第二章光化学烟雾
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第二节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和氮氧化物(NO x)等一次污染物在阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物,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(其中有气体污染物,也有气溶胶)所形成的烟雾污染现象。
光化学烟雾可随气流漂移数百公里,使远离城市的农作物也受到损害。
光化学烟雾多发生在阳光强烈的夏秋季节,随着光化学反应的不断进行,反应生成物不断蓄积,光化学烟雾的浓度不断升高。
约在3-4h后达到最大值。
光化学烟雾对大气的污染造成很多不良影响,对动植物有影响,甚至对建筑材料也有影响,并且大大降低的能见度影响出行。
一、组成成分颗粒物成分:大气灰霾存在大量含氮有机颗粒物。
经过源解析技术,这些包括含氮有机颗粒物在内的有机物被识别出了4类有机组分:氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集有机物、烃类有机颗粒物。
颗粒物里面的有机物种类有多种,包括含氮的有机物。
有机物占PM2。
5质量浓度的20%—60%,能识别出大约200多种有机化合物,主要物种有脱氧单糖苷、正构烷烃、正构烷酸、多环芳烃以及其它多种源的示踪物。
大气颗粒物中有机物通常分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。
过氧乙酰硝酸酯又称过氧乙酰硝酸盐。
是光化学烟雾的主要组分,为强氧化剂,常温下为气体,易分解生成硝酸甲酯(CH3ONO2)、二氧化氮、硝酸等。
大气中PAN浓度的水平是衡量光化学烟雾污染程度的重要指标之一。
在对流层里存在的臭氧属于一种对生物有害的污染物,是光化学烟雾的组成部分之一(而平流层(臭氧层)中的臭氧则是对生物至关重要的紫外线吸收剂)。
二、形成过程光化学烟雾形成过程简述如下:清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。
由于晚间NO氧化的结果,已有少量NO2存在。
当日出时,NO2光解离提供原子氧,然后NO2光解反应及一系列次级反应发生,·OH基开始氧化碳氢化合物,并生成一批自由基,它们有效地将NO转化为NO2,使 NO2浓度上升,碳氢化合物及NO浓度下降;当NO2达到一定值时,O3开始积累,而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制;当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时,NO2浓度达到极大,此时O3仍在积累之中;当NO2 下降到一定程度时,就影响O3的生成量;当O3的积累与消耗达成平衡时,O3达到极大,光化学烟雾的形成示意如图。
光化学烟雾现象在我们生活的城市中,有一种不太为人熟知但却对环境和健康有着严重影响的现象——光化学烟雾。
或许你在某些时候会感觉到空气质量不佳,天空呈现出一种朦胧的状态,这就可能是光化学烟雾在作祟。
那么,究竟什么是光化学烟雾呢?简单来说,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(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物,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所形成的烟雾污染现象。
光化学烟雾的形成可不是一个简单的过程,它需要一系列的条件。
首先,要有充足的阳光。
阳光中的紫外线是引发光化学反应的关键因素。
其次,必须存在大量的污染物排放,比如汽车尾气中的氮氧化物和挥发性有机物。
在城市中,车辆众多,交通拥堵时,尾气排放就会大大增加。
此外,相对稳定的大气条件也有利于光化学烟雾的形成。
如果大气流动过于频繁,污染物就不容易积聚和发生反应。
光化学烟雾的危害是多方面的。
对于我们的呼吸系统,它是一个巨大的威胁。
会导致咳嗽、气喘、呼吸困难等症状,严重时甚至可能引发肺部疾病。
对于眼睛,也会产生刺激,引起眼睛红肿、流泪等问题。
长期暴露在光化学烟雾中,还会影响人体的免疫系统,使我们更容易生病。
而且,光化学烟雾对植物的生长也极为不利。
它会损害植物的叶片,影响光合作用,导致农作物减产。
对于生态系统的平衡也会造成破坏,影响到整个生态环境的稳定。
在城市中,光化学烟雾的出现频率和严重程度往往与城市的发展水平和交通状况密切相关。
大城市通常车流量大,工业活动频繁,污染物排放量大,更容易受到光化学烟雾的困扰。
比如一些国际大都市,在特定的季节和天气条件下,光化学烟雾问题就会比较突出。
为了应对光化学烟雾,我们需要采取一系列的措施。
从源头控制污染物的排放是至关重要的。
这包括提高汽车的燃油质量,推广新能源汽车,加强对工业企业的废气排放监管等。
同时,城市的规划也需要更加合理,鼓励公共交通和绿色出行,减少私人车辆的使用,以降低交通拥堵和尾气排放。
高中化学光化学烟雾
光化学烟雾是指在光照下产生烟雾的一种现象。
在高中化学中,我们通常会学习到光化学反应和燃烧的相关知识。
光化学反应是指在光照下发生的化学反应。
光能可以提供足够的能量来激发分子或离子,使它们发生化学变化。
而燃烧是一种氧化反应,需要有燃料、氧气和适当的点火源。
当某些物质暴露在光照下,并且同时存在燃烧所需的燃料和氧气时,就有可能发生光化学烟雾的现象。
具体来说,在光化学反应中,光能的作用会使某些物质发生分解、氧化或还原等化学反应,产生气体、颗粒物或烟雾的形式。
光化学烟雾的产生通常与某些化学物质的性质和环境条件有关。
例如,在摄影过程中使用的显影剂、消毒剂和某些有机化合物,以及某些工业过程中产生的废气,都有可能在光照下产生光化学烟雾。
需要注意的是,光化学烟雾不同于常见的烟雾,它的产生机制和特性与光化学反应相关。
对于高中化学学习来说,了解光化学烟雾的概念可以帮助我们理解光化学反应的应用和环境影响。
高中化学光化学烟雾
高中化学光化学烟雾:光化学烟雾指大气中的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物及其受紫外线照射后产生的以臭氧为主的二次污染物所组成的混合污染物。
光化学烟雾是一种带有刺激性的棕红色烟雾,长期吸入会引起咳嗽和气喘,浓度达50ppm时,人将有死亡危险。
排入大气的NOx和碳氢化合物受太阳紫外线作用,发生光化学反应所产生的一种有刺激性的烟雾。
包括臭氧(O3)、过氧酰基硝酸酯(PANs)和醛类。
烟雾的形成是和大气中的二氧化氮、碳氢化合物等污染物的存在是分不开的,所以以石油为原料的工厂排气和汽车排气等污染源的存在是烟雾的前提。
空气中高浓度碳氢化合物和氮氧化合物的存在。
而大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中的的转化。
其中,以汽车尾气为主要来源。
光化学烟雾的形成除了必备的化学条件之外,还需要一定的有利于烟雾形成的气象条件。
光化学烟雾的特征是烟雾呈蓝色,具有强氧化性,其高峰出现在有强阳光照射的中午或稍后,傍晚消失,污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处。
光化学烟雾对人体、动植物和建筑物伤害很大,还能造成橡胶制品老化,染料褪色,并使能见度降低等危害。
根据光化学烟雾形成机理,使用化学抑制剂,即诸如二乙基羟胺、苯胺、二苯胺、酚等对各种自由基可产生不同程度的抑制作用,从而
终止链反应,达到控制烟雾的目的。