De fotochemische smog Het is een dichte mist die ontstaat als gevolg van de chemische reacties van gassen die worden uitgestoten door verbrandingsmotoren van auto's. Deze reacties worden gemedieerd door zonlicht en vinden plaats in de troposfeer, een laag van de atmosfeer die zich uitstrekt van 0 tot 10 km boven de grond..
Het woord smog komt van de samentrekking van twee woorden in de Engelse taal: "mist ", wat nevel of nevel betekent, en "rook ", wat rook betekent. Het gebruik ervan begon in de jaren vijftig om een waas aan te duiden die de stad Londen bedekte.
Smog manifesteert zich als een geelachtig-bruinachtig-grijsachtige waas, ontstaan door kleine druppels water verspreid in de atmosfeer, die de chemische producten bevatten van reacties die optreden tussen luchtverontreinigende stoffen..
Deze waas komt veel voor in grote steden vanwege de grote concentratie van auto's en het meest intense autoverkeer, maar heeft zich ook verspreid naar ongerepte gebieden, zoals de Grand Canyon in de staat Arizona, VS..
Heel vaak heeft smog een karakteristieke, onaangename geur vanwege de aanwezigheid van enkele typische gasvormige chemische componenten. De tussenproducten en de uiteindelijke verbindingen van de reacties die smog veroorzaken, hebben ernstige gevolgen voor de menselijke gezondheid, dieren, planten en sommige materialen.
Artikel index
Een van de onderscheidende kenmerken van de atmosfeer van de planeet aarde is het oxiderende vermogen, vanwege de grote relatieve hoeveelheid diatomische moleculaire zuurstof (Otwee) dat het bevat (ongeveer 21% van de samenstelling).
Uiteindelijk worden vrijwel alle gassen die in de atmosfeer worden uitgestoten, volledig in de lucht geoxideerd en worden de eindproducten van deze oxidaties op het aardoppervlak afgezet. Deze oxidatieprocessen zijn van levensbelang om de lucht te reinigen en te ontsmetten.
De mechanismen van chemische reacties die optreden tussen luchtverontreinigende stoffen zijn erg complex. Hieronder vindt u een vereenvoudigde uiteenzetting ervan:
De gassen die vrijkomen bij de verbranding van fossiele brandstoffen in automotoren bevatten voornamelijk stikstofmonoxide (NO), koolmonoxide (CO), kooldioxide (COtwee) en vluchtige organische stoffen (VOS).
Deze verbindingen worden primaire verontreinigende stoffen genoemd, omdat ze door chemische reacties die worden veroorzaakt door licht (fotochemische reacties) een reeks producten produceren die secundaire verontreinigende stoffen worden genoemd..
In wezen zijn de belangrijkste secundaire verontreinigende stoffen stikstofdioxide (NOtwee en ozon (O3), de gassen die de meeste invloed hebben op de vorming van smog.
Stikstofmonoxide (NO) wordt geproduceerd in automotoren door de reactie tussen zuurstof en stikstof in de lucht bij hoge temperaturen:
Ntwee (g) + Otwee (g) → 2NO (g), waarbij (g) betekent in gasvormige toestand.
Stikstofmonoxide dat in de atmosfeer terechtkomt, wordt geoxideerd tot stikstofdioxide (NOtwee
2NO (g) + Otwee (g) → 2NOtwee (g)
Hij doet niettwee ondergaat fotochemische ontbinding veroorzaakt door zonlicht:
NIETtwee (g) + hγ (licht) → NO (g) + O (g)
Zuurstof O in atomaire vorm is een extreem reactieve soort die vele reacties kan initiëren, zoals de vorming van ozon (O3
O (g) + Otwee (g) → O3 (g)
Ozon in de stratosfeer (laag van de atmosfeer tussen 10 km en 50 km boven het aardoppervlak) werkt als een beschermend onderdeel van het leven op aarde, aangezien het hoogenergetische ultraviolette straling absorbeert die van de zon komt; maar in de terrestrische troposfeer heeft ozon zeer schadelijke effecten.
Andere wegen voor de vorming van ozon in de troposfeer zijn complexe reacties waarbij stikstofoxiden, koolwaterstoffen en zuurstof betrokken zijn..
Een van de chemische verbindingen die bij deze reacties worden gegenereerd, is peroxyacetylnitraat (PAN), een krachtig traanmiddel dat ook ademhalingsmoeilijkheden veroorzaakt..
Vluchtige organische stoffen zijn niet alleen afkomstig van koolwaterstoffen die niet worden verbrand in verbrandingsmotoren, maar ook van verschillende bronnen, zoals verdamping van oplosmiddelen en brandstof..
Deze VOS ondergaan ook complexe fotochemische reacties die een bron zijn van ozon, salpeterzuur (HNO3) en gedeeltelijk geoxideerde organische verbindingen.
VOC's + NO + Otwee + Zonlicht → Complex mengsel: HNO3, OF3 en verschillende organische verbindingen
Al deze organische verbindingen, oxidatieproducten (alcoholen en carbonzuren), zijn ook vluchtig en hun dampen kunnen condenseren tot kleine vloeistofdruppeltjes die in de vorm van aerosolen in de lucht worden verspreid, die zonlicht verstrooien en de zichtbaarheid verminderen. Op deze manier ontstaat er een soort sluier of mist in de troposfeer..
Roetdeeltjes of koolstofproduct van verbranding, zwavelzuuranhydride (SOtwee) en de secundaire verontreinigende stof -zwavelzuur (H.tweeSW4) -, ook betrokken bij de productie van smog.
Ozon in de troposfeer reageert met de C = C dubbele bindingen van longweefsels, planten- en dierlijk weefsel en veroorzaakt ernstige schade. Bovendien kan ozon schade toebrengen aan materialen zoals autobanden en om dezelfde redenen barsten veroorzaken..
Fotochemische smog veroorzaakt ernstige ademhalingsproblemen, hoestbuien, irritatie van neus en keel, kortere ademhaling, pijn op de borst, rhinitis, oogirritatie, longstoornissen, verminderde weerstand tegen infectieziekten van de luchtwegen, vroegtijdige veroudering van longweefsel, ernstige bronchitis, hartfalen en overlijden.
In steden als New York, Londen, Mexico City, Atlanta, Detroit, Salt Lake City, Warschau, Praag, Stuttgart, Peking, Shanghai, Seoul, Bangkok, Bombay, Calcutta, Delhi, Jakarta, Caïro, Manilla, Karachi, genaamd megasteden, de kritieke piekperiodes van fotochemische smog waren reden tot alarm en speciale maatregelen om de circulatie te beperken.
Sommige onderzoekers hebben gemeld dat zwaveldioxide (SOtwee) en sulfaten veroorzaken een afname van de weerstand tegen het oplopen van borst- en darmkanker, in populaties die op de noordelijke breedtegraden wonen.
Het voorgestelde mechanisme om deze feiten te verklaren is dat smog, door invallend zonlicht op de troposfeer te verstrooien, een afname veroorzaakt van de beschikbare ultraviolette type B (UV-B) straling, die nodig is voor de biochemische synthese van vitamine D Vitamine D werkt als een beschermende middel tegen beide soorten kanker.
Op deze manier kunnen we zien dat een teveel aan hoogenergetische ultraviolette straling zeer schadelijk is voor de gezondheid, maar ook het tekort aan UV-B straling heeft schadelijke effecten..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.