PPT《第二章 大气环境化学》

2、HO2等,使得NO迅速氧化成NO2,同时O3得到积累,以致成为光化学烟雾的重要产物. NO2的转化 NO2活泼,是大气主要污染物之一,也是大气中O3的人为来源.NO2在阳光下与OH?、 O3等反应 这是污染大气中气态HNO3的主要来源,同时也对酸雨和酸雾的形成起重要作用.气态HNO3在大气中难以光解,湿沉降是其在大气中去除的主要过程. 对流层中这一反应在NO2和O3浓度较高时是大气中NO3的主要来源.进一步反应如下: 这一可逆反应使大气中在光照和无光照时保持一定浓度的N2O5和NO2 过氧乙酰基硝酸酯(PAN)产生:乙醛光解生成乙酰基 乙酰基与空气中的氧结合形成过氧乙酰基,再与NO2 化合生成过氧乙酰基硝酸(PAN) (过氧乙酰基) 过氧乙酰基硝酸酯(PAN)是重要的二次污染物,具有热不稳定性,遇热分解,因而在大气中也存在上述反应的平衡关系. 大气中的乙醛来源于乙烷的氧化: 3. NOX的液相转化 NOX可以溶于大气的水相中,构成液相平衡体系. NOX的液相平衡 在气-液两相中存在以下平衡此体系平衡时NO2-和NO3-浓度的比值:

四、碳氢化合物的转化 1.大气中的重要碳氢化合物 甲烷:甲烷是一种重要的温室气体,大气中含量最高的碳氢化合物,占大气碳化合物排放量的80%以上,并且是唯一能由天然源排放造成大浓度的气体. 大气中甲烷主要来源于有机物的厌氧发酵过程 该过程发生在各种底泥中,一些动物的呼吸过程也产甲烷,人为来源是石油和天然气的泄漏和排放. 石油烃: 直链烷烃(碳原子数为1-37,长碳链的烃类易形成气溶胶或吸附在其他颗粒物上),烯烃、炔烃等 (大气中含量极低)是在原油开发、石油冶炼、燃料燃烧或工业生产等过程中排放造成的大气污染. 萜类 来自于植物生长过程向大气释放,分子结构中含有不饱和双键,在大气中很活泼易其他氧化性物质反应. (萜类的分子结构参看p38) 芳香烃 主要指单环芳烃和多环芳烃(PAHs)还包括联苯等,广泛见于各种化工原料及石油产品中.香烟烟雾中芳烃含量较高,也是室内污染物之一. 2.碳氢化合物在大气中的反应 烷烃与自由基的反应:如甲烷的氧化反应: 在以上两个反应中,经氢原子摘除反应生成的烷基自由基R(CH3)与空气中的 O2 结合生 RO2(CH3O2): 上述烷烃与自由基的反应中,不断消耗 O,大气中 O 来源于O3 的光解,因此 CH4 不断消耗 O3,也是导致臭氧层损耗的原因之一. CH3O2是一种强氧化性自由基,它也可将NO氧化成NO2: 如果NO的浓度很低,自由基间也可发生以下反应: O3一般不与烷烃发生反应,但NO3(来源于 NO2 与O3 的反应)可与烷烃发生较慢的反应: 这是城市夜间上空HNO3的主要来源 烯烃 加成反应 氢原子摘除反应 与O3氧化反应 见p41页 反应表示O3添加到烯烃上形成双自由基(二元自由基)它转化为环氧或臭氧化合物. 含有较大分子量的烯烃化合物在大气中参加化学反应时,会产生氧聚合物,当其蒸汽浓度仅为ppb级时, 会凝聚成滴,形成气凝胶,大气中常存在一些颗粒物,其表面使烯烃的反应加速或预浓缩. (3) 环烃的氧化 (4) 单环芳烃的反应 (5) 多环芳烃的反应 (6) 醚、醇、酮、醛的反应

五、光化学烟雾 1.光化学烟雾的形成 大气中碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)等一次污染物在阳光照射下,发生光化学反应产生二次污染物,这种由参加反应的