大气污染与化学
http://www.newdu.com 2024/11/27 12:11:18 普惠英才 佚名 参加讨论
摘要：人类活动产生的微量气体，如氮氧化物和氟氯烃等，对大气中臭氧的含量有很大的影响。引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，其中公认的原因之一是氟里昂的大量使用。总之，人类应高度注意珍惜爱护保护环境。 关键词：高中；化学；大气；污染；化学 大气圈包围在地球工作，它是由空气，少量水气粉尘和其他微量杂质组成的混合物。空气的主要成分按体积比是氮为78．09％，氧为20．95％，氩为O．93％，C02为0．03％。此外还有稀有气休氦、氖、氪、氙和甲烷、氮的氧化物，硫的氧化物、氨、臭氧共占O．1％。人类生活在大气圈中，依靠空气中的氧气而生存。氧气被吸进肺细胞后，穿过细胞壁与血液中的血红蛋白结合，因血液将氧输送到全身与身体中，营养成作用而释放出人体活动的必需的能量。 一、大气污染物 1．颗粒物 各种化学过程的结果，也可形成颗粒物 矿物燃料中的微量金属组分，在燃烧过程中可转化为金属氧化物留存于灰分中，其中细小的粒子，可随排气进入大气。还有种类繁多的含有机组分的气溶胶，其中一些因具有致癌或致畸而受到特别注意如多环芳烃，杂环化合物等。 2．含硫化合物 大气中的含硫化合物主要有H2S、802、S03硫酸酸雾及硫酸盐的气溶胶等。 (1)}t2S主要来源于自然源，如有机物的腐化及硫酸盐的微生物还原作用。进入大气中}t2S很快被氧化成802。H2S+02一S02+}t20 (2)802主要来自燃料的燃烧和冶金工业的烟气。$02在大气中可被氧化成S03。S02、S03及所生成的硫酸和硫酸盐，除本身的腐蚀性及毒素外，还可与环境中的其它污染物相互影响，产生更为严重的污染事件。 S02是具有窒息性臭味气体，对人类及其它生物均有危害性。802进入血液，能使坏酶的活动，损害人的肝脏。 3．含氮化合物 大气中重要的氮化物有N20、NO、。N02、NH3、N03‘、NOz和铵盐。 N20是无色的有毒气体，是自然界的微生物活动的产物，NO、N02是大气污染气体。 4．含碳化合物 大气中含碳化合物有CO和C02。 二、综合性大气污染现象 1．汽车尾气 汽车是近代重要的交通运输工具，随着汽车数量的激增，汽车尾气造成的环境污染也日益严重。汽车尾气中的有害成分主要有CO,NOx，S02,ttC,颗粒物和臭氧等。 CO是汽油燃烧不完全的产物，其数量占尾气成分的首位。化石燃料的不完全燃烧和高温下存在的2CO+02 2C02的平衡，使得CO存在于所有实际燃烧器的尾气之中。CO无色、无臭、无味，当被吸入人体后，极易与血红蛋白结合，其亲合力比02约大200～300倍，使血红蛋白失去携氧能力。CO浓度低时会使人慢性中毒，浓度高时则会导致窒息死亡。 氮的氧化物种类很多，但在大气中有危害作用的，主要是NO和N02，习惯上将这两种化合物以NOx表示，称为氮氧化物。NOx主要是在气缸点火的高温瞬间由空气中的氮与氧化合成的。。NOx对人体有危害，它进入人体后，开始是掣呼吸器官，然后逐渐侵入肺部，与细胞液中水分结合成亚硝酸和硝酸后产生强烈的刺激与腐蚀作用，引起肺水肿。N02的毒性高于NO，N02气体呈红棕色，有特殊刺激臭味。NOx既有害于人体健康，还会腐蚀建筑物，并能导致形成酸雨和光化学烟雾，被列为大气中的重要污染物。 大气中的烃类污染物的定义并不严格，它是指各种烃类及其衍生 物，品种极多，一般以HC表示(此处HC主要是指油箱及油器的逸散 和滴漏的燃料油和部分因燃烧不完全而生成的多种烃类衍生物成分极其复杂，其中有饱和烃、不饱和烃、芳香烃以及这些烃类的含氧衍生物 (如醛、酮等)，不仅成分种类多，且组成变化也大。烃类污染物对自 然办的危害，主要是破坏了生态系统的正常循环，还诱发产生光化学烟雾。 2．光化学烟雾 大气中的烃类和氮氧化物(NO。)在阳光作用下发生光化学瓜，衍生种种污染物，由这些物质赞成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。 (1)向大所中排放NO。和HC，NO。吸收阳光的能量后驱动HC发生反应。 (2)吸收的日光使NO。光解。 (3)NO。经光化学作用生成“氧化剂”，氧化剂指的03、O、过氧化物和激发态的02。 (4)由HC氧化生成多种产物，其中有烟雾和刺激眼睛的物质如醛类、酮类等。 (5)污染物消散。 3．酸雨 大气中的化学物质随降雨到达地面后会对地表的物质平衡产生各种影响。降雨的酸化程度通常用pH值表示，pH什就是氢离子浓度的负对数，即pII=-lg[H+]。 正常雨水偏酸性，pH值约为6～7，这是由于大气中的C02溶于雨中，形成部分电离的碳酸： C02(g)+I-120一 }t2C03一 H+*tC03。 雨水的微弱酸性可使土壤的养分溶解，供生物吸收，这是有利于人类环境的。酸雨通常是指pH小于5．6的降水，是大气污染现象之一。首先用酸雨这个名词的人是英国化学家史密斯。 酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的So。和NO。造成的。汽油和柴油都含硫化合物，燃烧时排放出S02，金属硫化物矿在冶炼过程也要释放出大量S02。这些S02通过气相或液相的氧化反应产生硫酸，其化学过程可表示为气相反应：2S02+02型 2803 S03+I-120==}{2804 - 液相相应：S02+H20 一 }t2S03- 2I 12S03+02一}：12804 大气中的烟尘、03等都是瓜的催化剂，03还是氧化剂。 燃烧过程产生的．NO和空气中的02化合为N02，N02遇水则生成硝酸和亚硝酸，其反应过程可表示为 2NO+02—2N02 2N02+H20一I-IN03+HN02 酸雨对环境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产(pH值小于4．8，鱼类就会消失)；腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹，也危害人类健康。因此酸雨会破坏生态平衡，造成很大的经济损失。此外，酸雨可随风飘移而降落到几千公里以外，导致大范围的公害。 4．温室效应加剧 燃料在燃烧过程一定会产生C0。和H：0，产生的C0。可溶解在雨水、江河、湖泊和海洋里，也可以被植物吸收进行光合作用等。产生的和去除的C0。之间达到平衡，使大气中C0。的浓度保持在一定范围内。C0。分子可以产生分子偶极矩发生改变的振动，故能吸收地面的长波辐射，对地球起着保温作用，这种现象被为“温室效应”。 温室效应的加剧导致全球变暖，会对气候、生态环境及人类健康等多方面带来影响。地球表面温度升高会使更多的冰雪融化，反射回宇宙的阳光减少，极地更加变明，海平面慢慢上升，降雨量也会发生变化。 这会使草原以及对水敏感的物种出现播种、开花、结果等生长周期变化，变暖的气候条件有利病菌、霉菌和有毒物质的生长，导致食物受污染或变质。因此，气候变暖将引起全球疾病的流行，严重威胁人类健康。 5．臭氧层空洞 在高层大气中(高度范围的约离地面15knt-一25km)，由氧吸收太阳紫外线辐射而生成可观量的臭氧(0。)。光子首先将氧分子分解成氧原子，氧原子与氧分子反应生成氧当0。的浓度在大所中达到最大值时，就形成厚度约20km的臭氧层。臭氧能吸收波长在220nm一330nm范围内的紫外光，从而防止这种高能紫外线对地球上生物的伤害。 人类活动产生的微量气体，如氮氧化物和氟氯烃等，对大气中臭氧的含量有很大的影响。引起臭氧层被破坏的原因有多种解释，其中公认的原因之一是氟里昂的大量使用。总之，人类应高度注意珍惜爱护保护环境。 (责任编辑：admin) |