绪论 1
0-1 大气环境化学的内容、范围和特点 1
0-2 大气环境化学的一般研究方法 3
一、现场实测 3
二、实验室研究 3
三、模式计算 6
0-3 大气环境化学的发展动向 6
0-4 本书的内容与章节安排 7
一、地球大气环境概貌 7
二、大气中对环境有影响的组分 7
三、对流层化学 8
四、平流层化学 8
参考文献 8
第一章 地球的天然大气环境 9
1-1 地球大气层的形成 (简述) 9
一、地球形成阶段 9
二、大气圈由还原性气氛变为氧化性气氛 10
三、大气圈今日面貌的形成 10
1-2 大气层垂直结构 11
一、按气温垂直分布分层--热分层 11
二、按大气化学成分垂直分布分层 12
三、按大气电离状态的垂直分布分层 13
1-3 大气的能量来源 13
一、太阳辐射 13
二、大气成分对太阳辐射的吸收 14
三、地球与大气的能量平衡 15
1-4 地球的大气组成 16
一、大气组分的源、汇和气体循环 16
二、停留时间 18
三、大气组成的分类 20
1-5 大气中的自由基 21
一、OH和HO2自由基在大气中的浓度 21
二、OH和HO2自由基的来源 22
三、OH和HO2自由基的汇与相互间的转化 23
四、OH自由基的重要性 24
1-6 大气组分浓度表示方法 25
一、ppm(百万分之一)、pphm(一亿分之一)，ppb(十亿分之一)、ppt(万亿分之一)表示法 25
二、个数/cm3表示法 25
三、mg/m3、μg/m3表示法 26
参考文献 27
第二章 环境大气中的重要污染物 28
2-1 大气污染物的来源 29
一、人为源(或人为污染源) 29
二、天然源 31
2-2 大气污染物的汇机制 31
一、干沉降(干去除) 32
二、湿沉降(湿去除) 32
三、化学反应去除 32
四、向平流层输送 32
2-3 含硫化合物 32
一、二氧化硫(SO2) 32
二、H2S和低价硫化合物 33
三、低价态硫化物在大气中的性质 35
四、硫的全球循环 36
五、含硫化合物的环境浓度 37
2-4 含氮化合物 37
一、氧化亚氮(N2O) 38
二、一氧化氮和二氧化氮(氮氧化物NOx) 38
三、氨(NH3) 41
四、氮的大气循环 41
五、含氮化合物的环境浓度 42
2-5 含碳化合物 43
一、碳的氧化物--CO和CO2 43
二、碳氢化合物(HC) 48
2-6 含卤素化合物 53
一、卤代烃 53
二、其他含氯化合物 58
三、氟化物 59
四、卤素的循环 60
2-7 光化学氧化剂 Ox 和臭氧 O3 60
一、臭氧(O3) 60
二、过氧乙酰基硝酸酯(PAN) 66
参考文献 68
第三章 对流层大气中的气相化学转化 70
3-1 大气光化学反应基础 70
一、光化学定律 70
二、光化学的初级过程和量子产额 71
三、光化辐射和光化通量 75
四、光化学反应速度 78
五、NO2的光解常数 80
3-2 大气中重要气体的光吸收 84
一、二氧化氮的吸收特性 85
二、O3的光吸收 87
三、SO2的光吸收 89
四、HCHO的光吸收 90
3-3 NO、NO2和O3的基本光化学循环 90
3-4 对流层清洁大气中的化学和光化学过程 92
一、清洁大气中的基本化学过程 92
二、NO在清洁大气化学过程中的作用 93
3-5 有机物的大气化学反应 94
一、寿命与半寿期 95
二、与OH基的反应 97
三、与O3的反应 103
四、与NO3的反应 106
五、含氧有机物的反应 108
3-6 含氮化合物的化学 110
一、NO的化学反应 110
二、NO2的化学反应 112
三、亚硝酸(HONO)的化学反应 113
四、硝酸(HNO3)的化学反应 114
五、过氧乙酰基硝酸酯(PAN) 114
六、烷基硝酸酯(RONO2) 115
3-7 有机物--NOx--空气体系中的化学--光化学烟雾 116
一、光化学污染(烟雾)的化学特征 116
二、光化学烟雾形成的简化机制 119
三、有机物的反应(活)性 121
四、臭氧生成的等浓度曲线 121
3-8 含硫化合物在气相中的氧化 123
一、二氧化硫的氧化 123
二、低价硫化物的氧化 126
参考文献 128
第四章 大气污染化学模式 131
4-1 光化学烟雾形成的化学动力学机理 131
一、特定化学机理 133
二、归纳化学机理 135
4-2 大气中SO2氧化机理及氧化速度的估算 144
一、光化学氧化 144
二、均相氧化 146
三、液相氧化 148
四、SO2在颗粒物表面上的氧化 150
4-3 化学反应机理中物种浓度的计算 150
一、拟稳态近似处理 151
二、Gear数值计算法 153
三、Runger-Kutta-Merson法(简称RKM法) 155
四、Sklarew 法(简称SK法) 156
五、小参数法(SPM) 156
4-4 复杂化学反应机理的特性分析 158
一、计数物种的概念 159
二、计数物种分析法的应用 160
参考文献 163
第五章 气溶胶化学 164
5-1 引言 164
一、基本概念 164
二、气溶胶粒子的来源与汇 166
三、气溶胶粒子对人体的危害 169
5-2 气溶胶的粒径分布 171
一、气溶胶粒径分布函数的表示方法 171
二、气溶胶粒子的三模态及其特性 174
5-3 气溶胶粒子的成核作用 177
一、气溶胶粒子的均相成核--由气体分子形成新核 177
二、气溶胶粒子的非均相成核 181
5-4 气溶胶粒子的化学组成 182
一、气溶胶粒子中的离子成分 183
二、气溶胶粒子中的有机物--颗粒有机物 187
三、气溶胶粒子中的多环芳烃 191
四、气溶胶粒子中的微量元素 202
5-5 气溶胶粒子污染来源与贡献的研究 203
一、相对浓度法 204
二、富集因子(EF)法 207
三、相关分析法 209
四、化学元素平衡法(CEB) 210
五、因子分析法 214
参考文献 224
第六章 酸沉降化学 226
6-1 引言 226
6-2 酸雨研究概况 227
6-3 降水的化学性质 228
一、降水的化学组成 229
二、降水的pH值 232
三、降水化学组成的时空变化 237
四、降水中离子成分的相关性 242
6-4 降水的酸化过程 245
一、质量传输动力学 246
二、云内清除过程 248
三、云下清除过程 251
四、云内和云下清除过程的比较 257
6-5 大气水相中酸性物质的形成 258
一、酸性物质在气相中的转化反应 259
二、气、液吸收平衡和液相化学平衡 260
三、大气中的液态水 264
四、大气水系统中的化学 267
五、液相硫化学反应动力学 271
六、液相氮化学反应动力学 277
七、液滴中各物种浓度的变化 278
6-6 雾、露、霜的化学组成 280
6-7 干沉降 283
参考文献 286
第七章 平流层化学 289
7-1 平流层化学发展概况 291
7-2 平流层化学简述 291
一、平流层臭氧的基本光化学反应 291
二、各活性物种的源、汇和储库 293
7-3 大气中源气体及其他气体的变化对平流层臭氧的影响 299
一、含氯氟烃类 299
二、含氮化合物 302
三、甲烷(CH4) 305
四、二氧化碳(CO2) 305
五、溴(Br) 307
7-4 南极“臭氧洞”现象及其解释 308
一、臭氧“洞”的发现 308
二、南极臭氧洞现象的解释 310
三、有关臭氧洞形成的化学机制 310
四、有关臭氧洞形成的动力学机制与光化学机制 312
7-5 臭氧浓度的全球趋势 313
参考文献 315
第八章 大气放射性污染 317
8-1 大气放射性概述 317
一、放射性 317
二、放射性衰变 318
三、核反应 319
四、放射性量度单位 320
五、大气放射性物质的类型 321
8-2 大气的天然放射性 322
一、宇宙辐射 322
二、宇生放射性核素 324
三、陆生气体放射性核素 326
四、大气天然辐射源当前的照射状况 328
8-3 大气的放射性污染 329
一、人工放射性物质的来源 329
二、大气放射性污染物的归宿 334
三、大气放射性污染对人的危害 335
参考文献 336
附录一 电磁波谱各波段的典型波长、频率、波数和能量 337
附录二 近似键裂解能 337
附录三 气相反应中的一些常见转换因子 340
附录四 大气中一些有机化合物同OH、O3和NO3在室温(298K)下的速度常数 341
附录五 一些基本物理常数 342
附录六 用于构成十进倍数和分数单位的词头 343