光化学烟雾的形成机理、危害及防治措施(一)
一、引言
环境问题是当今世界共同面临的社会问题,主要包括环境污染和生态污染,研究表明,化学污染引起的环境污染尤为严重。含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大气,在阳光的照射下,发生光化学反应而产生二次污染物,这种由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,称为光化学烟雾。近年来,汽车尾气排放的NOx、CO及随后形成的光化学烟雾,使得许多大城市的空气质量恶化。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、德国等大城市及我国北京、南京、兰州均发生过光化学烟雾现象。 二、光化学烟雾的形成机理
光化学烟雾的形成条件是大气中有氮氧化物和碳氧化物存在,大气温度较低,而且有强烈的阳光照射,这样在大气中就会一系列复杂的反应,生成出一些二次污染物,如O3、醛、PAN、H2O2等。
光化学烟雾是一个链式反应,其中关键性的反应可以简单地分成3组: (1)NO2的光解导致O3的生成:
链引发反应主要是NO2的光解,反应如下: NO2+hv→NO+O O+O2+M→O3+M NO+O3→NO2+O2.
(2)(HC)氧化生成了具有活性的自由基,如HO、HO2、RO2等。 在光化学反应中,自由基反应占很重要的地位,自由基的引发反应主要是由NO2和醛光解引起的: NO2+hv→NO+O RCHO+hv→RCO+H
碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因: RH+O→R+HO RH+HO→R+H2O H+O2→HO2 R+O2→RO2
RCO+O2→RC(O)O2] 其中:R—烷基; RO2—过氧烷基; RCO—酰基;
RC(O)O2]—过氧酰基。