光化学烟雾：历史和摘要

历史上，“烟雾”一词指的是烟和雾的混合物，因此得名“烟雾”。工业革命是过去三个世纪大气污染物增加的主要原因。

1950年以前，大部分污染是由于能源生产、空间取暖、烹饪和运输燃烧煤炭造成的。在适当的条件下，燃烧煤炭产生的烟雾和二氧化硫会与雾结合，形成工业烟雾。

高浓度的工业烟雾对人类和其他生物具有极大的毒性。伦敦因工业烟雾事件而闻名于世。最著名的伦敦雾霾事件发生在1952年12月，当时连续5天无风无雾，造成有毒大气，约4000人丧生。

如今，使用其他化石燃料，核电和水电代替煤炭大大降低了工业烟雾的发生。然而，汽油等化石燃料的燃烧可以产生另一种被称为光化学烟雾的大气污染问题。

光化学烟雾是一种主要污染物(氧化氮和化石燃料燃烧产生的挥发性有机化合物)在阳光的影响下相互作用，产生数百种不同的危险化学物质的混合物，称为二次污染物。

光化学烟雾的发展通常与特定的气候条件和人口密度高的中心有关。像洛杉矶、纽约、悉尼和温哥华这样的城市经常遭受光化学烟雾的侵袭。

引发光化学烟雾的产生的一种方式是通过二氧化氮（NO2）的光化学反应来形成臭氧。有许多光化学烟雾来源，包括车辆发动机（光化学烟雾的第一原因），工业排放和区域来源（来自当地服务站，表面涂料和稀释剂等小区的蒸汽损失，以及天然气泄漏）。

在世界各地，汽车发动机的数量非常多，但它们并不完全燃烧作为燃料的石油。这就产生了二氧化氮，通过汽车尾气和高浓度的碳氢化合物释放出来。

二氧化氮吸收太阳辐射，形成臭氧(O3)。臭氧与许多不同的碳氢化合物发生反应，产生棕黄色的气云，气云可能包含许多化合物，这些化合物的结合，我们称之为光化学烟雾。

这两种烟雾都能大大降低能见度。更重要的是，它们对我们的健康构成严重威胁。它们的形成是由于由于温度倒置而被困在地表附近的污染物浓度极高。构成这些烟雾的许多成分不仅是呼吸道刺激物，而且是已知的致癌物。

光化学烟雾的开发有许多条件：

1.氮氧化物和挥发性有机化合物的来源。

2.一天中的时间是光化学烟雾数量的一个非常重要的因素。

•清晨的交通增加了氮氧化物(NOx)和过氧乙酰硝酸盐(PAN)的排放，因为人们开车上班。

•上午晚些时候，车辆逐渐减少，氮氧化物和挥发性有机化合物开始反应，形成二氧化氮，增加了二氧化氮的浓度。

•随着阳光在当天晚些时候变得更加强烈时，二氧化氮被细分，其副产物形成少量臭氧的浓度。

•与此同时，一些二氧化氮会与挥发性有机化合物(VOCs)发生反应，产生有毒化学物质。

•当太阳下山时，臭氧的产生就停止了。留在大气中的臭氧随后被几种不同的反应所消耗。

3.几种气象因素会影响光化学烟雾的信息。这些条件包括:

•降水可以缓解光化学烟雾，因为污染物用降雨冲出大气。

•风可以将光化学烟雾吹走，取而代之的是新鲜空气。然而，在受到污染的偏远地区可能会出现问题。

•逆温会增强光化学烟雾事件的严重性。正常情况下，在白天，地表附近的空气被加热，随着温度升高，空气上升，将污染物带到更高的海拔。然而，如果逆温产生，污染物就会被困在地球表面附近。温度逆温导致大气混合减少，因此减少污染物的垂直扩散。倒置可以持续几天到几周。

4.地形是影响雾霾事件严重程度的另一个重要因素。位于山谷的社区更容易受到光化学烟雾的影响，因为周围的山丘和山脉往往会减少气流，导致污染物浓度上升。此外，山谷对光化学烟雾很敏感，因为这些地区经常会出现相对强烈的逆温现象。

可能的解决方案

解决光化学烟雾问题的一个可能的办法是在全球范围内执行更严格的排放法律。许多国家对氮氧化物、二氧化碳和二氧化硫的法定限量有不同的法律。

例如，美国对二氧化碳的法定限额较低，而​​不是墨西哥，这只是美国的南部。我的观点是您可以从一个国家到另一个国家，并注意两层光化学烟雾之间的差异。如果世界要强制执行相同的法律烟雾水平，我们不必担心某些地方的烟雾浓度比其他人更多。

另一个可能的解决方案是为汽车提供一种更清洁的燃料。一些汽车已经在试验使用氢气、电力、太阳能，甚至是水。

问题是，这些汽车不在批量生产中，因此，离开世界依靠汽油/柴油作为主要来源。如果世界要更公开地接受氢气汽车或电动汽车并开发批量生产，我们将完全具有较低的光化学污染物

光化学烟雾可能是奥卡那根山谷的一个严重污染问题。奥肯那根符合产生光化学烟雾的所有必要条件，特别是在夏季。

在这段时间里，阳光充足，温度非常温暖，逆温现象很常见，可以持续许多天。奥卡那根谷也有一些非常重要的氮氧化物和挥发性有机化合物的来源，包括:

1.氮氧化物的高排放和挥发性​​有机化合物主要来自燃烧化石燃料的各种形式的运输。

2.林业和农业向大气中释放大量的氮氧化物和挥发性有机化合物。林业通过两种方式促进光化学烟雾的产生:燃烧伐木后的砍砍物;以及在木制品加工厂燃烧木屑废料。农业生产这些化学物质通过燃烧修剪和其他有机废物。

认为奥肯那根河不会受到大城市光化学烟雾问题的影响，这可能只是一厢情愿的想法。事实上，最近对地面臭氧的监测显示，这里的臭氧值与大陆下部相当。此外，为期4年(1985-1989年)的研究表明，奥卡那根河谷上空的臭氧水平有时比不列颠哥伦比亚省的低大陆高出近49%。

珀斯光化学烟雾研究，西部电力公司的共同努力和环境保护部（DEP），首次确定光化学烟雾在珀斯的问题。

1989年珀斯航空公司的光化学烟雾的测量开始于1989年，位于市中心15公里处的Caversham郊区的一个地点。尽管普遍认为珀斯是一个刮风的城市，因此不容易出现空气污染，但第一个测量夏天透露，该市有时受到烟雾层面的烟雾层，审视或超过了澳大利亚国家卫生和医学研究委员会建议的指导方针（NHMRC）。

1991年，西澳大利亚州能源委员会(SECWA，现为西部电力公司)寻求扩大其在珀斯中央商务区以北约40公里处的Pinjar运行的燃气涡轮发电站的容量。鉴于Caversham的数据，环境保护局表示担心，pinja的NOx排放增加可能会导致珀斯出现光化学烟雾问题，在那个阶段，这个问题的定义很模糊。

在Pinjar的发展情况下，SECWA对珀斯中的光化学烟雾形成和分布进行了研究，这是一个特定的结果，即确定Pinjar Power Station在该地区烟雾上的排放的影响。

鉴于DEP对城市空气质量相关的疑虑和责任，珀斯光化烟雾研究（PPS）由SECWA资助的共同经营和管理项目制定为一个联合运营和管理项目，并提供DEP贡​​献设施和科学专业知识。

珀斯光化学烟雾研究的主要目标是首次测量珀斯地区光化学烟雾浓度的大小和分布，并根据澳大利亚和国际标准进行评估，同时考虑到健康和其他环境影响。

该研究的监测和数据分析计划非常成功地确定珀斯烟雾的分布。珀斯地区在每年温暖的月期间经历光化学烟雾。平均而言，在1992年7月至1995年6月期间，每年有10天的时间，其中臭氧浓度高峰浓度超过珀斯地区的某些地方80亿（PPB）。

参考书目

1.Cope, M.C.和Ischtwan, 1995，“珀斯光化学烟雾研究，空气模拟组件”，环境保护署，1995年8月。

2.Minderly, Calvin, 1995，“光化学烟雾和奥卡那根山谷”，奥卡那根大学出版社，1995年6月7-8日。

3. Pidwirny，Michael，Gow，Tracy等。“光化学烟雾”，Microsoft Encarta 1996年多媒体百科全书。Microsoft Corporation，1996年。

4.Woodward, A.J., Calder, I., McMichael, A.J., Pisaniello, D., Scicchitano, R., Steer, K. and Guest, C.S., 1996, “Options for Revised Air Quality Goals for Ozone (Photochemical Oxidants)”, Project Report to the British Commonwealth Department of Health, Housing and Community Services, August 1993.