光化学烟雾的形成以及消除 危害以及对策

光化学烟雾的形成以及消除危害以及对策光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NO x）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，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（其中有气体污染物，也有气溶胶）所形成的烟雾污染现象，是碳氢化合物在紫外线作用下生成的有害浅蓝色烟雾。

光化学烟雾可随气流漂移数百公里，使远离城市的农作物也受到损害。

光化学烟雾多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。

约在3-4h后达到最大值。

光化学烟雾对大气的污染造成很多不良影响，对动植物有影响，甚至对建筑材料也有影响，并且大大降低能见度影响出行。

光化学烟雾形成过程简述如下：清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。

由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。

当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，-OH开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有效地将NO转化为NO2，使NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制；当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中；当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量；当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大。

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。

[7]
（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）+ H2O
RC-O + O2→ RC（O）O2-（过氧酰基）[7]
（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。

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- + O2→ CH3C（O）OO- + -OH
CH3C（O）OO- + NO2→ CH 3C（O）OONO2（PAN）
可以认为上述反应是大大简化了的光化学烟雾形成的基本反应。

1986年Seinfeld用12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：
引发反应：
NO2+ hν → NO + O
O + O2+ M → O3 + M
NO + O3→ NO2 + O2
链传递反应：
RH + -OH → RO2-+ H2O
RCHO + -OH → RC（O）O2-+ H2O
RCHO + hν → RO2-+ HO2-+ CO
HO2-+ NO → NO2 + -OH
RO2-+ NO → NO2 + R′CHO + HO2
RC（O）O2-+ NO → NO2 + RO2-+ CO2
终止反应：
OH + NO2→ HNO3
RC（O）O2-+ NO2→ RC（O）O2NO2
RC（O）O2NO2→ RC（O）O2-+ NO2
根据光化学烟雾形成的机理，可以通过减少NO2及HC的浓度，使O3的浓度符合大气质量标准的要求,这样就可以从根本上解决光化学烟雾，主要方法如下1、采用无污染运输2、利用化学抑制剂。