2、项目二：洛杉矶烟

项目二 洛杉矶烟雾与伦敦烟雾 水净化3101第三组 目录 洛杉矶烟雾洛杉矶烟雾特征形成机理简化机制致灾因子氮氧化合物减灾策略分析 伦敦烟雾形成原因形成机理So2来源 性质 危害危害治理方法洛杉矶烟雾与伦敦烟雾的区别 洛杉矶烟雾 洛杉矶位于美国西南海岸 西面临海 三面环山 是个阳光明媚 气候温暖 风景宜人的地方 早期金矿 石油和运河的开发 加之得天独厚的地理位置 使它很快成为了一个商业 旅游业都很发达的港口城市 然而好景不长 从1943年开始 人们就发现这座城市一改以往的温柔 变得 疯狂 起来 每年从夏季至早秋 只要是晴朗的日子 城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾 使整座城市上空变得浑浊不清 洛杉矶烟雾的特征 1 烟雾弥漫 烟雾呈蓝色2 大气中氧化剂浓度增高3 大气能见度降低4 在大气层结稳定 阳光充足的特定条件下形成的 形成机理 1 污染空气中的NO2的光解是是光化学烟雾的起始反应 2 碳氢化合物被HO O等自由基和臭氧氧化 导致醛 酮 醇 酸等产物以及重要的中间产物RO2 HO2 RO23 过氧自由基引起的NO的向NO2的转化 并导致O3和PAN等的生成 洛杉矶烟雾形成的简化机制 引发反应 NO2 h NO OO O2 M O3 MNO O3 NO2 O2 自由基传递反应 RH HO o2 RO2 H2ORCHO HO o2 RC O O2 H2ORCHO h 2o2 RO2 HO2 COHO2 NO NO2 HORO2 NO o2 NO2 R CHO HO2RC O O2 NO o2 NO2 RO2 CO2 终止反应 HO NO2 HNO3RC O O2 NO2 RC O O2NO2RC O O2NO2 RC O O2 NO2 致灾因子 车尾和气和工业废气的氮氢化合物和碳氧化合物长期的逆温层太阳辐射人们的环境意识淡泊 氮氧化合物 氮氧化物指的是只由氮 氧两种元素组成的化合物 常见的氮氧化物有一氧化氮 NO 无色 二氧化氮 NO2 红棕色 笑气 N2O 五氧化二氮 N2O5 等 其中除五氧化二氮常态下呈固体外 其他氮氧化物常态下都呈气态 作为空气污染物的氮氧化物 NOx 常指NO和NO2 氮氧化物 NOX 种类很多 包括一氧化二氮 N2O 一氧化氮 NO 二氧化氮 NO2 三氧化二氮 N2O3 四氧化二氮 N2O4 和五氧化二氮 N2O5 等多种化合物 但主要是NO和NO2 它们是常见的大气污染物 来源 天然排放的NOX 主要来自土壤和海洋中有机物的分解 属于自然界的氮循环过程 人为活动排放的NO 大部分来自化石燃料的燃烧过程 如汽车 飞机 内燃机及工业窑炉的燃烧过程 也来自生产 使用硝酸的过程 如氮肥厂 有机中间体厂 有色及黑色金属冶炼厂等 性质 除五氧化二氮为固体外 其余均为气体 分子式NOx 其中四氧化二氮是二氧化氮二聚体 常与二氧化氮混合存在构成一种平衡态混合物 一氧化氮和二氧化氮的混合物 又称硝气 硝烟 相对密度 一氧化氮接近空气 一氧化二氮 二氧化氮比空气略重 熔点 五氧化二氮为30 其余均为零下 均微溶于水 水溶液呈不同程度酸性 一氧化氮 二氧化氮水中分解生成硝酸和氧化氮 一氧化二氮300 以上才有强氧化作用 其余有不同程度氧化性 特别是五氧化二氮 在 10 以上分解放出氧气和硝气 氮氧化物系非可燃性物质 但均能助燃 如一氧化二氮 N2O 二氧化氮和五氧化二氮遇高温或可燃性物质能引起爆炸 危害 1 对儿童来说 氮氧化物可能会造成肺部发育受损 2 一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因 3氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分 大气中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧 以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化 4一氧化氮尚可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症 洛杉矶烟雾危害 1 对人和动物的危害分析 主要伤害的是眼睛和黏膜受刺激 使眼睛发红 咽喉疼痛 呼吸憋闷 头昏头痛 1970年约75 以上的洛杉矶市民患上红眼病 危害示意图 2 对植物生长影响的危害分析 使植物丧失遗传能力和降低植物对病虫害的抵抗力 1943年以后远离洛杉矶城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死 柑橘减产 减灾策略分析 一 减少污染物的排放1减少汽车的数量 提倡公共交通2调整能源结构净化空气使用清洁能源在污染物排入大气前使用消烟除尘技术 二 利用化学抑制剂消除自由基 抑制链式反应的进行 从而抑制光化学烟雾的形成 目前 已用苯胺 苯酚 二苯胺 苯甲基等 化学试剂抑制剂 其中一二乙基羟胺效果最好 三 多植树造林 吸收消毒气体 净化空气 伦敦烟雾 1952年伦敦烟雾事件是1952年12月5日 9日发生在伦敦的一次严重大气污染事件 这次事件造成多达12000人因为空气污染而丧生 并推动了英国环境保护立法的进程 形成原因 两方面的原因 一是自然的原因 每到秋冬季节 北大西洋较暖的水流与大不列颠群岛区域较冷的水流汇合 同时从海上吹来大量暖空气与岛屿上空较冷的气团相遇 形成浓浓的海雾和陆雾 二是人为的原因 伦敦为英国工业革命的主要发源地之一 工厂众多 烟囱林立 加上城市人口密集 家家都使用传统的壁炉 于是 烟与雾交集混杂在一起 形成著名的伦敦雾 所以 伦敦雾是多种因素的产物 形成机理 直接原因是燃煤产生的二氧化硫和粉尘污染 间接原因是逆温层的作用 煤炭燃烧产生的二氧化碳 一氧化碳 二氧化硫 粉尘等气体与污染物在城市上空蓄积 引发了连续数日的大雾天气 so2的来源 1 火山爆发时会喷出该气体2 由于煤和石油通常都含有硫化合物 因此燃烧时会生成二氧化硫 性质 1 物理性质 密度和状态 2 551g L 气体 标准状况下 溶解度 9 4g mL 25度 色态 常温下为无色熔点 72 4度 200 75K 沸点 10度 263K 2 化学性质化学性质二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成S s O2 g SO2 g 硫化氢可以燃烧生成二氧化硫2H2S g 3O2 g 2H2O g 2SO2 g 加热硫铁矿 闪锌矿 硫化汞 可以生成二氧化硫4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g 2ZnS s 3O2 g 2ZnO s 2SO2 g HgS s O2 g Hg g SO2 g 危害 1 对大气可造成严重污染2 该品不自燃 有毒 具强刺激性3 易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸 硫酸 对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用 伦敦型烟雾指由煤烟引起大气污染的硫酸烟雾 烧煤过程中排放大量的煤尘和SO2 SO2经光化学氧化 液相氧化和颗粒表面反应 SO2被颗粒物吸附后再氧化 等作用 氧化为硫酸盐气溶胶 危害 1 煤烟型污染严重 影响经济社会可持续发展2 城市大气污染严重 影响人民群众的身体健康 由燃煤所产生的烟尘 二氧化硫与浓雾混合在一起笼罩地面 并有酸雾形成 长达四天之久 使市民发生胸闷 咳嗽 喉痛 呼吸困难等症状 3 酸雨污染日益突出 经济危害严重 治理方法 1 减少煤等含硫燃料的使用2 减少粉尘及SO2的排放3 对煤进行加工 改善燃煤技术 改善生产工艺4