèi)自由基是指含有一個(gè)或多個(gè)未配對(duì)電子的任何分子或離子。以氧為中心的自由基最為常見(jiàn)，但有機(jī)分子中也含有以自由基存在的其他原子，對(duì)組織損傷也起重要作用，如以硫、碳、氮和磷為中心的自由基都有報(bào)道。這里，讓我們以氧自由基為例，來(lái)說(shuō)明自由基的概念。一般來(lái)說(shuō)，“氧氣”——是動(dòng)物、人類的組織及細(xì)胞活動(dòng)所不可或缺的，而“自由基”則與呼吸進(jìn)來(lái)的氧氣完全不同。在化學(xué)構(gòu)造上，自由基與氧也稍有不同，其功能是“活性型的氧”，是與任何物質(zhì)都非常容易起反應(yīng)的物質(zhì)，一旦與體內(nèi)健康細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)結(jié)合，就會(huì)對(duì)細(xì)胞的細(xì)胞膜產(chǎn)生破壞作用，從而危害機(jī)體健康。1、自由基的產(chǎn)生方法產(chǎn)生方法包括哪些？產(chǎn)生自由基最主要的方法是什么？2、自由基的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系自由基的穩(wěn)定性：解離、重排的傾向自由基的活性：反應(yīng)的難易程度（1）自由基的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

C-H鍵離解能D值大，能量高，活潑，不穩(wěn)定?！?..…小，……低，不活潑，穩(wěn)定。（2）自由基的結(jié)構(gòu)與活性通常自由基奪取一價(jià)原子。表2-5，Cl.進(jìn)攻叔位最容易?；钚愿?，能量大，反應(yīng)快，選擇性低?！停?，……慢，………高。穩(wěn)定性與活性是一種反相關(guān)關(guān)系：自由基的活性高，能量就大，不穩(wěn)定?！?，………小，穩(wěn)定。Cl、Br和烯烴反應(yīng)，通常是加成反應(yīng)，而不是取代。但有例外：有烯丙基(H2C=CH-CH2-)時(shí)，自由基進(jìn)攻的是烯丙基位。有芐基時(shí)，芐基位可被選擇性的取代。分子中有官能團(tuán)，官能團(tuán)大多帶負(fù)電，會(huì)影響a位C-H鍵的強(qiáng)度，就增加了自由基的活性。自由基的選擇性還與所生成的新鍵的能量有關(guān)系：能量高，活性大，選擇性小。3.自由基反應(yīng)（1）自由基反應(yīng)的分類

3種：A.單分子自由基反應(yīng)

a.碎裂、

b.重排B.自由基-分子相互作用（大氣中較重要的自由基反應(yīng)）

a.加成

b.取代C.自由基-自由基相互作用

a.自由基二聚

b.偶聯(lián)反應(yīng)（2）自由基鏈反應(yīng)鹵代反應(yīng)是自由基反應(yīng)中最重要的反應(yīng)。有3個(gè)階段：引發(fā)、增長(zhǎng)、終止。歧化---反應(yīng)中一種元素的化合價(jià)既升高又降低的氧化還原反應(yīng)叫做歧化反應(yīng)。歸中反應(yīng)---就是指同種元素的不同化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng),那種元素的化合價(jià)向中間靠攏,例如:2H2S+SO2==3S+2H2O此反應(yīng)中,H2S中的S是-2價(jià),SO2中的S是+4價(jià),它們兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)后,生成0價(jià)的S和水。反歧化---高價(jià)態(tài)與低價(jià)態(tài)物質(zhì)生成中間價(jià)態(tài)叫做反歧化反應(yīng)。鏈長(zhǎng)度---凈反應(yīng)---二、光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)1、光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程光化學(xué)反應(yīng)：

分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)物種吸收光量子后可產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程和次級(jí)過(guò)程：初級(jí)過(guò)程化學(xué)物種吸收光量子形成激發(fā)態(tài)物種。次級(jí)過(guò)程初級(jí)過(guò)程中反應(yīng)物與生成物之間進(jìn)一步發(fā)生的反應(yīng)。A基態(tài)，A*激發(fā)態(tài)，hv光量子。激發(fā)態(tài)可發(fā)生光物理過(guò)程（如2-11、2-12）、光化學(xué)過(guò)程（如2-13、2-14）。如：大氣中HCl的光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程初級(jí)過(guò)程：次級(jí)過(guò)程：光化學(xué)第一定律只有被分子吸收的光才能引起分子的光化學(xué)反應(yīng)。光子的能量還要大于化學(xué)鍵能。光化學(xué)第二定律在初級(jí)反應(yīng)中，一個(gè)反應(yīng)分子吸收一個(gè)光子而被活化。分子吸收光的過(guò)程是單光子的過(guò)程。不同的物質(zhì)吸收不同波長(zhǎng)的光，產(chǎn)生不同的效應(yīng)。1nm=10-9m2、大氣中重要吸光物質(zhì)的光離解紫外光區(qū)可見(jiàn)光區(qū)近紅外區(qū)遠(yuǎn)紅外區(qū)380nm760nm2000nm波長(zhǎng)：小波長(zhǎng)：大波長(zhǎng)越小，能量越大。由于大氣中存在著各種吸光物質(zhì)，主要是紫外光被吸收，到達(dá)對(duì)流層的都是波長(zhǎng)大于380nm的光。（1）O2、N2的光離解λ<240nmλ<120nm氧分子的鍵能為493.8kJ/mol，對(duì)應(yīng)光波長(zhǎng)為243nm，即從243nm開(kāi)始吸收。在147nm處，吸收光譜有最大值。（2）O3的光離解O3+hυO(shè)+O2M是第三種吸光物質(zhì)。這一反應(yīng)是平流層中O3的主要來(lái)源，也是消除O的主要過(guò)程。O3的鍵能小101.2kJ/mol，對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為1180nm，但當(dāng)波長(zhǎng)大于290nm時(shí)，O3對(duì)光的吸收就相當(dāng)弱了。因此O3主要吸收的太陽(yáng)波長(zhǎng)小于290nm的紫外光。λ<290nm（3）NO2的光離解據(jù)稱是大氣中唯一已知O3的人為來(lái)源NO2鍵能小300.5kJ/mol，易斷裂，NO2很活潑，參與許多化學(xué)反應(yīng)。在低層大氣中，可以吸收全部紫外光和部分可見(jiàn)光。NO2吸收小于420nm的光可發(fā)生離解。（4）HNO2、HNO3的光解初級(jí)過(guò)程：或HO—羥基，強(qiáng)氧化性HNO2有兩種化學(xué)鍵：和前一種鍵小些，更易斷裂。HNO2光解產(chǎn)生HO，可能是大氣中HO的重要來(lái)源之一。次級(jí)過(guò)程：HNO3的HO-NO2鍵199.4kJ/mol，吸收120-335nm的光，光解：（5）SO2對(duì)光的吸收

SO2的鍵能為545.1kJ/mol，吸收光譜中呈現(xiàn)三條吸收帶，鍵能大，240-400nm的光不能使其離解，只能生成激發(fā)態(tài)：λ240—400nmSO2*在污染大氣中可參與許多光化學(xué)反應(yīng)，形成酸雨、酸霧、化學(xué)煙霧等。（6）甲醛的光離解(Photolysis)初級(jí)過(guò)程：羰基次級(jí)過(guò)程對(duì)流層中由于有O2的存在，可進(jìn)一步反應(yīng)：HCO+O2HO2+CO醛類光解是HO2等過(guò)氧自由基的主要來(lái)源。（7）鹵代烴的光離解以鹵代甲烷為代表，其光解的初級(jí)過(guò)程可概括如下：X—代表Cl、Br、I或F第一，鹵代甲烷在近紫外光的照射下離解：第二，當(dāng)鹵代甲烷含有兩種或以上和鹵素時(shí)，鍵能最小的化學(xué)鍵首先斷裂。鍵強(qiáng)順序：第三，當(dāng)高能量短波照射時(shí)，可引起兩個(gè)鍵斷裂，應(yīng)該是兩個(gè)最弱的鍵。第四，一般情況下，能量不足以發(fā)生叁鍵斷裂。氟里昂—又名氟氯烷，是CH4、C2H6的氟氯衍生物的混合物。二、大氣中重要自由基來(lái)源(ResourceofImportantFreeRedicalinAtmosphere)

由于在其電子殼層的外層有一個(gè)不成對(duì)的電子，因而有很高的活性，具有強(qiáng)氧化作用。自由基(FreeRedical)：凡是有自由基生成或由其誘發(fā)的反應(yīng)。自由基反應(yīng)(ReactionofFreeRedical)1、HO和HO2自由基的來(lái)源(ResourceofHOandHO2FreeRedical)（1）、HO的來(lái)源：第一，清潔空氣中O3的光離解是大氣中HO的主要來(lái)源：第二，污染大氣中

HNO2

和

H2O2

的光離解：其中HNO2的光離解是污染大氣中HO的主要來(lái)源。（2）、HO2的來(lái)源第一，大氣中醛的光解尤其是甲醛的光解是HO2的主要來(lái)源：來(lái)自醛光解的HO2的鏈反應(yīng)：其他醛類在大氣中濃度較低，光解作用不如甲醛重要。第二，亞硝酸酯和H2O2的光解作用：CH3O—甲氧基HO2—過(guò)氧羥基當(dāng)有CO存在時(shí)：2、大氣中HO、HO2的濃度（含量）由光解產(chǎn)生，與太陽(yáng)輻射有關(guān)（1）、與緯度有關(guān)。低緯濃度高，向兩極遞減。（2）、與高度有關(guān)。低緯，隨高度遞減；高緯，隨高度遞增。（3）、晝夜變化。白天＞夜間，白天陽(yáng)光強(qiáng)。（4）、季節(jié)變化。夏季＞冬季。3、R、RO、RO2等自由基的來(lái)源

(ResourceofR、ROandRO2FreeRedical)甲基

乙醛和丙酮的光解，生成大氣中含量最多的甲基，同時(shí)生成兩個(gè)羰基自由基。烷基

O和HO與烴類發(fā)生H摘除反應(yīng)生成烷基自由基。甲氧基甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解產(chǎn)生甲氧基。過(guò)氧烷基烷基與空氣中的氧結(jié)合形成過(guò)氧烷基三、氮氧化物的轉(zhuǎn)化(TransportationofNOX)1、大氣中的含氮化合物燃燒過(guò)程中氧和氮在高溫下化合的主要鏈反應(yīng)機(jī)制為：快，含量高NO90%慢，含量低，NO2少氮氧化物是大氣中主要的氣態(tài)污染物之一，主要人為來(lái)源是礦物燃料的燃燒。N2O介紹：N2O又稱為“笑氣”，具有麻醉作用。是低層大氣中含量最高的含N化合物。來(lái)源：天然源為主—微生物分解含N化合物。人為源—微生物分解N肥。性質(zhì)：在對(duì)流層中穩(wěn)定，是溫室氣體之一。在平流層中，光解產(chǎn)生NO，破壞O3。NOX—主要指NO、NO2天然來(lái)源：含N有機(jī)體經(jīng)微生物分解；氨基酸分解NH3

NOX人為來(lái)源—礦物燃料的燃燒，產(chǎn)生

NO占90%，

NO2約10%。HO2、氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化(GasTransportation)（1）NO的氧化燃燒過(guò)程中NO直接排向大氣，NO有多種途徑轉(zhuǎn)化為NO2。第一，O3氧化NO為NO2：第二，HO與烴發(fā)生摘除H的反應(yīng)摘除H的反應(yīng)R烷基被氧化RO2氧化NO生成的RO可進(jìn)一步與O2反應(yīng)，生成醛和HO2這就是由HO引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，HO得到復(fù)原，有2個(gè)NO被氧化為NO2，反應(yīng)速度快。同時(shí)，反應(yīng)中有RO2、HO2生成，可以加快NO氧化為NO2。第三，HO、RO與NO直接反應(yīng)，生成亞硝酸和亞硝酸酯：但亞硝酸和亞硝酸酯都易光解，不穩(wěn)定。（2）NO2的轉(zhuǎn)化第二，與一系列自由基反應(yīng)，如OH：第一，NO2光解，生成O3成為大氣中氣態(tài)HNO3的主要來(lái)源，不易光解，從大氣中去除過(guò)程主要是酸沉降。

NO2＋O

NO3

NO2＋HO2

NO3＋HO

NO2＋RO2

NO3＋RO

NO2＋RO

NO3＋R

NO2與自由基反應(yīng)，主要還有：第三，NO2與O3反應(yīng)：第四，NO2與NO3反應(yīng)：

NO2＋NO3＋M

N2O5＋M（3）過(guò)氧乙?；跛狨ィ≒AN）第一，乙烷在羥基作用下，經(jīng)一系列氧化，生成乙醛過(guò)氧乙基第二，乙醛光解，產(chǎn)生乙?；谌?，乙酰基與O2反應(yīng)，形成過(guò)氧乙?；谒?，過(guò)氧乙酰基與NO2化合，生成過(guò)氧乙酰基硝酸酯（PAN），PAN不穩(wěn)定，受熱易分解。過(guò)氧丙?；跛狨ィ≒PN）CH3CH2C（O）OONO2過(guò)氧苯?；跛狨ィ–6H5）C（O）OONO2四、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化

(TransformationofCHCompound)1、大氣中的重要碳?xì)浠衔铮?）甲烷（2）石油烴（3）萜類（4）芳香烴大氣中以氣態(tài)形式存在的RH的C原子數(shù)主要是1—10個(gè)，RH是大氣中的重要污染物，是形成“光霧”的主要參與者。CH4是大氣中含量最高的RH，占總RH的80%以上。主要來(lái)源—有機(jī)物的厭氧發(fā)酵過(guò)程。性質(zhì)—化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)；重要的溫室氣體之一，效應(yīng)比CO2大20倍。（1）甲烷（2）石油烴成分飽和烴為主，比較穩(wěn)定不飽和烴，活性高，易促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)烯烴環(huán)烷烴芳烴一般汽車尾氣中，活性烴可達(dá)45%烷烴已經(jīng)檢測(cè)出100多種，直鏈烷烴最多。C＜6，氣態(tài)形式存在；C≧6，氣溶膠形式存在，或被顆粒物吸附。烯烴常見(jiàn)的有乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯，其單體可在大氣中形成聚合物，如多個(gè)乙烯可形成聚乙烯。炔烴典型的是乙炔CH≡CH。電焊過(guò)程中有大量排放出來(lái)。主要來(lái)自植物生長(zhǎng)過(guò)程中向大氣釋放的有機(jī)化合物，多為液體，有香味。萜類物質(zhì)由于分子中含有雙鍵，具有較高的活性，易于被氧化。（3）萜類（4）芳香烴大氣中芳香烴有兩類單環(huán)芳烴，1個(gè)苯環(huán)多環(huán)芳烴PAH，2個(gè)或以上苯環(huán)聯(lián)苯—芳烴的一種，兩個(gè)單獨(dú)的苯環(huán)相連多氯聯(lián)苯PCB，是聯(lián)苯上的H不同程度地被Cl取代得到的產(chǎn)物。2、碳?xì)浠衔镌诖髿庵械姆磻?yīng)(ReactioninAtmosphereofCHCompound)（1）烷烴的反應(yīng)烷烴的反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上就是摘除H的反應(yīng)RH＋NO3

R＋HNO3（2）烯烴的反應(yīng)加成反應(yīng)CH2=CH2+HOCH2CH2OHCH3CHCH2OHCH3CH=CH2+OHCH3CHCH2OHHO加成到烯烴上，形成帶有羥基的自由基，該自由基可在大氣中發(fā)生一系列反應(yīng)，生成醛類。氫原子摘除反應(yīng)CH3CH2CH=CH2+HOCH3CHCH=CH2+H2O去H的位置在靠近雙鍵的飽和C原子上。與O3氧化反應(yīng)

OR1R3R1O

O

R3O3+C=CC——CR2R4R2R4

烯烴與O3反應(yīng)速度慢，但O3的濃度高于HO，因而其反應(yīng)仍重要。第一步，O3加成到烯烴的雙鍵上，形成臭氧化合物；第二步，臭氧化合物分解，形成一個(gè)羰基化合物和一個(gè)二元自由基；第三步，二元自由基進(jìn)一步分解。五、光化學(xué)煙霧(PhotochemicalSmog)1、光化學(xué)煙霧現(xiàn)象(1)、定義

大氣中碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOX）等一次污染物在陽(yáng)光照射下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二次污染物，這種由參加反應(yīng)的一、二次污染物的混合物（包括氣體污染物和氣溶膠）形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。蘭色煙霧(O3)，強(qiáng)氧化性，具有強(qiáng)刺激性，使大氣能見(jiàn)度降低，在白天生成傍晚消失，高峰在中午。首次于1940年出現(xiàn)在美國(guó)洛杉磯。特征(Character)形成條件(FormConditions)大氣中有氮氧化合物NOX和碳?xì)浠衔颮H存在，大氣溫度較低，有強(qiáng)陽(yáng)光照射。（2）、光化學(xué)煙霧日變化曲線光霧在白天生成，晚上消失，污染出現(xiàn)在中午或稍后。早上，RH和NO濃度高，NO2濃度低。太陽(yáng)輻射增強(qiáng)，NO2、O3濃度增大，中午較高濃度。結(jié)果，NO、NO2、O3

相繼出現(xiàn)高峰值，滯后性。汽車尾氣是發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的直接原因。傍晚尾氣排放也多，但日光已較弱，不能引起光化學(xué)反應(yīng)，不能產(chǎn)生光霧。（3）、煙霧箱模擬曲線模擬狀態(tài)的光化學(xué)反應(yīng)，目的是為了弄清光霧中各種物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律。起始物：丙烯、NOX、空氣的混合物，通入封閉容器中，在人工光源照射下反應(yīng)。結(jié)果：NO轉(zhuǎn)化為NO2；丙烯消耗；O3、PAN、H2CO等生成。關(guān)鍵反應(yīng)NO2光解，O3生成丙烯氧化，生成自由基，如HO、HO2、RO2自由基使NO氧化為NO2RH的存在是自由基轉(zhuǎn)化（傳遞）和增殖的根本原因。RH反應(yīng)可生成一些自由基，如HO2、RO2、RC（O）O2，這些自由基可將NO氧化成NO2，代替了O3的位置，從而使O3能夠不斷地積累，最終“光霧”。光化學(xué)煙霧是一個(gè)鏈反應(yīng)，鏈引發(fā)反應(yīng)主要是由：

NO2光解引起的；醛類光解也可引發(fā)鏈反應(yīng)。一個(gè)自由基在其壽命期內(nèi)，可參與許多自由基傳遞反應(yīng)，提供了NO向NO2轉(zhuǎn)化的條件。NO2既起鏈引發(fā)作用，又起鏈終止作用。2、光化學(xué)煙霧形成的簡(jiǎn)單機(jī)制

(SimpleMechanism)第一階段，引發(fā)反應(yīng)：可概括為12個(gè)反應(yīng)，三個(gè)階段：如果只有這3個(gè)反應(yīng)，成了一個(gè)零循環(huán)，O3不能積累，因?yàn)镹O與O3反應(yīng)使O3又消耗了。第二階段，自由基傳遞反應(yīng)(TransferofFreeRedical)RH、RCHO（醛），使自由基轉(zhuǎn)移和增殖，形成了許多自由基，如HO2、RO2、RC（O）O2等，這些自由基具有強(qiáng)氧化性（強(qiáng)于O3），能將NO氧化成NO2。第三階段，終止(End)反應(yīng)：NO2與自由基反應(yīng)終止鏈反應(yīng)，生成HNO3、硝酸酯等，過(guò)氧酰基硝酸酯不穩(wěn)定，分解；生成NO2，使NO2得以恢復(fù)，又可引發(fā)新的鏈反應(yīng)。

3、光化學(xué)煙霧的控制對(duì)策

(ControlMethodofPhotochemicalSmog)（1）控制反應(yīng)活性高的有機(jī)物的排放；有機(jī)物反應(yīng)活性—有機(jī)物通過(guò)反應(yīng)，生成產(chǎn)物的能力?？梢酝ㄟ^(guò)控制反應(yīng)活性較高的有機(jī)物的排放，來(lái)控制光霧的形成。描述有機(jī)物反應(yīng)活性的因素很多反應(yīng)速率產(chǎn)物產(chǎn)額在混合物中的效應(yīng)，有機(jī)物是否穩(wěn)定EKMA是一種經(jīng)典的采用等濃度曲線模式的方法。反映了不同的[RH]0/[NOX]0比值對(duì)生成O3濃度的影響。（見(jiàn)圖2-40）（2）控制臭氧的濃度

EKMA圖還可以用來(lái)預(yù)測(cè)降低O3濃度所必須的RH或NOX濃度的減少量。六、硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染1、SO2的氣相氧化（1）、SO2的直接光氧化由污染源排放的SOX主要是SO2。SO2的來(lái)源：人為源—含S礦物燃燒。人為排放的SO2中，60%來(lái)自煤的燃燒，30%來(lái)自石油燃燒。天然來(lái)源—火山噴發(fā)以SO2為主，少量的H2S

1SO2為單重態(tài)，不穩(wěn)定，3SO2為三重態(tài)是大氣環(huán)境中重要的SO2物質(zhì)形態(tài)，能量較高的單重態(tài)分子易躍遷到三重態(tài)或回到基態(tài)：因此，激發(fā)態(tài)的SO2主要以三重態(tài)存在，并進(jìn)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3機(jī)制如下：或分解（2）、SO2被自由基氧化SO2與HO自由基的反應(yīng)—大氣中SO2轉(zhuǎn)化的重要反應(yīng)反應(yīng)中生成的HO2，通過(guò)反應(yīng)使得HO又再生，上述氧化過(guò)程又循環(huán)進(jìn)行，其速度主要由SO2和HO的速度反應(yīng)來(lái)決定。與其他自由基的反應(yīng)

如：二元自由基、HO2、RO2、RC（O）O2（二元活性自由基）被氧原子氧化該反應(yīng)提供O原子2、硫酸煙霧型污染(PollutionofH2SO4Smog)（1）、定義由于煤燃燒而排放出來(lái)的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。

最早發(fā)生在英國(guó)倫敦，H2SO4型煙霧也稱為倫敦型煙霧。特點(diǎn)(Character)發(fā)生在冬季，氣溫低，濕度高，日光弱。

SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化反應(yīng)主要靠霧滴中錳、鐵、氨的催化作用而加速，硫酸煙霧型污染屬于還原性混合物污染，稱還原性煙霧。煙霧顏色黃色藍(lán)色七、酸性降水(AcidRain)酸性降水是指通過(guò)降水將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過(guò)程，最常見(jiàn)的就是酸雨，稱濕沉降。

干沉降，是指大氣中的酸性物質(zhì)在氣流的作用下直接遷移到地面的過(guò)程。酸沉降包括濕沉降和干沉降?！八嵊辍币辉~，最早于50年代末由英國(guó)化學(xué)家R.A.Smith提出，目前已經(jīng)成為全球性的環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)于70年代開(kāi)始研究酸雨。我國(guó)酸雨較嚴(yán)重的地區(qū)主要在西南、華南、東南沿海，最嚴(yán)重的是西南地區(qū)。酸雨和SO2污染，是我國(guó)目前第一位的環(huán)境問(wèn)題。1995年，全國(guó)人大常委會(huì)通過(guò)《大氣污染防治法》，其中專門規(guī)定了在全國(guó)范圍內(nèi)劃定“兩控區(qū)”—即酸雨控制區(qū)和SO2控制區(qū)。1、降水的pH未被污染的大氣中，可溶于水并含量較大的酸性氣體是CO2，如果只把CO2作為影響天然水pH的因素，根據(jù)CO2（全球大氣濃度為330ml/m3）與純水的平衡，可以計(jì)算出降水的pH值。KH＝10-1.46K1＝10-6.37∵K1＞＞K2∴[H+]≈[HCO3-]又∵pCO2=3.3×10-4∵KH=10-1.46K1=10-6.37∴KHK1=[H+]2/[3.3×10-4]=10-7.83[H+]=10-5.6∴pH=5.6降水pH的背景值：5.6？5.0！2、降水的化學(xué)組成(ChemicalConstitutionofRain)大氣中固定的氣體組分：N2、O2等無(wú)機(jī)物：土壤礦物離子等有機(jī)物：有機(jī)酸、烷等光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物：H2O2、O3、PAN等（1）、降水的組成不溶物：土壤粒子、灰塵等（2）、降水中的離子成分陽(yáng)：H+、Ca2+、NH4+為主，陰：SO42-、NO3-、Cl-為主，從表2-17、2-18可以看出，國(guó)外的酸雨主要是由H2SO4、HNO3引起的；國(guó)內(nèi)，酸雨主要是由H2SO4引起的，我國(guó)的酸雨主要是硫酸型的。SO42－：來(lái)源—燃料燃燒為主特點(diǎn)—地區(qū)差異大，我國(guó)降水中SO42-含量高于國(guó)外（燃煤）表2-18表2-17NO3－的來(lái)源人為排放的NOX；天然的是大氣放電產(chǎn)生NOXNH4＋的來(lái)源生物殘?bào)w分解；土壤和海洋中揮發(fā)NH3NO3－、NH4＋（含量：NH4＋＞

NO3－）Ca2＋對(duì)降酸雨具有很大的中和能力。（3）、降水中的有機(jī)酸降水中存在有機(jī)酸，對(duì)形成酸雨有影響。從表2-19、2-20可以看出：表2-19表2-20在城市、工業(yè)區(qū)，大氣中有許多酸性的氣體NOX、SOX等，有機(jī)酸對(duì)降水自由酸的貢獻(xiàn)較小；在偏遠(yuǎn)山區(qū)，有機(jī)酸可能成為降水的主要致酸成分。（4）、降水中的金屬降水中的金屬元素，主要受人類活動(dòng)的影響，金屬元素的含量：城市＞鄉(xiāng)村＞偏遠(yuǎn)地區(qū)如表2-21，22，23所示。3、酸雨的化學(xué)組成

(ChemicalConstitutionofAcidRain)酸雨是大氣物理、化學(xué)過(guò)程的綜合效應(yīng)。（1）、組成無(wú)機(jī)酸為主，H2SO4、HNO3有機(jī)酸，HCOOH、CH3COOH（2）、形成酸雨的主要起始物是SO2、NOX（3）、降水的酸度是H＋和OH－平衡的結(jié)果。一個(gè)地區(qū)降酸雨，只能說(shuō)明降水中H＋＞OH－，并不能說(shuō)明大氣中沒(méi)有OH－性物質(zhì)。（4）、酸雨的化學(xué)組分分析陽(yáng)離子：H+、Ca2+、NH4+占優(yōu)勢(shì)，

Na+、K+、Mg2+

陰離子：SO42-、NO3-、Cl-為主，HCO3-從表2-25看出，酸雨區(qū)和非酸雨區(qū)的陰離子濃度相差不大，而陽(yáng)離子濃度相差較大。酸雨區(qū)陽(yáng)離子濃度較小，H＋濃度較大；非酸雨區(qū)陽(yáng)離子濃度較大，H＋濃度較小。根據(jù)電中性原理，溶液中陰陽(yáng)離子濃度和相等：表2-254、影響酸雨形成的因素（1）酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件（2）大氣中的NH3—大氣中常見(jiàn)的氣態(tài)堿（3）顆粒物的酸度及其緩沖能力（4）天氣形勢(shì)的影響（1）酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件降水的酸度與大氣中SO2、降水中SO42－濃度有相關(guān)性。西南地區(qū)的煤含S量高，加上溫度高、濕度大，利于SO2轉(zhuǎn)化，使該地區(qū)成為酸雨最嚴(yán)重的地區(qū)。（2）大氣中的NH3—大氣中常見(jiàn)的氣態(tài)堿對(duì)酸起中和作用，從而降低雨水的酸度。美國(guó)有人提出：酸雨嚴(yán)重的地區(qū)是酸性氣體排放量大，并且大氣中NH3含量少的地區(qū)。從表2-27，氣態(tài)氨的含量：非酸雨區(qū)＞酸雨區(qū)北方，pH高南方，pH低表2-27（3）顆粒物的酸度及其緩沖能力a.顆粒物來(lái)源：土地飛起的揚(yáng)塵b.顆粒物對(duì)酸雨形成的影響（作用）：其含的金屬對(duì)SO2轉(zhuǎn)化為H2SO4有催化作用；酸性顆粒物增強(qiáng)降雨的酸度；堿性顆粒物減弱降雨的酸度，即中和作用。c.顆粒物的緩沖曲線或能力顆粒物對(duì)酸雨的形成具有一定的緩沖能力。從圖2-24看出：北京地區(qū)顆粒物的緩沖能力強(qiáng)，pH變化??；西南則緩沖能力較弱。結(jié)論：非酸雨區(qū)，顆粒物的pH和緩沖能力均高于酸雨區(qū)。（4）天氣形勢(shì)的影響氣象條件和地形影響污染物的擴(kuò)散大氣中污染物的濃度降水的酸度如：重慶、貴陽(yáng)濕度大的氣象條件加上多山的地形不利于污染物擴(kuò)散，成為強(qiáng)酸雨區(qū)4、影響酸雨形成的因素（1）酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件（2）大氣中的NH3—大氣中常見(jiàn)的氣態(tài)堿（3）顆粒物的酸度及其緩沖能力（4）天氣形勢(shì)的影響九、溫室氣體和溫室效應(yīng)(GreenHouseGasandGreenHouseEffect)大氣中的CO2等氣體吸收了地面輻射出來(lái)的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。能夠引起溫室效應(yīng)的氣體，稱為溫室氣體。主要是CO2、還有CH4、O3、N2O等氣體。1、溫室效應(yīng)與溫室氣體2、全球變暖大氣中溫室氣體含量逐年增加（如下表所示），使全球氣溫有上升的趨勢(shì)。溫室效應(yīng)（不同氣體的作用效果表）

氧化亞氮

二氧化碳甲烷氯氟烴（1）、主要原因：工業(yè)化、城市化的發(fā)展，向大氣中排放的CO2等溫室氣體逐年增加；人類對(duì)植被的破壞，使植被吸收CO2的量有所減少。全球變暖美學(xué)者稱胖子是導(dǎo)致全球變暖的原因之一（2）、全球變暖的結(jié)果：地表平均氣溫上升；海平面上升；冰川融化。全球變暖嚴(yán)重沖擊北極預(yù)示災(zāi)難性全球變暖10大驚人后果近日，有美國(guó)科技媒體排出了全球變暖導(dǎo)致的十大驚人后果。

1.更多森林大火?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，氣溫升高、冰雪提早融化都跟野火肆虐有關(guān)系。由于冰雪提早融化，森林地帶變得更干燥，而且干燥時(shí)間變長(zhǎng)，增加了起火的可能性。

2.毀掉文明古跡。海平面上升以及更惡劣的天氣都有可能破壞這些無(wú)可替代的歷史古跡。目前，全球變暖導(dǎo)致的洪澇災(zāi)害已經(jīng)破壞了有600年歷史的素可泰古城，這里曾經(jīng)是泰國(guó)古代王朝的首都。

3.“回彈”的群山。由于山頂?shù)谋┤诨?，阿爾卑斯山和其他山脈的高度在過(guò)去一個(gè)世紀(jì)中都經(jīng)歷了緩慢的回彈過(guò)程。由于近年來(lái)全球變暖加速了冰川的融化，這些山脈的回彈速度加快。

4.運(yùn)行更快的衛(wèi)星。二氧化碳的增加改變著大氣電離層的密度，這對(duì)在該層運(yùn)行的衛(wèi)星會(huì)產(chǎn)生一定的影響。隨著更多二氧化碳到達(dá)高空，更多冷卻過(guò)程發(fā)生，空氣流動(dòng)性變差，所以大氣變得更加稀薄，對(duì)衛(wèi)星的拉力更小，導(dǎo)致衛(wèi)星運(yùn)行速度加快。

5.改變動(dòng)物基因圖譜。全球變暖使植物提早開(kāi)花，那些按照以前的時(shí)間遷徙的動(dòng)物或許會(huì)錯(cuò)過(guò)所有的食物。而那些能夠調(diào)整自己生物鐘的動(dòng)物更有機(jī)會(huì)生育有更強(qiáng)生存能力的子女，從而傳遞它們的基因信息，因此最終改變整個(gè)種類的基因圖譜。

6.凍土解凍令地表不平。全球變暖使得永久凍土層解凍，導(dǎo)致地表收縮，變得凹凸不平，從而產(chǎn)生一些地坑，對(duì)鐵路、高速公路和房屋等建筑造成損害。

7.湖泊消失

。過(guò)去幾十年中，北極周邊地區(qū)有125個(gè)湖泊消失?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這些湖泊之所以消失可能是由于湖底永久凍結(jié)帶解凍。

8.極地植物異常繁榮。研究發(fā)現(xiàn)，北極冰層融化使得現(xiàn)在的北極土壤中葉綠素的濃度比古代土壤要高，顯示了近幾十年來(lái)北極地區(qū)的生物異常繁榮。

9.動(dòng)物向更高地勢(shì)遷徙。從19世紀(jì)初開(kāi)始，花栗鼠、老鼠等動(dòng)物就開(kāi)始向高處遷徙。研究發(fā)現(xiàn)，這些動(dòng)物之所以向更高的地方遷徙，可能是因?yàn)槿蜃兣瘜?dǎo)致它們的棲息地環(huán)境發(fā)生變化。

10.過(guò)敏癥加劇。二氧化碳濃度增加，會(huì)讓植物制造出更多的花粉，令空氣中的花粉濃度增加。過(guò)敏源早來(lái)，過(guò)敏季節(jié)又遲遲不走。過(guò)敏癥就只能越來(lái)越嚴(yán)重了。全球變暖的影響有地域差異：全球變暖影響的地域差異：高低緯的影響：高緯＞低緯（低緯植被多）；高低緯溫差縮小，

南北半球的影響：北半球＞南半球；不同季節(jié)的影響：冬季＞夏季結(jié)論：

全球變暖對(duì)北半球高緯度地區(qū)的冬季影響最大。全球變暖與植被的多少呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。視頻選播溫室效應(yīng)全球變暖全球環(huán)境問(wèn)題專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站http://151./suanyu/sucaiku.htm十、臭氧層的形成與耗損(OzoneLayerFormandDestruction)分布—位于平流層中，主要分布在距離地面10-50km范圍內(nèi)，在20-25km處O3有濃度峰值。作用—吸收紫外線，使地球上的人類和生物免受傷害。然而，當(dāng)今的人類活動(dòng)已經(jīng)對(duì)O3層造成了破壞。比如：超音速飛機(jī)直接將污染物NOX排放到平流層中；人類使用的致冷劑（氟里昂）、噴霧劑，在一定條件下，可以擴(kuò)散到平流層去破壞O3層。1、臭氧層形成與耗損的化學(xué)反應(yīng)（1）、平流層O2光解,臭氧層形成：λ

≤243nm總反應(yīng):（2）、臭氧的消耗(OzoneLayerDestruction)在正常情況下，O3的生成與消耗處于動(dòng)態(tài)平衡，O3的濃度基本恒定。然而，為何O3又在不斷減少？？未根本清除：根本清除：水蒸氣、氮氧化物、氟氯烴等進(jìn)入平流層后加速O3

的消耗，起到催化劑的作用。如，NO的破壞機(jī)制：第四節(jié)大氣顆粒物(AtmosphereParculate)a.定義：大氣顆粒物—是大氣（或氣溶膠體系）中分散的各種固體或液體粒子。b.作用：

大氣顆粒物是大氣的一個(gè)組成部分，它的主要作用：參與大氣降水過(guò)程；吸附有毒物質(zhì)，通過(guò)呼吸，危害人體健康；是污染物的載體或反應(yīng)的溫床；在污染大氣中，顆粒物自身就是污染物。一、大氣顆粒物的來(lái)源與消除1、大氣顆粒物的來(lái)源一次顆粒物—直接由污染源排放出來(lái)的顆粒物。二次顆粒物—發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的顆粒物。c.來(lái)源：天然來(lái)源—地面揚(yáng)塵，海浪濺出的鹽粒、火山灰，森林火災(zāi)燃燒物，隕星塵埃，植物花粉、孢子等。人為來(lái)源—燃料燃燒，汽車尾氣，硫酸鹽粒子。2、大氣顆粒物的去除過(guò)程（消除）與顆粒物的粒度、化學(xué)組成、性質(zhì)相關(guān)。兩種去除方式：干沉降和濕沉降（1）、干沉降通過(guò)重力作用沉降，或與其它物體碰撞后沉降。有兩種機(jī)制：a.重力作用粒徑大于0.1umb.布朗運(yùn)動(dòng)或碰撞凝聚粒徑小于0.1um（2）、濕沉降通過(guò)多種降水形式使顆粒物從大氣中去除的過(guò)程，是去除大氣顆粒物的有效方法。有兩種機(jī)制：a.雨除—顆粒物成為云的凝結(jié)核，增大為雨滴，降落到地面。對(duì)半徑小于1um的去除效率較高。b.沖刷—降雨時(shí)，顆粒物與雨滴碰撞、吸附，從而使其去除。對(duì)半徑大于4um的去除效率較高。去除效果：濕沉降89-90%干沉降10-20%2um左右的顆粒物，沒(méi)有明顯的去除效果，容易擴(kuò)散，造成大范圍的污染。二、大氣顆粒物的粒徑分布1、大氣顆粒物的粒徑粒徑—顆粒物直徑的大小。一般把顆粒物當(dāng)作球體看待。最常用的就是空氣動(dòng)力學(xué)直徑（Dp）。大氣顆粒物的分類:總懸浮顆粒物（TSP）TotalSuspendedParticulatesTSP

，是D<100um的顆粒物的總稱。降塵—D>10um,沉降飄塵—D<10um,飄浮可吸入粒子（IP）InhalabteParticulatesIP

，D≦10um，可經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體。2、大氣顆粒物的三模態(tài)愛(ài)根核模（Dp<0.05μm)積聚模（0.05μm<Dp<2μm)粗粒子模（