光化学烟雾的形成过程是很复杂的 , 通过实验室模拟研究 , 已初步弄清了它们的基本化学过程。大体上为 :

（ 1 ）被污染空气中的 NO 2 的光分解。

（ 2 ）在被污染的空气中同时存在着许多有机物，它们与空气中的 O 2 、 O 3 、 NO- 2 起反应 , 氧化成一系列有机物 , 生成烟雾。

(3) 氧化过程中的中间产物导致 NO 向 NO 2 转化 , 并导致有毒物质的产生。

光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低 , 气温为 24 ℃～ 32 ℃的夏季晴天 , 污染的高峰出现在中午或稍后。可能由于日光照射情况不同 , 光化学烟雾除显淡蓝色外 , 有时带紫色 , 有时带褐色光化学烟雾能在空气中远距离传播。

当来自太阳光的光子激发 NO 2 分解成 NO 和氧原子时 , 光化学烟雾的循环便开始了。

NO 2 (g)+ 能量 → NO(g)+O(g)

O 2 (g)+O(g) → O 3 (g)

NO 2 是有毒、有刺激性气味的气体 ,O 3 是一种十分强的氧化剂 , 它是使植物在烟雾中受害的主要原因。

氧化性极强的 O 3 跟光化学烟雾中的第三种主要成分——烃进行一系列复杂的化学反应。烃是汽车从汽油箱中逸出或在汽油不完全燃烧时生成的。

下面的化学方程式代表光化学烟雾的主要成分和产物 ,

汽车排气 + 阳光 +O 2 (g) → O 3 (g)+NO x (g)+ 有机化合物 +CO 2 (g)+H 2 O(g)( 烃 +CO+NO x )

( 氧化剂和刺激剂 )

光化学烟雾的的反应机理很复杂 , 其中对动植物和材料有害的是 O 3 、 PAN 、丙烯醛、甲醛等等。

光化学烟雾刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官 , 使人发生眼红流泪、气喘咳嗽、头晕恶心等症状。

为了预防和控制光化学烟雾的发生 , 环境科学工作都提出了许多办法。例如 , 设法减少氮氧化合物的排放 ; 对石油、氮肥、硝酸等工厂的排废严加控制 , 以减少氮的氧化物和烃的蒸发和排放 ; 严禁飞机在航行途中排放燃料 ; 严禁使用化学抑制剂和消毒剂等。然而 , 比较好的方法还是在排放氮的氧化物之前把它转化为氮气 , 把烃转化为 CO 2 和水。

摘自《 中学化学》作者 : 薜秀学

氮氧化物 (NO x )主要是指NO和NO 2 。NO和NO 2 都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是O 3 )及其他多种复杂的化合物,统称光化学烟雾。

经过研究表明 ,在60( N(北纬)～60( S(南纬)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。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3 h～4 h后达到最大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里,使远离城市的农村庄稼也受到损害。

1943年,美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件,此后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究,直到1958年才发现,这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的,这些汽车每天消耗约1600 t汽油,向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物,这些气体受阳光作用,酿成了危害人类的光化学烟雾事件。

1970年,美国加利福尼亚洲发生光化学烟雾事件,农作物损失达2500多万美元。

1971年,日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件,使一些学生中毒昏倒。同一天,日本的其他城市也有类似的事件发生。此后,日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾。日本环保部门经对东京几个主要污染源排放的主要污染物进行调查后发现,汽车排放的CO、NO x 、HC三种污染物约占总排放量的80%。

目前 ,由于我国内地汽车油耗量高,污染控制水平低,已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NO x 和CO严重超过国家标准,汽车污染已成为主要的空气污染物;一些城市臭氧浓度严重超标,已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。据国家环境保护局《一九九六年环境质量通报》: 我国大城市氮氧化物污染逐渐加重。1996年度污染较严重的城市分别为:广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州。从总体上看,氮氧化物污染突出表现在人口100万以上的大城市或特大城市。

(摘编自《中国环境报》)