这就是最早出现的新型大气污染事件——光化学烟雾污染事件
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作为世界八大公害之一,20世纪中期在洛杉矶发生的光化学污染事件在当时震惊全球,洛杉矶一时被冠上了“烟雾之城”、“易病之城”的称号。
经过几十年的努力,洛杉矶实现了车辆与蓝天的共存,仍是最负盛名的度假旅游胜地之一。
随着我国汽车使用量的增多,一些大城市的光化学烟雾问题逐渐显露出来,呈现出从传统的煤烟型污染向光学烟雾型污染转化的特点。
据有关实验表明,我国中东部地区的空气中含有大量含氮和烃类的有机颗粒,这正是洛杉矶光化学烟雾中的主要成分。
因而,重温洛杉矶光化学烟雾的治理经验,对治理当今席卷我国大江南北的空气污染具有非常重要的现实意义。
国内,关于洛杉矶光化学烟雾治理的一些介绍性、启示类文章,在各类报纸杂志和网站中随处可见。
然而,此类文章缺乏系统性和学术性,真正从事洛杉矶烟雾治理研究的学者并不多,洛杉矶光化学烟雾研究回顾与反思李朱辰 洛杉矶光化学烟雾的治理本该是一个炙手可热的论题,然而国内史学界却相当寂静,有关作品更是寥寥无几。
相反,国外就这一问题的研究呈现出百家争鸣之态。
通过引介他们的著作,对其学理性问题(研究主题、研究人员、研究方法)进行简单探讨,以期我国能有相关论述精彩“亮相”。
[]相关成果甚是少见。
相反,国外关于这一领域的研究成果颇丰,本文主要以他们的著作为中心,对这一领域的研究主题、人员进行简单梳理,就其研究方法略呈管窥之见。
研究主题 就这一领域而言主要有三大主题,其中从政治史角度分析控烟过程中政策的出台、内容及影响,备受学者们青睐,研究成果也颇丰。
科瑞尔和尤瑞森的《污染与政策》便是此中佼佼者。
他们引用了大量政府原件及与行政人员的访谈记录,来解读1940至1975年洛杉矶光化学烟雾的治理过程,并作出以下三点总结:一是政策制定者是被动性反应而非主动创新。
他们在“阻力最小的道路上迈出最小的步伐”以确保政策的出台不会对现状造成实质性改变。
二是对于问题的解决倾向于依赖技术手段。
三是政策在制定过程中政府的工作表现出极大的犹豫性和拖沓性。
洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件事件回顾1955年洛杉矶发生了一场严重的光化学烟雾污染事件,使当地65岁以上近400人死亡,一般人的眼睛,鼻子,喉咙,气管,和肺部的粘膜都受到刺激,出现红肿,流泪,喉痛,胸痛和呼吸衰竭乃至思维紊乱,肺水肿等现象,家畜也同时患病,橡胶制品老化,汽车和飞机的正常运行都严重受阻,郊区的玉米、蜜柑、烟草、葡萄等作物与林木受到不同程度的危害,仅葡萄一项就减产30%,65000公顷的松林约62%受害,29%干枯。
延伸阅读氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。
NO和NO2都是对人体有害的气体。
氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后发生光化学反应而产生二次污染物,这种又一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾现象,称为光化学烟雾。
光化学烟雾是由汽车、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,但是对动物、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,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。
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。
毒物产生过程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。
大气污染事例大气污染事例一:四日事件1955年以来,以石油联合企业为主的日本四日市工业迅速发展,每年排到大气中的粉尘和SO2总量达13万吨,使城市终年烟雾弥蔓,严重污染了空气,并蔓延到其它城市。
人们由于吸入了有害气体而患支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等呼吸道疾病,称为“四日市哮喘病”。
截止到1972年,患四日市哮喘病患者高达6376人。
大气污染事例二:兰州空气污染,天下第一。
因大气污染严重,兰州曾被称为“看不见的城市”,洛杉矶时报曾报导说,兰州的 200万市民天天忍受著恶劣的环境,吸口气就像抽了一包烟似的,连洛杉矶當年污染最严重時都沒這么厉害,因为里头含有太多的煤灰、汽车废气和尘土,「世界资源协会」的一项调查显示,兰州市是全球空气污染程度最严重的城市。
兰州地处黄土高原的河谷盆地,周边地区生态环境脆弱,人口、机动车辆和耗煤量不断增加,大气中污染物不易稀释扩散,有人称兰州是个“只冒烟却没有窗户的黑房子”,当地顺口溜则说“太陽和月亮一个样;白天和晚上一个样;麻雀和乌鸦一个样”。
大气污染事例三:伦敦烟雾事件1952年12月初的一天,本来就污染严重的英国伦敦,突然出现陰雨天气,天空中灰黑色烟雾缭绕,并有浓重的生葱头似的辛辣味,伦敦上空的能见度太低,飞往世界各地的班机全部取消。
浓雾中,粒径小米般大小的黑色晶体纷纷扬扬地降落着,撒落在街道上、建筑物上、人们的衣服上,天地之间仿佛降了场黑雪。
整个伦敦开始了一场集体性烟气中毒。
医院里咳嗽、呕吐声不绝于耳,4天之后,伦敦城死去4000多人;2个月后,伦敦市统计部门统计,这次黑色浩劫共夺去了8000位无辜市民的生命。
这就是震惊世界的英国伦敦烟雾事件。
大气污染事例四:美国洛杉矶光化学烟雾事件是世界有名的公害事件之一,40年代初期发生在美国洛杉矶市。
洛杉矶是美国西部太平洋沿岸的一个海滨城市,前面临海,背后靠山。
原先风景优美,常年陽光明媚,一年只有几天下雨,气候温和。
美国电影中心——好莱坞就设在它的西北郊区。
洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矾位于美国西南海岸,西面临海,三面环山,是个阳光明媚,气候温暖,风景宜人的地方。
早期金矿、石油和运河的开发,加之得天独厚的地理位置,使它很快成为了一个商业、旅游业都很发达的港口城市。
然而好景不长,从20世纪40年代初开始,人们就发现这座城市一改以往的温柔,变得"疯狂"起来。
每年从夏季至早秋,只要是晴朗的日子,城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾,使整座城市上空变得浑浊不清。
这种烟雾使人眼睛发红,咽喉疼痛,呼吸憋闷、头昏、头痛。
1943年以后,烟雾更加肆虐,以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死,柑橘减产。
仅1950-1951年,美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。
1955年,因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人;1970年,约有75%以上的市民患上了红眼病。
这就是最早出现的新型大气污染事件--光化学烟雾污染事件。
光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低、气温在24-32℃度的夏季晴天的中午或午后。
汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮(NO2)被排放到大气中后,在强烈的阳光紫外线照射下,会吸收太阳光所具有的能量。
这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后,会变得不稳定起来,原有的化学链遭到破坏,形成新的物质。
这种化学反应被称为光化学反应,其产物为含剧毒的光化学烟雾。
洛杉矾在40年代就拥有250万辆汽车,每天大约消耗1100吨汽油,排出1000多吨碳氢(C H)化合物,3O0多吨氮氧(NOx)化合物,700多吨一氧化碳(CO)。
另外,还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放,这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空,不啻制造了一个毒烟雾工厂。
1930年比利时马斯河谷烟雾事件马斯河谷是比利时境内马斯河旁一段长24公里的河谷地段。
这一段中部低洼,两侧有百米的高山对峙,使河谷地带处于狭长的盆地之中。
马斯河谷地区是一个重要的工业区,建有3个炼油厂、3个金属冶炼厂、4个玻璃厂和3个炼锌厂,还有电力、硫酸、化肥厂和石灰窑炉,工业区全部处于狭窄的盆地中。
1930年12月1-15日,整个比利时大雾笼罩,气候反常。
由于特殊的地理位置,马斯河谷上空出现了很强的逆温层。
通常,气流上升越高,气温越低。
但当气候反常时,低层空气温度就会比高层空气温度还低,发生“气温的逆转”现象,这种逆转的大气层叫做“逆转层”。
逆转层会抑制烟雾的升腾,使大气中烟尘积存不散,在逆转层下积蓄起来,无法对流交换,造成大气污染现象。
在这种逆温层和大雾的作用下,马斯河谷工业区内13个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散,有害气体在大气层中越积越厚,其积存量接近危害健康的极限。
第三天开始,在二氧化硫(SO2)和其他几种有害气体以及粉尘污染的综合作用下,河谷工业区有上千人发生呼吸道疾病,症状表现为胸疼、咳嗽、流泪、咽痛、声嘶、恶心、呕吐、呼吸困难等。
一个星期内就有60多人死亡,是同期正常死亡人数的十多倍。
其中以心脏病、肺病患者死亡率最高。
许多家畜也未能幸免于难,纷纷死去。
这次事件曾轰动一时,虽然日后类似这样的烟雾污染事件在世界很多地方都发生过,但马斯河谷烟雾事件却是20世纪最早记录下的大气污染惨案。
美国洛杉矶光化学烟雾事件美国西南海岸的洛杉矶,西面临海,三面环山。
早期金矿、石油和运河的开发,加之得天独厚的地理位置,使它很快成为了一个商业、旅游业都很发达的港口城市。
20世纪40年代初期,美国洛杉矶市,全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升,向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。
1、比利时马斯河谷烟雾事件比利时马斯河谷烟雾事件是世界有名的公害事件之一,1930年12月1~5日发生在比利时马斯河谷工作区。
马斯河谷是比利时境内马斯河旁一段长24公里的河谷地段。
这一段中部低洼,两侧有百米的高山对峙,使河谷地带处于狭长的盆地之中。
马斯河谷地区是一个重要的工业区,建有3个炼油厂、3个金属冶炼厂、4个玻璃厂和3个炼锌厂,还有电力、硫酸、化肥厂和石灰窑炉,工业区全部处于狭窄的盆地中。
1930年12月1-15日,整个比利时大雾笼罩,气候反常。
由于特殊的地理位置,马斯河谷上空出现了很强的逆温层。
通常,气流上升越高,气温越低。
但当气候反常时,低层空气温度就会比高层空气温度还低,发生“气温的逆转”现象,这种逆转的大气层叫做“逆转层”。
逆转层会抑制烟雾的升腾,使大气中烟尘积存不散,在逆转层下积蓄起来,无法对流交换,造成大气污染现象。
在这种逆温层和大雾的作用下,马斯河谷工业区内13个工厂排放的大量烟雾弥漫在河谷上空无法扩散,有害气体在大气层中越积越厚,其积存量接近危害健康的极限。
第三天开始,在二氧化硫(SO2)和其他几种有害气体以及粉尘污染的综合作用下,河谷工业区有上千人发生呼吸道疾病,症状表现为胸疼、咳嗽、流泪、咽痛、声嘶、恶心、呕吐、呼吸困难等。
一个星期内就有60多人死亡,是同期正常死亡人数的十多倍。
其中以心脏病、肺病患者死亡率最高。
许多家畜也未能幸免于难,纷纷死去。
尸体解剖结果证实:刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。
其他组织与器官没有毒物效应。
在马斯河谷烟雾事件中,地形和气候扮演了重要角色。
从地形上看,该地区是一狭窄的盆地;气候反常出现的持续逆温和大雾,使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度。
该地区过去有过类似的气候反常变化,但为时都很短,后果不严重。
如1911年的发病情况下这次相似,但没有造成死亡。
值得注意的是,马斯河谷事件发生后的第二年即有人指出:“如果这一现象在伦敦发生,伦敦公务局可能要对3200人的突然死亡负责”。
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。
伦敦烟雾事件和洛杉矶光化学烟雾事件1952年伦敦烟雾事件1952年12月5日,一团浓重的黄色烟雾笼罩了英国首都伦敦,能见度突然间变得极差,人们走在大街上,无法看清自己的双脚,公共汽车靠打着的手电筒带路缓缓前行;整座城市弥漫着浓烈的"臭鸡蛋"气味,居民普遍感到呼吸困难。
从12月5日到12月9日这短短的几天里,就有4000多人被黄色烟雾夺去生命。
这便是震惊世界的"伦敦烟雾事件"。
20世纪50年代,伦敦以煤为燃料的工厂很多,居民生活取暖也主要以煤为主。
当时,伦敦市区烟囱林立,昼夜不停地向空中排放着大量烟雾。
1952年的烟雾事件发生时,伦敦处于高气压控制下,加上几天来,伦敦地区"风平浪静",空气静止不动,而数十万个烟囱却依然喷云吐雾地释放着滚滚浓烟,致使烟雾越积越多,每立方米大气中所含的二氧化硫比平时高出6倍,颗粒污染物浓度比平时多9倍,空气变成了毒气,低空形成了高危污染层,于是悲剧就发生了。
其实,从历史上看,早在17世纪,英国就出现过二氧化硫污染现象。
19世纪末,随着工业化的迅速发展,环境污染变得更加严重,严重污染事件频繁发生。
据统计,自1948年到1962年,伦敦地区共发生过8次严重的空气污染事件。
伦敦被冠以"雾都"的"美誉",其实在"美誉"下,伦敦人有一种难以启齿的苦衷,因为"雾"在很大程度上是由工业污染造成的。
严重的煤烟污染,不仅威胁到公众的生命安全,而且给英国的一些珍贵文化遗产,留下了难以清除的污迹。
凡到过爱丁堡的人都知道,这座被联合国列为世界文化遗产的历史名城,建筑宏伟,风格多样,堪称英国建筑史上的瑰宝。
然而,徜徉在爱丁堡的大街小巷就会发现,这里几乎所有的古老建筑,都蒙着一层黑黑的污迹,整个城市显得暗淡无光。
据称,这些烧煤时代留下的黑色痕迹,现在已无法清除,成为伦敦永久的遗憾。