一、引言
環(huán)境問題是當今世界共同面臨的社會問題,主要包括環(huán)境污染和生態(tài)污染,研究表明,化學污染引起的環(huán)境污染尤為嚴重。含有氮氧化物和碳氧化物等一次污染物的大氣,在陽光的照射下,發(fā)生光化學反應而產生二次污染物,這種由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,稱為光化學煙霧。近年來,汽車尾氣排放的NOx、CO及隨后形成的光化學煙霧,使得許多大城市的空氣質量惡化。隨著全球工業(yè)和汽車業(yè)的迅猛發(fā)展,光化學煙霧污染在世界各地不斷出現,如美國洛杉磯、日本東京、大阪、英國倫敦、澳大利亞、德國等大城市及我國北京、南京、蘭州均發(fā)生過光化學煙霧現象。
二、光化學煙霧的形成機理
光化學煙霧的形成條件是大氣中有氮氧化物和碳氧化物存在,大氣溫度較低,而且有強烈的陽光照射,這樣在大氣中就會一系列復雜的反應,生成出一些二次污染物,如O3、醛、PAN、H2O2等。
光化學煙霧是一個鏈式反應,其中關鍵性的反應可以簡單地分成3組:
(1)NO2的光解導致O3的生成:
鏈引發(fā)反應主要是NO2的光解,反應如下:
NO2 +hv→NO +O
O +O2 +M→O3 +M
NO +O3→ NO2 +O2.
(2)(HC)氧化生成了具有活性的自由基,如HO、HO2、RO2等。
在光化學反應中,自由基反應占很重要的地位,自由基的引發(fā)反應主要是由NO2和醛光解引起的:
NO2? +hv→NO +O
RCHO +hv→RCO +H
碳氫化合物的存在是自由基轉化和增殖的根本原因:
RH +O →R +HO
RH + HO →R +H2O
H + O2 →HO2
R + O2→RO2
RCO+ O2→[RC(O)O2]
其中:R—烷基;
RO2—過氧烷基;
RCO—酰基;
[RC(O)O2]—過氧酰基。