【文章內(nèi)容簡介】 境中所發(fā)生的空間位移及其所引起的富集、分散和消失的過程。遷移有機械遷移、物理－化學遷移、生物遷移污染物轉化：是指污染物在環(huán)境中通過物理、化學或生物作用導致存在形態(tài)或化學結構轉變的過程。污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大轉化途徑為：化學轉化、光化學轉化和生物轉化。環(huán)境化學研究特點：（1）以微觀研究宏觀：從原子、分子水平，研究宏觀環(huán)境圈層中環(huán)境現(xiàn)象和變化機制；（2）研究對象復雜：既有人為來源的也有天然來源的，處于環(huán)境開放體系內(nèi)，多種環(huán)境因素同時相互作用，其研究需要多學科的結合。（3）物質(zhì)水平低：mg/kg(ppm,106)、ug/kg(ppb,109) 1根據(jù)環(huán)境化學的任務、內(nèi)容和特點以及發(fā)展動向，你認為怎樣才能學好環(huán)境化學這門課？環(huán)境化學是一門研究有害化學物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學特征、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學。環(huán)境化學以化學物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起環(huán)境問題為研究對象，以解決環(huán)境問題為目標的一門新型科學。其內(nèi)容主要涉及：有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中存在的濃度水平和形態(tài)，潛在有害物質(zhì)的來源，他們在個別環(huán)境介質(zhì)中和不同介質(zhì)間的環(huán)境化學行為；有害物質(zhì)對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效用的機制和風險性；有害物質(zhì)已造成影響的緩解和消除以及防止產(chǎn)生危害的方法和途徑。環(huán)境化學的特點是要從微觀的原子、分子水平上來研究宏觀的環(huán)境現(xiàn)象與變化的化學機制及其防治途徑，其核心是研究化學污染物在環(huán)境中的化學轉化和效應。目前，國界上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化學循環(huán)及其相互偶合的研究；重視化學品安全評價、臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。當前我國優(yōu)先考慮的環(huán)境問題中與環(huán)境化學密切相關的是：以有機物污染為主的水質(zhì)污染、以大氣顆粒物和二氧化硫為主的城市空氣污染；工業(yè)有毒有害廢物和城市垃圾對水題和土壤的污染。第二章 大氣環(huán)境化學大氣成分：按濃度分成三大類：（1）主要成分，濃度在1%以上量級，包括氮(N2)，氧(O2)和氬(Ar)；（2）微量成分(也稱次要成分)，濃度在1ppmv到1%之間，包括二氧化碳（CO2），水汽(H2O)，甲烷(CH4)，氦(He), 氖(Ne)，氪(Kr)等；（3）痕量成分，濃度在1ppmv以下，主要有氫(H2)，臭氧(O3)， 氙(Xe),一氧化二氮(N2O)，氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)，氨氣(NH3)，二氧化硫(SO2)，一氧化碳(CO)以及氣溶膠等等。此外，還有一些大氣中本來沒有的，純屬人為產(chǎn)生的污染成分，它們目前在大氣中的濃度多為pptv的量級，如氟氯烴類化合物(常記為CFCs)等。大氣層的結構：對流層、平流層、中間層、熱層、逸散層對流層特性：由于對流層大氣的重要熱源來自于地面長波輻射，因此離地面越近氣溫越高；離地面越遠氣溫則越低。在對流層中，高度每增加100m，℃。云雨的主要發(fā)生層，赤道厚兩極薄。平流層特征：在平流層內(nèi)，大氣溫度上熱下冷，空氣難以發(fā)生垂直對流運動，只能隨地球自轉產(chǎn)生平流運動，平流層氣體狀態(tài)非常穩(wěn)定。在平流層內(nèi)，進入的污染物因平流運動形成一薄層而遍布全球。中間層特征：在中間層中，由于層內(nèi)熱源僅來自下部的平流層，因而氣溫隨高度增加而降低，溫度垂直分布特征與對流層相似；由于下熱上冷，空氣垂直運動強烈。熱層特征：在熱層中，溫度隨高度增加迅速上升。熱層空氣極稀薄，在太陽紫外線和宇宙射線輻射下，空氣處于高度電離狀態(tài)，該層也可以稱為電離層。逸散層：800km以上高空；空氣稀薄，密度幾乎與太空相同；空氣分子受地球引力極小，所以氣體及其微?？梢圆粩鄰脑搶犹右莩鋈ァＤ鏈赜捎谶^程的不同，可分為近地面的逆溫、自由大氣逆溫。近地面的逆溫：輻射逆溫、平流逆溫、融雪逆溫、地形逆溫自由大氣逆溫：亂流逆溫、下沉逆溫、鋒面逆溫逆溫的危害：在對流層中，由于低層空氣受熱不均，能夠使氣體發(fā)生垂直對流運動，致使對流層上下空氣發(fā)生交換。通過垂直對流運動，污染源排放的污染物能夠被輸送到遠方，并由于分散作用而使污染物濃度降低。逆溫現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在較低氣層中，這時氣層穩(wěn)定性特強，對于大氣中垂直運動的發(fā)展起著阻礙作用，對大氣垂直流動形成巨大障礙，地面氣流不易上升，使地面污染源排放出來的污染物難以借氣流上升而擴散。 氣團的穩(wěn)定性與密度層結和溫度層結兩個因素有關。大氣污染源：自然因素：火山噴發(fā)： 排放出SOH2S、COCO、HF及火山灰等顆粒物；森林火災： 排放出CO、COSONO2；自然塵（風砂、土壤塵）；海浪飛沫： 顆粒物主要為硫酸鹽與亞硫酸鹽。人為因素：工廠企業(yè)廢氣排放；交通運輸 ：飛機、機動車、輪船尾氣 ；燃油燃煤（農(nóng)村爐灶）；農(nóng)業(yè)活動（農(nóng)藥噴灑）。大氣中有哪些重要污染物及分類定義：大氣污染物是指由于人類的活動或是自然過程所直接排入大氣或在大氣中新轉化生成的對人或環(huán)境產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。城市中影響健康的主要大氣污染物是二氧化硫（及進一步氧化產(chǎn)物三氧化硫、硫酸鹽）、懸浮顆粒物（煙霧、灰塵、PM）、氮氧化物、一氧化碳、揮發(fā)性有機化合物（碳氫化合物和氧化物）、臭氧、鉛和其他有毒金屬。分類：大氣污染物按存在形式分可分為氣態(tài)污染物和顆粒態(tài)污染物；大氣污染物按形成過程又可以分為一次污染物和二次污染物。一次污染物：是指由污染源直接排入大氣環(huán)境中且在大氣中物理和化學性質(zhì)均未發(fā)生變化的污染物，又稱為原發(fā)性污染物：二次污染物：指由一次污染物與大氣中已有成分或幾種污染物之間經(jīng)過一系列的化學或光化學反應而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物，又稱為繼發(fā)性污染物。 重要污染物來源及消除途徑二氧化硫：燃燒。降水清除：雨除、沖刷；氣相或液相氧化成硫酸鹽；土壤：微生物降解、物理和化學反應、吸收；植被：表面吸收、消化攝?。缓Ｑ?、河流：吸收硫化氫：火山噴射、海水浪花、生物活動等。氧化為二氧化硫（寫去除反應）臭氧：在植被、土壤、雪和海洋表面上的化學反應氮氧化物：燃燒、尾氣排放。土壤：化學反應；植被：吸收、消化攝??；氣相或液相化學反應一氧化碳：不完全燃燒。平流層：與OH自由基反應；土壤：微生物活動；二氧化碳植被：光合作用，吸收；海洋：吸收甲烷：燃燒、泄露、發(fā)酵。土壤：微生物活動；植被：化學反應、細菌活動；對流層及平流層：化學反應碳氫化合物：向顆粒物轉化；土壤：微生物活動；植被：吸收、消化攝取影響大氣污染物遷移的因素由染源排到大氣中的污染物的遷移主要受到空氣的機械運動、由天氣形勢和地理地勢造成的逆溫現(xiàn)象以及污染物本身的特性。基本氣象要素： 氣溫、氣壓、濕度、風、云量燃燒過程中NO的生成量主要與 燃燒溫度 和 空燃比 有關1CFC11和Halon1211d 分子式分別為 CFCl3 和 CF2ClBr 1大氣中的CH4主要來自 煤 、 石油 、 天然氣 的排放。1大氣中有哪些重要自由基?其來源如何?（產(chǎn)生：熱裂解法、光解法、氧化還原法） 大氣中主要自由基有：HO、HOR、RO2 HO的來源：①O3的光解：O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2 O+H2O 2HO ② HNO2的光解： HNO2 +ｈr HO +NO③ H2O2的光解： H2O2 +ｈr 2HO，污染大氣來源是HNO3和H2O。HO2的來源：① 主要來自醛特別是甲醛的光解 H2CO +ｈr H + HCO H + O2 + M HO2 + M HCO + O2 +M HO2 + CO + M ② 亞硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr CH3O + NO CH3O + O2 HO2 + H2CO ③ H2O2的光解：H2O2 +ｈr 2HO HO + H2O2 HO2 + H2OR的來源：RH + O R + HO RH + HO R + H2OCH3的來源：CH3CHO的光解 CH3CHO +ｈr CH3 + CHO CH3COCH3的光解 CH3COCH3 +ｈr CH3 + CH3COCH3O的來源：甲基亞硝酸酯的光解 CH3ONO +ｈr CH3O + NO 甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +ｈr CH3O + NO2RO2的來源：R + O2 RO21敘述大氣中NO轉化為NO2的各種途徑。① NO + O3 NO2 + O2② HO + RH R + H2O R + O2 RO2NO + RO2 NO2 + RORO + O2 R`CHO + HO2 （R`比R少一個C原子）NO + HO2 NO2 + HO1氮循環(huán)主要通過 同化、 氨化、 硝化 和 反硝化等四個生物化學過程完成。1分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學反應稱光化學反應，大氣光化學反應分為初級過程和次級過程。（光化學第一定律）當激發(fā)態(tài)分子的能量足夠使分子內(nèi)的化學鍵斷裂，即光子的能量大于化學鍵時才能引起光離解反應。其次，為使分子產(chǎn)生有效的光化學反應，光還必須被所作用的分子吸收，即分子對某特定波長的光要有特征吸收光譜，才能產(chǎn)生光化學反應。（光化學第二定律）光被分子吸收的過程是單光子過程，由于電子激發(fā)態(tài) 分子的壽命108s，在如此短的時間內(nèi)，輻射強度比較弱的情況下，只可能單光子過程，再吸收第二個光子的幾率很小。1大氣中重要吸光物質(zhì)的光離解(1) ON2的光離解 N2的光離解限于臭氧層以上(2) O3的光離解（3）NO2的光離解 據(jù)稱是大氣中唯一已知O3的人為來源(4) HNO HNO3的光解初級過程次級過程HNO2的光解是大氣中HO的重要來源之一。(5) 甲醛的光離解初級過程 對流層中由于有O2的存在，可進一步反應醛類光解是氫過氧自由基（H02 ）的主要來源（6）鹵代烴的光解如果有一種以上的鹵素，則斷裂的是最弱的鍵。CH3－F CH3－H CH3－Cl CH3－Br CH3－I1含有NOx和CH化合物等一次污染物的大氣，在陽光的照射下發(fā)生光化學反應而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學煙霧。（控制：控制反應活性高的有機物的排放；控制臭氧的濃度）特征：藍色煙霧，強氧化性，具有強刺激性，使大氣能見度降低，在白天生成傍晚消失， 高峰在中午。光化學煙霧形成的簡單機制光化學煙霧形成反應是一個鏈反應，鏈的引發(fā)主要是NO2的光解。引發(fā)反應：自由基傳遞：碳氫化合物的存在是自由基轉化和增殖的根本原因： 過氧酰基終止： 1說明烴類在光化學煙霧形成過程中的重要作用。 烷烴可與大氣中的HO和O發(fā)生摘氫反應。RH + HO R + H2ORH + O R + HOR + O2 RO2RO2 + NO RO + NO2RO + O2 R`CHO + HO2RO + NO2 RONO2另外：RO2 + HO2 ROOH + O2ROOH +ｈr RO + HO稀烴可與HO發(fā)生加成反應，從而生成帶有羥基的自由基。它可與空氣中的O2結合成相應的過氧自由基，由于它有強氧化性，可將NO氧化成NO2，自身分解為一個醛和CH2OH。如乙烯和丙稀。CH = CH + HO CH2CH2OHCH3CH = CH2 CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2CH2CH2OH + O2 CH2(O2)CH2OHCH2(O2)CH2OH + NO CH2(O)CH2OH + NO2 CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OHCH2(O)CH2OH + O2 HCOCH2OH + HO2CH2OH + O2 H2CO + HO2稀烴還可與O3發(fā)生反應，生成二元自由基，該自由基氧化性強，可氧化NO和SO2等生成相應的醛和酮。光化學反應的鏈引發(fā)反應主要是NO2的光解，而烷烴和稀烴均能使NO轉化為NO2，因此烴類物質(zhì)在光化學反應中占有很重要的地位。硫酸煙霧型污染：由于煤燃燒而排放出來的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。SO2轉化為SO3的氧化反應主要靠霧滴中錳、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，稱還原性煙霧。SO2滴的催化氧化速度與金屬離子濃度、PH、溫度有關。2硫酸煙霧（倫敦型煙霧）與光化學煙霧（洛杉磯煙霧）的比較：硫酸煙霧是還原型煙霧，發(fā)現(xiàn)較早，已出現(xiàn)多次，燃煤產(chǎn)生，冬季，低溫高濕度弱光照，白天夜間連續(xù)；光化學煙霧是氧化型煙霧，發(fā)現(xiàn)較晚，汽車尾氣，夏秋季，高溫低濕度強光照，白天