二、大气环境中主要污染物的迁移转化规律
(一)一氧化碳的来源、迁移转化和归宿
CO 是低层大气中最丰富的气态污染物,也是人类向自然界排放量最大的污染物。
人为源 CO 主要来自汽车尾气和化石燃料的燃烧。根据对全球化石燃料消耗量、燃烧条件以及对汽车排放状况的实际测量估算,1984 年全球人为排放的一氧化碳约为 640×106 吨。其中 50%以上是来自汽车的汽油燃烧。
自然源 CO 主要来自海洋、森林火灾和森林中释放出的萜烯化合物及其它生物体的燃烧,此外还有甲烷和其它碳氢化合物的氧化对大气一氧化碳的贡献。
以前,人们认为海洋是吸收 CO 的重要途径,但通过实测研究发现,表层海水中的 CO 是饱和的,根据海水和大气中 CO 浓度之差估算出海洋每年向大气中排放 CO 量约为 100×106 吨。森林火灾和其它生物体燃烧排放的 CO 量约为 60×106 吨。甲烷和其它碳氢化合物的氧化向大气排放 CO 量很难估算,因为甲烷转化成一氧化碳的中间产物很多,因此该源的估算值相差很大。
大气中甲烷被氧化成一氧化碳的反应过程主要是首先与 OH.作用生成
CH3.和 H2O,即
CH4+OH.→CH3.+H2O
生成的 CH3.很快与大气氧反应生成 CH3O2,此生成物继续反应,生成CH2O,进而转化为 CO,即
CH3.+O2+M→CH3O2+M CH3O2+3O2+2hv→CH2O+OH.+2O3 CH2O+hv(λ<0.36μm)→CO+H2
大气中 CO 的最终归宿有两个方面:第一,在大气中氧化转化成 CO2;第二,被土壤吸收。
大气中 CO 很容易与 OH.反应,主要过程是:
CO+OH.→CO2+H.
这一过程对大气 CO 的清除率约为 90%。