浅谈“光化学烟雾”的形成及其对环境的危害

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“光化学烟雾”是指含有氮氧化合物和烃类（碳氢化合物）的大气，在阳光中紫外线照射下发生反应所产生的产物及反应物的蓝色混合物。

一、光化学烟雾的形成条件

1.地理条件

（1）地理纬度范围，主要为低纬度和中纬度。首先，在近地面，太阳辐射到达地面的量，一般随纬度的增大而减小。纬度越低，到达地面的太阳辐射量就越多。其次，“烟雾”的形成与NO2的光分解有直接关系，而NO2光分解又必须有290―430nm波长的辐射作用才有可能。对于高纬度地区，由于正午太阳高度角较小，光线通过大气层时路程较长，受到大气的散射作用强，致使290―430nm波长的太阳辐射很难到达地面，所以不易发生“光化学烟雾”。

（2）季节条件。夏季在北半球，正午太阳高度角比冬天大，到达地面的太阳辐射强，所以北半球主要为夏季；相反，南半球为冬季。

（3）气象条件。晴朗、高温（24-32℃）、低湿（湿度70%以下），有逆温和风力不大（22m/s以下），有利于大气污染物在地面附近的聚积，易产生这种“光化学烟雾”。因此，在副热带高压控制地区的夏季和早秋季节常成为“光化学烟雾”发生的有利条件。

2.污染源条件

以石油为原料的工厂废气和汽车尾气，主要成分为氮氧化合物和碳氢化合物，因此石油加工厂的排气和汽车的排气是主要污染源。

二、“光化学烟雾”的形成原理

1.NO向NO2转化是产生“光化学烟雾”的关键

低层大气中的一般成分和一次污染物（NO、N2、O2、CO2、C3H6）都不吸收紫外线辐射，在污染空气中吸收紫外线辐射的只是NO2。空气中少量NO2来源于燃料燃烧。在低层大气中，一旦NO2出现，在光化学作用下，NO2会直接分解出O3，而NO和O2作用结果又产生NO2，所以只要有NO存在，就会通过一系列反应产生O3，且NO2、O3和NO之间的反应形成循环。

2.碳氢化合物是产生“光化学烟雾”的主要成分

被污染的空气中有碳氢化合物出现时，氮氧化合物光分解的动态平衡就会被破坏。因为氮氧化合物光分解过程中产生氧原子O、O3和NO2均可与碳氢化合物反应，使得污染大气中的NO能快速地向NO2转化，NO2能快速地产生O3，O3的浓度大大增加，进而形成一系列带有氧化性、刺激性的中间和最终产物，从而导致“光化学烟雾”生成。

3.“光化学烟雾”的主要成分

“光化学烟雾”的主要成分是醛类、O3、PAN（过氧乙酰硝酸脂）、碳氢化合物、NOx、酮类。

三、“光化学烟雾”的危害

“光化学烟雾”具有强氧化性，能刺激人的眼睛和呼吸道，引起眼病、喉头炎、头痛，能伤害植物叶子，能使橡胶开裂，并使大气能见度降低。“光化学烟雾”主要发生地有洛杉矶、东京、大阪、墨西哥城、伦敦以及澳大利亚、德国等地的大城市。

四、“光化学烟雾”的防治

1.加强汽车尾气的催化净化。如现在已研制成功了三效催化剂，它能同时完成对CH、NO和NOx的净化，在严格控制空燃比的前提下，能达到较高的净化效率。

2.加强工业废气的回收利用，变废为宝，实行清洁生产，发展生态工业。

3.改变燃料结构，尽最大可能发展清洁能源和无污染的新能源。

4.开展植树造林活动。森林在净化大气方面具有显著效益，因此应积极开展植树造林活动，扩大绿化面积，从而减少“光化学烟雾”的产生。

5.发展低碳经济，提倡低碳生活。

（责编 张翼翔）