- карактеристике
- Неке реакције које се јављају у тропосфери
- Примарни и секундарни загађивачи ваздуха
- Формирање озона у тропосфери
- Узроци фотохемијског смога
- Ефекти смога
- Референце
Фотохемијског смога је густа магла формиране услед хемијских реакција гасова из сагоревања мотора аутомобила. Те реакције су посредоване сунчевом светлошћу и јављају се у тропосфери, слоју атмосфере који се протеже од 0 до 10 км изнад земље.
Реч смог долази од контракције две речи у енглеском језику: «фог», што значи магла или магла, и «дим», што значи дим. Њена употреба је почела педесетих година прошлог века за означавање измаглице која је прекрила Лондон.
Слика 1. Фотохемијски смог у Салт Лаке Цити-у, САД. Извор: Елтиемпо10, из Викимедиа Цоммонс
Смог се манифестује као жућкасто-смеђе-сивкаста измаглица, настала малим капљицама воде распршене у атмосфери, које садрже хемијске производе реакција које настају између загађивача ваздуха.
Ова измаглица је веома честа у великим градовима због велике концентрације аутомобила и интензивнијег саобраћаја у аутомобилима, али се такође проширила и на нетакнута подручја, као што је Гранд Цанион у држави Аризона, САД.
Врло често смог има карактеристичан, непријатни мирис, услед присуства неких типичних гасовитих хемијских компоненти. Интермедијарни производи и завршна једињења реакција које изазивају смог, озбиљно утичу на здравље људи, животиња, биљака и неких материјала.
карактеристике
Неке реакције које се јављају у тропосфери
Једна од карактеристичних карактеристика атмосфере планете Земље је њен оксидациони капацитет, због велике релативне количине дијатомског молекуларног кисеоника (О 2 ) који садржи (отприлике 21% његовог састава).
На крају, готово сви гасови који се емитују у атмосферу потпуно се оксидују у ваздуху, а крајњи производи тих оксидација се таложе на земљиној површини. Ови оксидациони процеси су од виталног значаја за чишћење и деконтаминирање ваздуха.
Механизми хемијских реакција које настају између загађивача ваздуха су веома сложени. Испод је поједностављена изложба истих:
Примарни и секундарни загађивачи ваздуха
Гасови које изгарају изгарање фосилних горива у аутомобилским моторима углавном садрже азотни оксид (НО), угљен моноксид (ЦО), угљен диоксид (ЦО 2 ) и испарљива органска једињења (ВОЦ).
Ова једињења се називају примарним загађивачима, јер кроз хемијске реакције посредоване светлошћу (фотохемијске реакције) стварају низ производа који се називају секундарни загађивачи.
У основи, најважнији секундарни загађивачи су азот диоксид (НО 2 ) и озон (О 3 ), који су гасови који највише утичу на стварање смога.
Формирање озона у тропосфери
Душиков оксид (НО) се производи у моторима аутомобила реакцијом између кисеоника и азота у ваздуху на високим температурама:
Н 2 (г) + О 2 (г) → 2НО (г), где (г) средства у гасовитом стању.
Душиков оксид једном ослобођен у атмосферу се оксидује у азот диоксид (НО 2 ):
2НО (г) + О 2 (г) → 2НО 2 (г)
НО 2 је подвргнут фотохемијском разградњи посредованој сунчевом светлошћу:
НО 2 (г) + хγ (светло) → НО (г) + О (г)
Кисеоник О у атомском облику је изузетно реактивна врста која може покренути многе реакције, попут стварања озона (О 3 ):
О (г) + О 2 (г) → О 3 (г)
Озон у стратосфери (слој атмосфере између 10 км и 50 км изнад земљине површине) делује као заштитна компонента живота на Земљи, јер апсорбује високоенергетско ултраљубичасто зрачење које долази од сунца; али у земаљској тропосфери озон има веома штетне ефекте.
Слика 2. Смог у Њујорку. Извор: Википедиа Цоммонс
Узроци фотохемијског смога
Остали путеви за стварање озона у тропосфери су сложене реакције које укључују азотне оксиде, угљоводонике и кисеоник.
Једно од хемијских једињења која настају у тим реакцијама је пероксиацетил нитрат (ПАН), који је моћно средство за суза које такође изазива потешкоће у дисању.
Испарљива органска једињења потичу не само од угљоводоника који се не сагоревају у моторима са унутрашњим сагоревањем, већ из различитих извора, попут испаравања растварача и горива, између осталог.
Ови ВОЦ такође су подвргнути сложеним фотохемијским реакцијама које су извор озона, азотне киселине (ХНО 3 ) и делимично оксидованих органских једињења.
ВОЦ + НО + О 2 + Сунчева светлост → Сложена смеша: ХНО 3, О 3 и разна органска једињења
Сва ова органска једињења, оксидациони производи (алкохоли и карбоксилне киселине), такође су испарљиви и њихове паре могу се кондензовати у ситне капљице течности које се у ваздуху дистрибуирају у облику аеросола, који распршују сунчеву светлост, смањујући видљивост. На тај се начин у тропосфери ствара нека врста вела или магле.
Ефекти смога
Чађи или угљеникове честице које производе сагоревањем, анхидрид сумпорне киселине (СО 2 ) и секундарни загађивач -сулфуриц киселину (Х 2 СО 4 ) - су такође укључени у производњи смога.
Озон у тропосфери реагује двоструким везама Ц = Ц у плућним ткивима, биљном и животињском ткиву, узрокујући озбиљна оштећења. Уз то, озон може оштетити материјале као што су аутомобилске гуме, узрокујући пуцање из истих разлога.
Фотохемијски смог је узрок тешких респираторних проблема, урока кашља, иритације носа и грла, краћег дисања, болова у грудима, ринитиса, иритације ока, дисфункције плућа, смањене отпорности на заразне респираторне заразне болести, превременог старења плућна ткива, тешки бронхитис, затајење срца и смрт.
У градовима као што су Њујорк, Лондон, Мексико Сити, Атланта, Детроит, Солт Лејк Сити, Варшава, Праг, Штутгарт, Пекинг, Шангај, Сеул, Бангкок, Бомбај, Калкута, Делхи, Џакарта, Каиро, Манила, Карачи, У мегаградима су вршне критичне епизоде фотохемијског смога биле узрок аларма и посебних мера за ограничавање циркулације.
Неки истраживачи су известили да је контаминација изазвана сумпордиоксида (СО 2 ) и сулфата проузроковати смањење отпора уговорном дојке и дебелог црева, у популацијама које настањују северним географским ширинама.
Механизам који је предложен да се објасне ове чињенице је да смог распршивањем сунчеве светлости тропосфере узрокује смањење доступног ултраљубичастог зрачења типа Б (УВ-Б), што је неопходно за биохемијску синтезу витамина Д Витамин Д делује као заштитно средство против обе врсте рака.
На тај начин можемо видети да је вишак високоенергетског ултраљубичастог зрачења веома штетан за здравље, али и мањак УВ-Б зрачења има штетне ефекте.
Референце
- Асхраф, А., Бутт, А., Кхалид, И., Алам, РУ, и Ахмад, СР (2018). Анализа смога и његов утицај на пријављене очне површинске болести: Студија случаја смогора о Лахореу из 2016. године. Атмосферска средина. дои: 10.1016 / ј.атмосенв.2018.10.029
- Банг, ХК, Нгуиен, ХД, Ву, К. и др. (2018). Фотохемијско моделирање смога коришћењем модела хемијског транспорта загађења ваздуха (ТАПМ-ЦТМ) у граду Хо Ши Мин, Вијетнам, моделирање и процена заштите животне средине. 1: 1-16. дои.орг/10.1007/с10666-018-9613-7
- Дицкерсон, РР, Кондрагунта, С., Стенцхиков, Г., Цивероло, КЛ, Доддридге, Б. Г и Холбен, БН (1997). Утицај аеросола на соларно ултраљубичасто зрачење и фотохемијски смог. Наука. 278 (5339): 827-830. дои: 10.1126 / наука.278.5339.827
- Халлкуист, М., Мунтхе, Ј., Тао, МХ, Цхак, В., Цхан, К., Гао, Ј. и др. (2016) Фотохемијски смог у Кини: научни изазови и импликације на политике квалитета ваздуха. Натионал Сциенце Ревиев. 3 (4): 401–403. Дои: 10.1093 / нср / нвв080
- Ксуе, Л., Гу, Р., Ванг, Т., Ванг, Кс., Саундерс, С., Блаке, Д., Лоуие, ПКК, Лук, ЦВИ, Симпсон, И., Ксу, З., Ванг, З., Гао, И., Лее, С., Меллоуки, А. и Ванг, В .: Оксидативни капацитет и радикална хемија у загађеној атмосфери Хонг Конга и делте ријеке Пеарл Ривер: анализа тешке епизоде фотохемијског смога, Атмос. Цхем. Пхис., 16, 9891-9903, хттпс://дои.орг/10.5194/ацп-16-9891-2016, 2016.