化学与环境 第八章 大气污染与防治.pptVIP

化学与环境 煤烟型污染 2 酸雨 3 光化学烟雾 1 第八章 大气污染与防治 臭氧层耗损 4 全球气候变暖 5 大气污染防治 6 8.1 光化学烟雾 一、光化学烟雾的简史 ①20世纪40年代，美国加利福尼亚州洛杉矶就发生过光化学烟雾。 ②20世纪50年代以来，光化学烟雾污染事件在美国其他城市和世界各地相继出现 ③1974年以来，我国兰州的西固石油化工区也出现光化学烟雾污染现象。 ④近年来，一些乡村地区也有光化学烟雾污染的迹象。 日益严重的光化学烟雾问题，逐渐引起人们的重视。人们对于光化学烟雾的发生源、发生条件、反应机理和模式，对生物体的毒性，以及光化学烟雾的监测和控制技术等方面进行了广泛研究。 8.1 光化学烟雾 二、光化学烟雾的特征 光化学烟雾的表现特征是棕黄色或淡蓝色的烟雾弥漫，大气能见度降低。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但后来发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的综合结果。 8.1 光化学烟雾 三、形成光化学烟雾的反应机制 1.污染空气中二氧化氮的光解是光化学烟雾形成的起始反应。 2.碳氢化合物被氢氧自由基HO·、原子氧O等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮等产物以及重要的中间产物烃基过氧自由基RO2·、氢过氧自由基HO2·、酰基自由基RCO·等自由基的生成。 3.过氧自由基引起一氧化氮向二氧化氮转化，并导致臭氧和过氧乙酰硝酸酯的生成。 8.1 光化学烟雾 四、光化学烟雾的危害 光化学烟雾成分复杂，但是，对动物、植物和材料有害的主要是臭氧、PAN、醛、酮等二次污染物。人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受到刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。 8.1 光化学烟雾 五、美国洛杉矶容易发生光化学烟雾的原因： 首先，美国洛杉矶拥有大量汽车，洛杉矶有充足的一次污染物生成光化学烟雾； 其次，洛杉矶地处洛杉矶盆地，容易形成上热下冷的逆温现象，容易发生污染事件； 再次，洛杉矶夏季的阳光非常强烈，为形成光化学烟雾提供了外界条件。 8.1 光化学烟雾 六、我国兰州西固区的光化学烟雾 1974年以来，每到夏季和秋季，我国甘肃省会兰州市西固区的居民经常出现眼睛受到刺激、流眼泪、恶心、头晕等症状。经调查证实该地区存在光化学烟雾类型的大气污染，污染源主要是石油化工及炼制业。西固区臭氧峰值出现时间比美国洛杉矶提前2～3h；碳氢化合物和一氧化氮没有明显峰值也有别于洛杉矶烟雾，这是由于一次污染物的主要来源有别所致。除了具有大量形成光化学烟雾的一次污染物这个条件以外，西固区地处黄河河谷，污染物不易扩散稀释，再加上西北高原的强烈日照，所以在夏、秋季容易发生光化学烟雾污染。 8.2 煤烟型污染 一、煤烟型污染的来源 燃煤是煤烟型污染的主要污染源。煤是最重要的固体燃料，它是一种复杂的物质聚集体，其可燃成分主要是由碳、氢及少量氧、氮和硫等一起构成的有机聚合物。燃烧过程中形成的氮氧化物，小部分是燃料氮氧化物，大部分是热致氮氧化物。不完全燃烧产物主要是一氧化碳和挥发性有机化合物。它们排入大气不仅污染环境，也使能源利用效率降低，导致能源浪费。 8.2 煤烟型污染 二、伦敦型烟雾 从1873年到1962年，伦敦历史上曾经六次发生烟雾污染事件，人们把这种化学烟雾称为伦敦型烟雾。它的一次污染物是煤烟和二氧化硫，二次污染物是硫酸雾和硫酸盐。在冬季气温低、无风或静风、湿度高的有雾天气下容易发生，白天夜间连续出现。严重影响能见度，视程甚至只有几米远。尽管硫酸是氧化性的，但是其浓度远小于还原性的二氧化硫，所以总体上看，伦敦型烟雾是一种还原性烟雾。它严重刺激人的呼吸道，还危害森林等植物，腐蚀建筑物。 8.2 煤烟型污染 三、煤烟型污染发生的条件 伦敦之所以多次发生烟雾污染事件，首先是因为历史上伦敦大量烧煤，早先伦敦的工厂和家庭主要燃料都是煤，一到冬季取暖期，家庭烧煤占的比例更大。烧煤排放出大量煤烟和二氧化硫，是伦敦型烟雾重要的一次污染物。伦敦采取了许多措施，治理大气污染，其中最重要的就是改变燃料结构，从以烧煤为主改为烧煤气、用电为主。经过这样的釜底抽薪，大大减少了大气中的煤烟和二氧化硫。其次，伦敦曾经号称“雾都”，气象条件也有利于煤烟型烟雾的生成。 8.2 煤烟型污染 四、中国的大气污染 中国的大气环境污染以煤烟型为主，主要污染物为总悬浮颗粒物和二氧化硫，这种特点是因为中国一次能源的三分之二以上是煤，这种状况今后相当长一段时间内不会改变。由于煤炭使用效率不高，适合国情的脱硫技术开发落后，污染治理缺乏力度等，造成我