几类重要的大气污染事件.ppt

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1、n光化学烟雾；光化学烟雾；n硫酸型烟雾；硫酸型烟雾；n酸雨；酸雨；n全球气候变暖；全球气候变暖；n臭氧层破坏；臭氧层破坏；1、光化学烟雾光化学烟雾 1.1 光化学烟雾现象光化学烟雾现象 大气中碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）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，这种由参加反应的一、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，称为光化学烟雾光化学烟雾（洛杉矶型烟雾）。特征特征：蓝色烟雾蓝色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低，在白天生成傍晚消失，大气能见度降低，在白天生成傍晚消失，高峰在高峰在中午。中午。主要污染源主

2、要污染源：汽车尾气及石油和煤燃烧废气：汽车尾气及石油和煤燃烧废气形成条件形成条件：NOx CHUV浅蓝色混和烟雾O3过氧酰基硝酸酯 其它主要为过氧乙主要为过氧乙酰硝酸酯酰硝酸酯 醛类、酮类、醛类、酮类、过氧化氢等过氧化氢等 氮氧化合物；碳氢化合物；有强阳光照射。光化学烟雾形成指标光化学烟雾形成指标：O3、PAN及其他产物。光化学烟雾的危害光化学烟雾的危害 1对人体健康的影响。对人眼睛的刺激作用。对鼻、咽喉、气管和肺等呼吸器官的刺激作用。2对植物的危害 3降低大气的能见度 4其他危害（如建筑物等）1.2 光化学烟雾的控制对策光化学烟雾的控制对策 控制反应活性高的有机物的排放，改进技术控制汽车尾气

3、 反应活性顺序：有内双键的烯烃 二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃 乙烯 单烷基芳烃 C5以上烷烃 C2-C5 大多数有机物与 HO 发生反应，其反应速度常数大体上反映了碳氢化合物的反应活性。控制臭氧的浓度 NOX、RH的初始浓度大小，影响O3的生成量和生成速度。硫酸烟雾型硫酸烟雾型污染最早发生在英国伦敦，因此污染最早发生在英国伦敦，因此也称也称伦敦型烟雾伦敦型烟雾。伦敦大气污染最早被记载。伦敦大气污染最早被记载于于13世纪世纪，当时主要是由于石灰生产业造成，当时主要是由于石灰生产业造成的。的。17世纪工业革命后，随着煤、石油等矿世纪工业革命后，随着煤、石油等矿物燃料的大量使用，大气污染日趋严

4、重。在物燃料的大量使用，大气污染日趋严重。在1952年年12月伦敦发生了有史以来最严重的月伦敦发生了有史以来最严重的烟雾污染，即伦敦烟雾事件烟雾污染，即伦敦烟雾事件。这次事件持续。这次事件持续了了4天，导致大约天，导致大约4700人死亡以及难以估量人死亡以及难以估量的损失。的损失。2、硫酸烟雾型污染、硫酸烟雾型污染2.1 概念概念 由于燃煤而排放出来的由于燃煤而排放出来的SO2，颗粒物以及由，颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象，称染现象，称硫酸烟雾硫酸烟雾。从概念可以得出：从概念可以得出：直接原因直接原因：燃煤；：燃煤；形成烟雾

5、的污染物形成烟雾的污染物：SO2、颗粒物、硫酸盐颗、颗粒物、硫酸盐颗粒物。粒物。2.2 形成的气象条件形成的气象条件 冬季冬季 气温较低气温较低 湿度较高湿度较高 日光较弱日光较弱2.3 特征特征 黄色黄色、还原烟雾、还原烟雾2.4 形成机制形成机制 在硫酸烟雾的形成过程中，主要涉及在硫酸烟雾的形成过程中，主要涉及到的化学反应就是到的化学反应就是SO2的氧化反应。的氧化反应。SO2转转化为化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用加速完成。当然氨的催化作用加速完成。当然SO2的氧化速的氧化速率还会受到其他污染物、温度以及光强等率还会受到其他污染物、温度以

6、及光强等的影响。的影响。光化学烟雾（洛杉矶）与硫酸型烟雾（伦敦）的比较光化学烟雾（洛杉矶）与硫酸型烟雾（伦敦）的比较3、酸性降水酸性降水 酸性降水酸性降水是指通过降水，如雨、雪、雾、是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。最常见的就是过程。最常见的就是酸雨酸雨，称，称湿沉降湿沉降。3.1 降水的降水的pH背景值背景值未被污染的大气中：雨水的pH值约为5.6降水的降水的pH背景值背景值内陆5.0，海洋4.7为酸雨3.2 酸雨的形成酸雨的形成 SO2的反应的反应 气相反应：液相反应：NO的反应的反应：3.3 酸雨的主要化学组成酸雨的

7、主要化学组成 SO42-、NO3-、Cl-、NH4+、Ca2+、H+、Na+、K+、Mg2+、HCO3-其中起主要作用的是其中起主要作用的是SO42-，其次是，其次是NO3-和和Cl-，我国的酸雨主要是，我国的酸雨主要是硫酸型硫酸型的。的。大气颗粒物中的大气颗粒物中的Fe、Mn、V等元素是催等元素是催化剂，光化学反应的产物化剂，光化学反应的产物 O3、H2O2 是是SO2的的氧化剂。氧化剂。CaOCaO、CaCOCaCO3 3、NHNH3 3 是酸性降水的具有是酸性降水的具有“缓冲作用缓冲作用”的物质，的物质，其中降水中的其中降水中的Ca2+提提供了相对大的中和能力，供了相对大的中和能力，NH

8、4+的分布与土的分布与土壤的性质有关，北方碱性土壤地区降雨中壤的性质有关，北方碱性土壤地区降雨中NH4+含量相对高一些。含量相对高一些。降水中有毒金属元素也已引起人们的关降水中有毒金属元素也已引起人们的关注，金属元素的湿沉降明显受到人为活动注，金属元素的湿沉降明显受到人为活动的影响。的影响。3.4 影响酸雨形成的因素影响酸雨形成的因素 酸性污染物的排放 大气中的NH3 大气中的NH3与H2SO4气溶胶形成中性的NH4HSO4，它降低了雨水的酸度，从而抑制了酸雨的形成。酸雨严重的地区正是酸性气体排放量大且大气中NH3含量少的地区。大气中的NH3的来源：有机物的分解，含氮肥料的挥发。土壤中NH3的

9、挥发随土壤pH值的上升而增大，北方土壤pH值在7-8之间，南方土壤pH值5-6。颗粒物的酸度及其缓冲能力 大气颗粒物组成复杂，主要来源于扬尘，其化学组成与土壤相同，此外还有矿物燃料燃烧形成的飞尘。金 属 催化SO2氧化 颗粒物 酸性物 贡献酸雨 碱性物 中和酸起缓冲作用 天气形势的影响 重庆、贵阳为强酸性降雨区3.5 3.5 酸雨的危害酸雨的危害1）使水体、土壤严重酸化，鱼类、农作物受）使水体、土壤严重酸化，鱼类、农作物受到影响。当到影响。当pH4.8，鱼类就会死亡。，鱼类就会死亡。2）破坏森林、植物的生长。）破坏森林、植物的生长。3）使建筑物、材料、金属制品被腐蚀。）使建筑物、材料、金属制品

10、被腐蚀。4 4、温室气体和温室效应、温室气体和温室效应地球的热平衡地球的热平衡 辐射到地球上的太阳能约有辐射到地球上的太阳能约有 50在达在达到地面前被大气反射或被大气吸收后再辐到地面前被大气反射或被大气吸收后再辐射回空间；其余射回空间；其余50直接由云、大气或颗直接由云、大气或颗粒物散射到地面。到达地表的太阳能被地粒物散射到地面。到达地表的太阳能被地球吸收，部分从地表反射回空间，部分通球吸收，部分从地表反射回空间，部分通过红外辐射返回空间，从而维持地球的热过红外辐射返回空间，从而维持地球的热平衡。平衡。5.1 温室效应温室效应 由于人类能源消耗、森林破坏致使大由于人类能源消耗、森林破坏致使大

11、气中气中CO2等温室气体浓度增加，阻止地球热等温室气体浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的高，这就是有名的“温室效应温室效应”。大气中的大气中的CO2、CH4等气体可以强烈地吸收波长等气体可以强烈地吸收波长1200-1630 nm的红外辐射，因而它在大气中的的红外辐射，因而它在大气中的存在对截留红外辐射能量影响较大。这些气体如存在对截留红外辐射能量影响较大。这些气体如同温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光到同温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光到达地面，但阻止地面重新辐射出来的红外光返回达地面，但阻止地面重新辐射出来的

12、红外光返回外空间，因此，这些温室气体起到了外空间，因此，这些温室气体起到了单向过滤单向过滤作作用，吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留用，吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留在大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称在大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为为温室效应温室效应。5.2 温室气体温室气体5.3 5.3 温室效应的影响和危害温室效应的影响和危害 变暖变暖 气候变暖对生态系统的影响气候变暖对生态系统的影响 气候变暖对农业生产的影响气候变暖对农业生产的影响 冰川消退冰川消退 海平面上升海平面上升 荒漠化荒漠化5.4 治理措施治理措施（1）节约能源，减少使用化石燃料。）节约能源，减

13、少使用化石燃料。（2）限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用。）限制并逐步停止氟氯烃的生产和使用。（3）大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。）大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林等。（4）通过国际性的协议、条约，加强温室气）通过国际性的协议、条约，加强温室气 体排放的控制。体排放的控制。6 6、臭氧层破坏、臭氧层破坏 臭氧层存在于臭氧层存在于对流层上面，距地面对流层上面，距地面202025 km25 km的平的平流层中流层中。平流层臭氧占大气总臭氧的平流层臭氧占大气总臭氧的91%91%，但浓度最大处但浓度最大处按体积计也不过十万分之一，若把扩散的臭氧层集按体积计也不过十万分之一，若把扩散的臭氧层集中成一个包

14、围地球，并处于海平面压力的纯臭氧气中成一个包围地球，并处于海平面压力的纯臭氧气体薄壳层，其只有大约体薄壳层，其只有大约3mm3mm厚。厚。臭氧层吸收臭氧层吸收 99%99%以上来自太阳的紫外辐射以上来自太阳的紫外辐射，从，从而保护地球生物不受其伤害，维持地球的生态平衡。而保护地球生物不受其伤害，维持地球的生态平衡。臭氧的消耗：臭氧的消耗：（光解）（光解）（O3真正被消除的反应真正被消除的反应）当水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等进入平流层后加速当水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等进入平流层后加速 O3 的消耗，起到催化的作用。的消耗，起到催化的作用。2）臭氧层破坏的现状）臭氧层破坏的现状南极臭氧洞的形成南极臭

15、氧洞的形成北极上空臭氧逐年减少北极上空臭氧逐年减少臭氧层破坏已从两极向中纬度地区扩散臭氧层破坏已从两极向中纬度地区扩散2.南极南极“臭氧洞臭氧洞”成因成因n大量大量氟氯烃化合物氟氯烃化合物的使用和排放，是造成的使用和排放，是造成臭氧层臭氧层破坏的主要原因。破坏的主要原因。n氯代氟烃（chlorofluorocarbon CFCs，又称氟利昂）和溴代氟烃（哈龙）的破坏作用最大。n n哈龙哈龙(含溴的卤代甲、乙烷含溴的卤代甲、乙烷)：主来源于灭火主来源于灭火剂。其破坏机理似氟氯烃。剂。其破坏机理似氟氯烃。3）臭氧层耗减对环境、生态的影响）臭氧层耗减对环境、生态的影响植物生长缓慢植物生长缓慢,叶绿素含量降低。叶绿素含量降低。白内障患者增加，人体免疫系统失调。白内障患者增加，人体免疫系统失调。易发生光化学烟雾。易发生光化学烟雾。塑料易老化，油漆变质。塑料易老化，油漆变质。