第二章-大氣環(huán)境化學(xué)-大氣中污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化-2016

1、大氣中污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,污染物的轉(zhuǎn)化是污染物在大氣中經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，如光解、氧化還原、酸堿中和以及聚合等反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒化合物，從而去除污染；或者轉(zhuǎn)化為毒性更大的二次污染物，加重污染。,一、自由基化學(xué)基礎(chǔ),自由基：由于共價(jià)鍵均列而生成的帶有未成對(duì)電子的碎片。 1、自由基的產(chǎn)生方法 引發(fā)劑引發(fā)，通過(guò)引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基 熱引發(fā)，通過(guò)直接對(duì)單體進(jìn)行加熱，打開乙烯基單體的雙鍵生成自由基 光引發(fā)，在光的激發(fā)下，使許多烯類單體形成自由基而聚合 輻射引發(fā)，通過(guò)高能輻射線，使單體吸收輻射能而分解成自由基 等離子體引發(fā)，等離子體可以引發(fā)單體形成自由基進(jìn)行聚合，也可以使雜環(huán)開環(huán)聚合 微波引發(fā)，微波可以直接引發(fā)有些烯

2、類單體進(jìn)行自由基聚合。,一、自由基化學(xué)基礎(chǔ),2、自由基的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系 自由基穩(wěn)定性： 烷基自由基穩(wěn)定性：叔仲伯 共軛體系使自由基穩(wěn)定性增加。,3、自由基反應(yīng),自由基反應(yīng)分類： 單分子自由基反應(yīng)（裂解、重排）: RC(O)O2 + NO RC(O)O + NO2 RC(O)O R + CO2 自由基-分子相互作用（加成、取代）: HO + CH2=CH2 HOCH2 - CH2 自由基-自由基相互作用（二聚、偶聯(lián)）: HO + HO H2O2,二聚,二、光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ) 1.光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，稱為光化學(xué)反應(yīng)。 化學(xué)物種吸收光量子后可以產(chǎn)生光化學(xué)反

3、應(yīng)的初級(jí)過(guò)程和次級(jí)過(guò)程。,初級(jí)過(guò)程 其基本步驟為： A+h A* 式中：A*物種A的激發(fā)態(tài) hv光量子,激發(fā)態(tài)物質(zhì)的進(jìn)一步反應(yīng)： A* A +hv A *+M A +M A* B1+B2+ A*+C D1+D2+,輻射躍遷，即激發(fā)態(tài)物種通過(guò)輻射熒光或磷光而失活,無(wú)輻射躍遷，亦即碰撞失活過(guò)程。激發(fā)態(tài)物種通過(guò)與其他分子M碰撞將能 量傳遞給M，本身回到基態(tài)。,光離解，即激發(fā)態(tài)物種離解成為兩個(gè)或兩個(gè)以上新物種,激發(fā)態(tài)物種與其他分子反應(yīng)生成新的物種,次級(jí)過(guò)程 初級(jí)過(guò)程中反應(yīng)物、生成物之間進(jìn)一步發(fā)生的反應(yīng)。如大氣中氯化氫的光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程： HCl+hv H+Cl H+ HCl H2+Cl Cl + Cl

4、Cl2,光化學(xué)第一定律 僅被物質(zhì)吸收的光才能引起光化反應(yīng)的定律，亦稱作光化活性原理（principle of photochemical activation）或格絡(luò)塞斯、德雷珀定律（Grotthuss Drapers law，1818）。,2.光離解過(guò)程中遵守的定律：,光化學(xué)第二定律,愛因斯坦在1905年提出，在初級(jí)光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，被活化的分子數(shù)（或原子數(shù)）等于吸收光的量子數(shù)，或者說(shuō)分子對(duì)光的吸收是單光子過(guò)程（電子激發(fā)態(tài)分子壽命很短，吸收第二個(gè)分子的幾率很小），即光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程是由分析吸收光子開始的，此定律又稱為Einstein光化當(dāng)量定律。,要點(diǎn)：,光化學(xué)反應(yīng)由吸收光子開始 一個(gè)反

5、應(yīng)物只吸收一個(gè)光子 吸收光子的結(jié)果使分子活化,光子能量大于化學(xué)鍵能,光量子能量與化學(xué)鍵之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 設(shè)光量子能量為E，根據(jù)Einstein公式： 式中： 光量子波長(zhǎng) h普朗克常數(shù)，6.6261010-32Js/光量子 c光速2.99791010cm/s,通常波長(zhǎng)大于700nm的光不能引起光化學(xué)離解,光量子能量與化學(xué)鍵之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系：,通常波長(zhǎng)大于700nm（紅外線）的光不能引起光化學(xué)離解。,3.大氣中重要的吸光物質(zhì)的光離解 氧分子和氮分子的光離解 N2+h NN O2+h OO,（波長(zhǎng)243nm） （波長(zhǎng)127nm）,臭氧的光離解 臭氧分子的離解： O3+ h O+ O2 臭氧分子的合成：

6、O+ O2+ M O3+ M,（波長(zhǎng)1180nm）,NO2 的光離解 NO2 h NOO O+ O2+ M O3+ M,亞硝酸和硝酸的光離解 1. HNO2 的離解 初級(jí)過(guò)程： HNO2 +h HO +NO 或 HNO2 +h H+NO2 次級(jí)過(guò)程： HO +NO HNO2 HO + HNO2 H2O + NO2 HO+ NO2 HNO3,2. HNO3的離解 HNO3 + h HO +NO2 若有CO存在： HO+CO CO2 + H H+O2 +M H O2 +M 2 H O2 H2 O2 +O2,HO-NO2鍵能為199.4 kJ/mol,二氧化硫?qū)獾奈?SO2 + h SO2*,鍵

7、能為545.1 kJ/mol,甲醛的光離解 初級(jí)過(guò)程 H2CO+ h H+HCO H2CO+ h H2+CO 次級(jí)過(guò)程 H+HCO H2+CO 2H +M H2+M 2 HCO 2 CO + H2,在對(duì)流層中，由于O2存在，可以發(fā)生如下反應(yīng)： H+ O2 HO2 HCO+ O2 HO2 +CO 其他醛類光解也可以同樣的方式生成HO2 ，如乙醛光解： CH3CHO+ h CH3CO H H + O2 H O2,鹵代烴的光離解 （1）鹵代甲烷在近紫外光照射下，離解方程式為： CH3X+ h CH3 + X 式中：X代表Cl、Br、I或F （2）若鹵代甲烷中含有一種以上的鹵素，則斷裂最弱的鍵，斷鍵順

8、序?yàn)镃H3F CH3H CH3Cl CH3Br CH3I。,（3）高能量的短波長(zhǎng)照射，可能發(fā)生兩個(gè)鍵斷裂，應(yīng)斷裂兩個(gè)最弱鍵。 （4）三鍵斷裂是不容易斷裂的。 例如CFCl3 ， CF2Cl2 的光解： CFCl3 + h CFCl2 + Cl CFCl3 + h : CFCl +2 Cl CF2Cl2 + h :CF2Cl + Cl CF2Cl2 + h :CF2+ 2Cl ,三、大氣中的重要自由基 （一）基本概念 自由基： 具有未成對(duì)電子的原子或原子團(tuán)，是具有高度活性的物質(zhì) 自由基反應(yīng)： 凡有自由基生成或由其誘發(fā)的反應(yīng)都叫自由基反應(yīng)。 自由基反應(yīng)發(fā)生的位置： 由能量決定的，反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生在鍵能

9、最小處。 自由基反應(yīng)常見的反應(yīng)有： 取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和分子重排反應(yīng)。,（二）大氣中自由基的來(lái)源 1.大氣中HO 和HO2 自由基的濃度,2.大氣中HO和HO2 的來(lái)源 HO的主要來(lái)源 在清潔大氣中： O3 + h O + O2 O + H2O 2HO 在污染大氣中： HNO2 + h HO +NO H2O2 + h 2HO ,HO2 的主要來(lái)源 甲醛的光解： H2CO + h H + HCO H +O2+M H O2 +M HCO + O2 H O2 +CO 亞硝酸脂和H2O2 的光解： CH3 ONO+ h CH3 O +NO CH3 O + O2 H O2 + H2CO H2O2 + h

10、 2 H O HO + H2O2 H O2 + H2O,如體系中有CO存在,則： HO +CO CO2+H H +O2 HO2 ,3.R 、RO 、RO2 等自由基的來(lái)源 大氣中存在最多的自由基是甲基，主要來(lái)源是乙醛和丙酮的光解： CH3CHO+ h CH3 +HCO CH3COCH3+ h CH3 +CH3CO O 和HO 與烴類發(fā)生H摘除反應(yīng)時(shí)也可以生成烷基自由基： RH+O R +HO RH+HO R +H2O,大氣中甲氧基主要來(lái)源于亞硝酸甲酯和硝酸甲酯的光解： CH3ONO+ h CH3O +NO CH3ONO+ h CH3O +NO2 大氣中的過(guò)氧烷基都是由烷基與空氣中的O2結(jié)合而形

11、成的： R +O2 RO2 ,四、氮氧化物的轉(zhuǎn)化 1.大氣中的含氮化合物 大氣中的含氮物質(zhì)有N2O、 NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3、亞硝酸酯、硝酸酯、亞硝酸鹽、硝酸鹽和銨鹽。 大氣污染化學(xué)中所說(shuō)的氮氧化物主要指NO和NO2 ，用NOx表示。 NOx的來(lái)源主要是礦物燃料的燃燒，城市中主要來(lái)自汽車尾氣和一些固定排放源。,燃燒過(guò)程中，空氣中的氮和氧在高溫條件下化合生成NOx的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制如下： O2 O +O O + N2 NO+ N N + O2 NO+O 2NO + O2 2NO2,快反應(yīng),慢反應(yīng),2. 氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化 （1）NO的氧化： 與O3反應(yīng) NO+O3 NO2 + O2

12、 與RO2 反應(yīng) RH+HO R +H2O R + O2 RO2 NO+RO2 NO2+RO RO +O2 RCHO+HO2 HO2 +NO HO +NO2,HO 和RO 與NO反應(yīng)生成亞硝酸或亞硝酸酯： HO +NO HNO2 RO +NO RONO,(2) NO2的轉(zhuǎn)化 NO2不僅可以光解，還可與HO 、NO3 以及O3 等自由基反應(yīng)： NO2 HO HNO3 NO2O3 NO3 O2 NO2 NO3 N2O5,(3)過(guò)氧乙酰硝酸酯（PAN）: CH3CO +O2 CH3COO CH3COO +NO2 CH3COO NO2,O,O,O,乙醛的來(lái)源: C2H6 +HO C2H5 + H2O

13、C2H5 +O2 C2H5 O2 C2H5 O2 +NO C2H5 O + NO2 C2H5 O + O2 CH3CHO + HO2,五、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化 1.大氣中主要的碳?xì)浠衔?（1）烷烴 （2）烯烴 （3）芳香烴,2.碳?xì)浠衔镌诖髿庵械姆磻?yīng) （1）烷烴的反應(yīng)：可與大氣中的HO 和O 發(fā)生氫原子摘除反應(yīng) RH+HO R +H2O RH+O R +HO ,前者反應(yīng)速度常數(shù)比后者大兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，如下表所示：,R 進(jìn)一步反應(yīng)：,O2,RO2 ,NO,NO2 + RO ,氧化,R ,甲烷的氧化反應(yīng) CH4+HO CH3 +H2O CH4+ O CH3 +HO CH3 +O2 CH3O2 大氣

14、中的O 主要來(lái)自O(shè)3的光解，通過(guò)上述反應(yīng)，CH4不斷消耗O ，可導(dǎo)致臭氧層的損耗，同時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)： NO+ CH3O2 NO2 + CH3O CH3O + NO2 CH3O NO2 CH3O + O2 HO2 +H2CO,如果NO濃度低，自由基間也可發(fā)生如下反應(yīng)： RO2+HO2 ROOH+O2 ROOH+hv RO+HO O3一般不與烷烴發(fā)生反應(yīng)，烷烴也可與NO3發(fā)生反應(yīng)： NO2+O3 NO3+O2 NO3+hv NO+O2 NO3+hv NO2+O,若NO濃度高時(shí)，會(huì)伴隨如下反應(yīng)： NO+O3 NO2+O2 NO+NO3 2NO2 NO3與烷烴的反應(yīng)速度很慢： RH+NO3 R +H

15、NO3 這是城市夜間HNO3的主要來(lái)源。,這是城市夜間HNO3的主要來(lái)源。,五、光化學(xué)煙霧 1.光化學(xué)煙霧現(xiàn)象 含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锏拇髿?，在?yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧。,光化學(xué)煙霧的形成條件： 排入大氣的NOx和碳?xì)浠衔锸芴?yáng)紫外線作用，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的一種有刺激性的煙霧。 包括臭氧（O3）、過(guò)氧酰基硝酸酯（PANs）和醛類。 1. NOx和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚镌诖髿庵?同時(shí)存在，且達(dá)到一定濃度。 2. 有足夠的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度。 3. 有不利用光化學(xué)煙霧擴(kuò)散的地理和氣象條 件,光化

16、學(xué)煙霧-危害影響,對(duì)人體健康的影響 對(duì)植物的危害 對(duì)大氣的能見度的影響 建筑物及橡膠制品的危害,（1）光化學(xué)煙霧的日變化曲線,結(jié)論： A. 烴和NO的最大值發(fā)生在早晨交通繁忙時(shí)刻，此時(shí)NO2濃度很低。 B. 隨著太陽(yáng)輻射的增強(qiáng)，NO2、O3的濃度 迅速增大，其峰值通常比NO峰值晚出現(xiàn)45個(gè)小時(shí)。 推斷： NO2、 O3和醛是在日光照射下由大氣光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，屬于二次污染物。,3.光化學(xué)煙霧反應(yīng)機(jī)理過(guò)程 通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，可知存在以下過(guò)程： A. 污染空氣中NO2的光解是光化學(xué)煙霧形成的起 始反應(yīng)。 B. 碳?xì)浠衔?、HO、O 等自由基和O3氧化，導(dǎo) 致醛、酮醇、酸等產(chǎn)物以及重要的中間產(chǎn)物 RO

17、2、HO2、 RCO等自由基生成。 C. 過(guò)氧自由基引起NO向NO2轉(zhuǎn)化，并導(dǎo)致O3和 PAN等生成。,4.光化學(xué)煙霧的控制對(duì)策 （1）控制反應(yīng)活性高的有機(jī)物排放 （2）控制臭氧的濃度,六、硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染 1.主要的硫氧化物 由污染源直接排放到大氣中的主要硫氧化物是二氧化硫。 2.SO2的來(lái)源 天然來(lái)源：主要是火山噴發(fā) 人為來(lái)源：含硫礦物燃料的燃燒過(guò)程,3.硫酸煙霧型污染 硫酸煙霧也稱為倫敦?zé)熿F，主要是由于燃煤而排放出來(lái)的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒所造成的大氣污染物 多發(fā)生在冬季，氣溫較低、濕度較高和日光較弱的氣象條件下 硫酸型煙霧從化學(xué)上看屬于還原性物質(zhì)

18、，故稱此煙霧為還原煙霧；光化學(xué)煙霧是高濃度氧化劑的混合物，也稱氧化煙霧。兩種煙霧的區(qū)別見下表：,七.酸性降水 酸沉降可分為干沉降和濕沉降 干沉降：大氣中的酸性物質(zhì)在氣流的作用下直接遷移到地面的過(guò)程。 濕沉降：大氣中的酸性物質(zhì)通過(guò)降水，如雨、雪、冰雹等的作用下遷移到地面的過(guò)程，也稱酸性降水。最常見的就是酸雨。 酸沉降 ：是指大氣中的酸性物質(zhì)通過(guò)干、濕沉降兩種途徑遷移到地表的過(guò)程。,酸雨的危害 1）湖泊酸化，影響水生生物及其生態(tài)系統(tǒng)。 2）使流域土壤和水體底泥中的金屬被溶解進(jìn) 入水體而毒害魚類。 3）抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，以 及淋洗掉與土壤結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng) 元素，使土壤貧瘠。 4

19、）傷害新生芽葉，干擾光合作用，影響植物 生長(zhǎng)發(fā)育。 5）腐蝕建筑材料、金屬、油漆和名勝古跡等,1.降水的pH 如果只把CO2作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)CO2的全球大氣濃度330mL/m3與純水的平衡： CO2（g）+H2O CO2 H2O CO2 H2O H+HCO3- HCO3- H+CO3 2- 式中： KHCO2 水合平衡常數(shù)，即亨利系數(shù)； K1，K2分別為二元酸CO2 H2O的一級(jí)和二級(jí)電離常數(shù)。,KH,K1,K2,2.降水pH的背景值 由于世界各地區(qū)自然條件不同，會(huì)造成 各地降水的pH值不同，見下表：,近年來(lái)科學(xué)家質(zhì)疑： 降水的背景值存在著地質(zhì)、氣象、水文等自然條件的差異 pH

20、值在5.0-5.6之間都為正常 真正意義上的“酸雨”是指酸性強(qiáng)于正常雨水的降水。 把5.0作為酸雨pH的界線更符合實(shí)際情況。,3.降水的化學(xué)組成 （1）降水的組成 大氣中固定氣體成分：O2 、N2、CO2、H2及惰性氣體。 無(wú)機(jī)物：土壤衍生礦物離子（Al3+、Ca2+、 Mg2+、Fe3+、Mn2+和硅酸鹽等）；海洋鹽類離子（Na+、Cl-、Br -、SO42-、HCO3及少量的K+ 、Mg2+、Ca2+、I-和PO43-）；氣體轉(zhuǎn)化物（SO42-、NO3-、NH4+ 、 Cl- 、H+）；人為排放源（As、Cd、Cr、Co、 Cu、Pb、Mn、Mo、Ni、V、Zn、Ag、Sn和 Hg等的化合

21、物）。,有機(jī)物：有機(jī)酸、醛類、烷烴、烯烴和芳烴。 光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物：H2O2、O3、PAN等。 不溶物：雨水中的不溶物來(lái)自土壤粒子和染料燃燒排放塵粒中的不能溶于雨水部分。,4.酸雨的形成機(jī)理 從化學(xué)角度看，大氣中的酸性物質(zhì)增加或堿性物質(zhì)減少，或兩者同時(shí)發(fā)生都將導(dǎo)致降水酸化。 主要過(guò)程包括：成雨和沖刷 表現(xiàn)： 1）成雨過(guò)程中，SO2和NOx的氧化產(chǎn)物在云層內(nèi)與雨滴作用形成酸性雨，或者在雨滴形成的同時(shí)被直接吸收形成酸性雨 2）水蒸氣也可冷凝在含有硫酸鹽和硝酸鹽等氣溶膠上,3）氣溶膠離子和細(xì)小的水滴可能在云霧形成過(guò)程中互相碰撞合并，同時(shí)與水滴結(jié)合。,顆粒物、硫酸、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽氯化物、金屬粉塵,

22、SO2、NO2、HCl、HNO3、NH3、HCHO等氣態(tài)物質(zhì),水蒸氣,云,雨,成核,成雨,吸收,吸收,地表,5.酸雨的化學(xué)組成 酸雨中含有多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，其中絕大部分是硫酸和硝酸。 SO2 和NOx 是形成酸雨的主要起始物。,（5）影響酸雨形成的因素 酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件 大氣中氨的存在 降水酸度主要是SO42-、 Ca2+和NH4+的相互關(guān)系決定。氨是大氣中唯一的氣態(tài)堿性物質(zhì)，由于水溶性較好，能與雨水中的酸性物質(zhì)起中和作用而降低酸度。,（5）影響酸雨形成的因素 顆粒物酸度及其緩沖能力 顆粒物對(duì)酸雨的形成有兩方面的作用：一是所含的金屬催化SO2氧化成酸；二是堿性顆粒物對(duì)酸起中和作用

23、。 天氣形勢(shì)的影響 氣象和地形是否有利于污染物的排放,九、溫室氣體和溫室效應(yīng) 1.溫室效應(yīng) 自上個(gè)冰期以來(lái)，地球溫度上升1.55，海平面上升0.51.5m； 近300年，CO2由260ppm上升到350ppm，近年以每年1ppm的速度上升； CH4由0.7ppm上升到1.7ppm，近年以每年0.02ppm的速度上升； 海洋吸收CO2的速度遠(yuǎn)小于CO2被排放速度。,1.溫室效應(yīng) 定義：大氣中的CO2等溫室氣體吸收了地面輻射出來(lái)的紅外光，把能量截留在大氣之中，從而使大氣溫度升高的現(xiàn)象。 氣溫變暖在全球不同地域有明顯的差異,2.溫室氣體（紅外吸收氣體） 定義：能引起溫室效應(yīng)的氣體稱為溫室氣體。 主要

24、的溫室氣體 CO2、CH4、CFCs、N2O 、CO、對(duì)流層O3 、H2O,十、臭氧層的形成與耗損 1.臭氧層特點(diǎn) 臭氧層存在于平流層中，主要分布在距地面10-50km范圍內(nèi)，濃度峰值在20-25km處。 致冷劑、噴霧劑等惰性物質(zhì)會(huì)破壞臭氧層。 臭氧層能夠吸收99以上來(lái)自太陽(yáng)的紫外輻射。,臭氧空洞,南極上空，美國(guó)大陸大?。ㄓ?guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)） 北極上空，格陵蘭島大?。▏?guó)際北極探險(xiǎn)隊(duì)發(fā)現(xiàn)） 青藏高原上空，季節(jié)性空洞（中國(guó)氣象學(xué)家發(fā)現(xiàn)）,臭氧層破壞的危害,1、對(duì)人體健康的影響：破壞DNA，皮膚病，白內(nèi)障等,2、對(duì)陸生植物的影響：產(chǎn)量和質(zhì)量下降，間接影響,3、對(duì)材料的影響：加速老化,4、對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的

25、影響：降低生產(chǎn)力，影響幼體,2.臭氧層形成與耗損的化學(xué)反應(yīng) （1）臭氧的形成過(guò)程： O2+h 2O (243nm) 2O+2O2+M 2O3+M 總反應(yīng)為： 3O2+h 2O3,（2）臭氧的消耗過(guò)程： O3 +h O2+O 或 O3 +O 2O2,（3）導(dǎo)致臭氧層破壞的催化反應(yīng)過(guò)程： Y+O3 YO+O2 YO+O Y+O2 總反應(yīng)： O3 +O 2O2 Y活性物種或催化活性物種，包括NOx（NO、NO2）、HOx （ H、HO、HO2）、ClOx（Cl、ClO ）。,3.主要污染物來(lái)源及其對(duì)臭氧層的破壞機(jī)理 平流層中NO、NO2的主要來(lái)源 天然來(lái)源： N2O+O2 2NO NO+O3 NO2

26、+O2 人為來(lái)源：超音速飛機(jī)排放NO NOx破壞臭氧層的機(jī)理： NO+O3 NO2+O2 NO2+O NO+O2 總反應(yīng) O3 +O 2O2,平流層中HOx的主要來(lái)源： H2O+O 2HO CH4+O CH3+HO H2+O H+HO HO對(duì)臭氧層的破壞機(jī)理為： HO+O3 HO2+O2 HO2+O HO+O2 總反應(yīng) O3 +O 2O2,平流層中ClOx的來(lái)源 天然來(lái)源是海洋生物產(chǎn)生的CH3Cl： CH3Cl+h CH3+Cl 人為來(lái)源是致冷劑，如F-11（CFCl3）和 F-12（CF2Cl2） 等氟氯烴： （=175220nm） CFCl3+ h CFCl2+Cl CF2Cl2 + h

27、CF2Cl+Cl,ClO 對(duì)臭氧層的破壞機(jī)理為： Cl +O3 ClO +O2 ClO +O Cl +O2 總反應(yīng) Cl +O 2O2,八、大氣顆粒物 1.大氣顆粒物及來(lái)源、分類 定義：由各種固體或液體微粒均勻地分散在空氣中形成的一個(gè)龐大的分散體系，稱為氣溶膠體系。氣溶膠體系中分散的各種粒子稱為大氣顆粒物。 作用：參與大氣降水；作為污染物的載體或反 應(yīng)床。 來(lái)源： 天然來(lái)源 揚(yáng)塵、浪沫、火山迸出物、花粉等。 人為來(lái)源 煤煙、飛灰、SO2轉(zhuǎn)化成的硫酸鹽 粒子等。,固體顆粒物,液體顆粒物,顆粒物（氣溶膠）,大氣顆粒物（ particulate matter ）：是許多大氣污染物的載體和反應(yīng)床。屬于

28、污染物之列。,大氣顆粒物分類,粉塵（微塵、Dust） 顆粒直徑：1 100 m； 物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：機(jī)械粉碎的固體微粒，風(fēng)吹揚(yáng)塵，風(fēng)沙。 煙（煙氣，F(xiàn)ume） 顆粒直徑：0.01 1 m； 物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：由升華、蒸餾、熔融及化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生 的蒸氣凝結(jié)而成的固體顆粒。,大氣顆粒物分類,灰（Ash） 顆粒直徑：1 200 m； 物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象： 燃燒過(guò)程中產(chǎn)生微粒，如煤、木材燃 燒時(shí)產(chǎn)生硅酸鹽顆粒，粉煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的飛灰等。 霧（Fog） 顆粒直徑：2 200 m； 物態(tài)：液體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象： 水蒸氣冷凝生成的顆粒小水滴或冰晶, 水平視程小于1km。,大

29、氣顆粒物分類,靄（Mist） 顆粒直徑：大于10 m； 物態(tài)：液體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：與霧相似，氣象上規(guī)定稱輕霧，水平 視程在1 2km之內(nèi)，使大氣呈灰色。 霾（Haze） 顆粒直徑： 0.1 m； 物態(tài)：固體； 生成機(jī)制、現(xiàn)象：塵或鹽粒懸浮于大氣中形成，使大氣 混濁呈淺藍(lán)色或微黃色，水平視程小于2km。,大氣顆粒物分類,煙塵（熏煙，Smoke） 0.01 5 m；固體與液體；含碳物質(zhì)。 煙霧（Smog） 0.001 2 m；固體；粒徑在2m以下，現(xiàn)泛指各種妨礙視程（能見度低于2km）的大氣污染現(xiàn)象。 光化學(xué)煙霧產(chǎn)生的顆粒物，粒徑常小于0.5m使大氣呈淡褐色。,（1）顆粒物的粒徑分布： 大氣顆粒物按其粒徑大小可分為如下幾類： 總懸浮顆粒物(TSP)標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集的顆