大气环境化学.pdf

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..大气环境化学1、大气的组成密度层结:极为稀薄,与太空密度相当;空气受地心引逸散层力极小电离层80km-500km电离成离子或自由电子:电离层①温度层结:温度随高度增加而降低(层内热源仅靠其下部的平流层提供;空气的垂直运动中间层50-80km相当激烈)②密度层结:空气更加稀薄。③60km的高空,大气分子开始电离。①温度层结:平流层下层(12-25km),气温保持不变或稍有上升,称为同温层;25km以上,温度随高度升高而升高,到平流层顶接近0℃。平流层底部(10~20km)的空间是现代高速飞机的理想平流层12-50km飞行区域②密度层结:空气稀薄,透明度高。③臭氧层(15~35km):臭氧层,90%。吸收太阳短波紫外线,防止地球遭受高能辐射;吸收太阳辐射转化为分子内能,平流层的温度随高度升高而升高。①气温随高度升高而降低(-)上冷下热,垂直方向对流,有利于污染扩散;逆温(上0-12km热下冷)易发生污染事件。对流层夏厚冬薄②空气密度大,大气总质量的3/4以上③天气现象复杂多变④大气污染及其迁移转化主要发生在该层2、大气组分动态平衡的盒子模式源:大气组分产生的途径和过程→源强:进入大气的组分输入速率(Fi)汇:指大气组分从大气中去除的途径和过程→汇强:从大气输出组分的速率(Ri)(降水湿去除、化学反应转化、地表物质吸收或反应去除、向平流层输送)当Fi=Ri时,大气组分的质量Mi恒定;当Fi>Ri时,污染物相对积累3、停留时间停留时间(平均停留时间):某种组分在进入大气后到被清除之前在大气中停留的平均时间:..τ=大气中的总贮量Mi/Fi或者RiQ:研究停留时间的意义?某组分的停留时间越长,表明该组分在离开大气或转化成其它物质以前,在环境中存留的时间也越长;表明该组分在大气中的储量相对于输入(出)来说是很大的,即使人类活动改变了该组分的的输入(出)速度,对其总量的影响也不明显;若组分停留时间越短,其输入(出)速率的改变就对总贮量很敏感。[计算1]已知CH4在对流层的平均浓度c=×10-6(w/w),且不随时间变化;已知:×1018kg;F=R=×1014(mol/a);对流层占总大CH4CH4气圈质量的比例:3/4;CH4的相对分子质量为16;[计算2]全球对流层清洁大气中总硫的平均浓度c=1×10-9(w/w),Fs=Rs=200×1012g/a;×1018kg;对流层占总大气圈质量的比例:3/4求大气中硫的停留时间?(结果用天表示)4、环境本底值环境本底值:指自然环境在未受污染的情况下,各种环境要素中的化学元素或化学物质的基线含量,又叫环境背景值。大气组成的“本底值”——近海平面洁净的大气组分的含量来表示。5、大气的化学组成主要组分:氮气(N2)、氧气(O2)次要组分:氩气(Ar)和二氧化碳(CO2)-%(体积分数)痕量组分:惰性气体和微量有毒气体-NO、NO2、CO、SO2、H2S干洁大气(干燥清洁的大气)组分:N(78%)、O(21%)、Ar、CO2226、大气污染物组成分类气态污染物-常温下是气体或蒸汽,就是以气态方式输入并停留在大气中的污染物,包括SOx、NOx、COx、CH、CFCs-占90%;大气颗粒物-液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。气溶胶。(1)含硫化合物天然来源:火山爆发(主要天然源)来源人为来源:矿物燃料的燃烧、硫化矿物的冶炼SO2就大气污染物排放来看,SO2仅次于CO而居第二位,就危害来环境效应看,SO2占首位。主要来自天然源,主要是含硫有机物的分解和土壤、沼泽地、沉积物中的硫酸HS2盐由厌氧环境中的硫酸盐还原菌生成(2)CO:..天然来源:森林火灾、海洋、生物活动、萜烯氧化、上层大气中CH4来源的光化学氧化等CO人为来源:汽车尾气(70%)、人为产生CH4的氧化汇与OH自由基的反应、土壤吸收、扩散进入平流层(3)含氮化合物天然来源:土壤中细菌固氮作用的副产物。来源人为来源:***盐和氨肥通过微生物的脱氮作用和NHNO直接43分解而来。NO2对人体无害,一般不看成污染物。扩散进入平流层后,发生光化学分解而转化为NO,是平流层中NO的主要天然来源。减少平流层中的O,也是产生温室效应的气体之一。3NOx环境效应NOx最主要的危害在于它能引起酸雨和引发光化学烟雾(4)碳氢化合物物种主要有烷烃、烯烃、炔烃、芳烃、多环芳烃等。含量最高的是甲烷。人为来源燃料的不完全燃烧和溶剂的蒸发CH乙烯对植物有害,甲醛和丙烯醛有***作用。许多碳氢化合物的毒效应性是比较低的(5)光化学氧化剂物种O3、过氧化物、过氧化氢、醛类和过氧酰基***酯(PAN)类来源二次污染物效应***性很强,毒性很大(6)卤代烃来源溶剂和杀虫剂(人为来源)毒性很大,能够慢慢扩散到平流层去,并在那里发生光化学反应而破坏臭效应氧层(7)颗粒物大气中大于分子尺寸的固体或液体颗粒状物质。分一次颗粒物和二次颗粒含义物。一次颗粒物是由天然过程或者人类活动直接排放造成的;来源二次颗粒物是大气中某些污染物通过各种反应转化而成的。效应重要的大气污染物之一,对人类危害很大7、逆温和辐射逆温温度垂直递减率Г=-dT/dz对流层温度层结:气温随高度增加而降低(一般情况),Г>0。反常现象(一定条件下出现):当Г=0时,称为等温气层;当Г<0时,称为逆温气层。:..暖空气水平移动到冷的地面或气层上,由于暖空气的下层受到形成机制冷地面或气层的影响而迅速降温,上层受影响较少,降温较慢,平流逆温从而形成逆温。逆温的强弱,主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大,逆影响因素温越强。由地形造成,主要发生在盆地和谷地中。由于(夜间)山坡散地形逆温形成机制热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现逆温现象。地面白天升温,近地面温度升高形成机制夜间地面冷却降温,近地面层气温迅速下降辐射逆温高处大气层降温较少,出现上暖下冷的逆温现象。晴朗的夜空;无风或风速小:小于2~3m/s;距离地面约100~形成条件150m的高度是由于稳定气层整层空气下沉压缩增温而形成的逆温,又称为形成机制压缩逆温下沉逆温极地冷高压或副热带高压控制下的晴好天气,高压中心附近有形成条件持久而强盛的下沉运动。下沉逆温出现在距地面1~2千米以上的气层中,厚度可达数百米。冷暖空气团相遇时,暖空气因密度小而爬到冷空气上方,当冷锋面逆温形成机制暖空气的温差较大时,在界面附近出现逆温。8、大气稳定度定义:气层的稳定程度。判断方法:气块产生小的垂直位移后,气层使气块趋于回到或离开原来的平衡位置。气块的干绝热过程:气块质量不变,不发生相变化,而且与周围的环境间没有发生热量交换的过程。(绝热上升,温度下降;下降,其温度上升。)干绝热垂直递减率:干空气在绝热上升时,温度降低值与上升高度的比称为干绝热垂直递减率。用?表示。?≈℃/100m。dd对流层有T=T-Гd(Z-Z)(Z-Z):上升高度差000Γ<Гd大气稳定;Γ=Гd大气处于平衡状态。Γ>Гd大气不稳定①大气温度垂直递减率越大,气层越不稳定。②大气温度垂直递减率越小,甚至形成等温或逆温状态,气层越稳定。对大气垂直对流形成巨大障碍,地面气流不易上升,使地面污染源排放出来的污染物难以借上升气流而扩散。③平流层:垂直递减率为负值,垂直混合非常慢,污染物在平流层内难以扩散。Q水蒸汽对垂直递减率的影响?:..无相变发生:空气上升时,每上升100m降温1℃。有相变发生:水汽发生凝结,释放凝结潜热,加热气块,就会使气温的垂直递减率降低。9、焚风现象比较潮湿的空气在迎风山坡上升时,水汽凝结成云雨,到山顶后已变得比较干燥,然后沿着背风坡下沉增温(干绝热过程增温),形成一股干燥而炎热的下沉气流,使农作物干枯或者死亡,甚至还能引起森林火灾,气象上称这种气流为焚风,称这种现象为焚风现象。10、影响大气污染物迁移的因素大气中污染物的迁移:污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程(1)大气的机械运动——风和湍流(2)天气形势和地理地势造成的逆温现象(海陆风、山谷风等)(3)污染源本身的特性11、地理地势对污染物迁移的影响(1)海陆风①循环作用:污染源处于局地环流之中,污染物积累②往返作用:海陆风转换期间,随陆风输向海洋的污染物又被海风带回陆地。③逆温作用:海风发展进入陆地时,下层海风温度低,陆地上层气流温度高,在冷暖空气的交界面上,形成一层倾斜的逆温顶盖,阻碍了烟气向上扩散,造成密闭型和漫烟型污染。(2)城郊风(3)山谷风:..12、最大混合层高度(MaximumMixingDepth)图a中气块受太阳辐射升温到T0’,它将会沿干绝热线膨胀而上升,如图中虚线。这两线相交处就是最大混合层。图b为稳定大气时的最大混合层高度,由图可见,在这种情况下,最大混合层高度明显低。图c是有逆温出现时的最大混合层高度。与逆温层高度有关①最大混合层高度夜间较低,白天升高。②最大混合层高度冬季最小,夏初最大。③最大混合层高度小于1500m时,城市会普遍出现污染现象。13、光化学反应定义:分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应,称为光化学反应。过程:初级过程:化学物质吸收光量子形成激发态物种以及激发态物种随后发生的过程。激发过程:A+hv→A*激发态物种后续过程:光物理过程、光化学过程次级过程:在初级过程中反应物、生成物之间进一步发生的反应。次级过程次级过程定律:①光化学第一定律:只有分子吸收的光,才能引起分子的化学反应②光化学第二定律:在初级反应中,一个反应分子吸收一个光子而被活化14、重要吸光物质(1)O的光解离2O+hv→O+O(λ≤243nm)2O+O+M→O+M总反应:3O+hv+M→2O+M2323(λ≤243nm)Q为什么需要第三种物质参与?O2的光解离是放热反应,O+O2→O3+热,臭氧分子带有过剩的能量,必须迅速转移,否则发生逆反应。:..(2)氮分子的光离解波长<120nm紫外光,上层大气N光解:N+hv→N+N22波长<,将N电离成N+22(3)臭氧光离解O+hν→O+O(210nm<λ<290nm)32Q紫外光伤害生物的原因?①C-H,,λ≤357nm;②λ<300nm,生物和高分子材料,严重影响;③人体DNA吸收带,λmax≈260~280nm;④臭氧层有效吸收210nm<λ<290nm;(4)NO的光离解2波长<420nm的光可发生NO光解2NO+hv→NO+O2O+O+M→O+M大气中唯一已知O的人为来源233(5)亚***(HNO)和***的光离解2HNO的光化学反应过程200~400nm2初级反应:HNO+hv→HO+NOHNO的光解是大气中HO的重要来源。22HNO+hv→H+NO22次级反应:HO+NO→HNO2HO+HNO→HO+NO222HO+NO→HNO23HNO3的光化学反应过程120~335nm初级反应:HNO3+hv→HO+NO2次级反应:HO+CO→CO+H2H+O+M→HO+M222HO→HO+O2222(6)二氧化硫(SO2)的光吸收由于SO键能大,240~400nm的光不能使其离解,只能生成激发态2初级反应:SO+hv→SO*22(7)甲醛的光离解对240~360nm的光有吸收初级过程:HCO+hv→H+HCO2HCO+hv→H+CO22次级过程:H+HCO→H+CO22H+M→H+M22HCO→2CO+H2对流层中有O:H+O→HOHCO+O→HO+CO甲醛光解是对流层HO重要222222来源:..(8)卤代烃的光离解CH3X+hv→CH3+XX:F、Cl、Br、I15、大气中重要自由基(1)HO·和HO·2来源:HO:清洁大气:O的光离解是HO的重要来源3O+hv→O+O(λ<230nm,发生在平流层)32O+HO→2HO2污染大气:HNO+hv→HO+NO(200~400nm)2HO+hv→2HO(HNO的光离解是HO的重要来源)222HO:主要来自醛的光解2HCO+hv→H+HCO(λ<360nm)2H+O+M→HO+M22HCO+O→HO+CO22浓度:空间变化:最高浓度出现在热带,太阳辐射强日变化:光化学生产率白天高于夜间,峰值出现在阳光最强的白天季节变化:夏季高于冬季(2)R、RO和RO·2R-烷基,量最大的是***主要来源:HO·和O与烃类的反应RH+HO·→R·+HO(氢摘除反应)2RH+O·→R·+HO乙醛和***的光解:CHCHO+hv→CH·+HCO33CHCOCH+hv→CH·+CHCO3333RO-烷氧基,以甲氧基为主(CHO·)3主要来源:***亚***酯和******酯的光解CH3ONO+hv→CH3O·+NOCH3ONO2+hv→CH3O·+NO2RO·-过氧烷基2主要来源:都是由烷基与空气中的O2结合而成R·+O→RO·22:..16、NOx的气相转化(1)NO的转化:氧化:被O氧化:NO+O→NO+O3322被RO氧化:NO+RO→NO+RO·222被HO氧化:NO+HO→NO+HO·222NO与OH和RO结合:HO·+NO→HNO2RO·+NO→RONO(2)NO的转化:2转化为HNO:NO+HO?→HNO323白天大气中HO自由基浓度高,多发生在白天;大气中气态HNO3的主要来源;HNO3光解速度慢,主要靠沉降去除,对酸雨和酸雾的形成起重要作用。转化为NO:NO+O→NO+O32332大气中NO的主要来源;3NO+RH→HNO+R(夜间形成HNO3的主要反应)33转化为NO:NO+NO→NO252325转化为PAN:NO+CHC(O)OO→CHC(O)OONO(PAN)233217、碳氢化合物在大气中的反应(1)烷烃的反应(a)与HO·和O·发生氢原子摘除反应,生成烷基自由基RH+HO·→R·+HO2RH+O·→R·+HO生成的R·,继续与空气中的O反应,以甲烷为例2CH+HO·→CH·+HO432CH+O·→CH·+HO·43CH+O→CHO3232由于O主要来自O光解,CH不断消耗O,从而导致臭氧层损耗。34(b)与NO发生反应3RH+NO→R+HNO33NO的来源:NO+O→NO+O(城市大气中NO浓度350ul/m3)323323NO极易光解:NO+hv→NO+O或者NO+hv→NO+O33232(<670nm)NO浓度高时,NO不易积累,有如下反应:3NO+O→NO+O(与NO竞争臭氧)3222NO+NO→2NO(与NO反应)323:..(2)烯烃的反应(a)与HO发生反应(以乙烯为例),HO加到烯烃上,形成带有羟基的自由基:CH=CH+HO→22CHCHOH22与空气中的O2结合形成过氧自由基:CHCHOH+O→222CH(O)CHOH222(b)与O的反应3(3)环烃的氧化以氢原子的摘除反应为主(4)单环芳烃的氧化加成反应:90%发生上述加成反应,10%发生氢摘除反应(5)多环芳烃的反应摘氢反应:HO可与多环芳烃发生H原子摘除反应加成反应:HO和NO3与多环芳烃的加成反应(6)醚、醇、***、醛的反应与HO发生H原子摘除反应(主要)CH3OCH3+HO·→CH3OCH2+H2OCH3CH2OH+HO→CH3CHOH+H2OCH3COCH3+HO→CH3COCH2+H2OCH3CHO+HO→CH3CO+H2O碳氢化合物氢转化三步曲与HO自由基发生氢摘除反应,生成自由基自由基迅速与O2结合生成过氧自由基过氧自由基将NO氧化成NO2不饱和烃的加成烯烃和臭氧的加成,形成二元自由基单芳烃与HO的加成,基本90%发生加成:..(7)甲醛的重要反应与HO反应:H2CO+HO·→HCO·+H2OHCO·+O2→CO+HO2·与HO2反应:H2CO+HO2·→HOH2COO·HOH2COO·+NO→HOH2CO+NO2HOH2CO+O2→HCOOH+HO2与NO3反应:H2CO+NO3→HCO+HNO3HCO+O2→CO+HO218、光化学烟雾污染光化学烟雾:含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合所形成的烟雾污染现象。一次污染物:氮氧化物、碳氢化合物二次污染物:O3(85%)、PAN(10%)、高活性自由基(RO2、HO2、RCO)、醛类、***类和有机酸特征:烟雾弥漫;烟雾呈蓝色;空气能见度低;具强氧化性;污染高峰出现在中午或稍后;循环过程:白天生成,晚上消失。条件:氮氧化物、碳氢化合物、引起光化学反应的紫外线(物理化学条件)大气相对湿度较低、夏、秋季(气温24~32℃)、晴朗天气(自然条件)危害:对人体健康的影响:***剂、致癌对植物影响:植物叶片变黄以致枯死对材料的影响:橡胶老化和破裂其它危害:降低能见度日变化特征::..化学机制:引发反应:NO2+hv→NO+O(λ<430nm)O+O2+M→O3+MNO+O3→NO2+O2自由基传递反应:RH+HO→RO2+H2ORCHO+OH→RC(O)O2+H2ORCHO+hv→RO2+HO2+COHO2+NO→NO2+OHRO2+NO→NO2+R’CHO+HO2RC(O)O2+NO→NO2+RO2+CO2链终止反应:HO+NO2→HNO3RC(O)O2+NO2→RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2→RC(O)O2+NO2总结:污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应;碳氢化合物被HO、O等自由基和O3氧化,导致醛、***、醇、酸等产物以及重要的中间产物-RO2、HO2、RCO等自由基的生成;过氧自由基引起NO向NO2转化,提供了更多的生成NO2的源,并导致O3和PAN的生成。控制对策:主要污染源包括交通工具排放尾气、工业企业排放废气、家庭炉灶和取暖设备(1)控制污染源:控制工业污染源、改善汽车发动机结构、安装汽车尾气催化反应器(2)改良燃料、调整能源结构、加强管理19、SO2(1)气相反应SO2的直接光氧化:SO2+hν→1SO2(单重态)(290~340nm)SO2+hν→3SO2(三重态)(340~400nm)单重态不稳定,跃迁到三重态或基态:1SO2+M→3SO2+M(三重态)1SO2+M→SO2+M(基态)SO2直接氧化成SO3的机制:3SO2+O2→SO4→SO3+OSO4+SO2→2SO3SO2被氧原子氧化:与HO自由基的反应::..(2)液相氧化SO2可溶于大气中的水,也可被大气中的颗粒物所吸附,并溶解在颗粒物表面所吸附的水中。SO2的液相溶解平衡:高pH,S(IV)以SO2-为主;低pH,S(IV)以SOHO为322主O3对SO2的氧化:O+SO·HO→2H++SO2-+O32242O+HSO→HSO+O3342O+SO2-→SO2-+O3342pH值较低时,SO2·H2O与O3反应较为重要pH值较高时,SO32-与O3的反应占优势HO对S(IV)的氧化:HSO+HO←→SOOOH+HO2232222SOOOH+H+→HSO224金属离子对SO液相氧化有催化作用2Mn2++SO→MnSO2+222MnSO2++O→2MnSO2+2232MnSO2++2HO→Mn2++HSO322420、硫酸烟雾型污染硫酸烟雾型污染:主要由燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒所造成的大气污染现象。一次污染物:SO2和煤烟;二次污染物:硫酸雾和硫酸盐。条件:排放源气象条件(自然条件):气温较低-冬季、湿度较高、日光较弱21、酸雨Q在正常情况下,未受污染的降水理论上呈弱酸性原因:雨水穿过大气并吸收CO2而达到平衡浓度时,由于生成痕量的H2CO3,使降水的pH值偏酸性。降水pH=(仅考虑CO2溶解平衡)酸雨的判别:利用天然降水pH判别:。利用降水pH背景值判别:。原因:大气中除CO2外,其他各种酸性、碱性气态和气溶胶物质也影响降水pH。硫酸和***,也有其天然来源,会导致降水pH下降。碱性尘粒或碱性气体如NH3含量较高,会导致降水pH上升。降水的化学组成:主要阴离子:SO2-、NO3-和Cl-4主要阳离子:NH+、Ca2+和H+4:..形成机理:SO2通过气相和(或)液相反应生成硫酸NOx的气相和液相反应:NO+[O]→NO22NO2(g)+H2O→HNO3+HNO2(液相反应)NO2+HO→HNO3(气相反应)颗粒物的作用:加剧酸化、缓解酸化影响酸雨形成的因素:酸性污染物排放及其转化条件-SO2和NOX大气中的氨——降低酸度颗粒物酸度及其缓冲能力——提供催化剂、对酸起中和作用天气形势和地形的影响危害及控制:湖泊酸化。pH<5时,鱼类的生长繁殖受影响土壤:抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化植物:伤害植物的新生嫩芽,干扰光合作用从而影响植物的生长材料:腐蚀建筑材料,金属结构和油漆等22、温室效应温室效应:大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气之中,从而使大气温度升高,这种现象称为温室效应。产生原因:不同组分对长波辐射都有特征吸收光谱对维持地球热平衡有重要影响。其效果如同温室的玻璃,允许太阳光的可见光射到地面,也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回外空间。温室气体:主要温室气体:CO2其他温室气体:CH4、N2O、HFCs(CFC-11,CFC-12)、PFCs、SF6CO2减排措施:①降低油耗;②降低排气量;③使用新能源[计算]北京市燃油汽车CO2排放情况。23、臭氧层的形成与耗损造成南极臭氧空洞的原因:对流层低臭氧浓度对平流层的稀释宇宙射线在高空生成NOx的结果对流层中含***和含溴的物质,例如******烃(***利昂:CFCl3)被输送到平流层后,分解产生原子***(CI)破坏臭氧层臭氧减少产生的危害:人体健康:增加皮肤癌、白内障患者,削弱免疫力,增加传染病患者农业和生态:粮食产量和品质下降,渔业产量减小臭氧的性质:强氧化性—消毒杀菌、重要的光化学烟雾污染物(对流层近地表):..臭氧分子的光离解:O3+hν→O2+O(210nm<λ<290nm)Q1为什么臭氧层是地球生命的“保护伞”?A1臭氧分子在平流层中发生了上述光化学反应,消耗了绝大部分来自太阳辐射的紫外线,构成了保障地球生命的天然屏障,从而使地球上的生物免遭紫外线的伤害。紫外光伤害生物的原因:λ<300nm紫外线,生物和高分子材料,严重影响;人体DNA吸收带,λmax≈260~280nm;Q2为什么紫外线对生物有危害A2组成生命体的有机物和人类的遗传物质DNA在紫外光部分(<300nm)有吸收,发生键的断裂和化学反应。所幸,臭氧层有效吸收210nm<λ<290nm。平流层中O3的生成:O2+hv→O+O(λ≤243nm)O+O2+M→O3+M总反应:3O2+hv+M→2O3+M(λ≤243nm)Q3为什么需要第三种物质参与?A3O的光解离是放热反应,O+O2→O3+热,臭氧分子带有过剩的能量,必须2迅速转移,否则发生逆反应。%的臭氧分布在平流层A4上层大气:强的太阳能辐射,O2分解成O,O2浓度低,M浓度低低层大气:O2浓度高,M浓度高,能分解O2的太阳辐射能大都被吸收,O浓度低中部大气:平流层:适中的太阳能辐射和O2、M浓度平流层中O3的破坏:O3+hv→O2+O(210nm<λ<290nm)O3+O→2O2(生成O3的逆反应)查普曼循环:O2+hv→2O(λ≤243nm)O+O2+M→O3+MO3+hv→O2+O(210nm<λ<290nm)O3+O→2O2在没有其它物质存在时,生成与破坏速度大致相同,动态平衡。******烃对臭氧的破坏:CF2Cl2+hv→CF2Cl+Cl·(175<λ<220nm)Cl·+O3→ClO·+O2ClO·+O→Cl·+O2总反应O3+O→2O2(Cl起催化剂作用)***利昂在大气环境中的特征:化学性质不活泼,不与酸和氧化剂作用,不易被雨水冲刷寿命长:CF2Cl2在大气中的寿命数十年~100年容易渗入平流层:仅需5年即可完整无损地渗入平流层Q5为什么******烃能破坏臭氧?A5平流层中******烃发生光化学反应,生成Cl原子,与O3迅速发生反应,Cl原子起催化剂作用,而消耗大量的O3。Q6为什么臭氧空洞要在60年以后才能消失A6人类从80年代开始限制使用***利昂,但由于***利昂在大气中的寿命为数十~100年,所以臭氧空洞的完全消失还需要至少60年左右的时间。:..其它物质对臭氧层的破坏:①超音速飞机排放尾气(NOx、HO、RH)2NO+O3→NO2+O2NO2+O→NO+O2总反应O3+O→2O2(NO在反应中起催化剂的作用)HO、RH与O原子反应生成HO·,HO·与O3的化学反应2O3+HO·→HO2·+O2HO2·+O→HO·+O2总反应O3+O→2O2(造成O3损耗约占10%,HO起催化剂作用)②******烃与极地平流层云******烃与臭氧的反应:CF2Cl2(CFC-12)+hv→CF2Cl+Cl(175~220nm)Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2平流层中还有其它物质,例如CH4和NO2Cl+CH4→HCl(g)+CH3(g)ClO+NO2→ClONO(g)2HCl和ClONO2不活泼,不直接与臭氧反应,称为***贮存物质。三水***极地平流层云:把***贮存物质吸收到颗粒的界面上,产生化学反应,释放***气:HCl+ClONO2→Cl2+HNO3Q7为什么臭氧空洞出现在南极的春天A79月来临,南极春季阳光普照,活泼的***气被分解成两个***原子:Cl2+hv→Cl+Cl,Cl+O3→ClO+O2③哈龙溴对臭氧层有破坏作用:Br+O3→BrO+O2BrO+O→Br+O2总反应O3+O→2O224、大气颗粒物分类:总悬浮颗粒物(TSP),小于100um,PM100,标准大流量颗粒采样器在滤膜上收集的颗粒物总质量降尘,>10um可吸入颗粒物(IP),≤10um(PM10),易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子粗粒子部分:~10um细粒子部分:≤:粒径≤10um(PM10),:粒径≤()大气中的停留时间长、输送距离远,对大气环境质量影响大粒径小,富含大量有毒有害物质,对人体健康影响大:..燃烧过程所产生的一次颗粒物来源气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物爱根核模相互碰撞凝结成大粒子而转入积聚模去除大气湍流扩散过程中很快被其它物质或地面吸收而去除爱根核模的凝聚来源燃烧过程产生的热蒸气冷凝、凝聚积聚模各种气体分子转化成的二次颗粒物(硫酸盐占80%以上)去除不易被干、湿沉降去除来源机械过程所产生的一次颗粒物粗粒子模去除主要靠干沉降和湿沉降过程而去除大气颗粒物的去除过程:干沉降/干去除:粒子在重力作用下或与地面及其它物体碰撞后,,通过布朗运动扩散、相互碰撞而凝结成较大颗粒,通过大气湍流扩散到地面或碰撞而消除湿沉降:指雨、雪等降水使颗粒物去除的过程(占大气中颗粒物消除量的80~90%)雨除:细粒子作为形成云的凝结核(<),通过凝结和碰撞过程形成雨滴或雪晶,适当条件下形成降雨或降雪。对细颗粒(小于)颗粒效率较高,对具有吸湿性和可溶性颗粒更明显。冲刷:降雨或降雪过程中将大气中的微粒携带、溶解或冲刷下来