光化學煙霧

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    1 拼音

    guāng huà xué yān wù

    2 注解

    大氣中的HC和NOx等為一次污染物,在太陽光中紫外線照射下能發生化學反應,衍生種種二次污染物。由一次污染物和二次污染物的混合物(氣體和顆粒物)所形成的煙霧污染現象,稱為光化學煙霧。NOx是這種煙霧的主要成分,又因其1946年首次出現在美國洛杉磯,因此又叫洛杉磯型煙霧,以區別于煤煙煙霧(倫敦型煙霧)。

    NO2光分解成NO和氧原子時,光化學煙霧的循環就開始了。原子氧會和氧分子反應生成臭氧(O3),O3是一種強氧化劑,O3與烴類發生一系列復雜的化學反應,其產物中有煙霧和刺激眼睛的物質,如醛類、酮類等物質。在此過程中,NO2還會形成另一類刺激性強烈的物質如PAN(硝酸過氧化乙酰)。另外,烴類中一些揮發性小的氧化物會凝結成氣溶膠液滴而降低能見度。下列化學方程式表示光化學煙霧的主要成分和產物。

    總之, NO, HC的氧化,NO2的分解,O3和PAN等的生成,是光化學煙霧形成過程的基本化學特征,其反應機理極為復雜。它對大氣造成的嚴重污染不能輕視。O3,PAN,醛類對動植物和建筑物傷害很大,對人和動物的傷害主要是刺激眼睛和粘膜,及氣管、肺等器官,引起眼紅流淚、頭痛氣喘咳嗽等癥狀,嚴重者也有死亡的危險。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、紡織纖維塑料制品等等。

    在發生光化學煙霧時,大氣中各種污染物的濃度比晴朗天氣要增大五、六倍(見下表),能見度晴天為11.2km,而在煙霧天只有1.6km。

    顯然,要對石油、氮肥、硝酸等化工廠的排廢嚴加管理,嚴禁飛機在航行途中排放燃料等,以減少氮氧化物和烴的排放。現在已研制開發成功的催化轉化器,就是一種與排氣管相連的反應器,它使排放的廢氣和外界空氣通過催化劑處理后,氮氧化物轉化成無毒的N2,烴可轉化成CO2和H2O。

    光化學煙霧于

    (1)污染空氣中NO2的光分解提供自由基或者產生活潑原子氧,誘發許多化學反應,如

    NO2 hv→NO O

    O O2→O3

    HONO hv→HO· NO

    產生的O3可把NO氧化成NO2

    NO O3→NO2 O2

    (2)大氣中的碳氫化合物(HC)被HO·自由基、原子氧和臭氧所氧化,產生醛、酮、醇及酸等有機物以及中間產物RO2·,HO2·,RCO·等自由基。現以丙烯為例:

    所生成的某些自由基可使NO快速轉變為NO2或使O2變成過氧基,如

    RCO2· NO→NO2 RCO·

    其中酮、醛產物易凝聚為煙霧,影響到大氣的可見度;另一類刺激眼睛的物質,如過氧化硝酸乙酰(PAN),它是由NO2與過氧基反應形成的:

    CH3CO3· NO2→CH3CO3NO2

    1940年第一次發生在美國洛杉磯市。其主要現象是大氣層出現白色煙霧,有時帶紫色或黃褐色,能見度降低,并具有特殊的刺激味。它使人眼睛紅腫流淚,刺激粘膜與呼吸道,并可誘發其它病。煙霧具有強氧化性,能使橡膠開裂,植物葉片變黃,金屬腐蝕。煙霧一般出現在強日照和低濕度逆溫氣象條件下,此時大氣中的烴類(用HC表示)和氮氧化物(NOx)在太陽輻射作用下發生光化學反應產生二次污染物,它與一次污染物混合,即形成光化學煙霧。其化學過程大體存在如下兩個過程:

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    • 評論總管
      2014-11-26 14:07:57 | #0
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