2.3 大气中污染物的迁移转化（课件）-《环境化学》同步教学（大连理工大学出版社）

模块二 大气环境化学 教学目标 1. 了解大气的组成与结构、大气中的主要污染物和大气运动的基本规律； 2. 掌握大气污染的含义、了解大气污染的类型及其危害； 3. 理解影响大气污染的因素； 4. 掌握污染物的迁移转化过程； 5. 认识光化学烟雾、硫酸型烟雾、酸雨、温室效应和臭氧层空洞等突出的环境问题； 6. 了解室内污染的基本知识。 模块二 大气环境化学 环境案例 1. 北美死湖事件 2. 库巴唐“死亡谷”事件 3. 印度博帕尔公害事件 4. 美国洛杉矶的光化学烟雾事件 5. 英国伦敦烟雾事件 6. 沙尘暴事件 7. PM2.5的争议 8. 首例家具污染室内环境案 2.3 大气中污染物的迁移转化 （一）光化学反应过程基础 （二）大气中重要自由基的来源 （三）氮氧化物在大气中转化 （四）碳氢化合物在大气中的转化 （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。 （1）初级过程 A + hv→A* （2）次级过程 2.3 大气中污染物的迁移转化 2. 大气光化学反应的规律 光化学第一定律 首先，当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂，即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。 其次，为使分子产生有效的光化学反应，光还必须被所作用的分子吸收，即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能产生光化学反应。 光化学第二定律 光被分子吸收的过程是单光子过程，光量子能量与化学键之间的关系： E= hv = hc/λ 2.3 大气中污染物的迁移转化 3. 污染大气中重要的光化学反应 2.3 大气中污染物的迁移转化 （1） O2、N2的光离解 氧分子的键能为493.8kJ/mol，λ<240nm 的紫外光可以引起氧的光解。 　　　　 λ<120nm N2键能较大，为939.4 kJ/mol，N2的光离解限于臭氧层以上。 2.3 大气中污染物的迁移转化 （2） O3的光离解 O3的光解反应： O3的离解能很低，键能为101.2kJ/mol，相对应的光吸收波长为1180nm，因此在紫外光和可见光范围内均有吸收，主要吸收来自波长小于290nm的紫外光。 2.3 大气中污染物的迁移转化 （3） NO2的光离解 据称是大气中唯一已知O3的人为来源。 2.3 大气中污染物的迁移转化 （4） 亚硝酸和硝酸的光解离 HNO2 的初级过程： 次级过程： HNO3的光解机理为： 若CO存在，可发生如下反应： 2.3 大气中污染物的迁移转化 （5）甲醛的光离解 H-CHO初级过程有： 次级过程有： 在对流层中，由于O2存在，可发生如下反应： 2.3 大气中污染物的迁移转化 （6）卤代烃的光离解 卤代甲烷在近紫外光照射下，其离解方式为： 其强弱顺序为CH3-F＞CH3-H＞CH3-Cl＞CH3-Br＞CH3-I 2.3 大气中污染物的迁移转化 （二）大气中重要自由基的来源 1. 大气中HO·和HO2·的来源 清洁大气 污染的大气， 由于其含有HNO2和H2O2 大气中HO2·主要来源于醛的光解 HO·的来源 2. R·、RO·、RO2·的来源 大气中R·的来源主要是甲基自由基，主要源于大气中乙醛和丙酮的光解： O·和HO·可以与大气中的烃类发生化学反应从而生成烷基自由基： 大气中的RO·主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解： 大气中的RO2·主要来源于大气中生成的烷基与大气中O2的结合： 2.3 大气中污染物的迁移转化 大气中的氮氧化物污染物主要是指一氧化氮和二氧化氮，一般用NOx表示。 NO 的转化： NO2 的转化 （三）氮氧化物在大气中转化 （四）碳氢化合物在大气中的转化 1. 烷烃的反应 2. 烯烃的反应 烯烃与羟基主要发生加成反应 （四）碳氢化合物在大气中的转化 $$