簡介
光化學煙霧光化學煙霧是由汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在陽光的作用下發生化學反應，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、過氧乙醯硝酸酯（PAN）等二次污染物，參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現象。
光化學煙霧的成分非常複雜，但是對動物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和動物受到的主要傷害是眼睛和黏膜受刺激、頭痛、呼吸障礙、慢性呼吸道疾病惡化、兒童肺功能異常等。
光化學煙霧的形成及其濃度，除直接決定於汽車排氣中污染物的數量和濃度以外，還受太陽輻射強度、氣象以及地理等條件的影響。經過研究表明，在北緯60度至南緯60度之間的一些大城市，都可能發生光化學煙霧。光化學煙霧主要發生在陽光強烈的夏、秋季節。
形成條件
光化學煙霧形成的最根本的條件是空氣中高濃度碳氫化合物和氮氧化合物的存在。而大氣中的氮氧化物主要來源於化石燃料的燃燒和植物體的焚燒，以及農田土壤和動物排泄物中的的轉化。其中，以汽車尾氣為主要來源。
光化學煙霧的形成除了必備的化學條件之外，還需要一定的有利於煙霧形成的氣象條件。
特徵
光化學煙霧是一種刺激性的棕紅色煙霧 ，產生時大氣能見度降低。一般發生在大氣相對濕度較低、氣溫為24～32℃的夏季晴天，污染高峰出現在中午或稍後。
光化學煙霧是一種循環過程，白天生成，傍晚消失。污染區大氣的實測表明，一次污染物（HC）及一氧化氮(NO)的最大值出現在早晨交通繁忙時刻，隨著NO濃度的下降，二氧化氮（NO2）濃度增大。臭氧和醛類等二次污染物隨著陽光增強而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現延遲約4～5個小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化同O3和醛類相似。
組成成分
光化學煙霧光化學煙霧包括以下幾種物質：
氮氧化物，例如二氧化氮；
對流層臭氧；
揮發性有機化合物（VOCs）；
硝酸過氧化乙醘（PAN）；
醛類；
酮類；
形成機理
通過對光化學煙霧形成的模擬實驗，已經初步明確在碳氫化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下過程：
1、污染空氣中NO2的光解是光化學煙霧形成的起始反應。
化學式：NO2==NO+O（條件為光照）O+O2==O32NO+O2==2NO2
分析：
2NO2（排放的）==2NO[（3）式中有用）]+2O[（2）式中有用）]（條件為光照）
2O[（1）式中的O]+2O2（空氣中的）==2O3（刺激性氣體）
2NO[（1）式中的NO]+O2==2NO2（生成NO2，開始繼續反應）
綜合一下：3O2==2O3（光照，NO2）
2、碳氫化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化，導致醛、酮、醇、酸等產物以及重要的中間產物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。
3、過氧自由基引起NO向NO2的轉化，並導致O3和PAN等的生成。
危害
損害人和動物的健康
影響植物生長
臭氧影響植物細胞的滲透性，可導致高產作物的高產性能消失，甚至使植物喪失遺傳能力。植物受到臭氧的損害，開始時表皮褪色，呈蠟質狀，經過一段時間後色素發生變化，葉片上出現紅褐色斑點。PAN使葉子背面呈銀灰色或古銅色，影響植物的生長，降低植物對病蟲害的抵抗力。
對光化學煙霧敏感的植物包括許多農作物（棉花、菸草、甜菜、萵苣、蕃茄和菠菜等），以及某些飼料作物，觀賞植物（如菊花、薔薇、蘭花和牽牛花等）和多種樹木。
影響材料質量
光化學煙霧會促成酸雨形成，造成橡膠製品老化、脆裂，使染料褪色，建築物和機器受腐蝕，並損害油漆塗料、紡織纖維和塑膠製品等。
降低大氣的能見度
這主要是由於污染物質在大氣中形成的光化學煙霧氣溶膠所引起的。這種氣溶膠顆粒大小一般多在0.3～1.0μm範圍內。由於這樣大小的顆粒實際上不易因重力作用而沉降，能較長時間懸浮於空氣中，長距離遷移；它們與人視覺能力的光波波長相一致，且能散射太陽光，從而明顯地降低了大氣的能見度。因而妨害了汽車與飛機等交通工具的安全運行，導致交通事故增多。
監測方法
植物監測法
檢測植物表皮損傷是一種簡易的檢測方法，已逐漸被人們所重視。有些植物對某些大氣污染很敏感。如，光化學煙霧使葉片背面變成銀白色或古銅色，葉片正面出現一道橫貫全葉的壞死帶。
監測管法
包括檢測試管法、直接檢測管法和吸附檢測管法。即將樣品置於毛細管中，讓它與水、某種化學物質、或某種吸附劑反應，並且與標準樣品進行比較以確定污染物濃度。
儀器監測法
運用各種可在野外現場進行線上觀測的儀器可對光化學污染物和前體物進行實時監測，以確定這些物質的濃度水平和變化情況。該方法具有靈活、快速、能用於應急等優勢。
要了解光化學煙霧反應產物和前體物的詳細成分，尤其是揮發性有機物及其轉化產物，有時需要利用一些實驗室的較大型儀器設備進行全面的監測分析，例如，氣相色譜儀和色譜—質譜聯用儀、液相色譜儀、紅外光譜分析儀等。
預防措施
控制污染源
光化學煙霧控制光化學煙霧同控制其他污染一樣，首先要控制污染源。幾乎所有的燃燒過程都產生氮氧化物。煉油工業、加油站和焚燒爐等也是重要的排放源。改善能源結構、改良供暖系統、推廣先進的技術都是控制污染源的重要途徑。
減少機動車尾氣的排放
NO和碳氫化合物的重要來源是機動車尾氣的排放。當燃料在發動機汽缸里進行燃燒時，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CO、碳氫化合物、NO、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。因此控制機動車尾氣排放對於預防光化學煙霧有很大的積極作用。
利用化學抑制劑
使用化學抑制劑目的是消除自由基，以抑制鏈式反應的進行，從而控制光化學煙霧的形成。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制作用，尤其是二乙基羥胺（DEHA）對光化學煙霧有較好的抑制作用。在大氣中噴灑0.05PPm的二乙基羥胺，能有效抑制光化學煙霧，利於環保。但在使用的過程中，要注意抑制劑對人體和動植物的毒害作用，並注意防止抑制劑產生二次污染。
植樹造林
實驗證明，樹木在一定濃度範圍內，吸收各種有毒氣體，使污染的空氣得以淨化。因此應大力提倡植樹造林，綠化環境。
主要事例
1943年洛杉磯光化學煙霧事件1943年，美國洛杉磯市發生了世界上最早的光化學煙霧事件（請查閱：1943年洛杉磯光化學煙霧事件）。當時該市250萬輛汽車每天燃燒掉1100噸汽油，汽油燃燒後產生的碳氫化合物等在太陽紫外光線照射下引起化學反應，形成淺污染煙霧，使該市大多市民患了眼紅、頭疼病。
1955年和1970年洛杉磯又兩度發生光化學元素煙霧事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，後者使全市四分之三的人患病。
1971年，日本東京發生了較嚴重的光化學煙霧事件，使一些學生中毒昏倒。與此同時，日本的其他城市也有類似的事件發生。此後，日本一些大城市連續不斷出現光化學煙霧。日本環保部門經對東京幾個主要污染源排放的主要污染物進行調查後發現，汽車排放的CO、NOx、HC三種污染物約占總排放量的80%。
1997年夏季，擁有80萬輛汽車的智利首都聖地亞哥也發生光化學煙霧事件。由於光化學煙霧的作用，迫使政府對該市實行緊急狀態：學校停課、工廠停工、影院歇業，孩子、孕婦和老人被勸告不要外出，使智利首都聖地亞哥處於“半癱瘓狀態”。
在北美、英國、澳大利亞和歐洲地區也先後出現這種煙霧。
2012年5月，據媒體報導，中國4/5的城市不能達到新的環境空氣品質標準，空氣污染嚴重影響居民身體健康；2011年，僅北京、上海兩市完成氮氧化物年度減排計畫。長三角、珠三角、京津冀等地區城市大氣灰霾和光化學煙霧污染日漸突出，灰霾天數占到全年總天數的30%至50%。
2013年2月16日，中國科學院公布了該院“大氣灰霾追因與控制”專項組的最新研究結果。研究認為，2013年初的強霧霾事件，是異常天氣形勢造成中東部大氣穩定、人為污染排放、浮塵和豐富水汽共同作用的結果，是一次自然因素和人為因素共同作用的事件。
專項組成員、中科院遙感與數字地球研究所研究員陳良富表示，空氣污染物中的可溶性成分遇到浮塵礦物質凝結核後會迅速包裹，形成混合顆粒，再遇到較大的空氣相對濕度後，就會很快發生吸濕增長，顆粒的粒徑增長2倍至3倍，消光係數增加8倍至9倍，也就是能見度下降為原來的八分之一至九分之一。中科院大氣物理所研究員王躍思表示，席捲中國中東部地區的強霾污染物化學組成，是英國倫敦1952年煙霧事件和20世紀40~50年代開始的美國洛杉磯光化學煙霧事件污染物的混合體，併疊加了中國特色的沙塵氣溶膠。
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