8.4 大气中一氧化碳（CO）污染物

8.4 大气中一氧化碳（CO）污染物

　　8.4.1 大气中一氧化碳的源和汇

　　大气中现有一氧化碳量约530百万吨，由人为污染源或天然污染源释至大气的一氧化碳量约为270百万吨/年和3500百万吨/年（后一数量的一氧化碳仅由地球北半球供出）。将这些数字进行比较，不免引起人们很大忧虑。但实际上，在各种源和汇之间作自然循环的一氧化碳，其在大气中的浓度基本上还是恒定的。图8-5显示了大气上层及各地理区域空气中CO的大致浓度范围。CO大致浓度在对流层中为（0.1～0.15）×10^-6（V/V）；工业城市上空为（1～10）×10^-6（V/V）；交通繁忙地区空气中可高达120×10^-6（V/V）以上。

　　人为污染源中最主要的是各种类型燃料在各种燃烧装置中发生不完全燃烧所产生的一氧化碳，其中尤以交通工具为甚。燃着的烟草释出相当高浓度的一氧化碳。此外，在炼焦过程、煤气和水煤气生产过程中也可能有较多量的一氧化碳释入大气。

　　在汽车行驶过程中，当辅助汽油（C_nH_m）燃烧的空气量不足，即空燃比小于14.8时，则由于不完全燃烧而产生CO：

　　即使在燃烧完全情况下，由于燃烧温度很高，已生成的CO₂也会有一小部分被分解为CO和O₂。此外，高温条件下，H₂O也会部分被分解为H₂和O₂，生成的H₂又有将CO₂还原为CO的能力，所以汽车排气中总是或多或少地含有CO成分，而其量的多少主要由空燃比决定。其他因素还有：①道路上运行车辆的数量；②车油种类和动力大小；③行驶速度（在突然变速瞬间，CO排放量陡增）。此外，城市气候条件（风速、风向、气温等）以及建筑物外形、高度和街道宽度等都会对城市空气中CO浓度水平产生影响。

　　天然污染源包括火山爆发、森林火灾、闪电过程、植物生长过程和各种天然有机化合物的光化学分解。例如甲烷是沼泽、稻田、热带地区水体中有机物的分解产物，世界范围内年发生量估计约1.6×10⁹吨，在低层大气中，通过甲烷分子与自由基HO·或亚稳态氧原子间的氧化反应，上述数量甲烷最终全部氧化为一氧化碳。最近，根据某些地区海洋（如西太平洋）表面的水为一氧化碳所饱和的事实，有人认为，大气中一氧化碳主要是靠洋面上的微生物产生的。

　　一氧化碳有一定水溶性，所以水体和降水成为大气中一氧化碳的汇。但更主要的汇可能与土壤中微生物的作用相关。据估计，每平方米的土壤每年可将81克一氧化碳转化成二氧化碳。一氧化碳还可能向上扩散而到达平流层。另外一个汇则是通过与平流层中含氧自由基等的化学反应引起的消除作用。例如：

　　总反应的速度常数为2.2×10^-13cm³/molec·s。

　　8.4.2 性 质

　　一氧化碳的一般性质如表8－11所示。

表8-11 一氧化碳的性质