大气化学复习讲义梦想南信制作htp/ ww.nuist. net. c 大气化学复习讲义 大气化学大气成分的停留时间 物种自源发射出来后,知道被清除掉,平均在大气中生存的时间。表征了这些组分在 大气循环过程的活跃程度 二.大气成分的浓度表示方法 可用单位体积中所含物种质量,摩尔数或者分子数来表示,也可以用混合比来表示。 1)混合比和摩尔比:mi| mol mol-1l 仍 s moles of i i的分压 气的分压 空气密度变化时,m保持常数,具有守恒性质 常用浓度单位 I ppmv= lx10-6 mol mol-1 I ppby Ix10-9 mol mol-1 1x10-12 mol mol-1 2)质量浓度pi:mg/m3g/m3 0-3g1pg=10-6g 样品所收集的气体体积随温度、压力而变 3)摩尔浓度pi·:molm3 camel/m3nmol/m3 Inmol10-9mol 4)数浓度:个/cm3分子数/cm3 如标准状态下空气分子数浓度 6023×1023 101325 8.314×298 )2/m3=246×109/ 01 ppt OH自由基=246×10/cm310-3=246×10°/cm3 大气成分的源汇概念 源:由化学过程、生物过程、火山喷发、放射性衰变及人类活动产生气体的过程。 汇:通过化学过程、生物过程、物理过程去除气体的过程。 气体循环:各圈层之间的物质交换,动态平衡 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 1 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 大气化学复习讲义 一. 大气化学大气成分的停留时间 物种自源发射出来后，知道被清除掉，平均在大气中生存的时间。表征了这些组分在 大气循环过程的活跃程度。 二. 大气成分的浓度表示方法 可用 单位体积中所含物种质量，摩尔数或者分子数来表示，也可以用混合比来表示。 1）混合比和摩尔比： mi [mol mol-1] 空气密度变化时，mi 保持常数，具有守恒性质 常用浓度单位： 1 ppmv = 1x10-6 mol mol-1 1 ppbv = 1x10-9 mol mol-1 1 pptv = 1x10-12 mol mol-1 2）质量浓度ρi ：mg/ m3 µg / m3 1mg=10-3g 1µg =10-6g 样品所收集的气体体积随温度、压力而变 3）摩尔浓度ρi ‘：mol/ m3 µamol / m3 nmol /m3 1nmol=10-9mol 4) 数浓度：个/cm3 分子数/cm3 三．大气成分的源汇概念： 源：由化学过程、生物过程、火山喷发、放射性衰变及人类活动产生气体的过程。 汇：通过化学过程、生物过程、物理过程去除气体的过程。 气体循环：各圈层之间的物质交换，动态平衡 空气的分压 i的分压 moles of air moles of i mi = = 1 9 3 1 3 6 3 2 5 3 1 9 3 2 3 ' a 0.1 2.46 10 10 2.46 10 2.46 10 2.46 10 8.314 298 101325 6.023 10 : ppt OH cm cm m cm RT P na Na Na = = = = = = = 自由基 − 则： 如标准状态下空气分子数浓度
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/www.nuist.netcr 四.光化学第一定律: 只有被体系内分子吸收的光,才能有效的引起体系内的光化学反应,但并非说吸收的 光一定能引起化学反应。 五.光化学第二定律( stark和 einstein定律也称光化当量定律) 1)在光化学初级过程中,物系每吸收一个光子则活化一个分子(原子) 2)能有效的产生光化学反应并造成分子(原子)活化能的光量子仅是那些能量超过活 化能光量子,因而在初级反应中物体吸收的具有活化能的光量子数应等于被活化的分子(原 子)数。 六.光化学和热化学反应的区别: 1.活化能的来源不同:热化学一一自由焓减少的自发反应 光化学一一自由焓增加的自发反应 2.反应速率和温度的关系不同 七.大气成分对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收: SUN EARTH (5800K 290K d normalized Al moshen WAVELENGTH. um 1015a03050 H-O (rotation 05 UvA:320-400nm UvB:275-320nm UV-C: <275nm 波长小于290nm的光到不了地表,波长8002000m的长波辐射几乎都被HOCO2 分子吸收,而300-800m, UV-AUV-B可见光基本不被大气吸收,可到达地面。 八.光化辐射:波长大于290nm 九.光的吸收定律 第2页共9页 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 2 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 四．光化学第一定律： 只有被体系内分子吸收的光，才能有效的引起体系内的光化学反应，但并非说吸收的 光一定能引起化学反应。 五．光化学第二定律（stark 和 einstein 定律也称光化当量定律） 1）在光化学初级过程中，物系每吸收一个光子则活化一个分子（原子） 2）能有效的产生光化学反应并造成分子（原子）活化能的光量子仅是那些能量超过活 化能光量子，因而在初级反应中物体吸收的具有活化能的光量子数应等于被活化的分子（原 子）数。 六．光化学和热化学反应的区别： 1. 活化能的来源不同：热化学――自由焓减少的自发反应 光化学――自由焓增加的自发反应 2. 反应速率和温度的关系不同 七．大气成分对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收： UV-A：320-400nm UV-B：275-320nm UV-C：<275nm 波长小于 290nm 的光到不了地表，波长 800-2000nm 的长波辐射几乎都被 H2O,CO2 分子吸收，而 300-800nm, UV-A UV-B 可见光基本不被大气吸收，可到达地面。 八．光化辐射：波长大于 290nm 九．光的吸收定律：
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/www.nuist.netcr 十.光化学反应的量子产率:在某一特定的初使光化学反应中,反应了的A分子数与吸收 了光子数之比称为该光学反应的初使量子产率。 十一。大气中的主要自由基:OH,HO2RORO2H,CH3,CL,NO3,R1RCOO双自由基) 十二。从全球的观点OH自由基的主要变化因素:稳定浓度不仅取决于参与反应物的浓度, 也取决于各反应系数和紫外辐射通量。南半球高于北半球,因为北半球CO源较大;赤道 地区浓度最高,因为光解反应最强 十三。大气中的氧化剂: 十四。化学动力学之基元反应和质量作用定律: 基元反应( elementary reaction 定义:反应粒子(分子、原子、高子、自由基)直接碰撞一步完成的反应。 即一个化学过程中的每一个中间反应步骤,称为基元反应 质量作用定律:对于基元反应,反应速率r与反应物浓度的乘积成正比。浓度项的指 数为相应的计量数。 十五。反应级数: 1.半衰期( half life) 反应物消耗了一半所需要的时间。 2.零级反应( zero order reaction) 定义:反应速率是常数,与反应物浓度无关。 3.一级反应( first order reaction) 定义:反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应 4.二级反应( second order reaction) 定义:反应速率与反应物的浓度的平方(或两种物质浓度的乘积)成正比的反应。 十六。化学反应速率常数和单位: 十七。阿累尼乌斯经验式 十八。链反应及其三个步骤 定义:反应一且开始,如果不加控制,便会自动地发展下去,其发展方式就好像锁链 一样。故称为链反应 链反应一般分三个阶段:链的引发,链的传递和链的终止 十九。稳态近似法及其应用 在其寿命期内,如果该物种的产生率和损失率基本一致,则该物种处于化学稳态 最短寿的物种: o=lo/k2IOIIO2IM=1/k2IO2IIM 2secs 因反应率R1R4<<R2,R3,|O稳态可用R2=R3 k2|O|M|O2|=k3|O3 第3页共9页 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 3 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 十．光化学反应的量子产率：在某一特定的初使光化学反应中，反应了的 A 分子数与吸收 了光子数之比称为该光学反应的初使量子产率。 十一。大气中的主要自由基：OH, HO2, RO, RO2, H，CH3, Cl, NO3, R1R2COO(双自由基) 十二。从全球的观点 OH 自由基的主要变化因素：稳定浓度不仅取决于参与反应物的浓度， 也取决于各反应系数和紫外辐射通量。南半球高于北半球，因为北半球 CO 源较大；赤道 地区浓度最高，因为光解反应最强。 十三。大气中的氧化剂： 十四。化学动力学之基元反应和质量作用定律： 基元反应（elementary reaction） 定义：反应粒子（分子、原子、离子、自由基）直接碰撞一步完成的反应。 即一个化学过程中的每一个中间反应步骤，称为基元反应。 质量作用定律：对于基元反应，反应速率 r 与反应物浓度的乘积成正比。浓度项的指 数为相应的计量数。 十五。反应级数： 1．半衰期（half life） 反应物消耗了一半所需要的时间。 2. 零级反应（zero order reaction） 定义：反应速率是常数，与反应物浓度无关。 3. 一级反应（first order reaction） 定义：反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应。 4．二级反应（second order reaction） 定义：反应速率与反应物的浓度的平方（或两种物质浓度的乘积）成正比的反应。 十六。化学反应速率常数和单位： 十七。阿累尼乌斯经验式： 十八。链反应及其三个步骤： 定义：反应一旦开始，如果不加控制，便会自动地发展下去，其发展方式就好像锁链 一样。故称为链反应。 链反应一般分三个阶段：链的引发，链的传递和链的终止 十九。稳态近似法及其应用 在其寿命期内，如果该物种的产生率和损失率基本一致，则该物种处于化学稳态 最短寿的物种: O = [O] / k2[O][O2][M] = 1 / k2[O2][M] 2secs 因反应率 R1,R4<< R2,R3， [O]稳态可用 R2=R3 k2[O] [M][O2] = k3 [O3]
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/ ww.nuist. net. c S.S. for Io between R3 and R2 &慢反应R1和R4可略) 奇氧族:Ox=0+O3 R1 2 3 R3 4 Chapman mechanism 慢 O、O3达稳态时 dO.=40+4Ol=0 dt d[O31 R2-R3-R4 d[ol 2R1+R3-R2-R4 d[O R1-R4 kDO2]=kOIO31用[O3代入 k2[O2[M] =kA[OM考虑O2占空气的 kk IOx =O+103 g103 O2+hy->0+0(O2+O(清除)快 O3+0->202 (清除)慢 O3由慢反应步骤控制,即R1和R4;而不是由快反应步骤R2和R3控制 臭氧有效寿命 Effective o3 lifetimeτOx: tOx=IOx/2k4IO103 g 1/2k4IoI (factor of 2 can be derived formally from mass balance, because R4 consumes two Ox,one 03 and one o) 二十。臭氧损耗浅势:定义一个物种对臭氧层的损耗浅势为单位质量物种催化循环引起臭 氧损耗与单位质量的CFC3所引起的臭氧损耗之比 二一。归纳化学机理:归纳化学机理主要是将有机物进行缩减,减少物种个数和反应个数, 第4页共9页 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 4 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn s.s. for [O] between R3 and R2 (& 慢反应 R1 和 R4 可略) O、O3 达稳态时： [Ox] = [O] + [O3] [O3] : O2 + hv ——> O + O ( O3 (生成) 快 O3 + hv ——> O2 + O (清除) 快 O3 + O ——> 2O2 (清除) 慢 ▪ [O3] 由 慢 反应步骤控制，即 R1 和 R4 ；而不是由快反应步骤 R2 和 R3 控制 ▪ 臭氧有效寿命 Effective O3 lifetime Ox: Ox = [Ox]/2k4[O][O3] 1/ 2k4[O] (factor of 2 can be derived formally from mass balance， because R4 consumes two Ox, one O3 and one O) 二十。臭氧损耗浅势：定义一个物种对臭氧层的损耗浅势为单位质量物种催化循环引起臭 氧损耗与单位质量的 CFC13 所引起的臭氧损耗之比。 二一。归纳化学机理：归纳化学机理主要是将有机物进行缩减，减少物种个数和反应个数， O2 O O3 慢 慢 快 Chapman mechanism R3 R4 R1 R2 奇氧族 ：Ox = O + O3 2 3 2 2 1 3 4 1 2 3 2 2 2 3 4 2 1 2 3 2 2 3 3 1 2 4 3 1 4 2 3 4 1 3 2 4 3 3 [ ] 5 [ ] 5 1 [ ] [ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ] [ ][ ]; [ ] 0 [ ] 2 [ ] ; [ ] 0 [ ] [ ] [ ] O k k k k O O M O k k k k O k O M k O k O k O O O R R dt d O R R R R dt d O R R R dt d O dt d O dt d O dt d O x x = = = = = − = = − − = + − − = + = ； 考虑 占空气的 ， 用 代入
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/www.nuist.netcr 吧有机物按其分子结构和化学键进行合并和分类 二。集总机理:按官能团分类,按与OH,O3,O反应速率分类 二三。碳键机理(碳守恒):以分子中碳键为反应单元。 CBM-IV 二四。光化学烟雾: 光化学烟雾:NOx,vOCs在阳光(紫外光部分)照射下,发生光化学反应,称 次污染物和形成的二次污染物(O3,PAN有机气溶胶等)的混合物为光化学烟雾。 (洛杉矶型烟雾 强日光,一定湿度下深沉的强氧化剂和刺激性的浅蓝色烟寡。 NOx, VOCs在城市主要由汽车尾气 二五。大气气溶胶: 大气气溶胶:定义:气溶胶是气体和在重力场中具有一定稳定性的沉降速度小的质 粒的混合系统。 形态:固(烟、尘)、液态(雾)固液混合(烟雾、),有液滴的球形,干气溶 胶大量为不规则型。 二六。平流层族、源分子、储库分子、活性基: 主要物种 奇氧族Ox ,O3,O(D) 奇氢族HOx H, OH, HO2, HNO2, HNO3, HOCL, CH3OOH 奇氮族NOy N, NO, NO2, NO3, N205, HNO2, HNO3, CIONO2, BrONO2 氯族Clx L, CIO, CIO2, HOCL, CIONO2, HCI 溴族Brx Br, Br O, BrONO2, HCI 甲基族 CHoY CH3, CH30, CH302, CH3OOH, CHO 硫氧族SOx SO, SO2, SO3, HSO3, H2S04 对每个族可分为3类 ■源分子:通常来自地表,寿命长(H2O,N2O,CH4CFCs) 活性基:由源分子光解或其它物种反应生成,活性高、寿命短(HOx,Nox,ClOx) 常为催化反应的催化剂 储库分子:活性基与其他分子结合为相对稳定分子(HC,HNO3,CONO2,N2O5) 二七。温室气体:大气中的一些微量气体吸收太阳辐射和地面红外辐射,并发射长波辐射, 像温室一样使地面温度高于有效辐射温度。(如HOCO2,NO,O3,CFC-11CFC-12) 二八。温室气体的辐射强迫:由温室气体浓度变化所造成的地面一一对流层大气系统的辐 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 5 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 吧有机物按其分子结构和化学键进行合并和分类。 二二。集总机理：按官能团分类，按与 OH, O3，O 反应速率分类 二三。碳键机理(碳守恒) :以分子中碳键为反应单元。CBM-IV 二四。光化学烟雾： ◼ 光化学烟雾：NOx，VOCs 在阳光（紫外光部分）照射下，发生光化学反应，称一 次污染物和形成的二次污染物（O3,PAN,有机气溶胶等）的混合物为光化学烟雾。 （洛杉矶型烟雾） ◼ 强日光，一定湿度下深沉的强氧化剂和刺激性的浅蓝色烟雾。 NOx，VOCs 在城市主要由汽车尾气 二五。大气气溶胶： • 大气气溶胶：定义：气溶胶是气体和在重力场中具有一定稳定性的沉降速度小的质 粒的混合系统。 • 形态：固（烟、尘）、液态（雾）、固液混合（烟雾、霾），有液滴的球形，干气溶 胶大量为不规则型。 二六。平流层族、源分子、储库分子、活性基： 族 主要物种 奇氧族 Ox O, O3, O(1D) 奇氢族 HOx H, OH, HO2, HNO2, HNO3, HOCl, CH3OOH 奇氮族 NxOy N,NO,NO2,NO3,N2O5,HNO2,HNO3,ClONO2,BrONO2 氯 族 Clx Cl, ClO, ClO2, HOCl, ClONO2,HCl 溴 族 Brx Br, Br O, BrONO2,HCl 甲基族 CHxOy CH3, CH3O, CH3O2, CH3OOH, CHO 硫氧族 SOx SO, SO2, SO3, HSO3, H2SO4 ◼ 对每个族可分为 3 类： ◼ 源分子：通常来自地表，寿命长（H2O,N2O,CH4,CFCs） ◼ 活性基：由源分子光解或其它物种反应生成，活性高、寿命短（HOx,Nox,ClOx）， 常为催化反应的催化剂。 ◼ 储库分子：活性基与其他分子结合为相对稳定分子（HCl, HNO3, ClONO2, N2O5）。 二七。温室气体：大气中的一些微量气体吸收太阳辐射和地面红外辐射，并发射长波辐射， 像温室一样使地面温度高于有效辐射温度。（如 H2O,CO2,N2O,O3,CFC-11,CFC-12） 二八。温室气体的辐射强迫：由温室气体浓度变化所造成的地面－－对流层大气系统的辐
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/www.nuist.netcr 射强迫使指在对流层顶的入射太阳辐射和出射的长波辐射平衡时的净辐射的变化,引起假 定平流层的问题已调整到辐射平衡,而对流层和地面温度则固定在未扰动时的值。正值意 味着能量滞留,从而造成变暖;负值则意味着能量亏损,造成降温。 九。干沉降 三十。湿沉降 三一。大气组分的分类 大气组分按停留时间的长短: 1)准永久气体:停留时间 Ar, Ne, Kr, x 2)可变化组分:停留时间几年10几年 02, CH4, N20, H2, 02 3)强可变组分:停留时间小于1a,CO,NOx,H2O,NH3, SOx, OCs, aerosol ■按浓度 1)主要成分:>1%,N2,O2,A 2)微量成分:1ppm-1%CO2,CH4,H2O,He,Kr 3痕微量成分:<1ppmH2,O3,CO,N2O,NOx,SOx, VOCs, aerosol 地球大气的主要成分: MIXING RATIO dry air)Imol mol-l Nitrogen(N2) Oxygen(O2) Argon(Ar) 0093 dioxide 365x10-6 (CO2) l8x10-6 Ozone(O3) 0.01-10)x10-6 Helium(He) 2x10-6 Methane(CH4)1.7x10-6 Krypton(kr) L.lx10-6 三三。平流层大气臭氧对生命系统的作用: 臭氧在平流层吸收紫外线不仅阻止了短波长紫外线(UVC,UV-B)到达地面,保护了地 球生物圈,而且改变了透入对流层阳光辐射的谱分布。它在平流层的分布对平流层的温度 结果和大气运动起决定性作用。 三四。从观测中发现平流层O3因损耗而减少的趋势,集中表现在: 第6页共9页 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuistnet.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 6 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 射强迫使指在对流层顶的入射太阳辐射和出射的长波辐射平衡时的净辐射的变化，引起假 定平流层的问题已调整到辐射平衡，而对流层和地面温度则固定在未扰动时的值。正值意 味着能量滞留，从而造成变暖；负值则意味着能量亏损，造成降温。 二九。干沉降 三十。湿沉降 三一。大气组分的分类 ◼ 大气组分按停留时间的长短： 1) 准永久气体：停留时间 106-107a，N2, Ar, Ne, Kr, Xe 2) 可变化组分：停留时间几年-10 几年 CO2, CH4, N2O, H2,O2 3) 强可变组分：停留时间小于 1a，CO, NOx, H2O, NH3, SOx, VOCs, aerosol ◼ 按浓度： 1)主要成分：>1%, N2, O2, Ar 2)微量成分：1ppm~1%, CO2, CH4, H2O, He, Kr … 3)痕微量成分：<1ppm, H2,O3, CO, N2O, NOx, SOx, VOCs, aerosol … 三二。地球大气的主要成分： GAS MIXING RATIO (dry air) [mol mol-1] Nitrogen (N2) 0.78 Oxygen (O2) 0.21 Argon (Ar) 0.0093 Carbon dioxide (CO2) 365x10-6 Neon (Ne) 18x10-6 Ozone (O3) (0.01-10)x10-6 Helium (He) 5.2x10-6 Methane (CH4) 1.7x10-6 Krypton (Kr) 1.1x10-6 三三。平流层大气臭氧对生命系统的作用： 臭氧在平流层吸收紫外线,不仅阻止了短波长紫外线（UV-C，UV-B）到达地面，保护了地 球生物圈，而且改变了透入对流层阳光辐射的谱分布 。它在平流层的分布对平流层的温度 结果和大气运动起决定性作用。 三四。从观测中发现平流层 O3 因损耗而减少的趋势，集中表现在：
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/ ww.nuist. net. c 三五。大气气溶胶分类: 粗粒子>=2um;细粒子30um,重力沉降快 可吸入粒子:可进入人体呼吸道,PM10,PM25 云降水物理 爱根核:D2um 三六。三模态概念: 据实际观测, Whitby提出三模态模型 核模态:r1-2um 三七。大气气溶胶尺度与化学组成的关系: 从气溶粒子组成的水溶性看,细粒子成分中水溶性成分的百分比大,粗粒子成分中水溶性 成分的百分比较小。 百分比%细粒子D2um H4+ 12.8 2.2 SiO2 2.6 22.1 PbO 2.2 0.5 填空: 大气中的CO浓度是时降水与其达到溶解平衡,可计算得到天然云雨水pH应为 通常将的降水称为酸雨 云雨滴清除粒子和气体,在液滴内会发生化学反应,主要有的液相氧化反应 大气中化学物种的循环主要是 三大物种的循环。大 气化学的研究方法有 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuistnet.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 7 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 三五。大气气溶胶分类： 粗粒子>=2um; 细粒子30um，重力沉降快； 可吸入粒子：可进入人体呼吸道，PM10, PM2.5 云降水物理 爱根核： D2um 三六。三模态概念： 据实际观测，Whitby 提出三模态模型： 核模态：r1-2um 三七。大气气溶胶尺度与化学组成的关系： 从气溶粒子组成的水溶性看，细粒子成分中水溶性成分的百分比大，粗粒子成分中水溶性 成分的百分比较小。 百分比% 细粒子 D2um SO42- 29.6 3.8 NH4+ 12.8 2.2 SiO2 2.6 22.1 PbO 2.2 0.5 填空： 大气中的 CO2 浓度是_______时降水与其达到溶解平衡，可计算得到天然云雨水 pH 应为 ______ 通常将_____________的降水称为酸雨 云雨滴清除粒子和气体，在液滴内会发生化学反应，主要有__________的液相氧化反应。 大气中化学物种的循环主要是__________,_____________,___________三大物种的循环。大 气化学的研究方法有____________,________________,___________________
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/www.nuist.netcr 大气的气体成分有强烈的辐射强迫作用,他通过 两种形 式改变全球辐射系统。 平流层化学的最重要特点是 云和降水过程对大气成分循环的重要作用是 简答 1简要分析机动车可能造成的大气污染,包括一次污染物和二次污染物 提示:一次污染物(CO, HCNOX颗粒物,SO2,铅,CO等),二次污染物:HC和 NOx反应形成光化学烟雾,SO2和NOx形成酸雨和二次颗粒物;HC形成二次有机颗粒物 2PM25定义,结合大气污染的现状分析PM25的主要来源和化学组成 答:PM25指空气动力学当量直径小于25um的颗粒物。PM25的主要来源是燃料燃 烧,机动车排放,二次颗粒物,无组织扬尘等。化学组成主要有SO4NO3,NH4EC,OC重 金属等。 3近年来北京市近地层大气中臭氧的浓度呈逐年增高的趋势,试简要分析臭氧的形成机制。 如何削弱臭氧前体物排放才能有效降低环境中臭氧的浓度。 答:O3的形成过程 NO2+hv]O+NO O+02+M÷O3+M ⅤOC通过下述过程将NO转化成NO2 OH+ⅤOCRO2+H20 RO2+NO→NO2+RO ROH+O2→RCHO+HO2 HO2+NO→NO2+OH O3的平衡浓度与NOx和ⅤOC的相对比例有关 4臭氧洞的观测事实和主要成因 答:观测事实:1臭氧洞出现在温度低于80摄氏度的极地涡旋中,且PSC非常多。 2洞局限于平流层下部,即下部臭氧损耗最大 3当太阳照射涡旋时,臭氧洞产生;当温度高于80摄氏度时,PSC消 散。臭氧洞消失。 4臭氧洞与低浓度的NOx密切相关。 5臭氧洞与低浓度的氯储库成分(HC1和CONO2)相关,与高浓度的 活性C1成分ClO和副产品如OCO有关。 6在臭氧洞中,CO浓度与臭氧浓度有精确的反相关,高浓度的ClO 伴随着低浓度的臭氧。该相关有精确的定量关系。 7实验室实验表明,Cl的储库成分在冰粒子表明反应产生活性氯。 8在极地平流层中的空中观测表明,经过含PSC的地区的空气中1的 储库成分浓度低而活性氯浓度高。 第8页共9页 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 8 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 大气的气体成分有强烈的辐射强迫作用，他通过______________和_______________两种形 式改变全球辐射系统。 平流层化学的最重要特点是_______________________________________________________ 云和降水过程对大气成分循环的重要作用是_____________________________ 简答 1.简要分析机动车可能造成的大气污染，包括一次污染物和二次污染物 提示：一次污染物（CO,HC,NOx,颗粒物，SO2，铅，CO 等），二次污染物：HC 和 NOx 反应形成光化学烟雾，SO2 和 NOx 形成酸雨和二次颗粒物；HC 形成二次有机颗粒物。 2.PM2.5 定义，结合大气污染的现状分析 PM2.5 的主要来源和化学组成 答：PM2.5 指空气动力学当量直径小于 2.5um 的颗粒物。PM2.5 的主要来源是燃料燃 烧，机动车排放，二次颗粒物，无组织扬尘等。化学组成主要有 SO4,NO3,NH4,EC,OC,重 金属等。 3.近年来北京市近地层大气中臭氧的浓度呈逐年增高的趋势，试简要分析臭氧的形成机制。 如何削弱臭氧前体物排放才能有效降低环境中臭氧的浓度。 答：O3 的形成过程 NO2+hv→O+NO O+O2+M→O3+M VOC 通过下述过程将 NO 转化成 NO2： OH+VOC→RO2+H2O RO2+NO→NO2+RO RO+O2→RCHO+HO2 HO2+NO→NO2+OH O3 的平衡浓度与 NOx 和 VOC 的相对比例有关. 4.臭氧洞的观测事实和主要成因 答：观测事实：1.臭氧洞出现在温度低于-80 摄氏度的极地涡旋中，且 PSC 非常多。 2.洞局限于平流层下部，即下部臭氧损耗最大。 3.当太阳照射涡旋时，臭氧洞产生；当温度高于-80 摄氏度时，PSC 消 散。臭氧洞消失。 4.臭氧洞与低浓度的 NOx 密切相关。 5.臭氧洞与低浓度的氯储库成分（HCl 和 ClONO2）相关，与高浓度的 活性 Cl 成分 ClO 和副产品如 OClO 有关。 6.在臭氧洞中，ClO 浓度与臭氧浓度有精确的反相关，高浓度的 ClO 伴随着低浓度的臭氧。该相关有精确的定量关系。 7.实验室实验表明，Cl 的储库成分在冰粒子表明反应产生活性氯。 8.在极地平流层中的空中观测表明，经过含 PSC 的地区的空气中 Cl 的 储库成分浓度低而活性氯浓度高
大气化学复习讲义梦想南信制作htp/ ww.nuist. net. c 论述 两种烟雾事件的区别: 洛杉矶型烟雾,强日光,一定湿度下,生成的强氧化剂和刺激的浅蓝色烟雾即NOx VOCs在阳光(紫外光部分)照射下发生光化学反应,称一次污染物和形成的二次烟雾 (O3,PAN,有机气溶胶等)的混合物为光化学烟雾。 伦敦型烟雾,和当地的地理环境,冬季气象条件和当时使用的燃料有关。烟尘与SO2 协同SO2的氧化途径及在酸雨形成中的作用。 考试题型: 名词20分 填空20分 简答20分 计算20分(稳态近似法的应用推导) 论述20分 第9页共9页 南京信息工程大学BBS 更多资料请访问htp/www.nuist.net.cn
大气化学复习讲义 梦想南信制作 http://www.nuist.net.cn 第 9 页 共 9 页 南京信息工程大学 BBS 更多资料请访问 http://www.nuist.net.cn 论述 两种烟雾事件的区别： 洛杉矶型烟雾，强日光，一定湿度下，生成的强氧化剂和刺激的浅蓝色烟雾即 NOx， VOCs 在阳光（紫外光部分）照射下发生光化学反应，称一次污染物和形成的二次烟雾 （O3,PAN,有机气溶胶等）的混合物为光化学烟雾。 伦敦型烟雾，和当地的地理环境，冬季气象条件和当时使用的燃料有关。烟尘与 SO2 协同 SO2 的氧化途径及在酸雨形成中的作用。 考试题型： 名词 20 分 填空 20 分 简答 20 分 计算 20 分(稳态近似法的应用推导) 论述 20 分