大氣環(huán)境化學(xué)第四次課程市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、練習(xí)：例1：用激光-熒光法測(cè)定大氣中HO自由基濃度，方法檢測(cè)限為5106個(gè)/cm3，這相當(dāng)于多少10-12（V/V）濃度單位（以25和1.013105Pa條件下計(jì)）？例2： 煙草燃煙中CO濃度可高達(dá)40010-6（V/V）（25和1.013105Pa條件下），這相當(dāng)于以“（V/V）”和“mg/m3”為單位濃度值各是多少？1第1頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)1NO向NO2轉(zhuǎn)化2第2頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)3NO與OH和RO反應(yīng) 2NO與NO3反應(yīng) 3第3頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)4NO2化學(xué)反應(yīng) 假定NO2在僅充有N2簡(jiǎn)單系統(tǒng)中進(jìn)行短時(shí)光解，當(dāng)前認(rèn)為最少要發(fā)生以下7個(gè)相關(guān)反應(yīng)： 4第4頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)4

2、NO2化學(xué)反應(yīng) 假如NO2是在清潔空氣(含N2和O2)中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間光解，除存在上述7個(gè)反應(yīng)外還要發(fā)生以下4個(gè)反應(yīng)： 5第5頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)5NO2與OH反應(yīng) 此反應(yīng)是大氣中氣態(tài)HNO3主要起源，對(duì)酸雨和酸霧形成有貢獻(xiàn)。白天OH濃度高時(shí)，此反應(yīng)會(huì)有效地進(jìn)行.6第6頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)6NO2與O3反應(yīng)7NO2與NO3反應(yīng) 7第7頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)8硝酸和亞硝酸 NOx能在大氣和云霧液粒中轉(zhuǎn)化成硝酸和亞硝酸： 8第8頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)9第9頁(yè)2.3 氮氧化物化學(xué)9過(guò)氧乙酰基硝酸酯（Peroxyacetyl nitrate, PAN） PAN沒(méi)有天然源。只有些人為源，即全部是由污染產(chǎn)

3、生，所以，大氣中測(cè)出PAN即可作為發(fā)生光化學(xué)煙霧依據(jù)。10第10頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 1烷烴氧化 2芳烴氧化 11第11頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 3.烯烴氧化 12第12頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.光化學(xué)煙霧 (photochemical smog) 汽車(chē)、工廠等污染源排入大氣碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在陽(yáng)光中紫外線(xiàn)照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成一些氧化性很強(qiáng)O3、醛類(lèi)、PAN、HNO3等二次污染物。人們把參加光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程一次污染物和二次污染物混合物(其中有氣體和顆粒物)所形成煙霧，稱(chēng)為光化學(xué)煙霧。 13第13頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅?/p>

4、化與光化學(xué)煙霧 4.1光化學(xué)煙霧化學(xué)特征 煙霧呈藍(lán)色;含有強(qiáng)氧化性(能使橡膠開(kāi)裂，剌激人眼睛，傷害植物 葉子);并使大氣能見(jiàn)度降低；其刺激物濃度高峰在中午或午后；污染區(qū)域往往在污染下風(fēng)向幾十至幾百公里處。14第14頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.2 光化學(xué)煙霧形成條件 大氣中有氮氧化物和碳?xì)浠衔锎嬖?大氣濕度較低;有強(qiáng)陽(yáng)光照射。 15第15頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 洛杉磯幾個(gè)污染物濃度日改變曲線(xiàn)(1965.7.19)(引自EPA Document AP84,1971)16第16頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理

5、C3H6 和NO空氣混合物在紫外線(xiàn)照射下濃度改變(引自Agnew ,1968)17第17頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 (1) NO2光解是光化學(xué)煙霧形成主要起始反 應(yīng)，并生成O3： 18第18頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 (2) 碳?xì)浠衔?HC)被OH、O和O3氧化，產(chǎn)生醛、酮、 醇、酸等產(chǎn)物以及中間產(chǎn)物RO2、HO2、RCO等重 要自由基： 19第19頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 RCHO與OH反應(yīng)以下： 丙烯氧化反應(yīng)為： 20第20頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化

6、學(xué)煙霧形成機(jī)理 (3)過(guò)氧自由基引發(fā)NO向NO2轉(zhuǎn)化，并造成O3和 PAN等氧化劑生成(自由基傳遞形成穩(wěn)定最 終產(chǎn)物，使自由基消除而終止反應(yīng))：21第21頁(yè)NO2NONO2NONO2NOO2O2O2CO2光化學(xué)煙霧中自由基傳遞示意圖2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 在光化學(xué)反應(yīng)中，自由基反應(yīng)占很主要地位，自由基引發(fā)反應(yīng)主要是由NO2和醛光解而引發(fā)，碳?xì)浠衔锎嬖谑亲杂苫D(zhuǎn)化和增值根本原因。22第22頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 引發(fā)反應(yīng)：23第23頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 自由基傳遞反應(yīng)：24第24頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 終止反應(yīng)：25第25頁(yè)2.4 碳?xì)浠衔镅趸c光化學(xué)煙霧 4.3 光化學(xué)煙霧形成機(jī)理 26第26頁(yè)本節(jié)要求 大氣中NO轉(zhuǎn)化成NO2各種路徑碳?xì)浠衔飬⒓庸饣瘜W(xué)