光化学烟雾的形成机理、危害及防治措施
院系:化学与生物科学学院
班级:环境科学10-2班
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指导老师:***
光化学烟雾的形成机理、危害及防治措施
摘要:
伴随全球工业迅猛发展,化学污染引起的环境污染越来越严重。由于我国经济的持续高速发展,汽车业也发展迅猛,燃料的消耗量逐年增长,大气中的一氧化碳、氮氧化物及碳氢化合物等污染物的排放量也迅速增长.含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大气,在阳光的照射下,发生光化学反应而产生二次污染物,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。而一氧化
碳、氮氧化物及碳氢化合物等污染物都是形成光化学烟雾的原料。光化学烟雾一旦形成,影响范围广,其危害性已经对城市环境、人体健康、生态环境平衡造成巨大威胁。因此本文讲述了光化学烟雾的产生机理,并且阐述了其造成的危害以及控制措施。
关键词:
光化学烟雾;形成的原因;带来的危害;控制方法。
正文:
光化学烟雾又称“光化学污染(photochemical pollution)”。大气中因光化学反应而形成的有害混合烟雾。如大气中碳氢化合物和氮氧化合物在阳光的作用下起化学反应所产生的化学污染物。1944年美国洛杉矶首次发生光化学烟雾,此后东京、墨西哥城、兰州、上海及其他许多汽车多污染重的城市,都曾出现过,已成为许多大城市的一种主要空气污染现象。
汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成浅蓝有刺激性的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。
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1、组成成分
光化学烟雾包括以下几种物质:
氮氧化物,例如二氧化氮;二氧化硫,碳氢化合物;CO;氯化烃,氟化物;对流臭氧层;挥发性有机化合物(VOCs);过氧乙酰基硝酸酯(PAN);醛类;酮类。
2、化学过程
形成臭氧的活性有机物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的尾气。通过对光化学烟雾形成的模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物
和氮氧化物的相互作用方面有以下过程,烟雾是一个链式反应,其中关键性的反应可以简单地分成3组:
(1)NO2的光解导致O3的生成:休闲食品品牌
链引发反应主要是NO2的光解,反应如下:
NO2 +hv→NO +O
O +O2 +M→O3 +M
NO +O3→ NO2 +O2.
(2)(HC)氧化生成了具有活性的自由基,如HO、HO2、RO2等。在光化学反应中,自由基反应占很重要的地位,自由基的引发反应主要是由NO2和醛光解引起的:
NO2 +hv→NO +O
低格硬盘RCHO +hv→RCO +H
碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因:
RH +O →R +HO
RH + HO →R +H2O
H + O2 →HO2
R + O2→RO2
RCO+ O2→[RC(O)O2]
其中:R—烷基;
RO2—过氧烷基;
乘风破浪的们名单淘汰RCO—酰基;
[RC(O)O2]—过氧酰基。
(3)通过以上途径生成的HO2、RO2、[RC(O)O2]均可将NO氧化成NO2。
六一节祝福语大全感动NO +HO2 →NO2 +HO
NO +RO2→NO2 +RO
RO +O2 →HO2 +RCHO
NO + RC(O)O2→NO2 + RC(O)O
RC(O)O→R +CO2
其中:RO—烷氧基;
RCHO—醛。
大气中的氮氧化物与碳氢化合物经过紫外线照射发生反应就形成了光化学烟雾。通常所有这些都是高度易反应并/或氧化,因此光化学烟雾被认为是现代工业化的难题。
而大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中的转化。其中,以汽车尾气为主要来源。
光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂,以臭氧为代表,所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
3、物理过程
光化学烟雾的形成及其浓度,除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外,还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。
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