硫酸烟雾型污染
环境化学名词解释
名词解释环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生改变，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件环境污染物：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类变化的物质优先污染物：由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选出一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制。
环境效应：自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化。
环境物理效应：有物理作用引起的环境化学效应：在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果热岛效应：因燃料燃烧而放出大量热量，再加街道和建筑群辐射的热量，使城市气温高于周围地带污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间位移及其所引起的富集、分散、和消失的过程污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程一次污染物：直接从污染源排放的污染物质（CO、SO2、NO等）二次污染物：由一次污染物经化学反应形成的污染物（O3、硫酸盐颗粒物等）空燃比：空气质量与燃料质量比值化学计量混合物：完全燃烧时空气与燃料的混合物大气污染物的迁移：由污染源排放出来的污染物由于空气的运动使其传输和分散的过程气温垂直递减率：随高度升高气温的降低率辐射逆温：地面因强烈辐射而冷却所形成的逆温大气温度/密度层结：静大气的温度或密度在垂直方向上的分布大气稳定度：气层的稳定程度，或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上的相对稳定的程度干绝热垂直递减率：干空气在上升时温度降低值与上升高度之比Гd干绝热过程：干空气或未饱和湿空气在上升或下沉过程中的绝热过程湍流/动力乱流：有规律水平运动的气流遇到起伏不平的地形所产生对流/热力乱流：近地面的热空气上升，冷空气下降形成最大混合层高度：污染物最大可扩散的高度大气污染物的转化：污染物在大气中经过化学反应，转化成为无毒化合物，或者转化为毒性更大的二次污染物，加重了污染自由基（游离基）:由于共价键均裂而生成的有未成对电子的碎片自由基的稳定性：自由基或多或少解离成较小碎片，或通过键断裂进行重排的倾向自由基的活性：一种自由基和其他作用物反应的难易程度抑制剂：会使自由基反应的速率减慢或自由基反应完全被抑制的物质碎裂：是指自由基碎裂成一个稳定的分子和一个新的自由基重排：可以发生在环状的体系中，通常是邻近氧的C-C键断裂生成羰基和一个异构的自由基；或者是1,2-或1,5-氢原子的转移。
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
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（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。
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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
硫酸型烟雾
二、硫酸烟雾型污染（伦敦型烟雾）
3、硫酸型烟雾的特征及危害
白天夜间连续发生，严重影响能见度，视程 甚至只有几米。它严重刺激人的呼吸道， 还危害森林等植物，腐蚀建筑物。
二、硫酸烟雾型污染（伦敦型烟雾）
4、硫酸型烟雾的治理措施 改变燃料结构，以烧煤气、用电为主；
3. 硫氧化物的转化和硫酸烟雾型污染
H 2O
2
自由基传递反应：
RCHO hv 2 RO
2O
2
HO
CO
HO RO
2
NO NO
O
2
HO
2
2
2 NO NO
R CHO HO
2
2
RC(O)O
HO NO
2
2
2 NO NO
O
RO
2
CO
2
HNO
3.1 来源
M
1S O2
SO2 + M (290-340 nm)
人为来源：
含硫矿物燃料燃烧 煤 (0.5-6%)占60% 石油(0.5-3%)占30% 天然来源： 火山喷发，10% 3.2 SO2的气相氧化
SO2 + hv
M
3S O2
(340-400 nm) O2
SO4
SO2 2S O3
1. 直接光氧化
具体现象及成因有以下几个方面： ⑴随着机动车保有量的迅猛增加 ,一些大城市的 大气污染已逐渐由煤烟型转向机动车尾气污染 型 ,或成为具有二者综合的污染特征。 ⑵有关资料表明北京中关村大气 O3最大小时浓 度不仅逐年递增 ,而且出现O3最大值的时间也提 前 ,说明大气光化学活性增强。 ⑶据资料统计 ,每千辆汽车每天排放ＣＯ3 0 0 0ｋｇ ,ＨＣ2 0 0～40 0ｋｇ ,ＮＯｘ50～ 1 50ｋｇ。
硫酸型烟雾
硫酸烟雾型（伦敦烟雾）污染定义：燃煤排放的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。
发生的气象条件：气温较低、湿度较高、日光较弱，多发生于冬季。
与光化学烟雾的区别：均称为“烟雾”。
化学性质不同：伦敦烟雾是还原性混合物，故称为还原烟雾，而洛杉矶烟雾是高浓度氧化剂混合物，因此称为氧化烟雾；发生的根源不同：伦敦烟雾主要由燃煤引起，而洛杉矶烟雾则是由汽车排气引起。
1）对人体健康的危害：人需要呼吸空气以维持生命。
一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。
因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。
大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。
（2）对植物的危害：大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。
当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。
（3）对天气和气候的影响：大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，可以从以下几个方面加以说明：①减少到达地面的太阳辐射量导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。
②增加大气降水量当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候，就会出现降水天气。
在大工业城市的下风地区，降水量更多③下酸雨：有时候，从天空落下的雨水中含有硫酸。
随自然界的降水下落形成的。
硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎，能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用，还会腐蚀、污染建筑物。
1、SO2的气相氧化SO2的直接光氧化：夜间或无光情况：SO2与O2的反应极其缓慢；白天太阳光照射：SO2吸收340－400nm紫外线成为激发态分子SO2＊，但不离解：SO2 + hν→ SO2＊SO2＊＋O2→ SO4SO4 → SO3＋O或者SO4＋SO2→ SO3＋O2SO2的间接光氧化（与自由基反应）：由光化学反应提供的HO、HO2、RO、RO2、RCOO2等强氧化性自由基，促进SO2的转化：HO＋SO2＋M→HOSO2 ＋MHOSO2＋HO→H2SO4HO2＋SO2 →HO＋SO3CH3O2＋SO2 →CH3O＋SO32、SO2的液相氧化SO2能溶于水，并在其中氧化为硫酸盐。
第四组 硫酸型烟雾
产生的影响
① 1952年的烟雾事件并非伦敦历史上第一次严重的烟
雾事件，据史料记载伦敦最早的有毒烟雾事件可以追溯 到1837年2月，那次事件造成至少200名伦敦市民死亡。 而在1952年之后，伦敦也多次发生烟雾事件。
②
1952年的事件引起了民众和政府当局的注意，使人
们意识到控制大气污染的重要意义，并且直接推动了1956年 英国洁净空气法案的通过。
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温度的平衡计算值，而在烟气低温区SO3含量小于平衡计算值。
d．SO2在大气中的转化
硫氧化物中的SO2与其他大气污染物形成的光化学反应物
质，或在大气中催化反应生成的SO3、H2SO4与各种硫酸盐等对空
气污染起重要作用。
★硫氧化合物的危害
二氧化硫是一种无色不可燃的有毒气体，具有强烈的辛
辣、刺激性气味。通常大气对流层中SO2的平均本底体积分数
12月9日之后，由于天气变化，毒雾逐渐消散，但在此
之后两个月内，由于又有近8000人因为烟雾事件而死于呼吸系 统疾病。
事后，据英国环境污染负责人厄尔斯特.威廉金斯博士统计， 在雾灾发生的前一周，伦敦死亡人数为945人；而在大雾期间， 伦敦地区死亡人数激增到2480人，而大雾所造成的慢性死亡人 数达8000人，与历年同期相比，多死亡3000-4000人。 此
蓝色烟雾
光化学烟雾
硫酸型烟雾与 光化学烟雾的 区别:
氧化性烟雾
由汽车排气引起
硫酸烟雾
黄色烟雾 还原性烟雾 由燃煤引起
硫酸型烟雾的形成机理
硫氧化物的转化方式
气相
S02的气相氧化
▲直接光氧化
▲被自由基氧化
S02 溶解于雾滴中 被颗粒物吸收
▲被O氧化
光化学烟雾与硫酸烟雾ppt课件
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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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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
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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
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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。
历年各大学环境化学考研试题选
历年各大学环境化学考研试题选20XX年武汉科技学院环境化学考研试题(A卷)一、名词解释（每小题5分，共40分）1 ．光化学烟雾2 ．温室效应3 、硫酸烟雾型污染4 ．盐基饱和度5 ．优先污染物6 ．农药7 ．生物浓缩因子8 ．腐殖质二、选择题（每小题3分，共30分）1、属于环境化学效应的是______a. 热岛效应b. 温室效应c. 土壤的盐碱化d. 噪声2 、五十年代日本出现的痛痛病是由______ 污染水体后引起的。
a. Cdb. Hgc. Pbd. As3 、五十年代日本出现的水俣病是由______ 污染水体后引起的。
a. Cdb. Hgc. Pbd. As4 、大气逆温现象主要出现在______ 。
a. 寒冷的夜间b. 多云的冬季c. 寒冷而晴朗的冬天d. 寒冷而晴朗的夜间5 、某一水体的BOD20 为100 ppm ，其BOD5 约为__________ 。
a. 40 b.50 c. 35 d. 706 、随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率（Γ），对于逆温气层的大气垂直递减率。
a. Γ > 0b. Γ = 0c. Γ < 07 、腐殖质胶体是非晶态的无定形物质，有巨大的比表面，其范围为________ 。
a. 350-900m2/gb. 650-800m2/gc. 100-200m2/gd. 15-30m2/g8 、在土壤中，下列离子的交换吸附能力最强。
a. Ca2+b. Na+c. Fe3+d. H+9 、表面活性剂含有很强的，容易使不溶于水的物质分散于水体，而长期随水流迁移。
a. 疏水基团 b. 亲水基团 c. 吸附作用 d. 渗透作用10 、硫酸型烟雾污染多发生于季节。
a. 春季b. 夏季c. 秋季d. 冬季三、简答题（每小题10分，共30分）1、请叙述有机污染物在水环境中迁移、转化存在哪些重要过程。
2、植物对重金属产生耐性有哪几种机制。
3 、简述影响酸雨形成的因素。
硫酸雾
1.SO2的直接光氧化
在环境大气条件下，激发态的SO2主要以三 重态的形式存在，所以三重态SO2对于酸雨 的贡献更大。 大气中SO2直接氧化成SO3的机理为： 3SO +O → SO ① 2 2 4 SO4 →SO3 + O · ② 或 SO4 + SO2→2SO3 ② SO4 ：3SO2和O2的结合体，不稳定
硫酸烟雾与光化学烟雾的比较
项目 概况 污染物 燃料 季节 气温 湿度 日光 臭氧浓度 出现时间 毒性 洛杉矶型 较晚 (1946 年 ),发生光化学反应 碳氢化合物、 NOX、 O3、 PAN、 颗粒物、 SO2、硫酸雾等 醛类 煤 汽油、煤油、石油 冬 夏、秋 低（ 4℃以下） 高（ 24℃以上） 高 低 弱 强 低 高 白天夜间连续 白天 对眼和呼吸道有刺激作用。 O3 等 对呼吸道有刺激作用， 严重 氧化剂有强氧化破坏作用，严重 时导致死亡 时可导致死亡。 伦敦型 较早 (1873 年 ),已多次出现
硫酸雾
也叫酸雾.通常指大量漂浮的硫酸微粒形成的烟雾。 有矿物燃料燃烧或矿物冶炼、硫酸产生等过程中排 放的含硫氧化物废气造成，是一种大气污染现象。 硫酸雾既发生于直接生产或使用硫酸的工厂，也来 自以煤、石油或重油为原料及燃料的工厂排烟。排 烟中的二氧化硫气体成为三氧化硫后，与空气中的 水分结合即生成硫酸雾。
硫酸雾
硫酸
化学式为H2SO4。 是一种无色无味油状液体， 是一种高沸点难挥发的强酸， 易溶于水，能以任意比与水 混溶。 硫酸是基本化学工业中重要 产品之一。
物理性质
性状：无色的澄清粘稠油状液体。 成分/组成：浓硫酸98.0%(浓) 70%(也属于浓硫酸) 溶解性：与水和乙醇混溶
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大气条件之大气边界层
硫酸盐颗粒的形成
季 气温较 低 湿度较高 日光较弱
原子轨道理论
原子是由原子核与核外电子组成，电子绕核作高速运动， 核外电子的轨道为1S、2S2P、3S3P、4S3d4P……， 通常微观粒子处在能量最低的能级叫基态，原子较稳定， 基态的原子吸收了一定能量的光子，就会跃迁到较高的能级上。 如果从2S跃迁到3S轨道，叫单重态。如果从2S仅跃迁到 2P(系间窜跃)或是从2S跃迁到3S又回到2P的，都叫三重态， 即从一个能级跃迁到另一能级的为单重态(从谱线观察到的)， 而只在能级的系间窜跃的叫三重态，三重态由于能量低，因此 比较稳定，而单重态能量高，不稳定，还会回迁到三重态或基 态。
大气中SO2的转化分为：
阴天时，相对湿度高，颗粒物浓度大的条件下， SO2的转化途径以催化氧化为主；
在睛天，相对湿度低，大气中同时含有氮氧化 物和HC时，尤其是颗粒物含量少时，SO2的转 化途径则以光化学氧化为主。SO2氧化后，立 即与H2O反应生成H2SO4，如果大气中存在NH3， 则生成(NH4)2SO4， 所以大气中的SO2经过一系列的化学转化后， 最终形成硫酸或硫酸盐，以干、湿沉降方式降 落到地球表面上。
环保之革命尚未成功
普通的制作，真切的希望。
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间接光氧化（自由基氧化） HO·+ SO2 + O2 + H2O + NO → HO · + H2SO4 + NO2· Fe Mn离子的催化
危害
对人：被吸入时聚集于肺部 引起呼吸系统疾病，是呼吸 困难以及过早死亡的原因； 与眼接触造成红肿和疼痛。
对植物：会使植物叶表面产 生伤斑，或者直接使叶枯萎 脱落；当浓度较低时会对植 物产生慢性危害，使植物叶 片退绿，或者降低生理机能 造成产量下降。
硫酸烟雾型污染
硫酸盐颗粒物
So2
粉尘
So2 的产生
煤 由C H O N S P 组成
（s含量少于4% 人为 so2排放量为146000000t/a)
工业一般用 烟煤
我是粉尘我怕谁
粉尘：指浮于气体介质中
的小固体颗粒，受重力作用 发生沉降，但在一段时间内 能保持悬浮状（1~200um）
烟：一般指由冶金过程形