光化学烟雾的形成机制及其影响
光化学烟雾
终止反应
光化学烟雾形成机制的定性描述
是通过链式反 应形成的
以 NO2 光解生 成原子氧作为主 要的链引发反应
由于碳氢化合物的 参与，导致 NO → NO2，其中 R 和 RO2 起主要作用
NO → NO2 不需 要 O3 参与也能 发生，导致 O3 积累
O3 积累过程导致 许多羟基自由基 的产生
NO 和烃类化合物 耗尽
3、光化学烟雾的控制对策
将图中各等浓度线的转折点连 结成一线，即[RH]0／[NOx]0=8 ／1，称为脊线，脊线上各点有 同一[RH]0／[NOx]0值。 当8/1< [RH]0／[NOx]0<15/1时， 固定[NOx]0，O3随[RH]0增大而 增大。 当[RH]0／[NOx]0＞15/1时，固 定[NOx] 0, RH浓度改变对O3影 响不大； 当[RH]0／[NOx]0 ＜ 4/1时，[NOx]0维持不变，降低[RH]0，O3会明显降 低。 当固定[RH]0时，[NOx]0的减少会导致O3的减少。 此外，若二者同时减少，则O3也会减少。
光化学烟雾形成的机制
总的来说，光化学烟雾的形成是一个复杂的过程，涉及太阳辐射、大气中的化学反应以及有机物的氧化降解等多个因素。它不仅对空气质量造成影响，还可能对人体健康和环境产生潜在的危害。因此，加强对光化学烟雾的研究和控制对于改善环境质量具有重要意义。
光化学烟雾形成的机制
光化学烟雾是指在大气中由光化学反应形成的细小颗粒物质，主要包括光化学氧化性物质和有机物。它的形成机制可以简单概括为以下几个步骤：
1.光化学反应：在大气中存在着一系列的光化学反应，其中最重要的反应是光解和氧化反应。光解反应通常由太阳紫外辐射引发，将分子分解为自由基或离子。氧化反应则是由自由基、离子等与其他分子发生氧化反应。
2.自由基生成：在光解和氧化反应过程中，会产生大量的自由基，如羟基基对大气中的有机物进行氧化降解，从而形成更小的有机分子和氧化性物质。
3.有机物生成：通过自由基的氧化作用，大气中的有机物质会进一步被分解和转化，形成一系列的有机物。这些有机物往往具有较高的氧化性和活性，可以参与到光化学反应中。
光化学烟雾污染问题
臭氧组分浓度来分析一下光化学烟雾效应。
烟雾中O3的浓度 （10－6体积分数）
效应
0.02
5分钟内多数人感觉到，1小时内胶片脆化
0.2
人肺机能减弱，胸部紧缩感，眼睛红疼
0.2～0.5 3～6小时内人的视力减弱
0.1～1.0 1小时内人的呼吸紧张，气喘
HRROCO(22O++)ONNO2O+O→→N2 ONNOOO→222
+ HO + R’CHO+ NO2 + RO2
HO2 + CO2
HO + NO2 → HNO3
RC(O)O2 + NO2 → RC(O)O2 NO2
RC(O)O2NO2 → RC(O)O2 + NO2
hv NO2
O2
OO23
O2
RCHO+hv→RCO+H (自由基发生的引发反应)
RH+O→R+HO(自由基增殖反应)
RH+HO→R+H2O(自由基增殖反应)
R+O2→RO2(自由基增殖反应) H+O2→HO2(自由基增殖反应) RCO+ O2→RC(O)OO(自由基增殖反应) ➢ 大量的活性自由基(HO2 RO2 RC(O)OO)使NO转化为NO2： 例如：
光化学烟雾污染问题
第三节 大气中污染物的转化
一、自由基化学基础 二、光化学反应基础 三、大气中重要自由基的来源 四、大气中氮氧化物的转化 五、大气中碳氢化合物的转化
六、光化学烟雾
七、大气中硫氧化合物的转化硫酸烟雾型污染 八、酸性降水 九、温室效应 十、臭氧层的形成
光化学烟雾特征
光化学烟雾特征烟雾是由燃烧物质产生的气体和固体颗粒所组成的空气悬浮物。
光化学烟雾是一种特殊类型的烟雾，其形成和组成物质与光化学反应密切相关。
光化学烟雾的特征主要表现在以下几个方面：一、产生源和组成物质：光化学烟雾的主要产生源是汽车尾气和工业废气等燃烧排放物。
这些排放物中含有大量的氮氧化物和挥发性有机物，当它们暴露在阳光下时，会发生光化学反应，生成光化学烟雾。
光化学烟雾的主要组成物质包括臭氧、二氧化氮、挥发性有机物和颗粒物等。
二、颜色和味道：光化学烟雾的颜色和味道与一般烟雾有所不同。
由于光化学反应产生的臭氧和二氧化氮等物质的存在，光化学烟雾呈现出淡黄色或棕色。
而一般烟雾通常呈现为灰色或黑色。
此外，光化学烟雾还具有一种特殊的刺激性气味，有些人形容为刺鼻、辛辣或草莓味。
三、空气质量影响：光化学烟雾对空气质量有着重要的影响。
光化学烟雾中的臭氧是一种强氧化剂，对呼吸系统和眼睛有刺激性。
长期暴露在高浓度的光化学烟雾环境中，容易引发哮喘、慢性支气管炎等呼吸系统疾病。
此外，光化学烟雾中的颗粒物也对空气质量造成严重影响，不仅可降低能见度，还可导致呼吸道感染和心血管疾病。
四、地理分布和季节性变化：光化学烟雾通常在大城市或工业区集中分布。
这是因为这些地区的燃烧排放物较多，光化学反应发生的条件较好。
此外，光化学烟雾也存在季节性变化，通常在夏季和秋季较为严重。
这是因为夏季阳光强烈，气温高，气象条件适宜光化学反应的发生。
五、防治措施：为了减少光化学烟雾对环境和人体健康的危害，应采取相应的防治措施。
首先，减少燃烧排放物的产生，提高车辆和工业设备的排放标准，推广清洁能源和高效燃烧技术。
其次，加强监测和预警系统的建设，及时掌握光化学烟雾的变化情况，采取相应的措施来保护公众健康。
另外，加强环境教育和宣传，提高公众对光化学烟雾的认识，鼓励人们采取环保行动，共同减少光化学烟雾的形成。
光化学烟雾是一种特殊类型的烟雾，其特征主要表现在产生源和组成物质、颜色和味道、空气质量影响、地理分布和季节性变化以及防治措施等方面。
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素光化学烟雾、硫酸烟雾和雾霾都是空气污染问题中的重要组成部分。
它们的形成机制和影响因素有一定的相似性，但也存在一些差异。
本文将对这三者进行对比分析，以便更好地了解它们的特点和影响。
首先，我们来看光化学烟雾的形成机制。
光化学烟雾主要由汽车尾气和工业废气中的氮氧化物、挥发性有机物和太阳光照射下形成的臭氧组成。
这些气体在太阳光的作用下发生光化学反应，生成一系列有害的大气污染物，如二氧化氮、臭氧和一氧化碳等。
这些污染物对人体健康和环境造成严重影响。
硫酸烟雾的形成机制与光化学烟雾略有不同。
硫酸烟雾主要由燃烧化石燃料时排放的二氧化硫和大气中的氧气反应生成硫酸颗粒而成。
燃煤、石油和工业废气中的硫化氢也是硫酸烟雾的重要来源。
硫酸烟雾主要以颗粒物的形式存在，对人体呼吸系统和大气环境都带来严重的危害，例如引起雾霾天气。
雾霾的形成机制可能相对复杂一些。
雾霾主要由空气污染物在大气中的累积和迅猛增长导致。
雾霾天气多发生在暖湿空气与冷空气交汇的地区，其形成过程受温度、湿度、风向和大气稳定度等多种因素影响。
主要的空气污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等。
这些污染物在大气中发生复杂的化学反应，形成细小颗粒，以及臭氧等有害物质。
雾霾天气对人体健康和交通运输等方面造成的影响非常大，不仅可引起视觉障碍，还容易导致呼吸系统疾病和交通事故等。
接下来，我们来分析这些问题的影响因素。
对于光化学烟雾来说，日照时间、温度、湿度和大气中的氮氧化物和挥发性有机物排放量是影响其生成的重要因素。
夏季和高温天气下，光化学烟雾会更严重，因为太阳辐射强度高，温度升高会导致污染物生成速度加快。
此外，城市化进程和机动车数量的增加也是光化学烟雾增加的主要原因。
硫酸烟雾的形成和气候条件有一定的关系，但更多是与燃烧化石燃料的排放量相关。
燃煤和石油的使用量越大，二氧化硫排放量就越高，从而导致硫酸烟雾的生成增加。
光化学烟雾研究综述 2
光化学烟雾研究综述【摘要】随着我国经济的飞速发展，生产生活中对燃料的需求量也越来越大，同样大气中一氧化碳、氮氧化物及碳氢化物等污染物的排放量也与日俱增，而这些一次污染物, 经一系列复杂反应而产生的如臭氧、醛类、过氧乙酸硝酸酯等二次污染物, 这一系列的物质混合在一起就形成光化学烟雾。
从而对城市环境、人体健康、生态环境平衡造成巨大危胁，因此节能减排，从实际上减少大气污染物的排放，是一个必须关注并亟待解决的问题，本文是在参考前人的研究与文献而总结出的关于光化学烟雾的形成机制、危害及防治措施。
【关键词】光化学烟雾、机理、危害、防治【前言】美国洛杉矶本是西部太平洋沿岸的一个美丽海滨城市，可随着工业发展和人口剧增，洛杉矶在上世纪40年代初就拥有汽车250万辆，每天消耗汽油1600万升，由于汽车漏油、汽油挥发、不完全燃烧和汽车尾气排放，向城市上空排放大量石油烃废气、一氧化碳、氮氧化物等污染物使得天空弥漫着淡蓝色烟雾，终于在1943年爆发世界上第一次光化学烟雾事件。
【1】此后在日本、英国、德国、澳大利亚以及我国的北京、上海、兰州等地也先后出现光化学烟雾污染事件。
所以，光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤的大城市的一个安全隐患。
我国现有的机动车的保有量已达上亿辆，而由于内地汽车能耗高，污染控制水平较低，所以大气污染物的排放量是十分庞大的，许多大城市的氮氧化合物以及臭氧含量都严重超标，从而具有发生光化学烟雾的潜在危险，尤其是人口在100万以上的大城市或特大城市【2】。
【综述】1 光化学烟雾的概念光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NO x)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【3】。
2、光化学烟雾的形成机制2.1、形成条件光化学烟雾的形成必须具备一定的条件, 如前体污染物、气象条件、地理条件【4】。
光化学烟雾发生机制
光化学烟雾发生机制
光化学烟雾是指在光照下，大气中的氮氧化合物和挥发性有机物质反应生成的一种烟雾。
这种烟雾对人类健康和环境都有着不良的影响，因此研究光化学烟雾的发生机制对于环境保护和人类健康至关重要。
光化学烟雾的发生机制主要包括三个步骤：光解、氧化和二次反应。
首先是光解。
在大气中，氮氧化合物和挥发性有机物质会受到紫外线的照射而发生光解反应，产生自由基。
这些自由基具有很高的反应活性，可以与其他分子发生反应。
其次是氧化。
自由基与氧气反应，形成氧自由基。
氧自由基与氮氧化合物和挥发性有机物质反应，形成一系列的氧化产物，如臭氧、过氧化氢等。
这些氧化产物对人类健康和环境都有着不良的影响。
最后是二次反应。
在大气中，氧化产物会与其他分子发生二次反应，形成更加复杂的化合物。
这些化合物可能会对人类健康和环境造成更加严重的影响。
为了减少光化学烟雾的产生，我们可以采取一些措施。
例如，减少机动车的使用、加强工业污染治理、提高燃煤电厂的燃烧效率等。
此外，我们还可以通过植树造林、减少化肥农药的使用等方式来减少氮氧化合物的排放，从而减少光化学烟雾的产生。
光化学烟雾的发生机制是一个复杂的过程，需要我们从多个方面入手来减少其产生。
只有通过共同努力，才能保护好我们的环境和健康。
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素
对比分析光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制和影响因素光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的形成机制：当空气中的湿度达到90%以上，可形成雾，低于90%形成的则是霾。
一般来说，霾是由于空气中硫酸、硝酸等颗粒物较多，形成气溶胶系统进而形成的。
通常来说，当空气中直径为2.5微米或以上的颗粒物质含量超标，即PM（particulatematter）达到2.5时，会出现光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾。
综合雾霾的形成情况来看，空气中的硫酸、硝酸等颗粒的形成与我国城市汽车数量增多导致的尾气排放量增加、生活生产中煤炭消费的增长等不无关系。
我国近30年的研究来看，我国国民生产总值不断上升，同时城镇化建设水平也在不断提高，越来越多的人开始到大城市发展。
而国民物质生活水平的提高也刺激了社会大众购买汽车的需求，加剧了交通拥堵的情况。
另外，虽然我国总体的经济结构还在调整，但是国民经济的支撑性产业依然是耗能较高、环境污染程度较大的第二产业，因此加大了煤炭的消耗量，同时也增加了雾霾产生的可能性。
从国内PM2.5超标城市的分布情况来看，乌鲁木齐或者兰州等城市受到气候和地形因素的影响，占据受污染城市的少数。
大多数雾霾笼罩的城市包括北京、天津在内的经济较为发达的大城市。
从我国现有产业结构来看，绝大多数经济水平较高的城市依然依赖于高耗能产业的发展。
相应地，高耗能也意味着高污染，因此给环境治理工作也带来了巨大压力。
光化学烟雾硫酸烟雾和雾霾的影响因素：从我国现有能源消耗结构来看，由于第二产业依然作为支柱产业存在，且北方冬天取暖多用煤炭，我国煤炭的总体消费量依然维持在65%及以上，石油消费有所上升，天然气的消费比重则无明显增加。
另外，水电、核电的一些节约能源的生产还未普及，能源消耗水平虽有上升，但是还有待进一步发展。
煤炭是主要消耗能源，其燃烧之后会产生更多的硫酸、硝酸等的颗粒物质，对空气造成直接影响。
因此，能源消耗结构不够合理的现实也进一步加剧了我国雾霾天气产生的危险。
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光化学烟雾的形成机制及其影响
摘要：光化学烟雾是一种特殊的空气污染，是空气污染物在大气中与阳光发生反应并与排放物结合形成光化学烟雾。
光化学烟雾中的主要空气污染物是碳氧化物（CO，CO2），氮氧化物和硝酸（NO，NO2，HNO3），二氧化硫和硫酸（SO2，H2SO4），悬浮颗粒物（SPM），臭氧（O3），挥发性有机化合物（VOCs）。
尽管光化学烟雾几乎是不可见的，它的危害却非常大，对人体及植物都有所刺激。
关键词：影响；空气；光化学烟雾
光化学烟雾是由阳光和碳氢化合物及二氧化氮等污染物的反应引起的。
虽然光化学烟雾通常是看不见的，但它是非常有害的。
在光化学烟雾浓度高的地区，呼吸系统疾病的发病率较其他地区大幅提升。
因此，光化学烟雾被认为是现代工业化的产物。
它存在于所有的现代城市中，在阳光充足、气候温暖干燥、机动车数量众多的城市中更为常见。
由于它与风一起传播，也会影响到人烟稀少的地区。
1.光化学烟雾的形成
1.1氮氧化物的形成
在自然界中，氧化亚氮（N2O）是由土壤细菌产生的，在大气中氧化亚氮（N2O）会被氧化成一氧化氮（NO）。
一氧化氮（NO）被臭氧氧化为二氧化氮。
高温燃烧是一种人为的二氧化氮源。
随着臭氧对大气中二氧化氮的氧化作用：
1.2臭氧的形成（O3）
臭氧是由大气中的氧气通过对紫外线吸收而形成的。
①
由此可见，臭氧可以不断地被消耗和創造。
臭氧是由阳光下的氮氧化物和碳氢化合物之间的反应，或汽车发动机或电子设备（如复印机）中产生的电火花形成的；在自然界中，雷电作用的下会有臭氧的生成。
臭氧和氮、氢和氯之间也会发生化学反应。
少量的氮氧化物可以破坏大量的臭氧：
1.3碳氢化合物的形成
碳氢化合物是由氮氧化物和碳氢化合物在阳光下共同反应形成的，汽车发动机的电火花或复印机之类的电子设备也会引起碳氢化合物的生成。
由于汽车的发动机并不总是完全燃烧燃料，汽车尾气里也有少量的碳氢化合物。
部分汽油和有机溶剂无人看管并暴露在空气中，由于这些溶剂在自然界中是具有挥发性的，故而这部分碳氢化合物对人类的健康构成威胁。
1.4粒子的形成
烟雾是由粒子构成的。
粒子可能来源于燃烧的燃料和碳基分子的灰烬，例如醛、酮和碳氢化合物。
2.光化学烟雾的影响因素
光化学烟雾的形成需要一定的条件，例如阳光、碳氢化合物和氮氧化物。
（1）氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物（VOC）的排放浓度也会影响光化学烟雾。
这两种物质与工业化及汽车的排放有关，化石燃料燃烧会产生光化学烟雾。
（2）日照的时间是影响光化学烟雾量的一个非常重要的因素。
清晨人们开车出门，增加了NOx和VOCs的排放；上午晚些时候，交通流量减少，NOx和VOCs开始反应形成二氧化氮；由于白天晚些时候阳光变得更加强烈，NO2被分解；与此同时，一些NO2可以与挥发性有机化合物发生反应，产生PAN这样的有毒化学物质；随着阳光的减少，臭氧的产生停止了。
（3）地形是影响其严重程度的又一个因素。
地势较低的地区更容易受到光化学烟雾的影响，周围的山丘和山脉往往会减少空气流动，从而导致烟雾浓度上升。
3.光化学烟雾的影响
（1）人类的影响：光化学烟雾中的主要污染物有氮氧化合物、挥发性有机化合物（VOCs）、臭氧、硝酸过氧化乙酰（PAN）。
经研究，这些物质可能会导致心脏和肺的问题、人体抵抗力降低、对眼镜以及呼吸系统的刺激以及癌症。
（2）植被破坏：光化学烟雾会破坏树叶，降低生长、生产力和繁殖能力，植物细胞破裂和坏死，生长发育迟缓。
它会导致昆虫和疾病，甚至死亡。
长期以来，当污染物水平相当高时，农作物就会受到严重损害。
增强的温室效应
4.结论
减少污染最有效的方法是减少主要污染物的排放。
（1）减少氮氧化物。
减少氮氧化物的主要方法是使用一种叫做“催化还原”的方法，这种方法在工业和汽车应用中都有使用。
例如，在汽车尾气排放系统中安装的转化器，把发动机废气中的一氧化氮转化为氮气和氧气。
氮不是汽车或发电站使用的实际燃料，而是来源于燃烧产生的气体。
使用较少的空气可以减少燃烧过程中氮氧化物的排放。
（2）VOCs的还原。
有很多方法可以减少机动车的VOCs的排放。
措施包括使用液化石油气（LPG）或压缩天然气（CNG）而不是汽油，尽可能使用其他交通方式（如公共汽车、自行车）。
参考文献
[1] “Research Areas：Hazardous Components” Research Programs：Particulate Matter（PM）Health Effects，Environmental Protection Agency，May 2，2008.
[2]Patel S.“ Relative Sensitivity of Urban Area to Photochemical Smog and Control”，Proceedings of All India Seminar on Global Impact of Air Pollution，Institutions of Engineers，Jaipur，Rajasthan，April 30-May 1，2011.
夏群悦（1992—），女，汉族，上海市，研究生，助理工程师，天津市交通科学研究院，市政方向。