光化学烟雾(课堂PPT)
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光化学烟雾课件
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。
光化学烟雾
1.光化学烟雾定义
含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物 的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生 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。 二次污染物主要有： O 3、醛、 PAN(过氧乙酰 硝酸酯 ) 发生的地区：美国洛杉矶、日本东京、大阪、 英国伦敦、澳大利亚、德国等的城市。
自由基传递反应：
2O 2 RCHO hv RO 2 HO 2 CO HO 2 NO NO 2 HO O2 RO 2 NO NO 2 R CHO HO 2 O2 RC(O)O 2 NO NO 2 RO 2 CO 2
32
（二）、氮氧化物（NOX）的转化
1、NO的氧化 1）与O3 的反应： NO + O3→ NO2 + O2
NO能够迅速地与O3反应，所以在同一气团 中，NO与O3不能以显著的浓度同时共存。NO浓 度降到最低值之前，O3不可能积累，所以该反应 可控制O3浓度的峰值。
33
2）与RO2· 的反应：
RH + HO·→R·+ H2O R· + O2 → RO2· NO + RO2·→ NO2 + RO· RO· + O2 → R’CHO + HO2· NO + HO2·→ NO2 + HO· 研究HO· 与烃反应的意义： ①一个烃与HO· 反应的循环链中，有两个NO被氧化成NO2, 同时HO· 得到复原； ②该反应速度快，能与O3氧化反应竞争，从而导致O3积累。
光化学烟雾
3. 反应机理(简化)： 碳氢化合物(丙烯)氧化生成具有活性的自由基：HO, HO2,
RO2等
NO2 hv NO O RCHO hv RCO H RH O R HO RH HO R H 2 O H O2 HO2 R O2 RO 2
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
11
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。
8
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。
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
11
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。
8
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
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。
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。
光化学烟雾的形成机理与防治措施PPT文档共29页
光化学烟雾的形成机理与防治措施
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
6
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露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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倚
南ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
光化学污染 PPT课件 图文
光化学污染
汇报人：王艳 学号：20144209043 日期：2015-5-20
目录
一、光化学污染的定义 二、光化学污染的形成机理 三、光化学污染气体的来源 四、光化学污染的危害 五、光化学污染事件 六、光化学烟雾的控制对策 七、总结
谢谢
一、光化学污染的定义
光化学污染是指汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合 物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，受到太阳紫外线 作 用 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
光化学烟雾中的各种氧化物会腐蚀建筑材料和设备器材。 4.4 对其他方面的危害
大气中的烟雾会污染街道、庭院、使居室以及室内的设备、 衣物等被腐蚀受损、加速橡胶的老化使颜料褪色，并损害油气 涂料、纺织纤维和塑料制品等。
五、光化学污染事件
5.1 美国洛杉矶光化学烟雾事件
洛杉矾位于美国西南海岸 ， 是个阳光明媚，气候温暖，风 景宜人的地方。 是 一个商业、旅游业都很发达的港口城市。 城市的繁荣又使洛杉矾人口剧增。从40年代初开始，人们就 发现这座城市一改以往的温柔，变得"疯狂"起来。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弥漫 天空的浅蓝色烟雾，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，以致远离城市100千米以外的海拔 2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅19501951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。这就是最早出现的新型 大气污染事件--光化学烟雾污染事件。
汇报人：王艳 学号：20144209043 日期：2015-5-20
目录
一、光化学污染的定义 二、光化学污染的形成机理 三、光化学污染气体的来源 四、光化学污染的危害 五、光化学污染事件 六、光化学烟雾的控制对策 七、总结
谢谢
一、光化学污染的定义
光化学污染是指汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合 物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，受到太阳紫外线 作 用 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
光化学烟雾中的各种氧化物会腐蚀建筑材料和设备器材。 4.4 对其他方面的危害
大气中的烟雾会污染街道、庭院、使居室以及室内的设备、 衣物等被腐蚀受损、加速橡胶的老化使颜料褪色，并损害油气 涂料、纺织纤维和塑料制品等。
五、光化学污染事件
5.1 美国洛杉矶光化学烟雾事件
洛杉矾位于美国西南海岸 ， 是个阳光明媚，气候温暖，风 景宜人的地方。 是 一个商业、旅游业都很发达的港口城市。 城市的繁荣又使洛杉矾人口剧增。从40年代初开始，人们就 发现这座城市一改以往的温柔，变得"疯狂"起来。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弥漫 天空的浅蓝色烟雾，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，以致远离城市100千米以外的海拔 2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅19501951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。这就是最早出现的新型 大气污染事件--光化学烟雾污染事件。
光化学烟雾ppt课件
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）
14
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。
15
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
33
34
35
36
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
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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（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。
13
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：
❖
大气颗粒物
❖
温室气体和温室效应
❖
臭氧层的形成与耗损
18
有机污染物- POPs
1. Definition of POPs
2. POPs判断标准
光化学烟雾污染 标志： 臭氧浓度升高
5% 10%
图4.同步测定O3-NO-NO2连续3天的日变化关 系（唐孝炎，2000,中国广州）
臭氧
85%
2.2 Seinfeld 反应机理
链传递反应：(4)-(9)（碳氢化合物氧化）
（4） RH + ·OH（O，O3）→ RO2·(过氧烷基)+ H2O （5） RCHO + ·OH → RC(O)O2·（过氧酰基）+ H2O （6） RCHO + hν → RO2·+ HO2·（过氧氢基）+ CO
防治对策之二：清除自由基，使链式反应终止。
小结
重点：光化学烟雾形成条件和发生机理 物质条件，气象条件，12个反应式
难点：光化学烟雾发生机理
作业：我国广州地区具有发生光化学烟雾的潜 在威胁，请同学们查阅资料，在课堂知识的基 础上，提出适合的光化学烟雾预防措施。
大气环境化学小结
❖
理解以下内容：
第二节 光化学烟雾
1、光化学烟雾形成 条件
2、光化学烟雾发生 机理* *
3.光化学烟雾防治 对策
2.1烟雾箱模拟实验
2.2 Seinfeld
结果分析
反应机理
3
第二节 光化学烟雾
表1 典型光化学烟雾事件
时间
地点
光化学烟雾危害
1943
美国洛杉矶市
呼吸困难，两天内400多 名老人死亡
1970 美国加州
3/ 4 的人发生红眼病
2、光化学烟雾发生机理
2.1 烟雾箱模拟实验结果分析 关键反应：
(1) NO被氧化为NO2； (2) 丙烯被氧化； (3) NO2光解; (4) O3、醛、PAN生成。
图3. C3H6 、NO 和空气(O2、N2)混合物经紫外 线照射后的时间成分关系图
2.2 Seinfeld 反应机理
1986 Seinfeld 链引发反应;链传递反应;链终止反应
1、光化学烟雾形成条件
氮氧化物 碳氢化合物
O3、醛、过 氧乙酰硝酸 酯(PAN)等
一次污染物
二次污染物
混合污染物
光化学烟雾
1、光化学烟雾形成条件
物质条件： 氮氧化物、碳氢化合物
气象条件： 强光照射、大气稳定度高
图1. 光化学烟雾日变化曲线 (S.E.Manahan,1984)
图2. 光化学烟雾与逆温关系
苯系物
38% 26%
烷烃
夏季 秋季 20% 14%
其他
防治对策之一：
控制反应活性高的 有机物的排放。
图5.广州市区夏、秋季大气中VOCs的化学组成特征
3.光化学烟雾防治对策
碳氢化合物 + ·OH
RO2· HO2· RC(O)O2·
O3· PAN
二乙基羟胺(DEHA)作为·OH的阻化剂：
(C2H5)2NOH + ·OH → (C2H5)2NO + H2O
（10）·OH + NO2 → HNO3 （11）RC(O)O2·+ NO2 → RC(O)O2NO2 （过氧烷基硝
酸酯） （12）RC(O)O2NO2 → RC(O)O2·（过氧酰基） + NO2
NO2 既是链引发剂， 又是链终止剂。
PAN: 过氧乙酰硝酸酯 O
CH3-C-O-O-NO2
光化学烟雾的形成机理示意图
1971 日本东京
2 万人患了红眼病
1997 智利圣地亚哥 该市 “半瘫痪状态”
1979 1993 1997
中国兰州 中国上海 中国广州
大气能见度2 0 米 “雾茫茫, 眼难睁, 人不
伤心泪长流”
2014大气环境告急：
广州——臭氧浓度212320ug/m3
南京——臭氧浓度100ug/m3
防治？
形成条件？发生机理？
光化学烟雾可以防治！
3.光化学烟雾防治对策
碳氢化合物 + ·OH
RO2· HO2 ·
O3· PAN
碳氢化合物光反应活性顺序：
RC(O)O2·
烯烃 > 2, 3取代烷基芳烃> 芳烃 > > C5以上烷烃 > C2-C5烷烃
45%
40%
35%
30%
29%
25%
24%
20%
15%
10%
5%
0% 烯烃
31% 18%
3. POPs的来源
4. POPs的特性 5. POPs的危害
第二章 大气环境化学
1
第二节 大气中污染物的转化
一． 光化学反应基础 二． 大气中重要自由基的来源 三． 氮氧化物的转化 四． 碳氢化合物的转化 五． 光化学烟雾 六． 硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 七． 酸性降水 八． 大气颗粒物 九． 温室气体和温室效应 一○．臭氧层的形成与耗损
第二章 大气环境化学
12
（2） 光化学烟雾形成机理
清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入 大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。
当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反 应及一系列次级反应发生，·OH基开始氧化碳氢化合物， 并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使 NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；
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。
13
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：
❖
大气颗粒物
❖
温室气体和温室效应
❖
臭氧层的形成与耗损
18
有机污染物- POPs
1. Definition of POPs
2. POPs判断标准
光化学烟雾污染 标志： 臭氧浓度升高
5% 10%
图4.同步测定O3-NO-NO2连续3天的日变化关 系（唐孝炎，2000,中国广州）
臭氧
85%
2.2 Seinfeld 反应机理
链传递反应：(4)-(9)（碳氢化合物氧化）
（4） RH + ·OH（O，O3）→ RO2·(过氧烷基)+ H2O （5） RCHO + ·OH → RC(O)O2·（过氧酰基）+ H2O （6） RCHO + hν → RO2·+ HO2·（过氧氢基）+ CO
防治对策之二：清除自由基，使链式反应终止。
小结
重点：光化学烟雾形成条件和发生机理 物质条件，气象条件，12个反应式
难点：光化学烟雾发生机理
作业：我国广州地区具有发生光化学烟雾的潜 在威胁，请同学们查阅资料，在课堂知识的基 础上，提出适合的光化学烟雾预防措施。
大气环境化学小结
❖
理解以下内容：
第二节 光化学烟雾
1、光化学烟雾形成 条件
2、光化学烟雾发生 机理* *
3.光化学烟雾防治 对策
2.1烟雾箱模拟实验
2.2 Seinfeld
结果分析
反应机理
3
第二节 光化学烟雾
表1 典型光化学烟雾事件
时间
地点
光化学烟雾危害
1943
美国洛杉矶市
呼吸困难，两天内400多 名老人死亡
1970 美国加州
3/ 4 的人发生红眼病
2、光化学烟雾发生机理
2.1 烟雾箱模拟实验结果分析 关键反应：
(1) NO被氧化为NO2； (2) 丙烯被氧化； (3) NO2光解; (4) O3、醛、PAN生成。
图3. C3H6 、NO 和空气(O2、N2)混合物经紫外 线照射后的时间成分关系图
2.2 Seinfeld 反应机理
1986 Seinfeld 链引发反应;链传递反应;链终止反应
1、光化学烟雾形成条件
氮氧化物 碳氢化合物
O3、醛、过 氧乙酰硝酸 酯(PAN)等
一次污染物
二次污染物
混合污染物
光化学烟雾
1、光化学烟雾形成条件
物质条件： 氮氧化物、碳氢化合物
气象条件： 强光照射、大气稳定度高
图1. 光化学烟雾日变化曲线 (S.E.Manahan,1984)
图2. 光化学烟雾与逆温关系
苯系物
38% 26%
烷烃
夏季 秋季 20% 14%
其他
防治对策之一：
控制反应活性高的 有机物的排放。
图5.广州市区夏、秋季大气中VOCs的化学组成特征
3.光化学烟雾防治对策
碳氢化合物 + ·OH
RO2· HO2· RC(O)O2·
O3· PAN
二乙基羟胺(DEHA)作为·OH的阻化剂：
(C2H5)2NOH + ·OH → (C2H5)2NO + H2O
（10）·OH + NO2 → HNO3 （11）RC(O)O2·+ NO2 → RC(O)O2NO2 （过氧烷基硝
酸酯） （12）RC(O)O2NO2 → RC(O)O2·（过氧酰基） + NO2
NO2 既是链引发剂， 又是链终止剂。
PAN: 过氧乙酰硝酸酯 O
CH3-C-O-O-NO2
光化学烟雾的形成机理示意图
1971 日本东京
2 万人患了红眼病
1997 智利圣地亚哥 该市 “半瘫痪状态”
1979 1993 1997
中国兰州 中国上海 中国广州
大气能见度2 0 米 “雾茫茫, 眼难睁, 人不
伤心泪长流”
2014大气环境告急：
广州——臭氧浓度212320ug/m3
南京——臭氧浓度100ug/m3
防治？
形成条件？发生机理？
光化学烟雾可以防治！
3.光化学烟雾防治对策
碳氢化合物 + ·OH
RO2· HO2 ·
O3· PAN
碳氢化合物光反应活性顺序：
RC(O)O2·
烯烃 > 2, 3取代烷基芳烃> 芳烃 > > C5以上烷烃 > C2-C5烷烃
45%
40%
35%
30%
29%
25%
24%
20%
15%
10%
5%
0% 烯烃
31% 18%
3. POPs的来源
4. POPs的特性 5. POPs的危害
第二章 大气环境化学
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第二节 大气中污染物的转化
一． 光化学反应基础 二． 大气中重要自由基的来源 三． 氮氧化物的转化 四． 碳氢化合物的转化 五． 光化学烟雾 六． 硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染 七． 酸性降水 八． 大气颗粒物 九． 温室气体和温室效应 一○．臭氧层的形成与耗损
第二章 大气环境化学
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（2） 光化学烟雾形成机理
清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入 大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。
当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反 应及一系列次级反应发生，·OH基开始氧化碳氢化合物， 并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使 NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；