第二章++大气环境化学（3）液相大气化学

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1、第三章液相大气化学1.掌握SO2和NOx的液相反应，了解O3、H2O2和金属离子在液相氧化中的作用.2.掌握酸雨形成的基本原理及影响因素。1第三章液相大气化学二氧化硫的液相反应SO2的液相平衡SO2(g)+H2OSO2H2OSO2H2OH++HSO3—HSO3—H++SO32—23.1二氧化硫的液相反应SO2的液相反应1、O3对SO2的液相氧化在水溶液中SO2可被O3氧化：HSO3—+O3HSO4—+O22、H2O2对SO2的液相氧化HSO3—+H2O2SO2OOH—+H2OSO2OOH—+H+H2SO433.1二

2、氧化硫的液相反应3、金属离子对SO2的液相催化氧化(1)Mn2+的催化氧化一般认为Mn2+的催化作用较大。Mn2+的催化反应机制如下：SO2+MnMnSO22+2MnSO22++O22MnSO32+MnSO32++H2OMn+H2SO4总反应为：2SO2+2H2O+O2H2SO4/(Mn2+)43.1二氧化硫的液相反应（2）Fe3+的催化氧化（3）Fe3+和Mn2+共存时的催化氧化催化反应的固有速率与溶液中S(Ⅳ)和Fe3+和Mn2+的浓度、pH、离子强度和温度有关.53.2氮氧化物的液相反应（一）NOx的液相平衡NO(g

3、)NO(aq)NO2(g)NO2(aq)随后，可溶性的NO和NO2可以结合为：2NO2(aq)N2O4NO(aq)+NO2(aq)N2O8(aq)63.2氮氧化物的液相反应对于NO—NO2体系，以上两个反应的液相平衡如下：2NO2(g)+H2O2H++NO2—+NO3—NO(g)+NO2(g)+H2O2H++2NO2—（二）NH3和HNO3的液相平衡NH3(g)+H2ONH3H2ONH3H2ONH4++OH—HNO3(g)+H2OHNO3H2OHNO3H2OH++NO3—73.3酸沉降化学酸沉降(aci

4、ddeposition)是指大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程。湿沉降(wetdeposition)指大气中的物质通过降水而落到地面的过程。被降水去除或湿沉降对气体和颗粒物都是最有效的大气净化机制。湿沉降有两类：雨除(rainout)和冲刷(washout)。83.3酸沉降化学雨除是指被去除物参与成云过程，即作为云滴的凝结核，使水蒸气在其上凝结，云滴吸收空气中成分并在云滴内部发生液相反应。冲刷是指在云层下部即降雨过程中的去除。酸雨是由于酸性物质的湿沉降而形成的。93.3酸沉降化学干沉降(drydepositio

5、n)是指大气中的污染气体和气溶胶等物质随气流的对流、扩散作用，被地球表面的土壤、水体和植被等吸附去除的过程，具体包括重力沉降，与植物、建筑物或地面(土壤)碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程。103.3酸沉降化学1、酸雨的研究概况pH值小于5.6的雨雪或其它形式的大气降水称为酸雨。最早引起注意的是酸性降雨，所以习惯上统称为酸雨。本世纪以来，全世界酸雨污染范围日益扩大，由北欧扩展到中欧，又由中欧扩展到东欧，几乎整个欧洲地区都在降酸雨。113.3酸沉降化学1972年发表了第一篇有关北美酸雨的论文，1972年6月在UN第一次人类环境会

6、议上(斯德哥尔摩)瑞典政府提交了《穿越国界的大气污染：大气和降水中的硫对环境的影响》报告。1982年6月在瑞典斯德哥尔摩召开了“国际环境酸化会议”，这标志着酸雨污染已成为当今世界重要的环境问题之一。20世纪80年代以来，除北美、欧洲以外，东北亚主要是日本、韩国和中国的酸雨区迅速扩展成为世界第三大酸雨区。123.3酸沉降化学中国20世纪80年代酸雨主要发生在西南地区(重庆、贵阳等地)，到90年代中期，酸雨已经发展到长江以南、青藏高原以及四川盆地等广大地区，年均降水pH<5·6的区域占全国面积的40%左右。降水年平均pH小于5.6的地

7、区主要分在秦岭淮河以南，在此以北仅有个别地区。降水年平均pH小于5.0的地区主要在西南、华东及东南沿海一带。中国酸雨的主要致酸物质是硫酸盐，降水中SO42—的含量普遍都很高。133.3酸沉降化学2、酸雨的形成“清洁”地区或正常雨水的pH值为5.0~5.6。所谓“酸雨”就是指酸性强于“正常”雨水的降水。酸雨的形成涉及一系列复杂的物理、化学过程，包括污染物的远程输送过程、成云成雨过程以及在这些过程中发生的气相、液相和固相等均相或非均相化学反应等。143.3酸沉降化学按反应体系SO2和NOx的氧化可分为均相氧化、非均相氧化.按反应机理可

8、分为光化学氧化、自由基氧化、催化氧化和强氧化剂氧化。转化过程：(1)SO2和NOx在气相中氧化成H2SO4和HNO3以气溶胶或气体的形式进入液相；(2)SO2和NOx溶入液相后，在液相中被氧化成SO42–和NO3–；(3)SO2和NOx在气液界面发