大气化学期末复习

第一章 绪论

研究范围主要是50公里以下的平流层和对流层。 大气化学的特点： 1）研究大气中化学过程必须考虑气象条件的因素；

2）光化学在大气化学中的重要地位，热化学结合考虑；

3）大气始终处于物理、化学的非平衡态，因此大气化学过程主要考虑的是反应速度问题而非化学平衡问题；

4）大气中物种多，反应多，通过自由基密切联系

5）大气中的化学物种倾向于由低氧化态向高氧化态变化 公害事件：

马斯河谷事件、美国多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟雾事件、日本水俣病事件、日本富士骨痛病事件、日本四日市哮喘病事件、日本米糠油事件 大气化学的研究方法：

1）现场实测：指所研究地区采样实地布点、采样或直接测量的办法取得所需污染物的直接数据； 2）实验室研究：大气中微量物质分析方法和技术的研究、基础研究、实验模拟（烟雾箱）； 3）模式计算：以上两者结合。

第二章 地球的大气环境

大气的发展史：

1）大气形成的初始阶段：此阶段的大气主要成分是CH4和H2；次要成分是H2O、N2、NH3、Ar、H2S。大气圈处于还原性状态中； 2）大气由还原性向氧化性转化； 3）现在的大气环境。

大气成分的源、汇和气体循环： 源：由化学过程、生物过程、火山喷发、放射性衰变及人类活动产生气体的过程。 汇：通过化学过程、生物过程、物理过程去除气体的过程。

气体循环：大气组分通过大气圈与其他圈之间发生的物理、化学或生物化学过程，不断进行着物质转化或转换。 大气保留时间： 储库：该组分在大气中的储存。

储库中组分的变化率： ，其中M为储库中某物质的总量，P为该物质的总生成率，I为该物质的总流入速率，R为该物质的总去除速率，O为该物质的总流出速率。源强为P+I，汇强为R+O。 该物质在储库中的特征时间τ： ；

当储库处于稳态时，dT=0→ τ→∞

组分在储库中的停留时间： ，总量M除以源强（汇强）。

dM

1

大气组成的分类：

按停留时间的长短：

1) 准永久气体：停留时间106-107a，N2, Ar, Ne, Kr, Xe；

2) 可变化组分：停留时间几年-10几年，CO2, CH4, N2O, H2,O3 ；

3) 强可变组分：停留时间小于1a，CO, NOx, H2O, NH3,SOx, VOCs, aerosol。 按浓度：

1) 主要成分：>1%, N2, O2, Ar；

2) 微量成分：1ppm~1%, CO2, CH4, H2O, He, Kr …；

3) 痕量成分：<1ppm, H2,O3, CO, N2O, NOx, SOx, VOCs, aerosol …。 大气组分浓度表示法：

molesofipartialpressureofivolumsofimi   1.混合比和摩尔比：  （mol mol-1 ）

molesofairtotalpressureofairvolumsofair 常用浓度单位：

1 ppmv = 1x10-6 mol mol-1；1 ppbv = 1x10-9 mol mol-1；1 ppt =1x10-12 mol mol-1。 2.数浓度表示法：个数/体积。N/V=P/RT（限理想气体），可推导出在P=101325 Pa，T为298 K时 每立方厘米的分子数=2.46×1019个/cm3；

3.质量浓度ρ（µg / m3）：与质量分数x的换算：

在大气压为101325Pa、温度为25℃（298K）时有：x（质量分数）=ρ（µg / m3）×

𝟐𝟒.𝟓𝐌

物质的质量(𝐠)

×𝟏𝟎𝟑 ()空气的取样体积𝐦𝟑

，其中24.5

为气体理想摩尔体积，M为气体摩尔质量。

与混合比浓度（ppm）的换算：

在大气压为101325Pa、温度为25℃（298K）时有：ppm=ρ（µg / m3）× (2.445 ×10-2 /M)，或

ρ（µg / m3）=ppm×40.9×M。

大气污染物源汇定义及简介：

按大气污染物形成过程可分为一次污染物和二次污染物： 一次污染物：直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。主要有SO2, CO, NOx等；

二次污染物：由一次污染物经各种化学反应生成新的污染物。具有颗粒小、毒性比一次污染物大

等特点。如O3, PAN，醛类、硫酸及硫酸盐气溶胶等。

按来源可分为天然污染源和人为污染源：

天然污染源：1）自然尘（扬尘、沙尘暴、土壤粒子等）；2）森林草原火灾（CO、CO2、SOX、NOX、

HC）；3）火山活动（SO2、硫酸盐等）；4）森林排放（VOC）；5）海浪飞沫（硫酸盐等）。

人为源：1）燃料燃烧；2）工业过程；3）固体废弃物的处理；4）农业活动；5）生物质的燃烧。 大气污染物的汇机制：1>干沉降（重力和非重力）；2>湿沉降；3>化学反应去除；4>向平流层输送。

第三章 大气化学组分的源、汇与循环

全球硫循环：大气中，DMS、H2S、COS及CS2与OH的反应氧化生成SO2,最终生成H2SO4或CH3SO3H（甲磺

酸或MSA）；COS与OH的反应慢，因而向平流层输送。

含硫化合物：COS氧硫化碳（羰基硫）、CS2二硫化碳、DMS二甲基硫、H2S硫化氢、SO2二氧化硫、SO3

三氧化硫、亚硫酸盐、硫酸盐；

COS：天然源：水生生态系统、海洋沿海湿地、沼泽地、火山；人为源：各种燃烧过程；汇：向平流层

2

输送；停留时间：2年。

DMS：天然源：海洋、湖泊、沼泽、湿地（浮游植物藻类的光合作用）；汇：DMS→SO42-；停留时间：

2天；海洋的示踪物质。

全球氮循环：环境问题中起重要作用：酸沉降、光化学烟雾和气溶胶、平流层臭氧的破坏。 含氮化合物：N2O,NO,NO2,NH3,HNO2,HNO3,N2O3,N2O4,NO3,N2O5； N2O：汇：输送进入平流层→臭氧层损耗；停留时间：150a。 全球碳循环：

CH4：温室气体，单分子气候制暖能力远大于CO2；大气反应性很高：对流层生成甲醛、CO、O3，平流

层是Cl原子的汇，与OH的反应是平流层水蒸汽的主要源；

汇： 。 VOC（挥发性有机物）：反应性强并在对流层化学中起重要作用。 全球卤循环：

CFCS（氟氯烃）：非常稳定，用作制冷剂、发泡剂、溶剂和喷雾剂，寿命在10-100a之间；进入平流层，

被短波光解释放出破坏臭氧的氯原子。

消耗臭氧的物质：全氟氯烃（CFC）、含溴氟烷（哈龙）、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（1,1,1-三氯乙烷）、

溴甲烷（CH3Br）以及部分取代的氟氯烃。

第四章 化学动力学和光化学基础

化学反应速率：化学反应速率定义：表示为反应物（或产物）的浓度变化与变化时间的比率。 基元反应和质量作用定律：

基元反应：反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反应；一步完成，无中间步骤；构成化学

反应途径的基本单元。这些基元反应代表了化学反应所经历的途径，称为反应机理。

质量作用定律：在一定温度下，基元反应的反应速率与反应物浓度及其化学计量数次方的乘积成正比。

如有基元反应 aA+bB→产物，其质量作用定律的数学表达式即速率方程为：r=k[A]a[B]b，k为反应速率常数。对于非基元反应必须通过实验或根据反应历程才能确定速率方程。

反应级数：在反应速率方程中（对基元反应来说），反应物浓度的幂指数称为该反应物的反应级数，所有反

应物级数之和称为该反应的级数。 反应速率和温度的关系：对热化学反应，一般温度每升高10℃，反应速率增加2－3倍。这是由于温度升高，

分子运动加快，分子间碰撞频率增加；重要的是分子运动能量增高（活化分子），有效碰撞增加，因此反应速率加快。

碰撞理论：反应物分子必须碰撞才能反应，反应速率与碰撞频率成正比； 碰撞频率：单位时间、单位体积内分子的碰撞次数； 有效碰撞：并非分子间的每一次碰撞都能发生化学反应，将能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞。 阿伦尼乌斯公式:化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式，公式写作𝐤=𝐀𝒆−𝑬𝒂/𝑹𝑻，k为速率常数，

R为理想气体常数，T为热力学温度，Ea为表观活化能，A为指数前因子(也称频率因子)。 两个分子碰撞发生反应时，需要考虑两个因素：足够的能量来克服能垒；分子相互碰撞的角度。

碰撞理论：活化能：只有能量达到或超过某一能量低限Ea的分子间的碰撞，才有可能发生化学反应，此最低能量Ea称为活化能。

链反应：需要用某种方法(如光、热等)引发, 通过反应活性组分(如自由基、原子

等)相继发生一系列连串反应，像链条一样使反应自动发展下去，这类反应称为链反应。 链反应的主要步骤：（1）链引发－自由基生成 ；（2）链传递－自由基传递；（3）

3

链终止－自由基湮灭。

稳态近似：假定反应中间产物的浓度可认为保持不变，这种近似处理的方法称为稳态近似，一般活泼的中

间产物可以采用稳态近似。 。 用稳态近似推导直链反应速率方程： 从H2+Cl2→2HCl的反应机理，中间反应有： (1) Cl 2  M   2Cl  M ；  H  HCl  ； ； (3) HCl2HCl (4) 2ClCl MCl2M (2) ClH 2 因此有 （1）； 由稳态近似，有以下方程： （2）中间产物Cl

（3）中间产物H

方程2、3合并得：[Cl]=(𝑘)∙[𝐶𝑙2]2 (4)

4

𝑘1

12

1

将方程3、4带入方程1，得：

1/2k11d[HCl]r [H]1/即反应速率  k 2 2][Cl 2 2 =k[𝐻2][𝐶𝑙2]1/2。   2dtk4

例题：用稳态近似法求碘原子浓度H2+I2→2HI，r=k[H2][I2]。 中间反应有：(1) I2+M↔2I+M(快) ; (2) H2+2I→2HI （慢）; 由稳态近似有： ；

因此有[𝑰]𝟐=

𝒌𝟏[𝑰𝟐][𝑴]

；

𝒌−𝟏[𝑴]+𝒌𝟐[𝑯𝟐]

𝒌𝟏𝒌𝟐[𝑯𝟐][𝑰𝟐][𝑴]

，因为(1)是快平衡，k-1很大；(2)是慢反应，k2很小，

𝒌−𝟏[𝑴]+𝒌𝟐[𝑯𝟐]

故𝐫=𝒌𝟐[𝑯𝟐][𝑰]𝟐=

k 2 。 分母中略去k2[H2]项，得： r  k 1 [H2][I2]k[H2][I2]k1

光化学反应动力学：由分子、原子、自由基等吸收光子后发生的反应称为光化学反应。 光化学与热化学反应的区别：（1）热化学反应所需的活化能来自反应物分子的热碰撞；而光化学反应所需的

活化能来自辐射的光子能量；（2）恒温恒压下，热化学反应总是使体系的自由焓降低；许多光化学反应体系的自由焓是增加的；（3）热化学的反应速率受温度影响较大；而光化学的反应速率受温度影响较小，有时甚至无关。 光化学基本定律：

1.光化学第一定律：只有被体系内分子吸收的光，才能有效的引起体系内的光化学反应，但并非说吸收

的光一定能引起化学反应

2.光化学第二定律：在初级过程中，一个被吸收的光子只活化一个分子。 3.比尔-朗伯定律

光化学反应的机理一般包括初级反应过程与次级反应过程。 对流层中的自由基： 1.自由基的形成和反应：形成是由共价键的均裂，自由基是带单独电子的原子或原子团，具有强氧化性。

4

2.凡是有自由基生成或由其诱发的反应称自由基反应。 3.自由基反应在分子的哪一部分发生由键能决定。

第五章 对流层气相化学

对流层化学与平流层化学的主要区别：1对流层占大气总质量的82%以上；2近地面是各种源气体的主要来

源，对流层化学组成更复杂；3对流层OH(昼)、 NO3（夜）和O3的重要性，污染物绝大多数在对流层被清除了；4对流层光化学反应是由光解反应引发的，但UV辐射光谱较平流层窄，强度弱得多；5对流层水汽浓度高得多。

NO、NO2、O3的基本光化学循环：

基本反应：稳态时，有[𝑂3]=

𝑘1[𝑁𝑂2]𝑘3[𝑁𝑂]

，NO、NO2和O3之间的关系被称为光稳态关系。在一定光强,一定温度，[O3]

取决于[NO2]/[NO]。

清洁大气中的光化学过程： 主要关键物种为CH4,CO,HCHO,NOX,O3,H2O2以及天然排放的VOCS等。 引发天然对流层大气中化学反应的是O3的光分解。 自由基生成：O3+hv→O+O2 ; O+H2O→2OH； 链终止：OH+NO2→HNO3 ; HO2+HO2→H2O2； NO在清洁大气中的作用（CO下）：

主要反应：

在NO浓度高时，1分子CO可生成1分子O3，NO对O3生成起到促进作用。 在NO浓度低时，1分子CO消耗1分子O3。NO起到抑制作用。 NO在清洁大气中的作用（CH4下）： 主要反应： CH4+OH=(CH3+H2O)=CH3O2

在NO浓度高时，NO对O3生成起到促进作用。在NO浓度低时，NO起到抑制作用。 光化学烟雾：

定义：含有NOX和VOCS的大气，在阳光中紫外线的照射下发生反应，所产生的产物和反应物的混合物

被称为光化学烟雾。 首次发现：1945年，洛杉矶

特征：1烟雾呈蓝色，降低能见度；2强氧化性，刺激眼睛，损伤植物，橡胶开裂。 生成条件：1.高温；2.低湿；3.强阳光。

5

前体物：NOX和VOCS。

产物：O3、过氧化物、醛类、PAN（过氧乙酰基酯）、、有机酯、光化学气溶胶（SO42-） 碳氢化合物和NOx共存时，在紫外线的作用下会出现：（1）NO转化为NO2；（2）碳氢化合物氧化消耗；

（3） O3及其他氧化剂（PAN、HCHO、HNO3）等二次污染物的生成。其中关键性反应是：（1）NO2的光解导致O3的生成；（2）碳氢化合物氧化生成了具有活性的自由基，如HO，HO2，RO2等；（3）HO，HO2，RO2等促进了NO向NO2转化，提供了更多的生成O3的NO2源。

光化学污染的（EKMA曲线）：

反映了NOx, HC浓度与生成的臭氧量之间的非线性关系。 在A区域时，NOX维持不变，降低VOCS浓度，O3就会 显著减少，即O3处于VOCS控制区； 在B区域时，固定VOCs的浓度，NOX的减少会导致O3 减少，即O3生成处于NOX控制区。

光化学烟雾的主要危害：损害人和动物的健康、影响植物生 A

长、影响材料质量 。

光化学烟雾的预防措施：改进技术、改善能源机构、加强监 B

督管理。

硫酸烟雾：也称为伦敦烟雾，最早发生在英国伦敦。它主

要是由于燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所 VOC

形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。这种污染多发生在冬季、气温较低、湿度较高和日光较弱的气象条件下。

6

第六章 气溶胶化学

定义：液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成相对稳定的悬浮体系。 粒径：

光学等效直径：指所研究的粒子与一个直径为Dp的球形粒子具有相同的光散射能力，Dp定义为这个粒

子的光学等效直径；

体积等效直径：如果所研究的粒子与直径为Dp的球形粒子具有相同的体积，则定义Dp为所研究粒子的体积等效直径。 pDpDgK空气动力学等效直径：与有单位密度直径为Dp的球形粒子的空气动力学效应相同，则 0上式各项依次表示：空气动力学直径，几何直径，形状系数，忽略浮力的粒子密度，参考密度（1 g/cm3）

分类：

总悬浮颗粒物（TSP）： 用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬

浮颗粒物。

可吸入颗粒物（IP, PM10）：易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子。目前国际标准化组织(ISO)建议将其

定为Dp≤10 μm。 细粒子（PM2.5）： 其粒径小于2.5 μm。 三模态模型：

爱根核模（Dp<0.05 μm）：主要来源于燃烧产生的一次气溶胶，以及气体分子通过化学反应均相成核而

生成的二次气溶胶粒子。特点：粒径小、数量多、表面积大而不稳定，易相互碰撞凝聚成大粒子而转入积聚模（老化）,寿命较短（<1 hr）。 积聚模（0.05 μm 由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶。特点：不易被干湿沉降去除，主要通过扩散去除。寿命较长（3～5天）。

粗模(Dp>2 μm)：源于机械过程所造成的扬尘、海盐飞沫、火山灰和风沙等一次气溶胶粒子。特点：主

要靠干湿沉降去除，寿命较短（min/小时/天）。

气溶胶粒子的化学组成： 离子成分:SO42- ；NH4+ ；NO3---；Mg2+；Ca2+；Na+；Cl-

有机物含量:多环芳烃（PAHs）；有机碳（OC）和无机碳（EC）

元素组成：地壳元素如Si, Fe, Al, Na, Mg, Ca和Ti等；污染元素如Zn, K, Cd, Ni, Cu和Pb等。 1.离子成分：

（1）SO42-：海洋中SO42-的气态前体物：来自浮游植物产生的DMS；SO42-的气态前体物：主

要来自人为排放的SO2的转化。与SO2相比，气溶胶中的H2SO4 (SO42-)引起了更多更严重的问题:1> H2SO4/SO42-是大气中的强酸，可以使降水酸化，导致酸雨的主要因素之一，引起一系列严重的生态问题；2>H2SO4/SO42-主要分布在亚微米范围的颗粒物中，不易沉降，可通过呼吸道进入人体肺部，对人体健康有影响；3>H2SO4/SO42-具有较高的消光系数，影响城市能见度的重要因素之一；4>大气中的H2SO4/SO42-在大气化学和全球气候效应等过程中起着非常重要的作用。

（2）NO3-：大气中的HNO3/NO3-是光化学反应的产物。在沿海地区大气中，NO3-可以以NaNO3的

形式存在于粗粒子中，主要来自气态和海盐的反应；在污染较严重的城市大气中， NO3-主要以NH4NO3的形式存在于细粒子中，它是大气中的气态HNO3被氨中和的产物。

（3）NH4+：在城市大气中，气态氨与大气化学过程产生的二次污染物H2SO4、HNO3结合成盐，形

成(NH4)2SO4和NH4NO3。是大气颗粒物细粒子的极为重要的组成部分，也是城市大气二次污染的标志产物。

7

（4）其他的水溶性离子： a. Cl-：海盐粒子是大气颗粒物中Cl-的主要贡献者。 b. Na+：海水中含量最高的阳离子，沿海地区中几乎都来于海洋排放，存在于粗模态中。 c. K+：大气颗粒物中K+主要以细粒子模态存在，主要为生物质燃烧产生； d. Ca2+：来自于土壤，是土壤扬尘的标识元素，存在于粗模态中。另外，道路扬尘和建筑尘

也含有较多的Ca2+； e. Mg2+：既有海洋源，又有土壤源的贡献，主要分布于粗模态中。

一般认为，地壳土壤、海洋源的离子主要存在于粗粒子中；污染源（如燃烧）的离子主要存在于

细粒子中。

2.有机物：

（1）多环芳烃：其性质稳定，数量多，种类多，广泛存在于大气环境中。有较强的毒性。其中，

苯并[a]芘（B[a]P）被认为是PAHs中毒性最强的化合物。

（2）OC and EC：有机碳OC是指颗粒有机物中的碳元素；元素碳EC包括颗粒物中以单质形态存

在的碳和少量的高分子量难溶有机物中的碳。

第七章 云和降水化学

云和降水过程对大气中的微量气体和悬浮粒子在大气中的输送、转化相清除的循环过程中起重要的作用； 云、雾水的化学组成：

离子浓度：降水云<非降水云<雾水；

云雾水的pH值常处于3~7之间。离子的总浓度高，pH值不一定高。 各地主要致酸成分来源不同，有硫酸型，型。 1. 大气的固定成分： O2，N2，CO2等；

2. 无机物： 土壤源：Al3+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+等； 海洋源：Na+, Cl-, Br-, I-, SO42-, HCO3-, K+; 气体转化产物：SO42-, NO3- , NH4+ , Cl- 等； 人为源：As, Cd, Pb, Mn, Ni, V, Zn, Ag等；

3. 有机物：有机酸，醛类，烯烃、芳香烃和烷烃； 4. 光化学反应产物：H2O2，O3，PAN;

5. 不溶物：土壤粒子和燃料燃烧排放尘粒中的不溶部分。 我国降水化学组成特点：

SO42-普遍高于NO3-，出现的酸雨为硫酸型。

NH4+,Ca2+的浓度相当高，提供了一定的中和能力。 南方的降水酸度一般比北方高许多。

雨水中的有机酸：虽然通常认为降水酸度主要来自硫酸和等强酸，但多年来的实测结果表明，有机弱酸

（甲酸和乙酸等）也对降水酸度有贡献。

降水化学组成的时空变化：1.降水中化学成分及含量具有明显的地理规律；2.降水组成与降水持续时间有关

3.降水组成与降水量有关；4.降水的化学组成与天气类型有关 降水PH：降水pH值是用来表示降水的酸度。在未被污染的大气中，只把CO2作为影响天然降水pH的因素，

可以求得降水的pH背景值为5.6。

酸沉降：酸沉降是指大气中的酸通过降水（如雨、雾、雪等）迁移到地表，或在含酸气团气流的作用下直

接迁移到地表。前者为湿沉降，后者为干沉降。

酸雨通常指pH<5.6的大气降水，包括酸性雪、冰雹、露水、霜等多种形式。

8

SO酸雨形成过程 ： 2 +[O] SO 3 2 O H 2 SO 4， +H3，SO[O]

NO2H2SO3H2SO4NO+[O]SO2+H2O HNO3+HNO22NO2+H2O降水的酸化的5个途径：1>气相反应生成酸性物质和酸性气溶胶NO2+OH==HNO3 ; SO2+OH==H2SO4 ;

VOC+OH==有机酸；2>气溶胶以凝结核的形式参与云的形成，进入云水；3>气体进入云水，并在云中反应；4>雨滴降落，冲刷气溶胶；5>雨滴吸附气体发生反应。 影响酸雨形成的因素：(1) 酸性污染物的排放及转化条件；(2) 大气中的氨；(3) 颗粒物酸度及缓冲能力； (4)

天气形势影响；

质量传输动力学：气态物质从气相进入液相发生化学反应的总过程可以认为是由一系列质量传输后发生化

学反应的分过程组成：1>气体迁移到液滴表面；2>气体越过气液界面进入液滴内表面；3>溶解物种在液滴内表面解离平衡；4>各物种在液滴内的迁移；5>物种在液滴内的反应。 气溶胶的雨除： 气溶胶粒子进入云滴可通过以下三种机制：(1) 气溶胶粒子作为水蒸气的活性凝结核进入云滴；(2) 气

溶胶粒子和云滴的碰并，气溶胶粒子通过布朗运动和湍流运动与云滴碰并； (3) 气溶胶粒子受力运动，并沿着蒸汽压梯度方向移动而进入云滴。

由于水蒸气凝结在云滴上和云滴间的碰并，使云滴不断生长，与此同时，各种污染气体溶于云滴中并发生各种化学反应；当云滴成熟后即变成雨从云基下落。

云下清除过程(冲刷)：雨滴离开云基，在其下落过程中有可能继续吸收和捕获大气中的污染气体和气溶胶，

这就是污染物的云下清除或降水的冲刷作用。

云内清除和云下清除的比较：云内清除和云下清除过程是污染物降水清除的两个组成部分，其对降水酸化

和组成的相对贡献在不同地点、不同时间都不相同，受很多环境因素的影响。

南极臭氧洞的形成－非均相化学机理:

1. 极地平流层云：平流层空气极为干燥，相对湿度只有1%左右，几乎没有云、雨等天气现象，但是在漫长的极地冬夜期间，仍会因严寒形成极地平流层云(PSCs)。主要成分是三水和冰晶。

2. 南极臭氧洞形成中的非均相反应：当PSCs生成时，Cl的临时储库分子（如ClONO2和HCl）可以在这些晶体表面发生非均相分解反应，释放出活性形式的氯（Cl2和HOCl），其机理为： ClONO2 (g) +HCl (s)→Cl2 (g)+HNO3 (s) ；HOCl (g) +HCl (s)→Cl2 (g)+H2O (s) ；

ClONO2 (g)+H2O (s)→ HOCl (g) +HNO3 (s) 以上反应在极地的黑暗条件下即可发生

以气态形式存在的HOCl和Cl2暂时存留在云中。当早春来临，极地太阳升起时，这些Cl2和HOCl等氯的活性物种在可见和近紫外光的作用下，很快活泼的氯气被分解成两个氯原子： Cl2+hv→Cl+Cl

促进O3的催化循环，导致大面积、大量的O3损耗。 3.南极臭氧洞形成具体解释：1、冬末（6月），南极涡旋生成，生成的HNO3(H2O)3冰晶导致N的大量去除；由于N的缺乏，卤族物质生成储库分子的几率低；2、春初(9月），在太阳辐射的作用下卤族自由基生成，在冰晶表面大量催化破坏臭氧；3、11月，南极气温回升，南极涡旋破坏，由于中高纬度空气的补充，南极臭氧洞消失。

9