环境科学导论期末复习

环境科学导论重点整理

第一章绪论

1、环境的基本概念

环境科学中，环境（Environment，Surroundings）是指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，包括自然环境和社会环境。

2、环境问题及其与社会经济发展的关系

3、八大公害事件及其主要污染物

①马斯河谷烟雾事件：硫氧化物—SO2和SO3烟雾的混合物，空气中的金属氧化颗粒

SO2、SO3金属元素即硫酸盐类气溶胶

③伦敦烟雾事件：SO2在金属颗粒物催化作用下生成SO3及硫酸和硫酸盐气溶胶

④洛杉矶光化学烟雾事件：NO x及碳氢化合物在紫外线作用下的二次污染

⑤水俣事件：甲基汞

⑥富山事件（骨痛病）：镉

⑦四日哮喘事件：SO2、煤尘重金属粉尘

⑧米糠油事件：多氯联苯

4、全球性三大污染问题：全球变暖、酸雨沉降、臭氧层空洞

第三章大气环境

1、大气的结构：对流层、平流层、中间层、热成层(暖层、电离层)、逸散层

2、大气的组成：大气是一个由多种气体组成的混合物，由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。根据组成的稳定性可以分为恒定的、可变的和不定的三种组分。恒定组分：氮78.09％、氧20.95％、氩0.93％；

可变的组分：二氧化碳含量为0.02～0.04％，水蒸气含量为0-4％以下

不定组分：尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、盐类及恶臭气体

3、大气各成分的作用

4、环境本底值——环境要素在未受污染情况下化学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值。

大气环境本底值——未受人类影响下的大气中各组成成分的含量。

5、大气污染——指由于人类活动或自然过程使大气中一些物质的含量达到有害的程度(一般指有害物质，如SO2、NOx、HC、O3、飘尘等超过国家质量标准)，以至破坏人和生态系统的正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害的现象。

6、大气污染源：向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所、设备和装置。包括天然污染源和人为污染源。

7、大气污染物：是指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人产生有害影响的那些物质。按形成过程分类则可分为一次污染物和二次污染物 直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳、颗粒物等。

二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染物,其毒性一般比一次污染物还强。如硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂Ox ，以及许多不同寿命的活性中间物（又称自由基），如HO 2、HO 等。 7、主要大气污染物分类及粒径

（1）气溶胶状态污染物：空气中分散的液态或固态物质, 其直径约为0.002～100μm。（尘粒、烟尘、雾尘、煤尘、气溶胶）

总悬浮颗粒物（TSP）：用标准大容量颗粒采样器（流量在1.1～1.7 m3/min）在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。其粒径大小，绝大多数在100 μm以下，其中多数在10 μm以下。

飘尘（可吸入粒子）（IP）：能在大气中长期飘浮的悬浮物质称为飘尘。粒径主要是小于10 μm的微粒。

降尘：是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大于10 μm的粒子，由于其自身的重力作用会很快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。

（2）碳氧化合物：CO和CO2

（3x）：主要是指NO和NO2

（4）碳氢化物：有机烃类化合物，由碳和氢两种元素组成，如烷烃、烯烃和芳烃等

（5x）：氧化硫(SO2) 和三氧化硫(SO3)和硫化氢（H2S）。（6）光化学烟雾：含有氮氧化物和烃类的大气，在阳光中紫外线照射下发生反应所产生的产物及反应物的混合物

①最早发生的城市是：美国洛杉矶

②最早研究并提出相关理论的是：美国加州大学生物有机化学教授哈根-施密特

③形成条件：

✎地理条件：

地区：天顶角小于60的地区

季节：夏、秋

天气条件：晴朗、高温、低湿、有逆温、风力小

✎污染源条件：以石油为燃料的工厂、汽车的尾气排放

④主要污染物：NO x、碳氢化合物

⑤主要特征：

☞光化学烟雾的特征是烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，剌激人的眼睛，伤害植物叶子，并使大气能见度降低；其刺激物浓度的高峰在中午或午后；污染区域往往在污染的下风向几十至几百公里处。

☞是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。

☞是区域性的污染问题，一些乡村地区也有光化学烟雾污染的现象。

⑥日变化：（详见课本P33）

☺说明NO2和O3并非一次污染物，而是日

光照射下光化学作用产生的二次污染物。

☺光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，

傍晚消失。

图光化学烟雾的日变化曲线

☺NO被氧化为NO2，CmHn的氧化消耗，

NO2的分解，O3、醛类、PAN等的生成。

图C3H6NO空气混合物在紫外线照射下的浓度变化⑦最终产物：醛类、O3、PAN等二次污染物

⑧形成过程（详见课本P35）:

光化学烟雾形成的示意图

NO向NO2转化是产生“烟雾”的关键,HC转化是产生“烟雾”的主要成分.

♦在大气中一旦NO2出现，在光化学作用下，NO2会直接分解出O3.NO和O2作用结果产生NO2，而低层大气中O3主要由NO2的光解产生。因此，大气中NO2、O3和NO之间的反应形成了循环。但是大气中仅仅发生氮氧化物的光化学反应，尚不致产生光化学烟雾。

♦当被污染的大气中出现了碳氢化合物时，氮氧化物光分解的均衡就被破坏了。因生产的氧原子O、O3、和NO2均可与碳氢化合物反应，使得污染大气中的NO能快速地向NO2转化，随即O3的浓度大大增加，进而形成一系列的带有氧化性、刺激性的中间和最终产物，从而导致光化学烟雾的生产。

♦简化机制：有一系列复杂的链式反应组成，是以NO2光解生产O的反应为引导，到质量臭氧的生产。由于碳氢化合物的存在，促使NO向NO2的快速转化，