光化学污染及其研究方向

第一篇：光化学污染及其研究方向

光化学污染及其研究方向

------李亚城

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简史

20世纪40年代，美国加利福尼亚州洛杉矶就发生过这种大气污染现象。1951年A.J.哈根最先指出臭氧(O3)是氮氧化物、碳氢化合物和空气的混合物通过光化学反应形成的。以后F.W.温特发现O3与不饱和烃（如汽车废气中的烃类）的化学反应产物跟洛杉矶烟雾有相同的伤害效应。美国斯坦福研究所的学者指出，形成O3的活性有机化合物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的废气。因此，O3的浓度升高是光化学烟雾污染的标志。50年代以来，光化学烟雾污染事件在美国其他城市和世界各地相继出现，如日本、加拿大、德意志联邦共和国、澳大利亚、荷兰等国的一些大城市都发生过。1974年以来，中国兰州的西固石油化工区也出现光化学烟雾。近年来，一些乡村地区也有光化学烟雾污染的迹象。日益严重的光化学烟雾问题，逐渐引起人们的重视。人们对于光化学烟雾的发生源、发生条件、反应机理和模式，对生物体的毒性，以及光化学烟雾的监测和控制技术等方面进行了广泛的研究。世界卫生组织和美国、日本等许多国家已把臭氧或光化学氧化剂【臭氧、二氧化氮(NO2)、过氧乙酰硝酸酯(PAN)及其他能使碘化钾氧化为碘的氧化剂的总称】的水平作为判断大气环境质量的标准之一，并据以发布光化学烟雾的警报。

产生

大气中的氮氧化物与碳氢化合物经过紫外线照射发生反应就形成了光化学烟雾。通常所有这些都是高度易反应并/或氧化，因此光化学烟雾被认为是现代工业化的难题。而大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中的转化。其中，以汽车尾气为主要来源。

化学反应过程

形成臭氧的活性有机物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的尾气。通过对光化学烟雾形成的模拟实验，已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程：

1、污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。

化学式：NO2==NO+O（条件为光照）O+O2==O32NO+O2==2NO2分析：2NO2（排放的）==2NO[（3）式中有用）]+2O[（2）式中有用）]（条件为光照）2O[（1）式中的O]+2O2（空气中的）==2O3（刺激性气体）

2NO[（1）式中的NO]+O2==2NO2（生成NO2，开始继续反应）

综合一下：3O2==2O3（光照，NO2））

2、碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。

3、过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O3和PAN等的生成。光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。

光化学烟雾与大气物理

光化学烟雾的形成及其浓度，除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外，还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。太阳辐射强度是一个主要条件，太阳辐射的强弱，主要取决于太阳的高度，即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外，还受该地的纬度、海拔高度、季节、天气和大气污染状况等条件的影响。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。污染区大气的实测表明，一次污染物CH和一氧化氮的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大，O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和NO2、HC浓度降低而积聚起来。它们的峰值一般要比NO峰值的出现要晚4~5小时。二次污染物PAN浓度随时间的变化与臭氧和醛类相似。城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但2005年后发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。因此光化学氧化剂的污染不只是城市的问题，而且是区域性的污染问题。短距离运输可造成臭氧的最大浓度出现在污染源的下风向，中尺度运输可使臭氧扩散到上百公里的下风向，如果同大气高压系统相结合可传输几百公里。

特征

光化学烟雾的表现特征是烟雾弥漫，烟雾呈蓝色，大气能见度降低。光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低、大气温度较低，气温为24～32℃的夏季晴天，污染高峰出现在中午或稍后。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。污染区大气的实测表明，一次污染物HC及一氧化氮(NO)的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大。O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和O3、HC浓度降低而积聚起来。它们的峰值一般要比NO峰值的出现延迟约 4～5个小时。二次污染物PAN浓度随时间的变化同O3和醛类相似。城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但近几年发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。因此光化学氧化剂的污染不只是城市的问题，而且是区域性的污染问题。短距离传输可造成O3的最大浓度出现在污染源的下风向，中尺度传输可使O3烟羽扩展至约百公里的下风向，如果同大气高压系统相结合可传输几百公里。

研究方法

光化学烟雾是在复杂的体系中产生的，气象条件（大气的稳定度、风向、风速、湿度、阳光通量等）、污染物状况(成分、含量、排放)和化学反应等都起重要作用。因此，要弄清光化学烟雾的形成机理和污染规律,除了实测受污染地区大气中污染物浓度外,还要把化学反应从复杂的气象条件中分离出来。为此，设计制成了各种类型的光化学烟雾模拟箱（室），在可以控制温度、相对湿度的条件下，用适当强度的阳光照射一次污染物来模拟大气中的化学过程，并通过化学反应模式的研究得出由一次污染物形成光化学氧化剂的反应机理。近年来，在实测和烟雾箱研究的基础上，发展了模拟模式的研究，将扩散、输送、化学转化和沉降等过程同大气质量以及污染源之间的关系，用数学模式表示出来，以预测各种气象条件下污染物的成分和浓度在时间、空间上的变化,以及对大气质量的影响，据此寻求控制光化学烟雾的措施。

主要危害

光化学烟雾的成分非常复杂，具有强氧化性，刺激人们眼睛和呼吸道黏膜，伤害植物叶子，加速橡胶老化，并使大气能见度降低。对人类、动植物和材料有害的主要是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。有害影响主要表现在以下几个方面：①损害人和动物的健康。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。臭氧是一种强氧化剂，在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层，刺激下气道黏膜，引起化学变化，其作用相当于放射线，使染色体异常，使红血球老化。PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用，其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。PAN 还是造成皮肤癌的可能试剂。在1943年美国洛杉矶发生的首宗事件曾引起400多人死亡。光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。在美国加利福尼亚州，由于光化学烟雾的作用，曾使该州3/4的人发生红眼病。日本东京1970年发生光化学烟雾时期，有2万人患了红眼病。研究表明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯（PAN）是一种极强的催泪剂，其催泪作用相当于甲醛的200倍。另一种眼睛强刺激剂是过氧苯酰硝酸酯（PBN），它对眼的刺激作用比PAN大约强100倍。空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。

②影响植物生长。臭氧影响植物细胞的渗透性，可导致高产作物的高产性能消失，甚至使植物丧失遗传能力。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。

③影响材料质量。光化学烟雾会促成酸雨形成，造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机器受腐蚀，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。光化学烟雾也会加速橡胶制品的老化和龟裂，腐蚀建筑物和衣物，缩短其使用寿命。④降低大气的能见度。光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低，视程缩短。这主要是由于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶颗粒大小一般多在0.3～1.0μm范围内。由于这样大小的颗粒实际上不易因重力作用而沉降，能较长时间悬浮于空气中，长距离迁移；它们与人视觉能力的光波波长相一致，且能散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见度。因而妨害了汽车与飞机等交通工具的安全运行，导致交通事故增多。

预防措施

工业上，较好的措施是对煤进行加工，改进燃烧技术，同时改进生产工艺，对污染物进行后处理及合理排放。使用前对煤进行脱硫加工，并尽可能除去灰分;使用过程中，通过对锅炉进行适当改进，同时加人固硫剂，可减少烟尘利二氧化硫的发生量;最后，对废气进行综合利用后，对不能利用的进行无害处理后再进行排放。对于生活燃煤，除了对煤迹行加工外，比较好的措施是改进用能和供能方式，采用集中供热、城市燃气化。集中供热和城市燃气化，是城市节能和综合整治的重要内容，能有效地改善城市大气环境质量，减少室内空气污染。

此外，重点研究改革燃料和改进汽车设备结构，试制无公害汽车和发展高效交通系统。具体举措为:

(1)改革燃料。采用液化天然气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料和无铅汽油来代替有铅汽油作为汽车燃料，是减少汽车尾气污染的有效措施。采用天然气作燃料，在燃烧时不仅排出的污染物极少，没有气味，没有铅化物，而且噪声很小，从而减少发生光化学烟雾污染的可能性。

(2)改进汽车设备结构。汽车尾气污染的防治，除提高汽油燃烧质量外，关键在于改进发动机的燃烧设计。美国福特公司制成一种“层化加油”发动机，它改变了燃烧室的设计和燃料注人系统的设计，从而减少废气的排出。日本本田摩托车研制出三台层状燃烧的汽缸，它能使汽油与空气的比例降到1:20，使排气中氮氧化物减少2/3，一氧化碳、碳氢化合物几乎减少一半以上。这两种发动机，一种是减少基质的浓度，一种是减少引发物质的浓度，其结果都是使光化学烟雾产生的可能性降低。

(3)研究无公害汽车和发展高效交通系统。从发展远景来看，国外正在大力发展无公害汽车如电子汽车、电动汽车和蒸汽汽车等。通过发展高效率城市交通系统以代替市内汽车。这些都是减少汽车尾气排放和防止光化学烟雾污染城市大气的重要措施通过改进发动机结构和运行条件能有效减少污染物的发生但现阶段这些措施仍不可能使尾气达到直接排放的要求，还必须进行废气净化处理。一氧化碳和碳氢化物的净化，可用热反应法或催化氧化法来达到目的。至于氮氧化物，采用三元催化的方法可达到净化目的。

另外，大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者，氧气的天然加工厂，在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用，不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力，从而达到净化空气的效果。世界卫生组织(WHO)和美国、日本等许多国家已经把臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大气环境质量的指标之一，并据以发布光化学烟雾的警报。城市空气污染与经济发展水平密切相关，我国正处快速发展时期，城市空气污染已经成为一个重要的环境问题。为防止光化学烟雾的爆发，除了采取上述方法外，还必须采取行政命令干涉的手段才能有较好的效果。近年来我国在预防和治理光化学烟雾上也采取了一系列综合性措施，其中包括制定法规，在污染严重的大中城市，制定了严格的大气质量标准和各类汽车尾气排放标准，引导、鼓励发展天然气汽车和电动汽车。同时，要提高汽车质量，推广无铅化汽油。1996年九月中旬，我国南京市绿色出租汽车公司，专门从上海大众汽车制造厂订购了200辆“环保型出租车”，这种出租车使用洁净的液化气作为燃料，从而使汽车尾气排放造成的污染大大降低。使用天然气汽车和电动汽车也是我国下世纪实现可持续发展战略的必要选择。我觉得我国城市的光化学烟雾污染应从以下几个方面进行控制：一是在新建城市的用地规划上尽量避免大气扩散条件较差的山谷或盆地等地形，大力改善现有城市的交通基础设施，增强绿化，拓宽马路，新建高架桥，消除堵车现象。二是加强有效的环保法规干预。欧洲目前已有15个国家实施了新的城市环保法规。1995年初，英国政府宣布在全国23个城市设立永久性的道旁废气监测系统，超标车辆将被责令立即停驶，并罚款2500英镑。三是改革燃料。据统计，目前全球有60%以上的汽车发动机使用无铅汽油，其中日本与巴西已全部使用无铅汽油；加拿大从1989年12月1日起市场只供应无铅汽油，美国汽油90%无铅；瑞典汽油56%无铅。各国还加紧开发以清洁能源为动力的低污染汽车技术，以促使其早日实用化。四是改善公共交通，控制汽车的数量和密度。欧洲的荷兰、丹麦、英国、德国等国先进一步，而美国的洛杉矶市扩大公共运输系统，使该市每天车流量减少了9万辆，汽车废气排放量由此而减少了50%。做好以上四个方面，我想我国的光化学烟雾污染程度会有明显的下降。主要事例

1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件。此后，在北美、日 本、4澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究,直到1958年才发现，这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的，这些汽车每天消耗约1600吨汽油，向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物。这些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟雾事件。1970年，美国加利福尼亚州发生光化学烟雾事件，农作物损失达2500多万美元。1971年，日本东京发生了较严重的光化学烟雾事件，使一些学生中毒昏倒。与此同时，日本的其他城市也有类似的事件发生。此后，日本一些大城市连续不断出现光化学烟雾。日本环保部门经对东京几个主要污染源排放的主要污染物进行调查后发现，汽车排放的CO、NOx、HC三种污染物约占总排放量的80%。1997年夏季，拥有80万辆汽车的智利首都圣地亚哥也发生光化学烟雾事件。由于光化学烟雾的作用，迫使政府对该市实行紧急状态：学校停课、工厂停工、影院歇业，孩子、孕妇和老人被劝告不要外出，使智利首都圣地亚哥处于“半瘫痪状态”。在北美、英国、澳大利亚和欧洲地区也先后出现这种烟雾。

洛杉矶光化学烟雾事件。洛杉矾位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，是个阳光明媚，气候温暖，风景宜人的地方。早期金矿、石油和运河的开发，加之得天独厚的地理位置，使它很快成为了一个商业、旅游业都很发达的港口城市。洛杉矾市很快就变得空前繁荣，著名的电影业中心好莱坞和美国第一个“迪斯尼乐园”都建在了这里。城市的繁荣又使洛杉矾人口剧增。白天，纵横交错的城市高速公路上拥挤着数百万辆汽车，整个城市仿佛是一个庞大的蚁穴。然而好景不长，从40年代初开始，人们就发现这座城市一改以往的温柔，变得“疯狂”起来。每年从夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就会出现一种弥漫天空的浅蓝色烟雾，使整座城市上空变得浑浊不清。这种烟雾使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛。1943年以后，烟雾更加肆虐，以致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产。仅19550－1951年，美国因大气污染造成的损失就达15亿美元。1955年，因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人；1970年，约有75%以上的市民患上了红眼病。这就是最早出现的新型大气污染事件——光化学烟雾污染事件。光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，一般发生在湿度低、气温在24－32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物为含剧毒的光化学烟雾。洛杉矾在40年代就拥有250万辆汽车，每天大约消耗1100吨汽油，排出1000多吨碳氢化合物，3O0多吨氮氧化合物，700多吨一氧化碳。另外，还有炼油厂、供油站等其他石油燃烧排放，这些化合物被排放到阳光明媚的洛杉矶上空，不啻制造了一个毒烟雾工厂。中国情况。20世纪90年代之后，随着工业的迅猛发展，中国汽车油耗增高，污染控制水平较低，以致造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道氮氧化物（NOX）和一氧化碳（CO）严重超过国家标准，汽车污染已成为主要的空气污染物，一些城市汽车排放浓度严重超标，已具有发生光化学烟雾的潜在危险。上海的汽车尾气污染已跃居大气污染的首位。1996年上海机动车的一氧化碳（CO）排放量为38万T，碳氢化合物(HC)排放量为10万T，氮氧化物(NOX)排放量为8.15万T，铅排放量为123T。其中，中心城市大气中86%的一氧化碳、96%的碳氢化合物和56%的氮氧化合物来自汽车尾气。2007年末，有关专家认为，按照上海的发展趋势，如果不采取有效措施加以控制，在特定的气象条件下，光化学烟雾的事件随时都有可能发生。广州大气污染经历了从1986年至1991年的煤烟型与机动车污染型共存阶段后，1997年90万辆机动车终于使广洲大气污染类型变成氧化型。汽车尾气排放的氮氧化物已从20世纪80年代后期的64%上升至2007年的80%，一氧化碳则从6成增加到9成。正是由于汽车尾气的污染，1993年将行驶至岗顶交叉路口的一车小学生“熏”晕、呕吐，急送医院抢救。

5汽车排放的尾气使连续6年稳坐全国“城考”前10名的广州市，1996年降至全国“城考”的第14位。1997年以后的近10年，武汉市大气环境中的氮氧化物含量总体呈上升趋势。“八五”期间氮氧化物的浓度比“七五”期间上升18%，1995年日均值比1990年上升60%，比1986年上升70%以上。武汉汽车拥有量增长过快，促进了氮氧化物浓度的迅速升高。针对汉口航空路1993年监测出氮氧化物严重超标的情况，权威人士分析，这次大气中氮氧化物等污染物含量浓度比英国伦敦发生的光化学烟雾事件时还高，如果遇到不利的天气情况，其后果将难以想象。随着中国汽车拥有量的激增，大城市氮氧化物污染逐渐加重，发生光化学烟雾的可能性越来越大。据有关专家介绍：1997年，中国大气污染的比例约为5%左右，但到了2007年，一些城市的交通干道比例达到40%以上。尤其是北京、广州、沈阳、西安等大城市，已属于由煤烟型向综合型过渡的类型。据中国国家环境保护局《一九九六年环境质量通报》，中国大城市氮氧化物污染逐渐加重。1996年，中国污染较为严重的大城市是广州、北京、上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州等。从整体上看，氮氧化物污染突出表现在人口为100万以上的大城市或特大城市中。据测算，中国汽车拥有量2000年已达到1800~2100万辆，2021年将达到4400~5000万辆。若论及汽车尾气污染等因素，NOX和CO排放量2000年已分别达到119万T和1412万T，2010年将分别达到228万T和2476万T。这就为光化学烟雾的发生和发展，创造了一定的外部条件，进而导致严重的汽车尾气影响环保事件的发生。光化学烟雾可以说是工业发达、汽车拥挤的大城市的一个隐患。20世纪50年代以来，世界上很多城市都不断发生过光化学烟雾事件。光化学烟雾的形成机理十分复杂，其主要污染物来自汽车尾气。因此，目前人们主要在改善城市交通结构、改进汽车燃料、安装汽车排气系统催化装置等方面做着积极的努力，以防患于未然。到2008年止，中国还没有发生过像美国、日本等国家那样严重的光化学烟雾事件，这是因为烟雾与气候和阳光有关，只要有充足的阳光，干燥的气候，加上汽车尾气的排放和污染，就会具备形成光化学烟雾的外部条件。在以北京、太原、上海、南京、成都为中心的重污染地区，污染指数随时都可能处在发生光化学烟雾事件的危险之中。因此，迫切需要中国有关部门采取各种有效的措施，制定严格的环保法规，加大治理汽车尾气污染的力度，避免光化学烟雾事件在我国发生和蔓延。这亦应该成为汽车设计、制造、流通、使用部门引起高度重视的警觉，以保护中国的环境和人类生存条件。6

第二篇：大气污染光化学反应研究的热点问题

大气污染光化学反应研究的热点问题环境科学与工程学院环境工程20121343011孙富兰

一．简介 光化学污染指光化学烟雾造成的污染。流动源和固定源排入大气的氮氢化物和碳氢化合物等一次污染物，经过太阳照射，各种污染物之间发生相互反应，生成臭氧、醛类等二次污染物，它们在大气中是一种有刺激性的、浅蓝色混合型烟雾。光化学烟雾不仅影响人体健康，而且对植物也有一定的损害，同时还降低大气的能见度。光化学污染是出现在以汽油作动力燃料之后的一种新型污染物，约1944年左右出现在美国第三大城市洛杉矶。自20世纪50年代以来，光化学污染在世界各地不断出现，已成为一个世界性的问题，引起了人们的关注。在交通车辆高度发展的地区，在排放氮氢化物和碳氢化合物的工厂比较集中的工业区，都有必要警戒光化学污染问题。光化学烟雾是由二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳和碳氢化合物等一次污染物及它们在一定条件下反应产生的二次污染物——臭氧、过氧乙酰硝酸酯PAN、醛等混合而成的。其主要成分是臭氧、醛类、过氧乙酰基硝酸酯、烷基硝酸盐、酮等一系列氧化剂。

污光化学烟雾的形成及其浓度，除直接决定于汽车排气中污染物的数量和浓度以外，还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。太阳辐射强度是一个主要条件，太阳辐射的强弱，主要取决于太阳的高度，即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外，还受该地的纬度、海拔高度、季节、天气和大气污染状况等条件的影响。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。污染区大气的实测表明，一次污染物CH和一氧化氮的最大值出现在早晨交通繁忙时刻，随着NO浓度的下降，NO2浓度增大，O3和醛类等二次污染物随着阳光增强和NO2、HC浓度降低而积聚起来。它们的峰值一般要比NO峰值的出现要晚4~5小时。二次污染物PAN浓度随时间的变化与臭氧和醛类相似。城市和城郊的光化学氧化剂浓度通常高于乡村，但2005年后发现许多乡村地区光化学氧化剂的浓度增高，有时甚至超过城市。这是因为光化学氧化剂的生成不仅包括光化学氧化过程，而且还包括一次污染物的扩散输送过程，是两个过程的结果。因此光化学氧化剂的污染不只是城市的问题，而且是区域性的污染问题。短距离运输可造成臭氧的最大浓度出现在污染源的下风向，中尺度运输可使臭氧扩散到上百公里的下风向，如果同大气高压系统相结合可传输几百公里。染源条件

物质要素：氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（CxHy）等。

气象条件

①强烈光照（NO2的光解需290-420nm的光，因此，夏季比冬季可能性大，一天中中午前后光线最强时出现“烟雾”的可能性大。）

②低风速、低湿度、逆温天气。洛杉矶是每年5月～10月（1943年）。总之，天气晴朗、高温、低湿和有逆温风力不大时。

地理条件

太阳辐射强度是一个主要条件，太阳辐射的强弱，主要取决于太阳的高度，即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外，还受该地的纬度、海拔高度、季节、天气等条件的影响。经过研究表明,在北纬60度～南纬60度之间的一些大城市，都可能发生光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。随着光化学反应的不断进行，反应生成物不断蓄积，光化学烟雾的浓度不断升高，约3~4h后达到最大值。

相关危害

光化学烟雾的特征是烟雾呈蓝色，具有强氧化性，其高峰出现在有强阳光照射的中午或稍后，傍晚消失，污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处。其主要成分：O3，PAN，醛类对动植物和建筑物伤害更是大，人和动物受到光化学烟雾主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常、胸疼、恶心、疲乏、气喘咳嗽等症状，严重者也有死亡的危险。O3，PAN等还能造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色并损坏油漆涂料，纺织纤维和塑料制品等等。

经过研究表明，在北纬60度～南纬60度之间的一些大城市，都可能发生光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。随着光化学反应的不断进行，反应生成物不断蓄积，光化学烟雾的浓度不断升高，约3～4h后达到最大值。这种光化学烟雾可随气流飘移数百公里，使远离城市的农村庄稼也受到损害。

光化学烟雾的成分非常复杂，具有强氧化性。有害影响主要表现在以下几个方面：①损害人和动物的健康。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。臭氧是一种强氧化剂，在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层，刺激下气道黏膜，引起化学变化，其作用相当于放射线，使染色体异常，使红血球老化。PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用，其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。PAN 还是造成皮肤癌的可能试剂。在1943年美国洛杉矶发生的首宗事件曾引起400多人死亡。光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。在美国加利福尼亚州，由于光化学烟雾的作用，曾使该州3/4的人发生红眼病。日本东京1970年发生光化学烟雾时期，有2万人患了红眼病。研究表明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯（PAN）是一种极强的催泪剂，其催泪作用相当于甲醛的200倍。另一种眼睛强刺激剂是过氧苯酰硝酸酯（PBN），它对眼的刺激作用比PAN大约强100倍。空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。

②影响植物生长。臭氧影响植物细胞的渗透性，可导致高产作物的高产性能消失，甚至使植物丧失遗传能力。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。

③影响材料质量。光化学烟雾会促成酸雨形成，造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机器受腐蚀，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。光化学烟雾也会加速橡胶制品的老化和龟裂，腐蚀建筑物和衣物，缩短其使用寿命。

④降低大气的能见度。光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低，视程缩短。这主要是由于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶颗粒大小一般多在0.3～1.0μm范围内。由于这样大小的颗粒实际上不易因重力作用而沉降，能较长时间悬浮于空气中，长距离迁移；它们与人视觉能力的光波波长相一致，且能散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见度。因而妨害了汽车与飞机等交通工具的安全运行，导致交通事故增多。

二．关键机理

大气中的氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)等一次污染物在阳光照射下发生一系列光化学反应，生成O3、PAN、高活性自由基、醛、酮等二次污染物，人们把参与反应过程的这些一次污染物和二次污染物的混合物(气体和颗粒物)所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。

光化学烟雾的形成必须具备一定的条件【2】，如前体污染物、气象条件、地理条。(a)污 染 物条件:光化学烟雾的形成必须要有NO,、碳氢化合物等污染物的存在。

(b)气 象 条 件:光化学烟雾发生的气象条件是太阳辐射强度大、风速低、大气扩散条件差且存在逆温现象等。

(c)地 理 条 件:光化学烟雾的多发地大多数是在比较封闭的地理环境中，这样就造成了NOx，碳氢化合物等污染物不能很快的扩散稀释，容易产生光化学烟雾。

由于光化学烟雾是发生在十分复杂的体系中，气象条件、污染物的排放量、种类等多变因素，均影响光化学烟雾的形成。为了排除大气条件、污染物种类复杂等因素，研究人员发明了烟雾箱实验，即在一大容器内，通人含碳氢和氮氧化物的反应气体，在人工紫外线照射下，模拟大气光化学反应。从模拟试验可确定光化学烟雾的主要反应机理。

(a)NOx的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应。

N02 + hν→ NO + O(1)

生成 的原子态氧，活性很大，能和空气中的02反应，生成氧化性极强的03。

O + O2 + M → 03 + M(2)

式中M代表促使O3形成的大气中的其它分子(可以是N2或02)。由于O3的强氧化性，通常情况下又会立即与初始存在或反应生成的NO反应。

NO + O3 → NO2 + 02(3)

因此，O3浓度并不增加，还不能形成光化学烟雾。

(b)而当污染大气中存在碳氢化合物时，后者可被0，03，NO2氧化生成一系列自由基。碳氢化合物对光化学反应的活性中烯烃的反应活性最高。因此，以烯烃为例介绍。CxH2x(烯烃)+ O → R·(烃 类含氧自由基)+ O＝RC·(酞基自由基)(4)

CxH2x + 03 → O＝RC·RC(H)＝O + RO·(径类含氧自由基)(5)

R·02 → ROO·(烷基过氧自由基)(6)

O＝RC·02 → RC(O)一O一O·(过氧酞基自由基)(7)

(c)过 氧 化基引起NO向NO:的转化，导致了PAN等强氧化剂的生成，并且在此过程中，03无需在NO → NO2中消耗，故得以积累下来。

ROO· + NO → NO2 + RO·(8)

RC(O)一O一O·+ NO2 → RC(O)一O一O＝N02(9)

(过氧乙酞硝酸醋，即PAN)

自由基的反应代替了反应3中的03将NO氧化为NO2，因而由反应(2)产生的03不再消耗。而大部分的自由基经过一系列反应转化成为PAN。

三．未来需解决的问题 光化学烟雾是在复杂的体系中产生的，气象条件（大气的稳定度、风向、风速、湿度、阳光通量等）、污染物状况(成分、含量、排放)和化学反应等都起重要作用。因此，要弄清光化学烟雾的形成机理和污染规律,除了实测受污染地区大气中污染物浓度外,还要把化学反应从复杂的气象条件中分离出来。为此，设计制成了各种类型的光化学烟雾模拟箱（室），在可以控制温度、相对湿度的条件下，用适当强度的阳光照射一次污染物来模拟大气中的化学过程，并通过化学反应模式的研究得出由一次污染物形成光化学氧化剂的反应机理。近年来，在实测和烟雾箱研究的基础上，发展了模拟模式的研究，将扩散、输送、化学转化和沉降等过程同大气质量以及污染源之间的关系，用数学模式表示出来，以预测各种气象条件下污染物的成分和浓度在时间、空间上的变化,以及对大气质量的影响，据此寻求控制光化学烟雾的措施。

工业上，较好的措施是对煤进行加工，改进燃烧技术，同时改进生产工艺，对污染物进行后处理及合理排放。使用前对煤进行脱硫加工，并尽可能除去灰分;使用过程中，通过对锅炉进行适当改进，同时加人固硫剂，可减少烟尘利二氧化硫的发生量;最后，对废气进行综合利用后，对不能利用的进行无害处理后再进行排放。对于生活燃煤，除了对煤迹行加工外，比较好的措施是改进用能和供能方式，采用集中供热、城市燃气化。集中供热和城市燃气化，是城市节能和综合整治的重要内容，能有效地改善城市大气环境质量，减少室内空气污染。

此外，重点研究改革燃料和改进汽车设备结构，试制无公害汽车和发展高效交通系统。具体举措为:

(1)改革燃料。采用液化天然气、氢气、液化煤气与柴油的混合燃料和无铅汽油来代替有铅汽油作为汽车燃料，是减少汽车尾气污染的有效措施。采用天然气作燃料，在燃烧时不仅排出的污染物极少，没有气味，没有铅化物，而且噪声很小，从而减少发生光化学烟雾污染的可能性。

(2)改进汽车设备结构。汽车尾气污染的防治，除提高汽油燃烧质量外，关键在于改进发动机的燃烧设计。美国福特公司制成一种“层化加油”发动机，它改变了燃烧室的设计和燃料注人系统的设计，从而减少废气的排出。日本本田摩托车研制出三台层状燃烧的汽缸，它能使汽油与空气的比例降到1:20，使排气中氮氧化物减少2/3，一氧化碳、碳氢化合物几乎减少一半以上。这两种发动机，一种是减少基质的浓度，一种是减少引发物质的浓度，其结果都是使光化学烟雾产生的可能性降低。

(3)研究无公害汽车和发展高效交通系统。从发展远景来看，国外正在大力发展无公害汽车如电子汽车、电动汽车和蒸汽汽车等。通过发展高效率城市交通系统以代替市内汽车。这些都是减少汽车尾气排放和防止光化学烟雾污染城市大气的重要措施通过改进发动机结构和运行条件能有效减少污染物的发生但现阶段这些措施仍不可能使尾气达到直接排放的要求，还必须进行废气净化处理。一氧化碳和碳氢化物的净化，可用热反应法或催化氧化法来达到目的。至于氮氧化物，采用三元催化的方法可达到净化目的。

另外，大面积地植树造林绿色植物是二氧化碳的消耗者，氧气的天然加工厂，在调节大气中的二氧化碳的平衡上起着无可替代的作用，不同的植物对二氧化硫、氟化氢、氯气、氨气、氯化氢、光化学烟雾、放射线等有不同的吸收能力，从而达到净化空气的效果。世界卫生组织(WHO)和美国、日本等许多国家已经把臭氧和光化学氧化剂的水平作为判断大气环境质量的指标之一，并据以发布光化学烟雾的警报。城市空气污染与经济发展水平密切相关，我国正处快速发展时期，城市空气污染已经成为一个重要的环境问题。为防止光化学烟雾的爆发，除了采取上述方法外，还必须采取行政命令干涉的手段才能有较好的效果。近年来我国在预防和治理光化学烟雾上也采取了一系列综合性措施，其中包括制定法规，在污染严重的大中城市，制定了严格的大气质量标准和各类汽车尾气排放标准，引导、鼓励发展天然气汽车和电动汽车。同时，要提高汽车质量，推广无铅化汽油。1996年九月中旬，我国南京市绿色出租汽车公司，专门从上海大众汽车制造厂订购了200辆“环保型出租车”，这种出租车使用洁净的液化气作为燃料，从而使汽车尾气排放造成的污染大大降低。使用天然气汽车和电动汽车也是我国下世纪实现可持续发展战略的必要选择。我觉得我国城市的光化学烟雾污染应从以下几个方面进行控制：一是在新建城市的用地规划上尽量避免大气扩散条件较差的山谷或盆地等地形，大力改善现有城市的交通基础设施，增强绿化，拓宽马路，新建高架桥，消除堵车现象。二是加强有效的环保法规干预。欧洲目前已有15个国家实施了新的城市环保法规。1995年初，英国政府宣布在全国23个城市设立永久性的道旁废气监

测系统，超标车辆将被责令立即停驶，并罚款2500英镑。三是改革燃料。据统计，目前全球有60%以上的汽车发动机使用无铅汽油，其中日本与巴西已全部使用无铅汽油；加拿大从1989年12月1日起市场只供应无铅汽油，美国汽油90%无铅；瑞典汽油56%无铅。各国还加紧开发以清洁能源为动力的低污染汽车技术，以促使其早日实用化。四是改善公共交通，控制汽车的数量和密度。欧洲的荷兰、丹麦、英国、德国等国先进一步，而美国的洛杉矶市扩大公共运输系统，使该市每天车流量减少了9万辆，汽车废气排放量由此而减少了50%。做好以上四个方面，我想我国的光化学烟雾污染程度会有明显的下降。

参考文献：

1.《污染防治技术》

2．《现代光化学》

3.《 光化学原理 》

4.《环境科学大辞典》;江苏省环境科学学会 化学工业出版社巴尔特洛甫中国环境科学出版社中国环境科学学会

第三篇：相关研究方向

（十一）伽玛氨基丁酸相关疾患共病的系统生物学研究

采用遗传影像学、神经生物学、神经药理学、受体分子结构生物学及药物设计、高通量测序技术、生物信息学及系统生物学的多学科交叉方式，从遗传学及表观遗传学变异与微进化、伽玛氨基丁酸神经递质的传统中枢表达及外周组织器官的“异位”表达、伽玛氨基丁酸介导的抑制性神经环路调控及其与其他神经递质系统的相互关系、生物学系统模块调控网络等多级水平，研究伽玛氨基丁酸系统在重大神经精神疾患及其他常见复杂疾病发生中的共性机理。从而为相关复杂疾病及其共病问题的有效诊治，提供理论指导。

（十四）脑科学研究

开展以下研究：1.光控大脑技术研发和应用，包括微米尺度的光电极修饰、加工；神经环路标记；光调控的电生理等；2.脑疾病动物模型的建立，包括精神分裂症，癫痫，自闭症，脑中风等；3.应用光控大脑技术研究精神分裂症、自闭症等神经环路层面的发生机制和治理机制；4.结合神经信息处理技术，研发临床脑疾病神经调控的技术和器件，用于疾病的早期诊断和干预。

（九）基因筛查技术

开展基因筛查技术用于优生优育、骨创伤康复治疗、抗衰老医学等研究。

（十）老年病及老年保健产品

开展老年痴呆早期诊断技术及药物开发等研究。

第四篇：光化学分析总结

班级：20101311

学号：2010236154

姓名：蔡晓红

光化学分析

一、原子发射光谱法

基本原理：物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子M*，原子由激发态回到基态（或较低能级）时，若以光的形式放出能量，就得到了发射光谱。其谱线的波长决定于跃迁时的两个能级的能量差，即：△E=E2－E1= hc/λ=hv或λ= hc/△E 分析仪器： 1.光源－（提供试样蒸发、激发所需能量）

2.分光系统(光谱仪）：将特征光谱分开。3.观测系统：光谱投影仪，黑度计

分析方法：可进行定性、半定量、定量分析。

1.光谱定性分析：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发作用下，试样中每种元素都发射自己的特征光谱。I、标准试样光谱比较法：(个别元素的定性）II、铁光谱比较法（又称为标准光谱图比较法）2.光谱半定量分析： I、谱线强度比较法 II、谱线呈现法 3.光谱定量分析 I、标准曲线法 II、标准加入法 各种光源及其应用：

1、直流电弧光源：适用于矿物、难挥发试样的定性、半定量及痕量组分分析。

2、低压交流电弧光源：适用于金属、合金中低含量元素的定量分析。

3、高压火花光源：适用于高含量的组分分析。

4、电感耦合等离子体：各种元素，含量低、中、高的溶液。

二、原子吸收光谱法

基本原理：当适当波长的光通过含有基态原子的蒸气时，基态原子就可以吸收某些波长的光而从基态被激发到激发态，从而产生原子吸收光谱。

分析仪器：1.空心阴极灯：空心阴极灯是一种气体放电管。

2.原子化器：原子化器是将样品中的待测组份转化为基态原子的装置。

3.光学系统：分光系统一般用光栅来进行分光。

4.检测系统：检测系统包括检测器、放大器、对数转换器、显示器几部分。

分析方法：定量分析方法

1.标准曲线法 2.标准加入法 3.内标法

应用：1.在理论研究方面的应用:原子吸收可作为物理或物理化学的一种实验手段,对物质的一些基本性能进行测定和研究,另外也可研究金属元素在不同化合物中的不同形态。2.在元素分析方面的应用：原子吸收光谱法凭借其本身的特点,现已广泛的应用于工业、农业、生化制药、地质、冶金、食品检验和环保等领域。

3.在有机物分析方面的应用：使用原子吸收光谱仪利用间接法可以测定多种有机物,如8-羟基喹啉(Cu)、醇类(Cr)、酯类(Fe)、氨基酸(Cu)、维生素C(Ni)、含卤素的有机物(Ag)等多种有机物,都可通过与相应的金属元素之间的化学计量反应而间接测定。

三、荧光光度法

基本原理：由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光经滤光片照射到样品池中，激发样品中的荧光物质发出荧光，荧光经过滤过和反射后，被光电倍增管所接受，然后以图或数字的形式显示出来。物质荧光的产生是由在通常状况下处于基态的物质分子吸收激发光后变为激发态, 这些处于激发态的分子是不稳定的,在返回基态的过程中将一部分的能量又以光的形式放出，从而产生荧光。

分析仪器：1.光源：为高压汞蒸气灯或氙弧灯，后者能发射出强度较大的连续光谱，且在300nm～400nm 范围内强度几乎相等，故较常用。

2．激发单色器：置于光源和样品室之间的为激发单色器或第一单色器，筛选出特定的激发光谱。

3．发射单色器：置于样品室和检测器之间的为发射单色器或第二单色器，常采用光栅为单色器。筛选出特定的发射光谱。

4． 样品室：通常由石英池(液体样品用)或固体样品架(粉末或片状样品)组成。测量液体时，光源与检测器成直角安排；测量固体时，光源与检测器成锐角安排。

5． 检测器：一般用光电管或光电倍增管作检测器。可将光信号放大并转为电信号。

分析方法：

（一）定量分析方法

1、标准曲线法——最常用的定量分析方法

2、比较法——比较简单

应用：1.无机化合物的分析

2.有机化合物的分析

四、紫外吸收光谱法

基本原理：紫外吸收光谱、可见吸收光谱都属于分子光谱，它们都是由于价电子的跃迁而产生的。利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断。

分析仪器：1．光源：钨灯或卤钨灯——可见光源

350~1000nm

氢灯或氘灯——紫外光源

200~360nm 2．吸收池：玻璃——能吸收UV光，仅适用于可见光区。

石英——不能吸收紫外光，适用于紫外和见光区。3．单色器：棱镜——对不同波长的光折射率不同分出光波长不等距

光栅——衍射和干涉分出光波长等距

4．检测器：将光信号转变为电信号的装置 分析方法： 1.有机物定性分析

2.结构分析

3.有机物定量分析

应用：1.定性分析：紫外吸收光谱在化合物定性鉴定方面的应用主要有以下几方面。

(1)把样品光谱图与被测物质的标准光谱图进行比较，判别是否为同一化合物。

(2)确定混合物中某一特定的组分是否存在或鉴定一个纯样品中是否含有其他杂质。

(3)推断化合物的骨架结构。(4)判别顺反异构体、互变异构体.。

2.定量分析：与定性鉴定相比，紫外光谱法在定量分析领域有着更为重要和广泛的用途，其定量分析的依据是朗伯-比尔定律。含芳环的化合物以及带有共轭双键的化合物在紫外可见区有较强吸收，并且吸光度与化合物的浓度成正比，因而可用来进行定量分析。对于在紫外或可见区本身无吸收的化合物，可采用适当的化学反应，使其转化为在紫外或可见区有吸收的化合物进行测定。紫外光谱分析对纯样品或含有其他不影响被测物分析的成分都有效，常用的分析测定方法有工作曲线法、标准对照法等。

五、红外吸收光谱法

基本原理：当一束红外光照射分子时，分子中某个振动频率与红外光的某一频率的光相同时（振=  红外光），分子就吸收此频率光发生振动能级跃迁，产生红外吸收光谱。根据红外吸收光谱中吸收峰的位置和形状来推测未知物结构，进行定性分析和结构分析；根据吸收峰的强弱与物质含量的关系进行定量分析。

分析仪器： 1.光源——能够发射高强度连续红外辐射的物质

通常采用惰性固体作光源

2．吸收池：玻璃、石英等对红外光均有吸收 3．单色器：光栅、棱镜

4．检测器：检测器的作用是将照射在它上面的红外光变成电信号。

5．记录器：由检测器产生的微弱电信号经电子放大器放

大后，由记录笔自动记录下来。

分析方法：1.定性分析：样品的红外光谱图比对纯物质的红外光谱图

各吸收峰的位置与形状完全相同，峰的相对强度也相同，可认为样品就是该种物质。2.定量分析：以郎伯-比尔定律为依据，有标准曲线法和内标法。

应用：红外光谱法是根据样品的红外吸收光谱进行定性、定量分析及测定物质分子结构的方法。红外光谱仪价格较为低廉,测试成本较低，广泛用于各种定性定量分析以及未知物结构的确定。该法具有用量少，分析速度快，不破坏样品的特点。目前，红外光谱已被广泛地应用在生物、物理、材料、医药、地质、农业等多种学科领域，尤其在中药材的快速鉴别、中成药的定性定量分析方面。

第五篇：还原美国历史上著名的洛杉矶光化学烟雾污染事件

还原美国历史上著名的洛杉矶光化学烟雾污染事件

当我们中国人在于雾霾战斗的时候，我们也发现，其实我们不过是正在走过欧美国家人民曾经走过的路，遭受着他们曾经遭受过的罪，而和我们远隔重洋的美国人，早就和雾霾搏斗50多年了。

在整个视频里，柴静试图直截了当地回答一个问题：治理雾霾，到底该怎么办?柴静把矛头指向两个方面：尾气和煤炭，她也拿两个地方做标本：洛杉矶和英国——前者曾发生光化学污染，而后者的“伦敦雾”闻名世界。

关于洛杉矶，它“摊大饼”的城市规划堪称失败，1970 年以来私家车数量增长了 3 倍——但洛杉矶的尾气排放却削减了 75%。这里要求每辆柴油车安装 DPF 颗粒过滤器，否则罚款 1000 美金，DPF 过滤器能过滤排放物中 99% 的颗粒物。由此得出的结论是：严格执法能管住 90% 的人。那么我们今天来看看美国人与雾霾斗争，都做了什么。

柴静在片子中提到了美国历史上著名的洛杉矶光化学烟雾污染事件

当时甚至有些人把污染的洛杉矶空气装进罐子出售，当然这是个恶作剧，但这些罐子一直在警示者美国人民空气污染的危害。

图片：柴静纪录片《穹顶之下》截图

现在在洛杉矶博物馆中收藏的洛杉矶雾霾的罐头

曾经，烟尘，是繁华富庶的象征。曾经，雾霾，是大城市的标记

美国，这个工业强国自然也经历过这个。

一位美国作家这样描述了1861年西弗吉尼亚的钢铁城威灵(Wheeling)的生活：“这个城市最特别的是烟。它们阴沉沉地从钢铁厂高大的烟囱中涌出来，在泥泞的街道上黑黑的、油腻地沉淀下来„„给房屋的正面、枯萎的白杨树和路人的脸上披上了一层油烟的外套。烟尘，无处不在!„„从后窗望去，我能看到„„人类生命缓慢前行，„„他们从出生到死亡都呼吸着那些有害于精神与肉体的、充满着雾、油，以及黑烟的空气。”

在美国，人们最开始用来解决环境问题的法律是侵权法，这种传统而古老的普通法中有一个概念，叫公共侵害(public nuisance)，受害者通过此向对烟尘制造者提出索赔要求。但是这只是单个的解决方式，19世纪初，集中的通过政府行政力量进行的法律管制开始起步。这种管制首先是从地方政府开始的。

1815年左右，匹兹堡市制定了美国历史上第一部空气污染控制法令。1881，年，纽约市制定了《烟尘法令》(Smoke Ordinance)，禁止在城市内排放浓烟，并对燃烧高硫煤者处以10-100美元的罚款。1902年，圣路易斯市制定了烟尘法令，底特律市于1907年制定了烟尘

法令。

其他城市如芝加哥、布法罗、丹佛等城市也相继制定了烟尘法令。在各城市制定法律的同时，有的州也制定了烟尘法令，如马萨诸塞州。这些法令主要是一些大城市的立法，不是州也不是联邦。法条也很简单，内容并不丰富。法条最多的纽约的《烟尘法令》也不过28条。

美国的“钢都”匹兹堡市中心1935年时的景象

在执行了严格的空气污染防治法令之后的10年，匹兹堡的雾霾得到了极大的控制

1948年10月27日至10月31日，位于宾西法尼亚州西部山区的工业城市多诺拉(Donora)，发生了一起严重的空气污染事件。当时，在午后，视线也仅仅能看到街的对面，除了烟囱之外，工厂都消失在烟雾中。空气使人作呕，甚至有种怪味。1952年12月5日至8日，英国伦敦上空连续四天烟雾弥漫，煤烟粉尘蓄积不散，“杀人雾”造成了1600人死亡。1963年11月，纽约发生的类似空气逆流现象造成200人死亡。污染事件唤起了人民的对空气污染的注意。

联邦认识到他必须介入空气污染的治理，1955年《空气污染防治法》出台，美国有了第一部联邦空气污染规制立法。1963年美国国会颁布了《1963清洁空气法》，1967年颁布了《空气质量控制法》，1970年《清洁空气法》修正案的出台。依据该法案，联邦政府得以设立联邦环境保护总署这一独立的联邦政府部门，监管全国的空气质量、公共环境健康，并进行环境保护技术开发等方面的管理，环境保护署成为美国进行统一空气污染治理的最重要的联邦机构。

1970年《清洁空气法》由此成为一个具有里程碑意义的立法，1970年12月31日签署该草案的美国总统理查德·尼克松总统认为《清洁空气法》是一个起点，他说，“我认为从1970年开始，我们进行了真正地行动，为美国的未来几代人谋求清洁的空气、干净的水和开放的空间”。[2]1990年，美国国会大幅修改《清洁空气法》，赋予EPA更广泛的权力。5 8 年，洛杉矶。连续3 天雾霾之后，一位女士正擦拭不断流泪的眼睛。她准备呼吸一瓶由城外采集的新鲜空气。瓶身上写着“如水晶般透明的空气”

《清洁空气法案》设立的制度有：

1.国家空气质量标准制度(National Ambient Air Quality Standards，NAAQS)。1970年《清空气法》修正案建立了国家空气质量标准制度，以创设一个覆盖联邦各州的空气质量标准框架。空气质量标准由联邦政府制定后，各州和地区依据“州政府独立实施原则”制定具体实施方案以实现联邦政府的标准。

2.州政府独立实施原则(State Implementation Plans，SIPs)。州政府独立实施原则是指各州政府根据国家空气质量标准，在其辖区内独立行使空气质量监管职责。各州政府在各

自管辖范围内的“空气质量控制区”独立进行监管和实施。对每一种空气污染物质制定具体的州政府管理计划，并且每年都应当将新的计划呈报于联邦环境保护总署接受审查。

3.新源控制原则(New Source Performance Standards，NSPS)。新源控制原则是指在新建一项固定排放源企业或者对某项原有的固定排放源企业进行实质性的“改建”时，必须首先进行“新源排放分析”，并报环境监管机构备案，获取“预防重大危害”行政许可之后方可施工。确立这一原则的目的是确保新建项目能够切实达到国家空气质量标准的要求。

4.有害大气污染物国家排放标准(National Emissions Standards for Hazardous Air Pollutants，NESHAPs))。至2009年2月美国联邦环保局已经据此发布了22项固定源排放标准[3]

中国华北地区卫星图，可以清楚看到雾霾覆盖的地区

除以上制度外，《清洁空气法》将对移动空气污染物质排放源的管理置于首位。《清洁空气法》为加强移动空气污染物质排放源的管理，采取了分类管理的办法，设置了轻型汽车管理项目、重型汽车管理项目和非陆上交通使用发动机管理项目。联邦环境保护总署立足于从源头上防止超标排放车辆的生产，制定了认证制度、检测制度、减排配件应用制度等多项制度，以保证各类管理项目的落实。

为了改善机动车使用燃料，减少污染，美国清洁空气法建立了氧化剂汽油项目。通过添加氧化剂促进燃料的充分燃烧，以减少一氧化碳的形成。该项目要求所有一氧化碳“未达标区”的地区只能销售氧化剂汽油，所有进入一氧化碳“未达标区”的机动车必须使用氧化剂汽油。美国《清洁空气法》针对酸雨管理项目采取了排放许可制度。

此外，《清洁空气法》还规定了公民诉讼条款。公民诉讼的原告可以是公民、地方政府或非政府组织。也就是说，任何人均可对违反环保法律的行为提起诉讼，而不要求与诉讼标的有直接利害关系。

我们应该庆幸，雾霾发生在城市，这使得它更受到关注。事实上，中国农村的污染也相当严重了!这是一个警告，这也是一个进步，当人开始注重生活质量而不是GDP的增长，当人开始关注人自身的健康需要，也许就是得救之日，毕竟谁都不想在肺癌的巨大的疼痛中死去。