光化学烟雾

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1、光化学烟雾摘要:环境问题是当今世界共同面临的社会问题,重要涉及环境污染和生态污染,研究表白,光化学污染引起的环境污染尤为严重。光化学烟雾的重要伤害是眼睛和黏膜受到刺激、头痛、呼吸障碍【1】。本文概述了光化学烟雾的形成、危害、防治措施。核心词:光化学烟雾 危害 防治措施1 光化学烟雾概念光化学烟雾是由多种燃烧设备,特别是汽车排出废气中的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物,在空气中经太阳光（紫外光）照射后,多种污染物之间发生相应反映,生成臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸脂等二次污染物,它们在大气中是一种具有刺激性的浅蓝色烟雾（其中有气体污染物,也有气溶胶），称为光化学烟雾。光化学烟雾事件955年洛杉矶发生了

2、一场严重的光化学烟雾污染 事件,使本地65岁以上近400人死亡，一般人的眼睛，鼻子，喉咙，气管,和肺部的粘膜都受到刺激,浮现红肿，流泪,喉痛,胸痛和呼吸衰竭乃至思维紊乱，肺水肿等现象,家畜也同步患病，橡胶制品老化，汽车和飞机的正常运营都严重受阻,郊区的玉米、蜜柑、烟草、葡萄等作物与林木受到不同限度的危害，仅葡萄一项就减产30%,600公顷的松林约%受害,29%干枯。光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(C)和氮氧化物(Nx)等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反映,生成臭氧(O）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（AN）等二次污染物，参与光化学反映过程的一次污染物和二次污染物的混合物

3、所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。光化学烟雾的成分非常复杂,但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PA和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到重要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、小朋友肺功能异常等。植物受到臭氧的损害,开始时表皮褪色,呈蜡质状，通过一段时间后色素发生变化,叶片上浮现红褐色斑点。PN使叶子背面呈银灰色或古铜色,影响植物的生长,减少植物对病虫害的抵御力。臭氧、PN等还能导致橡胶制品的老化、脆裂,使染料褪色,并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。2世纪年代,在美国加利福尼亚州洛杉矶一方面发现了光化学烟雾。191年J.哈根最先指出臭氧（O3）是氮氧化物、碳氢

4、化合物和空气的混合物通过光化学反映生成的。后来F. W 温特发现臭氧与不饱和烃(如汽车废气中的烃类)的化学反映产物跟洛杉矶烟雾有相似的伤害效应。形成臭氧的活性有机物和氮氧化物的重要来源是汽车排放的尾气。通过对光化学烟雾形成的模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的互相作用方面重要有如下过程:1、污染空气中O的光解是光化学烟雾形成的起始反映。2、碳氢化合物被HO、等自由基和臭氧氧化,导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RO等自由基的生成。3、过氧自由基引起O向O2的转化,并导致O3和PAN等的生成。光化学反映中生成的臭氧、醛、酮、醇、P等统称为光化学氧化剂,以臭氧为代

5、表，因此光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。光化学烟雾与大气物理光化学烟雾的形成及其浓度，除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外，还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。太阳辐射强度是一种重要条件, 太阳辐射的强弱,重要取决于太阳的高度,即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外,还 受该地的纬度、海拔高度、季节、天气和大气污染状况等条件的影响。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。污染区大气的实测表白,一次污染物H 和一氧化氮的最大值出目前上午交通繁忙时刻，随着N浓度的下降,NO浓度增大,O3和醛类等二次污染物随

6、着阳光增强和N2、HC浓度减少而积聚起 来。它们的峰值一般要比NO峰值的浮现要晚5小时。二次污染物PN浓度随时间的变化与臭氧和醛类相似。都市和城郊的光化学氧化剂浓度一般高于乡村, 但近年来发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过都市。这是由于光化学氧化剂的生成不仅涉及光化学氧化过程,并且还涉及一次污染物的扩散输送过程,是两个过程的成果。因此光化学氧化剂的污染不只是都市的问题，并且是区域性的污染问题。短距离运送可导致O3的最大浓度出目前污染源的下风向,中 尺度运送可使臭氧扩散到上百公里的下风向,如果同大气高压系统相结合可传播几百公里。通过研究表白,在6（ N(北纬）60( （南纬）之

7、间的某些大都市,都也许发生光化学烟雾。光化学烟雾重要发生在阳光强烈的夏、秋季节。随着光化学反映的不断进行,反映生成物不断蓄积，光化学 烟雾的浓度不断升高，约3 4 后达到最大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里，使远离都市的农村庄稼也受到损害。143年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件,此后,在北美、日 本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后浮现这种烟雾。通过反复的调查研究,直到19年才发现,这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染导致 的，这些汽车每天消耗约600t汽油，向大气排放000多吨碳氢化合物和0多吨氮氧化物,这些气体受阳光作用,酿成了危害人类的光化学烟雾事件。97

8、0年，美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件,农作物损失达2500多万美元。171年，日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件,使某些学生中毒昏倒。同一天,日本的其她都市也有类似的事件发生。此后，日本某些大都市持续不断浮现 光化学烟雾。日本环保部门经对东京几种重要污染源排放的重要污染物进行调查后发现,汽车排放的CO、x、C三种污染物约占总排放量的8。目前,由于国内内地汽车油耗量高,污染控制水平低，已导致汽车污染日益严重。部分大都市交通干道的NO和严重超过国标,汽车污染已成为重要的空气污染物;某些都市臭氧浓度严重超标,已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。据国家环保局一九九六年环境质量通报：国内大都市氮氧

9、化物污染逐渐加重。19年度污染较严重的都市分别为：广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州。从总体上看,氮氧 化物污染突出表目前人口100万以上的大都市或特大都市。3 光化学烟雾的重要危害光化学烟雾不仅影响了人体健康，并且对植物也有较强的损害作用。同步还减少了大气的能见度。3.1 光化学烟雾对人体健康的影响光化学烟雾最明显的危害是对人眼的刺激作用。浮现眼流泪、发红(俗称红眼病)。据资料记录,美国加里福尼亚洲由于光化学烟雾的作用，曾使该州34的人发生了红眼病。日本东京10年发生的光化学污染时期有0人患了红眼病。除眼外，对鼻、咽、气管和肺均有明显的刺激作用。对老人、小朋友和病弱者

10、尤为严重。195年洛杉矶事件发生时,两天内就使5岁以上的老人死亡00余人。若大气中臭氧浓度达到0.1p05pm时，会引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化,使视觉敏感度和视力减少。受害严重者，呼吸困难、胸痛、头晕、发热、呕吐、以致血压下降、昏迷不醒。长期慢性伤害，可引起肺机能衰退、支气管炎、甚至发展成肺癌等。3.2对植物的伤害光化学烟雾能使植物叶片受害变黄以致枯死。据资料记录,仅加里福尼亚州 1959年由于光化学污染引起的农作物减产损失已达80万美元。使大片树木枯死，葡萄减产0以上,柑桔也严重减产。对光化学烟雾敏感的植物尚有棉花、烟草、甜菜、莴苣、番茄、菠菜、某些花卉和多种树木。.3 减少大气能见

11、度光化学烟雾的重要特性之一是减少了大气的能见度,缩短了视程。这重要是污染物质在大气中形成了光化学烟雾气溶胶,这种气溶胶的颗粒大小为0.0,它们不易沉降,与可见光波长相一致，对光散射影响很大,从而明显的减少了能见度。由于光化学烟雾气溶胶引起大气浑浊，能见度减少,因此防碍了汽车、飞机的正常运营,使交通事故猛增。光化学烟雾的重要污染源4.1 交通工具排气近近年来，国内都市大气污染状况比较严重，机动车已经成为国内都市大气污染的重要来源。这重要有如下几方面的因素:(1)近年来，随着国内经济的持续高速增长和都市化进程的逐渐加快,都市居民的交通需求在近二十年内迅速增长，汽车产量和都市机动车保有量大幅增长,机

12、动车污染物排放对都市环境空气质量的污染日趋严重;(2）机动车排放在大气污染中的比重不断增长，特别是在某些经济发展迅速的大都市,体现得更为明显；(3)国内机动车重要集中在大中都市，这些区域建筑物高、道路狭窄、交通繁忙、拥堵严重,污染物不易扩散,加重了都市大气污染。如汽车、火车、飞机等交通工具排出具有CO,NOx和碳氢化合物（HC)等污染物的尾气。特别是机动车尾气向大气排放C,C,NO及固体颗粒物等。国内重要大都市机动车数量大幅度增长,机动车尾气已成为形成光化学烟雾的一种重要来源。据资料表白,北京、上海等大都市机动车排放的污染物已占大气污染负荷的6%以上，其中,排放的CO对大气污染的分担率达80%

13、，NO达到0。这阐明国内大都市的大气污染正由第一代煤烟型污染向第二代汽车型污染转变。5年全国机动车保有量仅有300万辆,190年为50万辆,19年增至130万辆。估计到将达到450万辆,排出的NOx将达到228万吨2。由此可知,机动车尾气排出大量的O,HC,x等有害物质，在强阳光照射下,极易在都市发生光化学烟雾事件。4.工业公司排气由火力发电厂、钢铁厂、冶炼厂、炼焦厂、石油化工厂、氮肥厂等工矿公司在生产过程中所排放的CO,CO,O和煤烟粉尘等,都是引起光化学烟雾的重要污染源。4.3 家庭炉灶与取暖设备排气家庭用的炉灶与取暖设备数量大、分布广、排放高度低、多排气于居住区,是低空大气污染源之一。

14、光化学烟雾的防治对策. 改善技术，减少汽车尾气NOx,H 的排放量汽车尾气是Nx，HC化合物最重要的排放源。改善技术控制汽车尾气是避免光化学烟雾的形成,保证空气环境质量的有效措施。. 安装尾气净化妆置重要是在排气系统中安装热反映器,催化反映器和向排气门处喷入新鲜空气的措施来减少尾气污染物的排放量(目前,国内生产的部分汽车已经安装尾气净化妆置）。51.改良燃料即变化汽油成分或者使用代作燃料替代汽油,来减少汽车尾气污染。资料表白,天然气燃料燃烧与无铅汽油相比 和HC 的排放量均可减少%以上;甲醇燃料与汽油相比CO和HC的排放量也可减少37%和56%；燃氢汽车排放的NO不到汽油车的%;可见改良燃料是

15、控制汽车污染的一条有效措施。近年来,国内虽然严格了排放原则（国内全面履行欧2原则）,减少了单车污染物的排放,但随着机动车保有量的迅速增长，0污染仍十分严重。张远航等学者应用欧拉模式对北京和广州市光化学烟雾污染进行预测,预测成果表白:北京将来内光化学烟雾污染与机动车排放量的变化密切有关，全市和市区3日均浓度增长率分别为45128和8%17；广州市若机动车排放量增长1倍，03最大浓度和平均浓度将增长0.l倍，其中市区03平均浓度增长最快。由此阐明机动车数量的增长,必然导致都市地区0污染更加严重,若不采用措施减少机动车污染物的排放量,必将使城区大气环境质量恶化，更多的都市将面临光化学烟雾污染的威胁。

16、52改善能源构造推广型煤及洗选煤的生产和使用，以减少煤尘和O2的排放量。发展区域集中供暖供热，设立大的热电站和供热站,以替代分散的锅炉，安装高效除尘设备和采用高烟囱排放以改善都市环境质量;根据法规,严格限制炼油厂,石油化工厂以及氮肥厂等化工厂的废气排放,加强生产管理,减少生产过程中的跑、冒、滴、漏。5.3 加强监测,及时报警采用避免措施光化学烟雾是有前兆的,可通过监测发出警报，采用措施加以避免。当氧化剂浓度达到.5ppm时,接近危险水平,应严禁垃圾燃烧,减少其他燃烧，减少汽车行驶;当氧化剂浓度达到1ppm时，开始危害健康的水平,应严格严禁汽车行驶,其他措施同上;当氧化剂浓度达到1.pm时,严重

17、危害健康的水平，除完全采用上述措施外,还应采用其他紧急措施，如关停工厂等。6 总结世界卫生组织何H0)和美国、日本等许多国家已经把臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大气环境质量的指标之一,并据以发布光化学烟雾的警报。都市空气污染与经济发展水平密切有关,国内正处迅速发展时期,都市空气污染已经成为个重要的环境问题。为避免光化学烟雾的爆发,除了采用上述措施外，还必须采用行政命令干涉的手段才干有较好的效果。总之,光化学烟雾对人类导致的危害是严重的，人类正面临着严峻的环境挑战消除和避免环境污染的主线问题在于人类环境意识的觉醒.虽然在清洁能源的运用等方面做了大量有益的、卓有成效的摸索,但也应看到,消除和避免环境污染仍任重而道远.参照文献：1韩子文环境化学概沦M1北京:北京师范大学出版社1932 谭有钧、陈鲁言.汽车尾气污染.广州，中山大学出版社，19年。