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光化学烟雾形成机理原因和具体防治措施

更新时间:2019-04-01 11:38

今天我们来讨论一下光化学烟雾形成机理原因和具体防治措施我们分一下四个节点进行介绍。

第一点我们介绍一下什么是光化学烟雾
光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在阳光中紫外线照射下发生光化学反成生成一些氧化,很强的02、醛类、PAN,HNO2等二次污染物。
人们把参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体和颗粒物)所形成的烟雾,称为光化学烟雾。(photochemical smog)

一些重要事件
本世纪40年代,美国洛杉矶首次出现了光化学烟雾
50年代以来,光化学烟雾污染事件在美国其他城市和世界各地相继出现,如日本的东京、大阪,英国的伦敦以及澳大利亚、德国等的大城市。

第二点光化学烟雾的特征有哪些?
烟雾呈蓝色,具有强氧化性,能使橡胶开裂,刺激人的眼睛,伤害植物叶子,并使大气能见度降低:其刺激物浓度的高峰在中午或午后;污染区域往往在污染的下风向几十至几百公里处。


光化学烟雾形成条件

1.当大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在。
2.大气湿度较低,而且有强的阳光照射。
3.这样在大气中就会发生一。 系列复杂的反应,生成一些二次污染物,如O33、、醛、PAN、H2O2等。
4.光化学烟雾一般发生在大气湿度较低、气温为24~32°C的夏季晴天,污染高峰出现在中午或稍后。
5.光化学烟雾是一种循环过程,白天生成,傍晚消失。
6.通过光化学氧化剂进行光化学氧化过程
7.通过光化学氧化剂进行一次污染物的扩散输送过程

因此,光化学氧化剂的污染不只是城市的问题,而且是区域性的污染问题。所以,一些乡村地区也有光化学烟雾污染的现象。


乡村地区光化学烟雾污染的原因分析

原因一:短距离传输可造成O3等的最大浓度出现在污染源的下风向;

原因二:中尺度传输可使O3等扩展至约百公里的下风向;

原因三:如果同大气高压系统相结合可传输几百公里。

第三点光化学烟雾的形成机理

洛杉矶光化学烟雾事件发生后,不少学者对洛杉矶污染大气成分的变化规律进行了实际测定和人工模拟实验,以研究光化学烟雾形成的机理
50年代初,美国加州大学的哈根斯密特(Haggen Smit)初次提出 了有关光化学烟雾形成的机理,认为洛杉矶光化学烟雾是由汽车排放尾气中的氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)在强太阳光作用下,发生光化学反应而形成的;确定空气中的刺激性气体为臭氧,

臭氧浓度升高是光化学烟雾污染的标志。世界卫生组织和美国、日本等许多国家均把臭氧或光化学氧化剂(O3、NO2,PAN(过氧乙酰硝酸酯)等)的水平作为判断大气质量的标准之一,并据此来发布光化学烟雾的警报。




通过光化学烟雾模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物相互作用方面主要有以下基本反应:


NO2  :NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应,并生成O3

碳氢化合物:碳氢化合物(HC)被.OH、O和O3氧化,产生醛、酮、醇酸等产物以及中间产物RO2、HO2、RC0等重要的自由基

O3和PAN:过氧自由基引起NO向NO2转化,并导致O3和PAN等氧化剂的生成

(1 )
         NO2 +hv  ---->    NO+O (1)
        O+O2+M   ---->    O3 +M (2)
        O3+ NO    ---->    NO2 +O2 (3)


所产生的O3要消耗在NO的氧化上而无剩余,所以要产生光化学烟雾必需有碳氢化合物存在。

(2)
         RH + O    ---->  RO2 . (4)
         RH +O3   ---->  RO2.+O (5)
         RH +.OH  ---->  RO2+ H2O (6)

         RCHO与OH反应如下:
         RCHO + :OH  ---->   RC.O(酰基) + H2O
         RC.O + O2    ---->     RC(O)O2.(过氧酰基)








第四点对光化学烟雾的防治对策

1.改善能源结构
2.改进技术,降低汽车尾气NOx、HC的排放量
3.大面积地植树造林
4.加强监测,及时报警采取预防措施

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