Smog fotokimyasal özellikleri, nedenleri ve etkileri

fotokimyasal smog Otomobillerin yanma motorlarının yaydığı gazların kimyasal reaksiyonlarından dolayı oluşan yoğun bir sis. Bu reaksiyonlar güneş ışığına aracılık eder ve troposferde, yerin 0 ila 10 km yukarısında bulunan atmosferin tabakası içinde meydana gelir.. 

Smog kelimesi İngilizce'den iki kelimenin daralmasından geliyor: "sis ", bu sis veya sis anlamına gelir ve "duman, bu da duman demek. 1950'lerde, Londra şehrini kapsayan bir pus belirlemek için kullanımı başladı..

Smog, hava kirleticiler arasında meydana gelen kimyasal reaksiyonları içeren, atmosferde saçılan küçük su damlacıklarının neden olduğu sarımsı-grimsi kahverengi bir pus şeklinde kendini gösterir..

Bu pus yoğun otomobillerin yoğunluğu ve daha yoğun araç trafiğinden dolayı büyük şehirlerde çok yaygındır, ancak ABD'nin Arizona eyaletindeki Büyük Kanyon gibi bozulmamış bölgelere de yayılmıştır..

Çoğu zaman, smog, bazı tipik gaz halindeki kimyasal bileşenlerin varlığı nedeniyle karakteristik, nahoş bir kokuya sahiptir. Ara ürünler ve buğulanmaya neden olan reaksiyonların son bileşikleri insan sağlığını, hayvanları, bitkileri ve bazı materyalleri ciddi şekilde etkiler.

indeks

• 1 özellikleri
  • 1.1 Troposferde meydana gelen bazı reaksiyonlar
  • 1.2 Birincil ve ikincil atmosferik kirleticiler
  • Troposferde 1.3 Ozon oluşumu
• 2 fotokimyasal smog'un nedenleri
• 3 smog'un etkileri
• 4 Kaynakça

özellikleri

Troposferde meydana gelen bazı reaksiyonlar

Dünya gezegeninin atmosferinin ayırt edici özelliklerinden biri, yüksek nispi diyatomik moleküler oksijenden (OR) dolayı oksitleyici kapasitesidir.₂) içeren (bileşiminin yaklaşık% 21'i).

Sonuçta, hemen hemen atmosfere yayılan tüm gazlar havada tamamen oksitlenir ve bu oksidasyonların nihai ürünleri Dünya yüzeyinde biriktirilir. Bu oksidasyon işlemleri havayı temizlemek ve dekontamine etmek için hayati öneme sahiptir.

Hava kirleticiler arasında meydana gelen kimyasal reaksiyonların mekanizmaları çok karmaşıktır. Aşağıda bunların basitleştirilmiş bir sunum:

Birincil ve ikincil atmosferik kirleticiler

Otomobil motorlarında fosil yakıtların yanması sonucu salınan gazlar esas olarak nitrik oksit (NO), karbon monoksit (CO), karbon dioksit (CO) içerir.₂) ve uçucu organik bileşikler (VOC).

Bu bileşikler birincil kirletici maddeler olarak adlandırılır, çünkü ışığın aracılık ettiği kimyasal reaksiyonlarla (fotokimyasal reaksiyonlar) ikincil kirleticiler olarak adlandırılan bir dizi ürün üretilir..

Temel olarak, en önemli ikincil kirleticiler azot dioksit'tir (NO₂)  ve ozon (O₃), duman oluşumunu en çok etkileyen gazlar.

Troposferde ozon oluşumu

Nitrik oksit (NO) otomobil motorlarında, yüksek sıcaklıklarda havadaki oksijen ve azot arasındaki reaksiyon yoluyla üretilir:

N-₂ (g) + O₂ (g) →  2NO (g), ki burada (g) gaz halinde demektir.

Bir kez atmosfere salınan nitrik oksit azot dioksite oksitlenir (NO₂):

2NO (g) + O₂ (g) → 2NO₂ (G)

HAYIR₂ güneş ışığının aracılık ettiği fotokimyasal bozulma deneyimi:

HAYIR₂ (g) + hγ (hafif) → NO (g) + O (g)

Atomik formdaki oksijen, ozon oluşumu gibi birçok reaksiyonu başlatabilen son derece reaktif bir türdür (O₃):

O (g) + O₂ (g) → O₃ (G)

Stratosferdeki ozon (yeryüzünün yüzeyinden 10 km ile 50 km arasında bir atmosfer katmanı), güneşten gelen yüksek enerjili ultraviyole ışınımını emen, Dünya üzerindeki yaşamın koruyucu bir bileşeni olarak çalışır; ancak karasal troposferde ozonun çok zararlı etkileri vardır..

Fotokimyasal smog nedenleri

Troposferde ozon oluşumu için diğer yollar azot oksitleri, hidrokarbonları ve oksijeni içeren kompleks reaksiyonlardır..

Solunum zorluğu yaratan, yırtılmaya neden olan güçlü bir ajan olan Peroksiasetil nitrat (PAN), bu reaksiyonlarda üretilen kimyasal bileşiklerden biridir..

Uçucu organik bileşikler yalnızca içten yanmalı motorlarda yakılmayan hidrokarbonlardan değil, diğerlerinin yanı sıra solventlerin ve yakıtların buharlaşması gibi çeşitli kaynaklardan gelir..

Bu VOC'ler ayrıca ozon, nitrik asit (HNO) kaynağı olan karmaşık fotokimyasal reaksiyonlar da yaşarlar.₃) ve kısmen oksitlenmiş organik bileşikler.

COV'ler + NO + O₂ + Güneş ışığı → Karmaşık karışım: HNO_3, Ey₃   ve birkaç organik bileşik

Tüm bu organik bileşikler oksidasyon ürünleri (alkoller ve karboksilik asitler) ayrıca uçucudur ve buharları, havada yayılan ve görünürlüğü azaltan, güneş ışığını saçan aerosoller şeklinde havadaki minimum sıvı damlacıklarına yoğunlaşabilir. Bu şekilde troposferde bir çeşit örtü veya sis oluşur..

Smog'un etkileri

Kurum veya partikülün karbon ürünü olan tanecikler, sülfürik anhidrit (SO₂) ve ikincil kirletici madde - sülfürik asit (H₂GB₄) -, ayrıca smog üretimine müdahale.

Troposferdeki ozon, akciğer dokularında, bitki ve hayvan dokularında C = C çift bağlarıyla reaksiyona girerek ciddi hasara neden olur. Ek olarak, ozon otomobil lastikleri gibi malzemelere zarar verebilir ve aynı nedenlerle çatlamaya neden olabilir..

Fotokimyasal smog, ciddi solunum problemlerine, öksürük uyumuna, burun ve boğaz tahrişine, kısa soluma, göğüs ağrısı, rinit, göz tahrişi, akciğer fonksiyon bozukluğu, solunum yolu enfeksiyöz hastalıklarına direnç azalmasına, erken yaşlanmaya neden olur. akciğer dokusu, ciddi bronşit, kalp yetmezliği ve ölüm.

New York, Londra, Mexico City, Atlanta, Detroit, Salt Lake City, Varşova, Prag, Stuttgart, Pekin, Şangay, Seul, Bangkok, Bombay, Kalküta, Delhi, Jakarta, Kahire, Manila, Karaçi gibi şehirlerde mega kentler, fotokimyasal smog'un kritik bölümleri alarmın ve dolaşımın kısıtlanmasının özel önlemlerinin nedeni olmuştur..

Bazı araştırmacılar, kükürt dioksit (SO) kaynaklı kirliliğin olduğunu bildirmiştir.₂) ve sülfatlar, kuzey enlemlerinde yaşayan popülasyonlarda meme ve kolon kanserine karşı dirençte bir azalmaya neden olur.

Bu gerçekleri açıklamak için önerilen mekanizma, dumanın, troposferdeki olay güneş ışığını dağıtarak, D vitamininin biyokimyasal sentezi için gerekli olan B tipi ultraviyole ışınım tipinde B (UV-B) bir düşüşe yol açtığıdır. D vitamini her iki kanser türü için koruyucu bir madde olarak çalışmaktadır..

Bu şekilde, ultraviyole ışınımlı yüksek enerjili radyasyonun fazlalığının sağlığa çok zararlı olduğunu görebiliriz, ancak aynı zamanda UV-B radyasyon açığının da zararlı etkileri olduğunu görüyoruz..

referanslar

1. Ashraf, A., Butt, A., Khalid, I., Alam, R. U. ve Ahmad, S. R. (2018). Smog analizi ve rapor edilen oküler yüzey hastalıkları üzerindeki etkisi: Lahore 2016 smog olayı örneği. Atmosferik Çevre. doi: 10.1016 / j.atmosenv.2018.10.029
2. Bang, H.Q., Nguyen, H.D., Vu, K. ve ark. (2018). Vietnam Çevre Modellemesi ve Değerlendirmesi, Ho Chi Minh Kentinde Hava Kirliliği Kimyasal Taşınım Modelini (TAPM-CTM) Kullanarak Fotokimyasal Smog Modellemesi. 1: 1-16. doi.org/10.1007/s10666-018-9613-7
3. Dickerson, R.R., Kondragunta, S., Stenchikov, G., Civerolo, K.L., Doddridge, B.G ve Holben, B.N. (1997). Aerosollerin Güneş Ultraviyole Radyasyonu ve Fotokimyasal Smog Üzerindeki Etkisi. Bilim. 278 (5339): 827-830. doi: 10.1126 / bilim.278.5339.827
4. Hallquist, M., Munthe, J., Tao, M.H., Chak, W., Chan, K., Gao, J., ve diğerleri (2016) Çin'de fotokimyasal smog: Hava kalitesi politikaları için bilimsel zorluklar ve etkileri. Ulusal Bilim Dergisi. 3 (4): 401-403 sayılı belge. Doi: 10.1093 / nsr / nww080
5. Xue, L., Gu, R., Wang, T., Wang, X., Saunders, S., Blake, D., Louie, PKK, Luk, CWY, Simpson, I., Xu, Z., Wang, Z., Gao, Y., Lee, S., Mellouki, A. ve Wang, W.: Hong Kong ve Pearl River Delta bölgesinin kirli atmosferinde oksidatif kapasite ve radikal kimyası: şiddetli bir fotokimyasal smog bölümünün analizi, Atmos. Chem., Phys., 16, 9891-9903, https://doi.org/10.5194/acp-16-9891-2016, 2016.