光化学污染-PPT课件 35页PPT文档

5.光化学污染对建筑物及橡胶制品的危害
光化学烟雾会加速橡胶 制品的老化和龟裂，腐 蚀建筑物和衣物，缩短 其使用寿命。光化学烟 雾还会促成酸雨形成， 并使染料、绘画褪色， 橡胶制品老化，建筑物 和机器受腐蚀等。
五、光化学污染案例
案例一
1943年，美国洛杉矶市 发生了世界上最早的光 化学烟雾事件。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。
一、光化学烟雾简介 二、光化学烟雾组成及来源 三、光化学烟雾的形成及特征 四、光化学烟雾的危害 五、光化学污染案例 六、预防措施 七、中国现状
一、光化学烟雾简介
氮氧化物(NOx)主要是指一氧化氮和二氧 化氮。NO和NO2都是对人体有害的气体。 氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中 受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的 二次污染物——光化学烟雾，在这种复杂 的光化学反应过程中，主要生成光化学氧 化剂(主要是臭氧)及其他多种复杂的化合 物，统称光化学烟雾。
二、光化学烟雾组成及来源
光化学烟雾是由二氧 化氮、一氧化氮、一 氧化碳和碳氢化合物 等一次污染物及它们 在一定条件下反应产 生的二次污染物臭氧、 过氧乙酰硝酸酯PAN、 醛等混合而成的。其 主要成分臭氧（约占 85％）、过氧乙酰硝 酸酯（约占10％）、 过氧苯酰硝酸酯、醛 类等。
1.氮氧化合物的来源 光化学烟雾的主要成分作NO和NO2，主要来自燃料的 燃烧、汽车的尾气、生产和使用硝酸的工厂尾气，燃 煤发电厂等。
5.光化学烟雾特征
光化学烟雾的表现特征是烟雾弥漫，烟雾呈蓝色， 大气能见度降低。光化学烟雾一般发生在大气相对 湿度较低、大气温度较低，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。
四、光化学烟雾的危害
1.臭氧对人体的危害
臭氧对人体的危害主要表现在刺激和破坏深部呼吸道 粘膜和组织，对眼睛也有刺激，其作用与二氧化氮类 似。在低浓度长时间作用时，引起慢性呼吸道疾病及 其它疾病。大气中臭氧浓度为0.1～0.5ppm时引起鼻和 喉头粘膜的刺激和对眼睛的刺激。在0.2～0.8ppm浓度 下接触两小时后会出现气管刺激症状，1ppm以上引起 头疼、肺深部气道变窄，出现肺气肿，长时间接触会 出现一系列中枢神经损害或引起肺水肿。此外，还能 阻碍血液输氧的功能，造成组织缺氧现象；并有使视 力迟钝、甲状腺功能受损、骨骼早期钙化等作用。
（1 ）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。
（2）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。
（3）推广燃煤电厂烟气脱N技术。如选择性催化还
原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）和吸
案例三
2019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”。
六、预防措施
1.控制污染源，减少氮氧化物和碳氢化合物污染源的 排放
高,约3h～4h后达到最大值。
4. 形成过程
（1）NO2==NO+O（条件为光照）
O+O2==O3
2NO+O2==2NO2 （2）碳氢化合物被HO、O 等自由基和臭氧氧化，导 致醛、酮、醇、酸等产物 以及重要的中间产物RO2、 HO2、RCO等自由基的生成。
（3）过氧自由基引起NO 向NO2的转化，并导致O3 和PAN等的生成。
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。人们发现 二乙基羟胺，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。
经过研究表明，在60N（北纬）～60S（南纬） 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。 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。
2.过氧乙酰硝酸酯对人体的危害
过氧乙酰硝酸酯（PAN）是一种极强的催泪剂，其 催泪作用相当于甲醛的200倍。过氧乙酰硝酸酯对人 体的危害，特别是过氧苯酰酸酯、醛类、硝酸和硫 酸等，都有强烈刺激眼睛的作用，使人眼睛红肿、 流泪，呼吸系统症状表现为喉疼、喘息、咳嗽、呼 吸困难还能引起头痛、胸闷、疲劳感、皮肤潮红、 心功能障碍和肺功能衰竭等一系列症状。近来据报 导，PAN和PBN还有致癌危险。
案例二
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%。
2、气象条件 ①强烈光照（NO2的光解需290-420nm的光，因此， 夏季比冬季可能性大，一天中中午前后光线最强时 出现“烟雾”的可能性大。） ②低风速、低湿度、逆温天气。洛杉矶是每年5 月～10月（1943年）。总之，天气晴朗、高温、低 湿和有逆温风力不大时。
3.地理条件
太阳辐射强度是一个主要条件，太阳辐射的强弱， 主要取决于太阳的高度，即太阳辐射线与地面所成 的投射角以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的 浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外，还受该 地的纬度、海拔高度、季节、天气等条件的影响。 经过研究表明,在北纬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。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
收法、离子体活化法。
QQ —
脱石 氮灰
石
除炉
尘烟型 一气半
石 膏 湿 法
体脱干 化硫氨 装脱法 置氮锅
选择性催化还原法是以金 属铂的氧化物作为催化剂， 以氨、硫化氢和一氧化碳 等作为还原剂，选择最佳 脱硝反应温度，将烟气中 的氮氧化物还原为N2。
非选择性催化还原法与选 择性催化还原法不同的是 非选择性控制一定的反应 温度，在将烟气中的氮氧 化物还原为N2的同时，一 定量的还原剂还与烟气中 的过剩氧发生反应。
3.光化学污染对植物的危害
植物受害是判断光化学烟雾污染程度的最敏感的指 标之一。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色， 呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上 出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜 色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。
对光化学烟雾敏感的植物包括许多农作物（棉花、烟 草、甜菜、莴苣、蕃茄和菠菜等），以及某些饲料作 物，观赏植物（如菊花、蔷薇、兰花和牵牛花等）和 多种树木。
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2.一氧化碳来源 一氧化碳主要来自汽车尾气(主要在汽油燃烧不充分 时,如停车状态开发动机),燃煤，农垦烧荒,有机物燃 烧。
3.臭氧来源 臭氧(O3,又称作光化学氧化剂)主要来源:从汽车和工厂 释放出的氮氧化物在太阳光照射下与氧气反应生成。
三、光化学烟雾的形成 及特征
1、污染源条件 (物质要素)：氮氧化 物（NOx）和碳氢化 合物（CxHy）等。
Байду номын сангаас
4.植树造林
实验证明，树木 在一定浓度范围 内，吸收各种有 毒气体，使污染 的空气得以净化。 因此应大力提倡 植树造林，绿化 环境。
5.设立检测点
为了及时了解光化学烟雾的情况，许多国家都很 重视监测工作。例如，洛杉矶市设有10个监测站， 经常监测光化学烟雾的污染状况。同时该市还制 定了光化学烟雾的三级警报标准，以便及时采取 有效的防止措施。
吸收法是利用特定的吸收剂吸收烟气中的NO 。 根据所使用的吸收剂，可分为碱吸收法（常用 的吸收剂为氨水、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶 液），溶融盐吸收法和稀硝酸（或浓硫酸）吸 收法。
等离子体活化法的原理主要是利用高能辐射 激发烟气的各种气体分子,使之产生自由电子 和活性基团,从而与SOz及NO反应达到脱硫脱 氮目的。
4.光化学污染对大气的能见度的影响
光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低， 视程缩短。这主要是由于污染物质在大气中形成的光 化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶颗粒大小一般 多在0.3～1.0μm范围内。由于这样大小的颗粒实际上 不易因重力作用而沉降，能较长时间悬浮于空气中， 长距离迁移；它们与人视觉能力的光波波长相一致， 且能散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见度。 因而妨害了汽车与飞机等交通工具的安全运行，导致 交通事故增多。
七、中国现状
20世纪90年代之后，随着工业的迅猛发展，中国 汽车油耗增高，污染控制水平较低，以致造成 汽车污染日益严重。部分大城市交通干道氮氧 化物（NOX）和一氧化碳（CO）严重超过国家 标准，汽车污染已成为主要的空气污染物，一 些城市汽车排放浓度严重超标，已具有发生光 化学烟雾的潜在危险。
到2019年止，中国还没有发生过像美国、日本等 国家那样严重的光化学烟雾事件，这是因为烟雾 与气候和阳光有关，只要有充足的阳光，干燥的 气候，加上汽车尾气的排放和污染，就会具备形 成光化学烟雾的外部条件。在以北京、太原、上 海、南京、成都为中心的重污染地区，污染指数 随时都可能处在发生光化学烟雾事件的危险之中。 因此，迫切需要中国有关部门采取各种有效的措 施，制定严格的环保法规，加大治理汽车尾气污 染的力度，避免光化学烟雾事件在我国发生和蔓 延。这亦应该成为汽车设计、制造、流通、使用 部门引起高度重视的警觉，以保护中国的环境和 人类生存条件。