★綠色追問——光化學煙霧
光化學煙霧是由於汽車尾氣和工業廢氣排放造成的,一般發生在濕度低、氣溫在24℃~32℃的夏季晴天的中午或午後。汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮被排放到大氣中後,在強烈的陽光紫外線照射下,會吸收太陽光所具有的能量。這些物質的分子在吸收了太陽光的能量後,會變得不穩定起來,原有的化學鏈遭到破壞,形成新的物質。這種化學反應被稱為光化學反應,其產物為含劇毒的光化學煙霧。
光化學煙霧的特征是煙霧呈藍色,具有強氧化性,能使橡膠開裂,刺激人的眼睛,傷害植物葉子,並使大氣能見度降低;其刺激物濃度的高峰在中午或午後;汙染區域往往在汙染的下風向幾十至幾百千米處。
光化學煙霧的形成條件是大氣中有氮氧化物和碳氫化合物存在,大氣濕度較低,而且有強的陽光照射。這樣在大氣中就會發生一係列複雜的反應,生成一些二次汙染物,如臭氧、醛、PAN等。光化學煙霧是一種循環過程,白天生成,傍晚消失。
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。因此,光化學氧化劑的汙染不隻是城市的問題,還是區域性的汙染問題。短距離傳輸可造成臭氧等的最大濃度出現在汙染源的下風向;中尺度傳輸可使臭氧等擴展至約100千米的下風向;如果同大氣高壓係統相結合可傳輸幾百千米。所以,一些鄉村地區也有光化學煙霧汙染的現象。
預防光化學煙霧主要是控製汙染源,減少氮氧化物和碳氫化合物的排放。氮氧化物的主要來源是燃煤,近70%來自於煤炭的直接燃燒,因此控製固定源的排放尤為重要。為此應采取以下措施:
(1)改善能源結構。推廣使用天然氣和二次能源,如煤氣、液化石油氣、電等,加強對太陽能、風能、地熱等清潔能源的利用。
(2)區域集中供熱發展區域集中供暖供熱,設立規模較大的熱電廠和供熱站,取締市區矮小煙囪。
(3)推廣燃煤電廠煙氣脫氮技術。如選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法和吸收法。選擇性催化還原法是以金屬鉑的氧化物作為催化劑,以氨、硫化氫和一氧化碳等作為還原劑,選擇最佳脫硝反應溫度,將煙氣中的氮氧化物還原為氮氣。非選擇性催化還原法與選擇性催化還原法不同的是非選擇性控製一定的反應溫度,在將煙氣中的氮氧化物還原為氮氣的同時,一定量的還原劑還與煙氣中的過剩氧發生反應。吸收法是利用特定的吸收劑吸收煙氣中的一氧化氮。根據所使用的吸收劑,可分為堿吸收法、熔融鹽吸收法和稀硝酸吸收法。
(4)利用化學抑製劑。使用化學抑製劑目的是消除自由基,以抑製鏈式反應的進行,從而控製光化學煙霧的形成。人們發現二乙基羥胺、苯胺、二苯胺、酚等對氫氧自由基有不同的抑製作用,尤其是二乙基羥胺對光化學煙霧有較好的抑製作用。在大氣中噴灑0.05毫克/千克的二乙基羥胺,能有效抑製光化學煙霧,利於環保。但在使用的過程中,要注意抑製劑對人體和動植物的毒害作用,並注意防止抑製劑產生二次汙染。
(5)減少機動車尾氣的排放。一氧化氮和碳氫化合物的另一個重要來源是機動車尾氣的排放。當燃料在發動機汽缸裏進行燃燒時,由於內燃機所用的燃料中含有碳、氫、氧之外的雜質,使得內燃機的燃燒不完全,排放的尾氣中含有一定量的一氧化碳、碳氫化合物、一氧化氮、微粒物質和臭氣(甲醛、丙烯醛等)。碳氫化合物成分複雜,含有強致癌物質。因此控製機動車尾氣排放對於預防光化學煙霧有很大的積極作用。