光化学烟雾课件

洛杉矶光化学烟雾事件 光化学污染 机械0709班 杨 时 尧 2007 2063 光化学烟雾 洛杉矶的光化学污染 -最早出现的光化学烟雾污染事件 n洛杉矶位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，气 候温暖，是美国西部工商业第一大城市。 n从上世纪40年代初开始，人们就发现，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，以致百公里以外的海拔 2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。 n仅1951年至1955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。 洛杉矶烟雾事件 光化学烟雾 汽车、工厂等污染源排入大 气的碳氢化合物（CH）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。 人类历史上的光化学烟雾主要事例 1930年比利时马 斯河谷烟雾事件 由于二氧化硫的粉尘，一周内近60人死亡，千人呼吸系统致病。 1943年洛杉矶光化学烟雾事件 由于大量汽车尾气在紫外线照射下产生光化学烟雾，大量居民出现眼睛红肿 、 流泪等症状。 1948年 美国多诺拉烟雾事件 发生于美国宾夕法尼亚州多诺拉镇，由于大气严重污染，有5900多人患病，17 人死亡。 1952年伦敦烟雾事件 由于烟尘和二氧化硫在浓雾 中积聚不散，先后死亡1万多人。 1970年 美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件 农作物损失达2500多万美元。 1971年 日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件 使一些学生中毒昏倒。与此同时，日本的其他城市也有类似的事件发生。此后，日本一些大 城市连续不断出现光化学烟雾。 1997年夏季 智利首都圣地亚哥也发生光化学烟雾事件 由于光化学烟雾的作用，迫使政府对该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业 ，孩子、孕妇和老人被劝告不要外出，使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。 光化学烟雾的化学反应过程 1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的 起始反应。 3O2=2O2（光照，NO2） 2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化， 导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产 物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。 3、过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O2 和PAN等的生成。 光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等 统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光 化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。 光化学烟雾的表现特征 n光化学烟雾的表现特征 是烟雾弥漫，大气能见 度降低。光化学烟雾一 般发生在大气相对湿度 较低、气温为2432 的夏季晴天，污染高峰 出现在中午或稍后。 光化学烟雾的组成成分 光化学烟雾包括以下几种物质： n氮氧化物，例如二氧化氮 n对流层臭氧 n挥发性有机化合物 (VOCs) n硝酸过氧化乙醘 (PAN) n醛类 主要危害 损 害 动 物 的 健 康 影 响 植 物 生 长 影 响 材 料 质 量 降 低 大 气 能 见 度 其 他 影响人和动物健康 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。 影响植物生长 n臭氧影响植物细胞的渗透性，可导致高产作物 的高产性能消失，甚至使植物丧失遗传能力。 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。 影响材料质量 n光化学烟雾会促成酸雨形成，造成橡胶制品老 化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机器受腐蚀 ，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等 降低大气的能见度 光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低，视程缩短。 其他危害 n光化学烟雾会加速橡胶制 品的老化和龟裂，腐蚀建 筑物和衣物，缩短其使用 寿命。 控制 n控制光化学烟雾同控制其他污染一样，首先要 控制污染源。在国外，主要污染源是汽车废气 ，因而防治措施集中于减少汽车排放的HC、 NOx和CO。例如，改善汽车发动机的工作状 态，改进燃料供给和在排气系统安装催化反应 器等。但是，汽车并不是唯一的排放源。几乎 所有的燃烧过程都产生氮氧化物。炼油工业、 加油站和焚烧炉等也是重要的排放源。因此， 许多学者都在探讨控制重点的问题。 预防措施 n控制污染源，减少氮氧化物和碳氢化合物污染 源的排放 n减少机动车尾气的排放 n利用化学抑制剂 n植树造林 控制污染源 预防光化学烟雾主要是控制污染源，减少氮氧化物和 碳氢化合物的排放。为此应采取以下措施： n（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。 n（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。 n（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。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。 减少机动车尾气的排放 NO和碳氢化合物的另一个重要来源是机动车尾气的 排放。当燃料在发动机汽缸里进行燃烧时，由于内燃 机所用的燃料中含有碳、氢、氧之外的杂质，使得内 燃机的燃烧不完全，排放的尾气中含有一定量的CO 、碳氢化合物、NO、微粒物质和臭气（甲醛、丙烯 醛等）。碳氢化合物成分复杂，含有强致癌物质。因 此控制机动车尾气排放对于预防光化学烟雾有很大的 积极作用。 公交车尾气 利用化学抑制剂 使用化学抑制剂目的是消除自由基，以抑制链 式反应的进行，从而控制光化学烟雾的形成。 人们发现二乙基氰胺，苯胺，二苯胺，酚等对 氢氧自由基有不同的抑制作用，尤其是二乙基 羟胺（DEHA）对光化学烟雾有较好的抑制作 用。在大气中喷洒0. 05PPm