环境地球化学中科院大气
• 中国的NO2排放,根据估计,以化石燃料燃烧、生物燃烧、化肥生产和土壤 排放的方式,在1988年达到0.059~0.132、0.02、0.011和0.15百万吨氮,在 2000年将可能达到0.089~0.2、0.035、0.011~0.13百万吨氮。
• 含氮有机化合物的燃烧主要是指化石燃料的燃烧,见下表。
一
次
反应性污染物:性质不稳定,在大气中常与某些 其它物质产生化学反应,或作为催化剂促进其它
污
污染物产生化学反应;
染
物
非反应性污染物:性质较为稳定,它不发生化学
反应,或反应速度很缓慢;
二次污染物
二次污染物是由一次污染物经各种反应生成的一系列新的污染物,常见的有: 臭氧、过氧化乙酰硝酸脂(PAN)、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶。 以及一些活性中间产物,如过氧化氢基(HO2)、氢氧基(OH)、过氧化氮基(NO3) 和氧原子等。
• 有关研究表明,在150年前的过去3000年中,大 气出大N现气O含了2含量每量达年一0到.2直3~10稳0.3p定%pb的在v,增28比长5p工趋pb业势v,革,直命19到前901期年50状的年况N前O的才2 数15字00高Tg出N 8(1%Tg。=1目01前2克的=全1球06吨大)气的N氮O库2相。当于一个
– 汽车发动机、炼铁炉、炼钢炉、炼焦炉、煤气发生炉以及 工厂烟囱、家用煤气炉等都是它们的污染源,吸烟会成为室 内CO和CO2的主要污染源。在环境中,作为大气污染物的一 氧化碳约有80%是由汽车排出的。汽油在汽车发动机中燃烧 时排出大量的一氧化碳。一次,在大城市交通路口汽车来往 频繁的地方,空气中的一氧化碳有时可达50ppm。我国北方, 由于冬季取暖使用火炉,在通风不良的居室中一氧化碳浓度 超标的造成的危害也值得重视。
高温
N2+O2====2NO • 一氧化氮在空气中可以进一步氧化生成二氧化氮。
二氧化氮是棕色气体,溶于水后生成硝酸(HNO3)和 一氧化氮(NO)。
2NO+O2===2N O2 3N O2+H 2O===2HN O3+NO
氮氧化物的危害
• 当空气中NO含量较高时,NO通过气管、肺进入 血液中和红血球反把血红朊变成正铁血红阮而有 血液毒害,同时也作用于中枢神经而产生麻痹作 用,引起痉挛、运动失调;
第一节 大气污染物与大气污染源
• 一、大气污染物
• 大气污染物的存在形式,可以分为颗粒物质和气态物质。 • 所谓颗粒物质是指大气中粒径不同的固体、液体和气溶胶体。
降尘 飘尘 烟 雾
颗粒类型 粒径
固体
>10微米
固体
<10微米
固体
<1微米
液体颗粒 在0.1-100微米
气溶胶体
<1微米
较短时间内沉降到地面 长期地飘浮在大气中 由燃烧过程产生的
• 无毒但它会危害生命,空气中CO2浓度高时能造成缺氧窒息,呼吸CO2含量高 的空气能刺激中枢并使呼吸加快。
• CO2是温室气体,空气中的CO2含量增加,还会引起空气温度上升。
3.氮氧化物(NOx)
• 大气中作为污染物的氮氧化物主要是一氧化氮 NO和二氧化氮NO2两种,它们一般通过含氮的 有机化合物燃烧时生成,也有的是由氮肥厂、 化工厂和黑色冶炼厂的三废排放引起的。
1.二氧化硫(SO2)
火山气体 煤和石油
燃烧
二氧化硫(SO2)
通过燃烧90%以上的硫被氧化成二氧化硫; 地球大气中二氧化硫中1/3是通过化石燃料燃烧排 放的
• 在金属矿石冶炼和硫酸制品等工业生产中也向大气排放二氧化硫。实际上, 一些有色金属矿石的冶炼中所产生的二氧化硫远远超过煤和石油。冶炼厂烟 气中二氧化硫一般在2.5-5%,高的可达7-13%。硫酸工业每生产一吨硫酸, 排放到大气中的二氧化硫可达20多公斤。
• NO2是赤褐色剧毒性的氧化剂,因为刺激性比较 弱,所以能侵入到肺脏深处及肺毛细管,数小时 能引起肺水肿而致死,或因持续性闭塞性支气管 炎而致死。此外,NO2还会毁坏棉花、尼龙等织 物;损害植物,使落叶增多,发生萎黄病。
空气中的固体和液体颗粒物质与空 气一起结合成的悬浮体
大气污染物
气态物质主要有含硫化合物、氮化合物、碳氢化合物、碳氧化合物、卤素化合 物等。这些气态物质对人类生产、生活以及对生物所产生的危害主要是因其化 学行为造成的。
一次污染物
主要包括碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧 化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和微粒物质;
一氧化碳(CO) 的危害
CO气体
对植物及有关的微生物均无害
能与血红素作用生成羧基血红素,血红素 与CO的结合能力比与氧的结合能力大200 -300倍,即使CO的浓度降低千分之一, CO的络合物仍优先形成。因此,使血液 携带氧的能力降低而引起缺氧,出现头痛、 晕眩,甚至死亡。
二氧化碳(CO2) 的危害
0.11~0.19 0.21左右 0.25左右
对人体健康的影响 慢性植物损伤,叶落过多 支气管炎及肺癌死亡率增多 学龄儿童呼吸系统疾病增多 老年人呼吸系统疾病增多
慢性肺癌加重 死亡增加,发病率急增
2.一氧化碳(CO)
环境中的碳氧化物都是由燃料燃烧产生的。在燃料燃 烧中,由于氧不充足就会生成一氧化碳;当氧充足时, 则生成
燃料
煤
家用
工业
原油
家用
工业
天然气 家用
工业
NOx散发量 4g/kg 10g/kg
5.45-32.7g/gal 32.3g/gal
1680kg/106m3 3100/106m3
• 在常温下单质氮(N2)与氧(O2)不会发生反应,当在 温度高达1100℃以上时才会进行反应。
大气地球化学环境污染与 防治
大气污染
大气污染是指大气中的污染物及二次污染物的浓度达 到有害程度的现象。向大气排放各种有毒、有害气体 和飘尘等污染物;中心排放物超过一定界限,则造成 对人类和其它生物的危害 由污染源直接排入大气的污染物是造成大气污染的主 要原因。二次污染物是指排入环境中的污染物在各种 因素作用下发生变化或与环境中的其他物质发生反应 所形成的新的污染物,又称继发性污染物。
S / 106t 80 60 40 20
0
S / 万吨 1600
1500 1400
0
1860年 1900年 1940年 1980年
全球SO2人为排放量增长趋势图
1980
1990 1991 年
我国SO2人为排放量增长趋势图
SO2 浓度对人体健康的影响
(SO2)/10-6 0.30左右 0.04左右 0.046左右