大气地球化学环境污染与防治.ppt

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1、第五章大气地球化学环境污染大气污染物与大气污染源污染物质在大气中的迁移和转化大气污染的危害大气污染的控制与防治一、大气污染物与大气污染源1、大气中重要吸光物质的光离解(1)O2和N2(2)O3(3)NO2(4)HNO3和HNO2(5)SO2(6)甲醛(7)卤代烃2、大气污染物一次污染物二次污染物(1)二氧化硫危害：刺激性气体，危害呼吸道，危害植物，形成酸雨来源与消除：60%来自煤的燃烧，30%左右来自石油燃烧和炼制过程；有50%会转化成硫酸或硫酸根，另外50%可通过干湿沉降从大气中被消除浓度特征：本底浓度一般在0.2-10μL/m3之间，停留时间<3-6.5天(2)一氧化碳毒性极强、无色、无

2、味的气体人为来源：燃料不完全燃烧天然来源：主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放及森林火灾和农业废弃物焚烧，以甲烷的转化最为重要CH4+HO→CH3+H2OCH3+O2→HCHO+HOHCHO+hγ→CO+H2CO的去除土壤吸收：细菌能将CO代谢为CO2和CH4与HO自由基的反应，可去除大气中约50%的COCO的停留时间：约0.4年危害：使人体缺氧窒息，参与光化学烟雾，适量CO的存在可以促进NO向NO2的转化空气中存在的CO可导致臭氧的积累CO+2O2→CO2+O3温室气体(3)氮氧化物来源与消除：NO和NO2是大气中主要的含氮污染物，主要是燃料的燃烧，有2/3来自汽车等流动源的排

3、放，1/3来自固定源的排放，NO占90%以上NOx最终转化为硝酸和硝酸盐微粒，经湿沉降和干沉降从大气中去除燃料燃烧过程中NOx的形成机理燃料中的含氮化合物在燃烧过程中氧化生成NOx燃烧过程中空气中的N2在高温(>2100℃)条件下氧化生成NOxO2→O+O（极快）O+N2→NO+N（极快）N+O2→NO+O（极快）N+OH→NO+H（极快）NO+1/2O2→NO2（慢）危害：NO的生物化学活性和毒性都不如NO2，可与血红蛋白结合，并减弱备注的输氧能力；NO2使肺部损伤；植物毒性；NOx是导致大气光化学污染的重要污染物质(4)碳氢化合物（HC）大气中以气态存在包括可挥发的所有烃类，它们是形成光

4、化学烟雾的主要参与者，其他碳氢化合物大部分以气溶胶形式存在大气中烷烃、烯烃、芳香烃(5)微粒物质颗粒物的分类按颗粒物成因不同分散性气溶胶、凝聚性气溶胶根据颗粒物的物理状态不同固态气溶胶—烟尘液态气溶胶—雾固液混合态气溶胶—烟雾颗粒物的来源天然源：风沙，森林火灾，海盐粒子，火山灰，H2S、NH3、NOx、HC转化人为源：砂石，露天燃烧，直接排放，SO2、NOx、HC转化颗粒物的危害性对人体的影响：大于5μm的飘尘，多滞留在上呼吸道上，小于5μm的多滞留在细支气管和肺泡上。飘尘往往附着有害污染物，如NO2、SO2、多环芳烃等，因此其危害性很大它具有对光的散射和吸收作用，特别是0.1-1μm粒径范

5、围的粒子与可见光的波长相近，降低能见度2、大气污染源(1)按污染源存在的开工进行划分固定污染源流动污染源(2)按排放污染物的空间分布来划分点源、线源和面源(3)按污染源排放时间状况划分连续源间断源瞬时源(4)按人类活动功能划分工业污染源能源污染源交通污染源生活污染源二、污染物质在大气中的迁移和转化1、污染物质在大气中的化学变化(1)硫化物在大气中的化学变化大气中的硫化物主要有H2S、SO2、SO3、H2SO4、硫酸铵等氧化2H2S+3O2→2SO2+2H2O2SO2+O2+2H2O→2H2SO4(铁、锰盐为催化剂）二氧化硫的光化学氧化直接光解290—340nmSO2+hγ1SO2（单重态）3

6、40—400nmSO2+hγ3SO2（三重态）单重态不稳定，会与吸收能量的物质分子反应1SO2+M→3SO2+M（三重态）1SO2+M→SO2+M（基态）与自由基反应有水滴存在时形成气溶胶核(2)氮氧化物在大气中的化学变化NO的转化与O3反应NO+O3→NO2+O2与RO2（过氧烷基)反应NO+RO2→NO2+RO进一步反应RO+O2→RCHO+HO2HO2+NO→HO+NO2与HO、RO反应HO+NO→HNO2RO+NO→RONONO2的转化光解NO2+hγ→NO+OO+O2+M→O3+M与HO、O3和NO3的反应NO2+HO→HNO3NO2+O3→NO3+O2NO2+NO3+M→N2O5

7、+M与过氧乙酰硝酸酯PAN的反应CH3CHO+hγ→CH3CO+HCH3CO+O2→CH3C(O)OOCH3C(O)OO+NO2→CH3C(O)OONO22、光化学烟雾(1)概念指大气中碳氢化合物、氮氧化物等一次污染物在阳光照射下，发生光化学反应产生二次污染物，由参加反应的一、二次污染物的混合物（包括气体污染物和气溶胶）形成的烟雾污染现象。(2)特征蓝色烟雾，强氧化性，具有强烈刺激性，大气能见度降低，白天生成