【正文】 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(dòng)。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(huì)，這是本世紀(jì)人類社會(huì)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。我國分別在1971981989和1996年召開了四次全國環(huán)境會(huì)議，推動(dòng)了我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)環(huán)境認(rèn)識(shí)的發(fā)展。● 環(huán)境污染得到有效控制 11．環(huán)境監(jiān)測(cè)新技術(shù)●有害物質(zhì)對(duì)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 ●環(huán)境分析化學(xué) 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(shí)存在時(shí)，會(huì)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。●按污染物的形態(tài)分類，有氣體污染物、液體污染物和固體污染物?！癜慈祟惿鐣?huì)不同功能產(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。大氣環(huán)境化學(xué)：研究對(duì)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。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(duì)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。●污染控制化學(xué) 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。垂直溫度分布與對(duì)流層相似。逆溫現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在較低氣層中，這時(shí)氣層穩(wěn)定性強(qiáng)，對(duì)于大氣中垂直運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，不利于大氣中污染物的擴(kuò)散，導(dǎo)致排放的氣體污染物累積并產(chǎn)生污染事故。相反，當(dāng)氣 團(tuán)下降時(shí)，由于外界壓力加大，氣團(tuán)被壓縮而增溫即絕熱增溫。地球輻射波長都在4μm以上，輻射極大值位于10μm處，即主要是紅外長波輻射。 動(dòng)植物死后，其中的蛋白質(zhì)被生物分解成銨鹽返回土壤，一部分被植物直接吸收；另一部分被細(xì)菌逐漸轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，既可被植物吸收，也可被細(xì)菌的脫氮作用轉(zhuǎn)化成N2O，或通過反硝化作用產(chǎn)生N2；而亞硝酸鹽也可通過化學(xué)去氮作用轉(zhuǎn)化成N2或NO；土壤中的銨鹽也可轉(zhuǎn)化成NH3并進(jìn)入大氣。、RC(O)O2而HONO的可能來源有：NO2 +H2O、H2O2 + hν 2OHOH →CO2 + HHO2● 化學(xué)反應(yīng)去除表23列出了一些氣體污染物的匯。SO2是酸雨的主要前體物，而H2S在大氣中則可被氧化成SO2。H2S + O3→ H2O + SO2表24 大氣中一些含氮化合物的濃度 N2O +O →N2 +O2N2 + O2 →2NO(e)森林火災(zāi)、農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒每年將產(chǎn)生60106t CO。CO的主要危害在于能參與光化學(xué)煙霧的形成以及造成全球性的環(huán)境問題。(a) 海洋脫氣。碳通過大氣、海洋和生物圈，在自然界中形成了二氧化碳與各種碳化合物的自然循環(huán)。早在50年代曾有人提出，如果大氣中CO2增加兩倍，℃。大氣污染研究中通常把碳?xì)浠衔锓譃榧淄楹头羌淄闊N(NMHC)兩類。稻田是大氣甲烷重要排放源之一，它是在嚴(yán)格厭氣條件下，通過微生物代謝作用，有機(jī)質(zhì)礦化過程產(chǎn)生的。大氣中CH4的主要去除過程是與目前排放到大氣中的CH4大部分被它們最主要的大氣化學(xué)反應(yīng)是與 由于對(duì)CFCs的限制和管理，今后的排放水平會(huì)降低，但因其停留時(shí)間較長，至少到下世紀(jì)，大氣中CFCs濃度仍會(huì)很高。CFXCl2 +hν 按照《蒙特利爾議定書》倫敦修正案要求，將在2000年或2005年前全部停止生產(chǎn)和使用CFCs、 四氯化碳和氯仿等。當(dāng)發(fā)生光化學(xué)煙霧時(shí)， ～ mL/m3。PAN的濃度通常隨光化學(xué)氧化劑的總濃度而變化，其濃度是有明顯的日變化和月變化現(xiàn)象，一天中最高值出現(xiàn)在正午前后，一年中夏季最高，冬季最低。CH3CPAN的去除主要是通過熱分解反應(yīng)。氣象學(xué)作用一方面要了解氣象學(xué)作用對(duì)污染物的分散、遷移的影響；另一方面要研究污染物 進(jìn)入大氣后引起的氣象變化。大氣污染使能見度降低，給交通帶來不便；大氣能見度可由下式計(jì)算： 對(duì)環(huán)境化學(xué)較重要、研究較多的光化學(xué)反應(yīng)類型包括光解反應(yīng)、激發(fā)態(tài)分子的反應(yīng)及光催化反應(yīng)；其中光解反應(yīng)是造成近地大氣層二次污染如光化學(xué)煙霧和酸沉降、清除對(duì)流層中活潑化學(xué)物質(zhì)，使之不能進(jìn)入同溫層或?qū)е峦瑴貙又胁砍粞鯇雍膿p的重要反應(yīng)，它往往是大氣中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)反應(yīng)，是產(chǎn)生活性化學(xué)物種和自由基的重要源泉；光解反應(yīng)對(duì)于大氣中許多污染物質(zhì)的降解和清除起著舉足輕重的作用。Beerlambert 定律給出了定量關(guān)系式：這里I0、I分別是入射光強(qiáng)度和透射光強(qiáng)度，l為容器的長度，lgI0/I為該氣體的吸收率。光化學(xué)反應(yīng)的起始反應(yīng)(初級(jí)過程)是：s/光量 子；C為光速，1010 cm/s； N0為阿伏加德羅常數(shù)，1023/mol；代入上式得：如果一個(gè)物質(zhì)在光吸收過程中有部分進(jìn)行光物理過程，又有部分產(chǎn)生光化學(xué)過程，那么， 所有初級(jí)過程量子產(chǎn)額之和必定等于1。該鏈?zhǔn)椒磻?yīng)總量子產(chǎn)額可達(dá)106。φc=（d[C]/dt ）/Ia = （d[ A]/dt）/Ia2）污染大氣中重要的光化學(xué)反應(yīng)圖29是Z=0和Z=80176。R= d[A]/dt =k[A] k為速率常數(shù)例如，H2和Cl2混合物光解，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：若λ=300 nm, E= kJ/mol；λ=700 nm, E= kJ/mol。對(duì)于大氣環(huán)境化學(xué)來說， 光化學(xué)過程最重要的是受激分子會(huì)在激發(fā)態(tài)通過反應(yīng)而產(chǎn)生新的物種。式中A*為A的激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)物種A*進(jìn)一步發(fā)生下列各種過程。式中r為能見度(km)，C為微粒濃度(μg/m3)；近十年來國內(nèi)外一些學(xué)者研究了大氣污染與能見度的關(guān)系，認(rèn)為影響大氣能見度的主要物質(zhì)是顆粒物、硫酸鹽、硝酸鹽和碳黑等，各組分的貢獻(xiàn)大小與當(dāng)?shù)匚廴绢愋陀嘘P(guān)。大氣擴(kuò)散可使污染物稀釋，使SO2等的濃度降低，有時(shí)也使污染源排放的污染物影響居民的生活環(huán)境。人工翻土、開發(fā)礦山、燃料燃燒及一些蒸氣在大氣中凝聚或被飄塵吸附等均是大氣顆粒物的人為源。+ O3 →ClO此外，人們還發(fā)現(xiàn)植物排放的萜類碳?xì)浠衔锖蚇O經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)也可產(chǎn)生O3。O3對(duì)動(dòng)植物也是有害的；如可導(dǎo)致葉子損傷、 影響植物生長，降低產(chǎn)量。氟化物主要以氣體和含氟飄塵的形式污染大氣。表27 一些CFCs和Halon在大氣中的壽命 大氣化學(xué)中碳?xì)浠衔锿ǔＶ赴藗€(gè)碳原子以下的有機(jī)化合物。因此，低層大氣中的CO2能夠有效地吸收地面發(fā)射的長波輻射，使近地面大氣變暖。CO的去除途徑主要被土壤中某些細(xì)菌吸收，并代謝為CO2和CH4；此外，CO與CH3 + O2 →HCHO+生命有機(jī)體分解產(chǎn)生的CH4經(jīng)最后一個(gè)反應(yīng)是平流層中NO的天然源，而NO對(duì)臭氧層有破壞作用。NO3－ + 2H2 + H+→ 1/2 N2O + 5/2 H2O～ cm/s。排放到大氣中的污染物，在源附近濃度較大，隨后被周圍空氣逐漸稀釋；這個(gè)過程受到許多因素影響；大氣污染物可通過干沉降、濕沉降及化學(xué)反應(yīng)過程而去除。由于農(nóng)藥及化肥的施用量相當(dāng)大，對(duì)大氣等環(huán)境造成的影響不能忽視。通常所說的大氣污染源一般是指由人類活動(dòng)向大氣輸送污染物的發(fā)生源。自由基還會(huì)通過復(fù)合反應(yīng)而去除，例如： 的源，但是它在大氣中的濃度比HCHO要低得多，故遠(yuǎn)不如HCHO重要。HCO、RO2的主要來源 、烴基、烴類含氧基、過氧基等。按照停留時(shí)間的長短，大氣組分可分為三類：(1) 準(zhǔn)永久氣體：NAr、Ne、Kr、Xe。 ● 大氣中CH4主要來源自濕地、牛群、稻田等，濃度僅次于CO2，其溫室效應(yīng)比CO2大2030倍。如近地面大氣中水汽和CO2量增加，它們會(huì)吸收地面長波輻射，在近地面與大氣層間形成絕熱層，使近地面熱量得以保持，并導(dǎo)致全球氣溫升高，直接影響人類的生活和安全。因此，大氣對(duì)地表保持在適宜的溫度范圍起了重要作用。故波長小于290 nm的太陽輻射不能到達(dá)地面，而800～2000 nm的長波輻射則幾乎都被水分子和二氧化碳所吸收。如上所述，太陽的表面溫度為6000 K，地球表面的溫度為285～300 K，由此可以算得：地球的λm約為10 μm，而太陽的λm為483 nm。具體可用氣團(tuán)的干絕熱減溫率(Гd )和氣溫垂直遞減率(Г) 的大小判斷：當(dāng)Гd Г時(shí)，氣團(tuán)穩(wěn)定，不利于擴(kuò)散；當(dāng)Гd Г時(shí)，氣團(tuán)不穩(wěn)定，有利于擴(kuò)散；當(dāng)Гd = Г時(shí)，氣團(tuán)處于平衡狀態(tài)。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)?！?建設(shè)一批生態(tài)城鎮(zhèn) 3）我國環(huán)境污染防治面臨的主要問題 (7)海灣戰(zhàn)爭造成的環(huán)境污染。 a、有害物質(zhì)對(duì)大氣、水、土壤和動(dòng)植物的污染并達(dá)到致害的程度 1990年底爆發(fā)的海灣戰(zhàn)爭歷時(shí)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。隨著社會(huì)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) 6．城市空氣質(zhì)量控制機(jī)理與技術(shù)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。3）環(huán)境化學(xué)的任務(wù)邊界層的氣溫垂直遞減率可以大于零、等于零或小于零。這些情形示于圖22中。圖23表示太陽輻射和地球輻射的光譜分布。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%。 這就是所謂的“溫室效應(yīng)”（greenhouse effect）。 (2)可變組分：COCHHN2O、OO2。大氣中含有豐富的氮，但不能為植物所直接利用。、ROO + O2→ CO + HO2 OH +包括：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)。 ● 天然源● 干沉降大氣中的物質(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。我國酸雨屬硫酸型酸雨，即致酸物質(zhì)主要是SO42。碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳。OH自由基氧化可形成CO。OHOH自由基反應(yīng)也可轉(zhuǎn)化為CO2。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，從1880～1970年，CO2從280 mL/m3增至330 mL/m3。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。ClO氯氟烴的排放使大氣臭氧層受到極大的破壞，故必須控制CFCs的生產(chǎn)。氟化氫氣體能很快與大氣中水汽結(jié)合，形成氫氟酸氣溶膠；四氟化硅在大氣中與水汽反應(yīng)形成水合氟化硅和易溶于水的氟硅酸。對(duì)O3敏感的植物如煙草、菠菜、～ mL/m3～8 h，就會(huì)出現(xiàn)傷害。NO2 +hν→NO + O 其中，NO可由NO2光解或N2O與O的反應(yīng)提供，對(duì)流層中還可直接來源于人為排放等。+O2過氧乙酰硝酸酯(PAN)：過氧乙酰基硝酸酯系列RCH2C(O)OONO2是光化學(xué)煙霧污染產(chǎn)生危害的重要二次污染物，通常包括：過氧乙?；跛狨?PAN)、過氧丙?；跛狨?PPN)、過氧丁?；跛狨?PBN)，其 中PAN是該系列的代表。一些物理過程及化學(xué)過程可形成氣溶膠，有時(shí)兩個(gè)過程同時(shí)發(fā)生。此外，由于城市氣溫高于四周，往往形成城市熱島，市區(qū)被污染的暖氣流上升，并從高層向四周擴(kuò)散；郊區(qū)較鮮的冷空氣則從低層吹向市區(qū)，構(gòu)成局部環(huán)流，這樣加強(qiáng)了城區(qū)與郊區(qū)的氣體交換，但也使污染物在一定程度上限于此局部環(huán)流之中，而不易向更大范圍內(nèi)擴(kuò)散、稀釋。如在京津地區(qū)大氣污染對(duì)能見度影響的諸因素中，硫酸鹽占首位，其貢獻(xiàn)率達(dá)50%以上，氣溶膠含碳化合物的貢獻(xiàn)約為20%～30%，兩者的貢獻(xiàn)約70%～80%。SOPAN和乙烯等污染物隨空氣通過植物的呼吸作用進(jìn)入植物體內(nèi)。時(shí)，太陽光強(qiáng)度隨波長的分布示意圖。波長300 nm＜λ≤380 nm時(shí)，其量子產(chǎn)額φ≈1；λ＞380 nm時(shí)，φ 迅速下降；λ=405 nm時(shí)，φ=；當(dāng)λ＞420 nm時(shí)，φ=0，即NO2不再發(fā)生光。Ia=I0ελ[A]式中：λ為光量子的波長；h為普朗克常數(shù)，1034J輻射躍遷： A* A + hν (熒光、磷光) (24)一個(gè)原子、分子、自由基或離子吸收一個(gè)光子所引發(fā)的反應(yīng)，稱為光化學(xué)反應(yīng)。污染物在大氣中的化學(xué)轉(zhuǎn)化，大多是由光化學(xué)反應(yīng)引發(fā)所致。 ● 對(duì)人體健康的影響● 對(duì)材料的影響氣溶膠顆粒對(duì)光有散射和吸收作用，會(huì)明顯導(dǎo)致霾的出現(xiàn)和能見度降低，但更為嚴(yán)重的是它會(huì)影響地球的熱平衡。這里主要介紹氣象學(xué)作用。PAN能刺激眼睛，還能對(duì)植物生長等產(chǎn)生不利的影響。大氣中測(cè)出PAN即可作為發(fā)生光化學(xué)煙霧的依據(jù)。 + M自然界的光化學(xué)過程是O3的重要來源，由CO產(chǎn)生O3的光化學(xué)機(jī)制為：臭氧： 臭氧是天然大氣中重要的微量組分，～ mL/m3；大部分集中在10～30 km的平流層，對(duì)流層臭氧僅占10％左右。氟有高度的生物活性，對(duì)許多生物具有明