光化學煙霧
開放分類： 化學、環(huán)保、大氣、環(huán)境
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2.NO和NO2都是對人體有害的氣體.氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環(huán)境中受強烈的太陽紫外線照射后發(fā)生光化學反應而產(chǎn)生二次污染物,這種又一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧現(xiàn)象,稱為光化學煙霧.
光化學煙霧是由汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物,在陽光的作用下發(fā)生化學反應,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物,參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象叫做光化學煙霧.
光化學煙霧的成分非常復雜,但是對動物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物.人和動物受到主要傷害是眼睛和粘膜受刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等.
植物受到臭氧的損害,開始時表皮褪色,呈蠟質狀,經(jīng)過一段時間后色素發(fā)生變化,葉片上出現(xiàn)紅褐色斑點.PAN使葉子背面呈銀灰色或古銅色,影響植物的生長,降低植物對病蟲害的抵抗力.
臭氧、PAN等還能造成橡膠制品的老化、脆裂,使染料褪色,并損害油漆涂料、紡織纖維和塑料制品等.
毒物產(chǎn)生過程
20世紀40年代,在美國加利福尼亞州洛杉磯首先發(fā)現(xiàn)了光化學煙霧.1951年A.J.哈根最先指出臭氧(O3)是氮氧化物、碳氫化合物和空氣的混合物通過光化學反應生成的.以后F. W. 溫特發(fā)現(xiàn)臭氧與不飽和烴（如汽車廢氣中的烴類）的化學反應產(chǎn)物跟洛杉磯煙霧有相同的傷害效應.形成臭氧的活性有機物和氮氧化物的主要來源是汽車排放的尾氣.
通過對光化學煙霧形成的模擬實驗,已經(jīng)初步明確在碳氫化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下過程：
1、污染空氣中NO2的光解是光化學煙霧形成的起始反應.
2、碳氫化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,導致醛、酮、醇、酸等產(chǎn)物以及重要的中間產(chǎn)物RO2、HO2、RCO等自由基的生成.
3、過氧自由基引起NO向NO2的轉化,并導致O3和PAN等的生成.
光化學反應中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等統(tǒng)稱為光化學氧化劑,以臭氧為代表,所以光化學煙霧污染的標志是臭氧濃度的升高.
光化學煙霧與大氣物理
光化學煙霧的形成及其濃度,除直接決定于汽車排氣中污染物的數(shù)量和濃度以外,還受太陽輻射強度、氣象以及地理等條件的影響.太陽輻射強度是一個主要條件,太陽輻射的強弱,主要取決于太陽的高度,即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等.因此,光化學煙霧的濃度,除受太陽輻射強度的日變化影響外,還受該地的緯度、海拔高度、季節(jié)、天氣和大氣污染狀況等條件的影響.光化學煙霧是一種循環(huán)過程,白天生成,傍晚消失.污染區(qū)大氣的實測表明,一次污染物CH和一氧化氮的最大值出現(xiàn)在早晨交通繁忙時刻,隨著NO濃度的下降,NO2濃度增大,O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強和NO2、HC濃度降低而積聚起來.它們的峰值一般要比NO峰值的出現(xiàn)要晚4-5小時.二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似.城市和城郊的光化學氧化劑濃度通常高于鄉(xiāng)村,但近年來發(fā)現(xiàn)許多鄉(xiāng)村地區(qū)光化學氧化劑的濃度增高,有時甚至超過城市.這是因為光化學氧化劑的生成不僅包括光化學氧化過程,而且還包括一次污染物的擴散輸送過程,是兩個過程的結果.因此光化學氧化劑的污染不只是城市的問題,而且是區(qū)域性的污染問題.短距離運輸可造成O3的最大濃度出現(xiàn)在污染源的下風向,中尺度運輸可使臭氧擴散到上百公里的下風向,如果同大氣高壓系統(tǒng)相結合可傳輸幾百公里.
經(jīng)過研究表明,在60( N(北緯)～60( S(南緯)之間的一些大城市,都可能發(fā)生光化學煙霧.光化學煙霧主要發(fā)生在陽光強烈的夏、秋季節(jié).隨著光化學反應的不斷進行,反應生成物不斷蓄積,光化學煙霧的濃度不斷升高,約3 h～4 h后達到最大值.這種光化學煙霧可隨氣流飄移數(shù)百公里,使遠離城市的農(nóng)村莊稼也受到損害.

倫敦煙霧事件
開放分類： 災難、污染、自然、英國、倫敦
1952年12月,倫敦的交通幾乎癱瘓,在煙霧彌漫的第4天,一輛雙層巴士只能借助于霧燈緩慢地在市區(qū)行駛.
1952年,倫敦的警察使用燃燒著的火炬,以便在煙霧中能看清別人,并能被人看到.
素有世界“霧都”之稱的英國倫敦,每當春秋之交,這里經(jīng)常被濃霧所籠罩,像是披上一層神秘的面紗.據(jù)統(tǒng)計,倫敦的霧天,每年可高達七八十次,平均5天之中就有一個“霧日”.每當大霧降臨,彌漫的大霧不僅影響交通,釀成事故,還直接危害人們的健康,甚至威脅人們的生命.
與1952年的狀況相比,今天的倫敦是一座凈化的城市.那時候,倫敦有燃煤發(fā)電廠,離市中心不遠處有許多工廠.大多數(shù)住家用燒煤來取暖.以煤為動力的蒸汽機車拉著一節(jié)節(jié)列車開進首都.對小汽車和卡車產(chǎn)生的廢氣幾乎沒有控制措施.
1952 年12月4日,倫敦城發(fā)生了一次世界上最為嚴重的“煙霧”事件：連續(xù)的濃霧將近一周不散,工廠和住戶排出的煙塵和氣體大量在低空聚積,整個城市為濃霧所籠罩,陷入一片灰暗之中.期間,有4700多人因呼吸道病而死亡；霧散以后又有8000多人死于非命.這就是震驚世界的“霧都劫難”.
1952年12月3日清晨,倫敦氣象臺報告說,一個氣峰在夜間通過,中午氣溫可達到5．6℃,相對濕度約為70％.對于本地來說,這是個難得的好日子——一個可愛的冬日.
這一天,從北海吹來一股風,吹遍了整個英格蘭,將英國中部的工廠和城市居民住戶中煙囪內冒出來的團團濃霧吹到了九霄云外,因而空氣變得十分清新怡人.
然而,誰也不會想到災難正悄悄地來臨.
傍晚時分,倫敦正處于一股巨大的高氣壓氣旋的東南邊緣,較強勁的北風圍繞著這個反氣旋順時針吹著.第二天,即12月4日,這個氣旋中心已到了倫敦以西幾百公里處,沿著通常的路徑向東南方向移動.上午風速變小,云層幾乎遮蔽了整個天空.時至中午,烏云把太陽全部遮住,倫敦上空陰霾彌漫,氣象臺溫度表的讀數(shù)為 3．3℃,相對濕度上升為82％.
12月5日,一個異常的情況出現(xiàn)了.倫敦氣象臺的風速表測出了一個非常奇怪的量度——風速讀數(shù)完全是靜止的.據(jù)當時專家的估計,此時風速不超過每小時3公里.
倫敦處于死風狀態(tài),空氣中積聚著大量的煙塵,經(jīng)久不散,風太弱又無法帶走林立的工廠煙囪與家庭排出的各種有害的煙塵.于是,大量的煤煙從空中紛紛飄落,美麗的泰晤士河谷被煙霧籠罩.一位在船上干活的小徒工,煙霧的入侵使他淚如泉涌；煙霧穿門入室,鉆進了格林威治區(qū)的居民家中,使人們痛苦難忍……
霧云在城市上空懸浮了5天,逐步變得更臟和更有毒.倫敦市中心空氣中的煙霧量幾乎增加了10倍.
煙霧使數(shù)千受害者患了支氣管炎、氣喘和其他影響肺部的疾病.最后,到12月10日煙霧散去時,估計已有4000人死亡,其中多數(shù)是年長者.
今天,煙霧的主要起因是機動車所排放的廢氣的污染.像洛杉磯、墨西哥城等大城市內,煙霧一直懸浮在空中.使用無鉛汽油和安裝機車排氣催化轉化器,有助于減少受這種污染而損害健康的危險.但是,這仍是一個有待解決的嚴重問題.