大气环境化学化学模式课件

《大气环境化学化学模式课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章大气污染化学模式污染物在大气中的迁移、转化，主要是由该污染物在大气的排放、化学转化过程以及气象要素因素决定的。描述因化学转化引起污染物浓度随时间变化的数学表达式，称大气污染物的化学模式。大气污染化学模式的发展与大气污染化学本身的发展紧密相连。由于大气化学过程非常复杂，因此只有先了解大气化学过程的机理，才能了解化学动力学机理，最后才能完成大气化学模式。14.1光化学烟雾形成的化学动力学机理含有氮氧化物和烃类的大气，在阳光中紫外线照射下发生反应，所产生的产物及反应物的混合物称光化学烟雾。特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激眼睛，伤

2、害植物，降低能见度。光化学烟雾是碳氢化合物在氮氧化物和日光作用下缓慢燃烧氧化，并同时形成一定量臭氧的过程。光化学烟雾可简化为如下反应：RCHO+3NO+3O2→（R-1）CHO+3NO2+CO2+H2ONO2+O2→O3+NO第四章大气污染化学模式2光化学烟雾详细化学反应过程：1、NO2—NO—O2、O与无机粒子的反应3、NO2、N2O5、HNO3的化学过程4、OH与无机粒子的反应5、自由基形成反应6、烃类氧化反应7、醛类氧化反应8、NO氧化反应9、自由基消除反应10、其他第四章大气污染化学模式3最早提出的光化学烟雾形成的化学动力学机理包括7个反

3、应：NO2→NO+OO+O2→O3O3+NO→NO2+O2O+RH→R﹒+ProductsRH+O3→Products(includingR﹒)NO+R﹒→NO2+R’﹒NO2+R﹒→Products(includingPAN)是FriedlandertSeinfeldg于1969年提出的，反应的反应常数是可调的，以使计算结果与烟雾箱模拟实验数据相一致。随着对光化学烟雾形成机理认识的深入，相继提出多种不同类型的机理。主要有两类。第四章大气污染化学模式44.1.1特定化学机理60年代末、70年代初，随着对OH自由基在对流层大气化学中的重要性认识的深

4、入，可以做出大气中一些个别碳氢化合物和NOx在光照下的详细化学反应过程。详细列出反应的所有反应物、产物、中间产物及反应速率的反应机理。称为特定化学机理。最早的特定机理有：Niki等（1972）提出的包括60个化学反应的丙烯-NOx的光化学反应机理；Demerjian（1974）提出的包括丙烯、反丁烯、异丁烯、甲烷、丁烷与NOx在光照下约450个反应的化学机理。第四章大气污染化学模式5Leone和Seinfeld（1984）提出的甲苯-NOx和甲苯-苯甲醛-NOx光化学体系，包括102个化学反应；反应速率常数NO2→NO+O0.35～0.40min

5、-1O+O2→O32.6×10O+NO→NO22.7×10CH3CHO+O+hv→CH3O2+HO2+CO2.4×104CH3CHO+OH+O2→CH3CO3+H2O4.7×104第四章大气污染化学模式6其中有的反应产物很活跃，一旦形成能立即与其他反应物形成另一类产物，这样的反应可以合并起来表示。在Leone和Seinfeld提出的反应机理中，虽然只包括甲苯和甲醛两种有机物，还是有102个反应。由于大气中存在的有机物种类很多，要全部用特定机理来描述，并用于气体模式，模拟其变化状况，目前计算机容量和速度还不能满足要求。第四章大气污染化学模式74.1

6、.2归纳化学机理为了模拟计算，对化学反应只能归纳合并，减少反应个数。a、集总机理(LumpedMechanisms)集总机理是把结构或性质类似的有机物归成一类，用一个假想的化合物代表。如有人将烃类化合物分成三类：HC1k≤100ppm-1.min-1HC21000＜k≤5000ppm-1.min-1HC3k＞5000ppm-1.min-1第四章大气污染化学模式8b、碳键机理（CarbonBondMechanism)以分子中的碳键为反应单元，即把成键状态相同的碳原子当作一类看待．如：碳键类型　　　　　　　碳原子数饱和键PAR1乙烯ETH2烯双键OL

7、E2甲苯TOL7二甲苯XYL8甲醛FORM1其他醛ALD22异戊二烯ISOP5第四章大气污染化学模式94.2大气中SO2氧化机理及氧化速度的估算排放到大气的SO2有一部分被建筑物、森林、草地、地面吸收，或被雨水冲刷到地面，还有一部分氧化成SO3或SO42-，最后沉降落到地面。本节主要讨论SO2的氧化途径及氧化速度，由于大气中SO2氧化途径的多样途径的多样性以及氧化途径受氧化反应条件（如反应物组成、光强、温度和催化剂等）影响较大，使大气中SO2的化学反应变得十分复杂。其反应途径有：光化学氧化均相气相氧化液相氧化在颗粒物表面的反应第四章大气污染化学模

8、式10第四章大气污染化学模式114.2.1光化学氧化SO2在大气中的最主要的光化学氧化反应是SO2吸收光子后形成1SO2或3SO2，由于