江苏省响水中学高考化学 知识与环境保护 第3讲 光化学烟雾教案 (2).doc

第3讲 光化学烟雾光化学烟雾最早是在洛杉矶发现的，从1940年开始，洛杉矶每年夏季到早秋，只要是天气晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫蓝天的浅蓝色烟雾，使整座城市浑浊不清。这种烟雾会使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，情况变得更加严重，演变成了我们熟知的洛杉矶光化学烟雾事件，最终导致800多人丧生。1950年以后，光化学烟雾污染事件在美国其他城市和世界各地相继出现，如日本、加拿大、德意志联邦共和国、澳大利亚、荷兰等国的一些大城市都发生过。光化学烟雾到底是什么，为什么让这么多人关注并恐慌呢？它是怎么形成的，跟雾霾有关系吗？一、什么是光化学烟雾?汽车，工厂等排放的大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在紫外线照射下发生光化学反应生成二次污染物，这些一次污染物和二次污染物混合所形成的烟雾污染现象就是光化学烟雾。光化学烟雾可随气流漂移数百公里，使远离城市的农作物也受到损害。光化学烟雾对大气的污染造成很多不良影响，对动植物有影响，甚至对建筑材料也有影响，并且大大降低的能见度影响出行。二、光化学烟雾是怎么产生的？汽车的排放不只是pm 2.5，其有害物体是多样的，如：气体名称简称对人及社会危害一氧化碳co破坏人体血红蛋白、头疼、昏迷、死亡；碳氢化合物hc致癌，对植物也有污染；氮氧化合物nox毒性比co更大，还可造成酸雨；二氧化硫so2颗粒物、酸雨；二氧化碳co2温室效应，地球暖化；颗粒物pm特别是pm微浮悬颗粒物，对人体众多危害；生成化合物voc有甲烷、甲醇、丁二烯、活性化合物，在光学作用下，产生臭氧o3等毒气。据分析，汽车排放有毒气体，多是直接造成对社会和人的损害，但也有一些物质在较长停留时，会互相产生种种化学反应，造成次生的灾害，最严重的是属于光化学烟雾。光化学烟雾主要由hc和nox化合物，在阳光紫外线的照射下，促使形成活性化合物，生成二氧化氮no2和臭氧o3、甲醛、丙烯等有毒气体，这些化合物在一定时间停留在空间，与某些气候、地理要素结合，产生了光化学烟雾和酸雨。光化学烟雾对人的呼吸道危害很大，容易产生肺气肿，血液循环能力机能减低，免疫力下降，还对眼睛产生毒害，而酸雨主要是当hp值大于5.6的雨雪成分，形成硫酸、硝酸有害微细物，而往往是受害地域很广大，使湖泊、河流、森林酸化、粮食减产，对经济造成重大损害。光化学烟雾的形成往往需要比较复杂的条件。除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外，还收太阳辐射强度，气象以及地理等条件的影响。一般来说，光化学烟雾的形成有三个必不可少的条件：首先，产生光化学烟雾的大气必须稳定，整个大气没有强烈的对流，也没有风的扰动，不利于污染物的扩散；其次，大气中必须具有相对高浓度的氮氧化物和碳氢化合物；第三，必须有足够的光照和紫外线。在光化学烟雾形成的过程中，空气中臭氧的含量会逐渐增多，之前兰州西固和广州以及北京的光化学烟雾，都检出了相对高浓度的臭氧。在我国的空气质量标准中也规定了对臭氧的监测，这实际上就是为了监测光化学烟雾的状况。三、光化学烟雾和雾霾有什么关系？雾霾，顾名思义是雾和霾。但是雾和霾的区别很大。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。霾就是灰霾（烟霞）。雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。多出现于秋冬季节（这也是2013年1月份全国大面积雾霾天气的原因之一），是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。雾的存在会降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结（或凝华）物的天气现象称为雾（fog）。霾（mi），也称灰霾（烟雾） 空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。将目标物的水平能见度在100010000米的这种现象称为轻雾或霭（mist）。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和)。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色和灰色。雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是pm2.5（空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。从物质形态看，光化学烟雾主要为气态污染物，而雾霾则是大气颗粒物，两者之间没有什么关系。但是，光化学烟雾最终生成大量的臭氧，增加了大气的氧化性，这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮等被氧化并逐渐凝结成颗粒物，从而增加了pm2.5的浓度。也就是说，光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。目前我国的空气污染是多种污染物叠加反应生成的，属于复合型污染，雾霾和光化学烟雾是主要的两种。复合型污染比单一的污染更加复杂，治理起来也更加麻烦。在这种复合污染条件下，各种污染物对人体健康联合作用的影响还有待研究。或许，污染物之间是协同作用，也就是说几种污染物结合会对人体产生更大的影响；但也存在一种可能，污染物之间的作用是相互拮抗的，也就是所谓“以毒攻毒”。当然，不管是哪一样，我们只有尽自己所能保护环境，减少污染排放，才可能将环境污染的风险降到最低。从历史上看，早在1873年12月英国伦敦连续发生多起浓烟覆盖的日子，空气寂寞不动，造成268人意外死亡。1952年12月伦敦又发生连续4天浓雾和酸雾，死亡人数比同期增多了4000人，45岁以中老年人死亡最多，为平时3倍，1岁以下婴儿比平时死亡多2倍，众多百姓患支气管炎、冠心病、心力衰竭、肺气肿等症病，在浓雾后两个月，又陆续死亡8000人，当时人们对伦敦描述为“世界末日”的“雾都”。美国落杉矶从1943年起多次发生过光化学烟雾事件，最严重的是1955年，造成65岁以上老人死亡400多人，数以万计的人倍受红眼、喉痛、脑闷等病状折磨，与此同时森林、草木、农作物也大面积受害；东京在1970年发生过光化学烟雾事件，正在上课的东京女高中学生有40人当场晕倒，全城受害6000多人为此，我们在受到pm2.5天气灾害日子里，也希望对光化学烟雾的机理，危害及护理作研究及预先防化措施。四、怎样防治光化学烟雾？1控制污染源，减少氮氧化物和碳氢化合物污染源的排放预防光化学烟雾主要是控制污染源，减少氮氧化物和碳氢化合物的排放。no的主要来源是燃煤，近70来自于煤炭的直接燃烧，可见固定源是no排放的重要来源。因此控制固定源的排放尤为重要。为此应采取以下措施：（1）改善能源结构。推广使用天然气和二次能源，如煤气、液化石油气、电等，加强对太阳能、风能、地热等清洁能源的利用。（2）区域集中供热发展区域集中供暖供热，设立规模较大的热电厂和供热站，取缔市区矮小烟囱。（3）推广燃煤电厂烟气脱n技术。如选择性催化还原法（scr）、非选择性催化还原法（sncr）和吸收法。选择性催化还原法是以金属铂的氧化物作为催化剂，以氨、硫化氢和一氧化碳等作为还原剂，选择最佳脱硝反应温度，将烟气中的氮氧化物还原为n2。非选择性催化还原法与选择性催化还原法不同的是非选择性控制一定的反应温度，在将烟气中的氮氧化物还原为n2的同时，一定量的还原剂还与烟气中的过剩氧发生反应。吸收法是利用特定的吸收剂吸收烟气中的no 。根据所使用的吸收剂，可分为碱吸收法，溶融盐吸收法和稀硝酸吸收法。 字2减少机动车尾气的排放no和碳氢化合物的另一个重要来源是机动车尾气的排放。当燃料在发动机汽缸里进行燃烧时，由于内燃机所用的燃料中含有碳、氢、氧之外的杂质，使得内燃机的燃烧不完全，排放的尾气中含有一定量的co、碳氢化合物、no、微粒物质和臭气（甲醛、丙烯醛等）。碳氢化合物成分复杂，含有强致癌物质。因此控制机动车尾气排放对于预防光化学烟雾有很大的积极作用。3.利用化学抑制剂使用化学抑制剂目的是消除自由基，以抑制链式反应的进行，从而控制光化学烟雾的形成。人们发现二乙基羟胺，苯胺，二苯胺，酚等对氢氧自由基有不同