光化学烟雾的形成机理与防治措施

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3.光化学烟雾的形成机理
光化学烟雾形成机理可简述如下图：

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4.对光化学烟雾的防治对策
1 2 3 4
改善能源 结构
改进技术, 降低汽车尾 气NOx、HC 的排放量
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3.光化学烟雾的形成机理
（2） RH + O → RO2·(4) RH + O3 → RO2· (5) +O RH +·OH → RO2· H2O (6) +
RCHO与· OH反应如下： RCHO + ·OH → RC· O(酰基) + H2O RC· + O2 → RC(O)O2· O (过氧酰基 )

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3.光化学烟雾的形成机理
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3.光化学烟雾的形成机理 通过光化学烟雾模拟实验，已经初 步明确在碳氢化合物和氮氧化物相互作 用方面主要有以下基本反应：

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3.光化学烟雾的形成机理 丙烯的氧化反应为：

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3.光化学烟雾的形成机理
（3） RO2· + NO → NO2 + RO·(RO2· 包括 HO2· (7) )

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3.光化学烟雾的形成机理 臭氧浓度升高是光化学烟雾污染的标志。 世界卫生组织和美国、日本等许多国家 均把臭氧或光化学氧化剂(O3、NO2、 PAN(过氧乙酰硝酸酯)等)的水平作为判 断大气质量的标准之一，并据此来发布 光化学烟雾的警报。

碳氢 化合物
碳氢化合物 (HC)被· OH、O 和O3氧化，产 生醛、酮、醇 、酸等产物以 及中间产物 RO2· 、HO2· 、 RC· O等重要的 自由基
O3和PAN
过氧自由基 引起NO向NO2 转化，并导 致O3和PAN等 氧化剂的生 成
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3.光化学烟雾的形成机理
碳氢化合物
NO2的光解
反应类型
O3和PAN

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3.光化学烟雾的形成机理
NO2
NO2的光解 是光化学 烟雾形成 的主要起 始反应， 并生成O3
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2.光化学烟雾的特征

形成条件
大气中有氮氧化物和碳氢化合物存在。 大气湿度较低，而且有强的阳光照射。 这样在大气中就会发生一系列复杂的反 应，生成一些二次污染物，如O3、醛、 PAN、H2O2等。
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2.光化学烟雾的特征
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3.光化学烟雾的形成机理
（1） NO2 + hν → NO+O (1)

O + O2 + M → O3 +M (2)
O3 + NO → NO2 +O2 (3)
所产生的O3要消耗在NO的氧化上而无 剩余，所以要产生光化学烟雾必需有碳 氢化合物存在。
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大面积地 植树造林
加强监测, 及时报警 采取预防 措施

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一些重要事件 本世纪40年代，美国洛杉矶首次出现了 光化学烟雾。 50年代以来，光化学烟雾污染事件在美 国其他城市和世界各地相继出现，如日 本的东京、大贩，英国的伦敦以及澳大 利亚、德国等的大城市。


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2.光化学烟雾的特征 因此，光化学氧化剂的污染不只是 城市的问题，而且是区域性的污染问题。 所以，一些乡村地区也有光化学烟雾污 染的现象。

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原因一
短距离传输可造成O3等的最大浓 度出现在污染源的下风向；
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2.光化学烟雾的特征 光化学烟雾的特征 烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶 开裂，剌激人的眼睛，伤害植物叶子， 并使大气能见度降低；其刺激物浓度的 高峰在中午或午后；污染区域往往在污 染的下风向几十至几百公里处。

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原因二
中尺度传输可使O3等扩展至约百 公里的下风向；
如果同大气高压系统相结合可传输 几百公里。
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原因三

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3.光化学烟雾的形成机理 洛杉矶光化学烟雾事件发生后，不少学 者对洛杉矶污染大气成分的变化规律进 行了实际测定和人工模拟实验，以研究 光化学烟雾形成的机理。
·OH + NO → HNO2 (8)
· + NO2 → HNO3 (9) OH
RC(O)O2· NO2 → RC(O)O2NO2 (10) +
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3.光化学烟雾的形成机理 由于反应(7)使NO快速氧化成NO2， 从而加速NO2光解，使二次产物O3净增。 同时RO2· (如丙烯与O3反应生成的双 自由基CH3C· HOO· )与O2和NO2相继反 应产生过氧乙酰硝酸酯(PAN)类物质。 CH3C· HOO· 2→ CH3C(O)OO· · +O + OH CH3C(O)OO· +NO2→ CH3C(O)OONO2
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光化学烟雾的形成机理与防治措施
朱金薇 硕920 3109019001 环境工程
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Contents
1
2 3 什么是光化学烟雾 光化学烟雾的特征 光化学烟雾的形成机理
4
防治措施

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1.什么是光化学烟雾 汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化 合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染 物在阳光中紫外线照射下发生光化学反 应生成一些氧化性很强的O3、醛类、 PAN、HNO3等二次污染物。 人们把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(其中有气体和 颗粒物)所形成的烟雾，称为光化学烟雾。 (photochemical smog)

PAN
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3.光化学烟雾的形成机理
NO2 + hν → NO+O 引发 O + O2 + M → O 3 + M 反应 NO + O3 → NO2 + O2 RH +·OH → RO2· H2O + RCHO +·OH → RC(O)O2· H2O + 链传递 RCHO + hν → RO2· HO2· CO + + 反应 HO2·+ NO → NO2 + · OH RO2·+ NO → NO2 + R′CHO + HO2· RC(O)O2·+ NO → NO2 + RO2·+ CO2 · + NO2 → HNO3 OH 终止 RC(O)O2· NO2 → RC(O)O2NO2 + 反应 RC(O)O2NO2 → RC(O)O2· NO2 +

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3.光化学烟雾的形成机理 50年代初，美国加州大学的哈根斯密特 (HaggenSmit)初次提出了有关光化学 烟雾形成的机理，认为洛杉矶光化学烟 雾是由汽车排放尾气中的氮氧化物(NOx) 和碳氢化合物(HC)在强太阳光作用下， 发生光化学反应而形成的；确定空气中 的刺激性气体为臭氧。
光化学烟雾的形成机理反应类型no2的光解碳氢化合物o3和panlogo专业资料companylogowwwthemegallerycomcompanylogo碳氢化合物hc被oho和o3氧化产生醛酮醇酸等产物以及中间产物ro2ho2rco等重要的自由基no2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应并生成o3过氧自由基引起no向no2转化并导致o3和pan等氧化剂的生成3
光化学烟雾一般发生在大气湿度较低、 气温为24～32℃的夏季晴天，污染高峰 出现在中午或稍后。 光化学烟雾是一种循环过程，白天生成， 傍晚消失。

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2.光化学烟雾的特征
光化学 氧化剂
光化学氧 化过程
一次污染 物的扩散 输送过程