大氣污染與化學論文

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大氣污染與化學論文

　　摘要：人類活動產生的微量氣體，如氮氧化物和氟氯烴等，對大氣中臭氧的含量有很大的影響。引起臭氧層被破壞的原因有多種解釋，其中公認的原因之一是氟里昂的大量使用。總之，人類應高度注意珍惜愛護保護環境。

大氣污染與化學論文

　　關鍵詞：高中；化學；大氣；污染；化學

　　大氣圈包圍在地球工作，它是由空氣，少量水氣粉塵和其他微量雜質組成的混合物。空氣的主要成分按體積比是氮為78．09％，氧為20．95％，氬為O．93％，C02為0．03％。此外還有稀有氣休氦、氖、氪、氙和甲烷、氮的氧化物，硫的氧化物、氨、臭氧共占O．1％。人類生活在大氣圈中，依靠空氣中的氧氣而生存。氧氣被吸進肺細胞后，穿過細胞壁與血液中的血紅蛋白結合，因血液將氧輸送到全身與身體中，營養成作用而釋放出人體活動的必需的能量。

　　一、大氣污染物

　　1．顆粒物

　　各種化學過程的結果，也可形成顆粒物

　　礦物燃料中的微量金屬組分，在燃燒過程中可轉化為金屬氧化物留存于灰分中，其中細小的粒子，可隨排氣進入大氣。還有種類繁多的含有機組分的氣溶膠，其中一些因具有致癌或致畸而受到特別注意如多環芳烴，雜環化合物等。

　　2．含硫化合物

　　大氣中的含硫化合物主要有H2S、802、S03硫酸酸霧及硫酸鹽的氣溶膠等。

　　(1)}t2S主要來源于自然源，如有機物的腐化及硫酸鹽的微生物還原作用。進入大氣中}t2S很快被氧化成802。H2S+02一S02+}t20

　　(2)802主要來自燃料的燃燒和冶金工業的煙氣。$02在大氣中可被氧化成S03。S02、S03及所生成的硫酸和硫酸鹽，除本身的腐蝕性及毒素外，還可與環境中的其它污染物相互影響，產生更為嚴重的污染事件。

　　S02是具有窒息性臭味氣體，對人類及其它生物均有危害性。802進入血液，能使壞酶的活動，損害人的肝臟。

　　3．含氮化合物

　　大氣中重要的氮化物有N20、NO、。N02、NH3、N03‘、NOz和銨鹽。

　　N20是無色的有毒氣體，是自然界的微生物活動的產物，NO、N02是大氣污染氣體。

　　4．含碳化合物

　　大氣中含碳化合物有CO和C02。

　　二、綜合性大氣污染現象

　　1．汽車尾氣

　　汽車是近代重要的交通運輸工具，隨著汽車數量的激增，汽車尾氣造成的環境污染也日益嚴重。汽車尾氣中的有害成分主要有CO,NOx，S02,ttC,顆粒物和臭氧等。

　　CO是汽油燃燒不完全的產物，其數量占尾氣成分的首位。化石燃料的不完全燃燒和高溫下存在的2CO+022C02的平衡，使得CO存在于所有實際燃燒器的尾氣之中。CO無色、無臭、無味，當被吸入人體后，極易與血紅蛋白結合，其親合力比02約大200～300倍，使血紅蛋白失去攜氧能力。CO濃度低時會使人慢性中毒，濃度高時則會導致窒息死亡。

　　氮的氧化物種類很多，但在大氣中有危害作用的，主要是NO和N02，習慣上將這兩種化合物以NOx表示，稱為氮氧化物。NOx主要是在氣缸點火的高溫瞬間由空氣中的氮與氧化合成的。。NOx對人體有危害，它進入人體后，開始是掣呼吸器官，然后逐漸侵入肺部，與細胞液中水分結合成亞硝酸和硝酸后產生強烈的刺激與腐蝕作用，引起肺水腫。N02的毒性高于NO，N02氣體呈紅棕色，有特殊刺激臭味。NOx既有害于人體健康，還會腐蝕建筑物，并能導致形成酸雨和光化學煙霧，被列為大氣中的重要污染物。

　　大氣中的烴類污染物的定義并不嚴格，它是指各種烴類及其衍生

　　物，品種極多，一般以HC表示(此處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燒不完全而生成的多種烴類衍生物成分極其復雜，其中有飽和烴、不飽和烴、芳香烴以及這些烴類的含氧衍生物

　　(如醛、酮等)，不僅成分種類多，且組成變化也大。烴類污染物對自

　　然辦的危害，主要是破壞了生態系統的正常循環，還誘發產生光化學煙霧。

　　2．光化學煙霧

　　大氣中的烴類和氮氧化物(NO。)在陽光作用下發生光化學瓜，衍生種種污染物，由這些物質贊成的煙霧污染現象，稱為光化學煙霧。

　　(1)向大所中排放NO。和HC，NO。吸收陽光的能量后驅動HC發生反應。

　　(2)吸收的日光使NO。光解。

　　(3)NO。經光化學作用生成“氧化劑”，氧化劑指的03、O、過氧化物和激發態的02。 (4)由HC氧化生成多種產物，其中有煙霧和刺激眼睛的物質如醛類、酮類等。

　　(5)污染物消散。

　　3．酸雨

　　大氣中的化學物質隨降雨到達地面后會對地表的物質平衡產生各種影響。降雨的酸化程度通常用pH值表示，pH什就是氫離子濃度的負對數，即pII=-lg[H+]。

　　正常雨水偏酸性，pH值約為6～7，這是由于大氣中的C02溶于雨中，形成部分電離的碳酸：

　　C02(g)+I-120一}t2C03一H+*tC03。

　　雨水的微弱酸性可使土壤的養分溶解，供生物吸收，這是有利于人類環境的。酸雨通常是指pH小于5．6的降水，是大氣污染現象之一。首先用酸雨這個名詞的人是英國化學家史密斯。

　　酸雨的形成是一個復雜的大氣化學和大氣物理過程，主要是由廢氣中的So。和NO。造成的。汽油和柴油都含硫化合物，燃燒時排放出S02，金屬硫化物礦在冶煉過程也要釋放出大量S02。這些S02通過氣相或液相的氧化反應產生硫酸，其化學瓜過程可表示為氣相反應：2S02+02型2803

　　S03+I-120==}{2804-液相相應：S02+H20一}t2S03-2I12S03+02一}：12804

　　大氣中的煙塵、03等都是瓜的催化劑，03還是氧化劑。

　　燃燒過程產生的．NO和空氣中的02化合為N02，N02遇水則生成硝酸和亞硝酸，其反應過程可表示為

　　2NO+02—2N02

　　2N02+H20一I-IN03+HN02

　　酸雨對環境有多方面的危害：使水域和土壤酸化，損害農作物和林木生長，危害漁業生產(pH值小于4．8，魚類就會消失)；腐蝕建筑物、工廠設備和文化古跡，也危害人類健康。因此酸雨會破壞生態平衡，造成很大的經濟損失。此外，酸雨可隨風飄移而降落到幾千公里以外，導致大范圍的公害。

　　4．溫室效應加劇

　　燃料在燃燒過程一定會產生C0。和H：0，產生的C0。可溶解在雨水、江河、湖泊和海洋里，也可以被植物吸收進行光合作用等。產生的和去除的C0。之間達到平衡，使大氣中C0。的濃度保持在一定范圍內。C0。分子可以產生分子偶極矩發生改變的振動，故能吸收地面的長波輻射，對地球起著保溫作用，這種現象被為“溫室效應”。

　　溫室效應的加劇導致全球變暖，會對氣候、生態環境及人類健康等多方面帶來影響。地球表面溫度升高會使更多的冰雪融化，反射回宇宙的陽光減少，極地更加變明，海平面慢慢上升，降雨量也會發生變化。

　　這會使草原以及對水敏感的物種出現播種、開花、結果等生長周期變化，變暖的氣候條件有利病菌、霉菌和有毒物質的生長，導致食物受污染或變質。因此，氣候變暖將引起全球疾病的流行，嚴重威脅人類健康。

　　5．臭氧層空洞

　　．在高層大氣中(高度范圍的約離地面15knt-一25km)，由氧吸收太陽紫外線輻射而生成可觀量的臭氧(0。)。光子首先將氧分子分解成氧原子，氧原子與氧分子反應生成氧當0。的濃度在大所中達到最大值時，就形成厚度約20km的臭氧層。臭氧能吸收波長在220nm一330nm范圍內的紫外光，從而防止這種高能紫外線對地球上生物的傷害。

　　人類活動產生的微量氣體，如氮氧化物和氟氯烴等，對大氣中臭氧的含量有很大的影響。引起臭氧層被破壞的原因有多種解釋，其中公認的原因之一是氟里昂的大量使用。總之，人類應高度注意珍惜愛護保護環境。

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