什么是大气光化学污染?

朱博说空气 发表于 2020-12-8 10:31
进入冬季小雪节气,城市气温持续降低。有时连日阴雨绵绵,空气倒是比较通透,视线比较好;而当太阳一露出头来,空气中就出现一种弥漫似的烟雾,远处的建筑楼群也只能看到个轮廓,仿佛只是一个简笔画。这种现象,实际是一种“光化学烟雾”污染。

光化学烟雾

对于光化学烟雾,“光”是引发污染现象的主要因素之一。在阳光光照下,大气中的化学气体开始进行化学反应,生成了细小的颗粒物,由于颗粒物的消光作用,进而影响了人的视野。

城市大气环境,各类污染源排放的气体进入环境往往难以察觉。例如发电厂、工厂、汽车等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等,其中碳氢化合物也往往称作VOC,即挥发性有机物。环境中有机类气体和酸性气体,在阳光(紫外光)作用下发生复杂的光化学反应可生成二次污染物,包括O3气体,及混合反应形成的有害烟雾。可见,这类污染是在阳光作用下,让大气中的看不见的“气相”污染气体,反应生成了非常微小的“颗粒相”烟雾。光化学烟雾本身是大气中PM2.5细颗粒物的一部分,随着在大气中成核、积聚、凝并、凝结、反应等,同时随着大气进行迁移、生长、破碎等变化。

形成要素

光化学污染现象,与各类燃烧源污染源直接排放煤烟等PM2.5颗粒物不同,这类污染形成需要在大气中具备阳光、VOC气体污染、NOx气体污染3个要素。显然阳光不是嗔怪的对象,城市中VOC和NOx本底浓度过高,才是真正的问题元凶。
在城市静稳天气下,大气光化学反应越充分,城市环境的灰霾效应越明显,大气的“可视距离”越短,对视觉的感官影响也越大。光化学烟雾可随气流漂移数百公里,可以扩散到周边城市和村镇。光化学污染对人群健康损害效应大,对动植物有影响,甚至对建筑材料也有影响,并且大大降低能见度影响交通出行。

健康效应

光化学烟雾积聚时,会使人眼和呼吸道受刺激或诱发各种呼吸道炎症,危害人体健康。对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜,引起眼睛红肿和喉炎。它的另一些危害与臭氧有关。当大气中臭氧浓度达到 200~ 300μg /m3时,会引发哮喘发作导致上呼吸道疾患恶化,使视觉敏感度和视力降低;浓度在400~1600μg /m3 时,只要接触两小时就会出现气管刺激症状,引起胸骨下疼痛和肺通透性降低,使肌体缺氧;浓度再高,就会出现头痛,并使肺部气道变窄,出现肺气肿等。
此外,光化学烟雾作为大气PM2.5的一部分,具有PM2.5污染所有慢性健康危害效应,包括呼吸性疾病、心脑血管疾病等直接或间接的健康风险。

污染防治

从技术路线讲,防治光化学污染可以控制环境中的阳光、NOx、VOC有机物。限制“阳光”显然是得不偿失,对大气污染气体有效防控是主要办法。目前我国各主要城市大气中,NOx和VOC的本底浓度都高,学者提出需要同时控制氮氧化合物、碳氢化合物排放,这是解决光化学污染的主要途径。我国各城市中汽车增长很快,然而燃油汽车同时排放NOx、VOC气体,因此控制汽车的尾气排放是一个重要任务。

结语

光化学污染现象,最早在1943年美国洛杉矾首次发生, 后来在日本东京和墨西哥城等也发生了光化学烟雾。近十几年年来,不仅在北京、上海、广州、深圳等城市频繁出现,各大型城市均观测到光化学污染的现象。可见,光化学污染是现代密集型城市的一种通病,一方面需要加强对大气环境的监测治理,另一方面需要人群的广泛重视和防护,从而有效保障人群健康。


什么是大气光化学污染?


参考文献
1.单志强,陈建华. 光化学烟雾的形成、危害及防治. 地质灾害与环境保护. 2003,14


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