光化學煙霧PhotochemicalPollution——致命的藍主講教師：焦坤靈內(nèi)蒙古科技大學藍色煙霧污染物污染區(qū)域光化學煙霧嚴重后果認識光化學煙霧掌握了解分析歸納1.光化學煙霧事件2.光化學煙霧的概念、特征3.光化學煙霧的形成、變化趨勢主要內(nèi)容光化學煙霧的形成機理1.簡單機理2.煙霧箱模擬通過與硫酸型煙霧的對比，了解二者的異同點，討論光化學煙霧的危害探討光化學煙霧的控制對策1.2.1.1光化學煙霧事件1943年夏季，洛杉磯市250萬輛汽車燃燒的1100噸汽油所產(chǎn)生的碳氫化合物等氣體，在太陽紫外線照射下引起化學反應(yīng)，形成了淺藍色煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼。1955年和1970年洛杉磯又兩度發(fā)生該類事件，分別有400多人死亡和全市四分之三的人患病。洛杉磯光化學煙霧洛杉磯光化學煙霧紐約曼哈頓光化學煙霧紐約曼哈頓光化學煙霧1.1硫酸型煙霧事件自1952年以來，倫敦發(fā)生過12次大的煙霧事件。1952年12月那一次，倫敦大霧，燃煤排放的粉塵和二氧化硫無法散去。迫使所有飛機停飛，汽車白天開燈行駛，行人走路困難。煙霧事件使呼吸道疾病患者猛增，5天內(nèi)有4000多人死亡，兩個月內(nèi)又有8000多人死去。倫敦煙霧個為1.2光化學煙霧的概念大氣中碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等一次污染物在陽光照射下，發(fā)生光化學反應(yīng)產(chǎn)生二次污染物，這種由參加反應(yīng)的一、二次污染物的混合物（包括氣體污染物和氣溶膠）形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學煙霧。大氣中存在三個條件：強烈的太陽光、碳氫化合物、氮氧化合物發(fā)生光化學反應(yīng)，產(chǎn)生一些氧化性很強的物質(zhì)。如：O3、PAN、HNO3、H2O21.2光化學煙霧的特征煙霧藍色具有強氧化性，能使橡膠開裂對眼睛、呼吸道等有強烈刺激，并引起頭痛、呼吸道疾病惡化，嚴重造成死亡對植物葉子有害，能使大氣能見度降低刺激物濃度峰值出現(xiàn)在中午和午后污染區(qū)域出現(xiàn)在污染源下風向幾十到幾百公里的范圍內(nèi)當前，世界大城市許多發(fā)生過光化學煙霧：日本東京、英國倫敦、澳大利亞、德國、中國的蘭州西固石油化工區(qū)等等。1.3光化學煙霧的形成形成條件：⑴氮氧化合物；⑵碳氫化合物；⑶有強陽光照射。光化學煙霧形成指標：O3、PAN及其他產(chǎn)物。NOx

＋CHUV淺藍色混和煙霧O3過氧?；跛狨?/p>

主要為過氧乙酰硝酸酯

其它

醛類、酮類、過氧化氫等

1.3光化學煙霧的變化趨勢總體上，白天生成，夜晚消失，污染物濃度峰值出現(xiàn)在中午和午后。烴類和NO發(fā)生在早上交通高峰時節(jié)，此時NO2濃度很低。隨太陽輻射增強，O3和NO2濃度逐漸增加，到中午已經(jīng)較高，一般O3和NO2濃度峰值比NO濃度峰值晚出現(xiàn)4-5小時。推斷：O3、NO2和PAN主要是二次污染物。傍晚雖然交通繁忙，但是日光較弱，因此不足以引起光化學反應(yīng)。2.1光化學煙霧的簡單機理2.1光化學煙霧的簡單機理光化學煙霧形成反應(yīng)是一個鏈反應(yīng)，鏈的引發(fā)主要是NO2的光解。2.2光化學煙霧的煙霧箱模擬研究條件：封閉的容器+反應(yīng)氣體（丙烯（HC）、NOx、空氣）+模擬太陽光照射觀察結(jié)果：隨時間增加，NO向NO2轉(zhuǎn)化。（NO消耗）由于氧化而大量消耗丙烯（碳氫化合物消耗）。臭氧、PAN、HCHO、NO2等二次污染物生成。關(guān)鍵反應(yīng)：

NO2光解導致O3的生成（光化學反應(yīng)_誘因）丙烯氧化得到活性自由基，HO,HO2（自由基鏈反應(yīng)_強化）活性自由基促使NO向NO2轉(zhuǎn)化,同時使PAN、O3等生成（結(jié)果）2.2煙霧箱模擬的反應(yīng)過程引發(fā)反應(yīng)主要是NO2光解：NO2+hv(<430nm)→NO+O(NO轉(zhuǎn)化為NO2的引發(fā)反應(yīng))O+O2+M→O3

O3+NO→NO2+O2

碳氫化合物（烴類）的氧化能夠得到大量活性自由基，對活性自由基的引發(fā)反應(yīng)主要由于醛類和NO2光解：

NO2+hv→NO+O(自由基發(fā)生的引發(fā)反應(yīng))

RCHO+hv→RCO+H(自由基發(fā)生的引發(fā)反應(yīng))RH+O→R+HO(自由基增殖反應(yīng))RH+HO→R+H2O(自由基增殖反應(yīng))2.2煙霧箱模擬的反應(yīng)過程R+O2→RO2(自由基增殖反應(yīng))H+O2→HO2(自由基增殖反應(yīng))RCO+O2→RC(O)OO(自由基增殖反應(yīng))大量的活性自由基(HO2RO2RC(O)OO)使NO轉(zhuǎn)化為NO2：例如：NO+HO2→NO2+HONO+RO2→NO2+RO(RO+O2→HO2+R`CHO)NO+RC(O)OO→NO2+RC(O)O(RC(O)O→R+CO2)

所以說，在一個自由基形成之后到他滅亡之前可以參加多個自由基傳遞反應(yīng)，正是這種自由基傳遞過程提供了NO轉(zhuǎn)化為NO2的最終條件。NO2既是鏈反應(yīng)的引發(fā)物質(zhì)，又是鏈反應(yīng)的終止物質(zhì)。3.1硫酸型煙霧及其對比由于煤燃燒而排放出來的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象稱為硫酸煙霧型污染。特點：發(fā)生在冬季，氣溫低，濕度高，日光弱。

SO2轉(zhuǎn)化為SO3的氧化反應(yīng)主要靠霧滴中錳、鐵、氨的催化作用而加速，硫酸煙霧型污染屬于還原性混合物，稱還原性煙霧。52年12月倫敦煙霧3.1硫酸型煙霧及其對比3.2光化學煙霧的控制措施1.控制反應(yīng)活性高的有機物的排放反應(yīng)活性順序：有內(nèi)雙鍵的烯烴>二烷基或三烷基芳烴和有外雙鍵的烯