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光化學(xué)煙霧行成的過程
光化學(xué)煙霧形成過程簡述如下：清晨大量的碳?xì)浠衔锖蚇O由汽車尾氣及其他源排入大氣。由于晚間NO氧化的結(jié)果，已有少量NO2存在。當(dāng)日出時，NO2光解離提供原子氧，然后NO2光解反應(yīng)及一系列次級反應(yīng)發(fā)生，-OH開始氧化碳?xì)浠衔铮⑸梢慌?/span>自由基，它們有效地將NO轉(zhuǎn)化為NO2，使 NO2濃度上升，碳?xì)浠衔锛癗O濃度下降；當(dāng)NO2達(dá)到一定值時，O3開始積累，而自由基與NO2的反應(yīng)又使NO2的增長受到限制；當(dāng)NO向NO2轉(zhuǎn)化速率等于自由基與NO2的反應(yīng)速率時，NO2濃度達(dá)到極大，此時O3仍在積累之中； 當(dāng)NO2下降到一定程度時，就影響O3的生成量；當(dāng)O3的積累與消耗達(dá)成平衡時，O3達(dá)到極大。[7]
光化學(xué)煙霧的形成及其濃度，除汽車排氣中污染物的數(shù)量和濃度直接決定以外，還受太陽輻射強(qiáng)度、氣象以及地理等條件的影響。太陽輻射強(qiáng)度是一個主要條件， 太陽輻射的強(qiáng)弱，主要取決于太陽高度，即太陽輻射線與地面所成的投射角以及大氣透明度等。因此，光化學(xué)煙霧的濃度，除受太陽輻射強(qiáng)度的日變化影響外，還受該地的緯度、海拔高度、季節(jié)、天氣和大氣污染狀況等條件的影響。光化學(xué)煙霧是一種循環(huán)過程，白天生成，傍晚消失。污染區(qū)大氣的實測表明，一次污染物CH和NO的zui大值出現(xiàn)在早晨交通繁忙時刻，隨著NO濃度的下降，NO2濃度增大，O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強(qiáng)和NO2、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(xiàn)要晚4-5小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似。城市和城郊的光化學(xué)氧化劑濃度通常高于鄉(xiāng)村，許多鄉(xiāng)村地區(qū)光化學(xué)氧化劑的濃度增高，有時甚至超過城市。這是因為光化學(xué)氧化劑的生成不僅包括光化學(xué)氧化過程，而且還包括一次污染物的擴(kuò)散輸送過程，是兩個過程的結(jié)果。因此光化學(xué)氧化劑的污染不只是城市的問題，還是區(qū)域性的污染問題。短距離運(yùn)輸可造成O3的zui大濃度出現(xiàn)在污染源的下風(fēng)向，中尺度運(yùn)輸可使臭氧擴(kuò)散到上百公里的下風(fēng)向，如果同大氣高壓系統(tǒng)相結(jié)合可傳輸幾百公里。
在北緯60°～南緯60°間的一些大城市，都可能發(fā)生光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽光強(qiáng)烈的夏、秋季節(jié)。隨著光化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)生成物不斷蓄積，光化學(xué)煙霧的濃度不斷升高，約3h～4h后達(dá)到zui大值。這種光化學(xué)煙霧可隨氣流飄移數(shù)百公里，使遠(yuǎn)離城市的農(nóng)村莊稼也受到損害。