当前课程知识点：环境工程专业英语 > 3. Air Pollution > 3.1 Smog > 3.1 Smog
大家好 我们的课程是
环境工程专业英语
这个单元的主题是
烟雾从灰霾到大气化学
这是中国大城市的一些照片
在这些城市我们能看到很严重的灰霾问题
空气污染已成为中国一个非常严峻的问题
霾和雾
科学地说 称为烟雾
烟雾是什么呢
烟雾是烟和雾的混合
所以烟加雾等于烟雾
因此 根据定义
我们知道烟雾是个多相体系
它包括气相和气溶胶相
而气溶胶又包括液体和固体
因此这是一个多相体系
它包含气体液体和固体
当然它也展现了多种效应 包括例如
健康效应
气候效应
能见度效应
以及大气化学效应
例如
我们知道烟雾里含有污染物
因此当然它们会导致健康损害
并且烟雾是人类对气候的影响中
一个很大的不确定因素
这就是烟雾的多种效应
我们都知道 对科学家来说
尤其是环境领域的科学家来说
大气化学研究
是由真正的环境污染问题所驱动的
这儿是一些和烟雾有关的事实或数字
从这里我们可以看到
历史上大量的非正常死亡
是和空气污染或烟雾问题密切相关的
尤其是在1952年 我们能看到一个巨大的数字
4000个非正常死亡 和烟雾联系在一起
事实上直到1952年的伦敦烟雾事件
政府 工业组织和科学家 才开始认识到
空气污染的严重性
让我们来看看伦敦烟雾事件的一些细节
这张图上
科学家展示了在12月1日至15日
伦敦烟雾事件期间污染物的浓度变化
我们可以看到 在烟雾事件期间
颗粒物浓度上升
同时SO2浓度也上升了
而在1-2天后
死亡人数迅速达到峰值
因此从这幅图上我们能看到
非正常死亡和烟雾事件期间颗粒物浓度
以及SO2浓度紧密相关
我们来看看伦敦烟雾事件期间的一些细节
它发生在12月
因此我们知道天气很冷
它发生在大气逆温强烈的寒冷天气
并且伴随大雾
好的 我们知道这样的天气
非常不利于污染物的扩散
污染物主要来自于煤炭燃烧
这样的主要来源
主要污染物是SO2和颗粒物
这一类污染物称为一次污染物
大家可能想知道什么叫“一次”
事实上“一次”这个词用于描述
直接排放如大气的污染物
要减少一次污染物相对来说比较简单
因为我们知道排放来源
因此人们可以控制排放
以降低一次污染物的浓度
这是一个一次污染物的典型例子
Pb 或者说铅
铅大多来自于汽油车
它被当作防爆剂加入汽油
现在人们用的汽油通常不含有铅
因此从这我们能看到
降低一次污染物浓度是相对容易的
但相应的 还有一类污染物
称为二次污染物
这种二次污染物在大气中形成
臭氧是二次污染物的一个典型例子
好的 现在我们知道大气里有两类污染物
一类是一次污染物
另一类是二次污染物
从一次污染物到二次污染物
我们也从伦敦烟雾跳到了光化学烟雾
而光化学烟雾也称为
洛杉矶 或LA烟雾
它首先在洛杉矶被观测到
因此它也称为LA烟雾
这是发生在一次典型的LA烟雾事件中的
一些事实 或污染物浓度变化情况
它发生在1973年7月25日
这是污染物的昼夜变化曲线
我们可以看到 NO 或者说一氧化氮的浓度
先上升然后在6点左右下降
之后 NO2浓度达到峰值
之后NO2浓度在中午很快下降
紧跟着NO2浓度的峰值
我们可以看到有毒氧化剂的浓度
在午间升高
因此 氧化剂浓度在午间达到峰值
这是光化学烟雾期间
污染物浓度的变化模式
那么光化学烟雾有哪些细节呢
首先 它和伦敦烟雾形成鲜明对比
正如我们知道的 它发生在7月
日照强烈且天气炎热
没有明显的逆温现象或起雾天气
那么为什么会出现光化学烟雾呢
这是一个问题
首先 我们知道
光化学烟雾对眼睛有刺激作用
它也对植物造成伤害
而这些污染物多数来自于汽车尾气
好的 LA烟雾的主要来源就是汽车尾气
而主要的污染物
和伦敦烟雾不同
是NOx挥发性有机物
和最典型光化学烟雾污染物 臭氧
以及有毒的PAN 过氧乙酰硝酸酯
它的毒性比臭氧还强
以及颗粒物
因此 有许多不同的污染物
和光化学烟雾相关
事实上 目前光化学烟雾已成为
一个全球性问题
它不仅发生在洛杉矶 也发送在全世界的大城市中
正如我刚刚提到的
有两种污染物
一种是一次的
另一种是二次的
在光化学烟雾中 主要的污染类型是二次
二次意味着 它是在大气中生成的
和一次污染物相比
要削减二次污染物要困难得多
原因在于
二次污染物有很多不同的来源
大家可能想知道是什么导致了光化学烟雾
让我们回忆一下刚才的图片
我们看到NO先被排放出来
紧接着是NO2.
之后 氧化剂 也就是臭氧浓度在午间达到峰值
这就是光化学烟雾期间的具体事实
那么 氧化剂 或者说臭氧的形成机制
是什么样的呢
我们能用Chapman机理
来解释洛杉矶臭氧的生成吗
你还记得
什么是Chapman机理吗
Chapman机理就是平流层O2和O3的
转化机理
它需要短波紫外线
来生成大气中的O3
事实上
地表没有这样的硬紫外
因此没有这样的紫外线
来引发Chapman机理
因此 我们不能采用Chapman机理
来解释洛杉矶臭氧的生成
那么我们能用什么机理来解释光化学烟雾的形成呢
我们再来看看观察到的
NONO2然后是O3
在1952年
Blacet推出了NO2光解机理
这个机理为
在短于430nm的紫外线照射下
NO2能生成NO和O
O能和O2反应生成O3
因此这个机理可以用来描述
光化学烟雾的生成
从NO2到O2
正如观测到的
NO到NO2最后到大气中的O3
那么我们的问题现在变成
NO怎么转化成NO2
事实上 NO和O2热反应生成NO2的过程
是非常缓慢的
那么答案就是
我们需要有机物来帮助NO生成NO2.
这儿是一个详细的机理
来解释NO到NO2的有机氧化过程
我们可以从这儿看到
有机物 或者说有机自由基
参与了NO反应生成NO2的过程
因此 有机物对光化学烟雾的形成而言
是非常重要的
总结一下
这是1950年代的Haggen-Smit机理
它用来描述光化学烟雾期间
臭氧及其他产物的生成过程
这个过程通过在日照条件下有机物和NOx的反应
来生成臭氧及其他产物
这里NOx代表NO和NO2.
因此NOx是NO和NO2的混合物
这幅图详细描述了
O3和烟雾形成的
Haggen-Smit机理
我们可以看到挥发性有机物 VOCs
氮氧化物 NOx
从不同来源释放出来
如森林汽车工业尾气排放等来源
所有这些不同的来源
都对大气O3的生成有贡献
从这幅图上 我们再次看到
光化学烟雾是一个
相对伦敦烟雾更困难得多的问题
好的 这是本单元全部内容
谢谢听讲
-1.1 Introduction of water resource
--1.1 Introduction of water resource
-1.2 Conventional drinking water treatment
--1.2 Conventional drinking water treatment
-Task 1
-2.1 Introduction of wastewater
--2.1 Introduction of wastewater
-2.2 Introduction of wastewater treatment
--2.2 Introduction of wastewater treatment
-2.3 Physical unit process
-2.4 Chemical unit process
-2.5 Fundamentals of biological unit processes
--2.5 Fundamentals of biological unit processes
-2.6 Suspended growth biological treatment processes
--2.6 Suspended growth biological treatment processes
-2.7 Attached growth biological treatment processes
--2.7 Attached growth biological treatment processes
-2.8 Anaerobic biological treatment processes
--2.8 Anaerobic biological treatment processes
-2.9 Nutrient Removal processes
--2.9 Nutrient Removal processes
-Task 2
-3.1 Smog
--3.1 Smog
-3.2 Visibility and haze
-3.3 Particle size
-3.4 Climate change
-Task 3
-4.1 What is solid waste
-4.2 Issues in solid waste
-4.3Management of solid waste
--4.3 Management of solid waste
-4.4 Source control of solid waste
--4.4 Source control of solid waste
-4.5 Collection and transportation of solid waste
--4.5 Collection and transportation of solid waste
-4.6 Waste treatment technology
--4.6 Waste treatment technology
-4.7 Destination of solid waste treatment
--4.7 Destination of solid waste treatment
-Task 4
-5.1 A brief introduction of research
--5.1 A brief introduction of research
-5.2 How to read scientific papers and management of references
--5.2 How to read scientific papers and management of references
-5.3 Research proposal (1)
-5.4 Research proposal (2)
-Task 5
-6.1 What makes a great paper
--6.1 What makes a great paper
-6.2 Writing style of journal paper
--6.2 Writing style of journal paper
-6.3 Research article structure
--6.3 Research article structure
-6.4 Figures and tables
-6.5 Methodology(1)
-6.6 Methodology(2)
-6.7 Result
-6.8 Introduction(1)
-6.9 Introduction(2)
-6.10 Discussion and conclusion
--6.10 Discussion and conclusion
-6.11 Title
-6.12 Attribution
-6.13 Abstract and acknowledgement
--6.13 Abstract and acknowledgement
-6.14 Submission of academic paper(1)
--6.14 Submission of academic paper(1)
-6.15 Submission of academic paper(2)
--6.15 Submission of academic paper(2)
-6.16 Publication of academic paper
--6.16 Publication of academic paper
-Task 6
-7.1 E-mail expression
-7.2 The structure of presentation
--7.2 The structure of presentation
-7.3 The delivery of presentation
--7.3 The delivery of presentation
-7.4 Question and answer session
--7.4 Question and answer session
-7.5 Chairing a conference
