光化学烟雾范文

导语：如何才能写好一篇光化学烟雾，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在阳光（紫外光）作用下发生光化学反应生成二次污染物，后与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾。

光化学烟雾可随气流漂移数百公里，使远离城市的农作物也受到损害。光化学烟雾多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。约在3-4h后达到最大值。光化学烟雾对大气的污染造成很多不良影响，对动植物有影响，甚至对建筑材料也有影响，并且大大降低能见度影响出行。

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篇2

世界地球日

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20__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（NO2）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。

篇3

有证据表明,汽车排气中许多烃类化合物有致癌作用,但这种作用是化合物本身的直接效应,还有许多物质的协同作用至今尚不清楚,据美国环保机构统计,美国每年的癌症病例中,约58%是由空气排气引起空气污染造成的。

氮氧化物能导致人的呼吸困难、呼吸道感染和哮喘等症状,同时使肺功能下降。尤其是儿童,即使短时间接触氮氧化物也可以造成咳嗽、喉痛。

尾气排放的有害物质不但增加了大气污染,破坏环境生态平衡,更重要的是,这些污染物在一定条件下会生成二次污染—光化学烟雾,对人体造成更大的危害,光化学烟雾是机动车排出尾气中的碳氢化合物、氮氧化物在特定的气温条件下,即静风、湿度低、温度高、并在阳光长时间照射时会产生一种复杂的烟雾,这种烟雾叫“光化学烟雾”。

20世纪40年代,在美国洛杉矶首先发现了光化学烟雾。每到秋冬季节,许多人的眼睛轻度红肿,嗓子疼痛,甚至还有人皮肤出现程度不等的潮红,丘斑疹等;人们还常会产生呼吸困难和疲乏的感觉。1955年九月,严重的汽车尾气加上气温偏高,洛杉矶再次出现了光化学烟雾,而且浓度非常高,光化学烟雾不仅影响了人们的呼吸道功能,特别是损伤儿童的肺功能;引发胸痛、恶心、疲乏等症状,导致了几千人受害,两天之内就有400多名65岁的老人死亡,生长在郊区的蔬菜全部由绿变褐,无人敢吃;水果和农作物减产,大批树木落叶发黄,几万公顷的森林有四分之一以上干枯而死。继1943年洛杉矶发生世界上最早的光化学烟雾事件后,在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现了这种烟雾。我国虽然只在少数城市发现过光化学烟雾,但随着城市汽车数量的急剧增加,我国很多城市也都存在着潜在的威胁。据有关部门初步测算,去年深圳机动车共排放碳氢化合物约2.3万吨,一氧化碳17万吨,氮氧化物4.5万吨,而排放总量以10%左右的速度增加。由于深圳北部受山脉阻隔,遇到夏秋静风、光照强烈的天气,如不采取切实有效的措施加以控制,很有可能出现“光化学烟雾”污染事件。

目前,汽车尾气控制和治理已成为世界重要课题,发达国家由于汽车总体技术较为先进,汽车尾气控制技术也较为先进,已经取得了重要进展,现在正向超低污染排放和零排放迈进,而我国在这方面起步较晚,许多控制技术处于探索和试用阶段,但我们正努力与国际接轨。控制汽车尾气污染措施有很多方面:可以使用清洁能源,如使用甲醇或改为电驱动;还可以改进操作条件,如改进气-燃料油的比例,改进内燃机设计,改进燃料油和其他添加剂的性质,如使用无铅汽油等,这些措施目前已取得一定的成效。在世界共同努力和关心下一定能在现有成果的基础上,研制出更有效,更完善的尾气净化技术,为地球大气环境净化发挥更大的作用。

论文关键词:汽车尾气污染危害

论文摘要:汽车作为人们的代步工具,在人类生活中占据着重要的作用。随着人们生活水平的提高,汽车数量迅速增加,汽车尾气产生的危害也越来越严重,对生态环境平衡及人类身体健康都造成了一定的损害,主要表现在人体患病率的增加以及光化学烟雾的产生,我们应及时对汽车尾气的污染重视起来并加强汽车尾气控制和治理。

参考文献:

[1]华爱红,李丽,丁国良.浅谈汽车尾气污染的危害及防治措施[J].科技资讯.2007.(04).

[2]吴国正,马丽萍,贺克雕.汽车尾气的污染与防治[J].广东化工.2007.(05).

篇4

通常是指除甲烷以外的所有可挥发的碳氢化合物（其中主要是C2～C8）。大气中的NMHC超过一定浓度，除直接对人体健康有害外，在一定条件下经日光照射还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害。

概念：

监测环境空气和工业废气中的NMHC有许多方法，但多数国家，采用气相色谱法。用双柱双氢火焰离子化检测器气相色谱法分别测出总烃和甲烷的含量，两者之差为NMHC的含量。在规定的条件下所测得的NMHC是于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计。

性质：是指除甲烷以外的所有碳氢化合物（烃类）。因为与甲烷不同，有较大的光化学活性，是形成光化学烟雾的前体物。其种类很多，其中排放量最大的是由自然界植物释放的萜烯类化合物，约占NMHC总量的65%，而其中最主要的是异戊二烯和单萜烯，它们会在城市和乡村大气中因光化学反应而形成光化学氧化剂和气溶胶粒子。NMHC的人为源主要有汽油燃烧、焚烧、溶剂蒸发、石油蒸发和运输损耗及废物提炼，这五类占碳氢化合物人为排放量的约96%。

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篇5

关键词：汽车尾气；污染；对策

中图分类号： X131.1文献标识码：A

2013年一季度，北京市雾霾天数46天，创近60年之最。不仅仅是北京，持续的雾霾蔓延全国10个省区，波及8亿人。据中科院大气物理研究所的专项检测，1月份强霾污染物化学组成，是上世纪中叶英国伦敦烟雾事件和美国洛杉矶光化学烟雾事件污染物的混合体，并叠加了我国特色的沙尘气溶胶。这说明我国大气污染类型已经由最初的燃煤型污染转变为目前燃煤―机动车―工业排放污染类型，这是发达国家所没有经历过的新情况。本文仅就汽车尾气排放所引起的大气污染进行分析。

一、汽车尾气污染现状

1、汽车保有量

我国2012年末全国民用汽车保有量达到12089万辆（包括三轮汽车和低速货车1145万辆），比上年末增长14.3%。在全国12089万辆民用汽车中，私人汽车保有量9309万辆，增长18.3%。民用轿车保有量5989万辆，增长20.7%，其中私人轿车5308万辆，增长22.8%。汽车保有量的增加直接导致汽车排放量增大，加剧了空气污染。

2、汽车尾气污染

汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯丙芘及固体颗粒物等，能引起光化学烟雾等。

光化学烟雾是汽车排入大气的氮氧化物和碳氢化物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝色的烟雾。它包含有臭氧 (O3）、醛类、硝酸酯类（PAN）等多种复杂化合物。这些化合物都是光化学反应生成的二次污染物，主要是光化学氧化剂。当遇逆温或不利于扩散的气象条件时，烟雾会积聚不散，造成大气污染事件，使人眼和呼吸道受刺激或诱发各种呼吸道炎症，危机人体健康。这种污染事件最早出现在美国洛杉矶，所以又称洛杉矶光化学烟雾。20世纪末开始，光化学烟雾不仅在美国出现，而且在日本的东京、大板、川崎市，澳大利亚的悉尼、意大利的热那亚和印度的孟买等许多汽车众多的城市都先后出现过。

从国家环保部的2013年5月份重点区域（京津冀、长三角、珠三角）空气质量状况得知，京津冀达标天数仅为27.4%，首要污染物为臭氧和PM2.5。从首要污染物的转变可以看出，燃煤引起的污染略微下降的同时，汽车尾气引起的污染有所上升。机动车排放已占城市大气污染物排放量30%以上，北京等大城市则已经超过50%。根治雾霾，必然要加强机动车污染的控制。

二、控制汽车尾气污染的建议与对策

1、强力淘汰黄标车：要加强对黄标车的管理，按时限进行淘汰。对可上路行驶的黄标车，要明确限行区域，减少黄标车的出行频次，减少污染物的排放。

2、提高燃油品质：在当前情况下是随着现代科技的发展，尽快实现高标号油品的供应，从源头上控制污染物的排放。

3、改善道路状况，合理利用现有道路，提高车速，减少污染物的排放。

4、限号出行：在京津冀大范围内，统筹考虑限号行驶，方便出行，减少污染物排放。

5、发展公共交通，提倡绿色出行：当前轿车已经进入家庭，并已成为人们的代步工具。要提倡绿色出行，养成好的生活习惯，不仅有利于健康，还减少了污染物排放。

6、研究开发新的动力装置：

7、改进现有汽车发动机的结构和性能

篇6

关键词： 高中化学 环境保护 理论知识

有害物质进入生态系统的数量超过了生态系统的自净能力，因而打破了生态平衡，使人类赖以生存的环境发生恶化，那么面对目前日益恶化的环境问题，作为当今的中学生、明日国家的建设者，正确认识中学化学理论和环境污染，对祖国未来的建设都将产生重要的影响。那么高中化学理论知识与环境污染有什么关系呢？

一、温室效应与CO2

由于地球人口激增，现代工业大量燃烧矿物燃料，使大气中二氧化碳不断增加，致使二氧化碳吸收及反射回地面的长波辐射能增多引起地面气温上升，因此产生“温室效应”。同时由于森林的大面积被毁，致使森林吸收CO2的量及送入大气中的O2的量均显著下降，导致“温室效应”加剧。“温室效应”加剧导致地球表面温度上升，因而地球两极冰山和冰川开始融化，会使海上升，最终可能会使沿海城市和农田被淹没。气候变暖也会引起海洋温度升高，将促使强烈的热带风暴形成。全球气候的变化，必将破坏生态平衡，给人类带来更为严重的灾难。例如：2008年的雪灾和今年我国西南部分地区的旱灾全球气候剧变会影响和破坏生物链、食物链。我们如何缓减温室效应呢？

控制“温室效应”加剧采取的主要措施是：①控制矿物燃料的燃烧，合理开发、合理利用燃料，寻找新能源如太阳能、生物能、地热等以减少二氧化碳的排放。②保护森林、保护植被，禁止乱砍滥伐，植树造林，利用森林涵养水源，调节气温。③控制人口激增。提倡低碳生活、发展低碳经济是我们减缓全球变暖、拯救家园的重要方式。

二、酸雨与氮的氧化物（NO2），硫的氧化物（SO2）

酸雨是指pH值小于5.0的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大气中的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质，它们在空气中氧化剂的作用下形成溶解于雨水的硫酸，硝酸等。大量中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧。据统计，全球每年排放进大气的二氧化硫约1亿吨，二氧化氮的5000万吨。所以，酸雨主要是人类生产活动和生活造成的，酸雨有哪些危害呢？

酸雨给地球生态环境和人类的社会经济带来严重的影响和破坏，酸雨使土壤酸化，降低土壤肥力，抑制植物的生长发育。酸雨使河流、湖泊的水体酸化，抑制水生生物的生长和繁殖，使水生生态系统紊乱；酸雨污染河流湖泊和地下水，直接或间接危害人体健康。欧洲每年排出2200吨硫，毁灭了大片森林。我国四川、广西等省区已有10多万公顷森林濒临死亡。酸雨对金属、石料、木料、水泥等建筑材料有很强的腐蚀作用，世界已有许多古建筑和石雕艺术品遭酸雨腐蚀破坏，如加拿大的议会大厦、我国的乐山大佛，等等。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。

1.原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%―60%的无机硫。

2.优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。

3.改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。

4.煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。目前主要用石灰法，可以除去烟气中85%―90%的二氧化硫气体。

5.开发新能源：如太阳能、风能、核能、可燃冰等。

光化学烟雾是一种混合物的总称。它是排入大气中的NO和碳氢化合物受太阳紫外线作用，发生光化学反应所产生的一种刺激性很强的浅蓝色的混合烟雾。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，人暴露在光化学烟雾中，会导致发病率，死亡率急速上升。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，同时也会影响植物生长，降低对病虫害的抵抗率。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。光化学烟雾还会促成酸雨的形成，影响材料质量的损失，加速聚合物、橡胶等的老化。

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。50年代以来，世界上很多城市都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。

四、臭氧层空洞与氟利昂

臭氧层是大气平流层中臭氧浓度最大处，是地球的一个保护层，太阳紫外线辐射大部被其吸收。臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。氟利昂的大量释放和太阳风射来的粒子流在地磁场的作用下向地磁两极集中，是破坏臭氧层的主要原因。臭氧层的损耗是当前世界上又一个普遍关注的全球性大气环境问题，它同样直接关系到生物圈的安危和人类的生存。由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括臭氧层人类，都会产生不利的影响。例如导致皮肤癌、白内障患者数量增加，减少渔业产量、破坏森林，等等。

我国政府和科学家们非常关心保护大气臭氧层这一全球性的重大环境问题。我国早于1989年就加入了《保护臭氧层维也纳公约》，先后积极派团参与了历次的《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》缔约国会议，并于1991年加入了修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。我国还成立了保护臭氧层领导小组，开始编制并完成了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》。根据这一方案，我国已于1999年7月1日冻结了氟利昂的生产，并将于2010年前全部停止生产和使用所有消耗臭氧层物质。

五、重金属污染与汞、镉、铬、铅及砷等

重金属污染主要指汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素及其化合物对环境的污染。由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，造成人体中毒，对人体会造成很大的危害。例如，日本发生的水俣病（汞污染）和骨痛病（镉污染）等公害病，都是由重金属污染引起的。2011年4月初，我国首个“十二五”专项规划――《重金属污染综合防治“十二五”规划》获得国务院正式批复，防治规划力求控制汞、镉、铬、铅和砷5种重金属。控制与消除土壤污染源，是防止重金属污染污染的根本措施。

1.控制与消除工业“三废”排放

2.加强土壤污灌区的监测与管理

3.合理施用化肥与农药

4.增加土壤容量与提高土壤净化能力

5.建立监测系统网络，对策

6.工程治理

以上几种污染都涉及我们在中学化学中所学的知识，首先我们要从思想上重视了解这些对人类及环境造成的危害，提高环境保护意识，只有保护好生存环境，才能保护人类自己。从行为上，要从个人做起，配合国家法律、法规的环境保护的规定，企业要加强管理，并且做好监督管理机制，使措施落到实处，不能只以人为本，还要考虑动植物及环境所能承受的压力，这样人类才有立足之地。

参考文献：

［1］中国大百科全书.环境科学.中国大百科全书出版社，1983，12.

［2］高级中学.化学第一册教学参考书.人民教育出版社，1990，12.

［3］化学教学，1994，3.

篇7

摘要:

通过测定并比较在8个含氮芳氧基取代酞菁锌和2个联苯氧基取代酞菁锌的DMF溶液中加入三氟乙酸后其UV－Vis和荧光光谱的变化，研究其质子化行为。探讨了取代基结构和位置对取代酞菁锌的质子化难易程度的影响，测定了芳氧基取代酞菁锌质子化前后的荧光量子产率、1O2量子产率和光降解速率常数，探讨了质子化作用对标题化合物的光物理和光化学性质的影响。

关键词:

酞菁锌;质子化;光物理性质;光化学性质;芳氧基

0引言

酞菁是一类合成的具有大π共轭体系的化合物，它因拥有独特的物理、化学、生物学特性而引起广泛的关注，被应用于工业、材料科学、生物医学、纳米技术等各种领域［1－4］。酞菁母环上有四个桥联的氮原子，每个氮原子上都有孤对电子，可以与酸发生质子化反应［5－6］。未质子化的酞菁金属配合物具有D4h对称性，氮原子的一级质子化［MPcH］+、二级质子化［MPc2H］2+和三级质子化［MPc3H］3+使其对称性下降，从而引起Q带的分裂和红移;四级质子化酞菁金属配合物(［MPc4H］4+)还原为D4h对称性，但Q带仍发生红移［7－9］。酞菁Q带红移对于其作为光动力治疗(PhotodynamicTherapy，PDT)光敏剂是有利的。图1酞菁锌配合物结构示意图Fig．1Structuresofzincphthalocyanines酞菁质子化受其环取代基、中心金属、轴向配体、溶剂及酸化试剂等影响［8，10］。α位烷氧基取代酞菁锌较β位易于质子化，在不含配位基团的溶剂(如CHCl3、CH2Cl2或甲苯)中，微量水或酸性杂质能使一些α位烷氧基取代酞菁锌质子化［11－14］，而β位取代酞菁未发现微量水质子化现象。Honda等［15］研究发现，质子化八－α－丁氧基取代酞菁锌的稳定性可以通过分子内氢键得到巩固，使其易于质子化。此外，他们首次报道了八－α－苯基取代酞菁及其锌配合物质子化衍生物的晶体结构［16］，由于取代基空间位阻大，八－α－苯基取代酞菁环变形程度大，使其内环吲哚氮原子上更优先质子化，并通过N－H的质子与Br－离子的氢键作用增强稳定性;而相应的八－α－苯基取代酞菁锌配合物，中心金属锌在轴向上与氯原子配位，酞菁环基本保持平面结构，其在常规的桥联氮原子上质子化;此研究印证了Lang等［17］的推论，酞菁可以在桥联氮原子或吡咯氮原子上质子化。质子化酞菁在加入碱性物质(如NaOH、吡啶等)后可以脱质子化［14，18］。酞菁质子化影响其吸收光谱、荧光光谱、荧光量子产率、三线态量子产率和单线态氧量子产率、光稳定性等［8，17－20］。本文以8个含氮芳氧基取代酞菁锌和2个联苯氧基取代酞菁锌(图1，1a～5b)为研究对象，选用三氟乙酸(TFA)作为酸化剂，研究其质子化行为。测定了标题配合物质子化前后的紫外、荧光光谱，探讨了质子化作用对其光物理和光化学性质的影响，对比了α位和β位取代酞菁锌质子化的异同点。目前，关于酞菁质子化的相关研究报道较少，β位取代酞菁质子化研究更少［8，18，21－26］。本文的研究可丰富配位化学和酞菁化学的相关知识。

1实验部分

1．1试剂

四－α－(4－吡啶氧基)酞菁锌(1a)［27－28］、四－β－(4－吡啶氧基)酞菁锌(1b)［27－28］、四－α－(8－喹啉氧基)酞菁锌(2a)［29］、四－β－(8－喹啉氧基)酞菁锌(2b)［27－28］、四－α－(4－氨基苯氧基)酞菁锌(3a)［29］、四－β－(4－氨基苯氧基)酞菁锌(3b)［30］、四－α－(5－氨基萘氧基)酞菁锌(4a)［31］、四－β－(5－氨基萘氧基)酞菁锌(4b)［31］、四－α－(联苯氧基)酞菁锌(5a)［31］和四－β－(联苯氧基)酞菁锌(5b)［31］按文献方法合成。酞菁锌(ZnPc)为标准物。1，3－二苯基异苯并呋喃(DPBF)购自百灵威化学技术有限公司。所用试剂未加说明均为市售分析纯试剂。

1．2质子化按比例配制

不同浓度的TFA/DMF混合溶液，将定量的取代酞菁锌分别溶解在上述溶液中，观察并记录UV－Vis光谱的变化情况。当Q带红移后的新谱带强度达到最大时，认为该阶段质子化已完成。

1．3荧光量子产率

参考文献［32］，配制一级质子化酞菁锌的DMF溶液，测定UV－Vis光谱，使其在610nm处的吸光度在0．03～0．05。然后在CaryEclipse荧光仪(美国Varian公司)上测量，激发波长为610nm，发射波长范围为620～850nm。荧光量子产率采用公式法计算，以ZnPc为标准物(ФstdF=0．32，DMF溶液)［31－33］。

1．41O2量子产率

参考文献［34］，当天配制包含DPBF的酞菁锌一级质子化溶液(672nm波长处A=0．2)并储存在暗处。光源使用12V、50W的石英灯(深圳市雷士照明有限公司)，将一片带通滤光片672nm、半峰宽为10nm(大恒集团光学薄膜中心)放置在光路径上。将2mL的混合溶液注入到石英比色皿中，放置于滤光片的另一测，并且通饱和氧。打开光源同时记时，时间为40～60s。使用UV－Vis光谱仪记录411nm处光谱的变化情况，循环5～6次。采用公式法计算1O2量子产率，以ZnPc为标准物(ФstdΔ=0．56，DMF溶液)［31，34］。

1．5光稳定性

参考文献［35］，配制一级质子化酞菁锌，使其λmax的吸光度在0．95～1．05。使用220V、100W的金属卤钨灯作为光源。移取3mL的DMF酞菁锌溶液于石英比色皿中，垂直放置在光路径上，在光源和比色皿间加入420nm紫外截止滤光片(江苏省海安县汇虹光电仪器厂)。照射间隔为10min，以A～t作图得直线，其斜率即为光降解速率常数［31］。

2结果与讨论

2．1UV－Vis光谱

2．1．1取代基位置和类型对酞菁质子化难易程度的影响

高浓度的硫酸能够破芳氧基取代酞菁锌，故本文采用TFA作为酸化剂。表1列出4个含氮芳氧基取代酞菁锌和2个联苯氧基取代酞菁锌在DMF溶液中出现质子化吸收峰(吸光度A=0．01)的TFA浓度。从表1中可以看出，β位芳氧基取代酞菁锌(3b、4b、5b)出现新的质子化峰所需要的TFA浓度大约是α位取代(3a、4a、5a)的20倍，表明α位取代酞菁锌比β位更易于发生质子化，这是由于芳氧基的给电子作用α位大于β位，使得酞菁环上的桥联氮原子电子云密度升高。但是，吡啶氧基取代酞菁锌(1a，1b)和喹啉氧基取代酞菁锌(2a，2b)在很高的TFA浓度下才达到一级质子化阶段，这可能与下述讨论的取代基类型相关。图2是β位芳氧基取代酞菁锌配合物(1b～5b)在DMF溶剂中Q带λmax处吸光度随TFA浓度的变化。Q带吸收强度大，表明未质子化酞菁分子多，相应地，其质子化程度小。从图2可以看出，酞菁配合物1b～5b质子化的难易程度为5b＞4b≥ZnPc＞3b＞2b＞1b，即含氮芳氧基β位取代酞菁锌(1b～4b)基本上都比ZnPc更难质子化，联苯氧基取代酞菁锌比ZnPc更易质子化。酞菁质子化的难易程度与取代基结构有关，取代基上的氮原子先发生质子化，引起了取代基性质的改变，含氮基团由给电子转变为带正电荷的吸电子，正电荷取代基使酞菁环上桥联氮原子密度降低，不易质子化，同时，正电荷的排斥作用也使得H+难以接近酞菁环上的氮原子产生质子化。而且，1b～4b相应四种取代基碱性大小顺序为吡啶(pKa5．14)＞喹啉(pKa4．85)＞苯胺(pKa4．58)＞萘胺(pKa3．92)，含氮芳氧基取代酞菁锌的质子化难易程度与取代基上含氮基团的碱性大小顺序成反比，取代基碱性越大，取代基越优先质子化，酞菁则越难质子化。

2．1．2酞菁质子化UV－Vis光谱λmax比较

表2列出了含氮芳氧基取代酞菁锌与联苯氧基取代酞菁锌在TFA/DMF中一级与二级质子化的λmax(nm)及其红移数据。几种取代酞菁锌未质子化前在DMF中的λmax(nm)大小顺序为4≈3＞2＞1≈5＞ZnPc，且α位取代酞菁锌大于β位，芳氧给电子基增加了酞菁环电子云密度，降低了HOMO与LUMO之间的能级差，吸收波长红移［31］。由化合物1和5的λmax大小相近可知，吡啶氧基和联苯氧基的给电子能力相当。对比表2数据，各取代酞菁配合物的一级质子化红移程度大小为5＞4＞ZnPc≥3＞2＞1，结果表明，酞菁锌质子化后，Q带红移顺序基本与其质子化的难易程度相吻合，酞菁越容易质子化，质子化Q带红移程度越大。化合物5为联苯氧基取代酞菁锌，取代基不含氮原子，其弱的给电子作用使得酞菁环上氮原子的电子云密度相对较高，易于质子化;而碱性相对较大的吡啶氧基取代酞菁锌1，虽然未质子化前吡啶氧基的给电子能力与联苯氧基相当，但是取代基优先质子化后转化为带正电荷的强吸电子基，使得酞菁环上桥联氮原子的电子云密度大为降低，难以进一步质子化，1a和1b采用TFA作为酸化剂，达不到二级质子化;而且，β位取代酞菁锌较α位更难进一步质子化，3b、4b和5b一级质子化后酞菁分解。2a和2b、3a～5a，其二级质子化红移程度比一级质子化更大，且α位取代酞菁锌配合物的红移程度大于ZnPc，可能是由于芳环氧基的给电子作用相对增加了酞菁环上桥联氮原子的电子云密度，使其较ZnPc更易进行二级质子化。

2．2荧光光谱及一级质子化的荧光量子产率

酞菁化合物的荧光性质在PDT别重要［36－37］。表3和表4分别列出质子化前后取代酞菁锌荧光发射光谱的最大发射峰λemmax和荧光量子产率ΦF。从表3可知，各取代酞菁锌一级质子化的λemmax大小顺序为5＞4≥3＞ZnPc＞2＞1，λemmax红移变化规律与UV－Vis光谱λmax大体相同，酞菁环上桥联氮原子的电子云密度越高，芳氧基取代酞菁锌越易质子化，λmax红移程度增大，λemmax红移程度增加。标题化合物质子化后，λmax和λemmax总体红移程度为联苯氧基取代酞菁锌(5)＞氨基芳氧基取代酞菁锌(4，3)＞ZnPc＞氮杂芳氧基取代酞菁锌(2，1)。由于1a和1b难以二级质子化，3b、4b和5b一级质子化后，酞菁分解，所以也观察不到它们相应的二级质子化荧光光谱。对于化合物2a和2b、3a、4a和5a，α位取代酞菁锌配合物的二级质子化λemmax红移程度大于ZnPc，此现象与吸收光谱相似。从表4中可以看出，氮杂芳氧基取代酞菁锌1～2及联苯氧基取代酞菁锌5，其荧光量子产率ΦF比ZnPc小，且α位取代比β位小，这是由于HOMO和LUMO轨道之间的E变小使得第一激发单线态(S1)到基态(S0)的无辐射跃迁变得更容易，从而使得与之竞争的发射荧光的hυ变小，荧光量子产率降低［38］;与ZnPc相似，其一级质子化的荧光量子产率比未质子化的荧光量子产率要小，即质子化后荧光量子产率降低［8］。化合物3～4是氨基芳氧基取代酞菁锌，其未质子化ΦF比相应化合物1～2小一个数量级。主要原因是氨基通过光诱导电子转移(PET)会淬灭酞菁锌激发单线态，因而其ΦF很低［26，31，38－40］。化合物3～4质子化后削弱了分子中旋轨耦合作用，使ΦF有所增大，但由于酞菁分子质子化后ΦF降低，综合两方面因素，其ΦF基本不变，仍然很小。

2．31O2量子产率

在PDT中，光敏剂在光照下从基态(S0)被激发到第一激发单线态(S1)，第一激发单线态通过隙间窜跃到第一激发三线态(T1)，第一激发三线态可与三线态氧分子相互作用而产生单线态氧1O2(或超氧阴离子自由基O－2)［41－42］。这些高活性氧是其产生光动力细胞杀伤效应的前提，也是评价抗癌光敏剂的首要条件之一。因此，对酞菁产生单线态氧能力的研究引起了人们广泛的兴趣。表5列出了取代酞菁锌未质子化与一级质子化的1O2量子产率(ΦΔ)。从表5中可以看出，化合物1未获得单线态氧量子产率的数据，主要是测定中未观察到DPBF的吸收峰，可能是由于吡啶氧基酞菁锌的一级质子化TFA浓度过高，在强酸性环境中，DPBF发生分解。氮杂芳氧基取代酞菁锌1～2及联苯氧基取代酞菁锌5，未质子化前其单线态氧量子产率ΦΔ基本比ZnPc小，且α位取代比β位大，此顺序与上述荧光量子产率ΦF相反;其一级质子化的ΦΔ比未质子化要小，即质子化后ΦΔ降低，酞菁锌发生质子化后，激发三线态的能量降低，不易将分子氧激发到单线态，使得ΦΔ降低［8，21］。氨基芳氧基取代酞菁锌3～4，其质子化前后ΦΔ变化规律与ΦF相似，几乎无1O2生成，ΦΔ很小。

2．4光稳定性

溶液中酞菁配合物的光稳定性是其作为光电功能材料的一个重要性质，同时也与其作为光敏剂的应用有关。酞菁化合物光稳定性与其中心金属、取代基、溶剂及光源等因素有关［43－45］。表6列出了取代酞菁锌的未质子化与一级质子化的光降解速率常数。从表6中可以看出，氮杂芳氧基取代酞菁锌1～2及联苯氧基取代酞菁锌5，其一级质子化的分解速率k比未质子化的要小，即酞菁锌质子化后光稳定性相对提高［8］。由酞菁类物质的光稳定性与1O2的密切关系可以推测，酞菁锌一级质子化的k降低是由产生1O2的量少而直接导致的［46］。氨基芳氧基取代的酞菁锌配合物3～4，其未质子化分解速率k比相应化合物1～2小一个数量级，主要原因单线态氧量子产率(ΦΔ)比1～2小。化合物4质子化后分解速率k增大，可能是质子化后ΦΔ增大，促进酞菁锌配合物的降解。

3结论

本文探讨了8个含氮芳氧基取代酞菁锌(1a～4a，1b～4b)和2个联苯氧基取代酞菁锌(5a，5b)在DMF溶液中三氟乙酸作用下的质子化行为及其光物理、光化学性质的变化。取代基的给电子能力影响酞菁环桥联氮原子的电子云密度，α位取代酞菁锌较β位给电子能力强，容易质子化;其次，含氮基团取代基先质子化，影响了酞菁的质子化，取代基碱性越小，酞菁环桥联氮原子电子云密度越高，越易质子化，λmax和λemmax红移程度相应增大，其总体红移程度为联苯氧基取代酞菁锌(5)＞氨基芳氧基取代酞菁锌(4，3)＞ZnPc＞氮杂芳氧基取代酞菁锌(2，1)，其α位取代酞菁锌二级质子化红移程度比一级质子化大，而且大于ZnPc。取代酞菁锌质子化后，ΦF、ΦΔ和k减小，而氨基芳氧基取代酞菁锌质子化前后ΦF、ΦΔ和k都很小。

参考文献：

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篇8

中学化学教师要在对学生进行化学知识教育的同时，将环境保护的知识渗透在课堂教学之中，这样既能丰富课堂教学的内容，活跃课堂的气氛，又能提高学生的学习兴趣，还培养了学生的环境保护意识。笔者就教学过程中如何将环保知识渗透到教学中略述一二：

一、学习了“硫及其化合物”的知识后，介绍“酸雨”的有关知识及危害。

成分：硫酸（H2SO4），硝酸（HNO3），有机酸等。

形成：含硫、氮燃料的燃烧，化工生产中废气的任意排放。

事实及危害：40年代英国工业城市伦敦的“酸雨”，50年代美国某工业城市的“酸雨”。80年代以来我国南方重庆、贵阳等工业城市大面积的“酸雨”以及1994年重庆市连续的四嘲黑雨”。

“酸雨”可以使工业机械锈蚀，寿命缩短；可以使河流、湖泊中沉积的某些重金属元素化合物溶出，从而进入鱼、贝体中，这些有毒的重金属元素通过食物链而危害人类的健康；可以使土壤酸化，造成农作物的大幅度减产；可以使一些价值很高的古文物腐蚀。消除措施：①减少污染源，采用低硫的煤，或者对含硫燃料进行加工脱硫。②开辟新能源，如太阳能、原子能的开发利用。③优化产业结构，对工业废气进行综合处理，提高回收利用率，化害为益。

学习了“氧及其化合物”的知识后，重点介绍“臭氧层空洞”、“光化学烟雾”

成份：氮的氧化物（NOX），硫的氧化物（SOX），以及作为冰箱致冷剂的“氟氯代烷”等。

形成：氧化物的来源同“酸雨”部分，氟氯代烷来自于人类致冷剂的大量使用。这些物质与臭氧之间的反应是：

O3＝O2＋O

Cl＋O3＝ClO＋O2

ClO＋O＝Cl＋O2

即：2O3＝3O2

我们可以看出氟氯代烷分解产生的原子氯在臭氧的分解中起了催化剂的作用，加速了臭氧的分解，使臭氧层中臭氧减少，从而形成了臭氧层“空洞”。氮、硫的氧化物在人类生活的空气中当浓度达到一定程度，经过光化学反应，便形成光化学“烟雾”。

事实及危害：1952年美国洛杉矶发生了世界上首次“光化学烟雾”，称为“洛杉矶烟雾”，有500余人在此事件中丧生。1995年6月2日，我国上海市也发生了“光化学烟雾”事件。光化学烟雾能严重地刺伤人的眼、鼻、喉，严重时可使人呛出眼泪，引起呼吸道感染而发玻这是自然向人类发出的警告。

地球上空离地面25千米――50千米处存在着一层含臭氧90％左右的臭氧层，太阳辐射的光经过臭氧层时，其波长为200――300微米范围的，对地球上的生命有害的紫外线大部分被吸收，从而保护了地球上生命的存在和延续。臭氧层“空洞”的出现，使太阳辐射的紫外线穿过“空洞”直射到地球，从而祸及寰球生灵。近几年来人类癌症、眼科疾并皮肤病及一些无名病不断地发生，一些植物不明原因的枯死，其中一个重要的因素便是紫外线辐射。

消除措施：氧化物的消除方法除前述“酸雨”部分的方法外，限制超高速飞机的飞行是非常重要的。超高速飞机的飞行高度在20千米以上，它排放的氮、硫的氧化物对臭氧层的破坏尤其严重。氟氯代烷是致冷剂的主要成份，限制使用氟氯代烷，寻找新的无污染的致冷剂，是当今制冷工业发展的方向。据报道，新型的无卤制冷剂已经合成，并开始用于工业生产。

三、学习了“烃、石油、煤”的知识后，重点介绍“温室效应”

产生“温室效应”的气体，我们称为“温室气体”。引起“温室效应”的气体主要是二氧化碳，增长速度最快的是氟氯代烷。

形成：含碳燃料（如石油煤）的燃烧，动物的呼吸，有机物的氧化、分解，工业生产中废气的任意排放。更重要的是森林的大面积毁坏，绿色植物的减少，破坏了人与自然界及生态系统之间的固有平衡，导致二氧化碳过剩并不断增加。

事实及危害：由于“温室气体”阻碍了地球上能量的扩散，使地球表面的温度升高，气温变暖，水的蒸发速度加快，大气环流紊乱，造成旱、涝等自然灾害的频繁发生。温室环境使害虫、老鼠的繁殖速度加快，严重地危害人类的健康和植物的生长。有资料报道，由于地表温度的升高，极地及高山的冰川和冰冠开始融化，加之温度的升高引起海水体积的膨胀，可能导致海平面水位上升，使一些沿海平原和三角洲淹没，土地减少，引起世界性的人口流动，增大了社会的不安定因素。

消除措施：最简单、最实在的措施首先是大力发展绿色植物，植树造林，还地球山青水秀的本来面目，恢复生态系统之间的固有平衡。其次，控制污染源，减少含碳燃料的燃烧，寻找新的、无污染的燃料，开辟新能源。

通过化学教学中有关环保知识的渗透，首先，让学生深刻地认识了化学与环境的关系，了解环境污染的原因，可能造成什么样的恶果，以及如何保护环境，改善环境的首理，深入浅出地阐明环保工作的重要意义，使学生增强了环保意识。其次，增强了学生的动手能力。学生们为了防止大气污染，在制取一些有毒物质（气体、液体）时，要不断改进实验装置，尽量避免气体外逸或液体泄漏乱淌。对有害尾气要增加吸收或转化装置，不能任意排入大气中。如制取二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气等有毒气体时，对其尾气的处理，可用碱溶液（如氢氧化钠溶液）来吸收。

篇9

不同的城市，不同的雾霾

历史上，纽约市曾数度经历严重空气污染。根据《环境历史时间表：1940—1960》（Environmental History Timeline： 1940-1960 ）一书记载，1950年以来，历次纽约“雾霾事件”都导致了数百人的死亡：1953年11月，雾霾导致170～260人死亡。1963年，死亡人数达200人。短短三年后的1966年，纽约雾霾再一次导致168人死亡。成为耸人听闻的“雾霾杀人事件”。

不同于纽约，在洛杉矶，另一种雾霾——“光化学烟雾”问题曾十分突出。1954年10月，光化学烟雾覆盖在洛杉矶的上空长达一个月之久，学生被迫停课在家，飞机无法起降，交通事故频发。加州理工大学的分析表明，光化学烟雾的产生原因是汽车排放尾气中的微粒在阳光的照射下产生了化学反应成为氮氧化物（NOX），以及来自于工厂和炼油排放出的二氧化碳（CO2）和其他悬浮颗粒。虽然天气晴朗、阳光灿烂，但人们仍然会不停地干咳并感到眼睛刺痛。

除纽约、洛杉矶之外，美国其他许多城市也在经济快速增长的同时付出了巨大的环境代价：1948年，多诺拉烟雾灾难在不到一个星期的时间内造成20人死亡；1974年5月，华盛顿特区的雾霾天气持续了将近3个月；1972年亚利桑那州的凤凰城，创下了153天无降雨的纪录。

国家定标准，地方出对策

由于各地区致霾的原因不同，美国政府对于空气污染的治理更类似于一个双重系统：以全国性的法令为框架，各州因地制宜设立自己的治霾措施。

在全国层面上，美国联邦政府针对空气污染问题颁布多项立法和修正案，成为各地区治理空气污染的基础。1963年，美国在通过第一份全国性空气污染控制法案《洁净空气法》；1970年环境保护署成立并定期审查空气质量标准；此后，美国环保署等机构合作设立了“空气质量指数”（AQI），向公众提供各地空气质量及空气污染水平的即时信息，通过登录网站AIRNOW，民众可以通过臭氧（O3）指数图、PM2.5指数图及其他指数图等了解各地动态空气质量。

各州、城市也分别制定了不同空气污染防治体系。洛杉矶建立了全美第一个空气污染控制区，其所在的加利福尼亚州则设定了美国第一个机动车尾气排放标准。近两年，洛杉矶开始使用清洁能源替代化石能源发电，来自洛杉矶水电局的报告显示，目前该市有20%的电力来自风能、水电等可再生能源。

篇10

关键词：雾霾 危害 预防

一、雾霾的概念

雾霾是由雾和霾两个词组合而成，雾主要是由水汽形成，近地面的空气冷却至某程度时，水气凝结，形成细微的水滴悬浮于空中，对能见度造成影响，便称之为雾；而霾，通常是指灰霾，也就是空气中的微小颗粒，直径1到2.5微米之间，霾和雾的主要物质不一样，雾是液态水，霾是固体灰尘。雾霾天气是指：大气相对湿度介于80-90%之间时，大气混浊视野模糊，这种情况的大气能见度低，是霾和雾的混合物共同造成的，称为雾霾天气，但这种天气非常少，因为要满足大气湿度介于80-90%之间，通常是雨后，而下雨会把大气灰尘过滤掉，雨后的大气一般灰尘较少，不易形成霾。

二、雾霾的成因

雾霾的形成是由二个方面的因素决定：一是形成雾霾的气象条件，再就是形成雾霾的人为因素。

1.在暖湿气流的控制下，地表的水蒸气不断上升，空气湿度增加形成雾。

2.由于工业生产废气、汽车尾气、建筑尘埃等小颗粒大量混入，形成霾。

二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾的主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。城市有毒颗粒物来源：首先是汽车尾气。使用柴油的大型车是排放颗粒物的“重犯”，使用汽油的小型车虽然排放的是气态污染物，比如氮氧化物等，但碰上雾天，也很容易转化为二次颗粒污染物，加重雾霾。其次是北方到了冬季烧煤供暖所产生的废气。第三是工业生产排放的废气。比如冶金、机电制造业的工业窑炉与锅炉，还有大量汽修喷漆、建材生产窑炉燃烧排放的废气。第四是建筑工地和道路交通产生的扬尘。

总的来说，雾霾天气主要还是环境污染造成的。出现雾时空气潮湿；出现霾时空气则相对干燥，空气相对湿度通常在60%以上。其形成原因是由于大量极细微的尘粒、烟粒、盐粒等均匀地浮游在空中，使有效水平能见度小于10KM的空气混蚀的现象。霾的日变化一般不明显。当空气团较稳定时，持续出现时间较长，有时可持续10天以上。由于阴霾、轻雾、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟雾等天气现象，都是因浮游在空中大量极微细的尘粒或烟粒等影响致使有效水平能见度小于10KM。有时使气象专业人员都难于区分。必须结合天气背景、天空状况、空气湿度、颜色气味及卫星监测等因素来综合分析判断，才能得出正确结论，而且雾和霾的天气现象有时是可以相互转换的。

三、雾霾天的危害

1.影响身体健康。灰霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物。其中危害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，如矿物颗粒物、海盐、硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶粒子等，它们能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中。由于灰霾中的大气气溶胶大部分均可被人体呼吸道吸入，尤其是亚微米粒子会分别沉积于上、下呼吸道和肺泡中，引起鼻炎、支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌。此外，由于太阳中的紫外线是人体合成维生素D的唯一途径，紫外线辐射的减弱直接导致小儿佝偻病高发。另外，紫外线是自然界杀灭大气微生物如细菌、病毒等的主要武器，灰霾天气导致近地层紫外线的减弱，易使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。

2.雾霾天对人体心脑血管疾病的影响很严重，会阻碍正常的血液循环，导致心血管病、高血压、冠心病、脑溢血，可能诱发心绞痛、心肌梗塞、心力衰竭等， 使慢性支气管炎出现肺源性心脏病等。另外，浓雾天气压比较低，人会产生一种烦躁的感觉，血压自然会有所增高。再一方面雾天往往气温较低，一些高血压、冠心 病患者从温暖的室内突然走到寒冷的室外，血管热胀冷缩，也可使血压升高，导致中风、心肌梗死的发生。所以心脑血病患者一定要按时服药小心应对

专家指出，持续大雾天对人的心理和身体都有影响，从心理上说，大雾天会给人造成沉闷、压抑的感受，会刺激或者加剧心理抑郁的状态。此外，由于雾天光线较弱及导致的低气压，有些人在雾天会产生精神懒散、情绪低落的现象。

3.影响交通安全

出现雾霾天气时，室外能见度低，污染持续，交通阻塞，事故频发。

4.影响区域气候

使区域极端气候事件频繁，气象灾害连连。更令人担忧的是，灰霾还加快了城市遭受光化学烟雾污染的提前到来。光化学烟雾是一种淡蓝色的烟雾，汽车尾气和工厂废气里含有大量的氮氧化物和碳氢化合物，这些气体在阳光和紫外线作用下，会发生光化学反应，产生光化学烟雾。它的主要成分是一系列氧化剂，如臭氧、醛类、酮等，毒性很大，对人体有强烈的刺激作用，严重时会使人出现呼吸困难、视力衰退、手足抽搐等现象。1952年伦敦光化学烟雾中，据官方统计就有逾4000人丧生，有环保专家分析，灰霾很可能取代吸烟成为肺癌头号致病“杀手”。

四、雾霾的预防

1.有心血管疾病的中老年人遇雾霾天，应尽量避免外出。如须外出，最好等太阳出来，雾霾减轻后再出行；外出时应戴口罩，口罩以棉质为最好，并尽量减少户外停留时间。外出归来，应立即清洗面部及的肌肤。

2.室内应注意通风，但应避免长时间开窗，导致污染空气进入。专家认为，雾霾天气里，不主张早晚开窗通风，最好等太阳出来再开窗通风。

3.远离马路，特别是交通拥挤的大马路，外出时尽量避免上下班高峰时间，汽车尾气排放集中时段。

4.心血管病人应注意坚持定时服药，另外调节好雾霾天的心情，避免情绪紧张低落。