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汽车与光化学烟雾光化学烟雾是以汽油作动力燃料(主要是汽车)之后出现的一种新型空气污染现象。1940年首次出现在美国洛杉矶市,因此,也称为洛杉矶烟雾。自50年代以来,光化学烟雾在世界各地不断出现,从出现次数及分布地域来看,都有明显增加。如日本、加拿大、德国、澳大利亚、荷兰等国的一些大城市和我国兰州西固石油化工地区也都发生过。由于光化学烟雾污染已成为一个世界性的问题,因此,已逐渐引起了人们的关注。大气中的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物,在阳光强烈照射下经过一系列光化学反应,生成臭氧(占反应产物的85%以上)、过氧乙酰硝酸酯(PAN,约占反应产物的10%)及醛类等二次污染物。由这些一次和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。它具有很强的氧化性、刺激性,对人类及动植物危害极大。光化学烟雾的特征与危害光化学烟雾的特征(见表2.2)是烟雾呈蓝色,具有强氧化性,其高峰出现在有强阳光照射的中午或稍后,傍晚消失,污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处。故它对人类有很大的危害。1.对人体健康的影响光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。在美国加利福尼亚州,由于光化学烟雾的作用,曾使该州3/4的人发生红眼病。日本东京1970年发生光化学烟雾时期,有2万人患了红眼病。研究表明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯(PAN)是一种极强的催泪剂,其催泪作用相当于甲醛的200倍。另一种眼睛强刺激剂是过氧苯酰硝酸酯(PBN),它对眼的刺激作用比PAN大约强100倍。空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。近来据报导,PAN和PBN还有致癌危险。美国环保机构统计,美国每年癌症患者中有58%是由汽车废气引起空气污染所致。PAN、PBN的结构式为:光化学烟雾对鼻、咽喉、气管和肺等呼吸器官也有明显的刺激作用,并有头痛,使呼吸道疾病恶化。对老人、儿童及病弱者尤为严重。在1952年洛杉矶的光化学烟雾事件中,于两天内使65岁以上的老人死亡400余人(见表2.1)。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,如表2.8。1974年美国国家环保局也规定了四级警报氧化剂浓度。我国大气环境质量标准中光化学氧化剂(O3)三级标准见附表2。表2.8洛杉矶市光化学烟雾的三级警报警报级别氧化剂浓度/cm3·m-3采取的措施第一级警报0.5接近危险水平。禁止垃圾燃烧,减少汽车行驶。第二级警报1.0开始危害健康的水平。严禁汽车行驶及焚烧垃圾。第三级警报1.5严重危害健康的污染水平。除二级措施外,还应采取其他紧急措施,如关闭工厂等。2.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。植物受害现象是人体健康受到影响的先兆。光化学烟雾对植物的损害是十分严重的。在美国,光化学烟雾影响农作物减产已遍及27个州。据有关当局统计,仅加利福尼亚州1959年由光化学烟雾引起的农作物减产损失达800万美元。据洛杉矶市调查,由于光化学烟雾的毒害作用,使大片树林枯死,葡萄减产60%以上,柑桔也严重减产。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。3.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。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。4.其他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。光化学烟雾的形成机制1.汽车——空气污染中的一种特殊情形从1885年世界第一辆汽车诞生,至今已有一百多年。1992年全世界的汽车数量已超过六亿辆(60713万辆)。中国大陆地区1994年为930万辆。这支庞大无比的交通大军在为人类作出贡献的同时,又排出各种废气,对空气造成污染。在人口和车辆集中的城市,其后果尤为严重。汽车废气污染物由三个主要渠道进入大气:①排出尾气;②曲轴箱漏气(气体从活塞环周围逸出);③油箱和汽化器的蒸发。对于未装尾气净化器的汽车,后两者排出的汽油中的烃类分别占烃类排放量的20%和15%,其余65%的烃类及COx、NOx和铅化合物均从尾气中排入大气。汽车废气中的主要污染物有碳氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、硫氧化物、铅化合物、苯