1、第3講 光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧最早是在洛杉磯發(fā)現(xiàn)的，從1940年開始，洛杉磯每年夏季到早秋，只要是天氣晴朗的日子，城市上空就會出現(xiàn)一種彌漫藍天的淺藍色煙霧，使整座城市渾濁不清。這種煙霧會使人眼睛發(fā)紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶、頭昏、頭痛。1943年以后，情況變得更加嚴(yán)重，演變成了我們熟知的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件，最終導(dǎo)致800多人喪生。1950年以后，光化學(xué)煙霧污染事件在美國其他城市和世界各地相繼出現(xiàn)，如日本、加拿大、德意志聯(lián)邦共和國、澳大利亞、荷蘭等國的一些大城市都發(fā)生過。光化學(xué)煙霧到底是什么，為什么讓這么多人關(guān)注并恐慌呢？它是怎么形成的，跟霧霾有關(guān)系嗎？一、什么是光化學(xué)煙霧?汽車，工廠等排放的大氣的

2、碳氫化合物和氮氧化物等一次污染物在紫外線照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物，這些一次污染物和二次污染物混合所形成的煙霧污染現(xiàn)象就是光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧可隨氣流漂移數(shù)百公里，使遠離城市的農(nóng)作物也受到損害。光化學(xué)煙霧對大氣的污染造成很多不良影響，對動植物有影響，甚至對建筑材料也有影響，并且大大降低的能見度影響出行。二、光化學(xué)煙霧是怎么產(chǎn)生的？汽車的排放不只是PM 2.5，其有害物體是多樣的，如：氣體名稱簡稱對人及社會危害一氧化碳CO破壞人體血紅蛋白、頭疼、昏迷、死亡；碳氫化合物HC致癌，對植物也有污染；氮氧化合物NOx毒性比CO更大，還可造成酸雨；二氧化硫SO2顆粒物、酸雨；二氧化碳CO2溫室效

3、應(yīng)，地球暖化；顆粒物PM特別是PM微浮懸顆粒物，對人體眾多危害；生成化合物Voc有甲烷、甲醇、丁二烯、活性化合物，在光學(xué)作用下，產(chǎn)生臭氧O3等毒氣。據(jù)分析，汽車排放有毒氣體，多是直接造成對社會和人的損害，但也有一些物質(zhì)在較長停留時，會互相產(chǎn)生種種化學(xué)反應(yīng)，造成次生的災(zāi)害，最嚴(yán)重的是屬于光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧主要由HC和NOX化合物，在陽光紫外線的照射下，促使形成活性化合物，生成二氧化氮NO2和臭氧O3、甲醛、丙烯等有毒氣體，這些化合物在一定時間停留在空間，與某些氣候、地理要素結(jié)合，產(chǎn)生了光化學(xué)煙霧和酸雨。光化學(xué)煙霧對人的呼吸道危害很大，容易產(chǎn)生肺氣腫，血液循環(huán)能力機能減低，免疫力下降，還對眼睛

4、產(chǎn)生毒害，而酸雨主要是當(dāng)HP值大于5.6的雨雪成分，形成硫酸、硝酸有害微細物，而往往是受害地域很廣大，使湖泊、河流、森林酸化、糧食減產(chǎn)，對經(jīng)濟造成重大損害。光化學(xué)煙霧的形成往往需要比較復(fù)雜的條件。除直接決定于汽車排氣中污染物的數(shù)量和濃度以外，還收太陽輻射強度，氣象以及地理等條件的影響。一般來說，光化學(xué)煙霧的形成有三個必不可少的條件：首先，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的大氣必須穩(wěn)定，整個大氣沒有強烈的對流，也沒有風(fēng)的擾動，不利于污染物的擴散；其次，大氣中必須具有相對高濃度的氮氧化物和碳氫化合物；第三，必須有足夠的光照和紫外線。在光化學(xué)煙霧形成的過程中，空氣中臭氧的含量會逐漸增多，之前蘭州西固和廣州以及北京的光

5、化學(xué)煙霧，都檢出了相對高濃度的臭氧。在我國的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了對臭氧的監(jiān)測，這實際上就是為了監(jiān)測光化學(xué)煙霧的狀況。三、光化學(xué)煙霧和霧霾有什么關(guān)系？霧霾，顧名思義是霧和霾。但是霧和霾的區(qū)別很大?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。霾就是灰霾（煙霞）。霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)。多出現(xiàn)于秋冬季節(jié)（這也是2013年1月份全國大面積霧霾天氣的原因之一），是近地面層空氣中水汽凝結(jié)（或凝華）的產(chǎn)物。霧的存在會降低空氣透明度，使能見度惡化，如果目標(biāo)物的水平能見度降低到1000米以內(nèi)，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)（或凝華）物的天氣現(xiàn)象稱

6、為霧（Fog）。霾（mi），也稱灰霾（煙霧） 空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子也能使大氣混濁。將目標(biāo)物的水平能見度在100010000米的這種現(xiàn)象稱為輕霧或靄（Mist）。形成霧時大氣濕度應(yīng)該是飽和的(如有大量凝結(jié)核存在時，相對濕度不一定達到100%就可能出現(xiàn)飽和)。由于液態(tài)水或冰晶組成的霧散射的光與波長關(guān)系不大，因而霧看起來呈乳白色或青白色和灰色。霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霧霾是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，尤其是PM2.5（空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物）被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”。隨著空氣質(zhì)量的惡化，陰霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害加重。中國不少地

7、區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報。統(tǒng)稱為“霧霾天氣”。從物質(zhì)形態(tài)看，光化學(xué)煙霧主要為氣態(tài)污染物，而霧霾則是大氣顆粒物，兩者之間沒有什么關(guān)系。但是，光化學(xué)煙霧最終生成大量的臭氧，增加了大氣的氧化性，這導(dǎo)致大氣中的二氧化硫、二氧化氮等被氧化并逐漸凝結(jié)成顆粒物，從而增加了PM2.5的濃度。也就是說，光化學(xué)煙霧可能成為霧霾的來源之一。目前我國的空氣污染是多種污染物疊加反應(yīng)生成的，屬于復(fù)合型污染，霧霾和光化學(xué)煙霧是主要的兩種。復(fù)合型污染比單一的污染更加復(fù)雜，治理起來也更加麻煩。在這種復(fù)合污染條件下，各種污染物對人體健康聯(lián)合作用的影響還有待研究?；蛟S，污染物之間是協(xié)同作用，也就是說幾種污染

8、物結(jié)合會對人體產(chǎn)生更大的影響；但也存在一種可能，污染物之間的作用是相互拮抗的，也就是所謂“以毒攻毒”。當(dāng)然，不管是哪一樣，我們只有盡自己所能保護環(huán)境，減少污染排放，才可能將環(huán)境污染的風(fēng)險降到最低。從歷史上看，早在1873年12月英國倫敦連續(xù)發(fā)生多起濃煙覆蓋的日子，空氣寂寞不動，造成268人意外死亡。1952年12月倫敦又發(fā)生連續(xù)4天濃霧和酸霧，死亡人數(shù)比同期增多了4000人，45歲以中老年人死亡最多，為平時3倍，1歲以下嬰兒比平時死亡多2倍，眾多百姓患支氣管炎、冠心病、心力衰竭、肺氣腫等癥病，在濃霧后兩個月，又陸續(xù)死亡8000人，當(dāng)時人們對倫敦描述為“世界末日”的“霧都”。美國落杉磯從1943

9、年起多次發(fā)生過光化學(xué)煙霧事件，最嚴(yán)重的是1955年，造成65歲以上老人死亡400多人，數(shù)以萬計的人倍受紅眼、喉痛、腦悶等病狀折磨，與此同時森林、草木、農(nóng)作物也大面積受害；東京在1970年發(fā)生過光化學(xué)煙霧事件，正在上課的東京女高中學(xué)生有40人當(dāng)場暈倒，全城受害6000多人為此，我們在受到PM2.5天氣災(zāi)害日子里，也希望對光化學(xué)煙霧的機理，危害及護理作研究及預(yù)先防化措施。四、怎樣防治光化學(xué)煙霧？1控制污染源，減少氮氧化物和碳氫化合物污染源的排放預(yù)防光化學(xué)煙霧主要是控制污染源，減少氮氧化物和碳氫化合物的排放。NO的主要來源是燃煤，近70來自于煤炭的直接燃燒，可見固定源是NO排放的重要來源。因此控制固

10、定源的排放尤為重要。為此應(yīng)采取以下措施：（1）改善能源結(jié)構(gòu)。推廣使用天然氣和二次能源，如煤氣、液化石油氣、電等，加強對太陽能、風(fēng)能、地?zé)岬惹鍧嵞茉吹睦谩＃?）區(qū)域集中供熱發(fā)展區(qū)域集中供暖供熱，設(shè)立規(guī)模較大的熱電廠和供熱站，取締市區(qū)矮小煙囪。（3）推廣燃煤電廠煙氣脫N技術(shù)。如選擇性催化還原法（SCR）、非選擇性催化還原法（SNCR）和吸收法。選擇性催化還原法是以金屬鉑的氧化物作為催化劑，以氨、硫化氫和一氧化碳等作為還原劑，選擇最佳脫硝反應(yīng)溫度，將煙氣中的氮氧化物還原為N2。非選擇性催化還原法與選擇性催化還原法不同的是非選擇性控制一定的反應(yīng)溫度，在將煙氣中的氮氧化物還原為N2的同時，一定量的還原

11、劑還與煙氣中的過剩氧發(fā)生反應(yīng)。吸收法是利用特定的吸收劑吸收煙氣中的NO 。根據(jù)所使用的吸收劑，可分為堿吸收法，溶融鹽吸收法和稀硝酸吸收法。 字2減少機動車尾氣的排放NO和碳氫化合物的另一個重要來源是機動車尾氣的排放。當(dāng)燃料在發(fā)動機汽缸里進行燃燒時，由于內(nèi)燃機所用的燃料中含有碳、氫、氧之外的雜質(zhì)，使得內(nèi)燃機的燃燒不完全，排放的尾氣中含有一定量的CO、碳氫化合物、NO、微粒物質(zhì)和臭氣（甲醛、丙烯醛等）。碳氫化合物成分復(fù)雜，含有強致癌物質(zhì)。因此控制機動車尾氣排放對于預(yù)防光化學(xué)煙霧有很大的積極作用。3.利用化學(xué)抑制劑使用化學(xué)抑制劑目的是消除自由基，以抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進行，從而控制光化學(xué)煙霧的形成。人們發(fā)現(xiàn)二乙基羥胺，苯胺，二苯胺，酚等對氫氧自由基有不同