第一章
1.环境化学是一门研究潜在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原理和方法（减少或消除其产生）的科学。它是环境科学的核心组成部分，也是化学学科的重要分支。特点：从微观水平上，来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防止途径；核心：研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。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，以及它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及人体健康产生效应的机制和风险性；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。
2.环境污染物是指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。它是环境化学研究的对象。
3.八大公害事件：在世界范围内，由于环境污染而造成的八次较大的轰动世界的公害事件。【比利时马斯(Meuse)河谷烟雾事件、洛杉矶烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、四日市哮喘事件、骨痛病事件、水俣事件、米糠油事件】
4.环境效应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。可分为自然环境效应和人为环境效应。
按性质作如下划分：1）环境物理效应：物理作用引起，如噪声、电磁辐射、温室效应等。2）环境化学效应：化学反应产生的，如湖泊的酸化、土壤盐碱化、光化学烟雾等。3）环境生物效应：生态系统变异产生的，如工业废水对水生生态系统的毒害效应，“三致”污染物对人体健康的危害等。
5.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、分离、和消失的过程。迁移主要有机械迁移、物理化学迁移、生物迁移。
6.环境污染物的三致作用包括：致突变作用；致癌作用；致畸作用 第二章
1.大气层次：对流层、平流层、中间层、热层、逸散层
①对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为16~18km，在中纬度地区为10~12km，两极附近为8~9km。夏季较厚，冬季较薄。特点是：（1）气温随高度升高而降低，大约每上升100m，温度降0.6℃。（2）空气密度大。（3）天气现象复杂多变。②平流层是对流层顶到约50km的大气层为平流层。在平流层下层，即30~35km以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定。在30~35km以上，温度随高度升高而升高。特点：（1）空气没有对流运动，平流运动占显著优势。（2）空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象，透明度高。（3）在高约15~35km范围内，有厚约20km的一层臭氧层，使平流层的温度随高度升高，也防止了地球生命遭受高能辐射的伤害。③中间层是平流层顶到80km高度称为中间层。这一层空气更为稀薄，无水分，温度随高度增加而降低。
2.大气污染物按形成过程可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如CO、SO2、NO等。二次污染物是指由一次污染物经化学反应或光化学反应形成的污染物质，如光化学氧化剂Ox、硫酸盐颗粒物等。 3.大气垂直递减率（Γ）：随高度升高气温的降低率。在对流层中，一般而言垂直递减率>0,但在一定条件下会出现反常现象。当垂直递减率=0时，称为等温层；当垂直递减率<0时，称为逆温层。【一般来讲，大气温度垂直递减率（Γ）越大，气块越不稳定。反之，气块就越稳定。如果垂直递减率很小，甚至形成等温或逆温状态，这时对大气垂直对流运动形成巨大障碍，地面气流不易上升，使地面污染源排放出来得污染物难以姐气流上升而扩散。】 4.大气稳定度：是指大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定的程度,受到密度层结和温度层结的共同作用。气块在大气中的稳定度与大气的垂直递减率（Γ）和干绝热垂直递减率（Γd ）（干空气在上升时温度降低值与上升高度之比）有关。若垂直递减率<干绝热垂
直递减率，表明大气是稳定的；垂直递减率>干绝热垂直递减率，表明大气是不稳定的；垂直递减率=干绝热垂直递减率，表明大气处于平衡状态。
5. 许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为近地面层（辐射逆温、平流逆温、地形逆温），自由大气（乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温等）。 6. 影响污染物在大气中运动的主要因素有：（1）风和湍流的影响（2）天气形势和地形形势的影响；【影响大气污染物迁移的因素：①动力因素（风和湍流、浓度梯度）、②热力因素（温度梯度、大气稳定度和大气的温度层结）--逆温、③污染源本身特性】
7.自由基也称游离基，是指由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。特点：有很高的活性，具有强氧化作用。 8.大气中常见的自由基是HO·，HO2·，R·（烷基），RO·（烷氧基），RO2·（过氧烷基）和RC(O)O2等。其中以 HO·和 HO2·更为重要。自由基的产生方法包括热裂解法、光解法、氧化还原法、电解法和诱导分解法等。
9. 光化学反应： 一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的化学反应。
10.光化学第一定律：只有被分子吸收的光，才能有效地引起分子的化学变化。光化学第二定律（Stark-Einstein定律）：分子吸收光的过程是单分子过程（不适用于激光化学）。 11.氮氧化物的转化
①一氧化氮转化为二氧化氮的反应式： ? 与 O3 反应： NO + O3 → NO2 + O2 ? 与 RO2 反应： RH + HO· → R + H2O
R ·+ O2 → RO2 ·
NO + RO2· → RO ·+ NO2 其中： RO ·+ O2 → R'CHO + HO2· HO2· + NO → NO2 + HO· HO 和 RO 与 NO 生成亚硝酸或亚硝酸酯： HO ·+ NO （+M）→ HNO2（+M） RO· + NO → RONO ②NO2 的转化
·NO2 与 HO ·反应：
NO2 + HO ·→ HNO3 (通常发生在白天，该反应是大气中气态 HNO3 主要来源) ·NO2 与 O3 反应：
NO2 + O3 → NO3（三氧化氮／过氧化氮）+ O2 （大气中 NO3 的主要来源) NO2可 与NO3进一步反应是
NO2 + NO3 ＝N2O5 （可逆反应） N2O5 +H2O → 2 HNO3 2NO2 +H2O → HNO2+HNO3 NO+NO2 +H2O → 2HNO2 12.烯烃的反应：
（１）与OH·主要发生加成、脱氢或形成二元自由基 加成：
RCH=CH2 + OH → RCH(OH)CH2 RCH(OH)CH2 + O2 → RCH(OH)CH2O2
RCH(OH)CH2O2 + NO → RCH(OH)CH2O + NO2 脱氢
RCH2CH3 + HO → RCHCH3 + H2O
（２） 重点：与O3氧化反应 （O3 浓度比OH大） 生成二元自由基
或乙烯在大气中与Ｏ３的的反应机理如下：
OOOCH3 HCO+HCOO O3 + CH2=CH2 H2C22
13.光化学烟雾：含有氮氧化物和碳氢化合物第一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染，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。（光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是NO2光解） 形成条件：（1）大气中有氮氧化物和碳氢化合物（特别是烯烃），（2）强逆温，（3）强阳光照射，气温较高，低湿度。 产物：①O3 ；②PAN(过氧乙酰脂)；③高活性自由基（HO2、RO2、RCO）；④醛、酮、有机酸 【形成指标】 14.光化学烟雾现象形成机制 引发反应 NO2 + hv → NO + O
O + O2 + M → O3 O3 + NO → NO2 + O2 【光化学烟雾形成机制的定性描述】由链式
自由基传递反应 RH + HO → RO2 + H2O 反应形成,以NO2光解生成O的反应引发,O RCHO + HO → RC(O)O2 +H2O 的产生导致O3的生成。由于HC参与链式反 RCHO + hv → RO2 + HO2 + CO 应产生多种自由基，造成NO →NO2转化，转 HO2 + NO → NO2 + HO 化中HO·、HO2 ·起主要作用，以致根本不 RO2 + NO → NO2 + R’CHO+ HO2 需要O3就能使NO→NO2，NO2继续光解产生O RC(O)O2 + NO → NO2 + RO2 + CO2 并导致O3生成，O3浓度不断升高，同时，产终止反应 HO + NO2 → HNO3 生醛的自由基又和HC反应生成PAN和更多 RC(O)O2 + NO2 → RC(O)O2 NO（ 的自由基，如此持续不断，直至CH耗尽NO2PAN）
RC(O)O2NO2 → RC(O)O2 + NO2 全部氧化为NO2。
对策：A、改进技术（减少反应活性高的有机物：NOx和HC化合物的排放） B、改善能源结构 推广型煤及洗选煤的生产和使用，以减少煤尘和SO2的排放量 C、加强监测、控制氧化剂的浓度（特别是O3）经验动力学模拟方法—EKMA方法。 D、在大气中散发控制自由基形成的阻化剂，以清除自由基，使链式反应终止。
15.硫酸烟雾（伦敦烟雾）：主要是由于燃煤而排放的SO2 、颗粒物及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。发生条件：(1)冬季，气温较低；(2) 湿度较高；(3)日光较弱。【重点：与光化学烟雾的对比硫酸烟雾型污染物从化学上看是属于还原性混合物，故称此烟雾为还原烟雾。而光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物，因此也称为氧化烟雾。前者主要由燃煤引起，后者主要由汽车排气引起。】 附：硫酸烟雾与光化学烟雾的对比 项 目 概 况 污 染 物 燃 料 季 节 气 温 湿 度 日 光 臭氧浓度 出现时间 硫酸烟雾 发生较早（1873年），至今已多次出现 颗粒物、SO2、硫酸雾等 煤 冬 低(4℃以下） 高 弱 低 白天夜间连续 光化学烟雾 发生较晚（1943年），发生光化学反应 碳氢化合物、NOX、O3、PAN、醛类 汽油、煤气、石油 夏秋 高(24 ℃以上) 低 强 高 白天 对眼和呼吸道有强刺激作用。有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡 毒 性 对呼吸道有刺激作用，严重是导致死亡 16.酸雨：pH值5.6的雨雪或其他形式的大气降水 称为酸雨。最早引起注意的是酸性降雨，所以称为酸雨。
酸性降水：是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地表的过程。 酸雨pH背景值5.6：（重点：推导） CO2在干燥空气中的含量为 0.0314% ，水在25℃时的
5-7
蒸汽压为0.03167 × 10 Pa，CO2的亨利定律常数为3.34× 10 mol/L.Pa。 则CO2在水中的浓度为：
+-+-CO2在水中解离部分可产生等浓度的H和HCO3。H及HCO3的浓度可从CO2的酸解离常熟（K1）
+-+2-7
计算出：[H]=[HCO3] [H]/（[CO2]）= K1=4.45×10 +-5-71/2-6
[H]=(1.028×10×4.45×10)=2.14×10mol/L pH=5.67
酸雨的化学组成 ：酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情
+2++++2+
况下以硫酸为主。【阳离子——H、Ca、NH4、Na、K、Mg ；
2-———
阴离子——SO4、、NO3、Cl、HCO3 。
2—+2++
在阴离子总量中SO4占绝对优势，在阳离子总量中，H、Ca、NH4占80%以上。
2-2++
我国酸雨的关键性离子组分为SO4， Ca，NH4 】
17.温室效应：大气中的吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高的现象。温室气体：能够引起温室现象的气体称之为温室气体如CO2、CH4、O3、CO、CH3CHCl2、CCl4、氟利昂-11、氟利昂-12。
18.大气颗粒物：气溶胶体系中分散的各种粒子。
通常有两种消除方式：湿沉降和干沉降。湿沉降：雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地表的降水过程。干沉降：酸性物质在气流的作用下直接迁移到地表的过程。
3
19.空气动力学直径(Dp)：与所研究粒子有相同降落速度的、密度为1 g/cm的球体直径。 【Dg—几何直径，ρp —忽略了浮力效应的粒密度， Dp3
ρ0—参考密度(1g/cm) ，K—形状系数，】
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