【正文】 而導(dǎo)致生成HO2。2．大氣中有哪些重要的自由基？其來源如何？大氣中存在的重要自由基有HO、HOR（烷基）、RO（烷氧基）和RO2（過氧烷基）等。大氣中的氟氯烴類主要是通過它們的生產(chǎn)和使用過程進(jìn)入大氣的。氟氯烴類中較受關(guān)注的是一氟三氯甲烷（CFC－11或F－11）和二氟二氯甲烷（CFC－12或F－12）。它們主要是來自于人為源。而CH3I在對(duì)流層大氣中，主要是在太陽光作用下發(fā)生光解，產(chǎn)生原子碘（I）。它們主要由天然過程產(chǎn)生，主要來自于海洋。（4）含鹵素化合物大氣中的含鹵素化合物主要是指有機(jī)的鹵代烴和無機(jī)的氯化物和氟化物。反芻動(dòng)物以及螞蟻等的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。甲烷既可以由天然源產(chǎn)生，也可以由人為源產(chǎn)生。CO2的人為來源主要是來自于礦物燃料的燃燒過程。CO的人為來源主要是在燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的。（3）含碳化合物大氣中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有機(jī)的碳?xì)浠衔铮℉C）和含氧烴類，如醛、酮、酸等。大氣中的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。主要討論一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NOx表示。大氣中H2S主要的去除反應(yīng)為：HO + H2S → H2O + SH。大氣中的SO2約有50%會(huì)轉(zhuǎn)化形成H2SO4或SO42，另外50%可以通過干、濕沉降從大氣中消除。主要按照化學(xué)組成討論大氣中的氣態(tài)污染物主要來源和消除途徑如下：（1）含硫化合物大氣中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亞硫酸鹽（MSO3）和硫酸鹽（MSO4）等。環(huán)境中的大氣污染物種類很多，若按物理狀態(tài)可分為氣態(tài)污染物和顆粒物兩大類；若按形成過程則可分為一次污染物和二次污染物。在弱酸性水體（pH4～5）中，二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為一甲基汞。甲基汞可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二甲基汞。在好氧或厭氧條件下，水體底質(zhì)中某些微生物能使二價(jià)無機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆?。以汞為例，說明其在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化過程，見下圖。我們?cè)谌粘W(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)以開闊的視野，除了環(huán)境化學(xué)之外，廣泛涉獵各相關(guān)學(xué)科，并注重培養(yǎng)自己的實(shí)驗(yàn)操作，如此才可能學(xué)好這門課。這就決定了環(huán)境化學(xué)研究中需要運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)研究、實(shí)驗(yàn)室研究、實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)研究和計(jì)算機(jī)模擬研究相結(jié)合的系統(tǒng)研究方法，主要以化學(xué)方法為主，還要配以物理、生物、地學(xué)、氣象學(xué)等其他學(xué)科的方法。我國(guó)優(yōu)先考慮的環(huán)境問題中與環(huán)境化學(xué)密切相關(guān)的是：以有機(jī)物污染為主的水質(zhì)污染；以大氣顆粒物和二氧化硫?yàn)橹鞯某鞘锌諝馕廴?；工業(yè)有毒有害廢棄物和城市垃圾對(duì)大氣、水和土地的污染等。它既是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)新的重要分支。3．根據(jù)環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn)以及其發(fā)展動(dòng)向，你認(rèn)為怎樣才能學(xué)好環(huán)境化學(xué)這門課程？ （1）環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容、特點(diǎn)：環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問題為研究對(duì)象，以解決環(huán)境問題為目標(biāo)的一門新興學(xué)科。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。通過了《里約環(huán)境與發(fā)展宣言》、《21世紀(jì)議程》等重要文件。c、20世紀(jì)80年代人們對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)有新的突破性發(fā)展，這一時(shí)期逐步形成并提出了持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，指明了解決環(huán)境問題的根本途徑。這是聯(lián)合國(guó)組織首次把環(huán)境問題與社會(huì)因素聯(lián)系起來。對(duì)土地沙化、熱帶森林破環(huán)和野生動(dòng)物某些品種的瀕危滅絕等并未從戰(zhàn)略上重視，明顯沒有把環(huán)境污染與自然生態(tài)、社會(huì)因素聯(lián)系起來?！毒w論》部分重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1．如何認(rèn)識(shí)現(xiàn)代環(huán)境問題的發(fā)展過程？環(huán)境問題不止限于環(huán)境污染，人們對(duì)現(xiàn)代環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)有個(gè)由淺入深，逐漸完善的發(fā)展過程。a、在20世紀(jì)60年代人們把環(huán)境問題只當(dāng)成一個(gè)污染問題，認(rèn)為環(huán)境污染主要指城市和工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的對(duì)大氣、水質(zhì)、土壤、固體廢棄物和噪聲污染。b、1972年發(fā)表的《人類環(huán)境宣言》中明確指出環(huán)境問題不僅表現(xiàn)在水、氣、土壤等的污染已達(dá)到危險(xiǎn)程度，而且表現(xiàn)在對(duì)生態(tài)的破壞和資源的枯竭；也宣告一部分環(huán)境問題源于貧窮，提出了發(fā)展中國(guó)家要在發(fā)展中解決環(huán)境問題。然而，它并未從戰(zhàn)略高度指明防治環(huán)境問題的根本途徑，沒明確解決環(huán)境問題的責(zé)任，沒強(qiáng)調(diào)需要全球的共同行動(dòng)。d、進(jìn)入20世紀(jì)90年代，人們鞏固和發(fā)展了持續(xù)發(fā)展思想，形成當(dāng)代主導(dǎo)的環(huán)境意識(shí)。它促使環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)人類的持續(xù)發(fā)展作為全球的行動(dòng)綱領(lǐng)。2．你對(duì)于氧、碳、氮、磷、硫幾種典型營(yíng)養(yǎng)性元素循環(huán)的重要意義有何體會(huì)？（1）氧的循環(huán)：（2）碳的循環(huán)：（3）氮的循環(huán)（4）磷的循環(huán)（5）硫的循環(huán)（6）體會(huì)：氧、碳、氮、磷和硫等營(yíng)養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)是地球系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，它涉及地層環(huán)境中物質(zhì)的交換、遷移和轉(zhuǎn)化過程，是地球運(yùn)動(dòng)和生命過程的主要營(yíng)力。環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(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)原理和方法的科學(xué)。（2）環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向：國(guó)際上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化學(xué)循環(huán)及其相互耦合的研究；重視化學(xué)品安全評(píng)價(jià)；重視臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。（3）我對(duì)學(xué)好這門課的觀點(diǎn)：環(huán)境化學(xué)包含大氣、水體和土壤環(huán)境化學(xué)多個(gè)分支學(xué)科，研究有害化學(xué)物質(zhì)在大氣、水體和土壤環(huán)境中的來源、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。因此，要求研究人員具有較廣泛的各相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。4．舉例簡(jiǎn)述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程。汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有金屬汞、無機(jī)汞化合物和有機(jī)汞化合物三種。甲基汞脂溶性大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易被魚類等生物吸收，難以代謝消除，能在食物鏈中逐級(jí)放大。二甲基汞難溶于水，有揮發(fā)性，易散逸到大氣中，容易被光解為甲烷、乙烷和汞，故大氣中二甲基汞存在量很少?！洞髿猸h(huán)境化學(xué)》重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1．大氣中有哪些重要污染物？說明其主要來源和消除途徑。按照化學(xué)組成還可以分為含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含鹵素化合物。大氣中的SO2（就大城市及其周圍地區(qū)來說）主要來源于含硫燃料的燃燒。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。（2）含氮化合物大氣中存在的含量比較高的氮的氧化物主要包括氧化亞氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。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。其中濕沉降是最主要的消除方式。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，其中以甲烷的轉(zhuǎn)化最為重要。大氣中的CO可由以下兩種途徑去除：土壤吸收（土壤中生活的細(xì)菌能將CO代謝為 CO2 和 CH4）；與HO自由基反應(yīng)被氧化為CO2。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等。除了燃燒過程和原油以及天然氣的泄漏之外，產(chǎn)生甲烷的機(jī)制都是厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過程。甲烷在大氣中主要是通過與HO自由基反應(yīng)被消除：CH4 + HO→CH3 + H2O。大氣中常見的鹵代烴以甲烷的衍生物，如甲基氯（CH3Cl）、甲基溴（CH3Br）和甲基碘（CH3I）。CH3Cl和CH3Br在對(duì)流層大氣中，可以和HO自由基反應(yīng)。許多鹵代烴是重要的化學(xué)溶劑，也是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料和中間體，如三氯甲烷（CHCl3）、三氯乙烷（CH3CCl3）、四氯化碳（CCl4）和氯乙烯（C2H3Cl）等均可通過生產(chǎn)和使用過程揮發(fā)進(jìn)入大氣，成為大氣中常見的污染物。在對(duì)流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過與HO自由基反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為HCl，然后經(jīng)降水而被去除。它們可以用做致冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業(yè)的溶劑、制造塑料的泡沫發(fā)生劑和消防滅火劑等。由人類活動(dòng)排放到對(duì)流層大氣中的氟氯烴類化合物，不易在對(duì)流層被去除，它們?cè)趯?duì)流層的停留時(shí)間較長(zhǎng)，最可能的消除途徑就是擴(kuò)散進(jìn)入平流層。它們的來源如下：（1）HO來源對(duì)于清潔大氣而言，O3的光離解是大氣中HO的重要來源：對(duì)于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，它們的光離解也可產(chǎn)生HO： 其中HNO2的光離解是大氣中HO的重要來源。亞硝酸酯和H2O2 的光解也可導(dǎo)致生成HO2：如體系中有CO存在：（3）R的來源大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來源是乙醛和丙酮的光解：這兩個(gè)反應(yīng)除生成CH3外，還生成兩個(gè)羰基自由基HCO和CH3CO。它們可參與許多光化學(xué)反應(yīng)過程。另外，它可氧化NO和SO2等：R1R2COO + NO → R1R2CO + NO2R1R2COO + SO2 → R1R2CO + SO3（3）環(huán)烴的氧化：以環(huán)己烷為例（4）芳香烴的氧化（a）單環(huán)芳烴：主要是與HO發(fā)生加成反應(yīng)和氫原子摘除反應(yīng)。4．說明烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中的重要作用。烴類在光化學(xué)煙霧形成過程中占有很重要的地位。通過如上途徑生成的HORO2和RC(O)O2均可將NO氧化成NO2 。依據(jù)以下過程得出：