光化学烟雾
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光化学烟雾特征烟雾是由燃烧物质产生的气体和固体颗粒所组成的空气悬浮物。
光化学烟雾是一种特殊类型的烟雾,其形成和组成物质与光化学反应密切相关。
光化学烟雾的特征主要表现在以下几个方面:一、产生源和组成物质:光化学烟雾的主要产生源是汽车尾气和工业废气等燃烧排放物。
这些排放物中含有大量的氮氧化物和挥发性有机物,当它们暴露在阳光下时,会发生光化学反应,生成光化学烟雾。
光化学烟雾的主要组成物质包括臭氧、二氧化氮、挥发性有机物和颗粒物等。
二、颜色和味道:光化学烟雾的颜色和味道与一般烟雾有所不同。
由于光化学反应产生的臭氧和二氧化氮等物质的存在,光化学烟雾呈现出淡黄色或棕色。
而一般烟雾通常呈现为灰色或黑色。
此外,光化学烟雾还具有一种特殊的刺激性气味,有些人形容为刺鼻、辛辣或草莓味。
三、空气质量影响:光化学烟雾对空气质量有着重要的影响。
光化学烟雾中的臭氧是一种强氧化剂,对呼吸系统和眼睛有刺激性。
长期暴露在高浓度的光化学烟雾环境中,容易引发哮喘、慢性支气管炎等呼吸系统疾病。
此外,光化学烟雾中的颗粒物也对空气质量造成严重影响,不仅可降低能见度,还可导致呼吸道感染和心血管疾病。
四、地理分布和季节性变化:光化学烟雾通常在大城市或工业区集中分布。
这是因为这些地区的燃烧排放物较多,光化学反应发生的条件较好。
此外,光化学烟雾也存在季节性变化,通常在夏季和秋季较为严重。
这是因为夏季阳光强烈,气温高,气象条件适宜光化学反应的发生。
五、防治措施:为了减少光化学烟雾对环境和人体健康的危害,应采取相应的防治措施。
首先,减少燃烧排放物的产生,提高车辆和工业设备的排放标准,推广清洁能源和高效燃烧技术。
其次,加强监测和预警系统的建设,及时掌握光化学烟雾的变化情况,采取相应的措施来保护公众健康。
另外,加强环境教育和宣传,提高公众对光化学烟雾的认识,鼓励人们采取环保行动,共同减少光化学烟雾的形成。
光化学烟雾是一种特殊类型的烟雾,其特征主要表现在产生源和组成物质、颜色和味道、空气质量影响、地理分布和季节性变化以及防治措施等方面。
校本教材五常高级中学赵玉群一、光化学烟雾大气中的HC和NO x等为一次污染物,在太阳光中紫外线照射下能发生化学反应,衍生种种二次污染物。
由一次污染物和二次污染物的混合物(气体和颗粒物)所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。
NO x是这种烟雾的主要成分,又因其1946年首次出现在美国洛杉矶,因此又叫洛杉矶型烟雾,以区别于煤烟烟雾(伦敦型烟雾)。
这种洛杉矶型烟雾是由汽车的尾气所引起,而日光在其中起了重要作用:2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)O(g)+O2(g)→O3(g)NO2光分解成NO和氧原子时,光化学烟雾的循环就开始了。
原子氧会和氧分子反应生成臭氧(O3),O3是一种强氧化剂,O3与烃类发生一系列复杂的化学反应,其产物中有烟雾和刺激眼睛的物质,如醛类、酮类等物质。
在此过程中,NO2还会形成另一类刺激性强烈的物质如PAN(硝酸过氧化乙酰)。
另外,烃类中一些挥发性小的氧化物会凝结成气溶胶液滴而降低能见度。
下列化学方程式表示光化学烟雾的主要成分和产物。
总之,NO,HC的氧化,NO2的分解,O3和PAN等的生成,是光化学烟雾形成过程的基本化学特征,其反应机理极为复杂。
它对大气造成的严重污染不能轻视。
O3,PAN,醛类对动植物和建筑物伤害很大,对人和动物的伤害主要是刺激眼睛和粘膜,及气管、肺等器官,引起眼红流泪、头痛、气喘咳嗽等症状,严重者也有死亡的危险。
O3,PAN等还能造成橡胶制品老化、脆裂,使染料褪色,并损坏油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等等。
在发生光化学烟雾时,大气中各种污染物的浓度比晴朗天气要增大五、六倍(见下表),能见度晴天为11.2km,而在烟雾天只有1.6km。
显然,要对石油、氮肥、硝酸等化工厂的排废严加管理,严禁飞机在航行途中排放燃料等,以减少氮氧化物和烃的排放。
现在已研制开发成功的催化转化器,就是一种与排气管相连的反应器,它使排放的废气和外界空气通过催化剂处理后,氮氧化物转化成无毒的N2,烃可转化成CO2和H2O。
光化学烟雾形成的机理
光化学烟雾的形成主要是由于大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等在阳光的作用下发生化学反应,生成了臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物。
这些二次污染物参与了光化学反应过程,形成了由气体污染物和气溶胶组成的烟雾污染现象。
在阳光强烈的夏秋季节,随着光化学反应的进行,反应生成物不断蓄积,光化学烟雾的浓度不断升高,约在3-4小时后达到最大值。
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。
光化学烟雾形成的科学原理光化学烟雾的科学原理光化学烟雾是在阳光照耀下,大气中的NOX、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列沈学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)它的生成机理很冗杂,有以下主要反应过程: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O3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过氧自由引起NO和NO2的转化,并导致O3和PAN等的生成。
光化学烟雾的危害和消退方法人和动物受到主要损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、儿童肺功能异样等。
臭氧是一种强氧化剂,在0.Ippm浓度时就具有特别的臭味。
并可到达呼吸系统的深层,刺激下气道黏膜,引起化学改变,其作用相当于放射线,使染色体异样,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,加速人的年老。
PAN 还是造成皮肤癌的可能试剂。
在1943年美国洛杉矶发生的首宗大事曾引起400多人死亡。
光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。
在美国加利福尼亚州,由于光化学烟雾的作用,曾使该州3/4的人发生红眼病。
日本东京1970年发生光化学烟雾时期,有2万人患了红眼病。
讨论说明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯(PAN)是一种极强的催泪剂,其催泪作用相当于甲醛的200倍。
另一种眼睛强刺激剂是过氧苯酰硝酸酯(PBN),它对眼的刺激作用比PAN大约强100倍。
空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。
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逝,甚至使植物丢失遗传力量。
植物受到臭氧的损害,开头时表皮褪色,呈蜡质状,经过一段时间后色素发生改变,叶片上消失红褐色斑点。
光化学烟雾是一种大气污染现象,主要由汽车尾气、工业排放等人为因素导致的。
光化学烟雾的形成需要满足以下条件:
1.充足的阳光:光化学烟雾的形成需要阳光中的紫外线辐射,特别是紫外线(UV-B),其具有较强的氧化性,可催化大气中的氧气和氮气反应生成一系列有害的化合物。
2.高浓度的污染物:大气中需要含有一定浓度的污染物,如氮氧化物(NOx)、挥发性有机物(VOCs)等。
这些污染物在阳光的作用下,发生光化学反应,生成一系列有害的大气污染物,如臭氧(O3)、醛类、酮类等。
3.高气温:气温较高时,大气中的污染物更容易扩散,有助于光化学反应的发生。
同时,高温有利于光化学反应速率的提高。
4.空气相对湿度较低:空气相对湿度较低时,污染物在大气中的扩散能力较强,有助于光化学反应的进行。
5.低风速:低风速条件下,污染物在大气中的扩散速度较慢,有利于光化学反应的进行。
6.城市热岛效应:城市热岛效应使城市区域的气温高于周边地区,增加了光化学反应的发生概率。
满足以上条件的地区更容易发生光化学烟雾污染。
为了预防光化学烟雾污染,需要采取措施减少机动车尾气排放、工业生产过程中的污染物排放等。
同时,加强环保法规和政策的执行,提高公民的环保意识,共同维护大气环境质量。
光化学烟雾的成分
光化学烟雾是指由大气中的污染物在阳光的作用下产生的烟雾。
这种烟雾的主要成分是一系列光化学反应的产物,通常包括以下成分:
1.臭氧(O3):是光化学烟雾的主要成分之一。
臭氧是由氮氧化物
(NOx)和挥发性有机化合物(VOCs)在阳光下发生光化学反
应生成的。
2.一次颗粒物(PM10和PM2.5):这些颗粒物是大气中的微小固
体或液体颗粒,包括硝酸盐、硫酸盐、挥发性有机化合物等。
它们可以通过光化学反应形成。
3.挥发性有机化合物(VOCs):这类化合物包括烃类、醛类、酮
类等,是光化学反应的前体。
它们在光照条件下可以发生复杂
的反应,导致臭氧和其他有害物质的生成。
4.氮氧化物(NOx):包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
它们与挥发性有机化合物一起参与光化学反应,形成臭氧和其
他次级污染物。
5.二氧化硫(SO2):二氧化硫通常与其他气体和颗粒物一起参与
光化学反应,形成硫酸盐等物质。
这些光化学反应通常发生在阳光照射下,因此光化学烟雾往往在白天更为明显。
这类烟雾通常与大城市和工业区域的大气污染有关。
光化学烟雾中的成分具有一定的危害,特别是对人体呼吸系统和环境的影响。
因此,减少排放光化学烟雾的前体物质,如NOx和VOCs,是改善大气质量的重要措施。
【化学知识点】光化学烟雾的主要成分是光化学烟雾的主要成分是臭氧、醛类、过氧乙酰基硝酸酯、烷基硝酸盐、酮等一系列氧化剂。
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,后与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾。
大气中的有机物和氮氧化物等污染物,在阳光作用下形成的一种有害混合烟雾。
其有特殊气味、刺激眼睛、伤害植物和使大气能见度降低。
刺激眼睛是光化烟雾的明显征象,刺激的大小则反映光化烟雾的强弱。
光化烟雾的形成过程十分复杂,无机和有机化合物都参加了反应,无机化合物为数不多,无机化合物的反应已经明确,有机化合物为数众多,反应相当复杂。
目前可以肯定的是,在对流层可见太阳光作用下引起的光化烟雾,参加反应的污染物主要是二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳和碳氢化合物等,它们是由汽车、炼油工业、石油化学工业排出的一次污染物,还有臭氧、过氧乙酰硝酸酯PAN、醛等二次污染物。
光化学烟雾是由汽车和工厂烟囱排出的氮氧化物和碳化氢,经太阳光紫外线照射而生成的一种毒性很大而且不同于一般煤烟废气的浅蓝色烟雾。
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(NO2)、硝酸(HNO3)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。
姓名;李鑫班级:环工091班学号:200910701104光化学烟雾摘要: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,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,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叫做光化学烟雾。
光化学烟雾的成分非常复杂,对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。
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。
植物受到PAN的损害,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。
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。
随着世界各地不断出现的光化学烟雾污染,日益严重的光化学烟雾问题,逐渐引起人们的重视。
产生过程20世纪40年代,在美国加利福尼亚州洛杉矶首先发现了光化学烟雾。
1951年A.J.哈根最先指出臭氧(O3)是氮氧化物、碳氢化合物和空气的混合物通过光化学反应生成的。
以后F. W. 温特发现臭氧与不饱和烃(如汽车废气中的烃类)的化学反应产物跟洛杉矶烟雾有相同的伤害效应。
通过对光化学烟雾形成的模拟实验,已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程:1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。
(化学式:NO2==NO+O(条件为光照)O+O2==O32NO+O2==2NO2)2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,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。
光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂,以臭氧为代表,所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
光化学烟雾的形成及其浓度,除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外,还受太阳辐射、气象以及地理等条件的影响。
光化学烟雾简介光化学烟雾简介光化学烟雾是20世纪中期在工业上广泛使用的一种含有光敏剂的有机溶剂。
它与氯氟烃类化合物或含氯氟烃类混合物所形成的烟雾,通称为光化学烟雾,其化学组分主要为烃类混合物。
光化学烟雾( photochemilycus haze),是一种混合物,主要成分为氯氟烃类和含卤素有机物。
它可以随大气气流向上输送到平流层,然后再随大气环流经过水域,在受到光照射时与大气中的氧原子和水分子结合而形成臭氧( o)。
臭氧能强烈吸收紫外线,使其转化为热能或使原子氧转化为活性很高的自由基。
自由基会破坏包括dna在内的各种生物大分子,产生很强的光化学反应。
随后产生的羟基自由基,可使细胞内的蛋白质和核酸等高分子聚合物交联、断裂,引起变性、坏死;可使细胞膜受损,产生脂质过氧化物;可使细胞质中的蛋白变性,酶失活,从而导致多种生物化学反应障碍,最终造成细胞死亡。
它还可使树叶凋落,果实和农作物提早成熟,造成经济损失。
1、光化学烟雾是由于含氯氟烃类物质的大量使用,这些化学物质可被大气的阳光紫外线辐射分解,并在大气层中迅速地传播,对人体和动植物造成危害的现象。
2、光化学烟雾污染源:①氯氟烃类物质的广泛使用,氯氟烃是指含有氯原子的一系列烃类化合物的总称。
②含卤素有机物质的不断发展。
3、光化学烟雾污染途径:①直接的有害作用,如氯氟烃类物质及其混合物能使大气臭氧含量增加,臭氧是一种强氧化剂,它能使烟雾中物质起化学反应,产生一些低级烷烃类和低级烯烃类,其结果导致了光化学烟雾的产生;②间接的有害作用,即生产过程中形成的大量废水、废气以及汽车尾气中的一些污染物等会对环境造成污染,这些污染物在大气中的长期存留,也会起到一定的促进光化学烟雾形成的作用。
4、防治措施:减少光化学烟雾污染应从两个方面着手。
第一,要大力开发新型环保型的氯氟烃代用品,如二氯二氟甲烷、二氟一氯甲烷、三氟甲烷、四氟乙烯等。
第二,应尽快制订氯氟烃类物质的排放标准。
光化学烟雾汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应,生成臭氧,它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾各类反应及反应方程式1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。
(化学式:NO2==NO+O(条件为光照)O+O2==O32NO+O2==2NO2分析:2NO2(排放的)==2NO[(3)式中有用)]+2O[(2)式中有用)](条件为光照)2O[(1)式中的O]+2O2(空气中的)==2O3(刺激性气体)2NO[(1)式中的NO]+O2==2NO2(生成NO2,开始继续反应)综合一下:3O2==2O3(光照,NO2))2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,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。
光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂,以臭氧为代表,所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
光化学烟雾的形成过程是很复杂的,通过实验室模拟研究,已初步弄清了它们的基本化学过程。
大体上为:(1)被污染空气中的NO2的光分解。
(2)在被污染的空气中同时存在着许多有机物,它们与空气中的O2、O3、NO2起反应,氧化成一系列有机物,生成烟雾。
(3)氧化过程中的中间产物导致NO向NO2转化,并导致有毒物质的产生。
光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低,气温为24℃~32℃的夏季晴天,污染的高峰出现在中午或稍后。
可能由于日光照射情况不同,光化学烟雾除显淡蓝色外,有时带紫色,有时带褐色光化学烟雾能在空气中远距离传播。
当来自太阳光的光子激发NO2分解成NO和氧原子时,光化学烟雾的循环便开始了。
NO2(g)+能量→NO(g)+O(g)O2(g)+O(g) → O3(g)NO2是有毒、有刺激性气味的气体,O3是一种十分强的氧化剂,它是使植物在烟雾中受害的主要原因。