光化学烟雾和硫酸烟雾的比较

光化学烟雾

洛杉矶位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，是个阳光明媚，气候温暖，风景宜人的地方。早期金矿、石油和运河的开发，加之得天独厚的地理位置，使它很快成为了一个商业、旅游业都很发达的港口城市。洛杉矶市很快就变得空前繁荣，著名的电影业中心好莱坞和美国第一个“迪斯尼乐园”都建在了这里。城市的繁荣又使洛杉矶人口剧增。白天，纵横交错的城市高速公路上拥挤着数百万辆汽车，整个城市仿佛一个庞大的蚁穴。然而好景不长，从20世纪40年代初开始，人们就发现这座城市一改以往的温柔，变得“疯狂”起来。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弥漫天空的浅蓝色烟雾，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，以致远离城市100千米以外的海拔2 000米高山上的大片松林也因此枯死，柑桶减产。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。这就是较早出现的新型大气污染事件—光化学烟雾污染事件。

光化学烟雾污染事件并没有停住脚步。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。同期，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。我国也不例外，据1996年国家环境保护局《环境质量通报》，我国就有广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州等城市也存在较严重光化学烟雾污染。

光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，是典型的二次污染，一般出现在相对湿度较低、气温在24℃～32℃的夏季，最易发生在中午和下午，夜间消失。污染区域可达下风向几百到上千千米，使远离城市的农村庄稼也受到损害。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NO_x）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质（以臭氧为主的高氧化性混合气体）。这种化学反应被称为光化学反应，其产物就是剧毒的光化学烟雾。

光化学烟雾造成危害的主要原因是由于其中的O₃和其他氧化剂直接与人体和动植物相接触，其极高的氧化性能刺激人体的黏膜系统，人体短期暴露其中能引起咳嗽、喉部干燥、胸痛、黏膜分泌增加、疲乏、恶心等症状；长期暴露其中，会明显损伤肺功能。另外，光化学烟雾中的高浓度O₃还会对植物造成损害。此外，光化学烟雾对材料（主要是高分子材料，如橡胶、塑料和涂料等）也产生破坏作用，并且严重影响大气能见度，造成城市的大气质量恶化。

洛杉矶在20世纪40年代就拥确250万辆汽车，每天大约消耗1100吨汽油，排出100多吨碳氢化合物（HC），300多吨氮氧化物（NO_x），700多吨一氧化碳（CO）。据悉，目前美圈交通源排放的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物已经分别占到全国排放总量的62.2%、38.2%和34.3%。另外，还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放，这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空，相当于制造了一个毒烟雾工厂。

研究表明，光化学烟雾污染突出表现在60°N（北纬）～60°S（南纬）之间，人口100万以上的大城市或特大城市。光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤的大城市的一个隐患。继洛杉矾之后，日本、英国、德国、澳大利亚和中国之间都先后出现光化学烟雾污染。

光化学烟雾的形成机理十分复杂，通过对光化学烟雾形成的模拟实验，目前已明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面有以下过程，其中污染空气中NO₂的光解是光化学烟雾形成的起始反应，随后通过进一步的化学反应又生成了醛、酮、醇、酸及自由基等高度氧化性物质。由于光化学烟雾污染的主要污染物来自汽车尾气。因此，目前人们主要在改善城市交通结构、改进汽车燃料、安装汽车尾气催化净化装置等方面做着积极的努力，以防患于未然。