鐳射制導

[拼音]：guanghuaxue yanwu

[英文]：photochemical smog

汽車、工廠等汙染源排入大氣的碳氫化合物(HC)和氮氧化物 (NOx)等一次汙染物在陽光(紫外光)作尹a href='http://www.baiven.com/baike/224/271348.html' target='_blank' >孟祿岱⑸?a href='http://www.baiven.com/baike/220/256126.html' target='_blank' >光化學反應生成二次汙染物。參與光化學反應過程的一次汙染物和二次汙染物的混合物（其中有氣體汙染物，也有氣溶膠）所形成的煙霧汙染現象，稱為光化學煙霧。

簡史

20世紀40年代，美國加利福尼亞州洛杉磯就發生過這種大氣汙染現象。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形成的。以後F.W.溫特發現O3與不飽和烴（如汽車廢氣中的烴類）的化學反應產物跟洛極磯煙霧有相同的傷害效應。美國斯坦福研究所的學者指出，形成O3的活性有機化合物和氮氧化物的主要來源是汽車排放的廢氣。因此，O3的濃度升高是光化學煙霧汙染的標誌。

50年代以來，光化學煙霧汙染事件在美國其他城市和世界各地相繼出現，如日本、加拿大、德意志聯邦共和國、澳大利亞、荷蘭等國的一些大城市都發生過。1974年以來，中國蘭州的西固石油化工區也出現光化學煙霧。近年來，一些鄉村地區也有光化學煙霧汙染的跡象。日益嚴重的光化學煙霧問題，逐漸引起人們的重視。人們對於光化學煙霧的發生源、發生條件、反應機理和模式，對生物體的毒性，以及光化學煙霧的監測和控制技術等方面進行了廣泛的研究。世界衛生組織和美國、日本等許多國家已把臭氧或光化學氧化劑[臭氧、二氧化氮(NO2)、過氧乙醯硝酸酯 (PAN)及其他能使碘化鉀氧化為碘的氧化劑的總稱]的水平作為判斷大氣環境質量的標準之一，並據以釋出光化學煙霧的警報。

特徵

光化學煙霧的表現特徵是煙霧瀰漫，大氣能見度降低。光化學煙霧一般發生在大氣相對溼度較低、氣溫為24～32℃的夏季晴天，汙染高峰出現在中午或稍後。光化學煙霧是一種迴圈過程，白天生成，傍晚消失。汙染區大氣的實測表明，一次汙染物HC及一氧化氮(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和醛類等二次汙染物隨著陽光增強和O3、HC濃度降低而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現延遲約 4～5個小時。二次汙染物PAN濃度隨時間的變化同O3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，但近幾年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，而且還包括一次汙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汙染不只是城市的問題，而且是區域性的汙染問題。短距離傳輸可造成O3的最大濃度出現在汙染源的下風向，中尺度傳輸可使O3煙羽擴充套件至約百公里的下風向，如果同大氣高壓系統相結合可傳輸幾百公里。

研究方法

光化學煙霧是在複雜的體系中產生的，氣象條件（大氣的穩定度、風向、風速、溼度、陽光通量等）、汙染物狀況(成分、含量、排放)和化學反應等都起重要作用。因此，要弄清光化學煙霧的形成機理和汙染規律，除了實測受汙染地區大氣中汙染物濃度外，還要把化學反應從複雜的氣象條件中分離出來。為此，設計製成了各種型別的光化學煙霧模擬箱（室），在可以控制溫度、相對溼度的條件下，用適當強度的陽光照射一次汙染物來模擬大氣中的化學過程，並通過化學反應模式的研究得出由一次汙染物形成光化學氧化劑的反應機理。近年來，在實測和煙霧箱研究的基礎上，發展了大氣質量模擬模式的研究，將擴散、輸送、化學轉化和沉降等過程同大氣質量以及汙染源之間的關係，用數學模式表示出來，以預測各種氣象條件下汙染物的成分和濃度在時間、空間上的變化，以及對大氣質量的影響，據此尋求控制光化學煙霧的措施。

反應機制

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）汙染空氣中 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O3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(見大氣汙染物的相互作用)。這些基本反應可以用最簡化的化學反應模式表示：有人以具體的有機物，如丙烯、正丁烷、乙烯等作為有機物的代表，列出詳盡的機理模式，其化學反應可多達242個。

此外，汙染空氣中的二氧化硫(SO2)會被HO、HO2和O3等氧化而生成硫酸(H2SO4)和硫酸鹽，成為光化學煙霧中氣溶膠的重要成分。碳氫化合物中揮發性小的氧化產物也會凝結成氣溶膠液滴而使能見度降低。

危害

光化學煙霧成分複雜，但是，對動物、植物和材料有害的是O3、PAN和丙烯醛、甲醛等二次汙染物。人和動物受到的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（見光化學煙霧對健康的影響）。植物受到O3的損害，開始時表皮褪色，呈蠟質狀，經過一段時間後色素髮生變化，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。O3、PAN等還能造成橡膠製品老化、脆裂，使染料褪色，並損害油漆塗料、紡織纖維和塑料製品等。

控制

控制光化學煙霧同控制其他汙染一樣，首先要控制汙染源。在國外，主要汙染源是汽車廢氣，因而防治措施集中於減少汽車排放的HC、NOx和CO。例如，改善汽車發動機的工作狀態，改進燃料供給和在排氣系統安裝催化反應器等。但是，汽車並不是唯一的排放源。幾乎所有的燃燒過程都產生氮氧化物。煉油工業、加油站和焚燒爐等也是重要的排放源。因此，許多學者都在探討控制重點的問題。