氮的氧化物和二氧化硫对环境的影响

关于氮的氧化物和二氧化硫对环境的影响第1页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三要想知道事物造成的影响，当然要知其本质。氮的氧化物二氧化硫来源防治措施BackTheEhd第2页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三N2ONON2O3NO2N2O5N2O4nextBack第3页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

了解这么多的氮的氧化物，有些看起来还蛮有益的，为什么还会造成环境污染呢？其实，真正的主谋是NO2,Back第4页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三[英]Nitrogen

Dioxide

[别]二氧化氮;四氧化氮

[缩]SYHE

【化学结构】

NO2,N2O4

【化学特性】

无色固体或黄色,

有刺激性气味,

能溶于水生成硝酸和亚硝酸,

有腐蚀性极毒,

空气中最高容许浓度5ppm

相对密度:1.419(℃)

熔点:-9.3℃(液体)

沸点:21℃(分解)

【火灾危险】

不会燃烧,

但有助燃性,

具强氧化性,

如接触碳,

磷和硫有助燃作用.

不可用水(遇水生成硝酸和亚硝酸,

腐蚀性更强)

Back第5页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三[爆炸品]炸药及爆炸性药品

五氧化二氮

[英]Nitrogen

Pentoxide

[别]硝酐

[缩]WYHE

【化学结构】

N2O5

【化学特性】

无色柱状结晶体,

极易潮解.

在室温条件下缓慢分解,

10℃以下比较稳定.

溶于热水即生成硝酸.

相对密度:

1.642(18℃)

熔点:

30℃

沸点:

47℃

蒸气压:53.33千帕(24.4℃)

【火灾危险】

受热分解产生有毒的NO2及O2,为有强烈的氧化作用.

遇高温及易燃物品,

有

引起燃烧爆炸危险.

Back第6页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

二氧化氮是一种棕红色、高度活性的气态物质。氮氧化物是一氧化氮、二氧化氮及其他氮氧化物的总称，而二氧化氮在臭氧的形成过程中起着重要作用。人为产生的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放，比如机动车、电厂废气的排放等。家庭用火炉和气炉燃烧也会产生相当量的二氧化氮。

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短期暴露（比如，少于3小时）可导致已患呼吸道疾病者产生过敏反应、损害肺功能，增加少年儿童（5-12岁）的呼吸道疾病发生率。另外，二氧化氮还是酸雨的成因之一。事实上，二氧化氮所带来的环境效应多种多样，包括：对湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化的影响，大气能见度的降低，地表水的酸化，富营养化（由于水中富含氮、磷等营养物藻类大量繁殖而导致缺氧）以及增加水体中有害于鱼类和其它水生生物的毒素含量。

危害Back第8页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三N2O3是不稳定的蓝色气体，将NO和NO2缩合在一起就可以得到N2O3：

NO(无色)+NO2(红棕色)====N2O3(蓝色)

常压下N2O3即可分解为NO和NO2。N2O3是一个酸性氧化物，它是亚硝酸的酸酐。

在分子中N原子都采取杂化，两个N原子通过σ共价键相连，在整个分子中存在着一个五中心六电子的离域的大π键。N的氧化数为+3。

Back第9页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

NO在常温下为气体，具有脂溶性是使它在人体内成为信使分子的可能因素之一。它不需要任何中介机制就可快速扩散通过生物膜，将一个细胞产生的信息传递到它周围的细胞中，主要影响因素是它的生物半寿期。具有多种生物功能的特点在于它是自由基，极易参与与传递电子反应，加入机体的氧化还原过程中。分子的配位性又使它与血红素铁和非血红素铁具有很高的亲合力，以取代O2和CO2的位置。据研究报道，血红蛋白-NO可以失去它附近的碱基而变成自由的原血红素-NO，这就意味着自由的碱基可以自由地参与催化反应，自由的蛋白质可以自由地改变构象，自由的血红素可以自由地从蛋白中扩散出去，这三种变化中的任何一个或它们的组合，将在鸟苷酸环化酶的活化过程中起重要作用。

Back第10页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

一氧化二氮又称“笑气”，它是一种无色并具有微弱香味和甜味的气体，因吸入这种气体会使人大笑不已，而得此名。“笑气”在空气中非常稀少，大约占空气总体积的二百万分之一，所以尽管人们每天在呼吸空气，也不会笑个不停。

据悉，1978年英国一名化学家做了一个试验：一边吸入“笑气”，一边记录自己的生理效应。他发现吸入少量的“笑气”，就会使人兴奋不已而大笑起来。“笑气”可以减轻牙齿的疼痛。进一步的研究证实，吸入适量的“笑气”，可以使人进入麻醉状态，减轻病人的疼痛。从此“笑气”被用作牙科麻醉剂。

“笑气”还有一个有趣的特性，就是能够助燃。把一根点燃的木棍伸入一瓶“笑气”中将会爆燃出明亮的火焰。这是因为“笑气”在加热时分解成氮气和氧气的缘故；“笑气”还有一个特性，一个“笑气”分子会和6个水分子结合在一起，冷却溶有大量“笑气”的水溶液，可以得到含有“笑气”的晶体。如果把晶体加热，“笑气”会重新逃出。Back第11页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

短期暴露（比如，少于3小时）可导致已患呼吸道疾病者产生过敏反应、损害肺功能，增加少年儿童（5-12岁）的呼吸道疾病发生率。另外，二氧化氮还是酸雨的成因之一。3NO2+H2O＝2HNO3+NO

事实上，二氧化氮所带来的环境效应多种多样，包括：对湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化的影响，大气能见度的降低，地表水的酸化，富营养化（由于水中富含氮、磷等营养物藻类大量繁殖而导致缺氧）以及增加水体中有害于鱼类和其它水生生物的毒素含量。二氧化氮污染示意图Back第12页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三Back第13页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

酸雨的形成主要原因是雨水中溶入SO2、SO3、氮氧化物等，但以SO2为主。

SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）

2H2SO3+O2=2H2SO4

2SO2+O22SO3

SO3+H2O=H2SO4

SO3的形成是因为在空气中的漂尘作用下，一部分SO2被氧化成SO3，或空气中的NO2与SO2作用生成SO3，在降水时，SO2

、SO3和氮氧化物等溶于水形成酸雨，其PH＜5.6

危害Back第14页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三酸雨对人和自然的危害：1．酸雨因pH小于5.0以下，造成土壤、岩石中的有毒金属元素溶解，流入河川或湖泊，严重时使得鱼类大量死亡。

2．水生植物和以河川酸化水质灌溉的农作物，因累积有毒金属，将经由食物链进入人体，影响人类的健康。

3．酸雨会影响农林作物的叶子，同时土壤中的金属元素因被酸雨溶解，造成矿物质大量流失，植物无法获得充足的养分，将枯萎、死亡。4．湖泊酸化后，可能使生态系统改变，甚至湖中生物死亡，生态系统活动因无法进行，最后变成死湖。

5．腐蚀建筑物、公共设施、古迹和金属物质，造成人类经济、财物及文化遗产的损失。

6．刺激人类眼睛和皮肤，对人体造成伤害。示意图其他图片Back第15页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三酸雨在国外被称为“空中死神”酸雨可对森林植物产生很大危害。根据国内对105种木本植物影响的模拟实验，当降水pH值小于3.0时，可对植物叶片造成直接的损害，使叶片失绿变黄并开始脱落。叶片与酸雨接触的时间越长，受到的损害越严重。野外调查表明，在降水PH值小于4.5的地区，马尾松林、华山松和冷杉林等出现大量黄叶并脱落，森林成片地衰亡。例如重庆奉节县的降水pH值小于4.3的地段，20年生马尾松林的年平均高生长量降低50%。第16页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三乐山大佛遭受酸雨腐蚀Next第17页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三平静的湖水却缺少了生机Next第18页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三左侧图片摄于1908年右侧图片摄于1968年Back第19页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三Back第20页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三

二氧化硫主要来自于化石燃料，特别是煤的燃烧。随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加。全国煤炭消耗量从1990年的9.8亿吨增加到1995年的12.8亿吨，二氧化硫排放总量随着煤炭消费量的增长而急剧增加。到1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万吨。

二氧化氮主要来源于空气，约占空气中70%的氮气在高温或打雷的情况下，与氧气化合成一氧化氮，一氧化氮很容易在常温下与空气的氧气化合，生成二氧化氮，二氧化氮再溶于水，生成硝酸及一氧化氮，无限循环下去。Back第21页，讲稿共25页，2023年5月2日，星期三防治二氧化硫污染环境的措施1、从源头上尽量减少用原油、原煤直接作燃料。2加强环境管理，强化环保执法，严格控制二氧化硫的排放量。3、在燃煤中加入生石灰、石灰石等，用以硫的固定。4、采用煤的液化、汽化技术。5、开发和使用洁净能源，如太阳能、核能、水能、风能等，减少对煤和石油的消耗。6、在含硫矿石的冶炼、硫酸、化肥、造纸等行业加强