daqi huaxue
大气化学
atmospheric chemistry
研究大气组成和大气化学进程地学科。属大气科学地一个分支。它触及大气各成分地性质和变化,源和汇,化学循环,以及发生在大气中、大气同陆地或海洋之间地化学进程。研究地对象包含大气微量气体、气溶胶、大气放射性物质和降水化学等。研究地空间范围触及对流层和平流层,即约50公里高度以下地整个大气层(更高层大气中,首要是高激发态地粒子,如原子、离子和高荷电粒子,它们地组成和性质,通常列入高层大气物理学地领域)。研究地地区范围包含全球、大区域和部分地区。
对大气化学地研究始于19世纪下半叶,初期只限于研究降水中地痕量(指在大气中地浓度低于百万分之一)物质和睦溶胶,有一时期集中于研究臭氧和微量放射性物质。在20世纪60年代以前,大气化学不惹起人们地重视,多数研究偏重于大气中天然微量成分地全球性平衡、源、汇、循环和睦溶胶地物理性质等。60年代后,因为人类活动对大气产生地影响,出现了较严重地大气污染,大气化学才惹起普遍地留神。并因为应用了微量分析技术、实验室模拟技术和电子计算机技术,使大气化学地研究向定量化和形式化地方向发展。特别是在大气污染形成地机制、污染物对平流层臭氧浓度地影响等研究方面,获得了较大进展。但就学科地发展进程而言,大气化学仍处于初始发展阶段,许多现实和现象还不分明,特别是有关一些大气微量成分地源、汇和时空分布,它们地迁移、输送和全球循环等情况,都需要进行观测和研究。
特别之处 不管从组成上或从迁移和转化上看,大气都是一个繁杂地体系,受很多要素地制约。
① 大气吸收太阳地紫外辐射和可见光波段地辐射,与光化学有极其密切地关系。
② 各种物质输入大气中地状况,或许在大气中地迁移、扩散、混合和反应,随时随地都在变化,所以大气化学反应地形式,必须与大气湍流扩散联系起来考虑。
③ 大气地成分不但有气体,而且有悬浮着地固体和液体粒子(气溶胶),它们有地是天然存在地,有地是人类活动输入地或许是大气化学反应产生地。气溶胶在大气地化学进程中起着重要地作用,所以除了研究大气地均相反应(气体与气体之间地反应)外,还要研究大气地多相反应(气体与固体或液体之间地反应)和表面效应。
④ 大气中许多成分以痕量存在,必须采用痕量地分析化学技术。
首要内容 大气地化学组成 首要包含对流层和平流层大气中首要成分和微量成分地组成、含量、来源和演化等情况(见地球大气演化)。
对流层化学 首要包含碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物、碳氢化物和睦溶胶地源、汇和循环,污染物之间地化学反应和对流层空气污染形成地化学机制。对空气污染地化学进程,首要集中研究了两种类型地机制:
① 二氧化硫地氧化。二氧化硫是由煤炭、石油等矿物燃料燃烧产生地首要污染物,其中一部分在大气中被氧化成硫酸或硫酸盐气溶胶。因为其比重大,沉降而接近地面,特别是集聚于谷地或盆地,形成酸雾而造成污染;或许被降水带下而形成酸雨。硫酸地为害,远远超过二氧化硫,所以人们对二氧化硫氧化地机制,进行了许多研究。从很多结果看来,在非污染空气中,二氧化硫地含量极微,它辨别同氢氧自由基(HO·)、氢过氧自由基(H(O□·)和云、雾水滴反应;在污染空气中二氧化硫地含量较高,它与氢过氧自由基地反应是重要地。并且,在污染空气中还存在着过渡金属(如锰)地多相催化反应。
② 臭氧地形成化学。随着机动车辆地发展,光化学烟雾污染情况日益突出。它是由氮氧化物和碳氢化物在紫外辐