改善大气质量

第一节改善大气质量

学习目标：1.了解大气污染的危害。2.掌握大气中的主要污染物。(重点)3.

以酸雨的形成、臭氧层的破坏以及温室效应的产生，掌握改善大气质量的途径。(难点)4.了解室内的一些主要污染物。

[自主预习·探新知]

一、大气污染的危害

1．大气污染物的组成及危害

(1)清洁空气的组成为N2、O2、稀有气体、CO2、少量水蒸气和其他微量杂质。

(2)主要的大气污染物及其危害

大气污染物主要成分危害

可吸入颗粒物大气中液体、固体状颗粒

物，又称飘尘

加重呼吸道疾病，其他有害

气体转化的催化剂

S的氧化物SO2、SO3酸雨

N的氧化物NO、NO2光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层

C的氧化物CO 降低血液的输氧能力

碳氢化合物CH4、C2H6等温室效应、光化学烟雾

氟氯代烃CF3Cl(氟利昂)等温室效应，破坏臭氧层

2.

(1)概念：pH小于5.6的降水。

(2)成因：人为排放的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而成。

(3)

我国的酸雨主要以硫酸型酸雨为主，这是由我国以煤炭为主的能源结构造成的。

3．臭氧层受损

(1)臭氧层及其作用

(2)破坏臭氧层的物质 人类活动排入大气的某些化学物质如氟氯代烷和含溴的卤代烷烃、CCl 4、CH 4、喷气式飞机在高空飞行排出的氮氧化物如N 2O 、NO 以及大气中的核爆炸产物等，都能使臭氧层受到破坏。

(3)氟氯代烷破坏臭氧层的原理

氟氯代烷在紫外线的照射下分解出氯原子，参与破坏臭氧层的反应：

Cl ＋O 3―→ClO ＋O 2，O 3――→紫外线O 2＋O ，ClO ＋O ―→Cl ＋O 2

总反应：2O 3―→3O 2 反应结果是O 3变成了O 2，Cl 在其中起了催化作用。

4．温室效应与全球气候变暖

(1)温室气体主要有CO 2、CH 4、N 2O 、氟氯代烷，其中影响最大的是CO 2。

(2)危害与防治措施

二、改善大气质量

1．减少煤等化石燃料燃烧产生的污染

(1)化石燃料污染的成因

煤中除了含有碳元素外还含有H 、O 、N 、S 等元素，燃烧时会产生大量的

CO 、NO 、NO 2、SO 2等对大气造成污染的气体。

(2)减少污染的措施

①改善燃煤的质量

如推行煤炭的洗选加工，降低煤的含硫量和含灰量，限制高硫分、高灰分煤炭的开采等。

②改进燃烧装置和燃烧技术、改进排烟设备等

如调节燃烧时的空燃比、采用新型煤粉燃烧器，向煤中加入适量石灰石可大大减少SO 2的含量，其反应的化学方程式为2CaCO 3＋O 2＋2SO 2===2CaSO 4＋2CO 2。

③发展洁净煤技术，开展煤的综合利用

煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径，水煤气的制取的化学

方程式为C(s)＋H 2O(g)=====高温CO(g)＋H 2(g)。 ④调整和优化能源结构，加快利用太阳能、风能、地热能、核能和氢能等新能源。

2．减少汽车等机动车尾气污染

(1)汽车尾气的组成

汽车尾气主要含有CO 、NO 、NO 2、碳氢化合物等污染物，若使用含铅汽油，则还有含铅的化合物。

(2)减少尾气污染的措施

①推广使用无铅汽油

含铅汽油是指加入抗爆震剂四乙基铅的汽油，现在广泛采用的无铅汽油抗爆震剂是甲基叔丁基醚等。

②在汽车尾气系统中装置催化转化器

通常采用铂等贵重金属作催化剂，发生的反应如下。

前半部：2CO ＋2NO =====催化剂2CO 2＋N 2，后半部：2CO ＋O 2=====催化剂2CO 2，C 7H 16

＋11O 2=====催化剂7CO 2＋8H 2O ，故使用催化转化器可有效降低尾气中CO 、NO 、NO 2和碳氢化合物的含量。

(3)使用新燃料或动力

如以液化石油气为燃料，以锂离子电池为汽车提供动力。

3．减少室内空气污染

(1)家用燃料燃烧、烹调和吸烟等产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2和尼古丁等污染物。

(2)各种建筑装饰材料带来各种挥发性有机物如甲醛、苯、甲苯、二甲苯以及放射性元素氡(Rn)等污染物。

[基础自测]

1．判断对错

(1)CO2过多会造成温室效应，属于大气污染物()

(2)减少机动车尾气排放是改善大气质量的重要措施()

(3)焚烧废弃塑料会产生有害气体，对大气造成污染()

2．某环境监测站每隔一段时间抽取雨水试样，测定其pH，记录数据如下：测定时间/min 0 1 2 3 4 5

pH 4.9 4.7 4.5 4.4 4.4 4.4

A．雨水的酸性持续减小B．雨水的酸性一段时间后趋于稳定

C．酸雨对农作物的生长会产生一定的影响

D．工业废气中的硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要因素

3．在下列情况中可能引起大气污染的是()

①煤的燃烧②工业废气任意排放③燃放鞭炮

④飞机、汽车尾气的排放

A．只有①②B．只有②④

C．只有①②③D．①②③④

[合作探究·攻重难]

酸雨的成因、危害及防治

我国农业因遭受酸雨而造成的损失每年高达15亿多元，为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH所得数据如下：

测试时间/h 0 1 2 3 4

雨水的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.54

[思考交流]

1．显酸性pH ＜7的雨水都是酸雨吗？

2．在瑞典用CaCO 3粉末处理受酸雨影响的湖泊，你知道其原理吗？

3．每隔一定时间测定一次pH ，发现逐渐变小的原因是什么？

1．酸雨的成因

正常雨水并不是中性水，而是偏酸性，原因是CO 2＋H 2O

H 2CO 3，H 2CO 3H ＋＋HCO －3。酸雨是指pH 小于5.6的降水，主要是由硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化而来：

SO 2＋H 2O H 2SO 3

2H 2SO 3＋O 2=====催化剂2H 2SO 4

3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO

2．酸雨的危害

酸雨给人类带来种种灾害，严重威胁着生态环境，例如：

(1)酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生生物死亡；

(2)酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠；

(3)长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；

(4)酸雨对人、畜的健康也有直接影响，酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加，饮用这种水会危害人、畜健康；

(5)酸雨会加速建筑物、桥梁、工业设备、石材类文物，以及电信电缆等的腐蚀。

3．酸雨的防治

首先，要从消除污染源着手，研究开发能替代化石燃料的新能源(如氢能、太阳能、核能等)，这既有利于合理利用化石燃料这一有限的资源，又能从根本上防止酸雨的产生。

其次，要利用物理、化学方法对含硫燃料预先进行脱硫处理，以降低二氧化硫的排放，对燃煤、工业生产中释放出的二氧化硫废气进行处理或回收利用。