光化学烟雾与硫酸烟雾ppt课件
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硫酸型烟雾
二、硫酸烟雾型污染（伦敦型烟雾）
3、硫酸型烟雾的特征及危害
白天夜间连续发生，严重影响能见度，视程 甚至只有几米。它严重刺激人的呼吸道， 还危害森林等植物，腐蚀建筑物。
二、硫酸烟雾型污染（伦敦型烟雾）
4、硫酸型烟雾的治理措施 改变燃料结构，以烧煤气、用电为主；
3. 硫氧化物的转化和硫酸烟雾型污染
H 2O
2
自由基传递反应：
RCHO hv 2 RO
2O
2
HO
CO
HO RO
2
NO NO
O
2
HO
2
2
2 NO NO
R CHO HO
2
2
RC(O)O
HO NO
2
2
2 NO NO
O
RO
2
CO
2
HNO
3.1 来源
M
1S O2
SO2 + M (290-340 nm)
人为来源：
含硫矿物燃料燃烧 煤 (0.5-6%)占60% 石油(0.5-3%)占30% 天然来源： 火山喷发，10% 3.2 SO2的气相氧化
SO2 + hv
M
3S O2
(340-400 nm) O2
SO4
SO2 2S O3
1. 直接光氧化
具体现象及成因有以下几个方面： ⑴随着机动车保有量的迅猛增加 ,一些大城市的 大气污染已逐渐由煤烟型转向机动车尾气污染 型 ,或成为具有二者综合的污染特征。 ⑵有关资料表明北京中关村大气 O3最大小时浓 度不仅逐年递增 ,而且出现O3最大值的时间也提 前 ,说明大气光化学活性增强。 ⑶据资料统计 ,每千辆汽车每天排放ＣＯ3 0 0 0ｋｇ ,ＨＣ2 0 0～40 0ｋｇ ,ＮＯｘ50～ 1 50ｋｇ。
硫酸型烟雾
硫酸烟雾型（伦敦烟雾）污染定义：燃煤排放的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。
发生的气象条件：气温较低、湿度较高、日光较弱，多发生于冬季。
与光化学烟雾的区别：均称为“烟雾”。
化学性质不同：伦敦烟雾是还原性混合物，故称为还原烟雾，而洛杉矶烟雾是高浓度氧化剂混合物，因此称为氧化烟雾；发生的根源不同：伦敦烟雾主要由燃煤引起，而洛杉矶烟雾则是由汽车排气引起。
1）对人体健康的危害：人需要呼吸空气以维持生命。
一个成年人每天呼吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。
因此，被污染了的空气对人体健康有直接的影响。
大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。
（2）对植物的危害：大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害是十分严重的。
当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落；当污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。
（3）对天气和气候的影响：大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，可以从以下几个方面加以说明：①减少到达地面的太阳辐射量导致人和动植物因缺乏阳光而生长发育不好。
②增加大气降水量当大气中有其他一些降水条件与之配合的时候，就会出现降水天气。
在大工业城市的下风地区，降水量更多③下酸雨：有时候，从天空落下的雨水中含有硫酸。
随自然界的降水下落形成的。
硫酸雨能使大片森林和农作物毁坏，能使纸品、纺织品、皮革制品等腐蚀破碎，能使金属的防锈涂料变质而降低保护作用，还会腐蚀、污染建筑物。
1、SO2的气相氧化SO2的直接光氧化：夜间或无光情况：SO2与O2的反应极其缓慢；白天太阳光照射：SO2吸收340－400nm紫外线成为激发态分子SO2＊，但不离解：SO2 + hν→ SO2＊SO2＊＋O2→ SO4SO4 → SO3＋O或者SO4＋SO2→ SO3＋O2SO2的间接光氧化（与自由基反应）：由光化学反应提供的HO、HO2、RO、RO2、RCOO2等强氧化性自由基，促进SO2的转化：HO＋SO2＋M→HOSO2 ＋MHOSO2＋HO→H2SO4HO2＋SO2 →HO＋SO3CH3O2＋SO2 →CH3O＋SO32、SO2的液相氧化SO2能溶于水，并在其中氧化为硫酸盐。
光化学烟雾环境化学课件
氧化反应
有机化合物在光化学反应中与氧分子发生反应， 生成过氧基和自由基。
分解反应
有机有机化合物在光化学反应中发生聚合，生成大分 子有机物。
氮氧化物在大气中的反应
氧化反应
还原反应
氮氧化物在光化学反应中与氧分子发 生反应，生成二氧化氮和自由基。
癌症
光化学烟雾中的某些致癌物质， 如苯和多环芳烃，会增加人类患
肺癌、膀胱癌等癌症的风险。
对生态系统的破坏
植物损伤
光化学烟雾中的有害物质 会损伤植物叶片，影响光 合作用，导致生长受阻甚 至死亡。
动物死亡
光化学烟雾中的有害物质 会通过食物链累积，影响 动物生存，导致种群数量 减少甚至灭绝。
土壤和水质污染
02
环境化学基础
大气化学基础
01
02
03
大气组成与结构
大气主要由氮气、氧气、 氩气等组成，其中氮气约 占78%，氧气约占21%。
大气分层
根据温度和成分的变化， 大气可分为对流层、平流 层、中间层和热层。
大气污染物扩散
污染物在大气中的扩散受 到气象条件、地形和大气 稳定度等因素的影响。
有机化合物在大气中的反应
光化学烟雾环境化学课件
• 光化学烟雾的概述 • 环境化学基础 • 光化学烟雾的环境影响 • 光化学烟雾的防治措施 • 光化学烟雾的未来研究方向
01
光化学烟雾的概述
光化学烟雾的定义
总结词
光化学烟雾是由汽车尾气和工业废气排放的污染物在阳光作用下发生光化学反 应生成的二次污染物。
详细描述
光化学烟雾是汽车尾气和工业废气中的氮氧化物（NOx）和挥发性有机物 （VOCs）在阳光的作用下发生光化学反应生成的二次污染物。这些污染物包括 臭氧（O3）、氮氧化物（NOx）、挥发性有机物（VOCs）等。
有机化合物在光化学反应中与氧分子发生反应， 生成过氧基和自由基。
分解反应
有机有机化合物在光化学反应中发生聚合，生成大分 子有机物。
氮氧化物在大气中的反应
氧化反应
还原反应
氮氧化物在光化学反应中与氧分子发 生反应，生成二氧化氮和自由基。
癌症
光化学烟雾中的某些致癌物质， 如苯和多环芳烃，会增加人类患
肺癌、膀胱癌等癌症的风险。
对生态系统的破坏
植物损伤
光化学烟雾中的有害物质 会损伤植物叶片，影响光 合作用，导致生长受阻甚 至死亡。
动物死亡
光化学烟雾中的有害物质 会通过食物链累积，影响 动物生存，导致种群数量 减少甚至灭绝。
土壤和水质污染
02
环境化学基础
大气化学基础
01
02
03
大气组成与结构
大气主要由氮气、氧气、 氩气等组成，其中氮气约 占78%，氧气约占21%。
大气分层
根据温度和成分的变化， 大气可分为对流层、平流 层、中间层和热层。
大气污染物扩散
污染物在大气中的扩散受 到气象条件、地形和大气 稳定度等因素的影响。
有机化合物在大气中的反应
光化学烟雾环境化学课件
• 光化学烟雾的概述 • 环境化学基础 • 光化学烟雾的环境影响 • 光化学烟雾的防治措施 • 光化学烟雾的未来研究方向
01
光化学烟雾的概述
光化学烟雾的定义
总结词
光化学烟雾是由汽车尾气和工业废气排放的污染物在阳光作用下发生光化学反 应生成的二次污染物。
详细描述
光化学烟雾是汽车尾气和工业废气中的氮氧化物（NOx）和挥发性有机物 （VOCs）在阳光的作用下发生光化学反应生成的二次污染物。这些污染物包括 臭氧（O3）、氮氧化物（NOx）、挥发性有机物（VOCs）等。
光化学烟雾
（1）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。
（2）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，取缔市区矮小烟囱。
（3）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。选择性催化还原法是以金属铂 的氧化物作为催化剂，以氨、硫化氢和一氧化碳等作为还原剂，选择 最佳脱硝反应温度，将烟气中的氮氧化物还原为N2。非选择性催化还 原法与选择性催化还原法不同的是非选择性控制一定的反应温度，在 将烟气中的氮氧化物还原为N2的同时，一定量的还原剂还与烟气中的 过剩氧发生反应。吸收法是利用特定的吸收剂吸收烟气中的 NO 。根 据所使用的吸收剂，可分为碱吸收法，溶融盐吸收法和稀硝酸吸收法。
0 ℃ ,g/L ） 2 . 1 4 4 ； 液 体 密 度 （ 150℃,g/cm3 ）1.473
【熔点（℃）】（固）-251 【沸点（℃）】（液）-112 【性状】 气态臭氧厚层带蓝色,有特殊臭味,浓度高时与氯气气味相 像；液态臭氧深蓝色,固态臭氧紫黑色.
【用途】
用于水的消毒和空气的臭氧化 ,在化学工业中用作强氧化 剂.
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，文名称】臭氧 【英文名称】ozone 【结构或分子式】
O 原子以 sp2 杂化轨道形成 σ 键 . 分
子形状为V形.
【相对分子量或原子量】48.00 【密度】气体密度（
据有关专家介绍，1997年，中国大气污染的比例约为5%， 但到了 2007年，一些城市的交通干道污染比例达到 40% 以 上。尤其是北京、广州、西安等大城市，已逐渐由煤烟型污 染转向综合型污染。也就是说，在以二氧化硫、氮氧化物、 可吸入颗粒物为特征的传统煤烟型污染问题依然严重且尚未 根本解决的同时，臭氧和颗粒物细粒子等二次污染问题接踵 而至，且污染态势严峻、危害更大。两种污染形式结合在一 起，就形成了大气复合型污染。
大气专题2光化学烟雾
燃煤排放的粉尘和二氧化硫无法散去。迫使所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人 走路困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有4000多人死亡，两个月内又有 8000多人死去。
伦敦烟雾
1.2 光化学烟雾的概念
大气中碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等一次污染物在阳光照射下，发生 光化学反应产生二次污染物，这种由参加反应的一、二次污染物的混合物（包括气体 污染物和气溶胶）形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
烟雾箱模拟通过与硫酸型烟雾的对比了解二者的异同点讨论光化学烟雾的危害探讨光化学烟雾的控制对策11光化学烟雾事件1943年夏季洛杉矶市250万辆汽车燃烧的1100吨汽油所产生的碳氢化合物等气体在太阳紫外线照射下引起化学反应形成了浅蓝色烟雾使该市大多市民患了眼红头疼
认识光化学烟雾
污染物
污染区域
蓝色烟雾
严重后果
3.1 硫酸型烟雾及其对比
由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒物以及 由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气 污染现象称为硫酸烟雾型污染。 特点： 发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。
SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中
锰、铁、氨的催化作用而加速，硫酸烟雾型 污染属于还原性混合物，称还原性烟雾。
推断：O3、NO2和PAN主要是二次污染 物。 傍晚虽然交通繁忙，但是日光较弱 ，因此不足以引起光化学反应。
2.1 光化学烟雾的简单机理
2.1 光化学烟雾的简单机理
光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是NO2的光解。
2.2 光化学烟雾的烟雾箱模拟
研究条件：封闭的容器 + 反应气体（丙烯（ HC ）、 NOx 、空气） + 模拟太阳光照射 观察结果： 随时间增加，NO向NO2转化。（NO消耗） 由于氧化而大量消耗丙烯（碳氢化合物消耗）。 臭氧、PAN、HCHO、NO2等二次污染物生成。 关键反应： NO2光解导致O3的生成（光化学反应_诱因） 丙烯氧化得到活性自由基，HO,HO2（自由基链反应_强化） 活性自由基促使NO向NO2转化,同时使PAN、O3等生成（结果）
伦敦烟雾
1.2 光化学烟雾的概念
大气中碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等一次污染物在阳光照射下，发生 光化学反应产生二次污染物，这种由参加反应的一、二次污染物的混合物（包括气体 污染物和气溶胶）形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
烟雾箱模拟通过与硫酸型烟雾的对比了解二者的异同点讨论光化学烟雾的危害探讨光化学烟雾的控制对策11光化学烟雾事件1943年夏季洛杉矶市250万辆汽车燃烧的1100吨汽油所产生的碳氢化合物等气体在太阳紫外线照射下引起化学反应形成了浅蓝色烟雾使该市大多市民患了眼红头疼
认识光化学烟雾
污染物
污染区域
蓝色烟雾
严重后果
3.1 硫酸型烟雾及其对比
由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒物以及 由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气 污染现象称为硫酸烟雾型污染。 特点： 发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。
SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中
锰、铁、氨的催化作用而加速，硫酸烟雾型 污染属于还原性混合物，称还原性烟雾。
推断：O3、NO2和PAN主要是二次污染 物。 傍晚虽然交通繁忙，但是日光较弱 ，因此不足以引起光化学反应。
2.1 光化学烟雾的简单机理
2.1 光化学烟雾的简单机理
光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是NO2的光解。
2.2 光化学烟雾的烟雾箱模拟
研究条件：封闭的容器 + 反应气体（丙烯（ HC ）、 NOx 、空气） + 模拟太阳光照射 观察结果： 随时间增加，NO向NO2转化。（NO消耗） 由于氧化而大量消耗丙烯（碳氢化合物消耗）。 臭氧、PAN、HCHO、NO2等二次污染物生成。 关键反应： NO2光解导致O3的生成（光化学反应_诱因） 丙烯氧化得到活性自由基，HO,HO2（自由基链反应_强化） 活性自由基促使NO向NO2转化,同时使PAN、O3等生成（结果）
第四组 硫酸型烟雾
还会腐蚀、污染建筑物。
硫酸烟雾的防治
由于广泛使用低级煤，就会有大量烟尘与二氧化硫跑到大 气中。在季风区域，冬季在冷气团控制下，天气寒冷，为求 取暖，用煤量增多，进入空气中的污染物随之加大。又因出
遁逆温与雾，均不利烟尘扩散，在以上情况下，易形成硫酸
烟雾。为预防硫酸烟雾产生，结合各种措施，进行综合治理。
一定温度以上。也就是说，要燃料充分燃烧，必需保持良好的通风条
件与一定高的温。 掌握燃烧条件，是消除黑烟的关键。不但能消除黑烟，且可以减 少进货大气中氮的氧化物（NO、NO2）与CO的含量，同时可节约大量燃 料。
（2）除尘
除尘工作，最先在化学工业发展起来的，最近已成为
各种后业进行环境保说的一项重要措施。它不但起着消除 大气中粉尘的作用，而且能收集飞散的产品，收集的粉尘 尚可综合利用，作为建筑材料、特别作为肥料等使用。
硫酸型烟雾带来的各种危害
1）对人体健康的危害：人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼 吸大约2万多次，吸入空气达15～20立方米。因此，被污染了的空气对人 体健康有直接的影响。 大气污染物对人体的危害是多方面的，主要表现 是呼吸道疾病与生理机能障碍，以及眼鼻等粘膜组织受到刺激而患病。
（2）对植物的危害：大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等对植物的危害
温度的平衡计算值，而在烟气低温区SO3含量小于平衡计算值。
d．SO2在大气中的转化
硫氧化物中的SO2与其他大气污染物形成的光化学反应物
质，或在大气中催化反应生成的SO3、H2SO4与各种硫酸盐等对空
气污染起重要作用。
★硫氧化合物的危害
二氧化硫是一种无色不可燃的有毒气体，具有强烈的辛
辣、刺激性气味。通常大气对流层中SO2的平均本底体积分数
解释硫酸烟雾和光化学烟雾
解释硫酸烟雾和光化学烟雾1. 哎呀,说起这两种烟雾,那可真是城市里的"双胞胎捣蛋鬼"。
它们虽然都叫烟雾,但性格可大不相同,就像是两个调皮的熊孩子。
2. 硫酸烟雾就像是个阴沉的小子,特别喜欢在阴冷潮湿的天气出来捣乱。
它主要是煤炭、石油这些化石燃料燃烧后,冒出来的二氧化硫跟水蒸气碰面,就好像两个损友凑到一起,立马就变坏了。
3. 想象一下,硫酸烟雾就像是给城市蒙上了一层灰色的纱布,能见度低得连伸手都看不清五个指头。
这家伙最爱在冬天作怪,把整个城市都裹在一团又湿又酸的雾气里。
4. 说到危害,硫酸烟雾可不是闹着玩的。
它能把铁栏杆都腐蚀得坑坑洼洼,更别提对人的伤害了。
就像是给城市喷了一层酸雨,连石头都能被它"啃"掉一层皮。
5. 再说说光化学烟雾,这位可是个"阳光男孩",偏偏喜欢在艳阳高照的天气出来耍威风。
它是汽车尾气、工厂排放物在阳光的照射下,玩起了化学变身游戏,搞出来的一种淡黄色烟雾。
6. 光化学烟雾的形成过程,就像是在城市上空举办了一场疯狂的化学派对。
氮氧化物、碳氢化合物在阳光的邀请下,跳起了疯狂的化学舞蹈,最后变成了这种讨厌的烟雾。
7. 这种烟雾最喜欢在夏天中午时分出现,就像是太阳底下的一层土黄色毯子,把城市整个盖住。
远远看去,天空就像被染上了一层脏兮兮的黄色。
8. 光化学烟雾的危害可不比它的"兄弟"小。
它会让人眼睛发痒,喉咙不舒服,就像是被无数小虫子叮咬一样难受。
植物更倒霉,叶子会变得斑斑点点,像得了天花似的。
9. 防治这两种烟雾,就得从源头下手。
就像管教熊孩子一样,得从根本上制止他们调皮捣蛋。
控制工业排放、使用清洁能源、减少汽车尾气,这些都是必不可少的"教育手段"。
10. 现在很多城市都在努力治理这两种烟雾。
安装除硫设备、推广新能源汽车,就像是给城市装上了一个巨大的空气净化器。
11. 我们每个人也能出一份力,比如多坐公交少开车,少放烟花爆竹。
光化学烟雾课件
光化学烟雾名字班级学号等案例导入：视频2020/6/28光化学烟雾简介：【光化学烟雾】（photochemical smog)也称光化烟雾。
碳氢化合物及氮氧化合物污染的大气，在太阳紫外线照射下以及其他适宜的气象条件下，发生一系列光化学反应而形成的烟雾。
光化学烟雾具有光化学氧化型大气污染的各种典型特征，即大气中氧化剂浓度增高，使人产生眼、鼻、喉的刺激症状，引起红眼病，造成农作物和其他植物的损害以及降低大气的能见度。
今后随着工业发展，汽车数目的增多，以及其他燃烧过程中使用石油的不断增长，光化学氧化型大气污染将成为城市空气污染的一个严重问题。
光化学烟雾产生的条件：光化学烟雾形成的最根本的先决条件是空气中高浓度碳氢化合物和氮氧化合物的存在。
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。
光化学烟幕的形成根据这些前体物排放源的不同，大致可分为城市型光化学烟雾、工业区型光化学烟雾和区域型光化学烟雾。
城市型光化学烟雾多见于人口密集的较大城市及其下风向，主要由大城市内居民以及工业源排放引起。
工业区型光化学烟雾多见于大型工业排放源（例如火电厂、炼油厂、化工厂等）下风向地区，光化学前体物主要来自上风向工业排放源。
区域性光化学烟雾多见于人口密集和工业发达的城市群和城乡复合体构成的较大区域。
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。
工业革命以后，人类活动对自然环境的影响日益加剧，引起一系列大气污染问题。
光化学烟雾就属于大气环境污染之一，对人体健康和植物生长等有严重危害。
由光化学烟雾造成的污染事件被列入历史上“八大公害事件”之一，已引起大气科学界和医疗界等的广泛关注。
光化学烟雾产生的机理：一、化学反应过程。
二、光化学烟雾特征请大家看这张图片这张照片是用特殊方法拍摄的，因为我们用肉眼是看不到哪里的臭氧被破坏了。
在这张照片里，蓝色的深浅代表臭氧的含量，颜色愈深，臭氧的含量愈少。
光化学烟雾与硫酸烟雾
呼吸道疾病恶化，严重造成死亡 对植物叶子有害，能使大气能见度降低 刺激物浓度峰值出现在中午和午后
（3）日变化曲线
总体上，白天生成，夜晚消失，污染物浓度峰值出现 在中午和午后。
烃类和NO发生在早上交通高峰时节，此时NO2浓度很低。
随太阳辐射增强，O3和NO2浓度逐渐增加，到中午已经 较高，一般O3和NO2浓度峰值比NO浓度峰值晚出现4-5小时。 推断：O3和NO2 PAN主要是二次污染物。 傍晚虽然交通繁忙，但是日光较弱，因此不足以引起
光化学反应。
光化学烟雾的防治对策
改进技术：汽车尾气是氮氧化物和碳氢化合物的主要来源，改进技术控制 汽车尾气排放是防止光化学烟雾的有效措施。包括安装汽车尾气净化装置 +改良燃料（使用天燃气燃料、二甲醚燃料）等。 改善能源结构:使用替代能源，尽量减少使用化石燃料，无论煤还是燃料油 中都含有大量的烃类和N素，燃烧过程中容易排放光化学一次污染物。 加强监督管理:当氧化剂浓度达到0.5ppm时达到警戒水平，氧化剂浓度 达到1.0ppm时达到危害健康水平，氧化剂浓度达到1.5ppm时达到 严重危害健康水平
伦敦烟雾事件
伦敦烟雾事件形成条件
自然原因——
地形：临海，盆地地形，水汽不易散，冬季易产 生逆温 气候：温带海洋性气候，大气中水汽比重大，大 雾天气多发。 人为原因—— 工业发达，冬季取暖燃煤排放二氧化氮和二 氧化硫的气体所致
光化学烟雾
（1）概念：主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一 次性污染物的大气，在阳光照射下发生化学反应而
产生的二次污染物，这种由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，称为光化学烟
雾，因最早在1940年的美国洛杉矶首先发现，因此
又称为洛杉矶烟雾。
光化学烟雾
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。
光化学反应及光化学烟雾
• （3）芳香烃
主要指单环芳烃和多环芳烃（PAHs）还包括联苯等，广泛 见于各种化工原料及石油产品中。
香烟烟雾中芳烃含量较高，也是室内污染物之一。
2.碳氢化合物在大气中的反应 （1）烷烃的反应：
RH HO R H2O RH O R HO
如甲烷的氧化反应：
CH 4 HO CH3 H2O CH4 O CH3 HO
NO2活泼，是大气主要污染物之一，也是大气中生成O3 的人为引发源。
NO2在阳光下与OH·、 O3等反应 NO2与HO·反应可生成HNO3：
NO2 HO HNO3
NO2也可与O3反应： NO2 O3 NO3 O2 NO2 NO3 N 2O5
NO2 hv λ 430nm NO O O O2 M k 2 O3 M O3 NO k 3 O2 NO2
自由基
其他物质
光化学反应基础
• Einstein公式， 如果一个分子吸收一个光量子，则一摩尔分子吸收总能量 一般化学键的键能大于167.4KJ/mol，因此波长大于 700nm的光量子就不能引起光化学反应。
二、光化学反应的基本原理
初级过程 次级过程
A h A*
A* A h
A* M A M
（1）NO的氧化：
主要的自由基包括：
O 、OH 、CH3O 、CH3O2 、CH3COO2
NO是燃烧过程中直接向 大气排放的污染物，在空 气中可被许多氧化剂氧化， 如：
当空气中 [O3]≈30ppb，少量的 NO 在1分钟内全部氧化。
NO O3 NO2 O2
RH HO R H 2O R O2 RO2 NO RO2 NO2 RO
（PAN ）
过氧乙酰基硝酸酯（PAN）是重要的二次污染物， 具有热不稳定性，遇热分解，因而在大气中也存在 上述反应的平衡关系。
主要指单环芳烃和多环芳烃（PAHs）还包括联苯等，广泛 见于各种化工原料及石油产品中。
香烟烟雾中芳烃含量较高，也是室内污染物之一。
2.碳氢化合物在大气中的反应 （1）烷烃的反应：
RH HO R H2O RH O R HO
如甲烷的氧化反应：
CH 4 HO CH3 H2O CH4 O CH3 HO
NO2活泼，是大气主要污染物之一，也是大气中生成O3 的人为引发源。
NO2在阳光下与OH·、 O3等反应 NO2与HO·反应可生成HNO3：
NO2 HO HNO3
NO2也可与O3反应： NO2 O3 NO3 O2 NO2 NO3 N 2O5
NO2 hv λ 430nm NO O O O2 M k 2 O3 M O3 NO k 3 O2 NO2
自由基
其他物质
光化学反应基础
• Einstein公式， 如果一个分子吸收一个光量子，则一摩尔分子吸收总能量 一般化学键的键能大于167.4KJ/mol，因此波长大于 700nm的光量子就不能引起光化学反应。
二、光化学反应的基本原理
初级过程 次级过程
A h A*
A* A h
A* M A M
（1）NO的氧化：
主要的自由基包括：
O 、OH 、CH3O 、CH3O2 、CH3COO2
NO是燃烧过程中直接向 大气排放的污染物，在空 气中可被许多氧化剂氧化， 如：
当空气中 [O3]≈30ppb，少量的 NO 在1分钟内全部氧化。
NO O3 NO2 O2
RH HO R H 2O R O2 RO2 NO RO2 NO2 RO
（PAN ）
过氧乙酰基硝酸酯（PAN）是重要的二次污染物， 具有热不稳定性，遇热分解，因而在大气中也存在 上述反应的平衡关系。
硫酸型烟雾
二、硫酸烟雾型污染（伦敦型烟雾）
一、光化学烟雾（氧化型烟雾）
西固地区光化学烟雾特点：
西固地区形成光化学烟雾的一次污染物自
兰州化工公司、炼油厂和热电厂的面源。 西固地区地处黄河河谷，污染物不易扩散 稀释。 西北高原的强烈日照使臭氧峰值出现时间 比美国洛杉矶提前2~3h。 碳氢化合物和一氧化氮没有明显峰值。
一、光化学烟雾（氧化型烟雾）
3. 大气中乙醛主要来自 乙烷的氧化；
H O CH3COO NO2
CH3CO +O2
PAN的结构及形成机理
CH3COONO2 O
一、光化学烟雾（氧化型烟雾）
5．光化学烟雾的主要危害 ⑴光化学烟雾对人体健康的影响
大气中臭氧浓度达到0.1 ｐｐｍ -0 .5ｐｐｍ时 , ⑵对植物的伤害 会引起哮喘发作 ,导致上呼吸道疾病恶化 ,使视觉 敏感度和视力降低。 ⑶降低大气能见度 长期慢性伤害 ,可引起肺机能衰退、支气管炎、 甚至发展成肺癌等。
自由基传递反应：
2 RCHO hv 2O RO 2 HO2 CO
HO2 NO NO2 HO
O2 RO 2 NO NO2 R CHO HO2 O2 RC(O)O2 NO NO2 RO 2 CO 2 HO NO2 HNO3
世界卫生组织（WHO）和一些发达国家 将臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大 气的环境指标之一，并据此发布光化学烟 雾的警报。
一、光化学烟雾（氧化型烟雾）
3.光化学烟雾的形成条件
光化学烟雾是由于汽车排放和燃烧石油引起的， 所以又称为石油型烟雾。 （1）地势和气候条件：河谷盆地、逆温、污染物 不易扩散、风向； （2）季节、温度、日光、湿度：夏秋季节温暖的 晴天、大气相对湿度较低、气温为24~32℃； （3）污染源由：汽车尾气或石油燃烧产生的氮氧 化物和烃类； （4）出现时间：高峰出现在中午或稍后
光化学烟雾与硫酸烟雾
（3）日变化曲线
▪ 总体上，白天生成，夜晚消失，污染物浓度峰值出现在 中午和午后。
▪ 烃类和NO发生在早上交通高峰时节，此时NO2浓度很 低。
▪ 随太阳辐射增强，O3和NO2浓度逐渐增加，到中午已 经较高，一般O3和NO2浓度峰值比NO浓度峰值晚出现45小时。▪ 推断：O来自和NO2 PAN主要是二次污染物。
特点
发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。
伦敦烟雾事件
伦敦烟雾事件形成条件
自然原因—— 地形：临海，盆地地形，水汽不易散，冬季易产
生逆温 气候：温带海洋性气候，大气中水汽比重大，大
雾天气多发。
人为原因—— 工业发达，冬季取暖燃煤排放二氧化氮和二
氧化硫的气体所致
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度达到1.0ppm时达到危害健康水平，氧化剂浓度达到1.5ppm时 达到严重危害健康水平
洛杉矶烟雾形成条件
自然原因—— 地形：位于美国西南海岸，西面临海，三面环山 气候：地中海气候，夏季温暖少雨，晴天多
人为原因—— 工业发达，小汽车多，排放的尾气多
硫酸烟雾型污染
由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒 物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物 所造成的大气污染现象。
光化学烟雾
（1）概念：主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一 次性污染物的大气，在阳光照射下发生化学反应而 产生的二次污染物，这种由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，称为光化学烟 雾，因最早在1940年的美国洛杉矶首先发现，因此 又称为洛杉矶烟雾。
（2）特征： ▪ 烟雾蓝色 ▪ 具有强氧化性，能使橡胶开裂 ▪ 对眼睛、呼吸道等有强烈刺激，并引起头痛、呼 吸道疾病恶化，严重造成死亡 ▪ 对植物叶子有害，能使大气能见度降低 ▪ 刺激物浓度峰值出现在中午和午后
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▪ 傍晚虽然交通繁忙，但是日Hale Waihona Puke 较弱，因此不足以引起光 化学反应。
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光化学烟雾的防治对策
改进技术：汽车尾气是氮氧化物和碳氢化合物的主要来源，改进技术控制 汽车尾气排放是防止光化学烟雾的有效措施。包括安装汽车尾气净化装置 +改良燃料（使用天燃气燃料、二甲醚燃料）等。 改善能源结构:使用替代能源，尽量减少使用化石燃料，无论煤还是燃料油 中都含有大量的烃类和N素，燃烧过程中容易排放光化学一次污染物。
雾天气多发。
人为原因—— 工业发达，冬季取暖燃煤排放二氧化氮和二
氧化硫的气体所致
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硫酸烟雾型污染
由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒 物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物 所造成的大气污染现象。
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特点
发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。
伦敦烟雾事件
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伦敦烟雾事件形成条件
自然原因—— 地形：临海，盆地地形，水汽不易散，冬季易产
生逆温 气候：温带海洋性气候，大气中水汽比重大，大
加强监督管理:当氧化剂浓度达到0.5ppm时达到警戒水平，氧化剂浓 度达到1.0ppm时达到危害健康水平，氧化剂浓度达到1.5ppm时 达到严重危害健康水平
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洛杉矶烟雾形成条件
自然原因—— 地形：位于美国西南海岸，西面临海，三面环山 气候：地中海气候，夏季温暖少雨，晴天多
人为原因—— 工业发达，小汽车多，排放的尾气多
光化学烟雾
（1）概念：主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一 次性污染物的大气，在阳光照射下发生化学反应而 产生的二次污染物，这种由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，称为光化学烟 雾，因最早在1940年的美国洛杉矶首先发现，因此 又称为洛杉矶烟雾。
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（2）特征： ▪ 烟雾蓝色 ▪ 具有强氧化性，能使橡胶开裂 ▪ 对眼睛、呼吸道等有强烈刺激，并引起头痛、呼 吸道疾病恶化，严重造成死亡 ▪ 对植物叶子有害，能使大气能见度降低 ▪ 刺激物浓度峰值出现在中午和午后
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（3）日变化曲线
▪ 总体上，白天生成，夜晚消失，污染物浓度峰值出现在 中午和午后。
▪ 烃类和NO发生在早上交通高峰时节，此时NO2浓度很 低。
▪ 随太阳辐射增强，O3和NO2浓度逐渐增加，到中午已 经较高，一般O3和NO2浓度峰值比NO浓度峰值晚出现45小时。
▪ 推断：O3和NO2 PAN主要是二次污染物。
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光化学烟雾的防治对策
改进技术：汽车尾气是氮氧化物和碳氢化合物的主要来源，改进技术控制 汽车尾气排放是防止光化学烟雾的有效措施。包括安装汽车尾气净化装置 +改良燃料（使用天燃气燃料、二甲醚燃料）等。 改善能源结构:使用替代能源，尽量减少使用化石燃料，无论煤还是燃料油 中都含有大量的烃类和N素，燃烧过程中容易排放光化学一次污染物。
雾天气多发。
人为原因—— 工业发达，冬季取暖燃煤排放二氧化氮和二
氧化硫的气体所致
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硫酸烟雾型污染
由于煤燃烧而排放出来的SO2、颗粒 物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物 所造成的大气污染现象。
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特点
发生在冬季，气温低，湿度高，日光弱。
伦敦烟雾事件
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伦敦烟雾事件形成条件
自然原因—— 地形：临海，盆地地形，水汽不易散，冬季易产
生逆温 气候：温带海洋性气候，大气中水汽比重大，大
加强监督管理:当氧化剂浓度达到0.5ppm时达到警戒水平，氧化剂浓 度达到1.0ppm时达到危害健康水平，氧化剂浓度达到1.5ppm时 达到严重危害健康水平
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洛杉矶烟雾形成条件
自然原因—— 地形：位于美国西南海岸，西面临海，三面环山 气候：地中海气候，夏季温暖少雨，晴天多
人为原因—— 工业发达，小汽车多，排放的尾气多
光化学烟雾
（1）概念：主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一 次性污染物的大气，在阳光照射下发生化学反应而 产生的二次污染物，这种由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，称为光化学烟 雾，因最早在1940年的美国洛杉矶首先发现，因此 又称为洛杉矶烟雾。
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（2）特征： ▪ 烟雾蓝色 ▪ 具有强氧化性，能使橡胶开裂 ▪ 对眼睛、呼吸道等有强烈刺激，并引起头痛、呼 吸道疾病恶化，严重造成死亡 ▪ 对植物叶子有害，能使大气能见度降低 ▪ 刺激物浓度峰值出现在中午和午后
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（3）日变化曲线
▪ 总体上，白天生成，夜晚消失，污染物浓度峰值出现在 中午和午后。
▪ 烃类和NO发生在早上交通高峰时节，此时NO2浓度很 低。
▪ 随太阳辐射增强，O3和NO2浓度逐渐增加，到中午已 经较高，一般O3和NO2浓度峰值比NO浓度峰值晚出现45小时。
▪ 推断：O3和NO2 PAN主要是二次污染物。