环境化学air

Atmospheric Chemistry

1、大气化学：研究化学物质在大气环境中的性质、化学行为和机制的科学

2、当前大气环境化学研究的热点：

（1）大气污染物的表征：主要涉及污染物的物理化学特性、在大气中的存在形态、组成变化及相应的化学行为、来源与归宿等问题

（2）大气污染化学过程：大气光化学、自由基反应、活性粒子反应

（3）全球大气环境中的化学变化：

平流层臭氧化学、对流层大气化学、全球大气化学循环、全球变暖、温室气体的控制

（4）大气气溶胶：气溶胶的表征：TSP→PM10 →PM2.5 →超细粒子、气溶胶的大气化学过程、气溶胶与气候变化、气溶胶与健康效应——当今大气化学最前沿

（5）室内空气污染

室内污染比室外更严重、多种污染物的复合污染、严重危害人群健康

3、室内污染主要污染物及来源

PAHs：烹调、煤、煤气、液化气

醛酮化合物：油漆、涂料||BETX：油漆、涂料、黏合剂||放射性物质：地板、地砖、建筑材料||SO2：||NOX：||PM10：||细菌病毒：

第一节大气中污染物的迁移

1、大气组成及性质

2、对流层特点：（0-10~15 km）（书）

3、平流层特点：（10~15-50km）

4、中间层特点：（50 -80 km）

5、热层特点：（80-500~800 km）

6、电离层

7、The lower atmosphere（低层大气）

•对流层和平流层统称为低层大气层

•低层大气占了大气总质量的99.9%

•The lower atmosphere is the domain of main interest from an environmental perspective.

8、大气压随着海拔高度的增加而减小！

9、Atmospheric contamination

Atmospheric stability 见书

A、Γ＜Γd：稳定的大气

B、Γ＝Γd：中性平衡状态的大气

C、Γ＞Γd：不稳定的大气

（1）大气稳定度与污染物扩散的关系

（2）影响大气污染物迁移的因素

风和大气湍流；天气形势和地理地势

10、自由基(Free radical)：共价键均裂而成的带有未成对电子的碎片

（1）HO·、 HO

2·、R·、RO·、RO

2

·

（2）自由基具有高反应性和高氧化性

（3）产生方法：光解法、氧-还法、电解法、热解法、诱导分解法等

11、HO· 1）O

3

光解（清洁大气中HO·的主要来源）

O

3

+ һν（λ<290nm）→ O + O

2

O + H

2

O →2HO·

2）HNO

2

光解（污染大气中HO·的主要来源）

HNO

2

+ һν（λ<400nm）→HO· + NO

3）H

2

O

2

光解 H

2

O

2

+ һν（λ<360nm）→2HO·4）醛的光解（HCHO）

HCHO + һν（λ<313nm）→H· + HCO·

H· + O

2

→ HO

2

· HO

2

·+NO →HO· + NO

2 12、HO

2

·

1）醛的光解

HCHO + һν（λ<313nm）→H·+ HCO·

H· + O

2

→ HO

2

·CHO·+O

2

→ HO

2

· + CO

任何光解过程只要有 H·和 HCO·生成，均可与

O

2

作用生成HO

2

·

E：HO· + CO → CO

2

+ H·H· + O

2

→ HO

2

·

2）H

2

O

2

光解

H

2

O

2

+ һν（λ<360nm）→2HO·

2HO· + H

2

O

2

→ HO

2

· + H

2

O

3）亚硝酸酯的光解（CH3ONO）

CH

3

ONO + һν(λ<300-400nm)→ CH

3

O·+ NO

CH

3

O· + O

2

→ HCHO + HO

2

·

4）烷氧基与O

2

的作用RCH

2

O·+O

2

→ RCHO + HO

2

· 13、R·

1）醛、酮的光解

CH

3

CHO + һν→ CH

3

·+ HCO·

CH

3

COCH

3

+ һν→ CH

3

· + CH

3

CO·

2）O和HO·的夺H反应

RH + O→R· + HO·RH + HO· →R· + H2O 14、RO·

CH

3

ONO+һν→CH

3

O·+NO CH

3

ONO

2

+һν→CH

3

O·+NO

2 15、RO

2

·

R· + O

2

→ RO

2

· RCO· + O

2

→ RCOO

2

·16、自由基的重要作用

1）电子转移、

[Fe(CN)

6

]

4

- + HO·→ [Fe(CN)

6

]

3

- + OH-

2）氢原子转移

RH + HO· →R· + H

2

O

3）自由基双键加成

CH

2

＝CH

2

+ HO· → HOCH

2

CH

2

4）结合O

2

和NO

2

R· / RCO· + O

2

→ RO

2

· / RCOO

2

·

RO· / RCOO

2

· + NO

2

→ RONO

2

/ RCOO

2

NO

2

5）自由基聚合反应

R· + M →RM·RM· + M → RM

2

·

RM

2

·+ nM →RM(M)nM·

RM(M)nM· + R· → RM(M)nMR

6）自由基的终止反应

2R· → R

2

RO· + R· → ROR

2R· + I

2

→ 2RI

17、光化学反应

（1）分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应（A + һν→ A*）