氯苯类污染物在高层大气环境中形成的可能性.pdf

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1、第27卷第3期应用化学Vo1．27No．32010年3月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYMal-．2010氯苯类污染物在高层大气环境中形成的可能性曹洁。崔义。刘淑莹¨(北京理工大学化学系北京；中国科学院长春应用化学研究所长春130022)摘要简要地总结了大气离子与自由基反应的研究进展和以氯苯为目标产物的气相离子．分子反应的质谱研究。根据大气层状结构图、高层大气的特点以及相关的研究结果，提出了氯苯类污染物的形成不排除是大气化学反应尤其是离子反应产物的观点。对进一步研究大气中氯苯类污染物的生成机制和控制具有重要意义。关键词氯苯类污染物，质谱技术，离

2、子一分子反应中图分类号：O644文献标识码：A文章编号：1000-0518(2010)03-0249-08D0I：10．3724／SP．J．1095．2010．90383近年来，持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants，POPs)作为一个新的全球性环境问题j，已成为国际社会共同关注的焦点。联合国环境规划署在对其特性进行详细考察后，出台了针对持久性有机污染物的国际公约，成为人类社会在有毒化学品控制领域最新迈出的关键一步。我国于2001年5月签署了控制l2种POPs的斯德哥尔摩公约。2004年11月11日该公约正式在中国生效，标志着中国将全面履行该

3、公约所规定的义务、减少或消除POPs排放的工作进入实质性阶段。斯德哥尔摩公约是继1987年《保护臭氧层的维也纳公约》和1992年《气候变化框架公约》之后，第3个具有强制性减排要求的国际公约，旨在减少或削除POPs的排放，保护人类健康和环境免受其危害。一般认为，含氯污染物主要来自于农药等的直接排放和焚烧等。从气相离子化学来说，POPs的污染成因较为复杂，不能将污染问题简单地归结为初级排放，而应全面地考虑其它的可能性，如大气中的化学反应，尤其是离子反应。本文将以文献为依据并结合初步实验结果，具体阐述氯苯类POPs在高层大气环境中形成的可能性及使用质谱进行研究的可行性，目的是全面分

4、析大气中氯苯类POPs的污染成因，为全面控制该类污染物提供依据。1POPs在高层大气环境中形成的可能性图1为大气层状结构图。根据大气气温的垂直分布、化学组分和运动规律，将整个地球大气划分为对流层、平流层、中间层和热层等若干层次。由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度的差异，使得描述大气状态的温度和密度等气象因素在垂直方向上呈不均匀分布。同时，大气各个层次的化学组成也不相同『2。对流层主要有N：、O、CO和HO；平流层主要有O，；中层和热层主要有以离子形式存在的O、O、NO等。高层大气的特征之一是存在显著数量的电子及正离子。由于高层大气中空气稀薄，离子

5、重结合生成中性分子以前，可以长期存在。在约50km以上的高空是离子普遍存在的电离层，该层离子主要受2009-06-08收稿，2009-08-20修回“九七三”计划前期研究专项(2008CB417204)、吉林省科技发展计划基金(20060576)和环境化学与生态毒理学国家重点实验室开放基金(KF2008-02)资助项目通讯联系人：刘淑莹，女，研究员，博士生导师；E-mail：syliul9@yahoo．con．cn；研究方向：有机质谱基础及应用应用化学第27卷紫外线照射产生。在夜间，一方面由于紫外线不再照射到电离层，正离子与自由电子重新结合，在电离层较低的区域，由于离子浓度较

6、高，这个过程进行的特别快；另一方面由于温度骤然降低，某些化学反应要售(如缔合)，速度大大增强(见下面讨论)。虽然在上葛层大气中，主要靠高能电磁辐射作用产生离子，但离耄．董子也可以在降水过程中，通过对微小水滴的剪切在警×对流层中产生。因此，从宏观来说，高层大气中存在较多的“寿命较长”的离子和自由基，这些为离子和藿塞自由基反应提供了有利条件。三-在地球南北两极附近地区高空经常观察到的极凸光(aurora)现象。』，极光是在电离层上空所发生的电磁光学现象，它是由来自太阳的高能粒子与高层大气中分子或原子的相互作用，使之形成激发态图1大气层状结构图的离子，这些离子跃迁回到基态，并释放不

7、同波长的Fig．1Layerstructureofatmosphere[]辐射，即极光(极光的形成见Scheme1)。可以概括(一)：Negativelapserate；(+)：Positivelapserate地说，极光是在特定大气环境中尤其是在极地上空所观察到的电磁学现象。大气环境中的POPs是否也和极光的形成有相似之处，是否与特定大气环境中的化学反应有关还有待于进一步考证。A+e—一+A+2eA-4-N，NN-4-(A：H，Heec)Scberne】Auroraformati0nmechanism