4
8
12
16
20
24
Time of day 19
光化学烟雾日的变化特征
20
光化学烟雾的日变化特征－总结
特征：
第二章 大气环境化学
第三节 大气中污染物的转化
3.6 光化学烟雾污染
3.6.1 光化学烟雾定义及实例 3.6.2 特征及形成条件 3.6.3 危害 3.6.4 形成的化学机制★★ 3.6.5 控制对策
1
3.6.1 光化学烟雾定义及实例
➢ 光化学烟雾（Photochemical smog）
含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的 大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染 物，这种由一次污染物和二次污染物的混合所形成的 烟雾污染现象（P92）。
7
洛杉矶发生光ห้องสมุดไป่ตู้学烟雾的原因
洛杉矶机动车拥有量大（＞800万辆），每天消耗2万吨以上 的汽油，排出污染物占90%－充足的一次污染物生成光化学 烟雾；
洛杉矶盆地，容易形成上热下冷的逆温现象。一年有300天 以上处于逆温，污染物不易扩散；
夏季阳光非常强烈; 具备与洛杉矶类似条件的地方易发生光化学烟雾
例如：墨西哥城、雅典（希腊）、圣保罗（巴西）
8
我国兰州西固地区发生光化学烟雾的原因
1972年，王勋陵和陈庆诚教授在兰州西固地区发现光化学 烟雾，是首次在中国发现光化学烟雾
西固地区建有石油化工、冶炼、发电、制药、纺织等大中 型企业140多个，空气中碳氢化合物、氮氧化物浓度高。
西固地区地处黄河河谷、三面环山，大气对流弱，污染物 不易扩散；
3.6.3 光化学烟雾的危害 －(2) 对植物影响
植物叶片变黄以致枯死； 对光化学烟雾敏感的植物
农作物－棉花、烟草、甜菜、莴苣、番茄和菠菜 观赏植物－菊花、蔷薇、兰花和牵牛花 多种树木 加利福尼亚州，1959，$800万，葡萄减产60％； 美国国家作物损失评价观测网资料：估计臭氧影响谷物、小麦、 大豆和花生产量，带来$20亿~40亿损失。
➢ 烟雾弥漫； ➢ 烟雾呈蓝色； ➢ 空气能见度低； ➢ 具强氧化性； ➢ 污染高峰出现在中午或稍后； ➢ 循环过程：白天生成，晚上消失。
6
光化学烟雾形成的物理化学条件
➢ 氮氧化物存在 ➢ 碳氢化合物存在 ➢ 引起光化学反应的紫外线
光化学烟雾发生的自然条件
➢ 大气相对湿度较低 ➢ 夏、秋季（气温24～32℃） ➢ 晴朗天气
16
第三节 大气中污染物的转化
3.6 光化学烟雾污染
3.6.1 光化学烟雾定义及实例 3.6.2 光化学烟雾特征及形成条件 3.6.3 光化学烟雾的危害 3.6.4 光化学烟雾形成的化学机制★★ 3.6.5 控制对策
17
3.6.4 光化学烟雾形成的化学机制
光化学烟雾的日变化特征 烟雾箱模拟实验 光化学烟雾形成的简化机制－12个反应方程式★
14
3.6.3 光化学烟雾的危害 －(3) 对材料的影响
使橡胶老化和破裂
H CH3 CH2 －C ＝ C－CH2
＋O3
n
O R－C
O C－R
H
O CH3
＝
＝
O RC－C－OH
O RC－C－CH3
15
3.6.3 光化学烟雾的危害 －(4) 其它危害
降低能见度
气溶胶颗粒：0.3～1.0微米， 不易重力沉降，长时间悬浮在空中， 对光散射影响大。
健康效应
5分钟内人能感觉，1小时内胶片脆化 人肺机能减弱 3～6小时内人视力减弱 1小时内呼吸紧张，气喘 2小时内头痛，胸痛，人慢性中毒 全身疼痛，麻痹，肺气肿 小动物2小时内死亡 人在1小时内死亡
注：GB3095-2012中O3二级1小时均值浓度限值为200g/m3，在1atm 0℃下相当于0.0931130-6
西北高原，阳光辐射强；
9
北京大学环境科学与工程学院－唐孝炎教授
研究领域：
环境化学；大气环境化学；臭氧化学及
光化学烟雾；酸沉降化学；大气颗粒物
成果：
“兰州西固地区大气光化学污染规律
和防治对策的研究”获国家科技进步二
等奖 1985
“我国酸沉降及其环境影响” 获国家
科技进步一等奖 1998
中国工程院院士
对人眼睛的刺激 过氧乙酰硝酸酯（PAN） 催泪剂，甲醛的200倍 过氧苯酰硝酸酯（PBN） 催泪剂，比PAN强100倍
对鼻子、咽喉、气管和肺有明显的刺激作用 致癌风险：PAN、PBN
12
光化学烟雾的健康效应（续）
烟雾中O3浓度 / 10-6 (体积分数) 0.02
0.2
0.2～0.5 0.1～1.0 1～2 5～10 15～20 ＞50
18
concentration 光化学烟雾的日变化特征
HC NO&NO2 O3
ppm
ppb
Toronto,Canada，1992/05/26
5 0.25 50 50
O3 4 0.20 40 40
3 0.15 30 30 2 0.10 20 20 1 0.05 10 10 0 0.00 0 0
HC
NO NO2
中国环境学会副理事长
联合国环境署（UNEP）
臭氧层损耗环境影响评估组共同主席
10
第二章 大气环境化学
第三节 大气中污染物的转化
3.6 光化学烟雾污染
3.6.1 光化学烟雾定义及实例 3.6.2 特征及形成条件 3.6.3 光化学烟雾的危害 3.6.4 形成的化学机制★★ 3.6.5 控制对策
11
3.6.3 光化学烟雾的危害 －(1) 对人体健康的影响
日本东京光化学烟雾
1970年，日本东京光化学烟雾，2万人患红眼病。
4
第二章 大气环境化学
第三节 大气中污染物的转化
3.6 光化学烟雾污染
3.6.1 光化学烟雾定义及实例 3.6.2 光化学烟雾特征及形成条件 3.6.3 危害 3.6.4 形成的化学机制★★ 3.6.5 控制对策
5
3.6.2 光化学烟雾特征及形成条件
➢ 其它名称：洛杉矶烟雾、氧化型烟雾
2
➢ 一次污染物和二次污染物
一次污染物
✓ 氮氧化物 ✓ 碳氢化合物
二次污染物
✓ O3（85%以上） ✓ PAN（10％） ✓ 高活性自由基（RO2、HO2、RCO） ✓ 醛类、酮类和有机酸
3
光化学烟雾实例
美国洛杉矶光化学烟雾
✓ 1943年，首次出现在美国洛杉矶－又称洛杉矶型烟雾； ✓ 美国加利福尼亚州，3/4人口得红眼病； ✓ 1952年，洛杉矶光化学烟雾事件，2天内使65岁以上老人死亡400余人；