1943年洛杉磯光化學煙霧事件

1943年洛杉磯光化學煙霧事件

美國洛杉磯光化學煙霧事件是 1940 年至 1960 年間發生在美國洛杉磯的有毒煙霧污染大氣的事件,世界有名的公害事件之一。 光化學煙霧是大量聚集的汽車尾氣中的碳氫化合物在陽光作用下,與空氣中其他成份發生化學作用而產生的有毒氣體。這些有毒氣體包括臭氧、氮氧化物、醛、酮、過氧化物等。

背景

洛杉磯位於美國西南海岸,西面臨海,三面環山,是個陽光明媚,氣候溫暖,風景宜人的地方。早期金礦、石油和運河的開發,加之得天獨厚的地理位置,使它很快成為了一個商業、旅遊業都很發達的港口城市。洛杉磯市很快就變得空前繁榮,著名的電影業中心好萊塢和美國第一個“迪士尼樂園”都建在了這裡。城市的繁榮又使洛杉磯人口劇增。白天,縱橫交錯的城市高速公路上擁擠著數百萬輛汽車,整個城市仿佛一個龐大的蟻穴。

洛杉磯在 20 世紀 40 年代就已擁有 250 萬輛汽車,每天大約消耗 1100 噸汽油,排出 1000 多噸碳氫化合物(CH或 RC),300 多噸氮氧化物(NO),700 多噸一氧化碳(CO)。另外,還有煉油廠、供油站等其他石油燃燒排放,這些化合物被排放到陽光明媚的洛杉磯上空,不啻製造了一個毒煙霧工廠。洛杉磯三面環山,大氣污染物不易擴散,而且洛杉磯經常受到逆溫的影響,更使污染物聚集在洛杉磯本地。汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮(NO)被排放到大氣中後,在強烈的陽光紫外線照射下,會吸收太陽光所具有的能量。這些物質的分子在吸收了太陽光的能量後,會變得不穩定起來,原有的化學鏈遭到破壞,形成新的物質。這種化學反應被稱為光化學反應,其產物為含劇毒的光化學煙霧。這種煙霧使人眼睛發紅,咽喉疼痛,呼吸憋悶、頭昏、頭痛。

化學反應

洛杉磯的光化學煙霧中包含一系列自由基反應:

NO + O ---> NO + u.v. ---> O + NO

石油的燃燒產生的一氧化氮(NO)被大氣中的氧氣氧化生成二氧化氮(NO),也就是洛杉磯市民在煙霧中看到的棕色氣體。當陽光使二氧化氮裂解,氧自由基(O)就產生了。氧自由基會引發其它化學反應。

O + O ---> O

氧自由基能和氧氣生成臭氧氣體。

O + NO ---> O + NO

此反應常發生在傍晚。所以傍晚的臭氧含量會下降。

RC + O ---> RCO + O ---> RCO

RC 表示碳氫化合物,它們和氧自由基反應生成各種醛和酮,也就是式中的 RCO。RCO 又能和氧氣生成過氧化物自由基。

O + RCO ---> O + RCO

過氧化物自由基能促進臭氧的生成。

NO+ RCO ---> NO + RCO

過氧化物自由基還能促進二氧化氮的生成。

1.

NO + O ---> NO + u.v. ---> O + NO

石油的燃燒產生的一氧化氮(NO)被大氣中的氧氣氧化生成二氧化氮(NO),也就是洛杉磯市民在煙霧中看到的棕色氣體。當陽光使二氧化氮裂解,氧自由基(O)就產生了。氧自由基會引發其它化學反應。

2.

O + O ---> O

氧自由基能和氧氣生成臭氧氣體。

3.

O + NO ---> O + NO

此反應常發生在傍晚。所以傍晚的臭氧含量會下降。

4.

RC + O ---> RCO + O ---> RCO

RC 表示碳氫化合物,它們和氧自由基反應生成各種醛和酮,也就是式中的 RCO。RCO 又能和氧氣生成過氧化物自由基。

5.

O + RCO ---> O + RCO

過氧化物自由基能促進臭氧的生成。

6.

NO+ RCO ---> NO + RCO

過氧化物自由基還能促進二氧化氮的生成。

後果

光化學煙霧事件致遠離城市 100 公里以外的海拔 2000 米高山上的大片松林也因此枯死,柑橘減產。僅 1950-1951 年,美國因大氣污染造成的損失就達 15 億美元。1955 年,因呼吸系統衰竭死亡的 65 歲以上的老人達 400 多人;1970 年,約有 75% 以上的市民患上了紅眼病。

對策

飽受光化學煙霧折磨的洛杉磯市民於1947年劃定了一個空氣污染控制區,專門研究污染物的性質和它們的來源,探討如何才能改變現狀。

洛杉磯光化學污染事件是美國環境管理的轉折點,其不僅催生了著名的《清潔空氣法》,也始終起到了環境管理的先頭示範作用。在洛杉磯,環境管理措施的核心包括:

設立空氣品質管理區,加大區域環境管理部門的自主權,以期環境政策能夠以最有效的方式落實;

設立排放許可證制度,嚴格控制排放源;

為交通污染源(從內燃機、汽油到排放)設立了嚴格環境標準;

開放環境交易市場,將市場化手段引入環境減排中;

投入很強的科研及管理力量,開發通用的環評軟體及有效的污染控制技術。

1.

設立空氣品質管理區,加大區域環境管理部門的自主權,以期環境政策能夠以最有效的方式落實;

2.

設立排放許可證制度,嚴格控制排放源;

3.

為交通污染源(從內燃機、汽油到排放)設立了嚴格環境標準;

4.

開放環境交易市場,將市場化手段引入環境減排中;

5.

投入很強的科研及管理力量,開發通用的環評軟體及有效的污染控制技術。

經過近40年的治理,儘管洛杉磯的人口增長了 3 倍、機動車增長了 4 倍多,但該地區發布健康警告的天數卻從 1977 年的 184 天下降到了 2004 年的 4 天。

評價

光化學煙霧可以說是汽車擁擠的大城市的一個隱患。50 年代以來,世界上很多城市都不斷發生過光化學煙霧事件。人們現主要在改善城市交通結構、改進汽車燃料、安裝汽車排氣系統催化裝置等方面做著積極的努力,以防患於未然。

地球一小時相關背景知識

“地球一小時”活動是由WWF(世界自然基金會)發起的全球最大的環保活動。該活動號召大家在每年3月的最後一個星期六關上燈,並做出一個環保改變,同時動員身邊的其他人也加入環保行列。

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