光化学烟雾是如何形成的？

什么叫光化学烟雾

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。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。 光化学烟雾有强烈的刺激作用，能使人眼睛红肿，喉咙疼痛，严重者出现呼吸困难，视力衰退，头晕目眩，手足抽搐。 大气中的HC和NOx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。NOx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...全部

  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。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。
   光化学烟雾有强烈的刺激作用，能使人眼睛红肿，喉咙疼痛，严重者出现呼吸困难，视力衰退，头晕目眩，手足抽搐。 大气中的HC和NOx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。NOx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)。
   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。 光化学烟雾于1940年第一次发生在美国洛杉矶市。
  其主要现象是大气层出现白色烟雾，有时带紫色或黄褐色，能见度降低，并具有特殊的刺激味。它使人眼睛红肿流泪，刺激粘膜与呼吸道，并可诱发其它病。烟雾具有强氧化性，能使橡胶开裂，植物叶片变黄，金属腐蚀。
  烟雾一般出现在强日照和低湿度逆温气象条件下，此时大气中的烃类（用HC表示）和氮氧化物（NOx）在太阳辐射作用下发生光化学反应产生二次污染物，它与一次污染物混合，即形成光化学烟雾。其化学过程大体存在如下两个过程： （1）污染空气中NO2的光分解提供自由基或者产生活泼原子氧，诱发许多化学反应，如 NO2 hv→NO O O O2→O3 HONO hv→HO· NO 产生的O3可把NO氧化成NO2： NO O3→NO2 O2 （2）大气中的碳氢化合物（HC）被HO·自由基、原子氧和臭氧所氧化，产生醛、酮、醇及酸等有机物以及中间产物RO2·，HO2·，RCO·等自由基。
  现以丙烯为例： 所生成的某些自由基可使NO快速转变为NO2或使O2变成过氧基，如 RCO2· NO→NO2 RCO· 其中酮、醛产物易凝聚为烟雾，影响到大气的可见度；另一类刺激眼睛的物质，如过氧化硝酸乙酰（PAN），它是由NO2与过氧基反应形成的： CH3CO3· NO2→CH3CO3NO2 。
  收起