环保普及丨光化学烟雾

林少武环境科学与工程学院2022-04-11

一、什么是光化学烟雾?

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。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。

二、对人类的危害

人受到的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。 

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。PAN还是造成皮肤癌的可能试剂。

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。

光化学烟雾中的臭氧是一种强氧化剂,在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层,刺激下气道黏膜,引起化学变化,其作用相当于放射线,使染色体异常,使红血球老化。PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用,其刺激域约为0.1ppm。大气中臭氧质量浓度为0.1~0.5mg/m3时引起鼻和喉头粘膜的刺激和对眼睛的刺激。在0.2~0.8mg/m3浓度下接触两小时后会出现气管刺激症状。在1.0mg/m3以上引起油桶、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。

三、光化学烟雾的防治措施

采用无污染运输

如使用氢作为发动机燃料,利用氢氧燃料电池供电来驱动运输工具(电动车),利用电磁感应的方法推动火车(超导悬浮列车)等。利用清洁能源,开发无污染运输己引起科学家和各国政府的高度重视。

利用化学抑制剂

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、二苯胺等对HO(氢氧自由基)有不同程度的抑制作用,尤其是二乙基羟胺对光化学烟雾有较好的抑制作用。但在使用过程中,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。对这种方法许多科学家持有不问意见,付诸实施要十分慎重。

植树造林

实验证明,树木在一定浓度范围内,会吸收各种有毒气体,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。