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。今天小编在这给大家整理了光化学烟雾资料,接下来随着小编一起来看看吧!
光化学烟雾相关资料
颗粒物成分:大气灰霾存在大量含氮有机颗粒物。经过源解析技术,这些包括含氮有机颗粒物在内的有机物被识别出了4类有机组分:氧化型有机颗粒物、油烟型有机物、氮富集有机物、烃类有机颗粒物。颗粒物里面的有机物种类有多种,包括含氮的有机物。有机物占PM2.5质量浓度的20%—60%,能识别出大约200多种有机化合物,主要物种有脱氧单糖苷、正构烷烃、正构烷酸、多环芳烃以及其它多种源的示踪物。大气颗粒物中有机物通常分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。
过氧乙酰硝酸酯又称过氧乙酰硝酸盐,是光化学烟雾的主要组分,为强氧化剂,常温下为气体,易分解生成硝酸甲酯(CH3ONO2)、二氧化氮(NO2)、硝酸(HNO3)等。大气中PAN浓度的水平是衡量光化学烟雾污染程度的重要指标之一。在对流层里存在的臭氧属于一种对生物有害的污染物,是光化学烟雾的组成部分之一(而平流层(臭氧层)中的臭氧则是对生物至关重要的紫外线吸收剂)。
形成过程
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。
(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 )
(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
光化学烟雾的主要成分是什么
空气污染情况逐年恶化,大气中光化学烟雾发生的频率越来越多。光化学烟雾是由汽车、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,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、 酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,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所形成的烟雾污染现象。
光化学烟雾的形成及其浓度,除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外,还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。经过研究表明,在北纬60度至南纬60度之间的一些大城市,都可能发生光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。
光化学烟雾的成分非常复杂,主要物种有脱氧单糖苷、正构烷烃、正构烷酸、多环芳烃以及其它多种源的示踪物。大气颗粒物中有机物通常分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。过氧乙酰硝酸酯又称过氧乙酰硝酸盐,是光化学烟雾的主要组分,为强氧化剂,常温下为气体,易分解生成硝酸甲酯(CH3ONO2)、二氧化氮(NO2)、硝酸(HNO3)等。大气中PAN浓度的水平是衡量光化学烟雾污染程度的重要指标之一。
要想消除光化学烟雾的现象,需要每个人都参与保护我们的大气环境。