大氣環(huán)境化學(xué)思考題答案

1、環(huán)境化學(xué)作業(yè)（一）1.請(qǐng)論述國(guó)內(nèi)外大氣環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向？請(qǐng)論述國(guó)內(nèi)外大氣環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向？答：大氣環(huán)境化學(xué)的研究包括大氣污染化學(xué)過程的研究、全球大氣環(huán)境中化學(xué)變化的研究以及大氣污染的化學(xué)模式研究等，其中，臭氧、氣溶膠和溫室氣體由于涉及全球環(huán)境問題，是研究的主要對(duì)象。大氣環(huán)境化學(xué)發(fā)展至今已有近百年的歷史，一些相關(guān)概念也隨之更新。國(guó)際：研究輻射活性氣體的發(fā)生、轉(zhuǎn)化與歸趨，對(duì)地球的起源、演變和持續(xù)發(fā)展有重要作用。已發(fā)現(xiàn)生物源輻射活性氣體的

2、源強(qiáng)超過化石燃料燃燒的源強(qiáng)，其生成和消失的生化過程和光化學(xué)過程值得深入研究。例如，與光合作用有關(guān)的氣體釋放過程、與維管束傳輸有關(guān)的釋放過程、與土壤微生物有關(guān)的釋放過程以及與根系分泌物和化感物質(zhì)有關(guān)的釋放過程等。平流層和對(duì)流層化學(xué)一直是大氣化學(xué)研究的重要內(nèi)容。如何利用化學(xué)手段進(jìn)行CO2控制已有研究。臭氧空洞的形成及其原因以及如何保護(hù)臭氧層的問題，已是當(dāng)今全球性環(huán)境問題的熱點(diǎn)。非均相大氣化學(xué)反應(yīng)得到了很大重視，如Solomon、Turco等

3、人指出僅依據(jù)氣相反應(yīng)還不能很好解釋臭氧空洞的形成，必須研究大氣中冰晶氣溶膠上的非均相反應(yīng)，研究在平流層和對(duì)流層中氣溶膠表面吸附特性與催化作用，了解這些非均相表面的化學(xué)過程，將有助于進(jìn)一步了解臭氧空洞形成的根源。為保護(hù)臭氧層，減緩大氣臭氧耗損，研究超細(xì)顆粒物的低溫反應(yīng)儲(chǔ)庫(kù)化合物與活性種的低溫催化失活反應(yīng)特性，尋找調(diào)控臭氧的最佳條件等方面的研究極為活躍。國(guó)內(nèi)：近年來中國(guó)大氣污染化學(xué)的研究，大體可歸納為：大氣顆粒物的表征和污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律

4、兩方面。在對(duì)大氣顆粒物的表征研究中，已經(jīng)對(duì)大氣顆粒物的物理化學(xué)特性、化學(xué)組成與存在狀態(tài)及大氣顆粒物來源識(shí)別進(jìn)行了深入的探討，為大氣氣溶膠（顆粒物）化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，對(duì)認(rèn)識(shí)和解決大氣污染問題有一定的導(dǎo)向性作用。此外，在掌握中國(guó)大氣污染特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，有關(guān)圍繞燃煤產(chǎn)生的污染物在大氣環(huán)境中遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律及其影響的研究，已成為大氣環(huán)?？蒲泄ぷ鞯闹饕獌?nèi)容。由于臭氧層破壞和溫室效應(yīng)等全球性大氣環(huán)境問題受到國(guó)際上的重視，對(duì)于痕量氣體甲烷、氟氯烴、氧

5、化亞氮、二氧化碳等的源與匯以及它們與大氣中際O3或其它活性種（如25自由基等）的反應(yīng)機(jī)制，環(huán)境效應(yīng)，已成為大氣（污染）化學(xué)研究的熱門課題。中國(guó)也已開展了氟氯鹵代烴、芳香烴等溫室氣體與自由基的反應(yīng)及光化學(xué)的各項(xiàng)機(jī)理研究。如研究了OH自由基與氟利昂的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等基礎(chǔ)性問題。此外，瞬態(tài)物種的分析和監(jiān)測(cè)（如對(duì)臭氧層化學(xué)反應(yīng)中自由基的檢測(cè)）為認(rèn)識(shí)大氣化學(xué)動(dòng)態(tài)過程提供了重要數(shù)據(jù)。污染物的光化學(xué)反應(yīng)也有較多研究。如苯乙烯空氣體系的光化學(xué)反應(yīng)（苯乙

6、烯可轉(zhuǎn)化為苯甲酸、苯甲醛、苯乙酮、甲苯、乙苯等11種反應(yīng)產(chǎn)物）.二甲苯NO2空氣體系的光化學(xué)反應(yīng)等。對(duì)燃煤和燃油產(chǎn)生的硫氧化物和氮氧化物等污染物的控制一直是研究的熱點(diǎn)之一，但基礎(chǔ)性的化學(xué)研究較少。污染控制材料的化學(xué)基礎(chǔ)研究也是重要的研究?jī)?nèi)容，除此以外，對(duì)溫室氣體的排放控制研究，對(duì)大氣可吸中長(zhǎng)期懸浮，易將污染物傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方。4）、參與和影響大氣化學(xué)反應(yīng)氣溶膠粒子能提供反應(yīng)界面，有些在氣相中進(jìn)行得比較慢的反應(yīng)，在顆粒物表面則可以較快的發(fā)

7、生非均相反應(yīng)。顆粒物表面在其中可能起了催化作用。5）、對(duì)全球氣候變化的影響氣溶膠粒子中的碳黑能吸收太陽輻射，使大氣溫度升高；而硫酸鹽氣溶膠對(duì)太陽輻射又具有反射作用，使大氣溫度下降（即所謂陽傘效應(yīng)）。6）、在酸沉降和富營(yíng)養(yǎng)化中的重要影響氣溶膠粒子中所含的碳酸鈣、氨等堿性成分能中和降水中的酸性物質(zhì)，這是許多SO2排放量大的地區(qū)并未發(fā)生嚴(yán)重的酸雨污染的一個(gè)重要原因。7）、損害人體健康可吸入粒子中有害的化學(xué)成分會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。由上可見

8、，顆粒物的粒徑和化學(xué)成分不同，其大氣化學(xué)行為不同，對(duì)人體健康和全球氣的影響也不同。因此，大氣顆粒物的粒徑大小和化學(xué)組成是決定其環(huán)境影響和危害性的重要因素。4.4.簡(jiǎn)要比較分析顆粒物源解析技術(shù)及存在的問題簡(jiǎn)要比較分析顆粒物源解析技術(shù)及存在的問題答：顆粒物源解析技術(shù)大體可分3種a.排放清單b.以污染源為對(duì)象的擴(kuò)散模型c.以污染區(qū)域?yàn)閷?duì)象的受體模型。a、排放清單：排放清單是通過觀測(cè)和模擬大氣顆粒物的源排放量、排放特征及排放地理分布等，建立列表

9、模型。排放清單內(nèi)容主要包括點(diǎn)源、面源。該方法需要詳盡的污染源排放清單，且計(jì)算過程復(fù)雜，排放參數(shù)的選取對(duì)結(jié)果影響很大，如缺乏部分源排放因子，則估算存在較大的不確定性。b、擴(kuò)散模型：對(duì)大氣顆粒物污染源的研究始于以排放量為基礎(chǔ)的擴(kuò)散模型，也稱源模型。大氣污染擴(kuò)散模型是基于統(tǒng)計(jì)理論的正態(tài)煙流模式，以目前廣泛應(yīng)用的穩(wěn)態(tài)封閉型高斯擴(kuò)散方程為核心，主要用于計(jì)算點(diǎn)源、面源、體源及開放的各種工業(yè)源排放的SO2、TSP、PMm、NOx和CO等污染物在環(huán)境空

10、氣中的濃度分布。擴(kuò)散模型是根據(jù)污染源排放率和當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料來估算污染源排放并擴(kuò)散到采樣點(diǎn)處大氣顆粒物的貢獻(xiàn)。擴(kuò)散模型需要提供顆粒物擴(kuò)散過程中詳細(xì)的氣象資料，需要知道粒子在大氣中生成、消除和輸送的重要特征參數(shù)，這些參數(shù)的取得及其規(guī)律性的把握給擴(kuò)散模型帶來了復(fù)雜性和實(shí)際操作中取得這些參數(shù)的困難性。而且擴(kuò)散模型中許多變量在時(shí)空上是隨機(jī)且復(fù)雜的，彼此之間互為獨(dú)立，并且利用擴(kuò)散公式只能估算出近似值，無法準(zhǔn)確描述顆粒物在大氣中的擴(kuò)散特征，因此擴(kuò)散模