大气复合污染条件下新粒子生成和增长机制及其环境影响
《环境化学》(第二版)(戴树桂)知识点总结和部分课后习题答案
环境化学第一章绪论1环境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1972年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议通过了《人类环境宣言》2构成环境的四个自然圈层包括土壤岩石圈大气圈和水圈3为保护人类生存环境联合国将每年的4月22定位世界地球日 6月5日定位世界环境日4环境保护的主要对象是由于人类生产生活活动所引起的次生环境问题主要包括环境污染和生态破环两个方面5环境问题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目前的环境问题一般都是次生环境问题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当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应臭氧空洞酸雨等是由大气污染所引起的6环境污染由于人为因素使环境的构成状态发生变化环境素质下降从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件造成环境污染的因素有物理化学和生物的三个方面其中化学物质引起的约占8090环境污染物定义进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的重要污染物1 元素CrHgAsPbCl2 无机物CONOxSO2KCN3 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TNT7 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受污染物影响的环境要素可分为大气污染物水体污染物土壤污染物等按污染物的形态可分为气体污染物液体污染物和固体废物按污染物的性质可分为化学污染物物理污染物和生物污染物优先控制污染物概念基于有毒化学物的毒性自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素从多种有机物中筛选出的优先控制物7认识过程 20世纪60年代人们只把环境问题作为污染来看待没有认识到生态破坏的问题 20世纪70年代 1972年联合国瑞典斯德哥尔摩人类环境会议将环境污染和生态破坏提升到同一高度看待20世纪80年代 1987年由挪威首相布伦特兰夫人组建的联合国世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来》20世纪90年代 1992年巴西里约热内卢联合国环境与发展大会强调和正式确立了可持续发展的思想并形成了当代的环境保护的主导意识8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分为自然环境效应和人为环境效应按环境变化的性质划分1环境物理效应由物理作用引起的环境效应即为环境物理效应2环境化学效应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即为环境化学效应3环境生物效应环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应9污染物的迁移污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集分散和消失的过程迁移有机械迁移物理－化学迁移生物迁移污染物转化是指污染物在环境中通过物理化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程污染物质在环境中的三大转化途径为化学转化光化学转化和生物转化10环境化学研究特点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mgkg ppm10-6 ugkg ppb10-911根据环境化学的任务内容和特点以及发展动向你认为怎样才能学好环境化学这门课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征行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象以解决环境问题为目标的一门新型科学其内容主要涉及有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态潜在有害物质的来源他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径环境化学的特点是要从微观的原子分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应目前国界上较为重视元素尤其是碳氮硫和磷的生物地球化学循环及其相互偶合的研究重视化学品安全评价臭氧层破坏气候变暖等全球变化问题当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是以有机物污染为主的水质污染以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染第二章大气环境化学1大气成分按浓度分成三大类1主要成分浓度在1以上量级包括氮 N2 氧O2 和氩 Ar 2微量成分也称次要成分浓度在1ppmv到1之间包括二氧化碳CO2水汽 H2O 甲烷 CH4 氦 He 氖 Ne 氪 Kr 等3痕量成分浓度在1ppmv以下主要有氢 H2 臭氧 O3 氙 Xe 一氧化二氮 N2O 氧化氮 NO 二氧化氮 NO2 氨气 NH3 二氧化硫 SO2 一氧化碳 CO 以及气溶胶等等此外还有一些大气中本来没有的纯属人为产生的污染成分它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级如氟氯烃类化合物常记为CFCs 等2大气层的结构对流层平流层中间层热层逸散层对流层特性由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射因此离地面越近气温越高离地面越远气温则越低在对流层中高度每增加100m3逆温由于过程的不同可分为近地面的逆温自由大气逆温近地面的逆温辐射逆温平流逆温融雪逆温地形逆温自由大气逆温乱流逆温下沉逆温锋面逆温逆温的危害在对流层中由于低层空气受热不均能够使气体发生垂直对流运动致使对流层上下空气发生交换通过垂直对流运动污染源排放的污染物能够被输送到远方并由于分散作用而使污染物浓度降低逆温现象经常发生在较低气层中这时气层稳定性特强对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用对大气垂直流动形成巨大障碍地面气流不易上升使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散4气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关5大气污染源自然因素火山喷发排放出SO2H2SCO2COHF及火山灰等颗粒物森林火灾排放出COCO2SO2NO2自然尘风砂土壤尘海浪飞沫颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐人为因素工厂企业废气排放交通运输飞机机动车轮船尾气燃油燃煤农村炉灶农业活动农药喷洒6大气中有哪些重要污染物及分类定义大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫及进一步氧化产物三氧化硫硫酸盐悬浮颗粒物烟雾灰尘PM10PM25PM10氮氧化物一氧化碳挥发性有机化合物碳氢化合物和氧化物臭氧铅和其他有毒金属分类大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物一次污染物是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物又称为原发性污染物二次污染物指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物又称为继发性污染物7重要污染物来源及消除途径二氧化硫燃烧降水清除雨除冲刷气相或液相氧化成硫酸盐土壤微生物降解物理和化学反应吸收植被表面吸收消化摄取海洋河流吸收硫化氢火山喷射海水浪花生物活动等氧化为二氧化硫写去除反应臭氧在植被土壤雪和海洋表面上的化学反应氮氧化物燃烧尾气排放土壤化学反应植被吸收消化摄取气相或液相化学反应一氧化碳不完全燃烧平流层与OH自由基反应土壤微生物活动二氧化碳植被光合作用吸收海洋吸收甲烷燃烧泄露发酵土壤微生物活动植被化学反应细菌活动对流层及平流层化学反应碳氢化合物向颗粒物转化土壤微生物活动植被吸收消化摄取8影响大气污染物迁移的因素由染源排到大气中的污染物的迁移主要受到空气的机械运动由天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染物本身的特性9基本气象要素气温气压湿度风云量10燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关11CFC-11和Halon1211d 分子式分别为 CFCl3 和 CF2ClBr12大气中的CH4主要来自煤石油天然气的排放13大气中有哪些重要自由基其来源如何产生热裂解法光解法氧化还原法大气中主要自由基有HOHO2RRO2HO的来源①O3的光解O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2OH2O 2HO② HNO2的光解 HNO2 ｈr HO NO③ H2O2的光解 H2O2 ｈr 2HO清洁大气中HO来源是O3污染大气来源是HNO3和H2OHO2的来源①主要来自醛特别是甲醛的光解H2CO ｈr H HCOH O2 M HO2 MHCO O2 M HO2 CO M②亚硝酸酯的光解CH3ONO ｈr CH3O NOCH3O O2 HO2 H2CO③ H2O2的光解H2O2 ｈr 2HOHO H2O2 HO2 H2OR的来源RH O R HORH HO R H2OCH3的来源CH3CHO的光解 CH3CHO ｈr CH3 CHOCH3COCH3的光解 CH3COCH3 ｈr CH3 CH3CO CH3O的来源甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO ｈr CH3O NO甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 ｈr CH3O NO2 RO2的来源R O2 RO214叙述大气中NO转化为NO2的各种途径① NO O3 NO2 O2② HO RH R H2OR O2 RO2NO RO2 NO2 RORO O2 RCHO HO2 R比R少一个C原子NO HO2 NO2 HO15氮循环主要通过同化氨化硝化和反硝化等四个生物化学过程完成16分子原子自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应大气光化学反应分为初级过程和次级过程光化学第一定律当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应其次为使分子产生有效的光化学反应光还必须被所作用的分子吸收即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱才能产生光化学反应光化学第二定律光被分子吸收的过程是单光子过程由于电子激发态分子的寿命 10-8s在如此短的时间内辐射强度比较弱的情况下只可能单光子过程再吸收第二个光子的几率很小17大气中重要吸光物质的光离解1 O2N2的光离解N2的光离解限于臭氧层以上2 O3的光离解3NO2的光离解据称是大气中唯一已知O3的人为来源4 HNO2 HNO3的光解初级过程次级过程HNO2的光解是大气中HO的重要来源之一5 甲醛的光离解初级过程对流层中由于有O2的存在可进一步反应醛类光解是氢过氧自由基H02 ·的主要来源6卤代烃的光解如果有一种以上的卤素则断裂的是最弱的键CH3－F CH3－H CH3－Cl CH3－Br CH3－I18含有NOx和CH化合物等一次污染物的大气在阳光的照射下发生光化学反应而产生二次污染物这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾控制控制反应活性高的有机物的排放控制臭氧的浓度特征蓝色烟雾强氧化性具有强刺激性使大气能见度降低在白天生成傍晚消失高峰在中午光化学烟雾形成的简单机制光化学烟雾形成反应是一个链反应链的引发主要是NO2的光解引发反应自由基传递碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因过氧酰基终止19说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应RH HO R H2ORH O R HOR O2 RO2RO2 NO RO NO2RO O2 RCHO HO2RO NO2 RONO2另外RO2 HO2 ROOH O2ROOH ｈr RO HO稀烃可与HO发生加成反应从而生成带有羟基的自由基它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基由于它有强氧化性可将NO氧化成NO2自身分解为一个醛和CH2OH如乙烯和丙稀CH CH HO CH2CH2OHCH3CH CH2 CH3CHCH2OH CH3CH OH CH2CH2CH2OH O2 CH2 O2 CH2OHCH2 O2 CH2OH NO CH2 O CH2OH NO2CH2 O CH2OH CH2O CH2OHCH2 O CH2OH O2 HCOCH2OH HO2CH2OH O2 H2CO HO2稀烃还可与O3发生反应生成二元自由基该自由基氧化性强可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位20硫酸烟雾型污染由于煤燃烧而排放出来的SO2颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰铁氨的催化作用而加速硫酸烟雾型污染属于还原性混合物称还原性烟雾SO2滴的催化氧化速度与金属离子浓度PH温度有关21硫酸烟雾伦敦型烟雾与光化学烟雾洛杉矶烟雾的比较硫酸烟雾是还原型烟雾发现较早已出现多次燃煤产生冬季低温高湿度弱光照白天夜间连续光化学烟雾是氧化型烟雾发现较晚汽车尾气夏秋季高温低湿度强光照白天22二氧化硫的氧化直接光氧化被自由基氧化被氧原子氧化23酸雨雨水的pH值约为56可看作未受污染的大气降水的pH背景值并作为判断酸雨的界限影响酸雨形成的因素主要有酸性污染物的排放及其转化条件大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性大气颗粒物的碱度及其缓冲能力天气形势的影响降水的化学组成大气中固定成分无机物有机物光化学反应物不容物酸雨化学组成硫酸硝酸钙离子锰铜矾催化24酸雨的主要成分是什么其产生的主要机制酸雨的主要危害有哪些如何控制酸雨中含有多种无机酸和有机酸主要是硫酸和硝酸酸雨多成于化石燃料的燃烧⑴S→H2SO4SO2点燃＝SO2SO2H2O＝H2SO3亚硫酸2H2SO3O2＝2H2SO4硫酸总的化学反应方程式SO2点燃＝SO22SO22H2OO2＝2H2SO4⑵氮的氧化物溶于水形成酸aNO→HNO3硝酸2NOO2＝2NO23NO2H2O＝2HNO3NO总的化学反应方程式4NO2H2O3O2＝4HNO3bNO2→HNO3总的化学反应方程式4NO22H2OO2＝4HNO3危害酸雨可以直接使大片森林死亡农作物枯萎也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定淋洗与土壤离子结合的钙镁钾等营养元素使土壤贫瘠化还可使湖泊河流酸化并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中毒害鱼类加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程可能危及人体健康控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有 1原煤脱硫技术2优先使用低硫燃料如含硫较低的低硫煤和天然气等 3改进燃煤技术减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量4对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫5开发新能源如太阳能风能核能可燃冰等CO2象温室的玻璃一样允许太阳光中可见光照射到地面并阻止地面重新辐射的红外光返回外空间CO2起单向过滤器作用大气中CO2吸收了地面辐射出来的红外光把能量截留于大气中从而使大气温度升高这种现象称为温室效应能引起温室效应的气体称温室气体有二氧化碳甲烷一氧化碳二氯乙烷臭氧四氯化碳和氟氯烃 CFC 11CFC 12等都是温室气体26温室效应机理及危害由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭石油和天然气这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散其结果是地球表面变热起来它会带来以下列几种严重恶果 1 地球上的病虫害增加 2 海平面上升 3 气候反常海洋风暴增多 4 土地干旱沙漠化面积增大总反应臭氧的消耗光解生成O3的逆反应当水蒸气氮氧化物氟氯烃等进入平流层后加速O3 的消耗起到催化的作用导致臭氧层破坏的催化反应过程总反应Y - 直接参加破坏O3的催化活性物种包括NOXHOX · ClOX ·等29大气各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系也是气溶胶体系气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物分散性凝聚性形成气溶胶性颗粒物的去除途径干沉降湿沉降干沉降指颗粒物在重力作用下的沉降或与其它物体碰撞后发生的沉降湿沉降是指通过降雨降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法湿沉降包括雨除和冲刷两种机制大气颗粒物的分类总悬浮颗粒物TSP粒径一般在100 m以下飘尘长期漂浮在大气中粒径小于10 m的悬浮物又称为可吸入粒子降尘粒径大于10微米以上的由于重力作用能沉降下来的微粒可吸入粒子小于10 m30大气颗粒物分为无机颗粒物和有机颗粒物的三模态根据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿爱根核模Dp 005μm 积聚模005 μm Dp 2 μm 粗粒子模 Dp 2 μm31颗粒物的表面性质成核作用粘合吸着成核作用过饱和蒸汽在颗粒物表面凝结成液滴粘合粒子彼此相互间紧紧粘合或在固体表面上粘合是小颗粒形成较大凝聚体最终沉降的过程离子粘合静电除尘吸着气体或蒸汽吸附在颗粒物表面Adsorption32有机污染物一般通过吸附作用挥发作用水解作用光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化第三章水环境化学1水中八大离子KNaCa2Mg2HCO3-NO3-Cl-和SO42-为常见八种离子2溶解气体与Henry定律溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系气体的大气分压PG与气体的溶解度的比表现为常数关系称为Henry定律该常数称为Henry定律常数KH [G aq ] KH PG KH－气体在一定温度下的亨利定理常数 molLPa PG －各种气体的分压 Pa3水体中可能存在的碳酸组分 CO2CO32-HCO3-H2CO3 H2CO34天然水中的碱度和酸度碱度水中能与强酸发生中和作用的全部物质即能够接受质子H的物质总量酸度凡在水中离解或水解后生成可与强碱OH-反应的物质包括强酸弱酸和强酸弱碱盐总量即水中能与强碱发生中和作用的物质总量5天然水中的总碱度 HCO3-2CO32- OH- H6水体中颗粒物的类别 1 矿物微粒和粘土矿物铝或镁的硅酸盐 2 金属水合氧化物铝铁锰硅等金属 3 腐殖质 4 水体悬浮沉积物 5 其他藻类细菌病毒等影响水体中颗粒物吸附作用的因素有颗粒物浓度温度PH7水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附化学吸附离子交换吸附和专属吸附8天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低因而表层水呈氧化性环境9吸附等温线在一定温度处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线水环境中常见的吸附等温线主要有L－F－H －10无机物在水中的迁移转化过程分配作用挥发作用水解作用光解作用生物富集生物降解作用11PEpE 越小电子活度越高提供电子的倾向越强水体呈还原性pE 越大电子活度越低接受电子的倾向越强水体呈氧化性 pe影响因素1 天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低2 天然水的pE随其pH减少而增大12什么是电子活度pE以及pE和pH的区别答定义电极上电子有效浓度为电子活度记作E其负对数记作pE电子活度越大或pE 越小电子供出电子的倾向越大在电化学研究中通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向当给出电子活度 E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小在一定温度下pE 与电极电位成直线关系 pE越大电子活度越小电极的氧化能力或接受电子的能力越强供出电子能力越弱pE与电子活度的关系同pH 与H活度的关系相似pH亦称氢离子浓度指数是溶液中氢离子活度的一种标度也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准pH值越趋向于0表示溶液酸性越强反之越趋向于14表示溶液碱性越强pH 7的溶液为中性溶液13腐殖质的组成由生物体物质在土壤水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物是一种凝胶性有机高分子物质分为腐殖酸溶于稀碱但不溶于酸的部分富里酸即可溶于碱又可溶于酸的部分腐黑物不能被酸和碱提取的部分一般认为当浓度较高时金属离子与腐殖质的反应以溶解为主当金属离子浓度较低时则以沉淀和凝聚为主14沉淀物中重金属重新释放诱发因素①盐浓度升高碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来②氧化还原条件的变化有机物增多产生厌氧环境铁猛氧化物还原溶解使结合在其中的金属释放出来③pH值降低氢离子的竞争吸附作用金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解④增加水中配合剂的含量天然或合成的配合剂使用量增加能和重金属形成可溶性配合物有时这种配合物稳定性较大以溶解态形式存在使重金属从固体颗粒上解吸下来15凝聚过程是在外来因素如化学物质作用下降低静电斥力引力超过斥力时胶粒便合在一起絮凝过程借助于某种架桥物质聚合物联结胶体粒子使凝结的粒。
(完整word版)大气环境化学思考题答案
环境化学作业（一）1.请论述国内外大气环境化学的发展动向？答：大气环境化学的研究包括大气污染化学过程的研究、全球大气环境中化学变化的研究以及大气污染的化学模式研究等，其中，臭氧、气溶胶和温室气体由于涉及全球环境问题，是研究的主要对象。
大气环境化学发展至今已有近百年的历史，一些相关概念也随之更新。
国际：研究辐射活性气体的发生、转化与归趋，对地球的起源、演变和持续发展有重要作用。
已发现生物源辐射活性气体的源强超过化石燃料燃烧的源强，其生成和消失的生化过程和光化学过程值得深入研究。
例如，与光合作用有关的气体释放过程、与维管束传输有关的释放过程、与土壤微生物有关的释放过程以及与根系分泌物和化感物质有关的释放过程等。
平流层和对流层化学一直是大气化学研究的重要内容。
如何利用化学手段进行CO2控制已有研究。
臭氧空洞的形成及其原因以及如何保护臭氧层的问题，已是当今全球性环境问题的热点。
非均相大气化学反应得到了很大重视，如Solomon、Turco等人指出仅依据气相反应还不能很好解释臭氧空洞的形成，必须研究大气中冰晶气溶胶上的非均相反应，研究在平流层和对流层中气溶胶表面吸附特性与催化作用，了解这些非均相表面的化学过程，将有助于进一步了解臭氧空洞形成的根源。
为保护臭氧层，减缓大气臭氧耗损，研究超细颗粒物的低温反应储库化合物与活性种的低温催化失活反应特性，寻找调控臭氧的最佳条件等方面的研究极为活跃。
国内：近年来中国大气污染化学的研究，大体可归纳为：大气颗粒物的表征和污染物的迁移转化规律两方面。
在对大气颗粒物的表征研究中，已经对大气颗粒物的物理化学特性、化学组成与存在状态及大气颗粒物来源识别进行了深入的探讨，为大气气溶胶（颗粒物）化学的发展奠定了基础，对认识和解决大气污染问题有一定的导向性作用。
此外，在掌握中国大气污染特点的基础上，有关围绕燃煤产生的污染物在大气环境中迁移与转化规律及其影响的研究，已成为大气环保科研工作的主要内容。
北大考研-环境科学与工程学院研究生导师简介-曾立民
90(7):548-559
MinQin
，
PinhuaXie,HangSu,JianweiGu,FuminPeng,SuwenLi,LiminZeng,JianguoLiu,WenqingLiuandYuan
hangZhang.AnobservationalstudyoftheHONO
–
NO2couplingatanurbansiteinGuangzhouCity,SouthChinaAtmosphericEnvironment2009,43(36):I5
hu,LiminZeng,Shaw-ChenLiu,Chih-ChungChang,AntonioAmoroso,andFrancescaCostabile.Evide
nceofReactiveAromaticsAsaMajorSourceofPeroxyAcetylNitrateoverChinaEnviron.Sci.Technol.20
calandphysicalfactorsinfluencingtheirconcentrationsJOURNALOFGEOPHYSICALRESEARCH-
ATMOSPHERES2010,115
ZhenLiu,YuhangWang,DasaGu,ChunZhao,L.GregoryHuey,RobertStickel,JinLiao,MinShao,TongZ
10,44(18):7017–7022
LiuXG,ZhangYH,WenMT,WangJL,JungJ,ChangSY,HuM,ZengLM,KimYJ.Aclosurestudyofaeroso
lhygroscopicgrowthfactorduringthe2006PearlRiverDeltaCampaignADVANCESINATMOSPHERI
PM2.5概况及研究方法
PM2.51、雾霾（含PM2.5）国内外研究现状、水平2、研究方法：采样、分析测试（化学、电镜等）评价方法3、形成机理研究现状、研究方法4、光化学反应研究、实验方法PM2.5的化学物种采样与分析方法定义:PM2.5是指空气动力学直径小于或等于2.5μm 的大气颗粒物。
滤膜采样器的主要部件,包括粒径切割器、常用滤膜、滤膜支撑垫以及采样流量的测量与控制装置等。
气溶胶的物理化学性质(如总粒数浓度、云凝结核浓度、光学系数、密度和平衡态含水量等) 、特定粒径颗粒物的化学成分。
成分:PM2.5主要包括含碳组分、水溶性离子物种以及无机多元素,其中既有性质稳定的组分,也有半挥发性成分,包括硝酸铵、半挥发性有机物(SVOCs)和水蒸气(H2O)PM2.5中的许多无机物质(如水溶性组分2-4SO 、-3NO 、+4NH 和其它无机离子)以及部分有机物在大气中具有吸湿性。
虽然有一些研究尝试采用不同的技术与方法(如微波共振、热力学模拟等)对气溶胶中的含水量进行测量或计算,但目前尚无可靠的技术对大气颗粒物中的含水量进行直接(化学)测量,因此在采样中通常未对H2O 的含量变化加以考虑。
PM2.5中半挥发性无机组分(主要是硝酸铵) 在采样过程中的吸附与挥发问题得到成功解决,而在SVOCs 的采样误差问题上迄今尚未形成统一的认识,有关的采样技术仍在发展之中。
温度、压力和相对湿度等均对NH4NO3的热力学平衡有影响,其中温度的影响最大:当温度低于15℃时,NH4NO3主要以颗粒物的形式存在;当气温高于30℃时,NH4NO3主要以气态HNO3 和NH3的形式存在。
因此,采样过程中温度与压力的变化均可改变NH4NO3的分配平衡。
硝酸铵采样: 在采样器的切割器之后设置扩散溶蚀器(Diffusion denuder)吸收气流中的气态硝酸与NOx 以消除其与Teflon 滤膜上所捕集的颗粒物反应,同时在Teflon 滤膜之后设置一张尼龙滤膜以吸收从Teflon 膜的颗粒物中挥发的硝酸盐离子.有机碳( OC)的采样: 研究认为石英膜与所捕集的颗粒物对有机气体的吸附是主要的,如果不对收集在石英滤膜上的气相成分加以修正,则所测得的碳质颗粒物的含量存在正偏差. 通常在第一个石英膜后再串联一个后置石英膜或在另一个平行的端口设置一个Teflon 膜和一个后置石英膜来进行修正。
张远航：大气复合污染是灰霾内因
大气复合污染综合防治技术与集成示
范 ” 重 大项 目，选 择 广 东 省珠 江三 角
洲作为该重大项 目的核心 示范区域 ，
旨在建立适合我 国国情的城市群大气
复合 污 染 立 体 监 控 和 预测 预 警 技 术 体 系 、促 进 环 境 管 理 从 以城 市 为重 点 向
区域协调联合调控的跨越。
气 灰 霾现 象来 自大 气 中颗 粒 物 细 粒 子
样 的污染态势与公众的要 求相背离 ，
特 别 是 当前 ＷＨ ０又 发 布 了新 的标 准 指
南。对于治理的难度也更大。 为遏 制我 国城 市 群 区域 大气 复 合 污染 恶化 趋势 ，寻 求科 学 可行 的 防 治方 略 和总体 解决 框架 ，国家 高
物对大气光化 学的反应活性相 当来说还是较低 的，但随着对大气环境 问题研 究的深 入， 发现 （ Ｐ 地并 不是那么的清洁，它会产生一些其他的环境问题。比如还是会对大 气光化学反应过程活｝物的生成有一定的贡献，因此在 目 生 前这种情况下，Ｌ Ｇ Ｐ 的今后
的政策 方面的考 虑 恐怕还 得综合 进行 评估 ，看怎样 来往 下推动 。 张 远 航 ： 北 京 大 学 环 境 科 学
与工程 学院院长 ，兼任教育部 高等
多项关键技术有望突破
针对城市群 区域大气复合污染综 合防治 的技术 需求 ，８ ３ ６ 重大项 目诊
断 和确 定研 发 的 关键 技术 包 括 ：
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物 、挥发性有机物和氨 等 ），开发各 种有共性的源排放控制技术与设备 ；
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学校环境科 学与工程教学指导委 员
国家８ ３ ６ 大气污染项目应运而 生
总体 而言 ，我 国城 市 群 的大 气 污 染 的趋势 为 ，传统 的煤烟 型污 染仍非 常 严重 ，没 有得 到 有 效 控 制 。 同 时 ，在 机 动 车保 有 量 和 高 大 电 厂 共 同排 放 作 用下 ，０ 和Ｐ ． － 污染态 势更 加严 ３ Ｍ２ －次 ５
环境化学课后答案(戴树桂)主编-第二版(1-7章)完整版
环境化学课后答案第一章绪论1．如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。
a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。
对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。
b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。
这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。
然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。
c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。
d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。
通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。
它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。
这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。
2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？（1）氧的循环：（2）碳的循环：（3）氮的循环（4）磷的循环（5）硫的循环（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。
3．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。
中国大气细颗粒物的污染特征
SO2
NOx
VOC
NH3
BC
全球PM2.5浓度分布: 2001-2006
van Donkelaar et al., Environmental Health Perspectives 2010 /topics/earth/features/health-sapping.html
Frequency
SOA/OA：冬季高达~40%；冬季天然源排放和温湿度等因素均不利于SOA生成， 北方冬季如此高比例的SOA说明人为源排放的前体物已形成相当大的反应驱动力
Chemosphere 2005; Wang et al., 2003, Atmos. Environ.
北京PM2.5中的WSOC
Atmos. Chem. Phys., 2011, 11, 5207-5219
北京PM2.5 化学组成的季节/年际变化
100% 90% 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Fractions in identified PM 2.5 mass
Significant increases of primary emissions of aerosols in East of China during 1990-2005
Lei et al.，ACP, 2011
Air pollutants mainly concentrate in the city-clusters
WSOC与估算的SOA表现出 较强的相关性，说明WSOC 的来源以二次为主。 WSOC的吸收光谱呈现棕色 碳的特征。
北京WSOC的吸收效 率 (0.7~1.8 m2/g) 远高于美国的观测结 果 (0.3~0.7 m2/g)。
大气颗粒物对环境生态的影响评估研究
大气颗粒物对环境生态的影响评估研究引言：大气颗粒物（PM）是空气中悬浮的微小颗粒，由于其极小的颗粒尺寸，能够长时间悬浮在空气中，并随风传播到各个地区。
这些颗粒物源于自然因素（如风尘、火山喷发等）和人为活动（如工业排放、交通尾气等），对环境生态造成了广泛而深远的影响。
本文将对大气颗粒物对环境生态的影响进行评估研究。
一、大气颗粒物的来源与组成前言中提到，大气颗粒物源于自然和人为因素。
自然因素包括风尘、火山喷发、植物花粉等，而人为因素包括工业排放、交通尾气、燃烧排放等。
这些源头的颗粒物经过空气传播后，逐渐形成复杂的混合物质。
根据颗粒物的直径，可以将其分为PM10(直径小于等于10微米的颗粒物)、PM2.5(直径小于等于2.5微米的颗粒物)和细颗粒物（直径小于等于0.1微米的颗粒物）三种。
二、大气颗粒物的环境生态影响1.空气质量恶化大气颗粒物的存在导致空气质量下降，对人类健康产生直接影响。
PM2.5可直接进入人体呼吸系统，引发各种呼吸疾病，并与心血管疾病、癌症等疾病的发病风险增加有关。
2.土壤肥力下降大气颗粒物中的某些成分（如重金属）在沉积到土壤表面后，会对土壤肥力造成不可逆转的损害。
持续的颗粒物沉积使得土壤中的微生物活动受到抑制，进而影响植物的生长和农作物产量。
3.生态系统异常大气颗粒物对生态系统的影响不仅局限于地表，还影响到水体和海洋。
在降水过程中，颗粒物会与水蒸气结合形成云雾，进而影响降水和水域生态系统的健康。
此外，颗粒物沉积到河流和湖泊中，会对水生生物造成直接毒害，破坏水生生物的生存环境。
三、大气颗粒物影响的评估方法评估大气颗粒物对环境生态的具体影响是环境科学的核心问题之一。
目前，已经开发出了许多方法和指标来评估大气颗粒物的环境生态效应，如颗粒物浓度监测、颗粒物沉积量测定、生物监测等方法。
通过这些方法，可以对颗粒物的来源、成分、分布和沉积等进行全面评估和研究。
四、大气颗粒物减排与环境保护为了减少大气颗粒物的排放，各国政府已制定了相应的控制措施和政策。
PM2.5的危害和控制以及生活防护
一、PM2.5的危害气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。
粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面;粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小;而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径相当于人类头发的1/10大小，不易被阻挡。
被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
每个人每天平均要吸入约1万升的空气，进入肺泡的微尘可迅速被吸收、不经过肝脏解毒直接进入血液循环分布到全身;其次，会损害血红蛋白输送氧的能力，丧失血液。
对贫血和血液循环障碍的病人来说，可能产生严重后果。
例如可以加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。
总之这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。
人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力。
二、PM2.5工业源头控制技术工业烟气中的粉尘颗粒物的控制，主要是通过除尘器来实现的。
除尘器的过滤性能决定了最终排放的粉尘，尤其是PM2.5的排放浓度，除尘器的种类非常多。
1电除尘器技术工作原理：在高压电场的作用下，通过电晕放电使含尘气流中的尘粒荷电，利用电场力使粉尘从气流中分离出来并沉积在电极上的过程。
电除尘器技术应用现状我国起步晚、发展快，目前已进入世界先进技术行列。
我国研究工作，早在上世纪50年代已开始。
上世纪80年代我国相关企业先后引进瑞典FIAKT公司，德国LURGI公司，美国GE、EE公司世界先进技术，缩短了我国电除尘器技术与国外的技术差距。
90年代得到迅速发展。
目前我国电除尘器的生产规模、使用数量、均居世界各国首位，是世界上第一电除尘器生产大国，电除尘器技术接近世界先进水平。
2布袋除尘器技术工作原理：依靠纤维编织或毡结(压)的滤布作为过滤材料，当含尘气体通过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的表面，干净空气则通过滤袋纤维间的缝隙排走，从而达到分离含尘气体中粉尘的目的。
环境化学课后答案(戴树桂)主编_第二版(-7章)完整版
环境化学课后答案第一章绪论1．如何认识现代环境问题的发展过程？环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。
a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。
对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。
b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。
这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。
然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。
c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。
d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。
通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。
它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。
这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。
2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？（1）氧的循环：（2）碳的循环：（3）氮的循环（4）磷的循环（5）硫的循环（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。
3．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。
大气中多环芳烃气粒分配规律及气粒分配系数预测
多环芳烃在不同类型气粒上的分配规律
多环芳烃的分布
多环芳烃（PAHs）是一类具有致癌性和环境毒性的有机化合物，主要来源于化石燃料的高温燃烧过 程。在大气中，PAHs主要分布在细颗粒物（PM2.5）和超细颗粒物（PM0.1）中。
分配规律
PAHs在不同类型的气粒上的分布规律与气粒的来源和形成过程有关。例如，人为源排放的PAHs主要 分布在一次气溶胶上，而二次气溶胶中的PAHs则主要来自大气化学反应。此外，不同粒径的气粒上 PAHs的浓度也存在差异，通常随着粒径的减小而增加。
基于统计模型的预测方法
总结词
统计模型方法
详细描述
利用大量实际观测数据，通过多元统计分析方法，建立气粒分配系数的回归模型 ，并考虑不同气象条件和环境因素对模型的影响。
基于人工智能的预测方法
总结词
人工智能方法
详细描述
利用神经网络、支持向量机等人工智能算法，对气粒分配系 数进行预测。该方法可处理非线性问题和多变量影响，并可 利用大量环境因素数据进行训练和优化模型性能。
影响多环芳烃气粒分配的因素
气象条件
气象条件对PAHs的气粒分配有显著影响。例如，风向和风速会影响PAHs的扩散和传输； 湿度和温度则会影响PAHs在不同类型气粒上的分配。
地域差异
不同地区的气候、地形、工业结构和排放源存在差异，导致PAHs的气粒分配也存在地域 差异。例如，工业城市地区的PM2.5和PM0.1上的PAHs浓度通常高于农村地区。
03
大气中多环芳烃气粒分配规律
大气中气粒的分类和特性
气粒分类
大气中的气粒主要分为一次气溶胶和二次气溶胶。一次气溶胶主要由自然源和人为源产生，如海盐、黑碳、土壤 颗粒等；二次气溶胶主要是由大气化学反应形成的，如硫酸盐、硝酸盐等。
2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)授奖项目
徐强,郭文洁,孙洋,吴雪丰,吴兴新,罗 琼,沈燕,刘雯
南京大学
田大成,杨四海,陈建群,王龙,王强 南京大学
王良书,黄周传,刘绍文,徐鸣洁,鲍学 伟,王攀,米宁,于大勇,李华
南京大学
孙成,杨绍贵,何欢,王少莽,喻恺,罗斯, 胡晓斌,赵伟
南京大学
顾宁,张宇,杨芳,许海燕,孙剑飞,孟洁, 东南大学,中国医学科学院基础医学研
柴天佑,唐立新,杨光红,丁进良,付俊, 王良勇,刘腾飞,富月
东北大学
马琰铭,王彦超,吕健,李印威,王晖 吉林大学,江苏师范大学
叶为民,陈永贵,孙德安,孙文静,陈宝, 秦爱芳,乌东北
同济大学,上海大学
师咏勇,贺林,李志强,樊春海,贺光,潘 敦,赵欣之
上海交通大学
吴强,黄海燕,甲芝莲
上海交通大学
曹珍富,董晓蕾,朱浩瑾,魏立斐,周俊 华东师范大学,上海交通大学
2018-027 自然科学奖 一等奖 多尺度多相过程中的相间作用机理研究
2018-028 自然科学奖 一等奖 果实采后木质化和软化及其调控的生物学机制
主要完成人
主要完成单位/工作单位
庄茁,柳占立,黄克智,刘小明,高原,姜 汉卿,张帆,崔一南,郭宇
清华大学
何孟常,杨志峰,欧阳威,林春野,刘希 北京师范大学 涛 高自友,姜锐,贾斌,杨立兴,吴建军,唐
北京邮电大学,西安交通大学
2018-065 自然科学奖 二等奖 多功能融合微波器件的基础理论与电路构建
吴永乐,刘元安,郑少勇,王卫民,黎淑 兰
北京邮电大学,中山大学
2018-066 自然科学奖 二等奖 功能纳米探针/界面生物分析 2018-067 自然科学奖 二等奖 地质体中分子标志物的新发现及其应用 2018-068 自然科学奖 二等奖 组学大数据整合与解析的新技术和算法研究
第2章 大气环境化学
大气中 H2S 的本底浓度一般在 0.2～20μL/m3 之间，停留时间<1～4 天。
2、含氮化合物
大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮（N2O）、一氧化 氮（NO）和 二氧化氮（NO2）。其 中 氧 化 亚 氮（ N2O）是低层大气中含量最高的含氮化合物，其主要来自 于天然源、即由土壤中硝酸盐（NO3-）经细菌的脱氮作用而产生：
②SO2 的来源与消除 就全球范围来说，由人为源和天然源排放到自然界的含硫化合物的数量是相当的，但 就大城市及其周围地区来说，大气中的 SO2 主要来源于含硫燃料的燃烧。其中约有 60%来 自煤的燃烧，30%左右来自石油燃烧和炼制过程。
大气中的 SO2 约有 50%会转化形成硫酸或硫酸根，另外 50%可以通过干、湿沉降从大 气中被消除。
当空燃比低时，燃料燃烧不完全，尾气中碳氢化合物（HC）和 CO 含量较高，而 NO 含量较低；随着空燃比逐渐增高，NO 含量也逐渐增加；当空燃比等于化学计量比时，NO 达到最大值；当空燃比超过化学计量时，由于过量的空气使火焰冷却，燃烧温度降低，NO 的含量也随之降低。
（4）NOx 的环境浓度
NOx 的环境本底值随地理位置不同具有明显的差别，其城市浓度具有很强的季节变化， 冬季浓度最高，夏季最低。
二、大气层的结构
由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度的差异，使 得描述大气状态的温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布。人们通常把静大气 的温度和密度在垂直方向上的分布，称为大气温度层结和大气密度层结。
根据大气的温度层结、密度层结和运动规律，可将大气划分为对流层、平流层、中间 层和热层，更远的地方称为逸散层，那里气体已极其稀薄。
（极 快）ຫໍສະໝຸດ O N 2 NO N （极快）
北大考研-环境科学与工程学院研究生导师简介-曾立民
环境科学、监测技术 奖励荣誉
2010 年国家科技进步奖二等奖（排名：5） 2010 年环境部科学技术一等奖（排名：13） 2009 年教育部科技进步一等奖（排名：5） 2006 年北京市科学技术三等奖（排名：4） 2004 年国家环境保护总局环境保护科学技术二等奖（排名：8） 2004 年广东省科学技术三等奖（排名：6） 教育背景
H.-B.Dong;L.-M.Zeng;M.Hu;Y.-S.Wu;Y.-H.Zhang;J.Slanina;M.Zheng;Z.-F.Wang;R.JansenTheap plicationofanimprovedgasandaerosolcollectorforambientairpolutantsinChinaAtmosphericChemistr yandPhysics12,10519-10533,2012 陈枳君,曾立民在线大气汞分析仪渗透管标定方法研究[J]环境科学学报 2011,(6) 吴丽玲,曾立民,于雪娜,邵敏配备低压进样系统的 GC-FID 法测大气中的 CO 和 CH_4[J]环境 科学学报 2010,(9) 唐静玥,曾立民,董华斌一种在线测量颗粒物中 WSOC 的新方法及其应用[J]环境科学学报 2010,(5) 刘兴隆,曾立民,陆思华,于雪娜大气中挥发性有机物在线监测系统[J]环境科学学报,2009,(12) 唐静玥,曾立民,胡敏,吕爱华,兰国栋利用气体-气溶胶在线测量技术研究乌鲁木齐颗粒物水溶 性组分与气体污染[J]环境科学学报 2009,(11) 董华斌,曾立民一种在线测量大气中气态氨和颗粒相铵离子浓度的方法北京大学学报 2007 年 张展毅等大气颗粒物浓度自动监测仪器的研制及性能比对测试北京大学学报 2006 年 俞仲英,曾立民在线大气汞分析仪的开发及应用北京大学学报 2006 年 郇宁,曾立民气溶胶中有机碳及元素碳分析方法进展北京大学学报 2005 年 郇宁,曾立民大气气溶胶中有机碳元素碳分析方法比较《中国环境科学学会 2006 年学术年会 优秀论文集（下卷）》2006 年 郇宁,曾立民北京市冬季 PM_(2.5)中碳组分的测量与分析北京大学学报 2006 年 周楠,曾立民固定源稀释通道的设计和外场测试研究[J];05 期环境科学学报 2006 年 陆克定,张远航,苏杭,邵敏,曾立民,钟流举,向运荣,张志忠,周崇光,AndreasWahner 珠江三角洲 夏季臭氧区域污染及其控制因素分析[J]中国科学:化学 2010,(4) 刘 新 罡 , 张 远 航 , 温 梦 婷 , 王 京 丽 ,JinsangJUNG, 张 士 煜 , 胡 敏 , 曾 立 民 ,YoungJoonKIMAClosureStudyofAerosolHygroscopicGrowthFactorduringthe2006PearlRiverD eltaCampaign[J]AdvancesinAtmosphericSciences2010,(4) 于娜,魏永杰,胡敏,曾立民,张远航北京城区和郊区大气细粒子有机物污染特征及来源解析[J]
大气环境条件下二次颗粒物形成机制研究
大气环境条件下二次颗粒物形成机制研究近年来，大气污染问题日益引起人们的关注。
其中，二次颗粒物的生成是大气污染的主要成因之一。
二次颗粒物的形成机制是一个复杂的过程，涉及多种环境条件和化学反应。
本文将深入探讨大气环境条件下二次颗粒物的形成机制，并分析其对环境和健康的影响。
首先，大气环境中存在的气体和颗粒物是二次颗粒物形成的前提条件。
常见的气体有硫化物、氮氧化物和挥发性有机化合物等。
这些气体在大气中可以发生各种化学反应，形成次级颗粒物。
而颗粒物的来源主要包括工业排放、机动车尾气以及燃煤等。
这些颗粒物在大气环境中起到催化剂的作用，促进二次颗粒物的形成。
其次，温度、湿度和光照等大气环境条件对二次颗粒物的形成也起着重要影响。
在高温和低湿度条件下，二次颗粒物的形成速率较快。
这是因为高温和低湿度有利于气体分子的扩散和反应，促进了二次颗粒物的形成过程。
而在低温和高湿度环境下，二次颗粒物的形成速率较慢。
此外，阳光中的紫外线辐射也可以促进二次颗粒物的形成，因为紫外线能够激发气体中的光化学反应。
另外，大气稳定度对二次颗粒物的形成也有影响。
大气层的稳定度可以影响污染物在空气中的扩散和稀释程度。
如果大气层不稳定，污染物容易在局部区域积聚，二次颗粒物的形成速率会相对较高。
相反，如果大气层稳定，污染物会在空气中较为均匀地分布，二次颗粒物的形成速率较低。
在大气中，二次颗粒物的形成主要通过气相和气-液相的化学反应完成。
例如，气体中的硫化物和氮氧化物可以通过氧化反应生成硫酸盐和硝酸盐等化合物，这些化合物会在大气中形成细小的颗粒物。
此外，一些挥发性有机化合物可以与氮氧化物发生反应，形成硝酸酯类物质，进而形成二次颗粒物。
除了气-液相反应，二次颗粒物的形成过程中还涉及气相和颗粒相的相互转化。
最后，二次颗粒物对环境和健康产生了重要影响。
首先，二次颗粒物的形成增加了大气中的颗粒物浓度，加剧了大气污染状况。
其次，二次颗粒物对大气的辐射平衡和气候变化产生了影响。
二次颗粒物大气光化学生成机制
二次颗粒物大气光化学生成机制摘要：一、二次颗粒物大气光化学生成机制的研究背景二、二次颗粒物的生成过程1.一次颗粒物的生成2.二次颗粒物的生成三、大气光化学反应对二次颗粒物生成的影响1.光化学反应的原理2.光化学反应对二次颗粒物生成的促进作用四、二次颗粒物大气光化学生成机制的环境影响及应对措施正文：一、二次颗粒物大气光化学生成机制的研究背景随着我国经济的快速发展，大气污染问题日益严重，其中颗粒物污染是影响空气质量的主要因素。
二次颗粒物是大气中一种重要的颗粒物污染源，其生成机制的研究对于制定大气污染控制策略具有重要意义。
二、二次颗粒物的生成过程1.一次颗粒物的生成：一次颗粒物主要来源于燃烧过程、土壤风蚀、沙尘暴等。
这些过程会产生大量的颗粒物，进入大气中。
2.二次颗粒物的生成：一次颗粒物进入大气后，会与大气中的气体污染物发生反应，生成二次颗粒物。
这些反应主要包括氧化还原反应、水解反应、聚合反应等。
三、大气光化学反应对二次颗粒物生成的影响1.光化学反应的原理：大气光化学反应是指大气中的气体污染物在太阳光照射下发生的化学反应。
这些反应会产生一些具有高度反应性的物质，如臭氧、过氧硝酸盐、醛类等，这些物质可以与一次颗粒物发生反应，促进二次颗粒物的生成。
2.光化学反应对二次颗粒物生成的促进作用：光化学反应生成的臭氧、过氧硝酸盐等物质可以与一次颗粒物发生氧化还原反应，生成二次颗粒物。
此外，光化学反应还能促进一次颗粒物的聚合反应，从而生成更大的颗粒物，这些颗粒物更容易悬浮在空气中，造成空气污染。
四、二次颗粒物大气光化学生成机制的环境影响及应对措施二次颗粒物大气光化学生成机制的研究有助于我们更深入地了解颗粒物污染的来源和生成过程，为制定针对性的污染控制策略提供科学依据。
生态环境部办公厅关于通报大气重污染成因与治理攻关项目课题验收结果的函
生态环境部办公厅关于通报大气重污染成因与治理攻关项目课题验收结果的函文章属性•【制定机关】生态环境部•【公布日期】2020.10.10•【文号】环办科财函〔2020〕526号•【施行日期】2020.10.10•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】环境科技正文关于通报大气重污染成因与治理攻关项目课题验收结果的函环办科财函〔2020〕526号各课题牵头单位：根据《大气重污染成因与治理攻关项目管理办法》（环科技函〔2017〕231号）、《关于开展大气重污染成因与治理攻关项目验收工作的通知》（科财函〔2020〕70号）等有关规定，大气重污染成因与治理攻关项目（以下简称攻关项目）管理办公室组织开展了攻关项目28个课题验收工作。
现将验收结果通报如下：28个课题总体完成情况良好，全部通过验收（见附件），为京津冀及周边地区秋冬季大气污染防治工作提供了重要的科技支撑。
其中，“柴油机排放及强化管控措施”等8个课题综合评价为优秀，特提出表扬。
请各课题单位进一步做好课题验收材料归档，后续支出经费管理，净结余经费退回以及成果转化、应用、宣传和科学普及等工作。
附件：大气重污染成因与治理攻关项目课题验收结果生态环境部办公厅2020年10月10日附件大气重污染成因与治理攻关项目课题验收结果课题编号课题名称课题牵头单位课题负责人综合得分验收结论等级DQGG0207柴油机排放及强化管控措施中国环境科学研究院丁焰93.1通过优秀DQGG0201区域动态高时空分辨率大气污染源排放清单清华大学张强91.35通过优秀DQGG0301区域空气质量调控技术与决策支持平台清华大学王书肖91.16通过优秀DQGG0102天地空一体化大气环境跨学科综合观测实验中国科学院合肥物刘文清90.66通过优秀质科学研究院DQGG0303重污染天气联合应对技术平台中国环境科学研究院胡京南90.33通过优秀DQGG0104秋冬季大气重污染的物理过程机理研究中国气象科学研究院徐祥德90.23通过优秀DQGG0106重污染形成的耦合机制与过程定量解析技术中国科学院大气物理研究所王自发90.11通过优秀DQGG0307攻关项目成果集成与应用示范中国环境郝吉明89.3通过优科学研究院秀DQGG0302区域大气承载力与空气质量改善路径生态环境部环境规划院雷宇88.91通过DQGG0202冶金领域大气污染治理及调控政策研究冶金工业规划研究院李新创88.79通过DQGG0204VOCs重点行业排放特征及减排监管技术体系研究北京大学谢绍东88.66通过DQGG0304“2+26”城市综合解决方案研究中国环境科学研究院李海生88.5通过DQGG0209“2+26”城市大气污染源排放清单研究中国环境科学研究院贺克斌、薛志钢88.04通过DQGG0205“散乱污”企业动态监管技术及应用研究生态环境部卫星环境应用中心王桥87.96通过DQGG0101京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网中国环境监测总站唐桂刚、王跃思87.76通过DQGG0103秋冬季大气重污染的化学过程机理研究北京大学胡敏87.59通过DQGG0107京津冀及周边“2+26”城市来源解析研究中国环境孟凡86.73通过科学研究院DQGG0203建材领域大气污染治理及调控政策研究中国建筑材料科学研究总院有限公司姚燕86.71通过DQGG0401京津冀及周边地区大气污染对普通人群、特定人群的急性健康影响研究中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全施小明86.07通过所DQGG0404大气污染导致肺癌等主要癌症的归因风险与疾病负担研究国家癌症中心魏文强85.87通过DQGG0206区域内煤炭使用强度降低和清洁利用政策工具研究清华大学姚强85.86通过DQGG0208农业排放状况及强化治理方案中国农业大学刘学军85.21通过DQGG0105多技术融合的综合精细化来源解析技术研究中国科学院地球环境研究所曹军骥84.3通过DQGG0306数据管理平台与质量控制国家环境分析测试张烃83.91通过中心DQGG0403重污染天气对心血管疾病患者和高危人群的健康影响研究国家心血管病中心李静83.83通过DQGG0305基于环境监测和比较风险评估的环境管理支撑技术研究中国环境科学研究院魏永杰83.55通过DQGG0405重污染天气下人群健康防护与干预研究中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全徐东群82.93通过所DQGG0402重污染天气对慢阻肺和哮喘患者的健康影响研究中日友好医院杨汀80.42通过备注：1.综合得分计算方法：研究任务完成情况占50%、研究成果应用情况占20%、财务验收情况占30%2.综合得分80分以上为通过，通过验收且综合得分排名前30%的课题为优秀。
我国控制细颗粒物污染的若干行动建议
我国控制细颗粒物污染的若干行动建议燕丽;贺晋瑜【摘要】细颗粒物是影响我国大气环境质量的首要污染物,本文根据细颗粒物来源、构成特征以及对环境和人体健康的影响,提出控制细颗粒物污染的以下行动建议:首先要控制燃煤排放的一次污染物,其次控制挥发性有机物,最后控制机动车尾气排放.【期刊名称】《环境与可持续发展》【年(卷),期】2013(038)005【总页数】4页(P18-21)【关键词】细颗粒物;环境污染;控制行动【作者】燕丽;贺晋瑜【作者单位】环境保护部环境规划院,北京100012;环境保护部环境规划院,北京100012【正文语种】中文【中图分类】X513随着我国城市化进程的加快，二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和挥发性有机物等污染物排放量大幅度增加，以细颗粒物(PM2.5)为特征的区域大气复合污染问题凸现，严重影响大气能见度和公众身体健康。
为防治大气污染，《环境空气质量标准》(GB3095-2012)把PM2.5浓度限值和臭氧8小时平均浓度限值纳入标准中，按照新的排放标准进行环境空气质量评价，原来绝大多数达标的城市将成为超标城市，控制细颗粒物污染已经刻不容缓。
1 细颗粒物的来源及构成细颗粒物(PM2.5)指的是空气中空气动力学直径小于等于2.5微米的悬浮颗粒物，其粒径小、比表面积大，易于富集空气中的有毒有害物质。
大气细颗粒物的来源非常复杂，既有由自然或人为活动直接排放的一次源，如风沙、地球表面的岩石风化，火山爆发、森林火灾、矿物燃料等燃烧过程、海水溅沫和生物排放等［1］;也有大气中的一次气态污染物通过均相或非均相的氧化形成二次气溶胶粒子，主要由硫酸氨和硝酸氨组成。
细颗粒物属于多种污染物、多种污染源类型叠加，多种过程耦合，多尺度污染相互作用的结果。
随各地经济发展水平、产业结构特征、地理位置和气象因素等的影响，大气中细颗粒物来源及构成存在显著区域差异。
王玮等［2］对北京市城区PM2.5来源接卸结果表明，北京市城市机动车排放对细粒子的贡献最大，其次是煤炭燃烧，特别是攻击燃煤的贡献显著高于夏季，表明人为污染对细颗粒物的影响非常大;珠江三角洲的源解析结果表明，二次转化、燃煤污染、汽油燃烧排放和生物质燃烧时该地区细颗粒物的主要来源。
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大气复合污染条件下新粒子生成和增长机制及其环境影响摘要：大气污染是指某些物质由于人类活动或自然过程进入大气，达到足够浓
度和时间后，导致人类生活环境恶化，危害人类健康的现象。
新颗粒的形成和生长是一个从分子到纳米颗粒的微尺度演化过程，目的是揭示大气复合污染条件下快速成核和持续生长的条件和机理，评价新颗粒的影响。
关于大气环境。
充分了解大气复合污染条件下成核生长的机理及其环境效应。
在此基础上，进一步加深对区域性霾形成机制的认识，促进对污染大气中新颗粒物在相关国际领域形成和生长机制的普遍性和差异性的研究。
关键词：大气复合污染；新颗粒物；生长机理；环境影响
引言
我国大气污染与社会经济发展的里程密切相关。
20世纪80年代，随着改革开放的进程，一些以重工业为支柱产业的城市空气污染逐渐显现，主要表现为以二氧化硫和燃煤煤烟为主要污染物的烟尘污染特征；随着二氧化硫和燃煤煤烟的排放量的增加，大气污染呈上升趋势。
社会经济活力和乡镇企业的兴起，烟尘污染也随之出现。
从区域中心城市逐渐向中小城市乃至乡镇转移，在烟尘型空气污染的基础上，由大量二氧化硫排放引起的酸雨逐渐引起人们的关注；自上世纪90年代中后期以来，随着总量的快速增长城市北京和上海的机动车数量。
随着这些城市大气中二氧化氮浓度的增加，部分时间对大气环境的影响甚至超过了二氧化硫，并开始表现出车辆污染的特征。
1.新粒子产生研究的主要进展
新粒子的形成可分为两个阶段：成核和生长。
成核是通过气-液-固相变形成尺寸为1nm的热力学稳定的分子团簇，而生长则通过成核蒸汽的凝结、非均相成核和碰撞而分为3nm的分子团簇的初始生长。
在新粒子形成的研究中，主要关注的问题有：1.气体物质参与成核的新粒子的成核机理，以及特定的化学途径；2.新粒子产生的限制因素，即前体。
在浓缩和冷凝的条件下，会产生新的颗粒；3.新颗粒的生长机理，即各种气体前驱体对新颗粒的初始和后续生长的贡献；4.新颗粒的区域环境效应，即W粒子在污染条件下继续生长到积累模式，并对CC的影响，尽管在新粒子形成的各种过程的化学和物理机制方面取得了一些进展，但研究方法的仍然存在局限性。
2.新颗粒的形成、生长机理及其环境影响
从成核机理来看，一般认为气态硫酸是成核过程中的关键前驱体。
然而，传统的硫酸-水二元均相成核理论和基于气态硫酸与成核率定量关系的活化成核和动力学成核理论确实可以解释成核率较低的现象。
新的粒子形成事件能够充分解释高成的核速率，可以降低气态硫酸的饱和蒸气压，促进成核。
并提出了硫酸-水-氨三元成核、离子诱导成核、碘参与成核等理论。
近年来，有机酸和胺的热力学成核作用被认为是解释高成成核速率的一种方法。
烟箱研究表明，硫酸-水反应体系可以用来解释高成的成核率。
加入有机胺、芳香酸或品酮酸通过单萜烯氧化得到可以显著提高硫酸的成核能力，使其达到与大气成核速率相匹配的水平。
现场观测也表明大气有机酸含量与成核率有显著的相关性。
将可能参与颗粒物生长的有机物浓度和挥发性有机化合物氧化产物浓度作为成核参数加入到动力学成核模型中，发现大气中的成核过程可以复制良好。
此外，从成核的限制因素来看，结果表明，大气中的成核过程可以得到满意的再现。
以前人们认为，当气体硫酸等前体在大气中达到一定浓度时，就会发生核化，而现有的高浓度颗粒物会在凝结
和碰撞下沉时抑制新颗粒的形成。
然而，现有颗粒物的数量浓度、表面积浓度和
质量浓度等参数会抑制新颗粒的形成核机理研究的重点和难点在于大气中气体前
驱体的高分辨率和灵敏度的测量以及1-10nm粒子的测量。
近年来，国际上先进
的测量仪器有：大气压化学电离飞行时间质谱API TOF-CIMS可以测量大气中气态
硫酸和有机胺的分子信息；高灵敏度激光诱导法。
ED荧光LIF可以测量大气中
OH自由基的浓度来估算气态硫酸，而粒径放大器PSM、纳米CPC和中性粒子/离
子光谱仪NAIS可以在线测量小于1nm的颗粒物和离子数谱。
总之，气态硫酸是
成核作用，关键物种和有机质在成核中的作用是当前和未来的研究热点。
3.大气污染现状及综合防治措施
3.1健全规章制度和标准，健全监督机制
大气污染控制需要通过完善法规和标准来保证，并通过完善监管机制来协调。
1987年，我国颁布了1995年和2000年修订的《中华人民共和国大气污染防治法》，先后建立了污染源申报制度、主要大气污染物总量控制制度、排放许可制度、污染物排放标准、污染物排放标准、污染物排放标准、污染物排放标准等。
污染物排放通用电气系统和环境影响评价系统。
全国大气污染质量监测网和酸雨
监测网。
但仍存在管理落后、监管松懈、地方政府执法干预、地方政策环境保护
意识不足、环评制度执行不严、重污染行业盲目建设、重复建设等问题。
能源浪费，工矿企业生产、处理设备陈旧落后，缺乏隐蔽性、泄漏性和超负荷排放。
有
效监督机动车排气污染等现象。
经济发展必须与环境相协调。
加快大气污染防治
政策和标准对接，推动实施石油标准、机动车污染排放标准和重点污染源排放标准，落实地方政府职责，加强管理。
监督评价，联合防治，增加监测点，提高监
测水平。
建立信息共享平台，完善预测预警系统和应急联动预案。
3.2实行总量控制，严格控制污染源
污染源控制是污染防治的基础。
以环境质量为目标，实施污染物排放总量控制，实现环境管理由定性管理向定量管理的转变。
确定符合环境质量要求的污染
物允许排放量，将污染物减少到特定项目，严格执行环境影响评价，加强监督调查，控制污染源在一定时间内。
实施污染源综合排放项目达标，完善排放许可制度、排污费制度和总量转移。
转让交易制度和管理机制。
3.3加大投资，提高技术水平
我国大气污染防治起步较晚。
20世纪70年代初，采取了消除烟尘、改造锅
炉等措施来控制空气污染。
在技术装备的研发、推广和应用方面，我国与发达国
家存在较大差距，影响了治理效果。
因此，在大气污染防治的基本理论、空气质
量监测预警技术、模型、评价决策体系、清洁能源开发、煤火等方面，加大人才
培养投入进行创新。
烟气控制、工业生产污染控制、燃料质量改善、机动车排放
控制，加大研发力度，加强科技合作，研究开发符合国情，环保技术先进，坚持“产、学、研结合”，推动科技转型。
技术成果，采取积极的环保财政政策，实施
税收优惠和信贷支持，优化投资环境，积极吸引外资，推广节庆活动，技术创新
与环保应用。
3.4调整产业结构，促进节能减排
在经济发展、工业化和城市化进程中，能源消费的增长是不可避免的。
我国
的资源利用效率低，能源消耗大，投入高，消耗高，排放高，效率低，粗放型经
济增长模式已不可持续。
转变经济增长方式为集约型，调整产业结构，降低能源
消耗，严格控制过剩产能，用高新技术改造传统产业，淘汰生产能力；通过产业
指导，鼓励高效益、低能耗产业发展，推广高效节能产品和设备，实行激励约束。
结语
进行节能减排新机制，大力推进清洁生产，对重点污染企业实施清洁生产审核，对生产过程、产品和服务实施综合防治战略，减少对人和环境的危害，提高资源利用率，降低成本，提高环境质量，处理成本最大化，经济效益最大化。
改变经济增长方式，实现污染物总量控制目标是重要的手段。
参考文献：
[1]定军．全球环境竞争力排名：中国第 87 [EB/OL]．21 世纪经济报道(2014-01-10)． http：///2014/1-10/yNMDA2NTFfMTAzOTYyNA.html．
[2]薛志钢等．国外大气污染控制经验 [J]．重庆环境科学，2013，25(11)：159-161．
[3] 中国环境保护部．2012 年中国环境状况公报[R]．2013．。