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    光化学污染 悄悄向我们靠近

    时间:2012-06-07 13:25来源:6维度编辑 作者:孙菁 浏览: 次    收藏 挑错 推荐 打印
    摘要:光化学污染是困扰当今世界许多城市和区域发展的主要环境问题之一。在我国,许多经济发达的城市如北京也出现了光化学污染问题,并且有越来越严重的发展趋势。

    光化学污染

    背景

        光化学污染是困扰当今世界许多城市和区域发展的主要环境问题之一。在我国,许多经济发达的城市如北京也出现了光化学污染问题,并且有越来越严重的发展趋势。

        空气中含氮的氧化物有一氧化二氮(N20)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NOZ)、三氧化二氮(N203)等,其中占主要成分的是NO和N02。NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等燃料燃烧的产物;其次是来自生产或使用硝酸的工厂排放的尾气。当NOx与碳氢化物共存于空气中时,经阳光紫外线照射,发生光化学反应,产生一种光化学烟雾,它是一种有毒性的二次污染物。其表现为城市上空笼罩着白色烟雾(有时为紫色或黄色),大气能见度降低。

    原因:北纬60度~南纬60度之间的一些大城市,都可能发生光化学烟雾

        光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节,如:湿度低、气温在24-32℃度的夏季晴天的中午或午后。随着光化学反应的不断进行,反应生成物不断蓄积,光化学烟雾的浓度不断升高,约3h~4h后达到最大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里,使远离城市的农村庄稼也受到损害。

        研究表明,天气条件决定的大气动力过程对区域空气质量起着至关重要的作用,定量分析表明,物理因子(平流输送,垂直湍流扩散)的作用和化学因子的作用同样重要,在特定的天气系统下,周边地区排放源亦可成为污染形成的重要因子,在大气条件有利于输送的背景下,来自周边地区污染排放源的影响不容忽视。

    光化学污染有哪些危害

        研究发现,这种光化学烟雾具有特殊气味和强氧化性,能刺激眼睛和咽喉粘膜,使橡胶制品开裂.植物叶片受害甚至枯萎。多发生在工厂和交通密集地区。人和动物受到的主要伤害是眼睛和黏膜受到刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。吸入NO,可致使变性血红蛋白形成并对中枢神经系统产生影响。国家环境质量标准规定,居住区的平均浓度低于0.10 mg/m3,年平均浓度低于0.05 mg/m3。二氧化氮比NO的毒性高4倍,可引起肺损害,甚至造成肺水肿。慢性中毒可致使气管和肺发生病变。

    光化学污染事件

        20世纪40年代之后,随着全球工业和汽车业的迅猛发展,光化学烟雾污染在世界各地不断出现,如美国洛杉矶、日本东京、大阪、英国伦敦、澳大利亚、德国等大城市及中国北京、南宁、兰州均发生过光化学烟雾现象。

    (1)洛杉矶光化学烟雾事件 75%以上市民患了红眼病

        洛杉矾位于美国西南海岸,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。洛杉矾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矾人口剧增。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2000米高山上的大片松林也因此枯死,柑橘减产。仅19550-1951年,美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。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。这就是最早出现的新型大气污染事件——光化学烟雾污染事件。

        光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低、气温在24-32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮(NO2)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。这种化学反应被称为光化学反应,其产物为含剧毒的光化学烟雾。

        洛杉矾在40年代就拥有250万辆汽车,每天大约消耗1100吨汽油,排出1000多吨碳氢(CH)化合物,3O0多吨氮氧(NOx)化合物,700多吨一氧化碳(CO)。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,不啻制造了一个毒烟雾工厂。

        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。5O年代以来,世界上很多城市都木断发生过光化学烟雾事件。光化学烟雾的形成机理十分复杂,其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、安装汽车排气系统催化装置等方面做着积极的努力,以防患于未然。

         1943年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件。此后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究,直到1958年才发现,这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的,这些汽车每天消耗约1600t汽油,向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物。这些气体受阳光作用,酿成了危害人类的光化学烟雾事件。

        1970年,美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件,农作物损失达2500多万美元。

        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。与此同时,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。日本环保部门经对东京几个主要污染源排放的主要污染物进行调查后发现,汽车排放的CO、NOx、HC三种污染物约占总排放量的80%。

        1997年夏季,拥有80万辆汽车的智利首都圣地亚哥也发生光化学烟雾事件。由于光化学烟雾的作用,迫使政府对该市实行紧急状态:学校停课、工厂停工、影院歇业,孩子、孕妇和老人被劝告不要外出,使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。在北美、英国、澳大利亚和欧洲地区也先后出现这种烟雾。

    (2)报道显示:我国80%城市雾霾光化学污染严重

        上海市环境保护局发布的《上海市环境状况公报(2010年度)》表明,全市生态环境质量得到进一步提高,环境空气质量优良率连续两年超过90%,达到92.1%,但上海市环境空气中光化学污染和灰霾污染问题日益突出,并表现为多种污染物共存的复合型污染,对大气污染治理工作提出了更高的要求。

        2000年3月28-31日在香港地区发生光化学污染,期间臭氧、二氧化氮、一氧化碳、RSP、二氧化硫的最大浓度分别达到175.2 μg/m3,333.5 μg/m3,5405 μg/m3,349.3 μg/m3,132.8 μg/m3,污染持续时间三天,影响范围覆盖香港全境。

         2012年6月4日,南京市公布的《2011年南京市环境状况公报》显示:2011年南京空气质量较上年有所好转,但依旧不尽如人意,在全国、全省排名居后。具体表现在灰霾天气数量增多、扬尘污染严重、机动车尾气污染越来越突出,并首次出现罕见的大范围光化学污染,“蓝色烟雾”缭绕南京城。而光化学烟雾是来自汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物,在阳光作用下发生光化学反应而生成的二次污染物。对此,南京市环保局副局长包洪新解释说,对于氮氧化物南京目前的控制措施还相对薄弱,燃煤量的增加以及机动车的绝对增量都会带来影响。

    光化学污染的防治措施

    (1)控制污染源,减少氮氧化物和碳氢化合物污染源的排放。

        预防光化学烟雾主要是控制污染源,减少氮氧化物和碳氢化合物的排放。NO的主要来源是燃煤,近70%来自于煤炭的直接燃烧,可见固定源是NO排放的重要来源。因此控制固定源的排放尤为重要。为此应采取以下措施:改善能源结构。推广使用天然气和二次能源,如煤气、液化石油气、电等,加强对太阳能、风能、地热等清洁能源的利用。区域集中供热。发展区域集中供暖供热,设立规模较大的热电厂和供热站,取缔市区矮小烟囱。推广燃煤电厂烟气脱N技术。

    (2)减少机动车尾气的排放。

        NO和碳氢化合物的另—个重要来源是机动车尾气的排放。当燃料在发动机汽缸里进行燃烧时,由于内燃机所用的燃料中含有碳、氢、氧之外的杂质,使得内燃机的燃烧不完全,排放的尾气中含有一定量的CO、碳氢化合物、NO、微粒物质和臭气(甲醛、丙烯醛等)。碳氢化合物成分复杂,含有强致癌物质。因此控制机动车尾气排放对于预防光化学烟雾有很大的积极作用。

    (3)利用化学抑制剂。

        使用化学抑制剂目的是消除自由基,以抑制链式反应的进行,从而控制光化学烟雾的形成。人们发}nAs.乙基羟胺,苯胺,二苯胺,酚等对氢氧自由基有不同的抑制作用,尤其是二乙基羟胺(DEHA)对光化学烟雾有较好的抑制作用。在大气中喷洒0.05PPm的二乙基羟胺,能有效抑制光化学烟雾,利于环保。但在使用的过程中,要注意抑制剂对人体和动植物的毒害作用,并注意防止抑制剂产生二次污染。

    (4)大面积植树造林。

        大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者,氧气的天然加工厂,在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用,不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力,从而达到净化空气的效果。

     

    参考资料:

    [1] 《洛杉矶光化学烟雾事件 75%以上市民患了红眼病》. 人民网
    [2]  夏顺丽. 《环境污染概述》. 现代经济信息,2009(22)
    [3] 《上海市光化学污染和灰霾污染问题日益突出》.腾讯网
    [4] 谢旻,王体健,高丽洁.《 香港地区一次光化学污染过程的特征分析》.热带气象学报,2004,20(4)
    [5] 刘军. 《浅谈光化学烟雾的形成、危害及防治措施》.黑龙江科技信息, 2011(10)

     

    (责任编辑:孙菁)

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