光化学烟雾及其危害

发布时间:2012-05-18

王有亮

20世纪90年代之后,随着经济和汽车业的迅猛发展,中国汽车油耗增高,污染控制水平较低,以致造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道氮氧化物(NOx)和一氧化碳(CO)严重超过国家标准,汽车污染已成为主要的空气污染物,一些城市汽车排放浓度严重超标,已具有发生光化学烟雾的潜在危险。

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城市上空的光化学烟雾

光化学烟雾指的是一系列对环境和健康有害的化学品。之所以称之为光化学烟雾是因为它们由最初的污染物质光解而产生的。光化学烟雾包括以下几种物质:氮氧化物,例如二氧化氮;对流层臭氧;挥发性有机化合物(VOCs);硝酸过氧化乙醘(PAN);醛类;酮类等。

大气中的氮氧化物与碳氢化合物经过紫外线照射发生反应就形成了光化学烟雾。通常所有这些都是高度易反应并/或氧化,因此光化学烟雾被认为是现代工业化的难题。而大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中的的转化。其中,以汽车尾气为主要来源。

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光化学烟雾的成因及其危害示意图

 

光化学烟雾的表现特征是烟雾弥漫,烟雾呈蓝色,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、大气温度较低,气温为24~32 oC的夏季晴天,污染高峰出现在中午或稍后。光化学烟雾是一种循环过程,白天生成,傍晚消失。污染区大气的实测表明,一次污染物HC及一氧化氮(NO)的最大值出现在早晨交通繁忙时刻,随着NO浓度的下降,NO2浓度增大。O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和O3、HC浓度降低而积聚起来。它们的峰值一般要比NO峰值的出现延迟约4~5个小时。二次污染物PAN浓度随时间的变化同O3和醛类相似。

光化学烟雾的成分非常复杂,具有强氧化性,刺激人们眼睛和呼吸道黏膜,伤害植物叶子,加速橡胶老化,并使大气能见度降低。对人类、动植物和材料有害的主要是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂,使染料褪色,并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。另外氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸,是酸雨的成分。

控制光化学烟雾同控制其他污染一样,首先要控制污染源。在以北京、太原、上海、南京、成都为中心的重污染地区,污染指数随时都可能处在发生光化学烟雾事件的危险之中。因此,迫切需要中国有关部门采取各种有效的措施,制定严格的环保法规,加大治理汽车尾气污染的力度,避免光化学烟雾事件在我国发生和蔓延。这亦应该成为汽车设计、制造、流通、使用部门引起高度重视的警觉,以保护中国的环境和人类生存条件。