33、何谓大气的温度层结?简述大气垂直分层中各层次的主要特征? 大气的温度层结指气温随垂直高度的分布规律,反映了沿高度的大气状况是否稳定,其直接影响空气的运动以及污染物质的扩散过程和浓度分布。
①递减层结:气温沿高度增加而降低,即r>0 大气为不稳定状态,主要是对流层和中间层 ②等温层结:气温沿高度增加不变,即r=0 大气趋于稳定状态,主要是平流层 ③逆温层结:气温沿高度增加而升高,即r<0 大气强稳定状态,主要是热层
34、何谓逆温?逆温的几种主要类型及其成因?逆温对污染物扩散有什么影响? 在一般情况下,在低层大气中,气温随高度的增加而升高,这种现象称为逆温。 逆温形成的过程是多种多样的,由于过程的不同,可分为近地面层的逆温和自由大气的逆温两种。近地面层的逆温有:辐射逆温、平流逆温、融雪逆温和地形逆温等;自由大气的逆温有:乱流逆温、下沉逆温和锋面逆温等。近地面层的逆温多由于热力条件而形成,以辐射逆温为主。辐射逆温是地面因强烈辐射而冷却所形成。
逆温会使从污染源排放出来的污染物长时间地积累在逆温层中而不能扩散。
35、何谓大气垂直递减率和干绝热垂直递减率?如何用它们的相互关系判断大气稳定度? 大气垂直递减率:一般气团中都含有水蒸气,冷凝放潜热。冷却速率为0.65℃/100m
干绝热递减率:高温暖气团倾向于从地表移动到低压的高处,气团绝热膨胀并降温,若没有水汽凝结,冷却速率为0.98℃/100m
气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和干绝热递减率有关。若大气垂直递减率小于干绝热递减率,表明大气是稳定的;相反,大气是不稳定的;大气垂直递减率等于干绝热递减率,大气处于平衡状态。
36、大气中重要自由基有哪些?
大气中存在的重要自由基有HO.,HO2.,R.(烷基),RO.(烷氧基)和RO2.(过氧烷基)等。其中以HO.和HO2.更为重要。
37、洛杉矶烟雾和伦敦烟雾的区别。
发生时间:硫酸烟雾发生较早(1873年);光化学烟雾发生较晚(1943年)。
主要污染物:硫酸烟雾有颗粒物、SO2、硫酸雾等;光化学烟雾有碳氢化合物、NOx、O3、
PAN、醛类。
污染来源:硫酸烟雾是煤;光化学烟雾是汽油、煤气、石油。
气象条件:硫酸烟雾出现在冬季,气温低,湿度高,日光弱,臭氧浓度低,白天夜间连续出
现;光化学烟雾出现在夏、秋季,气温高,湿度低,日光强,臭氧浓度高,白天出现。
危害作用:硫酸烟雾对呼吸道有刺激作用,严重时导致死亡;光化学烟雾对眼和呼吸道有强
刺激作用。O3等氧化剂有强氧化破环作用,严重时可导致死亡。
烟雾性质:硫酸烟雾(伦敦烟雾)是由于燃煤而排放出来的SO2,颗粒物以及由SO2氧化所
形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。光化学烟雾(洛杉矶型烟雾)是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。
38、解释光化学烟雾的概念、特征、日变化曲线? 光化学烟雾:含有氮氧化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映而产生二次污染物,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,称
为光化学烟雾。
特征:烟雾呈蓝色,具有强氧化性,能使橡胶开裂,刺激人的眼睛,伤害植物的叶子,并使大气能见度降低。
日变化曲线:光化学烟雾在白天生成,傍晚消失。污染高峰出现在中午或稍后。光化学烟雾的日变化曲线显示污染地区大气中NO、NO2、烃、醛及O3从早至晚的日变化曲线。曲线中,烃和NO的体积分数φ的最大值发生在早晨交通繁忙时刻,这时NO2的浓度很低。随着太阳辐射的增强,NO2、O3的浓度迅速增大,中午时已达到较高的浓度,他们的峰值通常比NO峰值晚出现4~5h。由此可以推断NO2、O3和醛是在日光照射下由大气光化学反应而产生的,属于二次污染物。早晨由汽车排放出来的尾气是产生这些光化学反应的直接原因。傍晚交通繁忙时刻,虽然仍有较多汽车尾气排放,但由于日光已较弱,不足以引起光化学反应,因而不能产生光化学烟雾现象。
39、光化学烟雾形成的必要条件?用反应式表示出光化学烟雾发生的简化化学机制?
形成的必要条件:大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在,大气温度较低,而且有强的阳光照射。
简化化学机制:引发反应:NO2+hv——>NO+O. O.+O2+M——>O3+M NO+O3——>NO2+O2
自由基传递反应:RH+HO.—O2—>RO2.+H2O
RCHO+HO.—O2—>RC(O)O2.+H2O RCHO+hv—2O2—>RO2.+HO2.+CO HO2.+NO—>NO2+HO.
RO2.+NO—O2—>NO2+R'CHO+HO2. RC(O)O2.+NO—O2—>NO2+RO2.+CO2 终止反应:HO.+NO2——>HNO3
RC(O)O2.+NO2——>RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2——>RC(O)O2.+NO2
40、说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用?用典型反应式表示 烃类在照射初期,与HO.反应起主要作用。RH+HO.—O2—>RO2.+H2O
41、简述酸雨的危害
酸雨危害是多方面的,包括对人体健康、生态系统和建筑设施都有直接和潜在的危害。 1、使一些古文物腐蚀;
2、使工业机械锈蚀,缩短使用寿命; 3、使湖泊、河流毁灭;
4、使土壤酸化,造成农作物大幅度减产;
5、损害森林、植被,对自然生态系统造成严重的危害。
42、影响酸雨形成的因素。
1、酸性污染物的排放及其转化条件
某地SO2污染严重,降水中SO42-浓度就高,降水的PH就低。 2、大气中的NO2
降水PH取决于硫酸、硝酸与NH3以及碱性尘粒的相互关系。
3、颗粒物酸度及其缓冲能力
酸雨不仅与大气的酸性和碱性气体有关,同时也与大气中颗粒物的性质有关。 4、天气形势的影响
如果气象条件和地形有利于污染物的扩散,则大气中污染物浓度降低,酸雨就减弱,反之则加重。
43、臭氧空洞的形成机理。
大气中O3生成和消除的过程处于动态平衡,因而臭氧的浓度保持恒定,然而,由于人类活动的影响,水蒸气、氮氧化物,氟氯烃等污染物进入了平流层,在平流层形成了HOx.、NOx.、和ClOx.等活性基因,从而加速了臭氧的消除过程,破坏了臭氧层的稳定状态。
44、世界著名八大公害事件。
1、比利时马斯河谷烟雾事件 2、美国多诺拉烟雾事件 3、伦敦烟雾事件
4、美国洛杉机光化学烟雾事件 5、日本水俣病事件 6、日本富山骨痛病事件 7、日本四日市哮喘病事件 8、日本米糠油事件
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