试析城市光化学烟雾的形成条件、机理、危害及防治措施
试析城市光化学烟雾的形成条件、机理、危害及防治措施
目      录
摘要…………………………………………………..1
1概述……………………………………………………………… 1
1.1 光化学烟雾的概念…………………………………………… 3
1.2光化学烟雾的来源…………………………………………… 3
1.3光化学烟雾的例子…………………………………………… 4
秋月的诗句1.4 光化学烟雾的主要污染物及其浓度的日变化规律………… 5
2　光化学烟雾的形成机理
2.1 光化学烟雾的反应机制…………………………………… 8
2.2 光化学烟雾的形成过程…………………………………… 10
2.3 光化学烟雾的形成条件…………………………………… 10
3  光化学烟雾的危害 ………………………………………… 11
4  光化学烟雾的控制……………………………………………13
5  结 论 …………………………………………………………15         
6  参考文献 …………………………………………………… 15
摘  要
光化学烟雾是大气污染之一，对人、植物等产生了极大的危害,阻碍了人类现代文明的发展。本文将介绍光化学烟雾对人、植物、材料的危害，并列举了一些国际重大的光化学烟雾造成的危害，而形成机理则从引发反应、基传递反应和平共处五项原则终止反应三个过程来解释说明，简单描述光化学烟雾形成的必要条件、来源及污染物的浓度随时间变化趋势。最后，本文对光化学烟雾提出了可行性的防治措施，如控制污染源、采用散发阻化剂、减少的污染、控制大气中的与烃类浓度比提高人民众环境保护意识。 
关键词：光化学污染　光化学烟雾　机理
ABSTRACT
Photochemical smog air pollution is one of the to people, and plants produce great harm, the human obstacles to the development of modern civilization. The paper will describe photochemical smog to people, plants, hazardous materials, He cited a number of major international photochemical smog caused harm, and the trigger mechanism from the reaction - transfer reaction termination of the five principles of peaceful coexistence reaction to the process of the three explanations, simple description of photochemical smog formation of the necessary conditions for the source and concentration of pollutants over time trend. Finally, this article on photochemical smog of the feasibility of control measures, such as pollution control, use of distributed resistance agent, reduce pollution, control of air and hydrocarbon concentrations higher than in the people the sense of environmental protection.
KEY WORDS: photochemical pollution  photochemical smog　mechanism
1 概  述
随着人类社会的不断进步，特别是近代科学技术的迅速发展，给人类带来巨大利益的同时、也产生了大气污染物。当大气中的污染物浓度超过了自然界自身的净化能力时，就造成了大气污染，尤其是在人口、工矿企业高度集中的城市，大气污染更为严重。城市大气污染一般分为煤烟型和光化学烟雾型，前者因燃煤排放引起;后者因汽车尾气及石油化工排放氮氧化物N ox和挥发性有机物VOCS等前体污染物引起。1943年在美国洛物VOCS等前体污染物引起。1943年在美国洛杉矾首次发生了光化学烟雾污染，后来在日本东京和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。我国城市大气污染虽受以煤炭为主的能源结构的制约，目前仍呈现出明显的煤烟型污染特征，但早在70年代末就在兰州西固石油化工区首次发现了 x,CH化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的二次污染物显示出的蓝烟雾。
随着经济的高速发展，我国一些大型城市的汽车数量猛增，汽车尾气排放量也随之大增。近年来，北京、上海、广州、深圳等城市频繁观测到光化学烟雾污染的现象，还有更多的城市即将面临其威胁。目前，因对光化学烟雾产生机理的研究尚不成熟，所以其防治研究
也处于探索阶段。本文介绍和探讨了大气光化学烟雾的形成机理，并提出了光化学烟雾的控制方法。希望通过本文的介绍，人们对光化学烟雾有更加深入的了解，并投身于环境保护事业。
1.1 光化学烟雾的概念
氮氧化物()主要是指和。和都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是)及其他多种复杂的化合物,统称光化学烟雾。
1.2光化学烟雾的来源
1.2.1在各类工厂和企业中对溶剂和其他化学试剂进行加工、贮存、销售和应用；
1.2.2汽车内燃机中汽油不完全燃烧；
1.2.3各种废物燃烧等。据估计，进入大气的各种烃类总量的三分之一是反应性的，其中有
约50％反应性烃来源于汽油燃烧。
1.3光化学烟雾的例子
1943年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件。1943年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅19550－1951年，美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。1955年，因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人；1970年，约有75％以上的市民患上了红眼病。经过反复的调查研究,直到1958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造成的,这些汽车每天消耗约1600T汽油,四年级期末考试答案向大气排放1000多吨碳氢化合物和400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。
  1952 年发生在伦敦的烟雾事件造成 8 000 人死亡，其凶手就是在雾大无风的天气下经久不散的黑烟尘。这种烟尘属于硫酸型烟尘污染，是燃料 ( 主要是烟煤燃烧产生的二氧化硫、一氧化碳等与烟尘不断蓄积，加之三氧化二铁粉尘的作用，生成了相当量的硫酸，吸附在烟尘颗粒上或凝聚在雾气中形成的。烟尘是由固体颗粒和液滴所组成的，粒径为 0.01～1μm。
1970年,美国加利福尼亚洲发生光化学烟雾事件,农作物损失达喜剧电影排行榜2500多万美元。1971年,日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件,使一些学生中毒昏倒。同一天,日本的其他城市也有类似的事件发生。此后,日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾。日本环保部门经对东京几个主要污染源排放的主要污染物进行调查后发现,汽车排放的、x、HC三种污染物约占总排放量的80%。
1.4 光化学烟雾的主要污染物及其浓度的日变化规律　
继洛杉矶之后，光化学烟雾的污染在世界各地不断出现，如东京、大阪、墨西哥城、伦敦以及澳大利亚、德国等地的大城市，已成为大气污染的严重问题之一。自50年代至今，世界各国对光化学烟雾做了大量的研究工作，并已取得较好的效果。
1.4.1光化学烟雾的日变化曲线：图1给出了洛杉矶市1965年7月19日白天时间各种污染物的每小时平均浓度，约在上午7时左右和浓度上升到一个极大值，这与早上运输高峰时间是一致的，在傍晚可以看到一个较小的峰值。碳氢化合物（HC）浓度虽未画出，但也有类似情况。值得注意的是的晨峰推迟约3小时，峰滞后约5小时。的晚峰不太明显，的晚峰则不出现，这天的最大浓度为0.2ppm左右。
图1洛杉矶几种污染物浓度的日变化曲线(1965.7.19)     
(引自EPA Document AP 84,1971)
　上述情况说明，和峰滞的原因是因它们不是污染源排出的一次污染物，而是在大气中光化学作用的产物。早晨的交通高峰所产生的汽车废气只有在白天的阳光作用下才能有重要影响，傍晚交通流量高峰期虽有一次污染物排放，但由于太阳光减弱且很快消失，所以夜间不发生光化学烟雾。
　1.4.2烟雾箱模拟曲线：为了弄清楚光化学烟雾中各种污染物的浓度随时间变化的机理，发展了烟雾箱实验。即在一大容器内，通入反应气体，在人工光源照射下，模拟大气光化学反应。照射含非甲烷总烃和氮氧化物的空气，以及照射C3H6--空气混合物，其结果如图2所示。
图工行汇款手续费2    C3H6NO空气混合物在紫外线照射下的浓度变化                          (引自Agnew ,1968)
由图说明碳氢化合物（HC）和氮氧化合物共存时，在紫外射线的作用下会出现：（1）转化为；（2）碳氢化合物氧化消耗；（3）臭氧及其他氧化剂如PAN，HCHO、HN等二次污染物的生成。
其中关键性的反应类别是：（1）的光解导致了的生成；（2）有机HC化合物的氧化生成了活性自由基，尤其是H 、R等；（3）H、R引起了向转化，进一步提供了生成的源；同时形成了含N的二次污染物，如过氧乙酰硝酸酯（爱情电视剧有哪些PAN）、HN，其关键反应为：
  （1）的生成反应：
　如果无其他物种，三者之间就会形成稳态。
  （2）OH基反应：
  烷 RH＋OH→R+H2O
  R＋→R（过氧烷基）
  醛 RCHO＋OH→R（酰基）+H2O
  R＋→RC（O）（过氧酰基）
  这些过氧自由基的存在引起了向的转化。
  （3）向的转化：
  R＋→＋RO（烷氧基）
  →RO
  RO＋→H＋RCHO（醛）
  H+ →＋风声经典台词OH
  RC（O）+ →+RC（O）O（氧酰基）
  RC（O）O→R+C
  R+ →R
  将这些反应联合起来可以给出：
　可见，在R及R寿命期内可以使许多分子的转化成。也就是说，一个自由基自形成之后直到它猝灭以前可以参加许多个基传递反应，这种基传递反应提供了向的转化。而既起链引发作用，又起链终止作用，最后生成HN、PAN和有机酸脂等稳定物质。
2　光化学烟雾的形成机理
2.1 光化学烟雾的反应机制
氮氧化合物和碳氢化合物在强烈阳光照射下，产生一系列复杂的光化学反应。光化学烟雾的产生是一个链式反应，    Seinfied(1986 ) 曾经用如下反应方程式概括反应机制：
光照
 = +O   
 反应总效应为：
O+ =               3 =2   
+2 =2 其中、为催化剂
就这样生成的继续光解,周而复始,不断形成以醛类，二氧化氮等多种化合物，它们同水蒸气在一起，在适当条件下就形成了光化学烟雾。由于这个反应周期性地循环，所以不易被破坏，这正是光化学污染的牢固性。
光化学烟雾形成机理可简述如下：清晨大量的碳氢化合物和由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间氧化的结果，已有少量存在。当日出时，光解离提供原子氧，然后光解反应及一系列次级反应发生，OH基开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有效地将转化为，使 浓度上升，碳氢化合物及浓度下降；当达到一定值时，开始积累，而自由基与的反应又使的增长受到限制；当向转化速率等于自由基与的反应速率时，浓度达到极大，此时仍在积累之中； 当下降到一定程度时，就影响的生成量；当的积累与消耗达成平衡时，达到极大，光化学烟雾的形成示意于图3：

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