光化学烟雾

光化学烟雾

摘要

光化学烟雾也称光化烟雾。碳氢化合物及氮氧化合物污染的大气，人类活动对自然环境的影响日益加剧，引起一系列大气污染问题。光化学烟雾就属于之一，对人体健康和植物生长等有严重危害。

概述

【光化学烟雾】()也称光化烟雾。碳氢化合物及氮氧化合物污染的大气，在太阳紫外线照射下以及其他适宜的气象条件下，发生一系列光化学反应而形成的烟雾。光化学烟雾具有光化学氧化型大气污染的各种典型特征，即大气中氧化剂浓度增高，使人产生眼、鼻、喉的刺激症状，引起红眼病，造成农作物和其他植物的损害以及降低大气的能见度。今后随着工业发展，汽车数目的增多，以及其他燃烧过程中使用石油的不断增长，光化学氧化型大气污染将成为城市空气污染的一个严重问题。

城市中的光化学烟幕由于光化学烟雾的出现，一股将大气污染区分为两种类型，即“还原型”大气污染及“氧化型”大气污染。“还原型”大气污染又称为“伦敦型”大气污染或“煤炭型”大气污染。“氧化型”大气污染又称为“洛杉矶型”大气污染或“石油型”大气污染。这是以美国洛杉矶光化学烟雾污染为典型代表的一种大气污染。

光化学烟雾于1944年首次在美国洛杉矾市发生，其后在伦敦等大城市观测到。它是在大气层结稳定(不利于污染物扩散稀释)、气温较高( 24-32℃)和阳光充分的特定天气条件下才能形成，多出现在夏季。光化学烟雾对人类健康危害极大。

形成的条件

光化学烟雾形成的最根本的先决条件是空气中高浓度碳氢化合物和氮氧化合物的存在。

光化学烟幕的形成根据这些前体物排放源的不同，大致可分为城市型光化学烟雾、工业区型光化学烟雾和区域型光化学烟雾。城市型光化学烟雾多见于人口密集的较大城市及其下风向，主要由大城市内居民以及工业源排放引起。

工业区型光化学烟雾多见于大型工业排放源(例如火电厂、炼油厂、化工厂等)下风向地区，光化学前体物主要来自上风向工业排放源。区域性光化学烟雾多见于人口密集和工业发达的城市群和城乡复合体构成的较大区域。光化学烟雾的形成除了必备的化学条件之外，还需要一定的有利于烟雾形成的气象条件。

国内外研究概况

工业革命以后，人类活动对自然环境的影响日益加剧，引起一系列大气污染问题。光化学烟雾就属于大气环境污染之一，对人体健康和植物生长等有严重危害。由光化学烟雾造成的污染事件被列入历史上“八大公害事件”之一，已引起大气科学界和医疗界等的广泛关注。

早在20世纪40年代，美国洛杉矶就出现过光化学烟雾。随后1954年、1955年、1970年，洛杉矶市又发生过一系列光化学烟雾中毒事件。1955年事件期间，气温高达37~38℃，持续一周多时间，致使哮喘和气管炎流行，65岁以上人群死亡率升高，平均每天死亡人数约70～317人。1970年洛杉矶居民眼刺激受

害天数达128天，估计有3/4的人患过红眼病。除美国以外，其他一些国家和地区也常常有类似的光化学烟雾中毒事件发生，如日本的东京、大阪，英国的伦敦，以及澳大利亚、德国等国的大城市。我国在20世纪70年代末在兰州西固石油化工区发现光化学烟协和污染。

伴随着经济持续快速发展、城市化进程加速，我国汽车数量迅速增长。20世纪70年代以来，我国汽车数量呈指数增长趋势，尤其民用汽车增长迅速。据公安部统计，截至2007年6月，全国汽车保有量已接近5360万辆，另有接近1亿辆左右的摩托车、拖拉机等其他机动车。全国机动车销售和保有量仍在以较快的速度增长。大城市机动车数量增长尤其迅速，北京市和广州市机动车保有量分别位居全国第一和第二。北京1980—1996年增长率为16.4%，1996年达112万辆，之后的增长更为迅速，到2007年8月，北京市机动车保有量已突破300万辆大关。广州市1980—1995年机动车保有量增加了12.7倍。

与我国机动车数量增长相呼应的是我国石油消耗的强劲增长和本已严重的大气污染的进一步加重。由于人口分布、区域经济和社会发展不平衡，我国汽车保有和使用量及其引发的交通、大气污染问题也呈现出明显的地区特征。就大气污染而言，经济发达和人口密集的珠江三角洲、长江三角洲和京津冀地区已成为重污染区。

目前，我国中、南部特别是沿海城市均已发生或面临光化学烟雾威胁，北京、广州、上海、鞍山、武汉、兰州等城市出现了不同程度的光化学烟雾污染。2002年3月15日天津市就出现了“辣”得人们睁不开眼睛的光化学烟雾事件。无论与我国还是与国外的空气质量标准相比，我国光化学烟雾污染的程度已经到了不容忽视的程度。

世界上不少国家和地区都针对光化学污染采取了一些安全措施：比如尽量减少汽车尾气的排放。洛杉矶从2000年开始，已有50%车辆使用甲醇或改装成电动汽车;许多国家在汽车尾气催化转化装置上投入巨资，并不断提高尾气净化的级别;欧盟委员会2005年就已提出旨在大量减少轿车及轻型商用卡车尾气排放物的“欧5”标准，最早2008年中期正式实行。许多国家同时加强了其他交通工具的发展。日本东京发展了地面电车和地下铁路等公共交通;巴西、葡萄牙、荷兰、德国等国的一些大城市中正在用有轨电车和无轨电车代替燃油汽车。此外，欧洲等国都发展了无车区。2001年9月，法国划定的“无车区”，连政府部长都要骑自行车去内阁开会。

监测方法和手段

目前对光化学烟雾总量及主要成分的监测方法多种多样，主要有植物监测法、监测管法、便携式仪器分析法、应急监测车、实验室仪器法、化学分析法。本书简单介绍其中几种方法。

植物监测法：检测植物表皮损伤是一种简易的检测方法，现已逐渐被人们所重视。有些植物对某些大气污染很敏感。如，光化学烟雾使叶片背面变成银白色或古铜色，叶片正面出现一道横贯全叶的坏死带。

监测管法：包括检测试管法、直接检测管法和吸附检测管法。即将样品置于毛细管中，让它与水、某种化学物质、或某种吸附剂反应，并且与标准样品进行比较以确定污染物浓度。

仪器监测法：运用各种可在野外现场进行在线观测的仪器可对光化学污染物和前体物进行实时监测，以确定这些物质的浓度水平和变化情况。该方法具有灵活、快速、能用于应急等优势。