大气环境化学.ppt

关于大气环境化学
第一页，讲稿共一百二十七页哦
主要介绍了大气结构，大气中主要污染物及其迁移，光化学反应基础，重要大气污染物化学问题及其形成机制。重点掌握污染物的迁移过程，重要污染物参与光化学烟雾、硫酸型烟雾、酸雨、温室效应NOx的来源与消除
燃烧过程中NOx的形成机理
燃烧过程中NOx形成的因素
NOx的环境浓度
NOx的危害
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NOx的来源与消除：
来源：人为来源主要是燃料的燃烧；2/3来自汽车等流动燃烧源，1/3来自固定燃烧源；其中90%以上是NO。
消除：最终转化成硝酸和硝酸盐经干、湿沉降从大气中消除，其中湿沉降是最主要的方式
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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
空气中的N2在燃烧过程中在高温条件下氧化生成NOx p29
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影响NOx形成的因素：
燃烧温度：高温既能产生较高的NO含量，又有助于NO的快速生成；p29图2-9
空燃比——空气质量与燃料质量的比值
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表2-1 NO生成量与燃烧温度的关系
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空燃比：
当燃烧完全即无过量的氧气时，空气与燃料组成的混合物称为化学计量混合物，此时的空燃比称为化学计量空燃比
混合物中空气的量少于化学计量的量——富燃料；反之则为贫燃料
空燃比与汽车尾气中NOx的排放量的关系 p30图2-10
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NOx的环境浓度：p30
NOx的本底值随地理位置不同具有明显的差别 全球总平均值
NOx的城市浓度具有很强的季节变化，冬季浓度最高，夏季最低
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NOx的危害：
NO能与血红蛋白结合并减弱血液的输氧能力，但此影响不是很大
NOx的浓度较高会危害呼吸系统
NOx会破坏植物组织，引起光合作用的可逆衰减
NOx是导致大气光化学烟雾污染的重要污染物质
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含碳化合物：
CO、CO2、有机碳氢化合物、含氧烃类
CO的人为来源与天然来源
CO的去除
CO的停留时间及浓度分布
CO的危害
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CO的人为来源：主要是在燃料不完全燃烧时产生的，其中80%是由汽车排放的
CO的天然来源：甲烷的转化，海水中CO的挥发，植物排放，废弃物焚烧等，其中以甲烷的转化最为重要p31
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CO的去除
土壤吸收：土壤中生活的细菌能将CO代谢为CO2和CH4；16种真菌；不同类型土壤的吸收量有差别
与HO·自由基反应：CO与HO·自由基反应而被氧化为CO2，主要的消除途径，可去除约50%的CO p32
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CO的停留时间及浓度分布
（）
CO的浓度分布：p32图2-11
CO的本底值随纬度和高度有明显变化：北半球高南半球低；海拔越高浓度越低
CO的城市浓度较非城市浓度要高得多
CO的城市浓度与交通密度有直接关系
p33图2-12
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CO的危害
阻碍体内氧气的运输，使人体缺氧窒息
促进NO向NO2转化——参与光化学烟雾的形成、导致臭氧的积累
本身是温室气体直接导致温室效应
通过消耗HO·自由基使甲烷积累而间接导致温室效应
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CO2的来源
CO2的环境浓度
CO2的危害
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CO2的人为来源：主要来自矿物燃料的燃烧过程
CO2的天然来源：甲烷的转化、动植物呼吸、腐败作用、燃烧作用、海洋脱气等。
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CO2的环境浓度
大气中CO2的含量急剧增加（人类活动排放大量CO2；陆地植被减少）是全球温暖化的主要原因
CO2的浓度变化具时空分布格局性、季节变化性、变化区域性 p35图2-14、p36图2-15
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CO2的危害
CO2的出路：进入海洋使海水变酸；进入生物圈；停留在大气圈——增加大气CO2的含量导致全球变暖
CO2能够有效吸收地面发射的长波辐射，造成温室效应使近地面大气变暖
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碳氢化合物：
重要污染物，光化学烟雾的主要参与者
已检出的烷烃有100多种，其中直链烷烃最多（C1-37）
大气中的芳香烃有单环芳烃和多环芳烃（PAH）
根据烃类化合物在光化学反应中活性大小，分为甲烷和非甲烷烃（NMH