光化學煙霧形成條件
⑴ 光化學煙霧的氣象條件
光化學煙霧是一種帶刺激性的淡藍色煙霧。屬於大氣中二次污染物。光化學煙霧的形成,主要是大氣污染物二氧化氮,在太陽光的紫外線照射下,釋放出高能量的氧原子與大氣污染物烴類化合物反應形成一系列新的反應物。
⑵ 光化學煙霧的形成機理是什麼
1、污染空氣中NO2的光解是光化學煙霧形成的起始反應。
(
化學式:
NO2==NO+O(條件為光照)
O+O2==O3
2NO+O2==2NO2
分析:
2NO2(排放的)==2NO[(3)式中有用)]+2O[(2)式中有用)](條件為光照)
2O[(1)式中的O]+2O2(空氣中的)==2O3(刺激性氣體)
2NO[(1)式中的NO]+O2==2NO2(生成NO2,開始繼續反應)
綜合一下:
3O2==2O3(光照,NO2)
)
2、碳氫化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,導致醛、酮、醇、酸等產物以及重要的中間產物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。
3、過氧自由基引起NO向NO2的轉化,並導致O3和PAN等的生成。
光化學反應中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等統稱為光化學氧化劑,以臭氧為代表,所以光化學煙霧污染的標志是臭氧濃度的升高。
⑶ 產生光化學煙霧的條件有哪些
光化學煙霧:含有氮氧化物和烴類的大氣,在陽光中紫外線的照射下發生反應所產生的產物和反應的混合物.
形成條件:(1)地理條件:由於煙霧的形成與二氧化氮的光分解有直接的關系,而二氧化氮的分解必需要有290-340nm波長輻射作用.(2)污染源條件:煙霧的形成是和大氣中的二氧化氮、碳氫化合物等污染物的存在是分不開的,所以以石油為原料的工廠排氣和汽車排氣等污染源的存在是煙霧的前提.
⑷ 光化學煙霧的形成過程
光化學煙霧形成過程簡述如下:清晨大量的碳氫化合物和NO由汽車尾氣及其他源排入大氣。由於晚間NO氧化的結果,已有少量NO2存在。當日出時,NO2光解離提供原子氧,然後NO2光解反應及一系列次級反應發生,-OH開始氧化碳氫化合物,並生成一批自由基,它們有效地將NO轉化為NO2,使 NO2濃度上升,碳氫化合物及NO濃度下降;當NO2達到一定值時,O3開始積累,而自由基與NO2的反應又使NO2的增長受到限制;當NO向NO2轉化速率等於自由基與NO2的反應速率時,NO2濃度達到極大,此時O3仍在積累之中; 當NO2下降到一定程度時,就影響O3的生成量;當O3的積累與消耗達成平衡時,O3達到極大。
光化學煙霧的形成及其濃度,除汽車排氣中污染物的數量和濃度直接決定以外,還受太陽輻射強度、氣象以及地理等條件的影響。太陽輻射強度是一個主要條件, 太陽輻射的強弱,主要取決於太陽高度,即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等。因此,光化學煙霧的濃度,除受太陽輻射強度的日變化影響外,還受該地的緯度、海拔高度、季節、天氣和大氣污染狀況等條件的影響。光化學煙霧是一種循環過程,白天生成,傍晚消失。污染區大氣的實測表明,一次污染物CH和NO的最大值出現在早晨交通繁忙時刻,隨著NO濃度的下降,NO2濃度增大,O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強和NO2、HC濃度降低而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現要晚4-5小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似。城市和城郊的光化學氧化劑濃度通常高於鄉村,許多鄉村地區光化學氧化劑的濃度增高,有時甚至超過城市。這是因為光化學氧化劑的生成不僅包括光化學氧化過程,而且還包括一次污染物的擴散輸送過程,是兩個過程的結果。因此光化學氧化劑的污染不只是城市的問題,還是區域性的污染問題。短距離運輸可造成O3的最大濃度出現在污染源的下風向,中尺度運輸可使臭氧擴散到上百公里的下風向,如果同大氣高壓系統相結合可傳輸幾百公里。
在北緯60°~南緯60°間的一些大城市,都可能發生光化學煙霧。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節。隨著光化學反應的不斷進行,反應生成物不斷蓄積,光化學煙霧的濃度不斷升高,約3h~4h後達到最大值。這種光化學煙霧可隨氣流飄移數百公里,使遠離城市的農村莊稼也受到損害。
通過光化學煙霧模擬實驗,已經初步明確在碳氫化合物和氮氧化物相互作用方面主要有以下基本反應:(1) NO2的光解是光化學煙霧形成的主要起始反應,並生成O3:
NO2 + hν → NO + O (1)
O + O2 + M → O3 + M (2)
O3 + NO → NO2 + O2 (3)
所產生的O3要消耗在NO的氧化上而無剩餘,所以要產生光化學煙霧必需有碳氫化合物存在。
(2) 碳氫化合物(HC)被-OH、O和O3氧化,產生醛、酮、醇、酸等產物以及中間產物RO2-、HO2-、RC-O(醯基)等重要的自由基:
RH + O → RO2- (4)
RH + O3 → RO2-+ O (5)
RH + -OH → RO2-+ H2O (6)
RCHO與-OH反應如下:
RCHO + -OH → RC-O(醯基) + H2ORC-O + O2 → RC(O)O2-(過氧醯基 )
(3)過氧自由基引起NO向NO2轉化,並導致O3和PAN等氧化劑的生成(自由基傳遞形成穩定的最終產物,使自由基消除而終止反應):
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)
由於反應(7)使NO快速氧化成NO2,從而加速NO2光解,使二次產物O3凈增。同時RO2-(如丙烯與O3反應生成的雙自由基CH3C-HOO-)與O2和NO2相繼反應產生過氧乙醯硝酸酯(PAN)類物質。
CH3C-HOO- + O2 → CH3C(O)OO- + -OH
CH3C(O)OO- + NO2 → CH 3C(O)OONO2 (PAN)
可以認為上述反應是大大簡化了的光化學煙霧形成的基本反應。1986年Seinfeld用12個化學反應概括了光化學煙霧形成的整個過程:
引發反應:
NO2 + hν → NO + OO + O2 + M → O3 + MNO + O3 → NO2 + O2
鏈傳遞反應:
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
終止反應:
OH + NO2 → HNO3
RC(O)O2-+ NO2 → RC(O)O2NO2
RC(O)O2NO2 → RC(O)O2-+ NO2
⑸ 光化學煙霧的具體形成過程
光化學煙霧的具體形成過程:清晨大量的碳氫化合物和NO由汽車尾氣及其他源排入大氣。由於晚間NO氧化的結果,已有少量NO2存在。當日出時,NO2光解離提供原子氧,然後NO2光解反應及一系列次級反應發生,-OH開始氧化碳氫化合物,並生成一批自由基,它們有效地將NO轉化為NO2,使NO2濃度上升,碳氫化合物及NO濃度下降;當NO2達到一定值時,O3開始積累,而自由基與NO2的反應又使NO2的增長受到限制;當NO向NO2轉化速率等於自由基與NO2的反應速率時,NO2濃度達到極大,此時O3仍在積累之中;當NO2下降到一定程度時,就影響O3的生成量;當O3的積累與消耗達成平衡時,O3達到極大。
光化學煙霧的形成及其濃度,除汽車排氣中污染物的數量和濃度直接決定以外,還受太陽輻射強度、氣象以及地理等條件的影響。太陽輻射強度是一個主要條件,太陽輻射的強弱,主要取決於太陽高度,即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等。因此,光化學煙霧的濃度,除受太陽輻射強度的日變化影響外,還受該地的緯度、海拔高度、季節、天氣和大氣污染狀況等條件的影響。光化學煙霧是一種循環過程,白天生成,傍晚消失。污染區大氣的實測表明,一次污染物CH和NO的最大值出現在早晨交通繁忙時刻,隨著NO濃度的下降,NO2濃度增大,O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強和NO2、HC濃度降低而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現要晚4-5小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似。城市和城郊的光化學氧化劑濃度通常高於鄉村,許多鄉村地區光化學氧化劑的濃度增高,有時甚至超過城市。這是因為光化學氧化劑的生成不僅包括光化學氧化過程,而且還包括一次污染物的擴散輸送過程,是兩個過程的結果。因此光化學氧化劑的污染不只是城市的問題,還是區域性的污染問題。短距離運輸可造成O3的最大濃度出現在污染源的下風向,中尺度運輸可使臭氧擴散到上百公里的下風向,如果同大氣高壓系統相結合可傳輸幾百公里。
⑹ 請說明光化學煙霧的形成條件,並分析碳氫化合物在光化學煙霧中的作用!!
化學反應過程
形成臭氧的活性有機物和氮氧化物的主要來源是汽車排放的尾氣。
通過對光化學煙霧形成的模擬實驗,已經初步明確在碳氫化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下過程:
1、污染空氣中NO2的光解是光化學煙霧形成的起始反應。
(
化學式:
NO2==NO+O(條件為光照)
O+O2==O3
2NO+O2==2NO2
分析:
2NO2(排放的)==2NO[(3)式中有用)]+2O[(2)式中有用)](條件為光照)
2O[(1)式中的O]+2O2(空氣中的)==2O3(刺激性氣體)
2NO[(1)式中的NO]+O2==2NO2(生成NO2,開始繼續反應)
綜合一下:
3O2==2O3(光照,NO2)
)
2、碳氫化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,導致醛、酮、醇、酸等產物以及重要的中間產物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。
3、過氧自由基引起NO向NO2的轉化,並導致O3和PAN等的生成。
光化學反應中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等統稱為光化學氧化劑,以臭氧為代表,所以光化學煙霧污染的標志是臭氧濃度的升高。
⑺ 光化學煙霧是如何形成的
洛杉磯光化學煙霧的形成,還與其特殊的地理環境和氣象條件有關。洛杉磯三面環山,一面臨大洋,形成50千米長的口袋形盆地。由於東南北三面山脈的阻礙,只是西面刮來海風,因而光化學煙霧擴散不出去,長期停滯在市內,毒化空氣,形成污染。
1955年9月,嚴重的大氣污染再遇上氣溫偏高,洛杉磯煙霧濃度更加高了,結果兩天之內就有400多名65歲以上的老人死亡,相當於平時的3倍多。這就是臭名遠揚的洛杉磯光化學煙霧事件。
光化學煙霧不僅危害人體健康,而且使家畜患病,破壞農作物生長,腐蝕建築物;還會使橡膠老化,染料褪色。
由於光化學煙霧使空氣渾濁,空氣能見度差,影響汽車和飛機的安全行駛,車禍和墜機事件也會增多。
光化學煙霧可怕又可恨,人們管它叫「淡藍色的惡魔」。
光化學煙霧是由人為污染源,主要是汽車廢氣的和化石燃料的燃燒排入大氣的氮氧化物和碳氫化合物等一次污染物在太陽輻射的紫外線作用下,發生光化學反應生成的二次污染物。它是氣體污染物和氣溶膠的混合物,是一種具有刺激性而帶淺藍色的煙霧。在特定的地理條件下,如遇上逆溫或不利於擴散的氣象條件,煙霧便會積聚起來,造成光化學煙霧污染。這種煙霧最早見於美國洛杉磯,那裡的汽車成災,地形比較特殊,所以也稱做洛杉磯型煙霧。現在光化學煙霧在日本東京、大阪,澳大利亞的悉尼,義大利的熱那亞和印度的孟買等大城市也時有出現。20世紀70年代我國蘭州的西固石油化工區也發生過這類煙霧事件。
⑻ 光化學煙霧發生的有利條件
氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是對人體有害的氣體。氮氧化物和碳氫化合物(HC)在大氣環境中受強烈的太陽紫外線照射後發生光化學反應而產生二次污染物,這種又一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧現象,稱為光化學煙霧。 光化學煙霧是由汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在陽光的作用下發生化學反應,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、過氧乙醯硝酸酯(PAN)等二次污染物,參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現象叫做光化學煙霧。 光化學煙霧的成分非常復雜,但是對動物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和動物受到主要傷害是眼睛和粘膜受刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等。 植物受到臭氧的損害,開始時表皮褪色,呈蠟質狀,經過一段時間後色素發生變化,葉片上出現紅褐色斑點。PAN使葉子背面呈銀灰色或古銅色,影響植物的生長,降低植物對病蟲害的抵抗力。 臭氧、PAN等還能造成橡膠製品的老化、脆裂,使染料褪色,並損害油漆塗料、紡織纖維和塑料製品等。 毒物產生過程 20世紀40年代,在美國加利福尼亞州洛杉磯首先發現了光化學煙霧。1951年A.J.哈根最先指出臭氧(O3)是氮氧化物、碳氫化合物和空氣的混合物通過光化學反應生成的。以後F. W. 溫特發現臭氧與不飽和烴(如汽車廢氣中的烴類)的化學反應產物跟洛杉磯煙霧有相同的傷害效應。形成臭氧的活性有機物和氮氧化物的主要來源是汽車排放的尾氣。 通過對光化學煙霧形成的模擬實驗,已經初步明確在碳氫化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下過程: 1、污染空氣中NO2的光解是光化學煙霧形成的起始反應。 2、碳氫化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化,導致醛、酮、醇、酸等產物以及重要的中間產物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。 3、過氧自由基引起NO向NO2的轉化,並導致O3和PAN等的生成。 光化學反應中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等統稱為光化學氧化劑,以臭氧為代表,所以光化學煙霧污染的標志是臭氧濃度的升高。 光化學煙霧與大氣物理 光化學煙霧的形成及其濃度,除直接決定於汽車排氣中污染物的數量和濃度以外,還受太陽輻射強度、氣象以及地理等條件的影響。太陽輻射強度是一個主要條件,太陽輻射的強弱,主要取決於太陽的高度,即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等。因此,光化學煙霧的濃度,除受太陽輻射強度的日變化影響外,還受該地的緯度、海拔高度、季節、天氣和大氣污染狀況等條件的影響。光化學煙霧是一種循環過程,白天生成,傍晚消失。污染區大氣的實測表明,一次污染物CH和一氧化氮的最大值出現在早晨交通繁忙時刻,隨著NO濃度的下降,NO2濃度增大,O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強和NO2、HC濃度降低而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現要晚4-5小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似。城市和城郊的光化學氧化劑濃度通常高於鄉村,但近年來發現許多鄉村地區光化學氧化劑的濃度增高,有時甚至超過城市。這是因為光化學氧化劑的生成不僅包括光化學氧化過程,而且還包括一次污染物的擴散輸送過程,是兩個過程的結果。因此光化學氧化劑的污染不只是城市的問題,而且是區域性的污染問題。短距離運輸可造成O3的最大濃度出現在污染源的下風向,中尺度運輸可使臭氧擴散到上百公里的下風向,如果同大氣高壓系統相結合可傳輸幾百公里。 經過研究表明,在60( N(北緯)~60( S(南緯)之間的一些大城市,都可能發生光化學煙霧。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節。隨著光化學反應的不斷進行,反應生成物不斷蓄積,光化學煙霧的濃度不斷升高,約3 h~4 h後達到最大值。這種光化學煙霧可隨氣流飄移數百公里,使遠離城市的農村莊稼也受到損害。 1943年,美國洛杉磯市發生了世界上最早的光化學煙霧事件,此後,在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區也先後出現這種煙霧。經過反復的調查研究,直到1958年才發現,這一事件是由於洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的,這些汽車每天消耗約1600 t汽油,向大氣排放1000多噸碳氫化合物和400多噸氮氧化物,這些氣體受陽光作用,釀成了危害人類的光化學煙霧事件。 1970年,美國加利福尼亞州發生光化學煙霧事件,農作物損失達2500多萬美元。 1971年,日本東京發生了較嚴重的光化學煙霧事件,使一些學生中毒昏倒。同一天,日本的其他城市也有類似的事件發生。此後,日本一些大城市連續不斷出現光化學煙霧。日本環保部門經對東京幾個主要污染源排放的主要污染物進行調查後發現,汽車排放的CO、NOx、HC三種污染物約占總排放量的80%。 目前,由於我國內地汽車油耗量高,污染控制水平低,已造成汽車污染日益嚴重。部分大城市交通幹道的NOx和CO嚴重超過國家標准,汽車污染已成為主要的空氣污染物;一些城市臭氧濃度嚴重超標,已具有發生光化學煙霧污染的潛在危險。據國家環境保護局《一九九六年環境質量通報》: 我國大城市氮氧化物污染逐漸加重。1996年度污染較嚴重的城市分別為:廣州、北京、上海、鞍山、武漢、鄭州、沈陽、蘭州、大連、杭州。從總體上看,氮氧化物污染突出表現在人口100萬以上的大城市或特大城市。 追問: 謝了,可是這不是我要的答案啊、 回答: 哦,不好意思,你可以加我1171252188望採納,我可以詳細解答
⑼ 什麼是光化學煙霧形成條件是什麼對人體有什麼危害
對人身體是有害的