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1、以光化学烟雾为例讲解以光化学烟雾为例讲解什么是环境化学什么是环境化学环境化学环境化学：研究人为的化学污染物在环境介质中的来源（类型）、迁移转化、生物毒性以及去除机理的一门自然学科。光化学烟雾 历史事件 定义 来源 组成部分和特征 迁移转化 反应机理 生物毒性 控制对策历史事件 1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件。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，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。历史事件 1970年，美国加利福尼亚州发生光

2、化学烟雾事件，农作物损失达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。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CO、NOx、HC三种污染物约占总排放量的80%。历史事件 1997年夏季，拥有80万辆汽车的智利首都圣地亚哥也发生光化学烟雾事件。由于光化学烟雾的作用，迫使政府对该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业，孩子、孕妇和老人被劝告不要外出，使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。什么是光化学烟雾？含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次

3、污染物的混合物所形成的烟雾现象，称为光化学烟雾。光化学烟雾的来源 氮氧化物来源：火力发电 汽车尾气 采暖燃烧的锅炉 碳氢化合物来源：汽车尾气光化学烟雾的组成部分和特征 组成部分：氮氧化物、对流层臭氧、挥发性有机物(VOCs)、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、醛类、酮类。特征：蓝色 强氧化性 光化学烟雾的迁移与转化 雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。一次污染物碳氢化合物(HC)及一氧化氮(NO)的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大。O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和O3、HC浓度降低而积聚起来。它们的峰值一般要比NO峰值的出现延迟约 45个小时。二次污染物PAN浓度

4、随时间的变化同O3和醛类相似。光化学烟雾的迁移与转化 城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但近几年发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。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。短距离传输可造成O3的最大浓度出现在污染源的下风向，中尺度传输可使O3烟雨扩展至约百 公里的下风向，如果同大气高压系统相结合可传输几 百公里。光化学烟雾反应机理 包括以下几个过程：1.污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。2.碳氢化合物被HO、O等自由基和O

5、3氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。3.过氧自由基引起NO向NO2的转化,并导致O3和PAN等的 生成。光化学烟雾的危害及生物毒性 光化学烟雾的成分非常复杂，但是对人类、动植物和材料有害的主要是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。有害影响主要表现在以下几个方面：光化学烟雾的危害及生物毒性 1.损害人和动物的健康 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

6、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 是造成皮肤癌的可能试剂。光化学烟雾的危害及生物毒性 2.影响植物生长 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

7、，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。光化学烟雾的危害及生物毒性 3.影响材料质量 光化学烟雾会促成酸雨形成，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。光化学烟雾的危害及生物毒性 4.降低大气的能见度 光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低，视程缩短。这主要是由于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶颗粒大小一般多在0.31.0m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

8、散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见 度。因而妨害了汽车与飞机等交通工具的 安全运行，导致交通事故增多。光化学烟雾的危害及生物毒性 其他危害：光化学烟雾会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。光化学烟雾的控制对策 1.控制污染源，减少氮氧化物和碳氢化合物污染源的排放。NO的主要来源是燃煤，近70来自于煤炭的直接燃烧，可见固定源是NO排放的重要来源。因此控制固定源的排放尤为重要。为此应采取以下措施：改善能源结构。推广使用天然气和二次能源，如煤气、液化石油气、电等，加强对太阳能、风能、地热等清洁能源的利用。区域集中供热发展区域集中供暖供热，设立规模较大的热电厂和供热站，取缔

9、市区矮小烟囱。光化学烟雾的控制对策推广燃煤电厂烟气脱N技术。如选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）和吸收法。2.减少机动车尾气的排放 NO和碳氢化合物的另一个重要来源是机动车尾气的排放。当燃料在发动机汽缸里进行燃烧时，由于内燃机所用的燃料中含有碳、氢、氧之外的杂质，使得内燃机的燃烧不完全，排放的尾气中含有一定量的CO、碳氢化合物、NO、微粒物质和臭气（甲醛、丙烯醛等）。碳氢化合物成分复杂，含有强致癌物质。因此控制机动车尾气排放对于预 防光化学烟雾有很大的积极作用。光化学烟雾的控制对策 3.利用化学抑制剂 使用化学抑制剂目的是消除自由基，以抑制链式反应的进行，从而控制光化学烟雾的形成。人们发现二乙基羟胺，苯胺，二苯胺，酚等对氢氧自由基有不同的抑制作用，尤其是二乙基羟胺（DEHA）对光化学烟雾有较好的抑制作用。在大气中喷洒0.05PPm的二乙基羟胺，能有效抑制光化学烟雾，利于环保。但在使用的过程中，要注意抑制剂对人体和动植物的毒害作用，并注 意防止抑制剂产生二次污染。光化学烟雾的控制对策 4.植树造林 实验证明，树木在一定浓度范围内，吸收各种有毒气体，使污染的空气得以净化。因此应大力提倡植树造林，绿化环境。谢 谢