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1、第二章 大气环境化学习题及解答第二章 大气环境化学一、填空题、大气的组成大体上分为：干洁空气、水蒸气、颗粒物（包括固体颗粒和液体颗粒）三类。、干洁空气按各组分的比例分为：主要成分、次要成分、微量成分三类。、干洁空气的主要成分和次要成分包括：氮气、氧气、氩气、二氧化碳 四种气体。、按照大气温度随垂直高度的变化，可将大气分为：对流层、平流层、中间层、热层四层。、“臭氧层”处于什么位置：平流层下部、（离地表1535Km范围内。6、湿尘降可分为：雨除（rainout）、洗脱（washout）又称冲刷两种方式。7、根据逆温形成的原因不同，逆温可分： 辐射逆温、沉降逆温、湍流逆温、锋面逆温、地形逆温。8、
2、根据逆温出现的高度不同，逆温又分为： 接地逆温（地面逆温）、上层逆温。9、对流层中的臭氧浓度与 空气中二氧化氮初始浓度 正相关。二、概念（名词解释）1、停留时间：某组分在贮库中的含量与该组分输出（或输入）速率的比值。2、大气对流层：靠近地表的大气层，平均厚度1012公里，温度上低下高，具有强烈对流运动。3、大气平流层：是地球大气层里上热下冷的一层，它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反，对流层是上冷下热的。在中纬度地区，平流层位于离地表10公里至50公里的高度，而在极地，此层则始于离地表8公里左右。3、局部污染、地方性污染、广域性污染：大气污染按其影响的范围分为四类：局部性污染、地区性污染、广域
3、性污染、全球性污染。局部污染影响范围小，局限于污染源附近的局部区域中，如一个工厂排放的污染物对周边环境的影响；地方性污染影响较局部污染大，但局限于有限的区域内，如一个工业区、一个城镇及附近地区；广域性污染影响范围波及较广阔的地区，如大工业城市及周边地区，如珠江三角洲地区大气污染属于广域性污染；全球性污染是指影响波及全球的污染，如温室效应、臭氧空洞等。4、一次污染物、二次污染物（次生污染物、继发性污染物）：一次污染物又称“原生污染物”。由污染源直接或间接排入环境的污染物；二次污染物是指排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或生物的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化学性状
4、与一次污染物不同的新污染物，又称继发性污染物。5、总悬浮颗粒物（TSP）、飘尘（PM10）、PM2.5：TSP，英文Total Suspended Particulate的缩写，即总悬浮微粒（总悬浮颗粒物），指用标准大容量颗粒采集器在滤膜上收集到的颗粒物的总质量，一般是指粒径小于100m的颗粒物；粒径小于10m的称为PM10又称飘尘或可吸入尘；粒径小于2.5m的称为PM2.5，又称又称细粒或细颗粒。6、大气降尘：大气降尘是指在空气环境条件下，靠重力自然沉降在集尘缸中的颗粒物。7、湿沉降：大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。降水去除或湿沉降对气体或颗粒物都是最有效的大气净化机制。湿沉
5、降可分为雨除(rainout)和冲刷(washout)。8、臭氧耗损潜势能（ODP）：单位质量的物质引起的臭氧的耗损与单位质量的CFC-11引起的臭氧耗损两的比值。9、温室气体：（Greenhouse Gas, GHG）是指大气中促成温室效应的气体成分。自然温室气体包括水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60-70%，其次是二氧化碳（CO2）大约占26%，其他还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（又称笑气，N2O）、以及人造温室气体氯氟碳化物（CFCs）、全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs），含氯氟烃（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等。10、光化学氧化剂：
6、大气中除氧以外那些显示有氧化性质的全部污染物。通常用能氧化碘化钾为碘的物质，主要是大气光化学反应的产物。它包括臭氧（O3）、二氧化氮（NO2）、过氧酰基硝酸酯（PAN）、过氧化氢（H2O2）和过氧自由基（如过氧烷基RO2）等。由于一般情况下，O3占光化学氧化剂总量的90%以上，故常以O3浓度计为总氧化剂的含量。11、大气稳定度：大气稳定度指近地层大气作垂直运动的强弱程度。12、气温垂直递减率：气温随高度的变化以气温垂直递减率()表示。 =- dT/dZ。 通常以G垂直高度每升高100m大气温度下降的度数来表示13、气团干绝热减温率：干气团或水蒸汽未饱和的气团做绝热垂直上升运动，其内部温度的变化
7、情况，以每垂直升高100m气团温度下降值来表示。14、逆温层：一般情况下，在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的。但有时在某些层次可能出现相反的情况，气温随高度的增加而升高，这种现象称为逆温。出现逆温现象的大气层称为逆温层。逆温高度：上层逆温逆温层底部距地面的高度；逆温强度：逆温层顶部与底部的温度差。15、光化学第一定律：仅被物质吸收的光才能引起光化反应的定律，亦称作光化活性原理（principle of photochemical activation）或格络塞斯、德雷珀定律（Grotthuss Drapers law，1818）。光化学第二定律：爱因斯坦在1905年提出，在初级光化学反应
8、过程中，被活化的分子数（或原子数）等于吸收光的量子数，或者说分子对光的吸收是单光子过程，即光化学反应的初级过程是由分子吸收光子开始的，一个光子只能活化一个分子（或原子）。此定律又称为Einstein光化当量定律。三、简答题1、什么叫大气的稳定度？以大气的气温垂直加速度运动来判定。大气中某一高度的一团空气，如受到某种外力的作用，产生向上或向下运动时，可以出现三种情况：1）稳定状态。移动后逐渐减速，并有返回原来高度的趋势。2）不稳定状态。移动后，加速向上向下运动。3）中性平衡状态。如将它推到某一高度后，既不加速，也不减速而停下来。大气稳定度，对于形成云和降水有重要作用，有时也称大气垂直稳定度。简而
9、言之：空气受到垂直方向扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）使该空气团具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度.2、如何根据气温垂直递减率和气团干绝热减温率的大小判断气团的稳定度？可用气团的干绝热减温率(d 或rd)和气温垂直递减率(或r) 的大小判断：当d 时，气团稳定，不利于扩散；当d 0,r=rd,大气处于中性和弱稳定状态,点：烟云离开排放口一定距离后，云轴仍基本保持水平，外形似一个椭圆锥, 烟云比波浪型规则，扩散能力比它弱。发生条件：多出现于多云或阴天的白天，强风的夜晚或冬季夜间。污染物输送得较远。（5）翻卷型（波浪型）特点：r0,rrd,大气处于不稳定状态，对流强烈，烟云上下摆动很大
10、，呈波浪型向下游扩散。由于扩散速度快，靠近污染源地区污染物落地浓度较高，对附近居民有害，但一般不会造成烟雾事件。4、什么是城市热岛环流和城市热岛效应？ 城市气温比郊区气温高的现象成为城市热岛效应。城市热岛形成的原因主要有以下几点:首先，是受城市下垫面特性的影响。城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面，各种建筑墙面等，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。另一个主要原因是人工热源的影响。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料，每天都在向外排放大量的热量。此外，城市里
11、中绿地、林木和水体的减少也是一个主要原因。随着城市化的发展，城市人口的增加，城市中的建筑、广场和道路等大量增加，绿地、水体等却相应减少，缓解热岛效应的能力被削弱。当然，城市中的大气污染也是一个重要原因。城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉尘等排放物。这些物质会吸收下垫面热辐射，产生温室效应，从而引起大气进一步升温。城市热岛以市中心为热岛中心，空气温度高，暖气流上升，而郊外较冷空气吹响城市中心，郊区上空空气下沉，城市上空的空气流向郊区上空，这样便形成了城郊环流，空气中的各种污染物在这种局地环流的作用下，聚集在城市上空，如果没有很强的冷空气，城市空气污染将加重。
12、 5、什么是山谷风，山谷风对污染物的扩散有什么影响？ 白天，山坡接受太阳光热较多，空气增温较多，山坡上的暖空气不断上升，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少，冷空气向谷底下沉，山坡上上升到空气流向山谷上空，这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。下层风由谷底吹向山坡，称为谷风。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，空气降温较快；而谷地上空，同高度的空气因离地面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，谷底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向谷地，称为山风。山谷风的形成，易在山谷地带形
13、成逆温，不利于污染物的扩散，如果山谷或河谷地带有大量工程，易造成污染事故。6、什么是海陆风、海陆风对污染物的扩散有什么影响？ 因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风系。在基本气流微弱时，白天风从海上吹向陆地称为海风，夜晚风从陆地吹向海洋称为陆风，合称为海陆风。海陆风的水平范围可达几十公里，垂直高度达12公里，周期为一昼夜。由于陆地土 壤热容量比海水热容量小得多，白天，地表受太阳辐射而增温快，陆地升温比海洋快得多，因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高。陆地上空气柱因受热膨胀，而上升，海面上海风吹向陆地，从每天上午开始直到傍晚，风力以下午为最强。日落以后，到了夜间，陆地降温
14、比海洋快，由于海水释放热量，海面上气温高于陆地，就出现与白天相反的热力环流而形成低层陆风和铅直剖面上的陆风环流。在较大湖泊的湖陆交界地，也可产生和海陆风环流相似的湖陆风。海陆风形成的局部区域环流，抑制了大气污染物向远处的扩散。7、大气污染物的扩散理论（扩散模型）有哪几种？* （1）湍流扩散理论、（2）高斯扩散理论、（3）箱式扩散理论8、化学键的键能与断裂波长的关系？ 根据光化学第二定律，吸收1mol光子能活化1mol分子。1mol光子的能量称为1爱因斯坦（E）。当波长的单位用nm时,1mol光子的能量 E1.196105/ kJ/mol，在光化学反应中，只有当分子吸收的光能超过化学键能E时，才有可能使化学键断裂而发生解离反应。已知化学键的键能，根据式：E1.196105/ kJ/mol可以计算对应的光的波长，只有当体系吸收的光的波长小于等于该值时，才可能使该化学键断裂，这一波长称为该化学键的断裂波长。9、大气平流层中臭氧形成与消耗的机理（反应式）。O3 主要分布于高度为1560km之间的大气层中，在1535km的范围内浓度最高，其浓度分布由下列四个反应控制：O2 h O O O O2 M O3 M O3 h O2 O O O3 2O2在50km以下，O3起着重要的吸光作用，对太阳辐射的200300nm的紫外线的强烈吸收。O3吸收紫外辐射后发生离解反应。O3 h O2
