工程化学优秀课件

100
N2、O2+、O+、
90
NO+、O2、e -
中间层顶
80
N2、O2、
70 中间层
O2+、NO+
60
50
平流层顶
40
30
平流层
N2、O2、O3
20 10 0
160 200 240
对流层顶
对流层
N2、O2、Ar CO2、H2O
280
320 温度 T/K
表2.4 干燥清洁空气的组成(体积分数)
气体类别 氮(N2) 氧(O2) 氩(Ar)
成因总反应
NOx CxHy O2
紫外光 逆温层
O3 PAN 醛等
85% 10%
危害
光化学烟雾
强氧化性、强刺激性，会引起红眼病等。
小高炉炼钢

土法炼锌
贵州威宁彝族回族苗族 自治县二塘镇
30岁的人60岁的肺 — 工人“重金属中毒”
工人所在的金属表带磨光 部有130多名工人，他们每 天都要接触二氧化硅、重金 属、三氯乙烯等可能导致职 业病的有害物质。
一名工人展示自己体检的胸片
《北京青年报》 2002年12月23日
土法生产砒霜
广西壮族自治区柳州金秀瑶族自治县的 七建乡和三角乡之间。
山窝里的冶炼厂修了一 条200多米的烟道直通 向山顶的烟囱。
天真的孩子还不知道自己身上这些会发 痛发痒的斑点意味着什么。
人民网，2002年12月15日04:15
2. 我国空气污染的主要特征
1. 大气污染
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三废：废气、废液和废渣 三致：致突变、致癌、致畸 环境污染物的来源：
Ø 工业：三废，量大、成分复杂、毒性强
Ø 农业：农药、化肥、农业废弃物等 Ø 交通运输：噪音、燃料燃烧的排放物等 Ø 生活：生活中的“三废” 等。
2. 大气圈的结构与组成
离地面高度 致，主要污染物为 颗粒物、SO2 等黄 色烟雾。12月10日 大雾散去，4000 人 死亡，其中大部分 是老人，感染支气 管炎和有关肺部疾 病的患者达数千人。
伦敦的警察举着火把让 自己看清别人，也让别 人看清自己。
洛杉矶烟雾 1952.12
原因是汽车排放的 废气造成的，主要 污染物是O3、PAN、 醛类、NOx 等蓝色 烟雾，死亡 400 人。 这类污染容易在夏 秋季、气温较高的 气象条件下形成。
Ø 氮氧化物：NO、NO2等 NOx是形成硝酸酸雨的主要气体，其毒性比CO高10倍左右。 Ø CO和CO2 人类排放量最大的污染物，主要来自于燃料的不完全燃烧。 其毒害是使血液失去输氧能力。
Ø 烃类CxHy(或简写为 HC) 主要来源有炼油厂排放气、油品的不完全燃烧。
光化学烟雾
引发反应
N2 O h v 3 9 n 2 mN O O
/%
78.09 20.95 0.93
气体类别 氦(He) 氪(Kr) 氢(H2)
/%
5.24×10-4 1.0×10-4 0.5×10-4
二氧化碳(CO2)
0.03
氙(Xe)
0.08×10-4
氖(Ne)
18×10-4
臭氧(O3)
0.01×10-4
3. 重要的大气污染事件
伦敦烟雾 1952.12.5~9
酸雨、全球气候变暖与臭氧层的破坏是当前困扰世界 的三大全球性大气污染问题。
1. 酸雨
酸雨又称酸沉降，它是 指 pH<5.6的天然降水 （湿沉降）和酸性气体 及颗粒物的沉降（干沉 降）。当前世界最严重 的三大酸雨区是西北欧、 北美和中国。我国酸雨 H2SO4/HNO3 ≈ 10/1， 而发达国家为 (1~2)/1。
工程化学
8.1 大气污染及其控制
近半个世纪以来，随着工业和交通运输的迅速发展， 向大气中大量排放烟尘、有害气体、金属氧化物等， 使某些物质的浓度超过它们的本底值并对人及动植 物产生有害的效应，这就是大气污染。 主要热点问题：
全球性的酸雨 温室效应 臭氧层的破坏 光化学烟雾
8.1.1 环境化学与重要大气污染事件
(1) 消除烟尘
(2) 二氧化硫的控制
石灰乳法：
2Ca(OH)2 + 2SO2
2CaSO3.
1 2
H2O
C3 .a 1 2 H S 2 O + S O 2 + O H 2 OCa 3 ) 2 + (1 2 H H 2 O S
2Ca(HSO3)2 + O2 + 2H2O 2CaSO4·2H2O + 2H2SO4
1. 环境化学与环境污染物
环境科学是以实现人和自然和谐为目的,研究以及调 整人与自然关系的科学。它是 20 世纪 70 年代初 由多学科交叉渗透而形成的综合性新学科。环境化 学既是环境科学的核心组成部分，也是化学学科的 一个新的重要分支。它是以化学物质在环境中出现 而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为 目标的一门新兴的交叉学科。它主要研究有害化学 物质在环境介质中存在的浓度、形态和危害等问题。
(3) 汽车废气治理 当前 Pt、Pd、Ru 催化剂 (CeO2 为助催化剂、耐高温陶瓷为载 体) 可使尾气中有害物质转化率超过 90%。
C+ O NO 1 2N 2+C2O C+ O C8H 18+13O 2 9C2+O 9H 2O
六环牌 HX-OEM-3C-I 型三元催化剂
8.1.3 全球性大气污染
主要特征：
(1) 固定源排放的废气比例较高、污染严重 (2) 燃煤大国，属煤烟型污染。 (3) 机动车污染日益严重。
主要原因： Ø煤为主要能源，废气一般虽经除尘但未脱硫 Ø民用煤比例过高 Ø燃煤设备热效率低 Ø发展中国家
3. 大气污染的控制和防治原理
主要技术措施： 改进产生污染源的生产工艺和设备 更换燃料或使用清洁能源 净化排出的废气
1999年度全国降水污染状况
酸雨的形成
(1)
SO2 + H2O = H2SO3
2H2SO3 + O2 = H2SO4
SO3 + H2O = H2SO4
(2)
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
酸雨对水体、森林和土壤都有重要影响，如使石灰岩溶 解，海岸线后退，树木枯死，造成的损失很大。1998年 我国划定“两控区”，要求严控酸雨和SO2排放。
8.1.2 大气的主要污染物及控制
1. 大气的主要污染物及危害
大气污染物一般分为两类： 一次(原生)污染物，即由污染物直接排入大气的； 二次(次生)污染物，是由一次污染物在大气中进行 热和光化学反应后的产物。后者往往危害性更大。
Ø 颗粒物： 大气颗粒物包括尘（飘尘、落尘）、烟、雾等。
Ø 硫氧化物：SO2、SO3 (SOx) 硫氧化物主要来自于燃煤，是形成硫酸酸雨的主要气体。