光化学烟雾与硫酸烟雾的区别
环境化学(戴树桂)复习(简答)
《环境化学》（戴树桂）复习题（简答计算）1、简要说明硫酸烟雾和光化学烟雾的区别。
2、简述土壤的活性酸度和潜性酸度，并说明它们之间的关系。
3、简述影响酸雨形成的因素。
4、美国环境空气质量标准中关于颗粒物的浓度，最初以TSP表示，后来改为PM10，近来又改为PM2.5，PM2..5与TSP和PM10相比有什么危害？5、简述逆温现象对大气污染物的迁移有什么影响。
6、说明光化学烟雾的特征，描述并写出其基本反应过程。
7、写出乙烷在大气中光化学转化的化学方程式8、简述水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别。
9、请简要说明水体富营养化的机理。
10、什么是天然水的酸度和碱度？它们主要由哪些物质组成？11、以汞为例说明重金属污染物在水中的迁移转化过程，写出主要反应式。
12、一个水体PH=8.00，碱度为3.00×10-3mol.L-1计算[H2CO3]，[HCO3-] ，[CO32-]和[OH-]的浓度是多少？13、从湖水中取出深层水其PH=7.00，含氧浓度0.32mg/L，计算PE值是多少？14、某条河流的pH=8.3，总碳酸盐的含量C T=3×10-3molL-1。
现在有浓度为1×10-2molL-1的硫酸废水排入该河流中。
按照有关标准，河流pH不能低于6.7以下，问每升河水中最多能够排入这种废水多少毫升？（已知：碳酸平衡系数：当pH=6.7时，α=1.448；pH=8.3时，α=1.002。
）14、从pH＝7.4的水样中测定[Cr(III)]=0.5nmol/L，[Cr(VI)]=0.3nmol/L，求处于平衡状态的pE和pE0值。
已知两种铬的反应如下：CrO42- + 6H+ + 3e = Cr(OH)2+ + 2H2O K = 1066.115、在一个pH为6.5、碱度为1.6mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/L的碳酸钠才能使水体pH上升到8.0。
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。
光化学烟雾汇总
光化学烟雾形成原理
碳氢化合物和NOx共存时，在紫外射线的作用下 会出现： （1）NO转化为NO2； （2）碳氢化合物氧化消耗； （3） O3及其他氧化剂（PAH、HCHO、HNO3） 等二次污染物的生成。
光化学烟雾形成原理
其中关键性反应是：
（1）NO2的光解导致O3的生成； （2）碳氢化合物如丙烯氧化生成了具有活性的 自由基，如HO，HO2，RO2等；
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1、烷烃的反应
烷烃在大气中的光化学反应主要是与HO· 和O· 发 生氢摘除反应。 RH + HO·→ R·+ H2O RH + O·→ R·+ HO· ① ②
②式可以把它看做是消耗O· 的反应，而大气 中O· 主要来自O3的光解，所以换言之，通过②式 可得，烷基（特别是甲烷）可以不断消耗O· ，从 而导致臭氧层的破坏。
光化学烟雾的特征
•烟雾呈蓝色
•具有强氧化性
•降低大气能见度
•其刺激物浓度的高峰值在中午和午后 •污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处
光化学烟雾
形成条件： (1) 氮氧化物与碳氢化合物的存在 (2) 大气湿度较低； (3) 很强的阳光辐射
2. 反应机理
日变化规律
烟雾组成成分
形成原理
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
HO NO 2 HNO 3
终止反应：
RC(O)O 2 NO 2 RC(O)O 2 NO 2 RC(O)O 2 NO 2 RC(O)O 2 NO 2
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。
谢谢观赏！
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。
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素光化学烟雾、硫酸烟雾和雾霾都是空气污染问题中的重要组成部分。
它们的形成机制和影响因素有一定的相似性，但也存在一些差异。
本文将对这三者进行对比分析，以便更好地了解它们的特点和影响。
首先，我们来看光化学烟雾的形成机制。
光化学烟雾主要由汽车尾气和工业废气中的氮氧化物、挥发性有机物和太阳光照射下形成的臭氧组成。
这些气体在太阳光的作用下发生光化学反应，生成一系列有害的大气污染物，如二氧化氮、臭氧和一氧化碳等。
这些污染物对人体健康和环境造成严重影响。
硫酸烟雾的形成机制与光化学烟雾略有不同。
硫酸烟雾主要由燃烧化石燃料时排放的二氧化硫和大气中的氧气反应生成硫酸颗粒而成。
燃煤、石油和工业废气中的硫化氢也是硫酸烟雾的重要来源。
硫酸烟雾主要以颗粒物的形式存在，对人体呼吸系统和大气环境都带来严重的危害，例如引起雾霾天气。
雾霾的形成机制可能相对复杂一些。
雾霾主要由空气污染物在大气中的累积和迅猛增长导致。
雾霾天气多发生在暖湿空气与冷空气交汇的地区，其形成过程受温度、湿度、风向和大气稳定度等多种因素影响。
主要的空气污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等。
这些污染物在大气中发生复杂的化学反应，形成细小颗粒，以及臭氧等有害物质。
雾霾天气对人体健康和交通运输等方面造成的影响非常大，不仅可引起视觉障碍，还容易导致呼吸系统疾病和交通事故等。
接下来，我们来分析这些问题的影响因素。
对于光化学烟雾来说，日照时间、温度、湿度和大气中的氮氧化物和挥发性有机物排放量是影响其生成的重要因素。
夏季和高温天气下，光化学烟雾会更严重，因为太阳辐射强度高，温度升高会导致污染物生成速度加快。
此外，城市化进程和机动车数量的增加也是光化学烟雾增加的主要原因。
硫酸烟雾的形成和气候条件有一定的关系，但更多是与燃烧化石燃料的排放量相关。
燃煤和石油的使用量越大，二氧化硫排放量就越高，从而导致硫酸烟雾的生成增加。
西南交大环境工程化学试题
西南交通大学硕士研究生招生入学考试环境化学历年试题说明：1、参考书：高等教育出版社戴树桂主编《环境化学》（1997年出版）2、专业课代号：4113、范围：不涉及小字部分（2007年考试范围）2002年一、概念题（25分）解释下列术语：1、光化学烟雾：2、硫酸烟雾：3、水解作用：4、优先污染物：5、土壤的活性酸度和潜性酸度：6、生物富集：7、共代谢：8、土壤的缓冲性能：二、简答题（可任选其中5个小题回答，共35分）1、试对比硫酸烟雾与光化学烟雾的不同。
2、影响酸雨形成的因素有哪些？3、说明臭氧层破坏的原因和机理。
4、写出氧平衡（S—P）模型，并解释式中各量（参数）的含义。
5、说明土壤（沉积物）对有机化合物的主要吸着机理。
6、说明表面活性剂对环境的污染与效应。
三、阐述题（25分）1、根据下图(见《环境化学》P48图2-14)，试述光化学烟雾的特点及各曲线变化的原因。
2、试述影响农药在土壤中扩散的主要因素。
四、计算题（15分）若一个天然水的pH=7.0，碱度=1.4mmol/L，求需加多少酸才能把水体的pH 降低到6.0？2003年一、填空题（20分）1、光化学烟雾又叫；硫酸烟雾又叫。
2、大气颗粒物按其粒径大小可分为、、、。
3、酸雨是pH小于的降雨。
4、天然水中的主要离子组成：、、、、、、、。
5、土壤是由、、三相共同组成的多项体系。
6、岩石化学风化主要分为三个历程，即、、。
7、土壤矿物是岩石经过物理风化和化学风化形成的，按其成因类型可将土壤矿物分为两类：和。
8、影响农药在土壤中扩散的因素主要是、、和及农药本身的性质等。
9、物质通过生物膜的方式根据机制可分为五类分别是、、、、。
10、水中颗粒物的聚集有两种，一种是由电介质促成的聚集称为，而由聚合物促成的聚集成为。
二、名词解释（30分）1、光化学烟雾：2、温室效应：3、碱度：4、硫酸烟雾：5、共代谢：6、间接光解；7、生物放大：8、活性酸度：9、主动转运：10、阀剂量（浓度）：三、简答题（40分）1、简述光化学烟雾形成的条件。
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光化学烟雾组成是氮氧化物(NOx) ，主要是指NO和NO2。
NO和NO2都是对于人体有害的气体。
氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气情况中受强烈的太阳紫外线映射后孕育发生一种新的二次污染物----光化学烟雾,在这种庞大的光化学
反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种庞大的化合物,统称光化学烟雾。
光化学烟雾是还原型烟雾，一般在低温，光照弱的条件下容易发生。
同时光化学烟雾是氧化型烟雾，主要是由汽车尾气的排放引起的，该烟雾中含有大量的臭氧，醛类，过氧乙酰基硝酸酯（PAN）等强氧化物质，它一般在高温，强日照条件下发生。
而硫酸烟雾由烟尘、SO2与空气中的水蒸气混淆并发生化学反应所形成（组成：SO二、H2SO4、MSO4，M代表金属元素）。
硫酸烟雾也称为伦敦烟雾，因为其最早发生在英国伦敦。
它主要是由于燃煤而排放出来的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。
也是还原型烟雾，这种污染一般发生在冬季、气温低、湿度高和日光弱的天气条件下。
硫酸烟雾形成过程中，二氧化硫转化为三氧化硫的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化氧化过程。