光化学烟雾汇总
光化学烟雾的反应方程式
光化学烟雾的反应方程式光化学烟雾是指在光照条件下，大气中的污染物质和气体发生化学反应，形成烟雾或雾霾现象。
这些反应主要涉及氮氧化物、挥发性有机物和光化学臭氧等物质，它们在光照下发生复杂的氧化还原反应。
光化学烟雾的形成主要与以下两个因素有关：第一是大气中的污染物质的排放量，包括机动车尾气、工厂废气、燃煤等；第二是太阳光的作用，太阳光中的紫外线可以激发氮氧化物、挥发性有机物等反应物质，促使它们发生化学反应。
光化学烟雾的反应过程非常复杂，涉及到多种反应物和产物。
以下是一些典型的光化学烟雾反应方程式：1. NO与O3的反应：NO + O3 → NO2 + O2这是一个重要的光化学反应，其中NO是氮氧化物中的一种，O3是光化学臭氧。
在光照下，NO和O3发生反应生成NO2和O2，这个反应是光化学烟雾中臭氧生成和消耗的关键反应之一。
2. VOCs与OH自由基的反应：VOCs + OH → 烃基自由基这里VOCs代表挥发性有机物，OH是大气中的一种活性氧自由基。
在光照下，VOCs和OH发生反应生成烃基自由基，这些自由基可以进一步参与臭氧生成和其他复杂的氧化反应。
3. VOCs和NOx的反应：VOCs + NOx → 光化学烟雾这是一个典型的光化学烟雾生成过程，其中VOCs和NOx分别代表挥发性有机物和氮氧化物。
在光照下，VOCs和NOx发生复杂的氧化还原反应，生成大量的光化学烟雾，包括臭氧、二氧化氮等。
4. SO2和氧的反应：2SO2 + O2 → 2SO3这是光化学烟雾中的一个重要反应，其中SO2是硫dioxide，O2是氧气。
在光照下，SO2和氧发生反应生成SO3，这个反应是硫酸雾生成的关键步骤之一。
以上只是光化学烟雾中一些典型的反应方程式，实际的光化学烟雾反应过程非常复杂，涉及到众多反应物和产物。
这些反应产生的烟雾和颗粒物会对人类健康和环境造成严重影响，因此减少光化学烟雾的生成是一个重要的环境保护课题。
为了减少光化学烟雾的生成，可以采取一系列措施，包括减少污染物的排放、提高车辆尾气净化技术、促进清洁能源的使用等。
光化学烟雾
校本教材五常高级中学赵玉群一、光化学烟雾大气中的HC和NO x等为一次污染物，在太阳光中紫外线照射下能发生化学反应，衍生种种二次污染物。
由一次污染物和二次污染物的混合物(气体和颗粒物)所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。
NO x是这种烟雾的主要成分，又因其1946年首次出现在美国洛杉矶，因此又叫洛杉矶型烟雾，以区别于煤烟烟雾(伦敦型烟雾)。
这种洛杉矶型烟雾是由汽车的尾气所引起，而日光在其中起了重要作用：2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)O(g)+O2(g)→O3(g)NO2光分解成NO和氧原子时，光化学烟雾的循环就开始了。
原子氧会和氧分子反应生成臭氧(O3)，O3是一种强氧化剂，O3与烃类发生一系列复杂的化学反应，其产物中有烟雾和刺激眼睛的物质，如醛类、酮类等物质。
在此过程中，NO2还会形成另一类刺激性强烈的物质如PAN(硝酸过氧化乙酰)。
另外，烃类中一些挥发性小的氧化物会凝结成气溶胶液滴而降低能见度。
下列化学方程式表示光化学烟雾的主要成分和产物。
总之，NO，HC的氧化，NO2的分解，O3和PAN等的生成，是光化学烟雾形成过程的基本化学特征，其反应机理极为复杂。
它对大气造成的严重污染不能轻视。
O3，PAN，醛类对动植物和建筑物伤害很大，对人和动物的伤害主要是刺激眼睛和粘膜，及气管、肺等器官，引起眼红流泪、头痛、气喘咳嗽等症状，严重者也有死亡的危险。
O3，PAN等还能造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，并损坏油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等等。
在发生光化学烟雾时，大气中各种污染物的浓度比晴朗天气要增大五、六倍(见下表)，能见度晴天为11.2km，而在烟雾天只有1.6km。
显然，要对石油、氮肥、硝酸等化工厂的排废严加管理，严禁飞机在航行途中排放燃料等，以减少氮氧化物和烃的排放。
现在已研制开发成功的催化转化器，就是一种与排气管相连的反应器，它使排放的废气和外界空气通过催化剂处理后，氮氧化物转化成无毒的N2，烃可转化成CO2和H2O。
光化学烟雾污染
光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
光化学烟雾与大气物理光化学烟雾的形成及其浓度，除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外，还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。
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、天气和大气污染状况等条件的影响。
光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。
污染区大气的实测表明，一次污染物CH和一氧化氮的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大，O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和NO2、HC浓度降低而积聚起来。
它们的峰值一般要比NO峰值的出现要晚4~5小时。
二次污染物PAN浓度随时间的变化与臭氧和醛类相似。
城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但2005年后发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。
这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。
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。
短距离运输可造成臭氧的最大浓度出现在污染源的下风向，中尺度运输可使臭氧扩散到上百公里的下风向，如果同大气高压系统相结合可传输几百公里。
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。
主要危害光化学烟雾的成分非常复杂，但是对人类、动植物和材料有害的主要是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。
光化学烟雾
据资料统计，
曾使该州3／4的人发生了红眼病。 日本东京1970年发生的光化学污染时期有 20000人患了红眼病。
美国加里福尼亚洲由于光化学烟雾的作用，
1952年洛杉矾事件发生时，两天内就使65
岁以上的老人死亡400余人。
（2）对植物的伤害
光化学烟雾能使植物叶片受害变黄以 致枯死。 据资料记载，仅加利福尼亚州1959年由 于光化学污染引起的农作物减产损失就达 800万美元。造成大片树木枯死，葡萄减 产60％以上，柑橘也严重减产。
光化学烟雾最明显的危害是对 人眼的刺激作用。出现眼流泪、发 红(俗称红眼病)。 除眼外，对鼻、咽、气管和肺 均有明显的刺激作用。 对老人、儿童和体弱多病者尤 为严重。
4、光化学烟雾的危害
（1）对人体健康的影响
污染严重时，会引起哮喘发作，导 致上呼吸道疾病恶化，使视觉敏感度 和视力降低。 受害严重者，呼吸困难、胸痛、头 晕、发烧、呕吐、以致血压下降、昏 迷不醒。 长期慢性伤害，可引起肺机能衰退、 支气管炎、甚至发展成肺癌等。
光化学烟雾* photochemical smog
（1）产生：
在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之 间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄 褐色）。
（2）主要成分：臭氧（O3）、过氧乙酰硝酸酯（PAN）、醛
类、酮类等。
（3）危害
光化学烟雾的危害
（1）对人体健康的影响
对光化学烟雾敏感的植物还有棉花、烟 草、甜菜、番茄、菠菜、某些花卉和多种 树木。
光化学烟雾笼罩下的城市——洛山矶烟雾
上图： 清洁空气下的
洛杉矶Biblioteka 下图： 光化学烟雾笼罩下的洛杉矶
光化学烟雾的成分
光化学烟雾的成分
光化学烟雾是指由大气中的污染物在阳光的作用下产生的烟雾。
这种烟雾的主要成分是一系列光化学反应的产物，通常包括以下成分：
1.臭氧（O3）：是光化学烟雾的主要成分之一。
臭氧是由氮氧化物
（NOx）和挥发性有机化合物（VOCs）在阳光下发生光化学反
应生成的。
2.一次颗粒物（PM10和PM2.5）：这些颗粒物是大气中的微小固
体或液体颗粒，包括硝酸盐、硫酸盐、挥发性有机化合物等。
它们可以通过光化学反应形成。
3.挥发性有机化合物（VOCs）：这类化合物包括烃类、醛类、酮
类等，是光化学反应的前体。
它们在光照条件下可以发生复杂
的反应，导致臭氧和其他有害物质的生成。
4.氮氧化物（NOx）：包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。
它们与挥发性有机化合物一起参与光化学反应，形成臭氧和其
他次级污染物。
5.二氧化硫（SO2）：二氧化硫通常与其他气体和颗粒物一起参与
光化学反应，形成硫酸盐等物质。
这些光化学反应通常发生在阳光照射下，因此光化学烟雾往往在白天更为明显。
这类烟雾通常与大城市和工业区域的大气污染有关。
光化学烟雾中的成分具有一定的危害，特别是对人体呼吸系统和环境的影响。
因此，减少排放光化学烟雾的前体物质，如NOx和VOCs，是改善大气质量的重要措施。
【化学知识点】光化学烟雾的主要成分是
【化学知识点】光化学烟雾的主要成分是光化学烟雾的主要成分是臭氧、醛类、过氧乙酰基硝酸酯、烷基硝酸盐、酮等一系列氧化剂。
光化学烟雾是汽车、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（紫外光）作用下发生光化学反应生成二次污染物，后与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾。
大气中的有机物和氮氧化物等污染物，在阳光作用下形成的一种有害混合烟雾。
其有特殊气味、刺激眼睛、伤害植物和使大气能见度降低。
刺激眼睛是光化烟雾的明显征象，刺激的大小则反映光化烟雾的强弱。
光化烟雾的形成过程十分复杂，无机和有机化合物都参加了反应，无机化合物为数不多，无机化合物的反应已经明确，有机化合物为数众多，反应相当复杂。
目前可以肯定的是，在对流层可见太阳光作用下引起的光化烟雾，参加反应的污染物主要是二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳和碳氢化合物等，它们是由汽车、炼油工业、石油化学工业排出的一次污染物，还有臭氧、过氧乙酰硝酸酯PAN、醛等二次污染物。
光化学烟雾是由汽车和工厂烟囱排出的氮氧化物和碳化氢，经太阳光紫外线照射而生成的一种毒性很大而且不同于一般煤烟废气的浅蓝色烟雾。
颗粒物成分：大气灰霾存在大量含氮有机颗粒物。
经过源解析技术，这些包括含氮有机颗粒物在内的有机物被识别出了4类有机组分：氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集有机物、烃类有机颗粒物。
颗粒物里面的有机物种类有多种，包括含氮的有机物。
有机物占PM2.5质量浓度的20%—60%，能识别出大约200多种有机化合物，主要物种有脱氧单糖苷、正构烷烃、正构烷酸、多环芳烃以及其它多种源的示踪物。
大气颗粒物中有机物通常分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。
过氧乙酰硝酸酯又称过氧乙酰硝酸盐，是光化学烟雾的主要组分，为强氧化剂，常温下为气体，易分解生成硝酸甲酯（CH3ONO2）、二氧化氮（NO2）、硝酸（HNO3）等。
大气中PAN浓度的水平是衡量光化学烟雾污染程度的重要指标之一。
光化学烟雾
39年前，中国在兰州首次出现光化学烟雾污 染来自件，这开启了我国大气污染的研究。
• 2013年春节刚过，笼罩京城的雾霾风波再起波澜，一项 中科院的研究成果让全民再度闻“霾”色变。 • 本次席卷中国中东部地区的强霾污染物，是爆发于上世 纪四五十年代英国伦敦、美国洛杉矶光化学烟雾事件污 染物的混合体，并叠加了中国特色的沙尘气溶胶。 • 这则消息经媒体大量报道后迅速升温，部分公众简单将 北京雾霾等同于光化学烟雾，一时间哗然。
随着我国城市化的飞速发展，继兰州之后，光化学烟雾污染在广 州、北京、上海等地都已出现。一位不愿具名的珠三角空气污染 研究专家说，曾有科研资料记载，1986年夏季在北京发现了光化 学烟雾的迹象；而1995年6月2日，上海的外滩，许多行人感觉到 空气刺眼刺鼻，甚至呛出眼泪来，经确认，空气中的一氧化碳浓 度极高，这是上海首次出现光化学烟雾污染。
1978年3月，国家建委会同国家计委、经委、物资总 局等有关单位组成工作组来兰对大气污染进行调查， 并于1978年5月17日向国务院提交了《关于解决兰州 市大气污染问题的报告》。5月23日，国家主席李先 念在《关于解决兰州市大气污染问题的报告》上做了 重要批示。6月，西固工业区出现光化学烟雾，居民 出现流泪、恶心、头晕等症状。
3.对建筑材料的破坏
因平流层臭氧损耗导致阳 光紫外线辐射的增加会加速建 筑、喷涂、包装及电线电缆等 所用材料，尤其是聚合物材料 的降解和老化变质。
2.影响植物生长
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。
4.降低大气的能见度
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。
烟雾蓝色 具有强氧化性，能使橡胶开裂 对眼睛、呼吸道等有强烈刺激，并引起头痛、呼吸道 疾病恶化，严重造成死亡 对植物叶子有害，能使大气能见度降低 刺激物浓度峰值出现在中午和午后 污染区域出现在污染源下风向几十到几百公里的范围 内
笼罩曼哈顿的光化学烟雾
练习2：将盛有12mLNO气体的试管倒立于水槽中，缓缓 通入一定量O2后，若试管中气体变为4mL，则通入O2为多 少毫升？ （分两种情况讨论）
解析：(1)假设4 mL为NO，则参加反应NO为8 mL 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 8 mL 6 mL 通入氧气为6 mL (2)假设4 mL为O2，则通入氧气过量， 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 12 mL 9 mL 参加反应的氧气为9 mL 通入氧气的体积共13 mL
O2
10mL
2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2 2NO +O2 = 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 x x/4
x +x/4 +10 = 17.5
V(NO) = 6mL
x=6
V(CO2) = 35mL-6mL=29mL
[例3] 有100mL无色混合气体，其中可能有HCl、 NH3、CO2、NO、NO2、Cl2 组成。将混合气体通过浓硫酸 后体积减少30mL,再通过过量的过氧化钠，体积又减少 30mL,并变为红棕色，再通过水后，最后剩余气体体积 为20mL。（所有气体体积均在同温、同压下测量）求 ⑴ 混和气体组成 ⑵ 最后剩余的是什么气体？
98年诺贝尔生理学或医学奖 罗伯· 佛契哥特（Robert F. Furchgott，美国），路伊格纳洛（Louis J. Ignarro，美国），费瑞· 慕拉德（Ferid Murad，美国） 发现一氧化氮在心脏血管中的信号传递功能
中学阶段涉及的环境问题有哪些？
• • • • • • • 酸雨：形成原因是SO2和氮氧化物 光化学烟雾：主要是氮氧化物和碳氢化合物 臭氧空洞：氮的氧化物、氟氯烃（氟利昂）等 温室效应：CO2 白色污染：聚乙烯塑料的大量使用，随意丢弃 赤潮：含磷洗衣粉的使用，使藻类过度繁殖 硫化氢的毒性：天然气矿发生井喷以及工业废气
光化学烟雾
4.植树造林 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。
低碳生活
• 让我们大家一起努力，低碳生活从我做起， 保护家园保护地球！
谢谢！
• 臭氧影响植物细胞的渗透性，可导致高产 作物的高产性能消失，甚至使植物丧失遗 传能力。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。
影响材料质量
• 光化学烟雾会促成酸雨形成，造成橡胶制 品老化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机 器受腐蚀，并损害油漆涂料、纺织纤维和 塑料制品等。
3.利用化学抑制剂 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。
为此应采取以下措施：
• （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， 2 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）受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺 激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶 化、儿童肺功能异常等。 • 此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发 作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸 障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧 化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人 的衰老。
光化学烟雾
终止反应
光化学烟雾形成机制的定性描述
是通过链式反 应形成的
以 NO2 光解生 成原子氧作为主 要的链引发反应
由于碳氢化合物的 参与，导致 NO → NO2，其中 R 和 RO2 起主要作用
NO → NO2 不需 要 O3 参与也能 发生，导致 O3 积累
O3 积累过程导致 许多羟基自由基 的产生
NO 和烃类化合物 耗尽
3、光化学烟雾的控制对策
将图中各等浓度线的转折点连 结成一线，即[RH]0／[NOx]0=8 ／1，称为脊线，脊线上各点有 同一[RH]0／[NOx]0值。 当8/1< [RH]0／[NOx]0<15/1时， 固定[NOx]0，O3随[RH]0增大而 增大。 当[RH]0／[NOx]0＞15/1时，固 定[NOx] 0, RH浓度改变对O3影 响不大； 当[RH]0／[NOx]0 ＜ 4/1时，[NOx]0维持不变，降低[RH]0，O3会明显降 低。 当固定[RH]0时，[NOx]0的减少会导致O3的减少。 此外，若二者同时减少，则O3也会减少。
光化学烟雾
光化学烟雾标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]光化学烟雾一、大气中的碳氢化合物大气中的碳氢化合物通常是指C1—C8可挥发的所有碳氢化合物，又称烃类。
碳氢化合物在大气中CH4约占80—85％。
甲烷是一种重要温室气体，碳氢化合物作为形成光化学烟雾的前体物而引起人们的广泛关注。
⒈甲烷（CH4）甲烷主要来源于厌氧细菌的发酵过程（牲畜），自然界的淹水土体，如水稻田底有机质的分解、原油和天然气的泄漏都会释放出相当量的CH4。
这其中以水稻田的排放量为最大，按1986年有关材料报道，水稻田的年排放量为70～170×106t／a。
我国水稻田面积约占全球稻田的1／3，因而是甲烷产生的很大源。
⒉非甲烷烃非甲烷的天然源：非甲烷烃种类很多，因来源而异。
其中排放量最大的是由自然界植物释放的萜烯类化合物，约占非甲烷烃总量的65％。
（资料来源，刘培桐，环境学概论）非甲烷烃的人为源：主要来自汽车尾气、燃料燃烧、有机溶剂的挥发、石油炼制和运输等。
二、碳氢化合物在大气中的迁移转化（以烷烃为例）⒈烷烃与OH·基和氧原子O·的反应：RH（烷）＋OH·→R·（烷基）+H2ORH（烷）＋O·→R·（烷基）+HO·R·＋O2→RO2·（过氧烷基）（NO+RO2·→RO·+NO2）RO·＋O2→HO2·＋RCHO（醛）上述烷烃所发生的两种氧化反应中，经氢原子的摘除反应所产生的烷基R·与空气中的氧气O2结合生产RO2·，它可以将NO氧化成NO2，并产生RO·，O2还可以从RO·中再摘除一个H·，最终生成HO2·和一个相对稳定的产物醛或酮。
⒉甲烷的氧化反应：CH4＋OH·→CH3·＋H2OCH4＋O·→CH3·＋HO·生成的CH3·与空气中的O2结合：CH3·＋O2→CH3O2·由于大气中的O·主要来源于O3的光解，通过上述反应CH4不断消耗O·，可导致臭氧层损耗。
光化学烟雾篇
光化学烟雾汽车、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，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，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所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。
形成机理：形成臭氧的活性有机物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的尾气。
通过对光化学烟雾形成的模拟实验，已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化合物的相互作用方面主要有以下过程：1.污染空气中的NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。
NO2==NO+O（条件为光照）O+O2==O32NO+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等自由基的形成。
3.过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O3和PAN等的形成。
光化学反应中形成的臭氧、醛、酮、醇PAN等统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。
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。
污染区大气的实测表明，一次污染物HC及一氧化氮(NO)的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大。
O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和O3、HC浓度降低而积聚起来。
它们的峰值一般要比NO峰值的出现延迟约 4～5个小时。
二次污染物PAN 浓度随时间的变化同O3和醛类相似。
城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但近几年发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。
这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。
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。
光化学烟雾相关资料
光化学烟雾相关资料光化学烟雾是汽车、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（紫外光）作用下发生光化学反应生成二次污染物，后与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾。
今天小编在这给大家整理了光化学烟雾资料，接下来随着小编一起来看看吧！光化学烟雾相关资料颗粒物成分：大气灰霾存在大量含氮有机颗粒物。
经过源解析技术，这些包括含氮有机颗粒物在内的有机物被识别出了4类有机组分：氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集有机物、烃类有机颗粒物。
颗粒物里面的有机物种类有多种，包括含氮的有机物。
有机物占PM2.5质量浓度的20%—60%，能识别出大约200多种有机化合物，主要物种有脱氧单糖苷、正构烷烃、正构烷酸、多环芳烃以及其它多种源的示踪物。
大气颗粒物中有机物通常分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。
过氧乙酰硝酸酯又称过氧乙酰硝酸盐，是光化学烟雾的主要组分，为强氧化剂，常温下为气体，易分解生成硝酸甲酯（CH3ONO2）、二氧化氮（NO2）、硝酸（HNO3）等。
大气中PAN浓度的水平是衡量光化学烟雾污染程度的重要指标之一。
在对流层里存在的臭氧属于一种对生物有害的污染物，是光化学烟雾的组成部分之一（而平流层（臭氧层）中的臭氧则是对生物至关重要的紫外线吸收剂）。
形成过程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：（1） NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应，并生成O3：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。
（2）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（酰基）等重要的自由基：RH + O → RO2- （4）RH + O3 → RO2-+ O （5）RH + -OH → RO2-+ H2O （6）RCHO与-OH反应如下：RCHO + -OH → RC-O（酰基） + H2ORC-O + O2 → RC（O）O2-（过氧酰基）（3）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（自由基传递形成稳定的最终产物，使自由基消除而终止反应）：RO2-+ NO → NO2 + RO-（RO2-包括HO2-）（7）OH + NO → HNO2（8）OH + NO2 → HNO3（9）RC（O）O2-+ NO2 → RC（O）O2NO2 （10）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。
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光化学烟雾形成原理
碳氢化合物和NOx共存时，在紫外射线的作用下 会出现： （1）NO转化为NO2； （2）碳氢化合物氧化消耗； （3） O3及其他氧化剂（PAH、HCHO、HNO3） 等二次污染物的生成。
光化学烟雾形成原理
其中关键性反应是：
（1）NO2的光解导致O3的生成； （2）碳氢化合物如丙烯氧化生成了具有活性的 自由基，如HO，HO2，RO2等；
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1、烷烃的反应
烷烃在大气中的光化学反应主要是与HO· 和O· 发 生氢摘除反应。 RH + HO·→ R·+ H2O RH + O·→ R·+ HO· ① ②
②式可以把它看做是消耗O· 的反应，而大气 中O· 主要来自O3的光解，所以换言之，通过②式 可得，烷基（特别是甲烷）可以不断消耗O· ，从 而导致臭氧层的破坏。
光化学烟雾的特征
•烟雾呈蓝色
•具有强氧化性
•降低大气能见度
•其刺激物浓度的高峰值在中午和午后 •污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处
光化学烟雾
形成条件： (1) 氮氧化物与碳氢化合物的存在 (2) 大气湿度较低； (3) 很强的阳光辐射
2. 反应机理
日变化规律
烟雾组成成分
形成原理
光化学烟雾
3. 反应机理(简化)： 碳氢化合物(丙烯)氧化生成具有活性的自由基：HO, HO2,
RO2等
NO2 hv NO O RCHO hv RCO H RH O R HO RH HO R H 2 O H O2 HO2 R O2 RO 2
HO NO 2 HNO 3
终止反应：
RC(O)O 2 NO 2 RC(O)O 2 NO 2 RC(O)O 2 NO 2 RC(O)O 2 NO 2
污染物来源
主要污染源：汽车尾气
NOx ＋ CH
UV 浅蓝色混合烟雾
O3(85%) 过氧酰基硝酸酯(10％) 其它（5％）
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3）直接与OH· 和RO· 的反应：
HO·+ NO → HNO2 （易光解）
RO·+ NO → RONO（易光解）
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2、NO2的转化
NO2的光解在大气环境（污染）化学中占有很 重要的地位，它可以引发大气中生成臭氧的反 应。 NO2 + h NO + O· O·+ O2 + M O3 + M O3 + NO NO2 + O2
1）NO、NO2、O3之间存在的化学循环是大气光化学过程 的基础。 2）当大气中NO与NO2和阳光同时存在时，O3就作为NO2 光分解的产物而生成。
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1）与HO· 反应： NO2 + HO·→ HNO3(g)
①该反应是大气中气态HNO3的主要来源，同时也 对酸雨酸雾的形成起着重要作用。 ②因为HO· 浓度白天高于夜间，所以该反应在白 天会有效进行。
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另外，烷烃亦可与NO3发生反应，反应机制也 是氢摘除反应： RH + NO3→ R·+ HNO3 这是城市夜间HNO3的主要来源； 该反应速度很慢，不能与HO· 相比。
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2、烯烃的反应
O*+H2O→2HO•
22ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
污染大气中：
亚硝酸和过氧化氢的光解是HO•的来源。
HNO2+hv(λ<400nm)→HO•+NO (光分解) ★
H2O2+hv(λ<360nm)→HO•+HO (光分解)
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清洁大气 O3 的光离解是大气中HO•的重要来源 污染大气
HNO2 的光离解是大气中HO•的重要来源
（3）HO，HO2，RO2等促进了NO向NO2转 化，提供了更多的生成O3的NO2源。
光化学烟雾
3. 反应机理(简化)： NO2的光解导致O3的生成；
λ 430nm NO2 hv NO O k2 O O 2 M O 3 M k3 O 3 NO O 2 NO2
NO3 + hν→ NO2 + O·
若NO浓度高时，会伴随如下反应发生： NO + O3→ NO2 + O2 NO + NO3→ 2NO2 。
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三、碳氢化合物（CHX）的转化 大气中以气态形式存在的CHX主要是 碳原子数为1-10的可挥发性烃类，它们是 参加光化学烟雾的主要参与者，其他CHX 大部分以气溶胶形式存在于大气中。
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HO2·的来源： 主要来源是大气中醛类（尤其甲醛）光解
H2CO + hν→ H·+ HCO· H· + O2 + M → HO2· +M HCO· + O2→ HO2· + CO 亚硝酸酯光解 CH3ONO + hν→ CH3O·+ NO CH3O· + O2 → HO2· + H2CO H2O2光解 H2O2 + hν→ 2 HO· HO· + H2O2 →HO2· + H2O
乙醛
PAN
NO2
0
NO
0 60 120 180
t (min)
240
300
图2 丙烯-NOx-空气体系中一次及二次污染物的浓度变化曲线(Pitts, 1975)
组成成分
光化学烟雾包括以下几种物质： 氮氧化物，例如二氧化氮 对流层臭氧 挥发性有机化合物 硝酸过氧化乙酰 醛类 酮类
③所产生的HNO3在大气中光解很慢（HO· 来源是 HNO2光解而不是HNO3的又一原因），沉降是 它在大气中的主要去除途径。
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2）与O3反应：
NO2 + O3→ NO3 + O2 (大气中NO3的主要来源)
NO3 + NO2 + M ≒ N2O5
NO3极易光解：
NO3 + hν→ NO + O2
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2、来源
清洁大气中：HO•自由基的天然来源是臭氧的光解，我们
知道平流层中臭氧吸收的主要是波长小于290nm的紫外光， 在对流层中，仍有一定的波长小于290nm光通过，臭氧可 以在对流层内吸收这部分光线，发生光解，一般波长在 290-400nm。
O3+hv(λ<290nm)→O2+O*（激发态原子氧）
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N2O
主要来源：天然源 2NO3-+4H2 + 2H+→ N2O + 5H2O
人为来源 :燃料燃烧、含氮化肥
温室气体之一
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1、NOx
天然源： 大气中的 NOx 主要来自天然过程生物源及闪电 人为源： 燃料的燃烧 、化工生产过程 ，其中以工业窑炉、 氮肥生产和汽车排放的 NOx 量最多。 去除：大气中的 NOx 最终转化为硝酸和硝酸盐颗粒，
自由基传递反应：
2O 2 RCHO hv RO 2 HO 2 CO HO 2 NO NO 2 HO O2 RO 2 NO NO 2 R CHO HO 2 O2 RC(O)O 2 NO NO 2 RO 2 CO 2
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实际上，大气中总是存在氧分子的，因此只要能够
生成H•或HCO•的反应，都可能是HO2•的来源。
HO•对CO 的氧化作用 HO•+CO →CO2+ H•
H•+O2 → HO2•
3、R、RO和RO2等自由基的来源
大气中存在最多的烷基自由基是甲基，主要来自乙醛和 丙酮的光解 CH3CHO+hv→CH3• +HCO· (乙醛光解) CH3COCH3+hv→CH3• +CH3CO· （丙酮光解） O· 和HO•与烃类发生摘氢反应时，也能生成烷基自由基 RH+HO• →R• +H2O RH+O· → R• +HO
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（二）、氮氧化物（NOX）的转化
1、NO的氧化 1）与O3 的反应： NO + O3→ NO2 + O2
NO能够迅速地与O3反应，所以在同一气团 中，NO与O3不能以显著的浓度同时共存。NO浓 度降到最低值之前，O3不可能积累，所以该反应 可控制O3浓度的峰值。
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2）与RO2· 的反应：
RH + HO·→R·+ H2O R· + O2 → RO2· NO + RO2·→ NO2 + RO· RO· + O2 → R’CHO + HO2· NO + HO2·→ NO2 + HO· 研究HO· 与烃反应的意义： ①一个烃与HO· 反应的循环链中，有两个NO被氧化成NO2, 同时HO· 得到复原； ②该反应速度快，能与O3氧化反应竞争，从而导致O3积累。
光化学烟雾
λ 430nm NO 2 hv NO O
引发反应：
k2 O O 2 M O3 M k3 O3 NO O 2 NO 2
O2 RH HO RO 2 H 2 O
形 成 机 制
O2 RCHO HO RC(O)O 2 H 2 O
并通过湿沉降和干沉降过程从大气中去除。因此，大气 中的光化学烟雾与酸雨之间存在密切的关系。 NOx是导致大气光化学污染的重要污染物质。
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燃料燃烧过程中NOx的形成机理 燃烧过程中空气中的N2在高温（>2100℃） 条件下氧化生成NOx O2→ O + O （极快） O + N2→ N + NO （极快） N + O2→ NO + O（极快） N + OH → NO + H（极快） 2NO + O2→2NO2（慢）