光化学烟雾形成及其防治

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1、光化学烟雾形成及其防治摘要：随着工业发展推动经济的发展，环境污染也日益严重，而光化学烟雾污染作为环境污染的一种正不断的危害着我们生活生产的各方面，光化学烟雾污染主要是因汽车和石油化工排放氮氧化物NOx和挥发性有机物VOCs等前体污染物引起,其特征污染物为臭氧O3等强氧化剂。光化学烟雾具有很强的氧化性,可使橡胶开裂,对眼睛和呼吸道有很强的刺激性,损害人体肺功能和伤害农作物,并使大气能见度降低。主要发生在夏秋两季，并且白天生成，晚上消失，污染高峰出现在中午或稍后[1]。1952年在美国洛杉矶首次发生了光化学烟雾污染,后来在日本东

2、京和墨西哥的墨西哥城等也发生了光化学烟雾,至今仍是欧洲、美国和日本等国家的主要环境问题。而早在70年代末就在兰州西固石油化工区首次发现了光化学烟雾并开展了大气物理和大气化学的大规模综合研究[2,3],1986年夏季在北京也发现了光化学烟雾的迹象,近10年来日趋严重[4～6]。随着经济的高速发展,我国中、南部特别是沿海城市均已发生或面临光化学烟雾的威胁,上海、广州、深圳等城市也频繁观测到光化学烟雾污染的现象。本文主要讨论光化学烟雾的污染状况及其污染特征,探讨光化学烟雾的形成机制及其危害，并找出可以降低光化学烟雾污染的措施。关键

3、词：光化学烟雾污染臭氧氮氧化物汽车尾气健康空气质量光化学烟雾主要是由于汽车尾气和工业废气所造成的，汽车尾气中烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质在吸收太阳光的能量后，会变的不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应称之为光化学反应，其产物为含有剧毒的光化学烟雾。一、光化学烟雾的形成机理光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氧化物存在，大气温度较低，而且有强烈的阳光照射，这样在大气中就会一系列复杂的反应，生成出一些二次污染物，如

4、O3、醛、PAN、H2O2等。光化学烟雾是一个链式反应，其中关键性的反应可以简单地分成3组：（一）、NO2的光解导致O3的生成链引发反应主要是NO2的光解，反应如下：NO2+hv→NO+OO+O2+M→O3+MNO+O3→NO2+O2.(二)、(HC)氧化生成了具有活性的自由基，如HO、HO2、RO2等在光化学反应中，自由基反应占很重要的地位，自由基的引发反应主要是由NO2和醛光解引起的：NO2+hv→NO+ORCHO+hv→RCO+H碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因：RH+O→R+HORH+HO→R+H2OH+

5、O2→HO2R+O2→RO2RCO+O2→[RC（O）O2]其中：R—烷基；RO2—过氧烷基；RCO—酰基；[RC（O）O2]—过氧酰基。（三）、通过以上途径生成的HO2、RO2、[RC（O）O2]均可将NO氧化成NO2NO+HO2→NO2+HONO+RO2→NO2+RORO+O2→HO2+RCHONO+RC（O）O2→NO2+RC（O）ORC（O）O→R+CO2其中：RO—烷氧基；RCHO—醛[7]。二、光化学烟雾的危害光化学烟雾成分复杂，但是，对动物、植物和材料有害的主要是O3、PAN、醛、酮等二次污染物。(一)、对人体

6、的影响人和动物受到主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、儿童肺功能异常等。臭氧是一种强氧化剂，在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层，刺激下气道黏膜，引起化学变化，其作用相当于放射线，使染色体异常，使红血球老化。PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用，其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。PAN还是造成皮肤癌的可

7、能试剂；（二）、在植物方面臭氧影响植物细胞的渗透性，可导致高产作物的高产性能消失，甚至使植物丧失遗传能力。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。（三）、在材料方面光化学烟雾还会促成酸雨形成，造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机器受腐蚀，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等，加速橡胶制品的老化和龟裂，腐蚀建筑物和衣物，缩短其使用寿命[1]。（四）、在气候方面更可怕的是光化学烟雾使大气的

8、能见度降低，视程缩短。由于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶，这种气溶胶颗粒大小一般多在0.3～1.0μm范围内。由于这样大小的颗粒实际上不易因重力作用而沉降，能较长时间悬浮于空气中，长距离迁移；它们与人视觉能力的光波波长相一致，且能散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见度。因而妨害了