《环境化学》（第二版）全书教学课件

环境化学

参考教材类环境化学何燧源金云云何方编著华东理工大学出版社2000年12月第3版

环境化学王晓蓉编著南京大学出版社1993年11月第1版环境化学教程邓南圣吴峰编著武汉大学出版社2000年1月第1版EnvironmentalChemistry(seventhedition)SE.ManahanLewisPublishers环境化学教程刘兆荣，陈忠明化学工业出版社2003年1月环境水化学魏振枢化学工业出版社2002年7月水化学王凯雄化学工业出版社2001年5月ChemistryoftheEnvironmentThomasG.SpiroWilliamM.Stigliani清华大学出版社（影印版），2003年7月

2科学期刊类

1.中国环境科学2.环境科学3.环境化学4.环境科学学报5.Environ.Sci.Technol.6.WaterResearch3第一章绪论(基本了解，2学时)第二章大气环境化学(重点掌握，10学时)第三章水环境化学(重点掌握，10学时)第四章土壤环境化学(重点了解，4学时)第五章生物体内污染物质运动过程(重点了解，4学时)第六章典型污染物在环境圈层中转归与效应(自学-了解)第七章受污染环境的修复(自学-了解)第八章绿色化学的基本原理与应用（自学-了解）4全书内容学时分配与重点

教学要求1.要求掌握大气的基本性质和组成，污染物的源和汇，大气中主要的气相反应和液相反应以及大气颗粒物性质等基本概念和基本原理；了解酸雨、温室效应及臭氧层破坏等全球关注的大气问题。2.掌握天然水体的组成和性质、溶解和沉淀、氧化和还原、配合作用及固液界面间相互作用等基本原理在环境化学中的应用；了解主要有毒难降解污染物的环境行为及归趋模式。3.掌握土壤主要的理化性质，重金属及氮、磷营养物质在土壤环境中的迁移、积累以及有机农药等污染物在土壤中的降解途径和持留，了解环境条件变化对污染物在土壤中迁移转化的影响。4.了解金属形态的生物有效性、污染物的微生物转化、化学物质的生物吸收和生物浓缩机理以及对人体健康的影响。5.了解化学物质在生物体内的转运和代谢，化学物质的联合作用以及化学物质引起致突变、致畸和致癌作用基本原理，利用有机物结构与致癌作用关系预测化学物质的致癌性等。5第一章绪论一、环境问题—旧话重提二、环境化学—时代需要三、环境污染物四、环境效应五、几个基本概念6EnvironmentalChemistry

—Chemistryisallaroundus化学和环境之间有着密不可分的关系1）CO—CO2：汽车尾气中燃烧不充分的CO对人类危害，但减少了CO，CO2增多，CO2会导致全球气候变暖（GlobalWarming）。2）HC—NOx：洛杉矶烟雾后，严格限制汽车排放HC和CO。为此增加空气/燃料比率，减少HC和CO排放。尾气排放量增加，而且其中含有的NOx也明显增加，有导致酸雨发生的污染气体。Dilemmasituation,EnvironmentCoin3）降雨中的环境化学rainfallandEnviron.Chem.冲刷尘埃？O2=O+O，O+O2=O3，O3=O2+O，

SO3+H2O=H2SO4,NO2+H2O=HNO34)原野湿地静悄悄：栖息地、酸雨、臭氧层、疾病、化学污染物FrogNoVoice一、环境问题—旧话重提

81、Environment1）定义环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。

910一定程度上,自然环境中适应的本质是化学物质作用结果

小麦种在麦仙翁（一种野草）群落中，产量明显提高；羊角芹的种子同期它植物种子种植在一起，其它植物不会发芽；

黄鱼不能生长在淡水中；

鲤鱼不会生长在海水中；

人体血液中元素含量和地壳中元素的丰度具有高度的一致性；

2）分类：环境包括自然环境和社会环境两大部分。

是人类目前赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称，即阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然因素的总和。“直接或间接影响到人类的一切自然形成的物质、能量和自然现象的总体”，简称为环境.自然环境Environment：本课程的定义1112《中华人民共和国环境保护法》把环境定义为：“影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然保护区、风景名胜、城市和乡村等。”

人类的社会制度等上层建筑条件，包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会制度相适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念与机构等。社会环境132、环境问题1）定义全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问题。2）分类原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。又包括：环境污染和生态破坏。目前的环境问题一般都是次生环境问题。

14

环境污染：人类活动产生的副产品和废物进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，便环境系统的结构与功能发生变化，对生态系统产生的一系列干扰和侵害，如水污染、大气污染、酸雨、臭氧层破坏、海洋污染等等。具体地说：环境污染就是指有害物质对大气、水、土壤和动植物污染并达到有害的程度。生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。早期世界著名八大公害(1)比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件：发生在1930年12月，重工业排放的SO2使数千人中毒，60余人死亡。

(2)美国洛杉矶光化学烟雾事件：发生在1943年5～10月，造成400余人死亡。

(3)多诺拉烟雾事件：1948年10月26～31日，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇冶炼厂排放的SO2和烟尘，使5911人发病，17人丧生。

(4)伦敦烟雾事件：发生在1952年12月5～8日，四天内中毒死亡4000多人。

(5)四日市哮喘事件：1955年以来日本四日市石油提炼和工业燃油产生的废气严重污染城市大气，哮喘病患者达817人，死亡36人。

(6)痛痛病事件：1955～1972年日本富山县内的锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米含镉，居民食用含镉米和饮用含镉水而中毒，患者超过280人，死亡数十人。

(7)水俣病事件：1953～1956年，日本熊本县水俣市，居民食用含有甲基汞的鱼，导致水俣湾和新县阿贺野川下游有机汞中毒者283人，其中60人死亡。

(8)米糠油事件：1968年3月，日本北九州市，爱知县一带生产米糠油时，混入多氯联苯，造成13000人中毒，死亡16人。15洛杉矶光化学烟雾时间地点:1943年，美国洛杉矶；中毒情况：刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉炎。65岁以上老人死亡400人；原因：石油工业和汽车废气在紫外线作用下产生的光化学烟雾。到1958年才发现,这一事件由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的。世界著名的环境问题伦敦烟雾事件时间地点：1952年英国伦敦中毒情况：

胸闷、咳嗽、喉痛和呕吐，5天内4000人死亡，共发生12起，死亡近万人；原因：粉尘中Fe2O3使SO2转变成硫酸，附着在烟尘，吸入肺部。世界著名的环境问题水俣病事件时间地点：1953年日本九州水俣原因：食用含有甲基汞的鱼。

中毒情况：

口齿不清、面部痴呆、全身麻木，最后精神失常致死亡，患者180人死亡50人；世界著名的环境问题骨痛病事件时间地点：1955－1972年，日本富山县；原因：食用含镉废水灌溉的镉米和含镉的水。中毒情况：关节痛开始，最后骨骼软化萎缩，自然骨折，患者280人，死亡34人；世界著名的环境问题米糠油事件时间地点：1968年，日本九州、爱知县等23个县；中毒情况：

眼皮肿、出汗，全身红疙瘩，恶心、呕吐，肺功能下降，甚至死亡，患者5000多人，死亡16人；世界著名的环境问题原因：食用含有PCBs的米糠油。二噁英污染事件时间地点：1976年，意大利米兰中毒情况：家禽大量死亡，自然流产和畸形儿增多原因：化工厂爆炸散发PCDD。世界著名的环境问题香港母乳的二恶英及类似二恶英化学物质多氯联苯（PCBs）含量：每克脂肪含9至16.7微微克，中位数为12.9，在全球26个国家及地区中排名第17。二噁英的结构通常所说的二噁英实际是指二噁英（Dioxins&Furam）物质，它们是多氯代二苯并二噁英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃（PCDFs））的总称。PCDD和PCDF的分子结构分别为由2个和1个氧原子连接被氯取代的苯环。每个苯环上可以取代(1-4)个氯原子所以共有75个PCDD异构体和135个PCDF异构体。

1900194019802000粪便污染重金属

微生物污染核素耗氧有机物营养元素或生源要素温室气体环境内分泌干扰物二次污染物持久性有机物污染有机金属污染物发达国家不同历史时期关注重点问题传统污染非传统污染我们几十年经历了发达国家上百年的发展阶段。PTSs引起污染事件持久性毒害污染物（PersistentToxicSubstances，PTS）：是指一类具有很强的毒性，在环境中难降解，可远距离传输，并随食物链在动物和人体中累积、放大，具有内分泌干扰特性的污染物，包括POPs和某些重金属污染物。持久性有毒污染物(PTS)与臭氧层破坏和温室效应并称为21世纪影响人类生存与健康的三大环境问题。由于PTS对人体健康和环境的长期影响，目前已经受到各国环境保护组织，各国政府和全世界环境科学家的关注，成为国际环境科学研究的十分热门的研究领域。20C80Y以来，全世界平均每年发生200多起严重公害事件。世界瞩目的有：

(1)墨西哥的液化气爆炸事故。1984年11月19日，墨西哥国家石油公司所属的液化气供应中心发生爆炸，死亡1000多人，伤400多人，3万多人无家可归。

(2)印度博帕尔农药泄漏事故。1984年12月3日，美国联合碳化物公司设在博帕尔市的农药厂的剧毒化学品异氰酸甲酯罐爆裂外泄，受害人数20万，死亡3000人以上。

(4)原苏联切尔诺贝利核电站泄露事故。1986年4月26日位于基辅地区的切尔诺贝利核电站四号反应堆爆炸，造成重大放射性污染，周围十多万居民被疏散，伤数百人，死亡31人。

(5)莱茵河污染事故。1986年11月1日，瑞士巴塞赞德兹化学公司的仓库起火，使大量有毒化学品随灭火用水流进莱茵河，造成西欧10年来最大的污染事故。

(6)海湾战争造成的环境污染。1991年的海湾战争历时42天，期间油井大火昼夜燃烧，是迄今历史上最大的石油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最严重的一次环境污染，其污染程度超过切尔诺贝利核电站发生的核泄漏事故。这次战争所造成的环境污染是灾难性的，已给世界带来了影响。

2526博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜不要博帕尔，不要污染，我们要生存！27在切尔诺贝利事故中受到核污染的患者1大气污染

主要污染物有悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、铅等。全球有11亿人口生活在空气污染城市中。当今人类面临的环境问题世界卫生组织1998年公布的世界十大空气严重污染城市中，我国有七个，太原和北京分别名列第一和第三。2臭氧层破坏1998年9月报道，南极上空臭氧空洞的面2720X104km2，近南极大陆面积的1倍当今人类面临的环境问题臭氧层耗散导致：

皮肤癌白内障3酸雨侵袭世界各国皆有不同程度的酸雨侵袭；我国酸雨覆盖率以国土面积计已近40%，并有半数以上城市受酸雨之害。当今人类面临的环境问题SO3+H2O→H2SO4SO2+hv→SO2·4水体污染与水资源短缺在世界范围内已经确定存在于饮水中的有机污染物达1100多种，每年至少有1500万人死于水污染引起疾病；当今人类面临的环境问题我国属于贫水国家，人均占有水量为2.51km3/a，低于世界上多数国家。水质恶化使水资源更趋于紧张。5土地荒漠化全球有19.6X108hm2土地正趋于荒漠化，2.5亿人直接受害，我国风蚀与荒漠化的土地面积达33X104hm2当今人类面临的环境问题土地退化导致：沙尘暴健康危害呼吸系统疾病沙漠肺综合症心血管系统疾病患病和死亡率增加自然疫源性疾病水土流失与土壤营养物流失土壤酸化（酸雨）与土壤营养物质流失6绿色屏障锐减世界森林面积每年减少1986X104hm2当今人类面临的环境问题7物种减少大面积砍伐森林过度捕猎野生动物工业化和城市化无控制的旅游水土气的污染全球变暖当今人类面临的环境问题穿山甲Manispentadactyla

濒危等级：易危（E）

国家重点保护野生动物名录

8海洋污染污水、垃圾和化工废物等直接流入海洋海洋污染造成赤潮频繁发生当今人类面临的环境问题近年来，我国的赤潮灾害的影响也越来越大。我国自1933年首次报道以来，至1994年共有194次较大规模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后则有157起图是太湖赤潮的遥感图像，图中箭头所指处为赤潮发生地带。9固体废物污染当今人类面临的环境问题Thisisaverycommonrubbishheapofonecity!

反对垃圾焚化，防止二噁英污染10人口激增当今人类面临的环境问题疾病转型医疗配置精神健康老龄化问题11全球变暖北极海冰区域大约每10年收缩9%

当今人类面临的环境问题海平面上世纪平均上升了10到20厘米

20世纪90年代是自19世纪中期开始温度记录工作以来最温暖的十年，在记录上最热的几年依次是：1998年，2002年，2003年，2001年和1997年。

环境领域研究的重要环境问题1全球气候变化、酸沉降与温室气体2室内空气质量3水体富营养化、赤潮和藻毒素污染4土壤和地下水污染5持久性有机污染物和环境内分泌干扰物6重金属和类金属污染7食品安全及生态安全

基本都和化学问题有关联二、环境化学—时代需要

40孕育阶段(1970年以前)形成阶段(70年代)发展阶段(80年代以后)1、环境化学的发展阶段：1950年代开始，1960年代的酝酿和准备。针对早期的污染控制工作和污染防治工作，结合化学的理论，提出一些基本观点。

最早是一门化学分支学科，由如湖泊学、生态学、生物地球化学等方面学者提出。如农药对水生生物影响，湖泊富营养化，环境中元素地理分布等。目前，出现一些新的趋势。

1980年代后的新趋势主要元素，尤其生命必需元素循环研究（O、C、N、S、P）化学品安全评价（生态风险、健康风险）全球变化研究（臭氧空洞、全球变暖）污染控制化学研究（应用于工程领域，清洁生产、循环经济、绿色化学）41主要元素循环示意图——氧42主要元素循环示意图——碳43主要元素循环示意图——氮44主要元素循环示意图——磷45主要元素循环示意图——硫46二、环境化学—时代需要2、环境化学：定义?何用？特征？包括哪些？47A、B、C、D、

48《自然科学学科发展战略研究报告：环境化学》一书提出：“环境化学是一门研究潜在有害化学物质在环境介质中的存在、行为、效应（生态效应、人体健康效应及其它环境效应）以及减少或消除其产生的科学”。A、环境化学的概念1972年R.AHonne在所著《环境化学》定义：“环境化学是研究岩石圈、水圈、生物圈、外层大气圈的化学组成和其中发生的过程，特别是界面上的化学组成和过程的学科”。

戴树桂等认为：“环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支”。49EnvironmentalChemistrymaybedefinedasthestudyofthesources（来源）,reactions（反应）,transport（传输）,effects（效应）,andfates（归宿）ofchemicalspeciesinwater,soil,air,andlivingenvironments（水、大气、土壤、生物环境）,andtheeffectsoftechnologythereon.------[EnvironmentalChemistry(seventhedition)2000,S.E.Manahan]环境介质\化学过程\环境效应\环境控制5051（1）查明有害物在环境介质中浓度水平和形态分布(介质存在)；

（2）查明有害物的迁移转化和归宿(环境行为)；

（3）查明有害物对生态和人体作用的途径、方式、程度和风险(环境效应)；

（4）探索有害物已造成的影响或防止它们可能造成影响的方法和途径(环境控制)。B、WhatisthegoalofEnvironmental

Chemistry?－何用？52

（1）

以微观研究宏观：从原子、分子水平，研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制；（2）研究对象复杂：既有人为来源的也有天然来源的，处于环境开放体系内，多种环境因素同时相互作用，其研究需要多学科的结合。（3）物质水平低：mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)、甚至ppt,10-12C、WhatisthecharactersofEnvironmentalChemistry?－特征C、Whatisthecharactersof

EnvironmentalChemistry?－美国化学会atom/molecularofpollutant.

atom/molecularofchemicals.system.Isopentoenvironment.

systemisisolatedfromoutside(inbeaker).Pollutantconcentrationisoftenlowlevel同本教材中总结一致D、WhatareincludedbyEnvironmental

Chemistry?——包括哪些学科54环境化学环境分析化学环境污染化学（圈层）污染控制化学（环境工程化学）污染生态化学环境理论化学5556三、环境污染物571定义环境污染物：是环境化学研究的对象，主要指进入环境后使环境的正常组分和性质发生直接或间接的有害于人类的变化的物质。大部分污染物是人类生产和生活活动产生的。582环境污染物类别－不同分类依据按照来源形式分为：5960按化学组分，九类－中文(1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl(2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN(3)有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃(4)金属有机和准金属有机化合物：四乙基铅、三丁基锡(5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT）(7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚(8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按化学组分，九类－英文6162概念:基于有毒化学物的毒性、自然降解的可能性及在环境中出现的概率等因素,从多种有机物中筛选出的需要优先控制的物质美国从7万余种有机物中筛选出65类，129种优先控制污染物。欧共体于1975年提出有毒化合物的“黑名单”和“灰名单”。中国优先控制“黑名单”：共有14类，68种优先控制的污染物。其中优先控制的有毒有机化合物有12类，58种，占总数的85.29%，包括10种卤代(烷、烯)烃类，6种苯系物，4种氯代苯类，1种多氯联苯。6种酚类，6种硝基苯，4种苯胺，7种多环芳烃，3种酞酸酯，8种农药、丙烯腈和2种亚硝胺。

3优先控制污染物（黑名单）631、二氯甲烷2、三氯甲烷3、四氯化碳4、1，2-二氯乙烷5、1，1，1-三氯乙烷6、1，1，2-三氯乙烷7、1，1，2，2-四氯乙烷8、三氯乙烯9、四氯乙烯10、三溴甲烷11、苯12、甲苯13、乙苯14、邻二甲苯15、间-二甲苯16、对-二甲苯17、氯苯18、邻-二氯苯19、对-二氯苯20、六氯苯21、多氯联苯22、苯酚23、间-甲酚24、2，4二氯酚25、2，4，6-三氯酚26、五氯酚27、对-硝基酚28、硝基苯29、对-硝基甲苯30、2，4-二硝基甲苯31、三硝基甲苯32、对硝基氯苯33、2，4-二硝基氯苯34、苯胺35、二硝基苯胺36、对硝基苯胺37、2，6-二氯硝基苯胺38、萘39、荧蒽40、苯并[b]荧蒽41、苯并[K]荧蒽42、苯并[k]芘43、茚并[1，2，3-cd]芘44、苯并[ghi]芘45、酞酸二甲脂46、酞酸二丁脂47、酞酸二辛脂48、六六六49、滴滴涕50、满滴畏51、乐果52、对硫磷53、甲基对硫磷54、除草谜55、敌百虫56、丙烯腈57、N-亚硝基二丙胺58、N-亚硝基二正丙胺中国优先控制的有毒有机化合物黑名单10种卤代烃，6种苯系物，4种氯代苯类，1种多氯联苯，6种酚类，6种硝基苯，4种苯胺，7种多环芳烃，3种酞酸酯，8种农药、丙烯腈2种亚硝胺。四、环境效应

自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称为环境效应。一般按环境变化的性质划分，可分为

环境物理效应环境化学效应环境生物效应由物理作用引起的环境效应，比如噪声、地面沉降、热岛效应、温室效应等。在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应，如酸雨、湖泊和土壤的酸化、臭氧层破坏、光化学烟雾、地下水污染。

环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。如大型水利工程可能破坏水生生物的回游途径并影响它们的繁殖、大量工业废水排放对水生生物的毒性效应。五、几个基本概念1、环境本底

也称环境背景值（EnvironmentalBackgroundValue），某地未受污染的环境中某种化学元素或化学物质的含量（浓度）。目前，未受污染的环境已经基本不存在，因此获得环境本底已经十分困难，一般只能获得相对轻污染的环境背景值。2、环境容量

EnvironmentalCapacity，特定环境单元在不影响其特定环境功能的情况下，能够容纳污染物的最大量。这里的特定环境功能一般以环境质量标准为依据。例如湖泊环境容量：EC=V(Cs—CB)。V为湖泊水域体积（m3），Cs和CB分别为某种污染物的水环境质量标准和环境背景值（mg/L，g/m3）。663、生物浓缩因子（BCF）BCF—BiologicalConcentrationFactorBCF=

例如：

浮游生物对铅：BCF=30—12000，对铜BCF=400—90000藻类对六六六：BCF=600鱼类对六六六：BCF=1260，鱼类对氯化甲基汞：BCF=3000又如有研究表明，鱼体内BCF和正辛醇—水分配系数（Poct）有关系：lgBCF=0.76lgPoct—0.23则只要测得某污染物的Poct，很容易得到其BCF，这为研究过程提供了方便。674、生物半衰期（BHL）

BHL—BiologicalhalfLife，污染物进入生物体内后，在代谢作用下，污染物削减到初始浓度的一半所需要的时间，即生物半衰期。一般，污染物在生物体内的代谢符合一级动力学方程：（k为衰减常数）所以：例如在人体内衰减pb：t1/2=20aCd：t1/2=13a无机Hg：t1/2=45d气态Hg：t1/2=58d甲基Hg：t1/2=70d68例如：金属硒(Se)能够抑制Hg的毒性金属锌(Zn)能够抑制Cd的毒性5、协同作用、拮抗作用协同作用：一种污染物的存在会导致另一种污染物的毒性或危害性增加。也称相乘作用。例如伦敦烟雾中，冶炼厂排出的SO2废气中若含有锌、铁等金属离子的烟气气溶胶，则其危害性就会大大增加。拮抗作用：一种污染物质的毒性能够被另一种物质所抑制，称为拮抗作用。696、常用单位介绍mg/L——一般水环境中污染物的浓度；mg/kg——一般土壤中污染物的浓度，或生物体内污染物的浓度；mg/m3——一般大气中污染物浓度。ppm,ppb,ppt——10-6，10-9，10-12LD——致死剂量，lethaldose?LCLD100——绝对致死剂量，lethaldose?LC100LD50——半致死剂量，lethaldose?LC50LD0——最大耐受剂量，lethaldose?LC0ppm和mg/m3之间的换算（原因是有些大气污染物的浓度是用ppm表示的，有些是用mg/m3表示的）。70

mg/m3

×=ppm=ppm一般标态下（T=25℃，P=101.325Pa），摩尔体积=22.4L/mol。一些自由基浓度为ppt级，经常用每立方厘米中的分子个数来表示，这时可以有换算关系：在标态下：每立方厘米的分子数目：n/V=2.46×1019个分子/cm3则1ppm相当于2.46×1013个分子/cm31ppt相当于2.46×107个分子/cm3七、思考题-黄色字体为作业711、何谓环境问题？何谓原生环境问题和次生环境问题？分别举例说明？2、简述人们对现代对环境问题的认识过程？3、简述环境化学的研究内容和研究特点？4、简述进入1980年代后，环境化学发展的一些新趋势？5、环境污染物主要有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？6、名词解释：优先控制污染物、环境背景值、环境容量、协同作用、拮抗作用7、几种毒物对小鼠吸入染毒2h后的LC50，求毒物毒性大小顺序（提示用mmol/L）8、60年代日本发现的“痛痛病”病人体内的含Cd量平均为5000ppm，若Cd在全身的半衰期为t1/2=13a，试计算体内含Cd量代谢衰减到正常人体内的平均值4mg/kg时，需要多长时间？并求衰减常数（k）9、我国大气污染物的三级标准规定日均浓度限值：SO2：0.25mg/m3，NO2：0.15mg/m3，CO：6.00mg/m3，O3：0.20mg/m3，标态下它们各为多少ppm？污染物分子量（g/mol）LC50(mg/L)四乙基铅3230.05光气990.05砷化氢710.05氰化氢270.05第二章：大气环境化学概述：大气污染的影响可以分为两个方面：第一，对大气性质的影响降低能见度：高浓度气体分子和颗粒物对光的吸收和散射。形成雾以及降水：城市雾和降水形成概率高于农村。减少太阳辐射：颗粒物本身以及颗粒物形成的凝结核对太阳辐射的阻碍。改变温度和风的分布，气候变化：污染改变大气组成，使其吸光特性变化（阳伞效应和温室效应）。72第二章：大气环境化学第二，污染对于健康的危害气态污染物的健康危害：光化学烟雾、臭氧层破坏颗粒态污染物的健康危害：沙尘暴、烟尘污染复合型污染危害：硫酸型烟雾、珠三角的灰霾间接型健康风险和危害：对于大气性质的影响间接地形成健康风险，如全球气候变化导致的疾病流行（新型病菌/病毒出现、传染病菌突破传统影响区域）73主要内容

当前三大全球环境问题：气候变化、酸沉降、臭氧层损耗都发生在大气圈内

重点内容:（1）污染物在大气中的迁移Ø

气象基础：大气垂直分层、气象要素、气温绝热变化、大气稳定度、大气混合层Ø

污染物迁移影响因素：混合层、地形、逆温、山谷风、海陆风等Ø

污染物迁移的数学模式：推导与应用（2）污染物在大气中的转化Ø

光化学反应基础Ø

自由基反应和来源Ø

氮氧化物和碳氢化合物、硫氧化合物的转化（3）几种代表性的大气环境污染问题Ø

酸雨，光化学烟雾，Ø

温室效应，全球变暖Ø

臭氧层破坏74迁移：污染物由于空气的运动而使其传输和分散的过程。

原因：空气运动形成风，风的形成主要是由于温度差异引起的。所以大气中温度的差异是空气运动的动力源。75第一节、污染物在大气中的迁移一、大气垂直分层二、基本气象要素三、气块的绝热过程和干绝热递减率四、大气稳定度五、逆温六、局地环流对污染物扩散的影响七、大气化学组分介绍一、大气垂直分层:

1962,WMO,对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层。761、对流层(Troposphere)

:

平均厚度12km,赤道19km，两极8-9km，云雨主要发生层，夏季厚，冬季薄。特点:（1）气温随高度升高而降低。（2）空气密度大。（3）天气复杂多变。（4）对流层下部湍流。7778

特点：（1）

空气基本无对流，平流运动占显著优势。（2）

空气比下层稀薄，水汽、尘埃含量很少，很少有天气现象，透明度极高。（3）

在15-35km的范围内（平流层上层），厚度约20km的臭氧层。2、平流层(Stratosphere

):对流层顶到约50km的地方79803、中间层(Meosphere):

从平流层顶到约85km的高度。（1）空气更稀薄（2）

无水分（3）

温度随高度增加而降低，中间层顶，气温最低（-100℃）（4）中间层中上部，气体分子（O2、N2）开始电离。

4、热（成）层(Therosphere

)从80km到约800km的地方温度随高度增加迅速增高；大气更为稀薄;大部分空气分子被电离成为离子和自由电子，又称电离层，可以反射无线电波81825、逸散层(Stratopause

)

（1）

800km以上高空（2）

空气稀薄，密度几乎与太空相同（3）

空气分子受地球引力极小，所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去二、基本气象要素

83

气温、气压、湿度、风、云量1、气温一般气象中采用的气温是指离地面1.5m高度处百叶箱中观测到的空气温度。大气预测模型中使用的气温一般也是指该温度。气温在水平方向的差异导致气流水平方向运动的动力，形成风，能够稀释和迁移污染物气温在垂直方向的差异导致气流的上下强烈对流，有利于形成降水，能够冲刷污染物。842、气压:初始状态：地面处高度0：压强p1=ρgz高度增加△z,则高度△z处：压强p2=ρg(z-△z)

所以，得到：P2-P1=△p=-ρg△z转化为微分形式则：(1)（ρ密度g/m3，空气=1.29g/L，g重力加速度9.8m/s2）。另外，气象学上用比气体常数来表示状态方程，其推导过程为：pv=nRT=>(令)=>(2)85其中R=8.314J．mol-1．K-1,M气体摩尔质量（空气的摩尔体积为22.4l．mol-1，空气密度=1.29g．l-1,所以M=22.4*1.29=28.869gmol-1）,所以R’=R/M=287J．kg-1．K-1。由（1）和（2）得到：

==>=>=>=>（3）

可见只要知道温度随高度的分布函数形式，就可以推得气压随高度的变化函数形式。86

风玫瑰图（m/s）3、风

水平方向的空气运动，垂直方向则称为对流或升降气流。一般用风向、风速来表示风的特征

风向一般用16个方位表示，(ESWN)

风速是单位时间内空气在水平方向移动的距离（m/s）一般风速是地面以上10m处风速仪观测得到的平均值874、云大气中水汽凝结的产物

一般用云量、云高来确定大气稳定度云高：云层底部距离地面的高度，高云（>5000m）中云（2500-5000m）低云（<2500m）云量：云遮蔽天空的成数。将可见天空分为10份，被云遮挡了几份，云量就是几。晴空无云，云量为0，乌云遮天，云量为10.5、太阳辐射太阳常数：在与光传播方向垂直的平面上单位面积接受到光的总量，其平均值为1368W/m2。

88太阳和地球的辐射光谱6、大气成分对太阳辐射的吸收

太阳辐射通过大气层到达地面的过程中，大气组分如N2、O2、O3、H2O和CO2等能吸收一定波长的太阳辐射。波长小于290nm的太阳辐射被N2、O2、O3分子吸收，并使其解离。89故波长小于290nm的太阳辐射不能到达地面，而800～2000nm的长波辐射则几乎都被水分子和二氧化碳所吸收。因此，只有波长为300～800nm的可见光能透过大气到达地面，约占太阳光总能量的41%。

7、地球与大气的能量平衡90三、气块的绝热过程和干绝热递减率

911、气团运动的绝热过程Ø

空气移动,高压区→低压，膨胀降温，压缩升温。Ø

当气团在水平方向运动,非绝热过程。Ø

当气团作垂直升降运动时，近似为绝热过程。何为气团？污染气体由污染源排到大气中时，一般不会立即和周围大气混合均匀，这样污染性气体的理化性质有别于周围大气，可视作一个气团来进行研究。当然，气团只存在一定的时间，其界面也是相对的，当与周围大气混合均匀以后，气团的边界消失，气团本身也就不复存在。92Ø

高温暖气团倾向于从地表移动到低压的高处，气团绝热膨胀并降温。若没有水汽凝结，冷却速率为0.98℃/100m，称为温度的干绝热递减率（rd）。Ø

然而，一般气团中都含有水蒸气，冷凝放潜热，得到温度的垂直递减率（r）,冷却速率为0.65℃/100m。Ø

当污染源排放的污染刚进入大气环境的时候，可视为一个绝热过程。膨胀降温20℃压缩升温20℃温度垂直递减率，干绝热递减率932、气团运动的绝热方程根据热力学第一定律：dq=du+dw(q—外界加于体系的热量，u—体系内能变化，w—体系对外做功)绝热过程中：外界加于体系的热量dq=0

体系对外做功dw=pdv(体系膨胀或压缩)

体系内能变化du=nCvdT(体积不变情况下，内能变化，定容比热Cv)94所以：pdv=-nCvdT（4）又由于pv=nRT,取全微分得到：pdv+vdp=nRdT（5）由（4）和（5）可得：nRdT—vdp=pdv=-nCvdT即：

=>=>=>

根据迈耶定律：R+Cv=Cp(定压比热，压力不变情况下，体系内能变化，Jmol-1K-1)

所以：95=>=>=>对于空气R=287Jmol-1K-1Cp=996.5Jmol-1K-1所以：3、干绝热递减率气团干绝热升高或降低单位距离时，温度降低或升高的数值，称为干绝热递减率:推导过程：rd=-因为：（干绝热方程）

96所以rd=-=又因为所以：rd==又由于p=ρRT故rd===0.98K/100m

（1N=1kgms-2,1J=1Nm）干绝热递减率常数的推导四、大气稳定度

97大气稳定度：是指大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度。根据大气垂直递减率（r）和干绝热递减率（rd）的对比关系，可以确定大气稳定度。稳定：气团离开原来位置后有回归的趋势（r<rd）不稳定：气团离开原来位置后有继续离开的趋势（r>rd）中性：介于上述两种情况之间（r=rd）注意其中rd基本为不变常数0.98k/100m，r则可能变化很大。98解释：当r<rd时，气团离开原来位置上升到某一高度时，由于r<rd，所以气团内降温（速率为rd）要比气团外降温（速率为r）幅度大，相同起始温度情况下，气团内温度会比气团外温度低，所以气团有回归趋势。当r〉rd时，气团离开原来位置上升到某一高度时，由于r〉rd，所以气团内降温（速率为rd）要比气团外降温（速率为r）幅度小，相同起始温度情况下，气团内温度会比气团外温度高，所以气团有继续移动离开趋势。r<rd稳定r>rd不稳定五、逆温

99由于上述，可见大气的垂直温度递减率越大，则大气就越不稳定，r与rd的关系可表示为：rd=0.980.00不稳定

稳定中性

超稳定（逆温）

一般大气层越稳定，则越不利于污染物的扩散而逆温则使大气的温度变化逆转，随着高度升高，温度也升高（r<0），这将会使大气的状态更为稳定，更加明显地不利于污染物的扩散，所以逆温成为大气污染气象学中的重要研究内容。r100几种常见典型逆温的形成1、辐射逆温（最常见地面逆温）地面辐射出大量的热量后，温度过度降低。晴朗无云，无风夜晚，没有云层阻挡，地面辐射丧失大量能量，温度降低过多，易于形成辐射逆温（地面冷）；若风速在2-3m/s，辐射逆温不易形成，若风速大于6m/s，则可完全阻止辐射逆温的形成，这是由于风带来气流运动，使外界较暖气团运动过来后补充了当地地面辐射的热量损失。2、下沉逆温（地面逆温）下沉压缩增温效应引起，一般上升降温，下沉增温；

hh’HH’

气团下沉过程中，由于受到压缩，顶部下降距离大，增温多，底部下降距离相对小，增温少，因此形成顶部温度高，底部温度低的气团。因为h>h’,所以H>H’3、湍流逆温（高空逆温）低层空气湍流混合而上层空气未混合情况下发生的高空逆温。由于气团内部的不均一性，某一高空气团在下部形成湍流，而上部没有湍流，这样下部湍流层的温度会低于上部未湍流层低部的温度，从而形成高空湍流逆温。六、局地环流对污染物扩散的影响

102海洋和大陆在白天和夜间的热力差异，导致的白天和夜间海洋和陆地之间的风向转换。白天：海风，夜晚：陆风对污染扩散的影响：白天海风吹向陆地，海风处于下层，温度较低，易于形成逆温。夜间陆风吹向海洋，陆风处于下层，温度和海洋差别不大，不易形成逆温易造成污染物往返，海陆风转换期间，原随陆风吹向海洋的污染物又会被吹会陆地。循环作用，如果污染源处于海路风交界处，并处于局地环流，则污染物很难扩散出去，并不断累积达到很高的浓度。1、海陆风

2、城郊风主要动力是城市热岛效应造成的城市空气从上层流向郊区，郊区温度较低的空气从下部流向城市，形成城市和郊区间的大气局地环流。使得污染物在城区很难扩散出去，形成城市烟幕，导致市区大气污染加剧。郊区城市郊区3、山谷风白天：山坡升温快，山坡气流快速上升，空气由谷底补充山坡——谷风夜间：山坡降温快，山坡冷空气流向谷底——山风处于山谷地区的污染源很难扩散，早期一些大气污染事件都发生在山区，马斯河谷烟雾事件。如今人们认识到这一常识，山区成为旅游胜地，而不再是建造工业企业的胜地。七、大气化学组分介绍化学组分：大气主要由氮、氧和几种惰性气体组成，它们约占大气总量的99.9%以上。除气体外，大气中还悬浮着大量固体和液体颗粒。按照停留时间的长短，大气组分可分为三类：(1)准永久气体：N2、Ar、Ne、Kr、Xe。(2)可变组分：CO2、CH4、H2、N2O、O3、O2。(3)强可变组分：H2O、CO、NO、NH3、SO2、碳氢化合物(HC)、颗粒物、H2S。104七、大气化学组分介绍105七、大气化学组分介绍大气中氮循环：固氮细菌、蓝绿藻、雷电作用可将空气中的氮转变成硝酸盐植物从土壤中吸收硝酸盐和铵盐在体内转变成各种氨基酸，然后再合成各种蛋白质。动物借食用植物而获取氮，蛋白质进入食物链。动植物死后，其中的蛋白质被生物分解成铵盐返回土壤，一部分被植物直接吸收；另一部分被细菌逐渐转化为亚硝酸盐和硝酸盐，既可被植物吸收，也可被细菌的脱氮作用转化成N2O，或通过反硝化作用产生N2；而亚硝酸盐也可通过化学去氮作用转化成N2或NO；土壤中的铵盐也可转化成NH3并进入大气。106八、大气化学的研究特点与光化学密切相关，可以说是大气化学的基础。光辐射是大气化学的起点，并可能决定着化学转化的方向和反应的终止程度；大气化学过程不是简单的均相过程，包括了更复杂的异相反应（三相）；大气化学过程可以说更多是动力学问题，而非热力学平衡问题；微量、痕量物质，采用微量/痕量的分析手段；其化学转化并非仅取决于物质本身活性，还与气象、大气物理条件有很大（甚至是决定性）关系。107七、思考题-划线作业1081、何谓大气的温度层结？简述大气垂直分层中各层次的主要特征？2、何谓逆温？逆温的几种主要类型及其成因？逆温对污染物扩散有什么影响？3、何谓大气垂直递减率和干绝热垂直递减率？如何用它们的相互关系判断大气稳定度？4、论述大气污染对生物健康和大气性质的影响。5、设地面处温度为T0=25℃,P0=1.01×105帕.现有一气团从该地绝热上升，用探空气球测得地面以上5km高处气温T=-13℃,求该处压强（P）。6、大气化学研究有哪些特点？109第二章：大气环境化学Chapter2AtmosphericEnvironmentalChemistry110

大气污染

主要污染物有悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、铅等。全球有11亿人口生活在空气污染城市中。当今人类面临的环境问题世界卫生组织1998年公布的世界十大空气严重污染城市中，我国有七个，太原和北京分别名列第一和第三。111

臭氧层破坏1998年9月报道，南极上空臭氧空洞的面2720*104km2，近南极大陆面积的1倍当今人类面临的环境问题臭氧层耗散导致：皮肤癌白内障112

酸雨侵袭世界各国皆有不同程度的酸雨侵袭；我国酸雨覆盖率以国土面积计已近40%，并有半数以上城市受酸雨之害。当今人类面临的环境问题SO3+H2O→H2SO4SO2+hv→SO2·113

全球变暖北极海冰区域大约每10年收缩9%

当今人类面临的环境问题海平面上世纪平均上升了10到20厘米

20世纪90年代是自19世纪中期开始温度记录工作以来最温暖的十年，在记录上最热的几年依次是：1998年，2002年，2003年，2001年和1997年。

114《联合国气候变化框架公约》《联合国气候变化框架公约》（UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange，简称《框架公约》)

是１９９２年５月２２日联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成的公约，于１９９２年６月４日在巴西里约热内卢举行的联合国环发大会（地球首脑会议）上通过。

我国为履行国际公约所作的承诺

截至２００４年１１月，已有１２９个国家及地区批准或加入议定书，议定书于２００５年２月正式生效。

115《京都议定书》为了２１世纪的地球免受气候变暖的威胁，１９９７年１２月，１４９个国家和地区的代表在日本东京召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议，经过紧张而艰难的谈判，会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。

我国为履行国际公约所作的承诺中国于１９９８年５月２９日签署了该议定书美国人口仅占全球人口的３％至４％，而所排放的二氧化碳却占全球排放量的２５％以上。美国曾于１９９８年１１月签署了《京都议定书》。但布什政府以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为借口，宣布拒绝执行《京都议定书》。

116《保护臭氧层维也纳公约》该公约通常简称“维也纳公约”1985年3月22日订于维也纳，并于1988年9月22日生效。中国于1989年9月11日加入该公约。同年12月10日，该公约对中国生效。我国为履行国际公约所作的承诺南极臭氧空洞又扩大面积相当4个澳洲

第二节大气中主要污染物按物理状态：气态污染物、颗粒污染物按形成过程：一次污染物、二次污染物一次污染物：从污染源直接排放的污染物二次污染物：一次污染物之间或一次污染物和正常大气组分之间发生化学变化，形成的污染物按照化学组成：含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、含卤素化合物1170、概述目前比较通行的看法，大气污染物分为如下八类：（1）含硫化合物；（2）含氮化合物；（3）一氧化碳和二氧化碳；（4）碳氢化合物和碳、氢、氧化合物；（5）光化学氧化剂；（6）含卤素化合物；（7）颗粒物；（8）放射性物质。哪些是一次污染物？如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氧化亚氮、一氧化氮等哪些是二次污染物？如二氧化氮、三氧化硫、硫酸盐颗粒物及光化学氧化剂等118一、含硫化合物大气中的含硫化合物主要有SO2、SO3、H2S、H2SO4、亚硫酸盐及硫酸盐，还有含量极低的氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)等。来源：其主要来源是矿物燃料的燃烧、有机物的分解和燃烧、海洋及火山活动等。含硫化合物是大气中最重要的污染物之一；特别在我国，能源结构仍以燃煤为主，大气往往出现煤烟型污染。SO2是酸雨的主要前体物，而H2S在大气中则可被氧化成SO2。119一、含硫化合物1、SO2危害：对呼吸道系统危害，增加呼吸阻力,500ppmV会致人死亡；对植物有危害，损伤叶边缘和叶脉之间的叶面，随湿度增加而增加，白天植物气孔张开，危害更大；大气中氧化为SO3后，会形成硫酸分子，硫酸气溶胶、硫酸雾、硫酸盐，危害更大120一、含硫化合物1、SO2来源与消除：人为源和自然源各占约50%，但城市区域来源主要为人为源。煤中含硫0.5-6%,油中0.5%-3%,几乎全部转换为SO2，全世界人为源约146百万t/a，50%转化为硫酸或硫酸盐，另50%通过干湿沉降落到地面121一、含硫化合物2、H2S－来源天然源：大气中H2S的主要来源是天然排放。除火山活动外，H2S主要来自动植物机体的腐烂，即主要由动植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。人为源：大气中H2S的人为源排放量不大，全世界工业排放的H2S仅是SO2排放量的2%左右。至今尚不完全清楚H2S的总排放量。122一、含硫化合物2、H2S－转化H2S在大气中比较快地被氧化成SO2。它可被O2氧化，也可被O3氧化，其中与O3的反应是最重要的氧化反应

H2S+O3→H2O+SO2这个反应在均匀的气相中很慢，但若有气溶胶质点存在则反应要快得多。1μL/m3的H2S若在含有0.05mL/m3O3及每cm3含10000个颗粒的大气中，其寿命估计为28h。由于H2S、O2及O3均溶于水，故H2S在有雾和云的大气中氧化速率更快。天然排放的大气中的低价硫化物如COS、CS2等与·OH反应可生成H2S。而H2S的主要去除反应为：

·OH+H2S→H2O+·SH123二、含氮化合物种类：大气中重要的含氮化合物有N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3和氨盐；其中NO和NO2统称为总氮氧化物，是大气中最重要的污染物之一，它能参与酸雨及光化学烟雾的形成，而N2O是温室气体。124二、含氮化合物1、氧化亚氮(N2O－笑气－麻醉剂)来源：

氧化亚氮是无色气体，主要来自天然源，由土壤中的硝酸盐经细菌脱氮作用产生：

NO3－

+2H2+H+→1/2N2O+5/2H2ON2O的人为源主要是燃料燃烧和含氮化肥的施用。125二、含氮化合物2、N2O的转化N2O的化学活性差，在低层大气中被认为是非污染性气体，但它能吸收地面辐射，是主要的温室气体之一。N2O难溶于水，寿命又长，可传输到平流层，发生光解作用：

N2O+hν→N2+O

N2O+O→N2+O2

N2O+O→2NO

最后一个反应是平流层中NO的天然源，而NO对臭氧层有破坏作用。126二、含氮化合物3、氮氧化物（NOx）来源－天然源：大气中的NOx主要来自天然过程，如生物源、闪电均可产生NOx。自然界的氮循环每年向大气释放NO约4.30×108t，约占总排放量的90%，人类活动排放的NO仅占10%。NO2是由NO氧化生成的，每年约产生5.3×107t。127二、含氮化合物4、NOx的来源——人为源NOx的人为源主要是燃料的燃烧或化工生产过程，其中以工业窑炉、氮肥生产和汽车排放的NOx量最多。据估算，城市大气中三分之二的NOx来自汽车尾气等的排放。一般条件下，大气中的氮和氧不能直接化合为氮的氧化物，只有在温度高于1200℃时，氮才能与氧结合生成NO：

N2+O2→2NO上述反应的速率随温度增高而加快。燃烧过程中生成的NO量主要与燃烧温度和空燃比

(空气的质量除以燃料的质量)有关。当燃烧完全，即无过量的O2时，空气质量与燃料的比例称为化学计量空燃比。典型汽油的化学计量空燃比为14.6。128129二、含氮化合物NO除由高温导致外，还有一部分来自燃料中含氮化合物的热解和氧化。如石油中的吡啶(C5H5N)、哌啶(C5H11N)、喹啉(C9H7N)和煤中的链状、环状含氮化合物在燃烧过程中易被氧化成NO。NO2是低层大气中最重要的光吸收分子，它吸收紫外线就被分解为NO和氧原子；由此反应可以引发一系列反应，导致光化学烟雾的形成。130二、含氮化合物5、NOx的环境浓度：城市区域冬季浓度高，夏季浓度低（冬季采暖期燃烧量大，夏季降雨量多，有利于湿沉降），我国城市区域低于国外发达国家城市区域（源弱）；6、NOx危害：NO2危害大于NO，NO2的体积分数达到50-100ppm，引起呼吸道疾病，达到150-200ppm，支气管炎，甚至可能引起死亡。光化学污染的重要物质131三、含碳化合物包括：CO、CO2、CxHy、含氧烃类（醛，酮，酸等）1、CO来源：人为源：燃料不完全燃烧，由于CO碳氧键为三键结合，CO氧化为CO2速率很慢；而且高温时CO2可能转化为CO，所以燃烧过程中除非氧气特别充足，否则可能产生大量的CO、汽车尾气中也有很多CO产生，为什么大气中一般CO2>CO?(细菌作用)。天然源：甲烷转化、海水CO挥发、植物排放、森林火灾等。甲烷转化最为重要：

CH4+HO.→CH3.+H2O,CH3.+

O2→HCHO+HO.,HCHO+hv→CO+H2132三、含碳化合物1、CO去除：土壤吸收（细菌）：

2CO+O2→2C

O2

CO+3H2→CH4+H2O

自由基反应：

CO+HO.→C

O2+H.H.+O2+M→HO2.+MCO+HO2.→CO2+HO.

CO本身是一种温室气体，同时也是一种间接的温室气体？导致CO2增加，同时导致CH4累积（因为CH4本来可以和HO.反应）133三、含碳化合物2、CO2来源：人为源：我国目前排放量全球第一矿石燃料燃烧，1999年达到242百万吨/年

天然源：◎海洋脱气——海水中CO2量通常比大气圈高60多倍，估计大约有千亿吨的CO2在海洋和大气圈之间不停地交换◎甲烷转化——CH4转化为CO后继续转化为CO2◎动植物呼吸——含C有机物氧化◎有机物腐败分解——含C有机物氧化另外，森林是巨大的碳库，森林，尤其是热带雨林的大面积砍伐也是CO2浓度快速增高的重要原因之一。危害：全球气候变暖，19C,290ppm;1958,315ppm;1988,350ppm,1998,367ppm预测结果：高方案0.8度/10年；低方案0.06度/10年；中方案0.3度/10年134三、含碳化合物3、碳氢化合物大气中气态形式主要为c=1-8的烃类，是构成VOCs的主要成分，其余高C分子碳氢化物以气溶胶形式存在包括：◎烷烃：100多种，甲烷最典型，C<6以气态形式,C>6多以气溶胶形式◎烯烃：乙烯、丙烯、苯乙烯、丁二烯等，大多来自工业生产◎芳香烃：单环芳烃（苯，甲苯等），多环芳烃（PAH，如二甲苯、芘）大气污染研究中通常把碳氢化合物分为甲烷和非甲烷烃(nMHC)两类135三、含碳化合物3、碳氢化合物甲烷甲烷的主要来源是厌氧细菌的发酵过程，如沼泽、泥塘、湿冻土带、水稻田底部、牲畜反刍、生物质燃烧等。稻田是大气甲烷重要排放源之一，它是在严格厌气条件下，通过微生物代谢作用，有机质矿化过程产生的。水稻田产生的甲烷约为(7.0～17.0)×107t/a。由于全球水稻田大部分在亚洲，而中国水稻种植面积又占亚洲水稻面积的30%，因此，水稻田甲烷的排放对我国乃至世界甲烷源的贡献都非常重要。136大气中CH4浓度主要受HO.控制三、含碳化合物3、碳氢化合物甲烷大气中CH4的主要去除过程是与·OH自由基反应：

CH4+·OH→·CH3+H2O

CH4在大气中的寿命约为11a。目前排放到大气中的CH4大部分被HO.氧化，每年留在大气中的CH4约0.5×108t，导致大气中CH4浓度上升。大气中CH4的浓度仅次于CO2，也是重要的温室气体，其温室效应比CO2大20倍。近100年来大气中甲烷浓度上升了一倍多。目前全球范围内甲烷浓度已达到1.75mL/m3，其年增长速度为0.8%～1.0%。科学家们估计，按目前甲烷产生的速度，几十年后，甲烷在温室效应中将起主要作用。但目前引起温室效应的仍以二氧化碳为主。CO2和CH4的温室效应贡献率分别是56%和11%。137三、含碳化合物3、碳氢化合物非甲烷烃（nMHC）：种类很多乙烯：主要植物散发，不饱和烃，积极参与化学反应萜烯类：主要植物散发，数量较大，65%另外：人类活动，如汽油燃烧（占人为源的38%左右）、焚烧（28%）、溶剂挥发（11%）、石油蒸发（9%）、油类挥发（7%）等都产生nMHC

主要与HO.反应去除

其危害性因种类不同而异138三、含碳化合物3、碳氢化合物非甲烷烃（nMHC）：大气中非甲烷烃的环境本底值为：海洋上空：8μg/m3；陆地上空：50μg/m3；烷烃(主要是乙、丙、丁烷)：3μL/m3；烯烃(主要是乙、丙、丁烯)：1μL/m3。非甲烷烃种类很多，如植物排放的非甲烷有机物可达367种。139四、含卤素化合物1、卤代烃：甲烷衍生物，CH3Cl，CH3Br、CHCl3，CH3CCl3（三氯乙烷）等，主要由工业排放，主要与自由基反应去除。如:CHCl3+HO.→.CCl3+H2O.CCl3+O2→COCl2+ClO.ClO.+NO→Cl.+NO2Cl.+CH4→HCl+CH3.140四、含卤素化合物大气中卤代烃包括卤代脂肪烃和卤代芳烃，其中多氯联苯(PCB)及有机氯农药(如DDT、六六六)等高级卤代烃以气溶胶形式存在，而含两个或两个以下碳原子的卤代烃呈气态。氯氟烃类（CFCs）：对环境影响最大，需特别引起关注的卤代烃是氯氟烃类。141四、含卤素化合物2、氟氯烃类含氯氟烃类(或称氟利昂类)化合物，包括CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114、CFC-115等简称为CFCs。CFC是Chloro、Flro、Carbon的缩写，后面的数目依次代表了CFC