【正文】 稻的不同的生長(zhǎng)期，其排放甲烷的能力也不同。因而水稻田成為中國大氣中甲烷的最大的排放源。 （ a）大氣中 CH4的來源35既可以由天然來源產(chǎn)生，也可以由人為來源產(chǎn)生35? 產(chǎn)生甲烷的機(jī)制都是厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程，這時(shí)，有機(jī)物發(fā)生了厭氧分解；? 反芻動(dòng)物以及螞蟻等的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。每個(gè) CH4分子導(dǎo)致溫室效應(yīng)的能力比 CO2分子大 20倍；而且，目前甲烷以每年 1%的速率增加，增加速度之快在其他溫室氣體中是少見的。它在大氣中的濃度僅次于二氧化碳，大氣中的碳?xì)浠衔镉?80～ 85%是甲烷。33 33167。 烷烴；烯烴；芳香烴167。其他碳?xì)浠衔锎蟛糠忠詺馊苣z形式存在于大氣中。 大氣中以氣態(tài)存在的碳?xì)浠衔锏奶荚訑?shù)主要在 1至 10之間，包括可揮發(fā)性的所有烴類。 碳?xì)浠衔?是大氣中的重要污染物。 溫室效應(yīng) ： CO2分子對(duì)可見光幾乎完全透過，但是對(duì)紅外熱輻射，特別是波長(zhǎng)在 12～18μm范圍內(nèi)的紅外熱輻射，則是一個(gè)很強(qiáng)的吸收體，因此低層大氣中的 CO2能夠有效地吸收地面發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，造成溫室效應(yīng)，使近地面大氣變暖。除了植被的作用外，大氣 —— 海洋之間的CO2交換量的變化也能對(duì)大氣 CO2濃度的季節(jié)變化產(chǎn)生一定的影響。30 30167。29 29 CO2的環(huán)境濃度167。 CO2的 人為來源 主要是來自于礦物燃料的燃燒過程。167。 CO2是一種無毒、無味的氣體，對(duì)人體沒有顯著的危害作用。因此，一氧化碳還可以通過消耗 HO自由基使甲烷積累而間接的導(dǎo)致溫室效應(yīng)的發(fā)生。167。27 空氣中存在的 CO也可以導(dǎo)致 臭氧的積累 ：CO + 2O2 →CO 2 + O3167。 + M NO + HO2CO + HO ：約 167。 →CO 2 + H H + O2 + M →HO 2 + M CO + HO2 →CO 2 +OH ① 土壤吸收：細(xì)菌能將 CO代謝為 CO2和 CH4CO + 1/2O2→CO 2 CO + 3H2→CH 4 + H2O167。 + O2 →HCHO + HO →CH 3167。 II. CO的天然來源：主要包括甲烷的轉(zhuǎn)化、海水中 CO的揮發(fā)、植物的排放以及森林火災(zāi)和農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒。 I. CO的人為來源：燃料不完全燃燒， CO氧化為 CO2的速率極慢， 80％是由汽車排放出來的，家庭爐灶、工業(yè)燃煤鍋爐、煤氣加工等工業(yè)過程也排放大量的 CO。 （ 1）一氧化碳167。NOx是導(dǎo)致大氣光化學(xué)污染的重要污染物質(zhì)。NO2使肺部損傷 。對(duì)于典型的汽油，其化學(xué)計(jì)量空燃比為 。 II. 燃燒過程中空氣中的 N2在高溫（ 2100℃ ）條件下氧化生成 NOx。22 22167。 NOx最終將轉(zhuǎn)化為硝酸和硝酸鹽微粒經(jīng) 濕沉降 和 干沉降 從大氣中去除。 NO占 90％以上；NO2占 ％到 10％。 NO和 NO2是大氣中主要的含氮污染物，它們的人為來源主要是燃料的燃燒。 主要討論一氧化氮 (NO)和二氧化氮 (NO2)，用通式NOx表示。 大氣中存在的含量比較高的氮的氧化物主要包括（N2O）、（ NO）和（ NO2）。SH大氣中 H2S 的本底濃度一般在 ～ 20μL/m3 之間，停留時(shí)間 1～ 4 天。而大氣中 H2S 主要的 去除反應(yīng) 為HO此外， H2S 還可以由 COS、 CS2 與 HO167。 大氣中 H2S 的人為源排放量并不大，其主要來源是天然排放。 天然源排放的硫主要是以低價(jià)態(tài)存在，主要包括 H2S、(CH3)2S、 COS 和 CS2，而 CH3S2CH3 和 CH3SH次之。 生物活動(dòng) 產(chǎn)生的含硫化合物主要以 H2S、 (CH3)2S 的形式存在，少量以 CS CH3S2CH3及 CH3SH 形式存在。 海浪 帶出的含硫化合物主要是硫酸鹽，即 SO42。 火山噴射 的含硫化合物大部分以 SO2 的形式存在，少量會(huì)以H2S 和 (CH3)2S 的形式存在。 許多天然源都可以向環(huán)境中排放含硫化合物，如火山噴射、海水浪花和生物活動(dòng)等。167。 來源 ：有 60％來自煤的燃燒， 30％來自石油燃燒和煉制過程；167。 I. SO2的危害（ p21）167。167。167。167。 取地面大氣壓力 P0=114三、大氣中的主要污染物167。 ??167。 ?? R：氣體常數(shù)： ( J/mol?K)。 M：空氣的平均摩爾質(zhì)量（ ） ?? g：重力加速度： (981cm/s2)。 大氣的壓力隨海拔高度的變化可用下面的公式描述： Ph:高度為 h時(shí)的大氣壓力。 大氣的壓力總是隨著海拔高度的增加而減小。167。一般在 1～ 3%。 三、大氣中的主要污染物11一、大氣的主要成分v 大氣的主要成分（體積百分比）包括： v 幾種惰性氣體： He(104)、 Ne(103)、 Ke(104)和 Xe(106)的含量相對(duì)比較高。 一、大氣的主要成分167。伊姆加冰川以每年 74米的速度消失，被認(rèn)為是喜馬拉雅山脈消失速度最快的冰川。這座冰川上較薄的覆蓋物可能加速了表面冰層的融化，因?yàn)樘柈a(chǎn)生的熱量通過這里更易被傳遞到冰層深處。 50年后，由冰川融水匯聚而成的小池塘不斷出現(xiàn)并擴(kuò)大。 海平面上世紀(jì)平均上升了 10到 20厘米52022年 9月 7日在馬爾代夫上空拍攝到的一個(gè)旅游島。 SO3+H2O→H 2SO44 4當(dāng)今人類面臨的環(huán)境問題 —— 全球變暖167。 SO2+hv→SO 2 世界各國皆有不同程度的酸雨侵襲；我國酸雨覆蓋率以國土面積計(jì)已近 40%，并有半數(shù)以上城市受酸雨之害。 1998年９月報(bào) 道，南極上空臭氧空洞的面積 2720104km2，近南極大陸面積的 11倍。2022年 6月 14，北京能見度不到 1000米奧運(yùn)之后的北京奧運(yùn)之后的北京20221020 水立方上空2167。 167。第一篇 大氣環(huán)境化學(xué)1 當(dāng)今人類面臨的環(huán)境問題 —— 大氣污染167。 主要污染物有懸浮顆粒物、一氧 化碳、臭 氧、二氧化硫、鉛等。 全球有 11 億人口生活在空氣污染城 市中。 當(dāng)今人類面臨的環(huán)境問題 —— 臭氧層破壞167。臭氧層耗散導(dǎo)致：皮膚癌；白內(nèi)障3當(dāng)今人類面臨的環(huán)境問題 —— 酸雨侵襲酸雨侵襲167。167。167。 北極海冰區(qū)域大約每 10年收縮 9%167。 6伊姆加冰川從上圖可以看到，二十世紀(jì)五十年代 ，伊姆加冰川 (Imja)上覆蓋著厚厚的一層冰，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，一片銀裝素裹的景象。到二十世紀(jì)七十年代中期，形成了伊姆扎湖。從下圖可以看出，到 2022年，伊姆加湖已經(jīng)擴(kuò)大到大約 1公里長(zhǎng)，平均深度達(dá) 42米，蓄水量超過 3500萬立方米。7珠穆朗瑪峰地區(qū)山脈和冰川的研究8尼泊爾的坤布9冰湖中心小島10第一節(jié) 大氣的組成及其主要污染物 167。 二、大氣層的結(jié)構(gòu)167。v 水的含量是一個(gè)可變化的數(shù)值。v 痕量組分，如 H2(5105)、 CH4(2104)、 CO(1105)、SO2(2107)、 NH3(6107)、 N2O(105)、 NO2(2106)、O3(4106)等。大氣環(huán)境概述N2O212對(duì)流層頂對(duì)流層平流層頂平流層中間層中間層頂熱層 (電離層 )N O ArCO H2ON O O3N O2+、 O+、NO+、 O e N OO2+、 NO+0110100908070605040302010離地面高度 z/ km160 200 240 280 320 溫度 T/K二 . 大氣圈的結(jié)構(gòu)與組成13167。167。 ?? P0：地面大氣壓力。 h：海拔高度： (cm)。 ?? T：海平面絕對(duì)溫度： K。 上述方程兩邊取對(duì)數(shù)： ??167。 一次污染物一次污染物 是指直接從污染源排放的污染物質(zhì)，如 CO、 SONO等。 二次污染物二次污染物 是指由一次污染物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的污染物質(zhì)，如臭氧（ O3）、硫酸鹽顆粒物等。 大氣污染物按照化學(xué)組成還可以分為： 含硫化合物；含氮化合物；含碳化合物；含鹵素化合物15 COS、 CS (CH3)2S、 H2S、 SO SO H2SO MSO3和 MSO4等。 (1)二氧化硫167。 II. 來源與消除167。 消除 ：有 50% 會(huì)轉(zhuǎn)化形成硫酸或硫酸根，另外 50% 可以通過干濕沉降從大氣中被消除。 III. SO2的 濃度特征 ：本底濃度一般在 ～ 10μL/m3之間，停留時(shí)間 3～ 1. 含硫化合物16煤的燃 燒石油 煉 制及燃 燒礦 石中的硫 17北京地區(qū) SO2質(zhì)量濃度日變化曲線早、晚 SO2排放量大，且逆溫層低，空氣穩(wěn)定，排放的 SO2不易擴(kuò)散 ,影響因素包括：高度、污染源位置與風(fēng)向、風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度、低層逆溫、湍流 18（ 2）硫化氫167。167。167。167。167。19167。除火山活動(dòng)外， H2S 主要來自動(dòng)植物機(jī)體的腐爛，即主要由植物機(jī)體中的硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動(dòng)還原產(chǎn)生。 當(dāng)厭氧活動(dòng)區(qū)域接近大氣時(shí)， H2S 就進(jìn)入大氣。的反應(yīng)而產(chǎn)生。 + H2S→H 2O + 202. 含氮化合物167。其中（ N2O）是低層大氣中 含量最高 的含氮化合物，其主要來自于天然源、即由土壤中硝酸鹽 (NO3)經(jīng)細(xì)菌的脫氮作用而產(chǎn)生：NO3 +2H2 +H+→1/2N 2O + 5/2H2O167。21 21（ 1） NOx的來源與消除167。一般有 2/3來自汽車等流動(dòng)源的排放， 1/3來自固定源的排放。167。其中濕沉降是最主要的消除方式。 （ 2）燃料燃燒過程中 NOx的形成機(jī)理 I. 燃料中的含氮化合物在燃燒過程中氧化生成 NOx，即含氮化合物 +O2→NO x。其機(jī)理為鏈反應(yīng)機(jī)制：23O2→O + O 極快O + N2 → NO + N 極快N + O2 → NO + O 極快N + OH →NO + H 極快NO + 1/2O2 →NO 2 慢 23(3)燃料燃燒過程中影響 NOx形成的因素24燃燒溫度：燃燒溫度越高，形成的 NO的數(shù)量也越多空燃比（質(zhì)量比）：化學(xué)計(jì)量空燃比。碳?xì)浠衔铩?CO和氮氧化物的排放量與空燃比的關(guān)系NOx24(4)NOx的危害NO的生物化學(xué)活性和毒性都不如 NO2，可與血紅蛋白結(jié)合，并減弱血液的輸氧能力 。植物毒性 。253. 含碳化合物 167。 CO是一種毒性極強(qiáng)、無色、無味的氣體167。167。其中以甲烷的轉(zhuǎn)化最為重要。 CH4經(jīng) HO自由基氧化可形成 CO，其反應(yīng)機(jī)制為：26CH4 + HO + H2OCH3HCHO + hv→CO + H2 26III. CO的去除167。 ② 與 HO自由基的反應(yīng)，該途徑可去除大氣中約 50％的 COCO + HO167。 ：使人體缺氧窒息；參與光化學(xué)煙霧，適量 CO的存在可以促進(jìn) NO向 NO2的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)了臭氧的積累。 →CO 2 + H H + O2 + M →HO 2 →NO 2 +OH CO本身也是一種溫室氣體，可以導(dǎo)致溫室效應(yīng)；大氣中 CO的增加，將導(dǎo)致大氣中 HO自由基減少，這使得可與 HO自由基反應(yīng)的物種得以積聚。 甲烷是一種溫室氣體，可吸收太陽光譜的紅外部分。28 28（ 2）二氧化碳167。溫室氣體。 I. CO2的來源：大氣中 CO2的來源也包括人為來源和天然來源兩種。 CO2的 天然來源 主要包括：海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動(dòng)植物呼吸和腐敗作用以及燃燒作用。 人類的許多活動(dòng)都直接將大量的 CO2排放到大氣中；同時(shí)，由于人類大量砍伐森林、毀滅草原，使地球表面的植被日趨減少，以致減少了整個(gè)植物界從大氣中吸收 CO2的數(shù)量。 陸地植被具有 吸收和釋放 CO2的雙重作用， 一方面 表現(xiàn)為通過熱帶雨林地區(qū)土地利用方式的改變向大氣釋放 CO2，從而加速 全球溫暖化 的進(jìn)程； 另一方面 ，北半球的植被，尤其是溫帶林和北方森林通過 CO2施肥效應(yīng)吸收大氣中的 CO2，從而 減緩全球溫暖化的進(jìn)程，這兩方面的平衡決定著全球植被，尤其是森林對(duì)大氣CO2濃度變化的貢獻(xiàn)。31 31 167。32（ 3）碳?xì)浠衔?, HC167。167。它們是形成光化學(xué)煙霧的主要參與者。167。 人們常常根據(jù)烴類化合物在光化學(xué)反應(yīng)過程中活性的大小，把烴類化合物區(qū)分為甲烷（ CH4）和非甲烷烴（ NMHC）兩類。 甲烷是無色氣體、性質(zhì)穩(wěn)定。甲烷是一種重要的溫室氣體，可以吸收波長(zhǎng)為 ，將輻射轉(zhuǎn)化為熱量，影響地表溫度。34 34167。? 中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，其水稻田面積約占全球水稻