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光化学烟雾和硫酸烟雾的比较

时间:2023-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:光化学烟雾污染事件并没有停住脚步。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。光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,是典型的二次污染,一般出现在相对湿度较低、气温在24℃~32℃的夏季,最易发生在中午和下午,夜间消失。这种化学反应被称为光化学反应,其产物就是剧毒的光化学烟雾。由于光化学烟雾污染的主要污染物来自汽车尾气。

光化学烟雾

洛杉矶位于美国西南海岸,西面临海,三面环山,是个阳光明媚,气候温暖,风景宜人的地方。早期金矿、石油和运河的开发,加之得天独厚的地理位置,使它很快成为了一个商业、旅游业都很发达的港口城市。洛杉矶市很快就变得空前繁荣,著名的电影业中心好莱坞和美国第一个“迪斯尼乐园”都建在了这里。城市的繁荣又使洛杉矶人口剧增。白天,纵横交错的城市高速公路上拥挤着数百万辆汽车,整个城市仿佛一个庞大的蚁穴。然而好景不长,从20世纪40年代初开始,人们就发现这座城市一改以往的温柔,变得“疯狂”起来。每年从夏季至早秋,只要是晴朗的日子,城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾,使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红,咽喉疼痛,呼吸憋闷,头昏、头痛。1943年以后,烟雾更加肆虐,以致远离城市100千米以外的海拔2 000米高山上的大片松林也因此枯死,柑桶减产。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。这就是较早出现的新型大气污染事件—光化学烟雾污染事件。

光化学烟雾污染事件并没有停住脚步。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。同期,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。我国也不例外,据1996年国家环境保护局《环境质量通报》,我国就有广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州等城市也存在较严重光化学烟雾污染。

光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,是典型的二次污染,一般出现在相对湿度较低、气温在24℃~32℃的夏季,最易发生在中午和下午,夜间消失。污染区域可达下风向几百到上千千米,使远离城市的农村庄稼也受到损害。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)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。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后,会变得不稳定起来,原有的化学链遭到破坏,形成新的物质(以臭氧为主的高氧化性混合气体)。这种化学反应被称为光化学反应,其产物就是剧毒的光化学烟雾。

光化学烟雾造成危害的主要原因是由于其中的O3和其他氧化剂直接与人体和动植物相接触,其极高的氧化性能刺激人体的黏膜系统,人体短期暴露其中能引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、黏膜分泌增加、疲乏、恶心等症状;长期暴露其中,会明显损伤肺功能。另外,光化学烟雾中的高浓度O3还会对植物造成损害。此外,光化学烟雾对材料(主要是高分子材料,如橡胶、塑料和涂料等)也产生破坏作用,并且严重影响大气能见度,造成城市的大气质量恶化。

洛杉矶在20世纪40年代就拥确250万辆汽车,每天大约消耗1100吨汽油,排出100多吨碳氢化合物(HC),300多吨氮氧化物(NOx),700多吨一氧化碳(CO)。据悉,目前美圈交通源排放的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物已经分别占到全国排放总量的62.2%、38.2%和34.3%。另外,还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放,这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空,相当于制造了一个毒烟雾工厂。

研究表明,光化学烟雾污染突出表现在60°N(北纬)~60°S(南纬)之间,人口100万以上的大城市或特大城市。光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤的大城市的一个隐患。继洛杉矾之后,日本、英国、德国、澳大利亚和中国之间都先后出现光化学烟雾污染。

光化学烟雾的形成机理十分复杂,通过对光化学烟雾形成的模拟实验,目前已明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面有以下过程,其中污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应,随后通过进一步的化学反应又生成了醛、酮、醇、酸及自由基等高度氧化性物质。由于光化学烟雾污染的主要污染物来自汽车尾气。因此,目前人们主要在改善城市交通结构、改进汽车燃料、安装汽车尾气催化净化装置等方面做着积极的努力,以防患于未然。

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