光化學(xué)煙霧(一).ppt

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1、光化學(xué)煙霧（一）光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧氮氧化物的轉(zhuǎn)化⒈大氣中的含氮化合物⒉氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化⒊NOX的液相轉(zhuǎn)化⒋氮氧化物污染的危害性⒌氮氧化物污染的控制碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化（下次介紹）光化學(xué)煙霧現(xiàn)象含有氮氧化物(NOX)和碳?xì)浠衔?HC)等一次污染物的大氣，在陽光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物（氧化性很強(qiáng)的O3、醛類、PAN、HNO3），這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象就稱為光化學(xué)煙霧現(xiàn)象。1943年美國洛杉磯首先發(fā)生嚴(yán)重的光化學(xué)煙霧事件，故又稱“洛杉磯型煙霧”。洛杉磯煙霧事件1943年5~10月，美國

2、洛杉磯市大量汽車廢氣產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧，致使大多數(shù)居民患上了眼睛紅腫、喉炎、呼吸道疾患惡化等疾病。每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會出現(xiàn)一種彌漫天空的淺藍(lán)色煙霧。1943年以后，煙霧更加肆虐，以致在城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林枯死，柑橘減產(chǎn)。僅1950-1951年，美國造成的損失就達(dá)15億美元。1955年，因呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的65歲以上老人達(dá)400多人。1970年，約有75%以上的市民患上了紅眼病。洛杉磯煙霧事件光化學(xué)煙霧主要污染源：汽車尾氣NOx＋CHUV淺藍(lán)色混和煙霧O3(85%)過氧?；?/p>

3、酸酯(10%)其它（5％）主要為過氧乙酰硝酸酯醛類、酮類、過氧化氫等光化學(xué)煙霧特征：煙霧呈藍(lán)色，具有強(qiáng)氧化性，能使橡膠開裂，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，并使大氣能見度降低。其刺激物濃度的高峰在中午和午后，污染區(qū)域在污染源的下風(fēng)向。形成條件：①氮氧化物；②碳?xì)浠衔?；③?qiáng)的日光照射（紫外光）在大氣中就會發(fā)生一系列復(fù)雜的反應(yīng)，生成一些二次污染物，如O3、醛、PAN、H2O2等。光化學(xué)煙霧一般發(fā)生在大氣濕度較低、氣溫為24～32℃的夏季晴天，污染高峰出現(xiàn)在中午或午后。光化學(xué)煙霧是一種循環(huán)過程，白天生成，傍晚消失。光化學(xué)煙霧光化學(xué)氧化

4、劑的生成不僅包括光化學(xué)氧化過程，而且還包括一次污染物的擴(kuò)散輸送過程。因此，光化學(xué)煙霧不只是城市的問題，而且是區(qū)域性的污染問題。短距離傳輸可造成O3等的最大濃度出現(xiàn)在污染源的下風(fēng)向；中尺度傳輸可使O3等擴(kuò)展至約百公里的下風(fēng)向；如果同大氣高壓系統(tǒng)相結(jié)合可傳輸幾百公里。所以，一些鄉(xiāng)村地區(qū)也有光化學(xué)煙霧污染的現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧出現(xiàn)地域經(jīng)過研究表明，在60N～60S之間的一些大城市，都可能發(fā)生光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽光強(qiáng)烈的夏、秋季節(jié)。隨著光化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)生成物不斷蓄積，光化學(xué)煙霧的濃度不斷升高約3h~4h后達(dá)到最大值

5、。這種光化學(xué)煙霧可隨氣流飄移數(shù)百公里，使遠(yuǎn)離城市的農(nóng)村莊稼也受到損害。20世紀(jì)40年代之后，隨著全球工業(yè)和汽車業(yè)的迅猛發(fā)展，光化學(xué)煙霧污染在世界各地不斷出現(xiàn)，如美國洛杉磯、日本東京、大阪、英國倫敦、澳大利亞、德國等大城市及中國北京、南寧、蘭州均發(fā)生過光化學(xué)煙霧現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧預(yù)警50年代初，美國加州大學(xué)的哈根斯密特(HaggenSmit)初次提出了有關(guān)光化學(xué)煙霧形成的機(jī)理：認(rèn)為洛杉磯光化學(xué)煙霧是由汽車排放尾氣中的氮氧化物(NOX)和碳?xì)浠衔?HC)在強(qiáng)太陽光作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而形成的；確定空氣中的刺激性氣體為臭氧。臭氧濃

6、度升高是光化學(xué)煙霧污染的標(biāo)志。世界衛(wèi)生組織和美國、日本等許多國家均把臭氧或光化學(xué)氧化劑(NO2、PAN等)的水平作為判斷大氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一，并據(jù)此來發(fā)布光化學(xué)煙霧的警報。烴和NOX最大值發(fā)生在早晨交通繁忙時刻，這時醛和O3濃度很低。隨著太陽輻射的增強(qiáng)，醛、O3的濃度迅速增大，它們的峰值通常比烴和NOX峰值晚出現(xiàn)4~5h。由此可以推斷，O3和醛是在日光照射下由大氣化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，屬于二次污染物。早晨由汽車排放出的尾氣是產(chǎn)生這些光化學(xué)反應(yīng)的直接原因。傍晚交通繁忙時刻，雖然仍有較多汽車尾氣排放，但由于日光已較弱，不足以引起光化學(xué)反應(yīng)

7、，因而不能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧現(xiàn)象。光化學(xué)煙霧日變化曲線(ManahanSE,1984)含氮化合物的轉(zhuǎn)化⒈大氣中的含氮化合物⒉含氮化合物的氣相轉(zhuǎn)化⒊氮氧化物的液相轉(zhuǎn)化⒋氮氧化物污染的危害性⒌氮氧化物污染的控制⒈大氣中的含氮化合物大氣中主要含氮化合物有N2O、NO、NO2、HNO2、HNO3、亞硝酸酯、硝酸酯、亞硝酸鹽等。其中NO和NO2統(tǒng)稱為總氮氧化物，是大氣中最重要的污染物之一，它能參與酸雨及光化學(xué)煙霧的形成，而N2O是溫室氣體，它的效果是二氧化碳的296倍。⑴氧化亞氮（N2O）無色氣體，是清潔空氣的組分，是低層大氣中含量最高的含氮

8、化合物。主要來自天然源，即環(huán)境中的含氮化合物在微生物作用下分解而產(chǎn)生的。土壤中的含氮化肥經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生N2O，這是人為產(chǎn)生N2O的原因之一。NO3-+2H2+H+→1/2N2O+5/2H2O性質(zhì):N2O在對流層中十分穩(wěn)定，幾乎不參與任何化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)入平流層后