环境化学第二章重点.ppt

第二章 大气环境化学 ? 参考书目 环境化学 戴树桂 主编 高等教育出版社 第一节 大气中污染物的迁移 一、大气的组成 氮（78.09%）、氧（20.95%）、氩 （0.9%）、CO2（0.03%）、稀有气体 （CH4、SO2、NH3、CO、O3）0.1%、水 （正常范围 1-3%） 大气固体悬浮物 来自：工业（生活）烟尘；火山喷 尘；海浪飘逸盐质。 10μm称降尘（数小时） 10μm称飘尘（数年） 对流层(troposphere) （0km-17km） 空气具有强烈的对流（垂直），集中 了大气中90.9%天气现象，污染物排放直接 进入对流层 平流层（stratosphere） 17-55km 气体状态稳定，垂直对流很小，大气 透明度高 中间层（mesosphere） 55-85Km 气温下降达-95℃，垂直运动剧烈， 发生光化学反应。 热层（thermsphere）500Km 空气密度很小，温度升高到1200℃， 电离层 1. 大气污染物 硫化物：H2S、SO2、SO3、H2SO4、 SO32-、SO42-、有机 硫化物等 来源：火山喷发：H2S、 SO2等 土壤厌氧微生物与植物释放： H2S、(SO2) 陆地上降雨：SO2 、SO42- 风吹起的海盐：SO42- 人为活动 含氮化合物 NO、NO2、N2O5、NH3、NO3-、 NO2-、NH4+ 来源：光化学反应、闪电、微生物固化、 火山爆发森林失火 人为污染：燃料燃烧、氮肥、炸药、 染料 含碳化合物： CO、CO2、CHx、含氧烃等 来源：海洋中生物作用、植物叶绿素的 分解、森林中CO2的放出,人为活 动：含碳燃料燃烧不完全（CO）、 CO2温室效应 含卤素化合物： 氟氯烃类 破坏臭氧层 ? 风和大气湍流的影响 风—使污染物向下风向扩散 湍流—使污染物向各风向扩散 浓度梯度—使污染物发生质量扩散 ? 天气形势和地理地势的影响 第二节 大气中污染物的转化 一、光化学反应基础 1．光化学反应过程 分子、原子、自由基或离子吸收光 子而发生的化学反应称 光化学反应，大气光化学 反应分为两个过程。 初级过程：化学物种吸收光量子形成 激发态物种，其基本步骤为： 分子接受光能后可能产生三种能量跃 迁：电子的（UV- vis），振动的(IR)，转 动的(NMR)，只有电子跃迁才能产生激发 态物种 。 激发态物种能发生如下反应： 辐射跃迁，通过辐射磷光或荧光失活 碰撞失活，为无辐射跃迁 以上两种是光物理过程 光离解，生成新物质 与其它分子反应生成新物种 这两种过程为光化学过程 次级过程 初级过程中反应物与生成物之间进一 步发生的反应，如大气中HCl的光化学反 应过程： （初级过程） （次级过程） 大气光化学反应的规律 光量子能量与化学键之间的关系 光量子能量 c—光速 2.9979×1010 cm/s，λ—光量子波长， h—普朗克常数，6.626×10-34J·S /光量子 若一个分子吸收一个光量子，1mol分子吸 收的总能量： （N0—6.022×1023） 若 λ= 400 nm， E = 299.1