intTypePromotion=3

Bài giảng Cơ sở Hóa môi trường - Chương 2: Hoá học của khí quyển

Chia sẻ: Phuc Nguyen | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:54

0
27
lượt xem
3
download

Bài giảng Cơ sở Hóa môi trường - Chương 2: Hoá học của khí quyển

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Hoá học của khí quyển, cấu trúc của khí quyển, môi trường tiêu tán, Cơ sở khoa học của hóa học môi trường,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở Hóa môi trường - Chương 2: Hoá học của khí quyển

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN CƠ SỞ HÓA MÔI TRƯỜNG TH.S NGÔ XUÂN LƯƠNG
  2. PHẦN THỨ NHẤT HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG
  3. Chương II:  Hoá học của khí quyển
  4. Chương II: Hoá học của khí quyển I. Cấu trúc của khí quyển. Là tập hợp rất nhiều các nguyên tố bao quanh trái đất. Chia làm 2 phần phần  trong: tầng đối lưu, bình lưu, trung gian, nhiệt còn phần ngoài: điện từ và các tầng  được phân cách bởi lớp tạm dừng 1. Tầng đối lưu: 0   11km, ­50   400C, quyết định khí hậu trái đất có sựa xao trộn mạnh dòng hỗn  hợp khí và các đám mây hơi nước sinh ra do sự chênh lệch T0 ở các vùng khác nhau.  Thành phần hơi nước tuân theo vòng tuần hoàn nước tự nhiên các chất bẩn hoặc ô  nhiễm sinh ra bởi các hoạt dong tự nhiên và con người dễ dàng bị xáo trộn và pha lẫn  T0 khí quyển gần MĐ cao nhất do sự toả nhiệt T0 thấp nhất ở đỉnh tầng đối lưu.  Được ngăn cách với tầng bình lưu bởi lớp tạm dừng đánh dấu bởi sự PT T0
  5. 2. Tầng bình  lưu 11   50km; ­50   ­ 20C , thành phần  chủ yếu là 03 thời gian tồn tại của các phân tử  khí khá lâu do ít sự xáo trộn có sự tăng T0 từ điểm cuối ­> điểm đầu do có sự phản ứng  03 hấp thụ tia tử ngoại, toả nhiệt. 3. Tầng trung gian (sau lớp tạm dừng) 50   85km, ­92   20C (nhiệt độ giảm) do hấp thụ tia tử ngoại của 03 yếu đi, thành  phần chủ yếu N0+, 02+ , 02, N2 lớp tạm dừng được đánh dấu bởi sự phát triển của  nhiệt độ.       4. Tầng nhiệt 85   110km, ­92   12000C, nhiệt độ phát triển vì dưới tác dụng tia bức xạ mặtj trời những  phản ứng ion hoá xảy ra. Các khí tồn tại dưới dạng ion hoá. Vì vậy nó còn có tên "tầng ion  hoá". Còn tồn tại nhiều hạt bị ion hoá phản xạ lại sóng điện từ sau khi hấp thụ tia tử ngoại  mặt trời.
  6. 5. Tầng điện từ: Bao quanh trái đất ở độ cao 100   800km hoặc   1000 km tồn tại  sự có mặt các ion  hoặc 0 nguyên tử, He nguyên tử , H+, He+; một phần hyđrô có thể được tách ra đi vào vũ  trụ. Mặt khác các dòng plasma do mặt trời thải ra và bụi vũ trụ đi vào khí quyển trái đất. II. Thành phần và tính chất của khí quyển. Bên cạnh N2, 02 còn có C02, Ar và 1 loạt ở dạng vết chiếm 0,0002%V Khối lợng phần md KK: 28,97kg/kmd ở T0 200C đã bảo hoà H: KK ẩm. có 13,7g H20/m3,thành phần H2O phát triển theo  vị trí địa lý, địa hình, dao động trong khoảng 10,5   15g/kg KK.
  7. Do tác động sử dụng bừa bãi năng lượng Do biến đổi các PT vận chuyển và phân huỷ => TP khí quyển khu vực có thể doa  động quanh gia trị TB. Có thể xảy ra dưới các hình thức, lắng, tích, tụ khô, hấp thụ  khi hay hơi vào pha rắn, pha lỏng, của bề mặt trái đất, tích tụ ướt như mưa rơi,mây  các PT kết tủa ngưng tụ như các chất khí hơi độc. Thành phần khí quyển
  8. Thành  phần  khí  quyển
  9. Ngoài ra trong khí quyển tồn tại dạng không phải khí. Các hạt bụi đường kính 10­ 6   10­1mm sinh ra trong các quá trình tự nhiên và nhân tạo, thời gian thuộc trong khí  quyển từ vài giây đến hàng năm tuỳ theo kích thước nghĩa là tuỳ theo tốc độ lắng.  Những chất ô nhiễm sau khi lắng sẽ tích tụ ở bề mặt trái đất trở thành những chất gây  ô nhiễm địa quyển. Nguồn gốc sinh ra các  hạt. *Nguồn thiên nhiên: đất, bụi vào khí quyển do thời tiết: 50   100 triệu tấn/năm;  bụi ở rừng, biển: 300triệu tấn/năm. Do hoạt động núi lửa gây ô nhiễm cục bộ địa  phương 25 ­ 150 tấn/năm. Sản phẩm của các khí muối S042­ từ H2S, muối N0­3 từ  NOx, các hợp  chất hữu cơ từ chất có liên kết CH, tổng toàn bộ 75   200 triệu  tấn/năm; 
  10. *Nguồn nhân tạo. Sản phẩm khí thải muối S04­ theo S02 bay lên muối N03­ theo  N0x bay lên, các cácbua hyđrô.. , tổng lượng 175   335 triệu tấn/năm. Đặc biệt các hạt có  đường kính nhỏ hơn 1m được khuyếch tán tới độ cao 18 km và  thuộc trên tầng bình lưu. ở đây tồn tại  rất lâu 0,5   5 năm. Còn ở tầng đối lưu tồn tại  trong 0,01   0,1 năm. Chúng là nguyên nhân sự vẫn đục của khí quyển  dẫn đến sự phát  triển thời tiết, bão, lốc 
  11. III. Phản ứng quang hoá trong khí quyển . Phản ứng quang hoá là phản ứng xảy ra trong đó năng lượng cần thiết cho phản  ứng là năng lượng của những tia sáng nhìn thấy được. Khi phản ứng xảy ra các chất  đang ở trạng thái đưa vào nhận năng lượng của các foton và vận chuyển từ trạng thái  cơ bản sang trạng thái kích thích, ở đó chúng dễ dàng kết hợp phân tử nguyên tử tạo  nên chất mới.  Đối với mỗi chất chỉ tồn tại một trạng thái cơ bản song nó nhiều trạng thái  kích thích tuỳ theo năng lượng mà chúng nhận được. Phản ứng quang hoá xảy ra theo nguyên tắc cơ bản sau: 
  12. ­ Các Foton có khả năng hấp thụ bởi các phân tử mà nó gặp trên đường đi. ­ Mỗi  foton chỉ có thể hoạt tính với một phần tử duy nhất ở quá trình quang  hoá đầu tiên ­ Sau khi hấp thu foton các nguyên tử, phân tử phải ở trạng thái kích thích. ­ Các chất ở trạng thái  kích thích tham gia phản ứng tạo thành chất mới  Hệ số hấp thụ quang hoá: Số phần tử bị kích động = Số phần tử hấp thụ năng lượng
  13. Nếu các phản ứng quang hoá xảy ra như phản ứng phân ly quang hoá thì quá trình trao  đổi năng lượng xảy ra như sau h    AB         A      +   B       Tốc độ của phản ứng   dNAB/dt = JAB.NAB J. Tốc độ phân ly quang hoá của một phân tử = nghịch đảo của thời gian lưu hay  thời gian sống của phân tử trong khí quyển. 1 J =          =   Q( ).  ( )   ( ) d Q. Cường độ NL MT  : bề mặt hấp thụ : hệ số hấp thụ quang học ở tầng đối lưu
  14. 03  0 + 02  bước sóng   360nm J (s­1) = 4,5.10­4, t = 2000s N02 ­> N0 + 0 bước sóng   420nm J = 8.10­3, T = 125s HN02 ­> N0 + 0H­ 2,8.10­3 350s (CH20)2 ­> H2 + C0 5,4.10­5 20.000s Nhận xét: Năng lượng MT đi tới trái đất có bước sóng 200 
  15.     Hầu hết các liên kết tồn tại trong khí quyển đều có khả năng tham gia phản  ứng quang hoá.     Do ảnh hưởng của vòng tuần hoàn ngày và đêm cũng như ảnh hưởng của địa  hình và khí hậu mà cường độ của ánh sáng chiếu tới các vị trí khác nhau của trái đất là  không đều. Do đó các phản ứng quang hoá xảy ra không đều theo chiều cao và khoảng  cách (chỉ xảy ra nhiều ở tầng bình lưu)       Phản ứng quang hoá không chỉ xảy ra trong khí quyển mà còn xảy ra trong  nước và hệ thống sinh học.      Trong thiên nhiên chứa 1 lượng lớn các chất hoá học có khả năng tham gia  phản ứng quang hoá nhưng do có nồng độ quá thấp nên tốc độ quá trình không lớn.
  16. IV. Phản ứng hoá học trong khí quyển.      Trong khí quyển phản ứng hoá học thường khó xảy ra do nồng độ của các  chất tham gia quá nhỏ, thường là do thành phần khí quyển với một chất sinh ra do kết  quả trực tiếp quang hoá.            VD:  Các gốc H+, 0, 0H­, 02­ Vì năng lượng yêu cầu trong phản ứng này nhỏ nên phản ứng dễ xảy ra.             Đặc điểm phản ứng hoá học: phản ứng giả bậc 1                                A + X ­> R              V= k.NA.NX   với N là nồng độ Do nồng độ chất tham gia phản ứng trong khí quyển là không đổi nên có thể coi là  phản ứng bậc 1: V = K'.NX
  17. Nếu phản ứng tiến hành song song với A là chất trong khí quyển với nhiều cấu tử  X A  =   ki NX Một số phản ứng hoá học xảy ra trong khí quyển tầng đối lưu 02 + 0  03 5.10­15 C0 + 0  C03             5.10­17 S02 + 0  S03             2.10­4 N0 + 0H  HN03 2.10­11 N02 +0H  HN03 2.10­1 03 + N0  N02 = 03             2.10­14 N02 + S02  N0 + S03 6.10­24 Nhìn chung các phản ứng hoá học tự nhiên trong môi trường rất khó xảy ra
  18. V. Phản ứng của oxy và các hợp chất của ôxy 1. ôxy.    Trong tầng đối lưu oxy chiếm vị trí rất quan trọng. Trong khí  quyển O2 tồn tại ở dạng O và giải phóng ôxit sinh ra do  quá trình  cháy. Trong thuỷ quyển O2 thuộc ở dạng liên kết H20 Trong địa quyển O2 thuộc ở dạng oxít rắn, silicat, Ca, Mg,  CaCO3,  MgCO3   SiO2.  ở tầng bình lưu O3 phân bố rất rộng trên bề mặt trái đất. Nó  có tác dụng trong quá trình cháy, phân huỷ chất hữu cơ khí tự  nhiên. C + O2  CO (CO2) CH4 +2O2  CO2 + 2H2O
  19. Đây là những phản ứng tiêu thụ oxy Những phản ứng sinh  ra oxy: các quá trình quang hợp của thực  vật ở tầng bình lưu: O2 tồn tại dưới dạng phân tử (phân tử rất ít) ion, 0H­, H02­. Mặt khác các tia  bức xạ tứ ngoại đã phân ly ôxy thành các nguyên tử và sau đó tạo thành O3
  20. 2. Do các phản ứng phân ly quang hoá nên lượng 02 giảm  mạnh và sinh ra 03. 03 là dạng quan trọng của tầng bình lưu, có  tác dụng như màng bảo vệ bức xạ đối với cơ thể sống trên trái  đất. ở độ cao 20 đến 30km. [03]  = 10­1V Cơ chế tạo thành 03 có thể xảy ra ở tầng bình lưu Tác dụng giải năng lượng: M tách khỏi  03 M đóng vai trò  hấp thụ năng lượng dư thừa từ phản ứng ban đầu kích thích cho  phản ứng sau. 03 hấp thụ mạnh tia tử ngoại ở các sóng   = 220   90nm do đó chỉ có 1 phần nhỏ tia tử ngoại chiếu xuống mặt  đất và tầng đối lưu.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản