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1、绪论1.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。2.有害化学物质即环境污染物：进入环境后使环境的正常组成和性质发生变化，这种变化会直接或间接地有害于人类，这样的物质称为环境污染物 3.环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，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，就叫环境污染。4.环境容量：在人类生存和自然生态不致受害的前题下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。5.环境效应自然过程或人类的生产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。6. 环境化学效应在各种环境因素
2、的影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应 ，分为土壤盐碱化 地下水硬度增高 光化学烟雾 地下水污染 酸雨造成土壤酸化、建筑物受腐蚀环境物理效应由物理作用引起的环境效应，包括 噪声 地面沉降 热岛效应 温室效应 大气能见度降低7. 各圈层的环境化学：大气环境化学 水环境化学 土壤环境化学 环境生态学第二章1. 三大环境热门话题：全球气候变化 酸沉降 臭氧损耗2. 温度层结大气的温度在垂直方向的分布3. 对流层特点：气温随高度升高而降低：大气降温率0.6k/100m；垂直方向对流，上冷下热，有利于污染扩散；逆温（上热下冷）易发生污染事件；平流层特点：同温层：对流层的下层，大约25km以下，气温保
3、持不变或稍有上升; 大约25km以上，温度随高度升高而升高平均递增率为 1.4K/km，到平流层顶，温度接近04. 源大气组分产生的途径和过程 汇指大气组分从大气中去除的途径和过程源强进入大气的组分输入速率(Fi） 汇强从大气输出组分的速率为（Ri）某种组分在进入大气后到被清除之前在大气中停留的平均时间称为平均停留时间或停留时间（存在时间、寿命） 大气中的总贮量Mi / Fi 或者Ri 停留时间意义：某组分的停留时间越长，表明该组分在离开大气或转化成其它物质以前，在环境中存留的时间也越长；某组分的停留时间越长，表明该组分在大气中的储量相对于输入（出）来说是很大的，即使人类活动大大改变了该组分的
4、的输入（出）速度，对其总量的影响也不明显；若组分停留时间越短，其输入（出）速率的改变就对总贮量很敏感。5. 在对流层中，气温一般是随高度增加而降低。但在一定条件下会出现反常现象。这可由垂直递减率（=dT/dz）的变化情况来判断。 当0时，称为等温气层；当化学键能时，才能引起光离解反应；并不是大于该分子化学键能的光子都能引起该分子发生光化学反应。分子基态与激发态能量是不连续的，受激分子从基态激到激发态所需的能量要与光子的能量相匹配。分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能发生光化学反应。光化学第二定律：在初级反应中，一个反应分子吸收一个光子而被活化 吸收1mol光子的能量称为“爱因斯坦” E
5、= N0 h= N0 hc/=1.196105 / （kJ/mol）10. 光子的能量与波长成反比 E = N0h= N0hc/=1.196105/ （kJ/mol）11. HO2主要来自醛的光解 H2COhv HHCO（360nm）H+O2M HO2M HCOO2 HO2CO亚硝酸酯和H2O2的光解也可生成HO2 CH3ONOhv CH3ONOCH3OO2 HO2H2CO3 H2O2hv 2HOl HOH2O2 HO2H2OR烷基，量最大的是甲基，它主要来自乙醛和丙酮的光解 CH3CHOhv CH3HCO CH3COCH3hv CH3CH3COO和HO与烃类的反应也可生成烷基自由基 RHO
6、RHO RHHO RH2O RO烷氧基，以甲氧基为主（CH3O），主要来自甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解 CH3ONOhv CH3ONO CH3ONO2hv CH3ONO2RO2大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而成 RO2 RO2 12. 清洁大气，O3的光离解是HO的重要来源O3hv OO2 （230nm，发生在平流层） OH2O 2HO污染大气，HNO2的光离解是HO的重要来源HNO2hv HONO（200400nm） H2O2hv 2HO NOHO2 NO2HO H2Ohv HOH （238nm） 13. 波长420nm的光可发生NO2光解 NO2hv NOO OO2M O3
7、M 大气中唯一已知O3的人为来源14. 过氧乙酰基硝酸酯（PAN）形成过程：CH3CO（乙酰基）O2CH3C(O)OO（过氧乙酰基） CH3C(O)OO+NO2CH3C(O)OONO2（PAN） 15. 乙酰基的来源： C2H6HOC2H5H2O C2H5O2C2H5O2C2H5O2NOC2H5ONO2 C2H5OO2CH3CHOHO2 CH3CHOhv CH3COHO216. 烷烃与HO和O 发生氢原子摘除反应，生成烷基自由基RHHO RH2O RHO RHO17.臭氧分子的光离解：O3吸收紫外光后发生光离解 O3 h O2O (210nm290nm) 消耗大部分紫外光，使地球上的生物免遭了
8、紫外光的伤害。“Ozone Shield”18. (1)波长420nm的光可发生NO2光解 NO2hv NOOOO2M O3M 大气中唯一已知O3的人为来源NO2吸收光谱特征：290410nm，连续吸收光谱；(2)亚硝酸(HNO2)的光离解：200400nm的光有吸收HNO2的光化学反应过程:初级反应 ：HNO2hv HONO HNO2hv HNO2次级反应:HONO HNO2 HOHNO2 H2ONO2 HONO2 HNO3(3)硝酸的光离解:120335nm的光有吸收HNO3的光化学反应过程：初级反应 ：HNO3hv HONO2次级反应：HOCO CO2H HO2M HO2M 2HO2 H
9、2O2O2(4)甲醛的光离解: 对240360nm的光有吸收甲醛的光离解:初级过程 ：H2COhv HHCO H2COhv H2CO 次级过程： H+HCO H2CO 2HM H2M 2HCO 2COH2对流层中，有O2存在： HO2 HO2 HCOO2 HO2CO20. 光化学烟雾：含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合所形成的烟雾污染现象。21.光化学烟雾形成的物理化学条件： 氮氧化合物和碳氢化合物存在 有引起光化学反应的紫外线 烃类特别是烯烃的存在光化学烟雾发生的自然条件：大气相对湿度较低 夏、秋季（气温
10、2432）晴天洛杉矶容易发生光化学烟雾的原因：洛杉矶机车拥有量大(800万辆)，每天消耗2万吨以上的汽油，排出污染物占90%充足的一次污染物生成光化学烟雾；洛杉矶盆地，容易形成上热下冷的逆温现象.一年有300天以上处于逆温，污染物不易扩散;夏季阳光非常强烈;22. 光化学烟雾形成的简化机制引发反应：NO2 + hv NO + O （430nm） O + O2 + M O3 + M NO + O3 NO2 + O2自由基传递反应：RHHO RO2H2O RCHOOH RC(O)O2H2ORCHO hv RO2 HO2 CO HO2 NO NO2OH RO2 NO NO2RCHOHO2 RC(O)
11、O2NO NO2RO2CO2链终止反应：HO NO2 HNO3RC(O)O2 NO2 RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2 RC(O)O2 NO223.硫酸烟雾型污染：主要由燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒所造成的大气污染；从化学上看属于还原性混合物还原烟雾一次污染物是SO2和煤烟、二次污染物是硫酸雾和硫酸盐。硫酸烟雾型污染形成条件：气象条件：气温较低冬季 湿度较高 日光较弱24.二氧化硫的气相氧化：（1）SO2的直接光氧化：低层大气中的SO2形成激发态SO2分子，而不直接离解两种跃迁形式：SO2h 1SO2(单重态) (290340nm) SO2 h 3SO2(三重态) (340400nm) 单重态能量高，不稳
