【正文】 。 1）大氣層結(jié)構(gòu) ●污染物的轉(zhuǎn)化：污染物在環(huán)境中通過物理、化學(xué)或生物的作用，改變存在形態(tài)或轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)的過程。污染物在環(huán)境中的遷移主要有機(jī)械遷移、物理化學(xué)遷移和生物遷移三種方式。3）環(huán)境污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程簡介 ●污染控制化學(xué) 環(huán)境生態(tài)化學(xué)：主要研究農(nóng)用化學(xué)品在生態(tài)系統(tǒng)中產(chǎn)生效應(yīng)的化學(xué)過程，如稀土農(nóng)用的環(huán)境化學(xué)行為及生態(tài)安全等。土壤環(huán)境化學(xué)：主要研究農(nóng)用化學(xué)品在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和歸趨及其對土壤和人體健康的影響，包括：有機(jī)污染物在土壤中的降解、土壤中溫室氣體的釋放、污染物在固液界面上的化學(xué)過程和土壤污染的化學(xué)與生物修復(fù)等內(nèi)容。水環(huán)境化學(xué)：主要研究河流湖泊和水庫，其次是河口、海灣和近海海域，地下水污染；集中研究水體界面化學(xué)過程、金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化動力學(xué)過程、有機(jī)物的化學(xué)降解過程、有機(jī)物的化學(xué)降解過程、金屬和準(zhǔn)金屬甲基化等方面。大氣環(huán)境化學(xué)：研究對象涉及大氣顆粒物、酸沉降、大氣有機(jī)物、痕量氣體、臭氧耗損及全球氣候變暖等；空間尺度從室內(nèi)空氣、城市、區(qū)域環(huán)境、遠(yuǎn)距離乃至全球?！癜椿瘜W(xué)污染物分類，可分為元素、無機(jī)物、有機(jī)化合物和烴類、金屬有機(jī)和準(zhǔn)金屬有機(jī)化合物、含氧有機(jī)化合物、有機(jī)氯化合物、有機(jī)鹵化物、有機(jī)硫化物、有機(jī)磷化合物等九類?！癜慈祟惿鐣煌δ墚a(chǎn)生分類，有工業(yè)污染物、農(nóng)業(yè)污染物、交通運(yùn)輸污染物和生活污染物。●按污染物的性質(zhì)分類，有化學(xué)污染物、物理污染物和生物污染物?！癜次廴疚锏男螒B(tài)分類，有氣體污染物、液體污染物和固體污染物?！癜喘h(huán)境要素分類，包含有大氣污染物、水體污染物和土壤污染物。環(huán)境污染物的毒性取決于其在環(huán)境介質(zhì)中的濃度和存在形態(tài)；不同的污染物同時存在時，會有綜合作用，如拮抗作用、協(xié)同作用、相加作用，而導(dǎo)致污染物的毒性等危害降低或增大。環(huán)境污染物是環(huán)境化學(xué)研究的對象。 ●環(huán)境分析化學(xué) 最近，美國環(huán)境化學(xué)家提出了為21世紀(jì)環(huán)境而設(shè)計(jì)的響亮口號，號召支持開展以創(chuàng)造無污染生產(chǎn)過程為目的的環(huán)境良性化學(xué)?！裼泻ξ镔|(zhì)對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制和風(fēng)險(xiǎn)性 ●研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法 環(huán)境化學(xué)主要包括環(huán)境分析化學(xué)、環(huán)境污染化學(xué)及污染控制化學(xué)。環(huán)境化學(xué)是一門研究潛在有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、行為、效應(yīng)以及減少或消除其產(chǎn)生的科學(xué)。11．環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)7．城市物理污染機(jī)理及其控制3．安全飲用水技術(shù)保障體系● 建設(shè)一批生態(tài)城鎮(zhèn) ● 環(huán)境污染得到有效控制 ● 7%的經(jīng)濟(jì)增長－污染防治的壓力越來越大 ● 發(fā)達(dá)國家研究重點(diǎn)向綠色技術(shù)、環(huán)境修復(fù)與環(huán)境安全轉(zhuǎn)移； 3）我國環(huán)境污染防治面臨的主要問題 隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，人類對環(huán)境問題的認(rèn)識也在不斷提高。我國分別在1971981989和1996年召開了四次全國環(huán)境會議，推動了我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展和人們對環(huán)境認(rèn)識的發(fā)展。2002年，聯(lián)合國在南非約翰內(nèi)斯堡召開了聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展大會。1992年，聯(lián)合國在巴西里約熱內(nèi)盧召開了聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，這是本世紀(jì)人類社會的又一重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，樹立了人類環(huán)境與發(fā)展關(guān)系史上新的里程碑。20世紀(jì)80年代，人們對環(huán)境的認(rèn)識有了新的突破性發(fā)展，提出了持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，指明了解決環(huán)境問題的根本途徑。但是，它沒有從戰(zhàn)略高度上指出防治環(huán)境問題的根本途徑，沒有明確環(huán)境問題的責(zé)任，沒有強(qiáng)調(diào)需要全球的共同行動。(7)海灣戰(zhàn)爭造成的環(huán)境污染。1986年11月1日，瑞士巴塞贊德茲化學(xué)公司的倉庫起火，使大量有毒化學(xué)品隨滅火用水流進(jìn)萊茵河，造成西歐10年來最大的污染事故。 (3)墨西哥的液化氣爆炸事故。這次事故發(fā)生在1979年3月28日，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)10多億美元。 有物理的、化學(xué)的和生物的三方面，其中由化學(xué)物質(zhì)引起的約占80%90%b、生物界的生態(tài)系統(tǒng)遭到不適當(dāng)?shù)母蓴_和破壞 a、有害物質(zhì)對大氣、水、土壤和動植物的污染并達(dá)到致害的程度 造成環(huán)境污染的因素： 1984年11月19日，墨西哥國家石油公司所屬的液化氣供應(yīng)中心發(fā)生爆炸，死亡1000多人，傷400多人，3萬多人無家可歸。(4)印度博帕爾農(nóng)藥泄漏事故。 1990年底爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭歷時42天，期間油井大火晝夜燃燒，是迄今歷史上最大的石油火災(zāi)及海洋石油污染事故，也是人類歷史上最嚴(yán)重的一次環(huán)境污染，其污染程度超過切爾諾貝利核電站發(fā)生的核泄漏事故。 在當(dāng)今世界上，人們越來越清楚地看到，環(huán)境問題已不再是某個國家和局部地區(qū)的事情?！?發(fā)達(dá)國家環(huán)境質(zhì)量顯著改善，污染控制技術(shù)已取得絕對優(yōu)勢； 隨著社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程加速和人民生活水平迅速提高，今后1020年，我國環(huán)境保護(hù)和污染防治將面臨更大的挑戰(zhàn) 2020年我國環(huán)境保護(hù)的目標(biāo) ● 部分重要生態(tài)系統(tǒng)得到重建與修復(fù) 2．地下水污染與修復(fù)6．城市空氣質(zhì)量控制機(jī)理與技術(shù)10．綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn) 14．國家重大建設(shè)項(xiàng)目與生態(tài)環(huán)境安全1）環(huán)境化學(xué)它是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)學(xué)科的重要分支。2）環(huán)境化學(xué)的分支學(xué)科3）環(huán)境化學(xué)的任務(wù)●潛在有害物質(zhì)的來源，它們在個別環(huán)境介質(zhì)中和不同介質(zhì)間的環(huán)境化學(xué)行為 下面按分支學(xué)科對發(fā)展方向做簡要介紹： 1）環(huán)境污染物的類別 污染物在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化主要有氧化還原作用、配合作用、水解作用、生物吸收、代謝等?！裎廴疚锟稍趩为?dú)環(huán)境要素圈中遷移和轉(zhuǎn)化，也可超越圈層界限實(shí)現(xiàn)多介質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化而形成循環(huán)。對流層特點(diǎn)：氣溫隨高度上升而降低大（約每升高100 m，℃）；密度大，75%以上的大氣總質(zhì)量和90%的水蒸氣在對流層；污染物的遷移轉(zhuǎn)化過程及天氣過程均發(fā)生在對流層。 圖21 大氣主要成分及溫度分布2）氣溫垂直遞減率和逆溫 邊界層的氣溫垂直遞減率可以大于零、等于零或小于零。3）氣團(tuán)及其干絕熱減溫率 干空氣和未飽和的濕空氣在垂直上升時，每升高100m，其自身溫度降低值稱干絕熱減溫率（Гd），一般為每百米1℃；但含飽和水的濕空氣的干絕熱減溫率要低于每百米1℃。如果上升氣團(tuán)未被水汽飽和，其干絕熱減溫率為每百米1℃，而它周圍空氣溫度的垂直遞減率小于每百米1℃，那么上升的氣團(tuán)在任一高度上都比周圍空氣冷、密度大，顯然氣團(tuán)處于穩(wěn)定狀態(tài)。這些情形示于圖22中。一般來說，大氣溫度垂直遞減率越大，氣團(tuán)越不穩(wěn)定；氣溫垂直遞減率越小，氣團(tuán)越穩(wěn)定。圖22 判斷氣團(tuán)抬升的原理圖入射到地球表面的陽光可看成是平行光束，入射到地球大氣層外界的陽光總強(qiáng)度用太陽常數(shù)表示。太陽的表面溫度大約為6000 K，高溫?zé)霟釟怏w以電磁輻射的形式放射出能量。圖23表示太陽輻射和地球輻射的光譜分布。太陽輻射通過大氣層到達(dá)地面的過程中，大氣組分如NOOH2O和CO2等能吸收一定波長的太陽輻射。因此，只有波長為300～800 nm的可見光能透過大氣到達(dá)地面，這部分約占太陽光總能量的41%。由于大氣的吸收、反射、散射作用，太陽輻射只有部分到達(dá)地面。3）地球與大氣的能量平衡 地球表面輻射的能量主要被低層大氣中的CO2和水汽吸收。CO2和H2O吸收地面輻射的能量后，又以長波輻射的形式將能量放出。 這就是所謂的“溫室效應(yīng)”（greenhouse effect）。其中CO2和水對紅外輻射的吸收波長范圍見圖25。 (2)可變組分：COCHHN2O、OO2。如冶煉廠、火力電廠所在地上空的大氣中含煙塵、SONOx等強(qiáng)可變組分較多；在化工區(qū)周圍的大氣中含有較多的無機(jī)或有機(jī)物質(zhì)；當(dāng)這些物質(zhì)在大氣中達(dá)到一定濃度時，就有可能產(chǎn)生局部的大氣污染。在大氣中準(zhǔn)永久性氣體濃度不變，但整個大氣仍是一個動態(tài)體系；大氣組分可通過大氣圈與其他三個圈之間發(fā)生物理、化學(xué)或生物化學(xué)過程，不斷進(jìn)行著物質(zhì)交換或轉(zhuǎn)化，即構(gòu)成所謂的氣體循環(huán)。因蒸騰作用是在不斷地進(jìn)行的，而降水是間歇性的，故造成了大氣中水蒸汽的濃度隨地點(diǎn)而異。大氣中含有豐富的氮，但不能為植物所直接利用。由此可見，氮是通過無機(jī)、有機(jī)及微生物作用進(jìn)行循環(huán)的。大氣中氧等其他組分也都有各自的循環(huán) 。光化學(xué)煙霧的形成，酸雨前體物的氧化，臭氧層的破壞等都與此有關(guān)；許多有機(jī)污染物在對流層中的破碎、降解也與此有關(guān)。OH、HORO、RC(O)O、RO2 OH) OH是大氣中最重要的自由基，其全球平均濃度約為每cm3含7105個。OH與SONO2的均相氧化生成HOSO2和HONO2是造成環(huán)境酸化的重要原因之一；O3的光分解OH自由基的初始天然來源是O3的光分解。O(1D) + H2O →2HNO2光分解OH + NOOH + NO、NO + NO2 + H2O，也有可能來自汽車尾氣的直接排放。H2O2光分解OHOH主要來自O(shè)3的光分解。O + O2→ CO + HO2任何反應(yīng)只要能生成H乙醛(CH3CHO)光解也能生成H OH和HO2OH→ 所產(chǎn)生的H(RO2OH：+NO→ NO2 +HO2 OH→ H2O + O2OH +HO2本節(jié)要點(diǎn)：大氣污染物來源、大氣污染物的匯、大氣污染物、影響污染物在大氣中運(yùn)動的一些因素、大氣污染效應(yīng)等。大氣污染物的種類很多，其物理和化學(xué)性質(zhì)非常復(fù)雜。 1） 大氣污染物的來源● 人為污染源包括：例如，煤的主要成分是碳、氫、氧及少量硫、氮等元素，此外還含有金屬硫化物或硫酸鹽等微量組分，煤燃燒時除產(chǎn)生大量塵埃外，還會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物(SO2及少量SO3)、氮氧化物(NOx)、烴類有機(jī)物等有害物質(zhì)；燃煤排放的SO2占人為源的70%，NO2和CO2約占50%，粉塵則占人為源排放總量的40%左右；可見，由燃煤排放到大氣的污染物數(shù)量是相當(dāng)可觀的。工業(yè)排放：工業(yè)生產(chǎn)過程中排放到大氣中的污染物種類多、數(shù)量大，其組成與企業(yè)性質(zhì)有關(guān)。固體廢棄物焚燒：固體廢棄物的處理方法有焚燒法、填埋法等。生活垃圾各類燃燒過程產(chǎn)生污染物的比例見表22。N2O也是重要的溫室氣體。 ● 天然源例如，1991年菲律賓的皮納圖博火山和日本的云仙岳火山噴發(fā)，對附近地區(qū)乃至全球的大氣環(huán)境等造成災(zāi)難性的危害。● 干沉降與植物相碰撞可能是過小的粒子在近地面處較有效的去除過程。大氣中的物質(zhì)通過降水而落到地面的過程稱為濕沉降。大氣中的含硫化合物主要有SOSOH2S、H2SO亞硫酸鹽及硫酸鹽，還有含量極低的氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)等。人為排放的SO2中約有60%來自煤燃燒，30%左右來自石油燃燒和煉制。我國酸雨屬硫酸型酸雨，即致酸物質(zhì)主要是SO42。H2S：大氣中H2S的主要來源是天然排放。H2S在大氣中比較快地被氧化成SO2。天然排放的大氣中的低價(jià)硫化物如COS、CS2等與大氣中重要的含化合物有N2O、NO、NONHHNOHNO3和氨鹽，其中NO和NO2統(tǒng)稱為總氮氧化物，是大氣中最重要的污染物之一，它能參與酸雨及光化學(xué)煙霧的形成，而N2O是溫室氣體。NO2是由NO氧化生成的，107t。一般條件下，大氣中的氮和氧不能直接化合為氮的氧化物，只有在溫度高于1200℃時，氮才能與氧結(jié)合生成NO： 汽車尾氣NO的生成量與燃燒溫度的關(guān)系見表25，而尾氣中NO、CO及碳?xì)浠衔锏牧颗c空燃比的關(guān)系見圖26。大氣中的NOx最終轉(zhuǎn)化為硝酸和硝酸鹽顆粒，并通過濕沉降和干沉降過程從大氣中去除。銨鹽或硝酸鹽均可經(jīng)濕沉降和干沉降去除。碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳。CO的天然源如下：OH自由基氧化可形成CO。OH→ OH(b)海水中CO的揮發(fā)。(c)植物排放的烴類(主要是萜烯)，經(jīng)(d)植物葉綠素的光解，由葉綠素光解產(chǎn)生的CO約為(5～10)107 t/a。 OH自由基反應(yīng)也可轉(zhuǎn)化為CO2。 CO2的人為源主要是礦物燃料的燃燒。海水中CO2量通常比大氣圈高60多倍，估計(jì)大約有千億噸的CO2在海洋和大氣圈之間不停地交換。CH4在平流層中與(c) 動植物呼吸、腐敗作用以及生物物質(zhì)的燃燒。這種循環(huán)使大氣中的二氧化碳平均含量維持在300 mL/m3。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，從1880～1970年，CO2從280 mL/m3增至330 mL/m3。按照目前大氣中CO2濃度的增加速度，幾十年之后，可能會使整個地球氣候變暖，給人類帶來嚴(yán)重的后果，如使旱災(zāi)地區(qū)面積擴(kuò)大，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還將導(dǎo)致地球表面冰川和冰帽溶化，以致海平面上升60～70 cm ，使沿海城市被上漲的海水所淹沒，后果不堪設(shè)想。 ● 碳?xì)浠衔?HC)碳?xì)浠衔锶缤闊N、烯烴及烷基苯等，本身毒性不明顯，它們可被大氣中的 甲烷的主要來源是厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程，如沼澤、泥塘、濕凍土帶、水稻田底部、牲畜反芻、生物質(zhì)燃燒等。水稻田產(chǎn)生的甲烷約為(～)107t/a。OH自由基反應(yīng)： CH3 + H2O4OH氧化，108t，導(dǎo)致大氣中CH4濃度上升?？茖W(xué)家們估計(jì)，按目前甲烷產(chǎn)生的速度，幾十年后，甲烷在溫室效應(yīng)中將起主要作用。非甲烷烴種類很多，如植物排放的非甲烷有機(jī)物可達(dá)367種。OH自由基的反應(yīng)。大氣中鹵代烴包括鹵代脂