郭涛分析化学在治理雾霾过程中的应用
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雾霾天气的改善主要靠科技提升谢谢主席,对方辩友各位观众大家晚上好。
今天我们讨论的辩题是雾霾天气的改善主要是靠科技提升还是靠道德提升。
开宗明义:雾霾,主要是由二氧化硫、氮氧化合物以及可吸入颗粒物PM2.5组成。
其主要来源第一是汽车尾气、第二是工业生产排放的废气、第三是扬尘等可吸入颗粒物。
改善,是指在现有的基础之上变得更好。
科技提升,是指科技水平在现有的基础上有较大的提升。
我方的观点是雾霾天气的改善主要靠科技提升,而评判主要靠科技提升还是道德提升的标准是谁在雾霾改善上起着关键性作用,我方认为是科技提升雾霾改善上起着关键性作用,那么为什么这么说呢?第一,针对我国雾霾的情况来说,我国雾霾的产生主要是化石燃料的燃烧。
而化石燃料的燃烧主要是掌握在少数的制造者手中,要想改善这种情况就要从这些企业、工厂的高层入手。
首先是这些人对相关法律的普及,然后是为企业或者工厂加入一些设备或技术来改善有害物质的排放。
而对于这些就势必关系到一个企业的成本与利益,如果我们有足够的科技水平能够解决企业成本与利益的问题,再加上相关法律的保护,就能够从污染的源头来控制。
第二,根据调查数据现实,一个国家的经济发展与环境污染度成抛物线趋势。
我国处于发展中阶段正式要接近曲线顶端,正处于经济转型的过程中,我国将从重工业产业向科技创新与服务业等低耗能,低污染的产业转型。
要完成这个转型的目标就离不开科技的提升。
第三,在雾霾的治理措施上可以分为三个方面,治理雾霾来源、治理当前雾霾、预防未来复发。
如果我们通过科技的水平就可以在这三个方面从其本质上来解决这些问题。
如果主要是靠道德提升来改善的话,必将导致治理过程长,见效慢。
不符合我国现在的雾霾治理国情。
综上所诉,我方认为雾霾天气的改善主要靠科技提升。
雾霾天气下大气中光化学反应的动力学过程近年来,雾霾天气已经成为我们面临的严重环境问题之一。
雾霾的形成离不开大气中的光化学反应,这是一个复杂而重要的过程。
本文将着重探讨雾霾天气下大气中光化学反应的动力学过程,希望能够对深入理解雾霾问题起到一定的启发和帮助。
一、雾霾的形成原因首先,我们来了解一下雾霾的形成原因。
雾霾是指大气中悬浮颗粒物和气态污染物共同形成的一种气象现象。
其中,悬浮颗粒物主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气等。
气态污染物则包括二氧化硫、氮氧化物等。
雾霾天气的形成离不开大气中的光化学反应。
光化学反应是指由于太阳辐射的作用,大气中的气态污染物和氧气发生化学反应,生成二次污染物的过程。
这一过程中,光化学反应动力学的研究变得尤为重要。
二、光化学反应动力学过程1. 光化学反应的基本原理光化学反应是一种光能转化为化学能的过程。
光化学反应的速率取决于反应物浓度、温度和光照强度等因素。
在雾霾天气下,大气中的氮氧化物和挥发性有机物是光化学反应的主要参与者。
这些污染物在太阳辐射的作用下,会发生一系列复杂的反应。
其中,氮氧化物主要通过光解和氧化反应生成臭氧和其他有害物质,而挥发性有机物则会与氮氧化物发生光解和氧化反应。
2. 光化学反应动力学参数的确定光化学反应动力学参数的确定是研究光化学反应过程中的一个重要环节。
在雾霾天气下,由于大气中的光化学反应非常复杂,因此确定动力学参数是一项具有挑战性的任务。
通常,研究者会通过实验测定反应物和生成物的浓度随时间的变化,然后利用数学模型来拟合实验数据,从而确定光化学反应的速率常数和其他动力学参数。
3. 光化学反应过程中的活性物种在雾霾天气下,大气中的光化学反应会生成一系列的活性物种,这些物种对于大气中的化学反应过程起到重要的催化作用。
其中,臭氧是最为重要的活性物种之一。
臭氧具有很强的氧化性,可以与大气中的有机物和颗粒物发生反应,从而影响雾霾的形成过程。
此外,还有一些其他的活性物种,如羟基自由基、氧自由基等,它们在光化学反应过程中也起到了重要的作用。
雾霾的原理有什么应用1. 雾霾的原理雾霾是指由大气中悬浮的颗粒物和气体污染物形成的一种气象现象。
雾霾的主要成分包括颗粒物、硫酸盐、氮氧化物和挥发性有机物等。
下面将详细介绍雾霾的形成原理。
1.1 大气颗粒物的来源大气颗粒物主要来源于两个方面:自然源和人为源。
自然源包括火山喷发、沙尘暴、森林火灾等自然现象产生的颗粒物。
人为源主要包括工业排放、交通尾气、燃煤、燃油等。
这些源头产生的污染物经过大气传输和化学反应后形成颗粒物。
1.2 大气颗粒物的形成机制大气颗粒物的形成可以通过两个主要过程:凝结和聚集。
凝结是指气态污染物在大气中逐渐冷却形成液态或固态颗粒物的过程。
当气态污染物达到饱和点时,就会发生凝结现象,形成微小的液滴或颗粒。
聚集是指颗粒物在大气中相互碰撞、凝结和扩散的过程。
颗粒物之间会因为静电吸引力、湿度和碰撞频率等因素发生聚集,从而形成较大的颗粒。
2. 雾霾的应用虽然雾霾对人们的健康和生活环境带来了严重的影响,但了解雾霾的原理也有助于我们应对和预防雾霾的产生和发展。
下面将介绍雾霾原理在环境保护、气象预测和科学研究等方面的应用。
2.1 环境保护了解雾霾的原理可以帮助我们制定更科学和有效的环境保护政策和措施。
•通过深入了解颗粒物的来源和形成机制,可以减少或避免人为源头的污染物排放,从而降低雾霾的发生频率和严重程度。
•针对自然源头的颗粒物,可以采取相应的预警措施,提前阻止颗粒物的扩散,减少对人体和环境的影响。
2.2 气象预测雾霾的形成与气象条件密切相关,了解雾霾的原理可以帮助气象部门做出准确的预测。
•通过分析大气中污染物的浓度、风向和风速等信息,可以预测出雾霾的扩散范围和强度,提前通知公众做好防护和应对措施。
•结合气象条件,可以预测出雾霾解除的时机,为相关部门提供引导和指导。
2.3 科学研究雾霾的形成机制和影响因素是科学研究的重要领域。
•通过研究雾霾的形成过程和化学成分,可以深入了解颗粒物的性质和对人体健康的影响,为制定更有效的防护策略提供科学依据。
雾霾丁达尔效应【原创版】目录1.雾霾与丁达尔效应的定义2.雾霾的形成原因3.丁达尔效应的原理4.丁达尔效应在雾霾治理中的应用5.我国雾霾治理的现状与挑战6.结论:丁达尔效应在雾霾治理中的重要性正文一、雾霾与丁达尔效应的定义雾霾,是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。
霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒,气象学上称为气溶胶颗粒。
而丁达尔效应是指在胶体中,当一束光线通过该胶体时,从入射光的垂直方向可以观察到胶体出现一条光亮的"通路〞,这种现象也叫丁达尔效应。
二、雾霾的形成原因雾霾的形成原因有以下几个方面:1.大气污染物的排放,主要包括工业排放、汽车尾气和生活炉灶的燃烧排放。
这些污染物排放到大气中后,会与大气中的水分和氧气反应,形成大量的气溶胶颗粒,这就是雾霾的主要成分。
2.大气环境的稳定性。
当大气环境稳定,空气流动缓慢时,就容易形成雾霾。
3.地形和气候的影响。
一些地区的地形和气候条件容易导致雾霾的形成,如我国的华北地区和东部沿海地区。
三、丁达尔效应的原理丁达尔效应的原理是,当一束光线通过胶体时,胶体中的颗粒会散射光线,形成一条光亮的通路。
在雾霾中,气溶胶颗粒就充当了胶体的角色,当光线通过雾霾时,就会产生丁达尔效应。
四、丁达尔效应在雾霾治理中的应用丁达尔效应在雾霾治理中的应用主要是通过观察和测量丁达尔效应,来监测和评估雾霾的严重程度,从而采取相应的治理措施。
五、我国雾霾治理的现状与挑战我国目前的雾霾治理形势严峻,主要挑战包括:1.雾霾的形成原因复杂,治理难度大。
2.治理雾霾需要采取多种手段,包括减少污染物排放、加强环境监管、推广清洁能源等,需要社会各界的共同努力。
3.雾霾治理需要长期的、持续的投入和努力,不能一蹴而就。
六、结论:丁达尔效应在雾霾治理中的重要性丁达尔效应在雾霾治理中的重要性不言而喻,它是我们监测和评估雾霾严重程度的重要手段,也是我们采取相应治理措施的重要依据。
元素化合物性质及其应用1.(福建省福州第一中学2021届高三期中)氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图)。
下列叙述错误的是A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧有关【答案】C【解析】雾的分散剂是空气,分散质是水;霾的分散剂是空气,分散质是固体颗粒,故雾和霾的分散剂相同,A正确;由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐,形成无机固体颗粒,因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵,B正确;NH3作为反应物参与反应转化为铵盐,不是形成无机颗粒物的催化剂,C错误;由图可知,燃料燃烧产生颗粒物,进而形成雾霾;氮肥受热分解产生氨气,氨气参与反应产生铵盐,形成无机颗粒,故雾霾的形成与过度施用氮肥、燃料燃烧有关,D正确;答案为C。
2.(福建省福州第一中学2021届高三期中)常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是X Y Z①NaOH溶液Al( OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2浓盐酸③O2N2H2④FeC13溶液Cu 浓硝酸A.①③B.①④C.②④D.②③【答案】B【解析】①氢氧化铝是两性氢氧化物,能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,与稀硫酸反应生成硫酸铝与水,故①符合题意;②二氧化硅能与氢氧化钾反应反应生成硅酸钾与水,在酸中二氧化硅只与HF反应,不能与盐酸反应,故②不符合题意;③氮气与氧气在放电条件下反应得到NO,氮气与氢气在高温高压、催化剂条件下合成氨气反应,常温下氮气不能与氧气、氢气发生反应,故③不符合题意;④常温下,Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,与氯化铁溶液反应得到氯化铜、氯化亚铁,故④符合题意;答案选B。
3.(福建省福州第一中学2021届高三期中)下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是A.橡皮擦——橡胶工业B.铝合金片——冶金工业C.铝笔芯——电镀工业D.铅笔漆——涂料工业【答案】C【解析】橡皮擦的原料是橡胶,涉及到橡胶工业的生成,A正确;铝合金涉及金属铝的冶炼过程,与冶金工业有关,B正确;铅笔芯的原料是石墨和粘土,与电镀工业无关,C错误;铅笔外边的油漆、绘制的图案、文字等,与有机物合成材料及涂料有关,D正确。
中美化学家联合发现PM2.5雾霾颗粒最初形成机制
佚名
【期刊名称】《浙江电力》
【年(卷),期】2016(35)2
【摘要】中国科学技术大学化学与材料科学学院及能源材料协同中心曾晓成教授和美国化学学会前主席Joseph Francisco院士研究组合作,发现了硫酸氢铵在大气中一种全新的形成机制。
该成果近日发表在《美国化学会志》上,并被美国化学学会《化学与工程新闻》选为科学焦点报道。
【总页数】1页(P78-78)
【关键词】PM2.5;机制;化学家;《化学与工程新闻》;美国化学学会;颗粒;材料科学;美国化学会
【正文语种】中文
【中图分类】O6-09
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3.寻找清除雾霾的森林密钥--写在《森林对pm2.5等颗粒物的调控功能与技术研究》项目启动之际 [J], 隋洪滋
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2023年广东中考化学模拟试卷(2)说明:1.全卷共6页,满分为100分,考试用时为60分钟。
2.答卷前,考生务必用黑色字迹的签字笔或钢笔在答题卡上填写自己的准考证号、姓名、考场号、座位号。
用2B铅笔把对应该号码的标号涂黑。
3.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试题上。
4.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答、答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答的答案无效。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Fe -56第Ⅰ卷(选择题)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。
每小题只有一个正确选项)1.雾霾治理已经成为生活中的热点话题,大力开发清洁能源能有效治理“雾霾”。
下列能量通过化学反应获得的是( )2.2022年上海化工厂爆炸事故再次给我们敲响了安全警钟。
化学实验中的先后顺序不但影晌着实验成败与否,还可能造成身体伤害。
下列实验顺序正确的是( )A.稀释浓硫酸时,先倒浓硫酸再慢慢倒入水并不断搅拌B.氢氧化钠溶液溅到皮肤上,先涂硼酸溶液再用水冲洗C.检查装置气密性时,先将导管插入水中再给装置加热D.排水法收集气体,先熄灭酒精灯再将导气管移出水槽3.掌握正确的实验基本操作,这对实验的顺利完成、得到正确实验结果等都具有十分重要的意义。
下列基本操作错误的是( )4.二氧化硫是形成酸雨的主要物质之一。
下图是硫原子结构示意图和氧元素在元素周期表中提供的信息,依据这些信息分析,下列说法错误的是( )A.硫元素和氧元素都属于非金属元素B.硫元素和氧元素具有相似的化学性质C.一个硫原子的质子数是一个氧原子质子数的两倍D.两种元素的原子间易通过电子得失形成离子化合物5.丙醇在很多情况下可代替沸点较低的乙醇用作有机溶剂,下图是丙醇的分子结构图,其化学式为C3H7OH。
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素对比分析光化学烟雾、硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素光化学烟雾、硫酸烟雾和雾霾,作为主要的大气污染物,对人类健康和环境造成了严重的损害。
了解它们的形成机制和影响因素是减少其产生和控制的关键。
本文将对光化学烟雾、硫酸烟雾和雾霾进行对比分析,以便更好地理解它们的差异和相似之处。
1. 光化学烟雾的形成机制和影响因素光化学烟雾是指由于VOCs(挥发性有机化合物)和氮氧化物(NOx)在太阳光照射下反应产生的一种大气污染物。
当太阳光照射到大气中的VOCs和NOx时,它们会发生一系列复杂的光化学反应,形成臭氧和其他空气污染物。
光化学烟雾的形成机制主要包括以下几个方面:首先,VOCs和NOx的排放是光化学烟雾形成的关键。
VOCs来自于化学工业、交通运输和城市排水等过程,而NOx则主要来自于汽车尾气、电力和工业生产等活动。
其次,光照条件对光化学反应具有重要影响。
在强光照射下,VOCs和NOx之间的反应速率增加,进而导致光化学烟雾的生成量增加。
最后,大气中的其它因素如温度和湿度也会对光化学反应产生一定影响。
温暖和干燥的气候条件更有利于光化学烟雾的形成。
光化学烟雾对环境和健康的影响主要体现在以下几个方面:首先,臭氧的生成是光化学烟雾的主要产物之一。
高浓度的臭氧会引发呼吸系统疾病,增加患者的呼吸道感染风险。
其次,光化学烟雾还会产生其他有害气体,如一氧化氮和二氧化氮,它们对人体健康有潜在的危害。
最后,光化学烟雾还会对植物的生长和农作物的产量造成负面影响。
高浓度的光化学烟雾会阻碍光合作用,限制植物的光能利用效率,导致植株衰弱。
2. 硫酸烟雾的形成机制和影响因素硫酸烟雾是由燃煤、石油和车辆尾气中的二氧化硫(SO2)气体在大气中氧化生成的。
它的形成机制主要包括以下几个方面:首先,二氧化硫的排放是硫酸烟雾形成的根本原因。
二氧化硫是由于燃烧过程中石油和煤炭中的硫化物或火山喷发等原因产生的。
雾霾天室内灰尘化学组成的红外光谱研究近年来,随着工业经济的发展,我国的雾霾状况日趋严重,其影响也越来越大。
室内空气质量也受到了雾霾的影响,我们需要研究室内空气中的灰尘组成,以了解不同组分对室内空气质量的影响,并进一步对室内空气加以优化。
本文将以雾霾天室内灰尘化学组成的红外光谱研究为标题,首先介绍室内空气中灰尘的组成,然后就如何使用红外光谱技术来研究室内空气中的灰尘组成进行详细阐述。
室内空气中的灰尘是指在室内空气中浮动的固体颗粒,主要来源包括:烟、灰尘和有毒物质。
其中,烟源于室内燃烧的燃料,可分为烟灰和有机物质。
烟灰主要包括石膏、硅酸盐和硫酸盐。
烟灰中夹杂着来自燃料中的有机物质,如烷烃、芳香烃和脂类。
室内空气中的灰尘还包括室内物品表面的灰尘,其中含有盐类、颗粒和有机物质。
此外,室内空气中还可能有气体污染物,如甲醛、氨气和二氧化碳等。
红外光谱技术是一种常用的现代分析技术,其原理是利用物质在热量刺激下放射不同波长的光,以便分离与测定物质中的不同组分。
研究者使用红外光谱技术,可以分析室内空气中灰尘组分的特性和对室内空气质量影响的程度。
首先,研究者从室内空气中获取灰尘样品,并使用红外光谱仪分析。
研究人员将样品放置在红外光谱仪的样品台上,然后将其照射在红外光源上,使它发出红外光,并记录下来。
然后,研究人员将红外光谱图分析,从而分析空气中灰尘的成分及其对室内空气质量影响的程度。
通过红外光谱技术,可以实现室内空气中灰尘组分的准确测定,从而为室内空气质量的检测和改善提供科学的支持。
此外,研究者还可以采用依相红外光谱技术来研究室内空气中的灰尘组成。
依相红外光谱技术是一种分析不同组分的红外光谱技术,它可以对模拟混合组分进行识别和测定,从而获得室内空气中各种成分的比例及其对室内空气质量影响的程度。
总之,雾霾天室内灰尘化学组成的红外光谱研究已成为获取室内空气质量数据的重要方法之一,采用红外光谱技术可以更准确地测定和分析室内空气中灰尘的组成及其对室内空气质量影响程度。
单元质检卷(一) 物质及其变化(分值:100分)一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。
每小题只有一个选项符合题意。
1.(2020北京普通高中学业水平等级性考试)下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是( )A.用石灰乳脱除烟气中的SO2B.用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]处理污水C.用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3·xH2O)D.用84消毒液(有效成分为NaClO)杀灭细菌2.(2020山东济南一模)新冠肺炎疫情出现以来,一系列举措体现了中国力量。
在各种防护防控措施中,化学知识起了重要作用,下列有关说法错误的是( )A.使用84消毒液杀菌消毒是利用HClO或ClO-的强氧化性B.使用医用酒精杀菌消毒的过程中只发生了物理变化C.N95型口罩的核心材料是聚丙烯,属于有机高分子材料D.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃3.(2020山东枣庄期末)物质世界丰富多彩,可以分类认识和研究。
下列从不同角度对物质分类正确的是( )A.金属单质在化学反应中化合价升高,是氧化剂B.Na2O、CaO与酸反应只生成盐和水,均属于碱性氧化物C.根据是否具有丁达尔效应,将分散系分为溶液、胶体、乳浊液或悬浊液D.盐酸和熔融的烧碱均能导电,都是电解质4.(2020湖北部分重点中学上学期起点考试)下列反应的离子方程式不正确的是( )A.向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NH4HSO4溶液至刚好沉淀完全:Ba2++2OH-+H++S+N BaSO4↓+NH3·H2O+H2OB.向Mg(HCO3)2溶液中加入足量澄清石灰水:Mg2++2HC+2Ca2++4OH-2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2OC.氢氧化铁胶体的制备:Fe3++3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+D.标准状况下将112 mL氯气通入10 mL 1 mol·L-l溴化亚铁溶液中:2Fe3++4Br-+3Cl22Fe2++2Br2+6Cl-5.下列各种情况下一定能大量共存的离子组是( )A.pH=7的溶液中:Fe3+、Cl-、Na+、NB.由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、C、Cl-、K+C.pH=1的溶液中:N、Cl-、Cu2+、SD.无色溶液中:Al3+、HC、I-、K+6.实验室制备NaClO2的装置如下图,其中C装置内生成ClO2,下列说法正确的是( )A.实验开始时,应打开分液漏斗的活塞及弹簧夹乙,关闭弹簧夹甲B.可用98.3%的硫酸代替75%的硫酸C.H2O2是制备NaClO2反应的还原剂D.F中的试剂可用饱和Ca(OH)2溶液7.乙醇与酸性K2Cr2O7溶液混合可发生反应:Cr2+C2H5OH+H+Cr3++CH3COOH+H2O(未配平)。
初中化学实验教学的探究郭涛发表时间:2015-07-15T13:40:06.260Z 来源:《中小学教育》2015年7月总第212期作者:郭涛[导读] 化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验是化学教学中不可缺少的重要组成部分,化学实验能培养学生的观察能力,操作能力和探究能力;同时也能提高学生学习化学的兴趣。
郭涛甘肃省静宁县城关初中743400化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验是化学教学中不可缺少的重要组成部分,化学实验能培养学生的观察能力,操作能力和探究能力;同时也能提高学生学习化学的兴趣。
因此,化学教学中一定要重视实验教学。
化学实验教学,大体可分为演示实验和学生实验。
演示实验是教师利用课堂时间为学生演示。
学生实验是以学生为主体的实验。
二者都是提高学生观察、操作和探究能力的重要手段。
下面就演示实验和学生实验谈几点自己的体会。
一、演示实验1.重视引导学生有目的地观察,积极地思维。
对于刚接受化学启蒙教育的初中学生来说,实验观察的形成不是自发的,主要靠教师的引导和启迪,要让学生明白,慢不经心地“看”,不等于观察,观察应是有目的的,积极主动地向未知领域进行探索的一个过程。
例如,对“镁带的燃烧”实验,教师应向学生讲明应观察什么,怎么观察。
如“镁带的燃烧”实验,应让学生从物质的颜色、光泽、状态、热量的变化以及反应前和反应后物质的区别等方面观察。
观察的顺序是反应前——反应中——反应后。
这时教师就动手做实验,学生就会答出:反应前是银白色的金属光泽,燃烧过程中发生耀眼白光,放出热量,反应后生成白色粉末状物质;这样做的结果,有利于发挥学生的主体作用,明显提高了课堂演示实验的效果。
从而使学生认识物质变化的本质和规律。
使观察能力上升到一个更高层次,培养了学生良好的实验素质。
2.尽量让学生参与实验。
化学实验基本操作学完之后,一些简单的演示实验尽量让学生参与动手操作。
初中化学课本中,多数演示实验的操作都不太难,在教师的指导下完全可让学生自己去做。
雾霾的物理化学特性及其控制技术近年来,雾霾问题已经成为了全国民众关注的热点。
雾霾不仅严重影响了人们的生活和健康,也影响了城市的形象和环境。
雾霾的形成是一个复杂的过程,涉及到物理、化学等领域的知识。
本文将从物理化学特性及其控制技术这两个方面来探讨雾霾问题。
一、雾霾的物理化学特性1. 雾霾的来源与组成雾霾是由于大气中的污染物物质和水汽之间相互作用形成的。
组成成分通常包括细颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等。
其中,严重污染的大气环境中,细颗粒物的质量浓度是指标之一。
2. 细颗粒物的物理化学特性细颗粒物是造成雾霾的重要因素之一。
其物理化学特性主要包括颗粒物粒径、密度、组成和化学反应能力等。
细颗粒物粒径一般在0.1-10微米之间,其中直径在2.5微米以下的颗粒物对人体健康的危害最大。
细颗粒物的密度因原料来源和制备方法而异,其主要成分包括有机物、无机物和水等。
3. 雾霾的形成机制雾霾的形成机制复杂,其中包含了许多化学反应、气溶胶聚集和气象条件等因素。
有研究表明,雾霾的形成主要与硫酸和氮氧化物的氧化和光化学反应有关。
由于气象条件的不同,不同地区的雾霾可能表现不同的特点。
二、雾霾的控制技术由于雾霾造成的危害日益加重,各地政府和企业积极探索雾霾控制技术,力求减少雾霾的产生和影响。
下面将介绍几种常见的雾霾控制技术。
1. 大气污染治理设施大气污染治理设施是一种集中式控制技术,常用于工业品生产中。
这种设施主要包括烟气净化器、污染物吸收器、除尘器和脱硫、脱硝等设施。
通过这些设施,可将含有污染物的气体进入至污染治理设施中,使污染物得以有效过滤或转化。
2. 混合燃料技术混合燃料技术主要是在燃料中加入其它的成分,使燃烧产生的污染物被有效地减轻或转化。
混合燃料技术对于燃油汽车尤为适用,其常规生产工艺不需改变,添加方法也便捷,使用成本较低。
3. 建筑物节能与环保建筑物是我们生活和工作中不可缺少的一部分,同时建筑物也是造成雾霾的重要原因之一。
王素华:向雾霾宣战作者:暂无来源:《科学中国人》 2015年第9期本刊记者闫冬雪近几年,由于环境受到巨大污染,雾霾已经成为国人心中驱赶不走的阴影。
向雾霾宣战,人人有责,刻不容缓。
在合肥市西郊蜀山湖畔风景秀丽的“科学岛”上,中国科学院合肥物质科学研究院研究员、引进海外杰出人才“百人计划”科学家王素华正以他特有的方式,冲在这场战役的第一线。
构建神奇武器开关——迅速锁定氮氧自由基雾霾,人人皆知,但雾霾是怎么形成的?雾霾的成员都有哪些,造成雾霾危害的“罪魁祸首”都有哪些?科学家们经过长期研究发现,空气中一些气体自由基小分子,如氮氧化物(NOx),臭氧(O3)是雾霾家族中的“危险分子”,它们能直接或间接影响着人类的呼吸系统、免疫系统、神经系统以及循环系统,造成心血管疾病,组织病变,死亡率升高等问题;而大气中的气态污染物也可以被氧化成细颗粒物,对PM2.5的形成具有促进作用。
摸清这些“危险分子”的含量分布及变化,是认识这些活性物质在大气中的迁移规律、演变过程和探索雾霾形成机制的基础。
但这些气态自由基通过人的肉眼很难看得见也摸不着,且具有反应活性高和多组分并存等特点,高选择性和高灵敏的检测极为困难,是分析化学研究领域的重大挑战。
而近年来,纳米材料的蓬勃发展,特别是对于具有特殊物理化学性质的新型纳米材料的研究,为气体污染物分子的高灵敏快速检测提供了新的方向。
能不能利用纳米材料设计一种高灵敏度的探测“开关”,让它在遇上检测目标的时候有选择性地迅速“打开门”,遇到其他成员的时候迅速“关上门”,与此同时,通过什么方法使检测变得可视且方便操作?利用手中的现代科技“武器”,王素华及其团队围绕气态污染物的可视化化学检测研究展开了一系列非常有趣,有价值,且细致巧妙的工作。
以专门针对NO自由基的检测方法研究为例,他们通过量子点表面分子工程方法,在量子点表面用二硫代氨基甲酸铁进行功能化,发现两者间因为发生荧光共振能量转移(FRET)从而量子点荧光被关灭。
化学波谱分析技术在环境监测中的应用随着工业化和城市化的迅猛发展,环境污染已成为全球面临的重大问题之一。
各种污染源的排放以及气候变化等因素,导致了环境污染日益加重。
对环境进行科学、客观、全面的监测,对于减轻污染、保护环境、保障民众健康至关重要。
此时,化学波谱分析技术应用于环境监测就显得尤为重要。
一、化学波谱分析技术的概述化学波谱分析技术是指通过测量有关分子结构或分子内部原子核之间的相互作用而获得有关分子的物理化学信息的技术。
波谱技术可以提供诸如分子精确结构、相对稳定性、反应路径和动力学等信息。
常用的化学波谱分析技术包括红外光谱、核磁共振谱、质谱、拉曼光谱、紫外光谱和荧光光谱等。
二、1. 红外光谱红外光谱在环境监测中的应用非常广泛,可以同时检测多种有机和无机物。
它可以快速、准确地检测水中有机物、大气污染等。
研究人员可以通过红外光谱技术来研究食品、土壤、水资源和空气的污染来源。
2. 核磁共振谱核磁共振谱在环境监测中的应用也非常广泛,可用于检测水源和土壤中有毒污染物。
比如失败的垃圾填埋场和重金属污染地区需要更高的检测技术来确定潜在危险。
同时,核磁共振谱也可以检测大气污染物和大量化学物质。
3. 质谱质谱在环境监测中的应用非常广泛,可以检测水源、空气和土壤中的有机物和无机物。
质谱可以精确测量不同化合物的确切重量和结构,比如他们的分子组成和含量。
4. 拉曼光谱拉曼光谱也是一种广泛应用于环境监测中的技术,可以检测水中的重金属污染物和大气污染物等。
它可以通过研究污染物中的振动谱线来识别有机和无机物质。
拉曼光谱可以在水中检测多种氧化物、硝酸盐、氨和亚硝酸盐等污染物。
5. 紫外光谱和荧光光谱紫外光谱和荧光光谱在环境监测中也有广泛的应用。
比如,紫外光谱可用于分析污染的空气和水源中的大量环境有机物。
荧光光谱则广泛应用于检测许多环境有机物质,例如 Bisphenol A。
荧光光谱可以快速、准确地测定大量的毒性物质,例如重金属离子和化学武器残留物等。
雾霾化学反应原理近年来,雾霾已成为困扰我们的一个大问题。
到了冬天,很多城市经常出现雾霾天气,严重影响了我们的出行和生活。
那么,雾霾的成因是什么,有哪些化学反应原理在起作用呢?本文就带大家深入了解雾霾的化学反应原理。
一、雾霾的成因雾霾是由大气污染物在空气中长时间停留,与自然因素相互作用而形成的混合物。
经常出现的雾霾天气主要有以下两种情况:1.燃料燃烧污染当燃料燃烧时,会释放出二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物。
这些污染物在空气中停留时,会与水蒸气、氧气等自然因素相互作用,形成硫酸、硝酸等含酸性物质。
这些含酸性物质与氨等其他物质结合后,就形成了颗粒物。
这些颗粒物容易附着在呼吸道里,从而引发哮喘、支气管炎等疾病。
2.地面污染地面污染主要是指车辆尾气和工地扬尘等在地面上停留,形成的雾霾。
这些污染物对于人体健康也是非常有害的。
二、雾霾的化学反应原理1.氮氧化物与自由基反应氮氧化物是导致雾霾的重要成分之一。
当氮氧化物与自由基反应后,就会产生一种含氮的有机物质——PAN(过硝酰乙酯)。
这种物质对植物有毒性,也会加剧人体的呼吸系统疾病。
2.硫酸与水蒸气反应当硫酸与水蒸气反应后,就会形成硫酸雾。
这种硫酸雾很容易附着在颗粒物上,从而加重空气污染。
此外,硫酸雾也是引起酸雨的原因之一。
3.颗粒物与光反应颗粒物是导致雾霾的另一个重要成分。
当颗粒物与阳光作用时,会产生臭氧等有害气体。
这些有害气体可以对植物和人体健康造成一定的伤害。
三、如何预防雾霾1.少开车车辆尾气是导致雾霾的重要成分之一。
因此,我们可以选择骑自行车、乘坐公共交通等方式来减少车辆尾气的排放。
2.减少燃煤量煤炭是一种重要的能源,但是,当燃煤时,会释放出大量的二氧化硫等污染物。
因此,要减少燃煤量,来降低空气污染。
3.植树造林植树造林可以增加森林覆盖率,吸收二氧化碳等污染物,减少空气污染的发生。
4.科学用火我们在烧烤、煮饭、取暖等过程中,要注意用火量,减少污染物的排放。
从香港电影“双食记”,看分析化学在食品安全中的应用郭涛130420146 摘要:目前,雾霾天气带来的严重危害是我国面临的最大环境问题之一。
各种分析化学的技术方法不仅可以用于监测、分析雾霾的污染物及其危害,还可以为雾霾的治理、管理、控制提供科学有效的数据。
分析化学在治理雾霾中发挥着及其重要的作用。
关键词:雾霾分析化学污染物雾霾治理雾霾天气已成为我国目前面临的最严重的、也是亟须解决的环境问题之一。
2013年伊始,我国中东部地区连续发生多次较大范围的雾霾天气。
雾霾天气致使空气中污染物不易扩散,加重了SO2、CO、氮氧化物(NOx)等物质的毒性,严重威胁了人们身体健康。
治理雾霾已成为大家普遍关心和急需解决的问题[1]。
雾霾不仅给交通运输和百姓的正常生产、生活各个方面带来严重的不便,而且严重的危害人们的健康,除了会使呼吸系统及心脏系统疾病恶化等,还会影响生殖能力,严重者会致死[2]。
治理雾霾迫在眉睫。
本文将简要介绍雾霾产生及危害,结合分析化学技术,对分析雾霾中的污染物、雾霾的监测,管控和治理等多方面进行分析阐述。
1雾霾产生及危害1.1 什么是雾霾雾是近地面层空气中水汽凝结(或凝华)的产物,是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统[3]。
根据气象学中雾霾的定义,雾霾是:大量微小水滴浮游空中,常呈乳白色,使水平能见度小于1.0km[4]。
霾,指空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使大气混浊,视野模糊并导致能见度恶化,如果水平能见度小于10km时,将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾或灰霾[5-6]。
雾霾天气是一种新的天气现象,是雾和霾的混合物。
1.2雾霾产生的原因在实际中,雾霾的产生往往与大气逆温现象(大气层结稳定的一类现象)相伴发生,由于逆温层的出现会加重环境空气污染,从而在一定程度上导致产生雾霾天气。
这是因为逆温层是非常稳定的气层,阻碍气流向上和向下扩散,在空中形成一个扇形污染带,一旦逆温层消退,会产生短时间的熏烟污染,从而加重地面空气污染程度。
从雾霾产生的条件来看,其中雾产生的三个条件均受天气或气候影响,目前人为难以控制;而霾产生的两个条件其中当地气团性质稳定受天气或气候影响,人为难以控制,但空气中存在的大量灰尘、硫酸、有机碳氢化合物等细小霾粒子主要来自于人为大气污染物排放,重点与车辆尾气、燃煤烟气、扬尘等污染物有关。
另外,也与部分地区农村大田植物秸杆焚烧有关。
由于在稳定的天气形势下,空气中污染物在水平和垂直方向上都不容易向外扩散,使得污染物在大气的近地表层积聚,从而导致污染状况越来越严重,这是导致中国中东部地区出现大范围雾霾的重要原因[7]。
1.3 雾霾的危害雾霾天气发生时,大气能见度下降,大气中的颗粒物特别是细颗粒物(PM2.5)是导致能见度降低的主要因素),城市大气PM2.5污染影响空气质量,威胁人群健康,是具有区域性特征、危害严重的大气污染物。
雾霾天气下大气颗粒物中颗粒物携带的无机成分,重金属具有蓄积性毒性,能够对人体呼吸、免疫和心脑血管系统产生急性或慢性损害[8]。
中国中东部地区不时出现雾霾天气,大气环境质量重度污染和严重污染,造成人群呼吸系统疾病频发、视程障碍,甚至引发交通事故[9]。
2、分析化学在雾霾治理中的运用2.1利用各种分析化学仪器检测雾霾污染物2.1.1 ICP—MS分析PM2.5中的金属元素PM2.5为颗粒物中空气动力学当量直径小于2.5μm的部分,其比表面积较大,很容易富集多环芳烃(PAHs)、诱变剂、病菌等有毒有害物质以及重金属(如Pb、Ni、Cr、Cd、Sb、V、Mn).因此,研究快速准确的测定PM中金属元素的方法具有重要意义.电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)是20世纪90年代以来发展最快的痕量分析技术之一,具有检出限低、灵敏度高、线性范围宽和同时快速测定多种金属元素的优点,应用十分广泛。
耿柠波等[10]利用微波消解技术,对ICP—MS同时测定大气颗粒物PM2.5中20种常量及微量金属元素的方法进行了研究,结果表明,该方法操作简便、快速、准确、重复性好。
2.1.2离子色谱法测定PM2.5中可溶性离子离子色谱(IC)对水溶性离子的检测具有简便、快速、灵敏度高、选择性好等特点,在大气颗粒物水溶性成分的测定中得到了广泛应用,美国EPA等机构规定该方法为大气颗粒物中可溶性离子组分的分析方法.刀谞[11]等针对离子色谱测定PM2.5中可溶性阳离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NH4+)的方法作优化探讨,建立了准确度高、精密度好的方法。
2.1.3原子荧光法测定PM2.5中污染物含量目前我国还没有PM2.5中重金属含量指标的相关标准,因此研究PM2.5中的有害重金属的测试方法对评价可人肺颗粒中的重金属含量指标具有重要意义。
原子荧光法具有灵敏度高,基体干扰小,可以两个元素同时测定等优点,特别适用于痕量砷、汞的同时测定。
欧阳开[12]采用微波消解—原子荧光法测定PM2.5中砷、汞含量。
砷、汞测定的检出限分别为0.027,0.006μg/L。
该法检出限低,准确度高,适用于环境空气PM2.5中砷、汞含量的测定。
2.1.4高效液相色谱法测PM2.5中多环芳烃多环芳烃(PAHs)是一种由两个以上的苯环以稠环形式相连的化合物。
PAHs具有毒性、生物累积和难降解性,并能在环境中持久存在,因此受到人们的广泛关注。
到目前为止,已有16种PAHs被认定为可疑致癌物。
现有研究表明,生产、生活中排放的废气含有一定PAHs,对大气造成了一定的污染。
大气中的PAHs有70%~90%吸附于可吸人颗粒物上(PM2.5)。
由于PAHs 具有半挥发性和不挥发性的特点,通常采用HPLC来实现PAHs的定性定量检测。
高庚申[13]以美国环境保护署(EPA)提出的16种优先控制PAHs作为目标化合物,建立了UVD和FLD双检测器结合梯度洗脱的HPLC法,该方法能对16种PAHs进行完全分离和定量分析,有助于排除干扰,提高定性的准确性,该方法准确可靠,完全满足大气PM2.5中PAHs的检测需要,在实际样品测定中取得了良好的效果。
2.2运用分析化学方法研究雾霾的危害利用化学分析手段,结合生物学统计和防止手段,可以推断出雾霾的严重程度与“雾霾病”之间的定量关系国外多项研究显示,灰霾期间人群呼吸道症状明显增加,如上呼吸道感染、哮喘、结膜炎、咳嗽、呼吸困难等,甚至导致心血管系统紊乱[14].在我们国家,就雾霾对于人群健康的影响的研究还处于起步阶段,一般多采用调查统计的方法,灰霾天气出现时,呼吸系统门诊患者数也相应增加。
在分析雾霾与雾霾病之间的联系时,分析化学起到了至关重要的作用,那就是精确地确定出雾霾的严重程度,特别是获得雾霾中相关的污染物的精确数据,这就为加强雾霾天气对人群健康的影响研究提供了前提和相应的事实依据。
2.3利用分析化学手段监测管控雾霾分析化学手段能够实现针对空气中的悬浮颗粒物,特别是PM2.5的检测工作:第一步,就是要建立针对雾霾的环境检测站,监测工厂、交通工具尾气排放、拆迁、居家排放等生产生活过程中的粉尘排放,另外还要加强针对自然灾害,特别是对沙尘暴的监控。
在对空气中的悬浮颗粒物的检测中,一般采用滤膜采样—重量法定量,检测活动受客观及主观因素的影响很大[15],特别是在进行气体采样时,不能实现在线、实时、快速检测。
而分析化学追求的目标就是高效、快速、准确、在线实时检测,所以在这方面,未来我们工作就是追求在进行PM2.5等悬浮颗粒物的检测时,应该努力发展在线实时的检测仪器。
第二步,利用调查和监测得到的数据,建立包含发电厂,尾气排放,野火燃烧和其他来源的PM2.5排放报告,这能够为接下来的空气质量中的PM2.5预报和总结治理雾霾最有效的方案,在这里边就设计到一个针对雾霾中的主要成分的化学组成进行分析,以获得其精确的化学组成,追踪这些物质到底来源于何处;有什么样子的时间和地域特征。
第三步,绘制出雾霾地图,分时段、分地域、分类别(即主要是由哪种因素引起的雾霾,到底颗粒度的大小)、这样子能够方便民众对雾霾有一个更加深刻的理解和知晓,能够自发的采取一些行动来降低雾霾的发生,也有利于政府采取相应的措施来控制雾霾的发生。
3、结语雾霾天气的产生、带来的严重危害已经被人们所熟悉,但彻底消灭管控雾霾还需要我们尽很大的努力。
分析化学技术以其特有的能力可以对雾霾带来的危害、雾霾检测、治理、管控等多方面发挥着重要作用。
我们应该加大对各种分析化学技术的开发力度,加强雾霾的研究,利用分析化学技术建立各种在线分析、实时检测雾霾的技术,更好地发挥分析化学在雾霾治理的作用。
我们要从多个角度结合控制管理雾霾,这样一定可以控制住雾霾。
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