光化学烟雾1

1环境化学第二章大气环境化学22-1大气结构与组成2-2大气污染和污染物2-3大气中污染物的迁移2-4大气环境中污染物的转化2-5大气污染与防治第2章大气环境化学3§2-5大气污染与防治一、光化学烟雾二、伦敦烟雾三、酸雨四、大气颗粒物五、温室效应1为什么O3等强氧化性的污染物会累积下来？2单双周限行对光化学污染的影响？3难道城市绿化与光化学污染的治理是背道而驰吗？4一、光化学烟雾（thermalconductivitydetector，TCD）教学目的：重点难点1.掌握光化学烟雾的日变化规律2.掌握光化学烟雾形成的简单机制3.掌握光化学烟雾的治理原则1.光化学烟雾形成的简单机制2.光化学烟雾的治理5主要内容：1.光化学烟雾现象2.光化学烟雾形成的简化机制3.光化学烟雾的控制对策6时间图.光化学烟雾日变化曲线(S.E.Manahan,1984)0:004:008:0012:0016:0020:000.50.40.30.20.10污染物浓度(mL/m3)非甲烷烃醛NO2NOO31.光化学烟雾现象1)光化学烟雾日变化曲线72）烟雾箱模拟曲线研究条件：反应气体（丙烯（HC）、NOx、空气）封闭的容器+模拟太阳光照射+80601201802403000.540.450.360.270.180.090t(min)cmL/m3丙烯乙醛PANNO2NOHCHOO3图.丙烯-Nox-空气体系中一次及二次污染物的浓度变化曲线(Pitts,1975)9无论是实测还是实验模拟均表明：a)NO向NO2的转化；b)NMHC的氧化消耗；c)O3及其它二次污染物的生成。这是光化学烟雾形成过程的基本化学特征10时间图.光化学烟雾日变化曲线(S.E.Manahan,1984)0:004:008:0012:0016:0020:000.50.40.30.20.10污染物浓度(mL/m3)非甲烷烃醛NO2NOO3110601201802403000.540.450.360.270.180.090t(min)cmL/m3丙烯乙醛PANNO2NOHCHOO3图.丙烯-Nox-空气体系中一次及二次污染物的浓度变化曲线(Pitts,1975)12引发反应：2NO2ONO3OM3OM2OOONO430nmhv2NO32kkλ自由基传递反应：2CO2RO2NOONO2RC(O)O2HOCHOR2NOONO2ROHO2NONO2HOCO2HO2RO2OhvRCHOO2H2RC(O)OOHORCHOO2H2ROOHORH22222终止反应：2NO2RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2RC(O)O3HNO2NOHO2、光化学烟雾形成的简单机制133、光化学烟雾的控制对策(ControlMethodofPhotochemicalSmog)1）控制反应活性高的有机物的排放；2）控制臭氧的浓度14大多数有机物与HO的反应速度常数大体上反映了碳氢化合物的反应活性。1）控制反应活性高的有机物的排放臭氧生成潜势指数反应活性顺序：有内双键的烯烃二烷基或三烷基芳烃和有外双键的烯烃乙烯单烷基芳烃C5以上烷烃C2-C515O32）控制臭氧的浓度NOXNMHCsNOX+醛类PAN酸类酮类……16利用EKMA曲线制定化学烟雾污染区域总量控制方案EKMA：经典动力学模拟方案（(EmpiricalKineticModelingApproach)）即：臭氧最大值的等值线图美国制定控制光化学烟雾污染对策的依据17VOC/NOx=15/1VOC/NOx=4/1VOC/NOx=8/1ABCA碳氢化合物包括丙烷、丁烷（含量1:3）和醛类BNO2初始体积分数为NO初始体积分数的25%C计算时考虑了日照强度的变化，从上午8点到下午5点，取北纬34D模拟过程中不断有新鲜污染物加入；E下午3点前稀释速率为3%，3点以后无稀释；FO3输送忽略。180102030405060708090100AnthropogenicNMHCemission(%)0102030405060708090100NOxemission(%)PeakO3forvariousNOxandNMHCemissionsinsouthernTaiwan(Changetal.,2004)1920总结光化学烟雾日变化曲线光化学烟雾形成的简化机制光化学烟雾的控制对策（高活性NMHC，降低O3浓度）21THEEND！THANKYOU！