Bài giảng Hóa học môi trường không khí - Chương 6: Khói quang hóa (TS. Nguyễn Nhật Huy)

Bài giảng Hóa học môi trường không khí - Chương 6: Khói quang hóa có nội dung trình bày giới thiệu tổng quan về sự hình thành khói quang hóa; sự phát thải khói xe hình thành khói quang hóa; các phản ứng hình thành khói quang hóa của các hợp chất hữu cơ trong khí quyển; các sản phẩm vô cơ từ khói quang hóa; ảnh hưởng của khói quang hóa;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa học môi trường không khí - Chương 6: Khói quang hóa (TS. Nguyễn Nhật Huy) 1 Chương 6Nguyễn Nhật HuyNội dung 2 Khói quang hóa 6.1. Giới thiệu tổng quan về sự hình thành khói quang hóa 6.2. Sự phát thải khói xe hình thành khói quang hóa 6.3. Các phản ứng hình thành khói quang hóa của các hợp chất hữu cơ trong khí quyển 6.4. Các sản phẩm vô cơ từ khói quang hóa 6.5. Ảnh hưởng của khói quang hóa6.1. Tổng quan về sự hình thành khói quang hóa 3  Giới thiệu tổng quan  Khói quang hóa (photochemical smog )  Smog = smoke + fog (sương khói)  Lần đầu tiên xuất hiện ở Luân Đôn do đốt than chứa nhiều lưu huỳnh  Là vấn đề ô nhiễm không khí chính ở nhiều khu vực trên thế giới, làm:  Giảm tầm nhìn (< 3 dặm ở độ ẩm 60%))  Cay mắt (vừa đến nghiêm trọng)  Hư hỏng cao su  Phá hủy vật liệu6.1. Tổng quan về sự hình thành khói quang hóa 4  Khói quang hóa (photochemical smog )6.1. Tổng quan về sự hình thành khói quang hóa 5  Sự hình thành khói quang hóa  Sự hình thành ozone trong không khí (tầng đối lưu) là chỉ thị của khói quang hóa.  Khói quang hóa hình thành ở mức độ nghiêm trọng khi các chất oxy hóa trong không khí đạt đến nồng độ 0.15 ppm hơn 1 h.  Các thành phần tạo nên khói quang hóa:  Hydrocarbon  NOx  UV  Tiêu chuẩn ozone trong không khí xung quanh của EPA đã giảm từ 0.12 ppm xuống 0.08 ppm trong 8 h6.2. Sự phát thải khói xe hình thành khói quang hóa 6  Phát thải từ xe cộ  Động cơ đốt trong của xe cộ sinh ra nhiều hydrocarbon và NOx, 2 thành phần chính tạo ra khói quang hóa.  Nguồn phát sinh hydrocarbon từ ôtô: Fuel tank (15 % of hydrocarbons Carburetor from evaporation) Exhaust (65% of Crankcase (20% of hydrocarbons produced) hydrocarbons produced)6.2. Sự phát thải khói xe hình thành khói quang hóa 7 Động cơ 4 thì/kỳ  Nạp: nhiên liệu được phun trực tiếp hoặc cùng không khí  Nén (tỉ số 7:1): tỉ số nén càng cao thì NOx càng nhiều  Nổ (2500oC, 40 atm, làm nguội nhanh): sinh ra NO  Xả: thải ra N2, CO2, CO, NO, hydrocarbon, O2 Spark plug Exhaust gases out Air in6.2. Sự phát thải khói xe hình thành khói quang hóa 8  Phát thải hydrocarbon  Buồng đốt của động cơ đốt trong do được làm mát nên sát thành buồng (vài chục µm) có nhiệt độ thấp  Hydrocarbon cháy không hoàn toàn  Nếu không điều chỉnh đúng cách → tăng phát thải.  Động cơ turbine không bị vấn đề này vì luôn nóng6.2. Sự phát thải khói xe hình thành khói quang hóa 9  Phát thải từ động cơ đốt trong HC6.3. Phản ứng hình thành từ các hợp chất hữu cơ 10  Nồng độ các chất trong không khí trong ngày M 4 A.M 8 A.M. N 4 P.M. 8 P.M. M6.3. Phản ứng hình thành từ các hợp chất hữu cơ 11  Nồng độ các chất trong không khí trong ngày6.3. Phản ứng hình thành từ các hợp chất hữu cơ 12  Phản ứng quang hóa của methane NO2 + hν → NO + O CH4 + O → H3C• + HO• H3C• + O2 + M (N2 hoặc O2) → H3COO• + M CH4 + HO• → H3C• + H2O H3COO• + NO → H3CO• + NO2 H3CO• + O3 → nhiều sản phẩm khác nhau H3CO• + O2 → CH2O + HOO• H3COO• + NO2 + M → CH3OONO2 + M H2CO + hν → các sản phẩm quang phân ly6.3. Phản ứng hình thành từ các hợp chất hữu cơ 13 Solar energy input hν ΝΟ 2 Absorption of solar energy by NO2 produces NO Ο Ο and atomic oxygen, O. 2 NO reacts with NO . O or RO 3 2 to produce NO . Ο 2 . Atomic oxygen, HO and O3 react with hydrocarbons O3 O reacts with O3 to produce highly reactive O2, yi ...