大气环境化学思考题与习题试卷及答案.docxVIP

大气环境化学思考题与习题试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、思考题

1.试述大气污染物从排放源到最终沉降区域的主要迁移途径及其受气象条件的影响。

2.阐述大气中硫酸型酸雨和硝酸型酸雨的形成机理，并比较两者在主要前体物来源和形成区域上的异同。

3.简述光化学烟雾的形成过程，指出关键的前体物（NOx和VOCs）及其主要来源，并说明其对大气环境和人体健康的主要危害。

4.大气颗粒物（PM）对大气环境和人类健康具有多方面的影响。请分别阐述PM?.?和PM??在形成过程、理化性质、在大气中的行为以及对健康（特别是呼吸系统和心血管系统）的主要危害途径。

5.温室效应的物理基础是什么？除了二氧化碳之外，还列举其他几种主要的温室气体，并简述它们在大气中的主要来源或自然过程。

6.在大气环境中，挥发性有机物（VOCs）可以参与多种化学反应。请列举至少三种VOCs在大气中可能发生的重要化学反应类型（不同于光氧化），并简述其环境意义。

7.简述大气污染物干沉降和湿沉降的主要机制，并说明影响两者效率的主要因素。

8.结合你所在地区或你了解的城市情况，分析该地区面临的主要大气环境问题（如雾霾、酸雨、臭氧污染等），探讨其主要成因，并提出至少三种可行的控制策略或解决方案。

9.为什么说大气化学动力学模型对于理解大气污染物的转化过程和预测空气质量至关重要？简述化学动力学模型在空气质量模拟中需要考虑的关键因素。

10.评价当前大气污染防治政策（如排放标准、总量控制、区域联防联控等）在改善空气质量方面的成效与面临的挑战。

二、习题

1.已知某城市某日大气稳定度等级为D级，地面风速为2m/s，估算该日近地面污染物水平方向的扩散参数A和B（可使用帕斯圭尔公式相关简化形式或经验值）。

2.某发电厂烟囱高度为80米，排气口处的SO?浓度为500μg/m3。假设大气稳定度为B类，风速为4m/s，请利用高斯烟羽模型估算距离烟囱东西方向1公里处、南北方向2公里处的SO?浓度（单位：μg/m3）。假设地面浓度背景为0。

3.在一个典型的光化学烟雾箱实验中，投入一定量的NO,NO?,NH?和VOCs。已知初始NO浓度为200ppb，NO?浓度为100ppb，NH?浓度为50ppb，VOCs浓度为500ppb。反应过程中NOx（以NO+NO?计）的总转化率为80%。假设NOx的转化主要转化为NO?，而VOCs的转化率为60%。请计算反应结束后体系中的NO?浓度和VOCs浓度（单位：ppb）。

4.某城市监测到大气中PM??的浓度为150μg/m3，其中有机物占40%，硫酸盐占20%，硝酸盐占15%，铵盐占10%，地壳物质占15%，其他占0%。请计算该城市PM??中硫酸盐、硝酸盐和铵盐的质量分数。

5.已知某气体污染物在大气中的降解半衰期（T?）为6小时。如果初始浓度为100ppb，请计算经过12小时后的浓度。假设降解过程符合一级动力学规律。

6.某地区年平均NOx排放量为100万吨（以NO?计），年平均VOCs排放量为50万吨（以C??计）。已知NOx和VOCs在大气中的转化率分别为30%和25%，其中约60%的NOx和50%的VOCs参与光化学反应生成臭氧。请估算该地区由NOx和VOCs光化学反应生成的臭氧的年排放量（以O?计，单位：万吨）。假设臭氧分子量按48g/mol计算。

7.一项研究表明，某城市PM?.?中元素碳（EC）的质量分数为12%。如果该城市PM?.?年平均浓度为60μg/m3，请估算其EC的年平均浓度。

8.假设某大气颗粒物的密度为2g/cm3，粒径为10μm（球形）。请计算该颗粒物的饱和沉降速度（m/s）。提示：可使用斯托克斯定律的近似公式，并考虑空气粘滞系数约为1.8x10??Pa·s，空气密度约为1.2kg/m3。

试卷答案

一、思考题

1.答案：大气污染物迁移主要通过大尺度环流（如全球风带、季风）和局地环流（如山谷风、城市热岛环流）进行长距离输送。短距离迁移则主要依赖近地面风流和湍流扩散。气象条件，特别是风速、风向、大气稳定度（影响垂直混合高度和湍流强度）和降水（干湿沉降），对污染物迁移的效率和范围有决定性影响。例如，静稳天气和高湿度有利于污染物在近地面累积；强烈的对流活动则能促进污染物垂直扩散。

2.答案：硫酸型酸雨形成：SO?在大气中经过气相或液相氧化（主要催化剂为臭氧、硝酸根、氢过氧自由基等）转化为硫酸，硫酸随降水（雨、雪、雾）降落形成酸雨。主要前体物为SO?，主要来源是含硫化石燃料的燃烧（煤、石油）。硝酸型酸雨形成：NOx（NO和NO?）在大气中通过光化学过程或催化