Page 18 - 空气污染控制与微粉捕集技术

Air Pollution Control and Micropowder Capture Technology
空气污染控制与微粉捕集技术

而主要是由 SO 2 经过化学反应生成的二次污染物硫酸。进一步的科学研究认为，
这些污染物实质上是气体和气溶胶的混合物。由于人们在很长一段时间内对洛杉
矶烟雾事件的科学认识不足，导致污染控制效果不佳。自 Haagen-Smit 等人提出
汽车尾气导致洛杉矶烟雾事件后，1963 年 Altshuller 等人模拟汽车尾气排放在大

气中几种烃和醛与一氧化氮的光化学反应，进一步揭示了大气污染化学过程的神
秘面纱。20 世纪 70 年代以欧美为主的酸雨席卷了全球众多国家，人类对酸雨的
控制大大地促进了大气污染化学过程的研究。大气污染化学过程按影响方式可以
分为以伦敦烟雾为代表的煤烟型（含硫化合物为主）、以洛杉矶光化学烟雾为代

表的汽车尾气型（含 O 3 和氮化合物为主）和以中国京津冀雾霾污染为代表的复
合型（含氮化合物和含硫化合物为主的混合物），还有具有明显自身特征的酸雨
化学过程。
汽车尾气型光化学烟雾的研究是从洛杉矶光化学烟雾事件开始的。洛杉矶光

化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的 NO x 和挥发性有机物（VOCs）等一
次污染物在阳光作用下发生光化学反应生成 O 3 、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯
（PAN）等二次污染物，一次污染物和二次污染物的混合物形成的浅蓝色有刺激
性的烟雾。在洛杉矶光化学烟雾事件中，人们发现污染物浓度与交通量的峰值有

显著相关，推断大气污染的主要来源是汽车尾气排放。人们发现 NO 2 早上的峰
值滞后交通早高峰约3h，O 3 峰值滞后约5h。傍晚时NO 2 的峰值很弱只能勉强识别，
而 O 3 没有出现峰值。这就定性地解释了 NO 2 和 O 3 不是汽车直接排放的污染物，
而是在白天阳光作用下经过化学反应生成的二次污染物。进一步研究发现，大气

中的 VOCs 参与光化学反应，并在实验室中成功地多次重复了大气环境中发生的
此类光化学反应。1961 年 Leighton 对大气中污染物的光化学反应做了比较完整
的研究。Heicklen 提出了城市大气中 NO 通过光化学反应转化为 NO 2 的机理，指
出在光化学反应中 OH 自由基是重要载体，并给出了一系列光化学反应方程式，

得出最终生成硝酸盐而终止反应。这些研究成果给出了汽车尾气型光化学烟雾的
主要化学机理，对 20 世纪 80 年代以后洛杉矶烟雾污染控制起到了关键作用。
在 20 世纪初期人们曾经认为大气中还原性气体是被 O 3 和 H 2 O 2 氧化的，后
来认识到起氧化作用的是大气中存在高活性的自由基。由于自由基在其电子壳层

的外层有一个不成对电子，它们对于增加第二个电子具有很强的亲和力，因此
起到强氧化剂作用，也就是说大气具有很强的氧化性。大气中自由基主要包括

8