光化学烟雾课件

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光化学烟雾环境化学课件

光化学烟雾环境化学课件
氧化反应
有机化合物在光化学反应中与氧分子发生反应, 生成过氧基和自由基。
分解反应
有机有机化合物在光化学反应中发生聚合,生成大分 子有机物。
氮氧化物在大气中的反应
氧化反应
还原反应
氮氧化物在光化学反应中与氧分子发 生反应,生成二氧化氮和自由基。
癌症
光化学烟雾中的某些致癌物质, 如苯和多环芳烃,会增加人类患
肺癌、膀胱癌等癌症的风险。
对生态系统的破坏
植物损伤
光化学烟雾中的有害物质 会损伤植物叶片,影响光 合作用,导致生长受阻甚 至死亡。
动物死亡
光化学烟雾中的有害物质 会通过食物链累积,影响 动物生存,导致种群数量 减少甚至灭绝。
土壤和水质污染
02
环境化学基础
大气化学基础
01
02
03
大气组成与结构
大气主要由氮气、氧气、 氩气等组成,其中氮气约 占78%,氧气约占21%。
大气分层
根据温度和成分的变化, 大气可分为对流层、平流 层、中间层和热层。
大气污染物扩散
污染物在大气中的扩散受 到气象条件、地形和大气 稳定度等因素的影响。
有机化合物在大气中的反应
光化学烟雾环境化学课件
• 光化学烟雾的概述 • 环境化学基础 • 光化学烟雾的环境影响 • 光化学烟雾的防治措施 • 光化学烟雾的未来研究方向
01
光化学烟雾的概述
光化学烟雾的定义
总结词
光化学烟雾是由汽车尾气和工业废气排放的污染物在阳光作用下发生光化学反 应生成的二次污染物。
详细描述
光化学烟雾是汽车尾气和工业废气中的氮氧化物(NOx)和挥发性有机物 (VOCs)在阳光的作用下发生光化学反应生成的二次污染物。这些污染物包括 臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)、挥发性有机物(VOCs)等。

光化学烟雾与硫酸烟雾ppt课件

光化学烟雾与硫酸烟雾ppt课件
▪ 傍晚虽然交通繁忙,但是日Hale Waihona Puke 较弱,因此不足以引起光 化学反应。
4
5
光化学烟雾的防治对策
改进技术:汽车尾气是氮氧化物和碳氢化合物的主要来源,改进技术控制 汽车尾气排放是防止光化学烟雾的有效措施。包括安装汽车尾气净化装置 +改良燃料(使用天燃气燃料、二甲醚燃料)等。 改善能源结构:使用替代能源,尽量减少使用化石燃料,无论煤还是燃料油 中都含有大量的烃类和N素,燃烧过程中容易排放光化学一次污染物。
雾天气多发。
人为原因—— 工业发达,冬季取暖燃煤排放二氧化氮和二
氧化硫的气体所致
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7
硫酸烟雾型污染
由于煤燃烧而排放出来的SO2、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。
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特点
发生在冬季,气温低,湿度高,日光弱。
伦敦烟雾事件
9
10
伦敦烟雾事件形成条件
自然原因—— 地形:临海,盆地地形,水汽不易散,冬季易产
生逆温 气候:温带海洋性气候,大气中水汽比重大,大
加强监督管理:当氧化剂浓度达到0.5ppm时达到警戒水平,氧化剂浓 度达到1.0ppm时达到危害健康水平,氧化剂浓度达到1.5ppm时 达到严重危害健康水平
6
洛杉矶烟雾形成条件
自然原因—— 地形:位于美国西南海岸,西面临海,三面环山 气候:地中海气候,夏季温暖少雨,晴天多
人为原因—— 工业发达,小汽车多,排放的尾气多
光化学烟雾
(1)概念:主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一 次性污染物的大气,在阳光照射下发生化学反应而 产生的二次污染物,这种由一次污染物和二次污染 物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟 雾,因最早在1940年的美国洛杉矶首先发现,因此 又称为洛杉矶烟雾。

光化学烟雾1.ppt

光化学烟雾1.ppt
时间
图. 光化学烟雾日变化曲线(S. E. Manahan, 1984)
10
0.54
0.45
c
mL/m3 0.36
丙烯
0.27
0.18
0.09
O3
HCHO 乙醛
PAN
0
NO2
NO
0
60
120 180 240 300
t (min)
图. 丙烯-Nox-空气体系中一次及二次污染物的浓度变化曲线 (Pitts, 191715)
C.通过互联网 D.乘坐火车赴各地了解
解析:本题考查中国近代物质生活的变迁。注意题干信
息“20世纪初”“最快捷的方式”,因此应选B,火车速度 远不及电报快。20世纪30年代民航飞机才在中国出现, 互联网出现在20世纪90年代。 答案:B
4.下列不属于通讯工具变迁和电讯事业发展影响的是( ) A.信息传递快捷简便 B.改变着人们的思想观念 C.阻碍了人们的感情交流 D.影响着人们的社会生活 解析:新式通讯工具方便快捷,便于人们感情的沟通和交流。 答案:C
2.清朝黄遵宪曾作诗曰:“钟声一及时,顷刻不少留。虽
有万钧柁,动如绕指柔。”这是在描写
()
A.电话
B.汽车
C.电报
D.火车
解析:从“万钧柁”“动如绕指柔”可推断为火车。
答案:D
[典题例析]
[例1] 上海世博会曾吸引了大批海内外人士利用各种
交通工具前往参观。然而在19世纪七十年代,江苏沿江
居民到上海,最有可能乘坐的交通工具是
二、近代以来交通、通讯工具的进步对人们社会生活的影 响
(1)交通工具和交通事业的发展,不仅推动各地经济文化交 流和发展,而且也促进信息的传播,开阔人们的视野,加快 生活的节奏,对人们的社会生活产生了深刻影响。

光化学烟雾(一)

光化学烟雾(一)


HO· + NO → HNO2

RO· + NO → RONO
❖所生成的HNO2和RONO(亚硝酸酯)极易光 解,因此,这个反应在白天不易维持。
⑵ NO2的转化
❖是生成O3的关键步骤 NO2十 hv→NO 十O· O·十O2十M→O3+M
❖NO2能与一系列自由基,如HO·、O ·、 HO2 ·、RO2 ·和RO ·等反应,也能与O3和 NO3反应。其中比较重要的是与HO·、 NO3 和O3的反应。
⑶过氧乙酰基硝酸酯(PAN)
❖ 反应的主要引发者乙酰基是由乙醛光解而产 生的:
❖ CH3CHO + hv→CH3CO·+ H · ❖而大气中的乙醛主要来源于乙烷的氧化: ❖ C2H6 + HO· → C2H5·+ H2O ❖ C2H5· + O2 → C2H5O2 ❖ C2H5O2 + NO → C2H5O ·+ NO2 ❖ C2H5O ·+ O2 → CH3CHO + HO2 ·
⑵ NO2的转化
❖NO2与HO ·反应可生成HNO3:
NO2+HO·→HNO3
❖ NO2也可与O3反应:NO2 +O3 → NO3+O2
❖ NO2可与NO3进一步反应:
❖ 大气中气态HNNOO32的+主要N来O源3,↔同时N2O5
也对酸雨和酸雾的形成起着重要作用。在对流层中是很重要的,
所产生的HNO3与HNO2不同,它在大 尤其是在NO2和O3浓度 气中光解得很慢,沉降是它在大气中 都较高时,它是大气中
❖NOX在大气光化学过程起着重要的作用, NO 、NO2、O3之间存在的光化学循环是大 气光化学过程的基础。

光化学烟雾(课堂PPT)

光化学烟雾(课堂PPT)
(7) HO2·+ NO → NO2 + ·OH (8) RO2·+ NO → NO2 + R′CHO(醛) + HO2· (9) RC(O)O2·+ NO → NO2 + RO2·+ CO2
NO2
O3
NO
O3积累增加!
2.2 Seinfeld 反应机理
链终止反应:(10)-(12)(光化学氧化剂生成)
当NO2达到一定值时,O3开始积累,而自由基与NO2 的反应又使NO2的增长受到限制;当NO向NO2转化速 率等于自由基与NO2的反应速率时,NO2浓度达到极 大,此时O3仍在积累之中;
当NO2下降到一定程度时,就影响O3的生成量;当O3 的积累与消耗达成平衡时,O3达到极大。
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汽车排放 NOx 、 HC 约占污染 物总排放 量的80% 。
链引发反应:(1)-(3)(NO2光解) (1) NO2 + hv (λ<420nm)→ NO+ O (2) O + O2 + M → O3 + M (3) NO + O3→ NO2 + O2
NO2
O3
NO
NO2初始体积分数 (ppb) 100
实测值<100
O3体积分数 (ppb) 27
实测值=?
2.2 Seinfeld 反应机理

光化学反应基础

大气中重要自由基的来源

重点掌握以下内容:

氮氧化物的转化

碳氢化合物的转化

光化学烟雾

硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染

酸性降水

了解以下内容:

光化学烟雾

光化学烟雾

39年前,中国在兰州首次出现光化学烟雾污 染来自件,这开启了我国大气污染的研究。
• 2013年春节刚过,笼罩京城的雾霾风波再起波澜,一项 中科院的研究成果让全民再度闻“霾”色变。 • 本次席卷中国中东部地区的强霾污染物,是爆发于上世 纪四五十年代英国伦敦、美国洛杉矶光化学烟雾事件污 染物的混合体,并叠加了中国特色的沙尘气溶胶。 • 这则消息经媒体大量报道后迅速升温,部分公众简单将 北京雾霾等同于光化学烟雾,一时间哗然。
随着我国城市化的飞速发展,继兰州之后,光化学烟雾污染在广 州、北京、上海等地都已出现。一位不愿具名的珠三角空气污染 研究专家说,曾有科研资料记载,1986年夏季在北京发现了光化 学烟雾的迹象;而1995年6月2日,上海的外滩,许多行人感觉到 空气刺眼刺鼻,甚至呛出眼泪来,经确认,空气中的一氧化碳浓 度极高,这是上海首次出现光化学烟雾污染。
1978年3月,国家建委会同国家计委、经委、物资总 局等有关单位组成工作组来兰对大气污染进行调查, 并于1978年5月17日向国务院提交了《关于解决兰州 市大气污染问题的报告》。5月23日,国家主席李先 念在《关于解决兰州市大气污染问题的报告》上做了 重要批示。6月,西固工业区出现光化学烟雾,居民 出现流泪、恶心、头晕等症状。
3.对建筑材料的破坏
因平流层臭氧损耗导致阳 光紫外线辐射的增加会加速建 筑、喷涂、包装及电线电缆等 所用材料,尤其是聚合物材料 的降解和老化变质。
2.影响植物生长
植物受到臭氧的损害,开始 时表皮褪色,呈蜡质状,经过一 段时间后色素发生变化,叶片上 出现红褐色斑点。
4.降低大气的能见度
光化学烟雾的重要特征之 一是使大气的能见度降低、视 程缩短。
烟雾蓝色 具有强氧化性,能使橡胶开裂 对眼睛、呼吸道等有强烈刺激,并引起头痛、呼吸道 疾病恶化,严重造成死亡 对植物叶子有害,能使大气能见度降低 刺激物浓度峰值出现在中午和午后 污染区域出现在污染源下风向几十到几百公里的范围 内

光化学烟雾ppt课件

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2、洛杉矶光化学烟雾事件 1943年夏季, 洛杉矶市250万辆汽车燃烧的1100吨汽油所产 生的碳氢化合物等气体,在太阳紫外线照射 下引起化学反应,形成了浅蓝色烟雾,使该 市大多市民患了眼红、头疼。1955年和1970 年洛杉矶又两度发生该类事件,分别有400多 人死亡和全市四分之三的人患病。
6
洛杉矶光化学烟雾
13
汞污染引起的胎儿性水俣病患者
胎儿性水俣病发笑症
(3岁开始)
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6、骨痛病事件 1955-1972年,日本 富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废 水,废水在河流中积累了重金属“镉”。人 长期饮用这样的河水,食用浇灌含镉河水生 产的稻谷,出现了骨骼严重畸形、剧痛,身 长缩短,骨脆易折等病症。
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2233八大公害事件环境问题的第一次高潮环境问题的第一次高潮2020世纪世纪4040至至8080年代以前年代以前441马斯河谷事件1930年12月1日到5日比利时马斯河谷工业区上空出现了很强的逆温层致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散大量有害气体积累在近地大气层对人体造成严重伤害
§4.6 光化学烟雾
Photochemical Smog
32
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5、光化学烟雾的防治对策
?
改进技术:汽车尾气是氮氧化物和碳氢化合物的主要来源,改进技术控制 汽车尾气排放是防止光化学烟雾的有效措施。包括安装汽车尾气净化装置 +改良燃料(使用天燃气燃料、二甲醚燃料)等。
改善能源结构:使用替代能源,尽量减少使用化石燃料,无论煤还是燃料油 中都含有大量的烃类和N素,燃烧过程中容易排放光化学一次污染物。
=(10-30.4×0.78×0.21)1/2=10-15.5atm<<10-4×10-6atm (目前大气中测试得到的水平)

光化学烟雾课件

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光化学烟雾名字班级学号等案例导入:视频2020/6/28光化学烟雾简介:【光化学烟雾】(photochemical smog)也称光化烟雾。

碳氢化合物及氮氧化合物污染的大气,在太阳紫外线照射下以及其他适宜的气象条件下,发生一系列光化学反应而形成的烟雾。

光化学烟雾具有光化学氧化型大气污染的各种典型特征,即大气中氧化剂浓度增高,使人产生眼、鼻、喉的刺激症状,引起红眼病,造成农作物和其他植物的损害以及降低大气的能见度。

今后随着工业发展,汽车数目的增多,以及其他燃烧过程中使用石油的不断增长,光化学氧化型大气污染将成为城市空气污染的一个严重问题。

光化学烟雾产生的条件:光化学烟雾形成的最根本的先决条件是空气中高浓度碳氢化合物和氮氧化合物的存在。

主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中的的转化。

其中,以汽车尾气为主要来源。

光化学烟幕的形成根据这些前体物排放源的不同,大致可分为城市型光化学烟雾、工业区型光化学烟雾和区域型光化学烟雾。

城市型光化学烟雾多见于人口密集的较大城市及其下风向,主要由大城市内居民以及工业源排放引起。

工业区型光化学烟雾多见于大型工业排放源(例如火电厂、炼油厂、化工厂等)下风向地区,光化学前体物主要来自上风向工业排放源。

区域性光化学烟雾多见于人口密集和工业发达的城市群和城乡复合体构成的较大区域。

光化学烟雾的形成除了必备的化学条件之外,还需要一定的有利于烟雾形成的气象条件。

工业革命以后,人类活动对自然环境的影响日益加剧,引起一系列大气污染问题。

光化学烟雾就属于大气环境污染之一,对人体健康和植物生长等有严重危害。

由光化学烟雾造成的污染事件被列入历史上“八大公害事件”之一,已引起大气科学界和医疗界等的广泛关注。

光化学烟雾产生的机理:一、化学反应过程。

二、光化学烟雾特征请大家看这张图片这张照片是用特殊方法拍摄的,因为我们用肉眼是看不到哪里的臭氧被破坏了。

在这张照片里,蓝色的深浅代表臭氧的含量,颜色愈深,臭氧的含量愈少。

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影响材料质量

光化学烟雾会促成酸雨形成,造成橡胶制品老 化、脆裂,使染料褪色,建筑物和机器受腐蚀, 并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等
降低大气的能见度
光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低,视程缩短。
其他危害

光化学烟雾会加速橡胶制 品的老化和龟裂,腐蚀建 筑物和衣物,缩短其使用 寿命。
公交车尾气
利用化学抑制剂
使用化学抑制剂目的是消除自由基,以抑制链 式反应的进行,从而控制光化学烟雾的形成。 人们发现二乙基氰胺,苯胺,二苯胺,酚等对 氢氧自由基有不同的抑制作用,尤其是二乙基 羟胺(DEHA)对光化学烟雾有较好的抑制作 用。在大气中喷洒0. 05PPm的二乙基羟胺, 能有效抑制光化学烟雾,利于环保。但在使用 的过程中,要注意抑制剂对人体和动植物的毒 害作用,并注意防止抑制剂产生二次污染。
人类历史上的光化学烟雾主要事例
1930年
1943年
比利时马斯河谷烟雾事件
由于二氧化硫的粉尘,一周内近60人死亡,千人呼吸系统致病。
洛杉矶光化学烟雾事件 由于大量汽车尾气在紫外线照射下产生光化学烟雾,大量居民出现眼睛红肿、流 泪等症状。
1948年
美国多诺拉烟雾事件 发生于美国宾夕法尼亚州多诺拉镇,由于52年
1970年 1971年
1997年夏季
光化学烟雾的化学反应过程
1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的 起始反应。 3O2==2O2(光照,NO2) 2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化, 导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产 物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。 3、过氧自由基引起NO向NO2的转化,并导致O2 和PAN等的生成。 光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等 统称为光化学氧化剂,以臭氧为代表,所以光 化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
预防措施


控制污染源,减少氮氧化物和碳氢化合物污染 源的排放 减少机动车尾气的排放 利用化学抑制剂 植树造林
控制污染源
预防光化学烟雾主要是控制污染源,减少氮氧化物和 碳氢化合物的排放。为此应采取以下措施: (1 )改善能源结构。推广使用天然气和二次能源, 如煤气、液化石油气、电等,加强对太阳能、风能、 地热等清洁能源的利用。 (2)区域集中供热发展区域集中供暖供热,设立规 模较大的热电厂和供热站,取缔市区矮小烟囱。 (3)推广燃煤电厂烟气脱N技术。如选择性催化还原 法(SCR)、非选择性催化还原法(SNCR)和吸收 法。根据所使用的吸收剂,可分为碱吸收法,溶融盐 吸收法和稀硝酸吸收法。
控制

控制光化学烟雾同控制其他污染一样,首先要 控制污染源。在国外,主要污染源是汽车废气, 因而防治措施集中于减少汽车排放的HC、 NOx和CO。例如,改善汽车发动机的工作状 态,改进燃料供给和在排气系统安装催化反应 器等。但是,汽车并不是唯一的排放源。几乎 所有的燃烧过程都产生氮氧化物。炼油工业、 加油站和焚烧炉等也是重要的排放源。因此, 许多学者都在探讨控制重点的问题。
光化学烟雾的表现特征

光化学烟雾的表现特征 是烟雾弥漫,大气能见 度降低。光化学烟雾一 般发生在大气相对湿度 较低、气温为24~32℃ 的夏季晴天,污染高峰 出现在中午或稍后。
光化学烟雾的组成成分
光化学烟雾包括以下几种物质: 氮氧化物,例如二氧化氮 对流层臭氧 挥发性有机化合物 (VOCs) 硝酸过氧化乙醘 (PAN) 醛类



减少机动车尾气的排放
NO和碳氢化合物的另一个重要来源是机动车尾气的 排放。当燃料在发动机汽缸里进行燃烧时,由于内燃 机所用的燃料中含有碳、氢、氧之外的杂质,使得内 燃机的燃烧不完全,排放的尾气中含有一定量的CO、 碳氢化合物、NO、微粒物质和臭气(甲醛、丙烯醛 等)。碳氢化合物成分复杂,含有强致癌物质。因此 控制机动车尾气排放对于预防光化学烟雾有很大的积 极作用。
伦敦烟雾事件 由于烟尘和二氧化硫在浓雾中积聚不散,先后死亡1万多人。
美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件 农作物损失达2500多万美元。 日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件 使一些学生中毒昏倒。与此同时,日本的其他城市也有类似的事件发生。此后,日本一些大 城市连续不断出现光化学烟雾。 智利首都圣地亚哥也发生光化学烟雾事件 由于光化学烟雾的作用,迫使政府对该市实行紧急状态:学校停课、工厂停工、影院歇业, 孩子、孕妇和老人被劝告不要外出,使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。
洛杉矶光化学烟雾事件 ——光化学污染
机械0709班 杨 时 尧 2007 2063
光化学烟雾
洛杉矶的光化学污染 ------最早出现的光化学烟雾污染事件


洛杉矶位于美国西南海岸,西面临海,三面环山,气 候温暖,是美国西部工商业第一大城市。 从上世纪40年代初开始,人们就发现,每年从夏季至 早秋,只要是晴朗的日子,城市上空就会出现一种浅 蓝色烟雾,使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾 使人眼睛发红,咽喉疼痛,呼吸憋闷、头昏、头痛。 1943年以后,烟雾更加肆虐,以致百公里以外的海拔 2000米高山上的大片松林也因此枯死,柑橘减产。 仅1951年至1955年,美国因大气污染造成的损失就 达15亿美元。1955年,因呼吸系统衰竭死亡的65岁 以上的老人达400多人;1970年,约有75%以上的市 民患上了红眼病。
主要危害
损 害 动 物 的 健 康
影 响 植 物 生 长
影 响 材 料 质 量
降 低 大 气 能 见 度


影响人和动物健康
人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、 头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童 肺功能异常等。
影响植物生长

臭氧影响植物细胞的渗透性,可导致高产作物 的高产性能消失,甚至使植物丧失遗传能力。 植物受到臭氧的损害,开始时表皮褪色,呈蜡 质状,经过一段时间后色素发生变化,叶片上 出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或 古铜色,影响植物的生长,降低植物对病虫害 的抵抗力。
植树造林
实验证明,树木在一定浓度范围内,吸收各种 有毒气体,使污染的空气得以净化。因此应大 力提倡植树造林,绿化环境。
谢谢欣赏!
洛杉矶烟雾事件
光化学烟雾
汽车、工厂等污染源排入大 气的碳氢化合物(CH)和氮 氧化物(NOx)等一次污染 物,在阳光的作用下发生化 学反应,生成臭氧(O3)、 醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸 酯(PAN)等二次污染物, 参与光化学反应过程的一次 污染物和二次污染物的混合 物所形成的烟雾污染现象叫 做光化学烟雾。
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