光化学转换应用_1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件

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1943年美国洛杉矶光化学烟雾事件
洛杉矶，是美国西部太平洋沿岸的一个海滨城市，前面临海，背后靠山。原先风光优美，常年阳光明媚，一年只有几天下雨，气候温和。美国电影中心——好莱坞就设在它的西北郊区。洛杉矶南郊约100公里处的圣克利门蒂是美国西部白宫。
但是，自从1936年在洛杉矶开发石油以来，特别是二次世界大战后，洛杉矶的飞机制造和军事工业迅速发展，洛杉矶已成为美国西部地区的重要海港，工商业的发达程度仅次于纽约和芝加哥，是美国的第三大城市。随着工业发展和人口剧增，洛杉矶在20世纪40年代初就有就有汽车250万辆，每天消耗汽油1600万升。到70年代，汽车增加到400多万辆。市内高速公路纵横交错，占全市面积的30%，每条公路通行的汽车每天达16.8万次。由于汽车漏油、汽油挥发、不完全燃烧和汽车排气，每天向城市上空排放大量石油烃废气、一氧化碳、氧化氮和铅烟（当时所用汽车为含四乙基铅的汽油）。这些排放物，，在阳光的作用下，特别是在5月份至10月份的夏季和早秋季节的强烈阳光作用下，发生光化学反应，生成淡蓝色光化学烟雾。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂，滞留市区久久不散。
从地形来说，洛杉矶地处太平洋沿岸的一个口袋形地带之中，只有西面临海，其他三面环山，形成一个直径约50千米的盆地，空气在水平方向流动缓慢。。虽然在海上有相当强劲的通常都是从西北方吹来的地面风，但此风并不穿过海岸线。在海岸附近和沿着近乎是东西走向的海岸线上吹的是西风或西南风，而且风力弱小。这些风将城市上空的空气推向山岳封锁线。
还有另一个因素促使逆温层的形成。沿着加利福尼亚洲海岸向南方和东方流动的是一股大洋流，名叫加利福尼亚潮流。在春季和初夏，这古海水教冷。来自太平洋上空的比较温暖的空气，越过海岸想洛杉矶地区移动，经过这一寒冷水面上空后变冷。这就出现了接近地面的空气变冷，同时高空的空气由于下沉运动而变暖的态势，于是便形成了洛杉矶上空强大的持久性的逆温层。每年约有300 天从西海岸到夏威夷群岛的北太平洋上空出现逆温层，它们犹如帽子一样封盖了地面的空气，并使大气污染物不能上升到越过山脉的高度。
洛杉矶的光化学烟雾在这种特殊的气象条件下，扩散不开，停止在市内，毒化空气形成污染。在一天里，由上午9-10点钟开始形成烟雾，一氧化氮浓度增加，其浓度在10ppm以下就可是积蓄臭氧。到下午2点左右，臭氧浓度达到高峰，氧化氮浓度减少。然后随太阳西下，烟雾也逐渐消失，这些现象是光化学烟雾在环境中的典型特点。1943年以来，每年5月至10月期间经常出现烟雾几天不散的严重污染。前后经过七八年，到50年代，人们才发现洛杉矶烟雾是由汽车排放物造成的。1955年9月，由于大气污染和高温，使烟雾的浓度高达0.65pPm。在两天里，65岁以上的老人死亡四百余人，为平时的三倍多。许多人眼睛痛、头痛、呼吸困难。从50年代开始，洛杉矶当地政府每天向居民发出光化学烟雾预报和警报。光化学烟雾中的氧化剂以臭氧为主，所以常以臭氧浓度高低作为警报的依据。1955—1970年，洛杉矶曾发出臭氧浓度的一级警报80次，每年平均5次，其中1970年高达9次。1979年9月17日，洛杉肌大气保护局发出了“烟雾紧急通告第二号”，当时空气中臭氧含量已经超过了0.35ppm，几乎达到了“危险点”。洛杉矶已经失去了它美丽舒适的环境，有了“美国的烟雾城”称号。
洛杉矶烟雾，主要是刺激眼、喉、鼻，引起眼病、喉头炎及不同程度的头痛。在严重情况下，也会造成死亡事件。烟雾还能造成家畜患病，妨碍农作物及植物的生长，使橡胶制品老化，材料和建筑物受腐蚀而损坏。光化学烟雾还使大气浑浊，降低大气能见度，影响汽车、飞机安全运行，造成车祸、飞机坠落事件增多。
对于40年代洛杉矶烟雾产生的原因，并不是很快就能搞清楚的。开始认为是空气中二氧化硫导致洛杉矶的居民患病。但在减少各工业部门（包括石油精炼）的二氧化硫排放量后，并未收到预期的效果。后来发现，石油挥发物（碳氢化合物）同二氧化氮或空气中的其他成份一起，在阳光（紫外线）作用下，会产生一种有刺激性的有机化合物，这就是洛杉矶烟雾。但是，由于没有弄清大气中碳氢化合物究竟从何而来，尽管当地烟雾控制部门立即采取措施，防止石油提炼厂储油罐石油挥发物的挥发，然而仍未获得预期效果。最后，经进一步探索，才认识到当时的250万辆各种型号的汽车，每天消耗1600 万升汽油，由于汽车汽化器的汽化率低，使得每天有1000多吨碳氢化合物进入大气。这些碳氢化合物在阳光作用下，与空气中其他成份起化学作用而产生一种新型的刺激性强的光化学烟雾。这才真正搞清楚了产生洛杉矶烟雾的原因。
饱受光化学烟雾折磨的洛杉矶市民于1947年划定了一个空气污染控制区，专门研究污染物的性质和它们的来源，探讨如何才能改变现状。汽车仍在不断地增多，美国政府对此感到头痛，连尼克松总统都沮丧地说“汽车是最大的在气污染源”。
后来，1952年12月的一次光化学烟雾中，洛杉矶市的65岁以上的老人又死亡400人。

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