Фотокемијске карактеристике смога, узроци и ефекти



Тхе пхотоцхемицал смог То је густа магла која настаје услед хемијских реакција гасова које емитују мотори са сагоревањем аутомобила. Ове реакције су посредоване сунчевом светлошћу и јављају се у тропосфери, слоју атмосфере која се протеже од 0 до 10 км изнад земље. 

Реч смог долази од контракције две речи енглеског језика: "магла ", што значи магла или магла, ипушити ", што значи дим. Његова употреба почела је 1950-их да би се одредила измаглица која је покривала град Лондон.

Смог се манифестује као жућкасто сивкастосмеђа замућеност, узрокована малим воденим капљицама разбацаним у атмосфери, које садрже хемијске реакције које се јављају између загађивача ваздуха.

Ова магла је врло честа у великим градовима због високе концентрације аутомобила и интензивнијег саобраћаја, али се проширила и на подручја која су била нетакнута, као што је Гранд Цанион у држави Аризона, САД..

Често, смог има карактеристичан, неугодан мирис, због присуства неких типичних гасовитих хемијских компоненти. Међупроизводи и коначна једињења реакција које изазивају смог озбиљно утичу на здравље људи, животиње, биљке и неке материјале.

Индек

  • 1 Карактеристике
    • 1.1 Неке реакције које се дешавају у тропосфери
    • 1.2 Примарни и секундарни атмосферски загађивачи
    • 1.3 Формирање озона у тропосфери
  • 2 Узроци фотокемијског смога
  • 3 Ефекти смога
  • 4 Референце

Феатурес

Неке реакције које се дешавају у тропосфери

Једна од карактеристика атмосфере планете Земље је његов оксидациони капацитет, због велике релативне количине дијатомејског молекуларног кисеоника (ОР).2) садржи (приближно 21% његовог састава).

На крају, практично сви гасови који се емитују у атмосферу су потпуно оксидовани у ваздуху, а коначни производи ових оксидација се таложе на површини Земље. Ови процеси оксидације су од виталног значаја за чишћење и деконтаминацију ваздуха.

Механизми хемијских реакција који се јављају између загађивача ваздуха су веома сложени. Испод је поједностављена презентација:

Примарни и секундарни атмосферски загађивачи

Гасови који настају сагоревањем фосилних горива у аутомобилским моторима садрже углавном азотни оксид (НО), угљен моноксид (ЦО), угљен диоксид (ЦО)2) и испарљива органска једињења (ВОЦ).

Ова једињења се називају примарним загађивачима, јер путем хемијских реакција посредованих светлошћу (фотокемијске реакције) настаје низ производа који се називају секундарни загађивачи.

У основи, најважнији секундарни загађивачи су азот диоксид (НО2)  и озон (О3), који су гасови који највише утичу на формирање смога.

Формирање озона у тропосфери

Душиков оксид (НО) се производи у моторима аутомобила кроз реакцију између кисеоника и азота у ваздуху на високим температурама:

Н2 (г) + О2 (г) →  2НО (г), где (г) значи у гасном стању.

Душиков оксид који се једном испусти у атмосферу се оксидира у азот диоксид (НО2):

2НО (г) + О2 (г) → 2НО2 (г)

НО2 доживите фотокемијски слом посредован сунчевом светлошћу:

НО2 (г) + хγ (светло) → НО (г) + О (г)

Кисеоник у атомском облику је изузетно реактивна врста која може иницирати многе реакције као што је стварање озона (О3):

О (г) + О2 (г) → О3 (г)

Озон у стратосфери (слој атмосфере између 10 км и 50 км изнад земљине површине) функционише као заштитна компонента живота на Земљи, апсорбујући ултраљубичасто зрачење сунца; али у земаљској тропосфери озон има веома штетне ефекте.

Узроци фотокемијског смога

Други путеви за формирање озона у тропосфери су комплексне реакције које укључују азотне оксиде, угљоводонике и кисеоник.

Пероксиацетил нитрат (ПАН), који је снажан агенс који изазива сузе и који такође изазива потешкоће у дисању, један је од хемијских једињења која се генеришу у овим реакцијама..

Испарљива органска једињења долазе не само од угљоводоника који се не сагоревају у моторима са унутрашњим сагоревањем, већ и из неколико извора, као што је испаравање растварача и горива, између осталих..

Ове ХОС-еве такође имају комплексне фотокемијске реакције које су извор озона, азотне киселине (ХНО)3) и делимично оксидисана органска једињења.

ЦОВ'с + НО + О2 + Сунчева светлост → Комплексна мешавина: ХНО3, О3   и неколико органских једињења

Сви ови производи оксидације органских једињења (алкохоли и карбоксилне киселине) су такође испарљиви и њихове паре могу да се кондензују у минималне капљице течности које се дистрибуирају у ваздуху у облику аеросола, који распршују сунчеву светлост, смањујући видљивост. На тај начин се у тропосфери јавља нека врста вела или магле.

Ефекти смога

Честице чађи или угљенични производ сагоревања, сумпорни анхидрид (СО2и секундарни загађивач - сумпорна киселина (Х2СО4) - такође интервенишу у производњи смога.

Озон у тропосфери реагује са Ц = Ц двоструким везама у ткивима плућа, биљним и животињским ткивима, узрокујући озбиљна оштећења. Осим тога, озон може проузроковати оштећења материјала као што су аутомобилске гуме, што узрокује пуцање из истих разлога.

Фотокемијски смог проузрокује тешке респираторне проблеме, кашаљ, иритацију носа и грла, краће дисање, бол у грудима, ринитис, иритацију ока, дисфункцију плућа, смањену отпорност на респираторне заразне болести, прерано старење плућно ткиво, тешки бронхитис, затајење срца и смрт.

У градовима као што су Њујорк, Лондон, Мексико Сити, Атланта, Детроит, Салт Лаке Цити, Варшава, Праг, Штутгарт, Пекинг, Шангај, Сеул, Бангкок, Бомбај, Калкута, Делхи, Џакарта, Каиро, Манила, Карачи, тзв. мегацитиес, критичне епизоде ​​врхунца фотокемијског смога су узрок аларма и посебне мјере ограничења циркулације.

Неки истраживачи су извијестили да је загађење узроковано сумпор диоксидом (СО)2) и сулфати узрокују смањење отпорности на рак дојке и дебелог цријева у популацијама које настањују сјеверне географске ширине.

Механизам који се предлаже да се објасне ове чињенице је да смог, распршивањем инцидентне сунчеве светлости на тропосферу, узрокује смањење расположивог ултраљубичастог зрачења типа Б (УВ-Б), које је неопходно за биохемијску синтезу витамина Д Витамин Д делује као заштитно средство за оба типа рака.

На тај начин можемо видјети да је вишак ултравиолетног зрачења високе енергије врло штетан за здравље, али и дефицит зрачења типа УВ-Б има штетне ефекте..

Референце

  1. Асхраф, А., Бутт, А., Кхалид, И., Алам, Р. У., и Ахмад, С.Р. (2018). Анализа смога и његов утицај на пријављене болести очне површине: студија случаја смог у Лахору. Атмосферско окружење. дои: 10.1016 / ј.атмосенв.2018.10.029
  2. Банг, Х.К., Нгуиен, Х.Д., Ву, К. ет ал. (2018). Фотокемијско моделирање смога коришћењем хемијског транспортног модела загађења ваздуха (ТАПМ-ЦТМ) у Хо Ши Мину, Вијетнамско моделирање и процена животне средине. 1: 1-16. дои.орг/10.1007/с10666-018-9613-7
  3. Дицкерсон, Р.Р., Кондрагунта, С., Стенцхиков, Г., Цивероло, К.Л., Доддридге, Б.Г. анд Холбен, Б.Н. (1997). Утицај аеросола на соларно ултраљубичасто зрачење и фотокемијски смог. Сциенце 278 (5339): 827-830. дои: 10.1126 / сциенце.278.5339.827
  4. Халлкуист, М., Мунтхе, Ј., Тао, М.Х., Цхак, В., Цхан, К., Гао, Ј., ет ал (2016) Фотокемијски смог у Кини: научни изазови и импликације за политике квалитета ваздуха. Натионал Сциенце Ревиев. 3 (4): 401-403. Дои: 10.1093 / нср / нвв080
  5. 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 у регији Хонг Конга и делте Пеарл Ривер: анализа тешке фотокемијске епизоде ​​смога Атмос. Цхем. Пхис., 16, 9891-9903, хттпс://дои.орг/10.5194/ацп-16-9891-2016, 2016.