PPT《第二章 大气环境化学》

一、二次污染物的混合物(包括气体污染物和气溶胶)形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾.如:1940年,美国洛杉玑 特征:兰色烟雾,强氧化性,具有强刺激性,使大气能见度降低,在白天生成傍晚消失, 高峰在中午. 形成条件:大气中有氮氧化合物和碳氢化合物存在,大气湿度较低,有强阳光照射( P48 图2-14,15) . 2.光化学烟雾形成的简单机制 光化学烟雾形成反应是一个链反应,链的引发主要是NO2的光解.引发反应: 自由基的引发主要由NO2和醛的光解引起: 自由基传递 碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因: HO主要来自HNO2的光解 终止: 终止: 利用上述光化学烟雾形成的简化机制模式可以模拟不同情况下光化学烟雾的状况及各有害成分的变化(p52,图2-17). 3.光化学烟雾的控制对策 控制反应活性高的有机物的排放 反应活性顺序:有内双键的烯烃 >

二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃 >

乙烯 >

单烷基芳烃 >

C5以上烷烃 >

C2-C5 大多数有机物与 HO 发生反应,其反应速度常数大体上反映了碳氢化合物的反应活性. 控制臭氧的浓度 NOX、RH(碳氢化合物,氮氧化合物)的初始浓度大小,影响O3的生成量和生成速度.

六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 含硫矿物燃料燃烧过程中直接排入大气中的主要是二氧化硫,煤含硫 0.5-0.6%,石油含硫 0.5 - 3%.天然来源主要是火山喷发. 1.SO2的气相氧化 直接光氧化: 低层大气光氧化形成 激发态分子. 1SO2为单重态,不稳定,3SO2为三重态是大气环境中重要的SO2物质形态,能量较高的单重态分子跃迁到三重态或回到基态: 因此,激发态的SO2主要以三重态存在,并进一步反应如下:或 被自由基氧化 SO2与HO自由基的反应 (活性自由基) 反应中生成的 HO2,通过反应 使得HO又再生,上述氧化过程又循环进行,其决定步骤为SO2和HO的反应. 与其他自由基的反应 (二元活性自由基) 被氧原子氧化:自由基对气相中SO2损耗的贡献(p58,表2-5) 2.SO2的液相氧化 (略) 液相平衡: SO2被水吸收 SO2 + H2O = SO2.H2O SO2 + H2O = H+ + HSO3-HSO3- = H+ + SO32- 液相中O3对SO2的氧化:微量的Fe、Mn可作为催化剂(p59-63) 3.硫酸烟雾型污染 由于煤燃烧而排放出来的SO

2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象. 特点: 发生在冬季,气温低,湿度高,日光弱. 1952年12月伦敦烟雾. SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速,硫酸烟雾型污染属于还原性混合物,称还原性烟雾. 光化学烟雾与伦敦型烟雾的比较(p64,表2-6).

七、酸性降水 酸性降水是指通过降水将大气中的酸性物质迁移到地面的过程,最常见的就是酸雨,称湿沉降. 我国70年代末期,北京,上海,南京,重庆,贵阳等地均出现过,其中以西南地区最为严重. 1.降水的pH背景值 未被污染的大气中,可溶于水并含量较大的酸性气体是CO2, 如果只把CO2 作为影响天然水pH的因素,根据CO2(全球大气浓度为 330ml/m3)与纯水的平衡,可以计算出降水的pH值(p66). 已知雨水的pH值约为5.6,可看作未受污染的大气降水的pH背景值,并作为判断酸雨的界限. 由于大气中可能存在的酸、碱性气态物质,气溶胶等除CO2 外还可能有H2SO

4、HNO

3、NH3等,都对雨水pH 值 有贡献,因此仅用 pH=5.6判断不一定合理. 从而提出: 降水的pH背景值.根据世界各地不同的自然地理条件,经过长期测定确定其背景值(p67,表2-7). 2. 降水的化学组成 大气中固定的气体组分:(p67-68-70)O