光化學(xué)污染

光化學(xué)污染（photoch emicalpollution）由光化學(xué)煙霧造成的污染現(xiàn)象。由流動(dòng)源和固定源排入 大氣的氮?dú)浠锖吞細(xì)浠衔锏纫淮挝廴疚铮?jīng)過太陽照射，各種污染物之間發(fā)生相互反應(yīng)，生成臭氧、醛類等二次污染物，它們在大氣中是一種有刺激性的、淺藍(lán)色混合型煙霧。光化學(xué)煙霧不僅影響人體健康，而且對(duì)植物也有一定的損害，同時(shí)還降低大氣的能見度。

形成光化學(xué)煙霧的氮氧化物、炭氧化物、硫化物等主要來自汽車廢氣，臭氧的濃度升高是光化學(xué)煙霧污染的標(biāo)志，一定強(qiáng)度的日光福射是形成光化學(xué)煙霧的重要條件。

光化學(xué)污染是出現(xiàn)在以汽油作動(dòng)力燃料之后的一種新型污染物，約一九四四年左右出現(xiàn)在美國第三大城市洛杉磯。自50年代以來，光化學(xué)污染在世界各地不斷出現(xiàn)，已成為一個(gè)世界性的問題，引起了人們的關(guān)注。在交通車輛高度發(fā)展的地區(qū)，在排放氮?dú)浠锖吞細(xì)浠衔锏墓S比較集中的工業(yè)區(qū)，都有必要警惕光化學(xué)污染問題。這種污染主要出現(xiàn)在城市和工礦區(qū)。

光化學(xué)煙霧的組成

光化學(xué)煙霧是由二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锛八鼈冊谝欢l件下反應(yīng)產(chǎn)生的二次污染物臭氧、過氧乙酰硝酸酯PAN、醛等混合而成的。其主要成分是臭氧、醛類、過氧乙?；跛狨?、烷基硝酸鹽、酮等一系列氧化劑。

氮氧化合物的來源

光化學(xué)煙霧的主要成分為NO和NO₂，主要來自燃料的燃燒、汽車的尾氣、生產(chǎn)和使用硝酸的工廠尾氣，燃煤發(fā)電廠等。

一氧化碳來源

一氧化碳主要來汽車尾氣(主要在汽油燃燒不充分時(shí),如停車狀態(tài)開發(fā)動(dòng)機(jī)),燃煤，農(nóng)墾燒荒,有機(jī)物燃燒。

臭氧來源

臭氧(O₃,又稱作光化學(xué)氧化劑)主要來源:從汽車和工廠釋放出的氮氧化物在太陽光照射下與氧氣反應(yīng)生成。

光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生與汽車尾氣排放有著直接關(guān)系， 一般發(fā)生在濕度低、氣溫在24－32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽車尾氣產(chǎn)生的主要污染物一氧化碳、碳?xì)浠衔铮ㄓ肏C表示）、氮氧化物（用NO。表示）和鉛化合物。如遇到在強(qiáng)日照和低溫度逆溫氣象條件，排放到大氣中的碳?xì)浠衔锖偷趸铮ǚQ它們?yōu)橐淮挝廴疚铮┰陉柟廨椛湎掳l(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生臭氧、醛類、過氧乙酸硝酸酯等二次污染物，它們與一次污染物混合，即形成光化學(xué)煙霧。

1、污染源條件

(物質(zhì)要素)：氮氧化物（NOx）和碳?xì)浠衔铮–xHy）等。

2、氣象條件

①強(qiáng)烈光照（NO₂的光解需290-420nm的光，因此，夏季比冬季可能性大，一天中中午前后光線最強(qiáng) 時(shí)出現(xiàn)“煙霧”的可能性大。）

②天氣晴朗、高溫、低濕和有逆溫風(fēng)力不大時(shí)。

3、地理?xiàng)l件

太陽輻射強(qiáng)度是一個(gè)主要條件，太陽輻射的強(qiáng)弱，主要取決于太陽的高度，即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等。因此，光化學(xué)煙霧的濃度，除受太陽輻射強(qiáng)度的日變化影響外，還受該地的緯度、海拔高度、季節(jié)、天氣等條件的影響。經(jīng)過研究表明,在北緯60度～南緯60度之間的一些大城市,都可能發(fā)生光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽光強(qiáng)烈的夏、秋季節(jié)。隨著光化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行,反應(yīng)生成物不斷蓄積,光化學(xué)煙霧的濃度不斷升高,約3h～4h后達(dá)到最大值。

空氣污染光化學(xué)煙霧的特征是煙霧呈藍(lán)色，具有強(qiáng)氧化性，其高峰出現(xiàn)在有強(qiáng)陽光照射的中午或稍后，傍晚消失，污染區(qū)域往往在污染源的下風(fēng)向幾十到幾百公里處。其主要成分：O₃，PAN，醛類對(duì)動(dòng)植物和建筑物傷害更是大，人和動(dòng)物受到光化學(xué)煙霧主要傷害是眼睛和粘膜受刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常、胸疼、惡心、疲乏、氣喘咳嗽等癥狀，嚴(yán)重者也有死亡的危險(xiǎn)。O₃，PAN等還能造成橡膠制品老化、脆裂，使染料褪色并損壞油漆涂料，紡織纖維和塑料制品等等。

經(jīng)過研究表明，在北緯60度～南緯60度之間的一些大城市，都可能發(fā)生光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽光強(qiáng)烈的夏、秋季節(jié)。隨著光化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)生成物不斷蓄積，光化學(xué)煙霧的濃度不斷升高，約3h～4h后達(dá)到最大值。這種光化學(xué)煙霧可隨氣流飄移數(shù)百公里，使遠(yuǎn)離城市的農(nóng)村莊稼也受到損害。

（1）控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放

通過以上的論述我們知道預(yù)防光化學(xué)煙霧的發(fā)生主要是由于機(jī)動(dòng)車尾氣的排放造成的，所以我們要嚴(yán)格遵守排放標(biāo)準(zhǔn)，提高汽車性能，提高油品質(zhì)量，使用清潔燃油，改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)和在排氣系統(tǒng)安裝催化反應(yīng)器等。

（2）使用化學(xué)抑制劑抑制

同時(shí)，也可以根據(jù)光化學(xué)煙霧形成機(jī)理，使用化學(xué)抑制劑，即諸如二乙基羥胺、苯胺、二苯胺、酚等對(duì)各種自由基可產(chǎn)生不同程度的抑制作用，從而終止鏈反應(yīng)，達(dá)到控制煙霧的目的。但在使用前要慎重考慮抑制劑的二次污染問題，并避免其對(duì)人體和動(dòng)植物的毒害作用。

（3）加強(qiáng)對(duì)化工廠的廢氣排放管理

其次我們要對(duì)石油、氮肥、硝酸等化工廠的排廢嚴(yán)加管理，嚴(yán)禁飛機(jī)在航行途中排放燃料等，以減少氮氧化物和烴的排放。現(xiàn)在已研制開發(fā)成功的催化轉(zhuǎn)化器，就是一種與排氣管相連的反應(yīng)器，它使排放的廢氣和外界空氣通過催化劑處理后，氮的氧化物轉(zhuǎn)化成無毒的N2，烴可轉(zhuǎn)化成CO₂和H₂O。

（4）設(shè)立檢測點(diǎn)

且為了及時(shí)了解光化學(xué)煙霧的情況，許多國家都很重視監(jiān)測工作。例如，洛杉磯市設(shè)有10個(gè)監(jiān)測站，經(jīng)常監(jiān)測光化學(xué)煙霧的污染狀況。同時(shí)該市還制定了光化學(xué)煙霧的三級(jí)警報(bào)標(biāo)準(zhǔn)，以便及時(shí)采取有效的防止措施。

1943年美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件

洛杉礬位于美國西南海岸，西面臨海，三面環(huán)山，是個(gè)陽光明媚，氣候溫暖，風(fēng)景宜人的地方。早期金礦、石油和運(yùn)河的開發(fā)，加之得天獨(dú)厚的地理位置，使它很快成為了一個(gè)商業(yè)、旅游業(yè)都很發(fā)達(dá)的港口城市。洛杉礬市很快就變得空前繁榮，著名的電影業(yè)中心好萊塢和美國第一個(gè)“迪斯尼樂園”都建在了這里。城市的繁榮又使洛杉礬人口劇增。白天，縱橫交錯(cuò)的城市高速公路上擁擠著數(shù)百萬輛汽車，整個(gè)城市仿佛一個(gè)龐大的蟻穴。

然而好景不長，從40年代初開始，人們就發(fā)現(xiàn)這座城市一改以往的溫柔，變得“瘋狂”起來。每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會(huì)出現(xiàn)一種彌漫天空的淺藍(lán)色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。這種煙霧使人眼睛發(fā)紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶、頭昏、頭痛。1943年以后，煙霧更加肆虐，以致遠(yuǎn)離城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘減產(chǎn)。僅1950－1951年，美國因大氣污染造成的損失就達(dá)15億美元。1955年，因呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的65歲以上的老人達(dá)400多人；1970年，約有75％以上的市民患上了紅眼病。這就是最早出現(xiàn)的新型大氣污染事件——光化學(xué)煙霧污染事件。

洛杉礬在40年代就擁有250萬輛汽車，每天大約消耗1100噸汽油，排出1000多噸碳?xì)洌–H）化合物，3O0多噸氮氧（NOx）化合物，700多噸一氧化碳（CO）。另外，還有煉油廠、供油站等其他石油燃燒排放，這些化合物被排放到陽光明媚的洛杉磯上空，制造出了一個(gè)毒煙霧工廠。

光化學(xué)煙霧可以說是工業(yè)發(fā)達(dá)、汽車擁擠的大城市的一個(gè)隱患。5O年代以來，世界上很多城市都不斷發(fā)生過光化學(xué)煙霧事件。光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理十分復(fù)雜，其主要污染物來自汽車尾氣。因此，目前人們主要在改善城市交通結(jié)構(gòu)、改進(jìn)汽車燃料、安裝汽車排氣系統(tǒng)催化裝置等方面做著積極的努力，以防患于未然。

英國倫敦光化學(xué)煙霧事件

英國倫敦?zé)熿F事件是世界有名的公害事件之一，1952年12月5～8日發(fā)生在英國倫敦。

1952年12月3日，是英國倫敦一個(gè)可愛的冬日。氣象臺(tái)報(bào)告說，一個(gè)冷鋒已在夜間通過；到中午，氣溫達(dá)到5.6℃，相對(duì)濕度大約70%。風(fēng)從北方吹來令人舒適。天空中點(diǎn)綴著絨毛狀積云，這是英格蘭有名的在天氣晴朗的片刻才有的云彩?？傊?，這是美好的一天。老年人與病人特別高興，他們坐著曬太陽，迎著從北海吹來的清凈的風(fēng)喝茶。這股風(fēng)吹遍了英格蘭，把中部地區(qū)的工廠和城市住戶煙筒里冒出來的煙統(tǒng)統(tǒng)刮走了。倫敦正處于一個(gè)巨大的反氣旋，也就是高氣壓地區(qū)的東南邊緣。風(fēng)圍繞這一高壓中心以順時(shí)針的方向吹著。

12月4日，這個(gè)反氣旋沿著通常的路徑移向東南方，其中心在倫敦以西幾百公里風(fēng)向已稍轉(zhuǎn)，從西北偏北的方向吹來，風(fēng)速比原來慢了。幾層陰云幾乎遮蔽了天空，透過較低層廣闊均勻的暗灰色層云裂縫間，可以看到約3000米高空處還有較高的云層。它們把太陽和天空統(tǒng)統(tǒng)遮住。中午的氣溫為38℉，相對(duì)濕度是82%?？諝庵谐錆M了煙味。成千上萬個(gè)煙筒排出的煤煙和灰粒悄悄飄進(jìn)大氣中。大的顆粒落在屋頂、街道上，落在帽子和衣服上。較小的煙塵隨著空氣而飄動(dòng)。玩耍的孩子們跑進(jìn)跑出房子時(shí)，一陣陣的風(fēng)就把這些煙塵與煤氣帶進(jìn)室內(nèi)。煙霧甚至自己有辦法進(jìn)入門窗都關(guān)閉著的房子：當(dāng)室內(nèi)外氣溫變化時(shí)，房屋“吸入”污染的外面空氣，“呼出”了室內(nèi)較清潔的空氣。但是，從所有的因素考慮，12月4日這一天的天氣還不是太壞的，僅是和前一天比起來顯得天氣不好而已。隨后的數(shù)日內(nèi)，在倫敦的人才知道天氣之壞達(dá)到何等可怕的程度。

12月5日，高壓中心幾乎已經(jīng)移到了倫敦上空。風(fēng)非常微弱，大霧降低了能見度，以至使人走路都有困難。中午氣溫是33℉，相對(duì)濕度約80%。

煙的氣味漸漸變得強(qiáng)烈。風(fēng)太弱，不能刮走煙筒排出的煙。煙和濕氣積聚在離地面幾千米的大氣層里。人們開始向他們的鄰居相互叫苦，汽車司機(jī)嘟嘟囔囔地咒罵著濃霧。12月6日，情況更壞。濃霧遮住了整個(gè)天空，城市處于反氣旋西端。中午溫度降到－2℃，同時(shí)相對(duì)濕度升到100%，大氣能見度僅為幾十呎。所有飛機(jī)的飛行都取消了，只有最有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)才敢于駕駛汽車上路。步行的人沿著人行道摸索著走動(dòng)。風(fēng)速表不轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)為零。由于空氣流動(dòng)太慢，慢到不足以轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)速表上的轉(zhuǎn)杯，風(fēng)速不超過每小時(shí)二三公里。有時(shí)可以勉強(qiáng)察覺的微風(fēng)時(shí)而吹向這一方，時(shí)而吹向另一方。當(dāng)空氣停滯不動(dòng)地浮懸在城市上空時(shí)，工廠的鍋爐、住家的壁爐及其他冒煙的爐子往空氣內(nèi)增添著毒素。霧滴混雜上煙里的一些氣體和顆粒，霧不再是潔凈的霧了，也不再是清潔的小水滴了，而是煙和霧的混合物，我們稱之為“煙霧”的混合物。

煙霧彌漫全城，侵襲著一切有生命的東西。當(dāng)人們的眼睛感覺到它時(shí)，眼淚就會(huì)順著面頰流下來。每吸一口氣就吸入一肺臟的污染氣體。凡是在有人群的地方，都可以聽到咳嗽聲。學(xué)校里講課的人不得不提高聲調(diào)以超過干咳聲和哮喘聲。對(duì)于這一異常情況首先有反應(yīng)的是當(dāng)時(shí)正準(zhǔn)備在倫敦展出的一群獲獎(jiǎng)牛，表現(xiàn)為呼吸困難，舌頭外伸，其中一頭當(dāng)即死亡，另有12頭因病重只能送往屠宰場。

12月7日和8日的倫敦天氣仍沒有變好。煙霧厲害極了。幾天以前曾享受來自北方的爽快和風(fēng)的老年人和病人，現(xiàn)在在這污濁的空氣中就感到呼吸非常困難，甚至一些年青人也感到不適，患有呼吸器官疾病的人更覺得難于使肺部得到氧氣。對(duì)于氣喘患者來說，這煙霧簡直是一種苦刑。倫敦的醫(yī)院擠滿了病人，都是煙霧的受難者，并且有許多人因此而死亡。

12月9日，天氣略有好轉(zhuǎn)。大霧依然存在，但是風(fēng)不斷地從南方輕輕吹來。一些潔凈的空氣與煙霧混合，沖淡了原有的煙霧。中午的氣溫為3℃，相對(duì)濕度為95%。

12月10日，一個(gè)冷鋒通過英格蘭。輕快的西風(fēng)帶來了北大西洋的空氣。人們的肺部又重新吸進(jìn)了新鮮清潔的空氣。這時(shí)都共同長嘆一聲，放下了心?；叵肫鹉?天（包括了12月9日），就好像作了一場惡夢。

據(jù)事后統(tǒng)計(jì)，在煙霧期間（12月5～8日）4天中死亡人數(shù)較常年同期約多4000人。45歲以上的死亡最多，約為平時(shí)的3倍；1歲以下的兒童死亡數(shù)，約為平時(shí)的2倍。事件發(fā)生的一周中因支氣管炎、冠心病、肺結(jié)核和心臟衰弱者死亡，分別為事件發(fā)生前一周同類死亡人數(shù)的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道病患者死亡率均有成倍增加。

除死亡之外，還有成千上萬的人病情大大加重，也還有些人由此而引起呼吸系統(tǒng)疾病，這些人尚未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。另外，受難人數(shù)中還應(yīng)包括病人和死者的親屬，他們雖然幸存，可是他們所受的損失使他們的生活變了樣。不管怎樣說，這肯定得算是一場大災(zāi)禍。

倫敦巨大煙霧的發(fā)生，是因?yàn)槌睗裼徐F的空氣在城市上空停滯不動(dòng)，溫度逆增，逆溫層在40米～150米低空，大量的煙噴入其中，使煙霧不斷積聚。倫敦上空的大氣成了堆置工廠和住戶煙筒里出來的粉碎了的廢物的垃圾場。事后調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，塵粒濃度高達(dá)4.46μg/L，為平時(shí)的10倍；二氧化硫高達(dá)1.34μg/L，為平時(shí)的6倍。煙霧中的三氧化二鐵促使二氧化硫氧化產(chǎn)生硫酸泡沫，凝結(jié)在煙塵上形成酸霧。

其他

1995年6月1日一個(gè)悶熱的傍晚，上海市市中心的一地段彌漫著一種淡藍(lán)色的煙霧，這些區(qū)域中的居民和路上的行人普遍感到眼、鼻和喉嚨受到刺激，污染嚴(yán)重的區(qū)域更有人因受刺激而咳嗽和流淚。據(jù)上海市權(quán)威的環(huán)境監(jiān)測部門監(jiān)測，當(dāng)時(shí)大氣中二氧化硫濃度正常，而一氧化碳和氮氧化合物等濃度嚴(yán)重超標(biāo)，以此證實(shí)這是一種因汽車尾氣污染而導(dǎo)致的光化學(xué)煙霧。