Suitsu fotokeemilised omadused, põhjused ja tagajärjed

The fotokeemiline suits See on tihe udu, mis tekib autode põlemismootorite poolt eralduvate gaaside keemiliste reaktsioonide tõttu. Neid reaktsioone vahendavad päikesevalgus ja esinevad troposfääris, atmosfääri kihis, mis ulatub 0 kuni 10 km maapinnast. 

Sõna smog tuleneb kahe inglise keele sõna kokkutõmbumisest: "udu ", mis tähendab udu või udu ja "suitsu, see tähendab suitsu. Selle kasutamine algas 1950. aastatel, et tähistada Londoni linna katvust.

Smog avaldub kollakas-hallikas-pruuni udusena, mis on põhjustatud atmosfääris hajutatud väikestest veepiisadest, mis sisaldavad õhu saasteainete vahel tekkinud keemilisi reaktsioone.

See udus on suurlinnades väga levinud tänu autode suurele kontsentratsioonile ja intensiivsemale sõidukiliiklusele, kuid see on levinud ka põlised alad, nagu Ameerika Ühendriikide Arizona osariigi Grand Canyon..

Väga tihti on suitsu iseloomulik, ebameeldiv lõhn, mis on tingitud mõnedest tüüpilistest gaasilistest keemilistest komponentidest. Vahesaadused ja lõhna põhjustavate reaktsioonide lõppühendid mõjutavad tõsiselt inimeste tervist, loomi, taimi ja mõningaid materjale.

Indeks

• 1 Omadused
  • 1.1 Mõned troposfääris esinevad reaktsioonid
  • 1.2 Primaarsed ja sekundaarsed õhusaasteained
  • 1.3 Osooni moodustumine troposfääris
• 2 Fotokeemilise suitsuse põhjused
• 3 Suitsu mõju
• 4 Viited

Omadused

Mõned troposfääris esinevad reaktsioonid

Maapinna planeedi atmosfääri üks eripära on selle oksüdeerimisvõime, mis on tingitud diatomilise molekulaarse hapniku suurest suhtelisest kogusest (OR₂) sisaldavad (ligikaudu 21% selle koostisest).

Lõppkokkuvõttes on peaaegu kõik atmosfääri eralduvad gaasid õhus täielikult oksüdeerunud ja nende oksüdeerimiste lõppsaadused ladestuvad Maa pinnale. Need oksüdatsiooniprotsessid on väga olulised õhu puhastamiseks ja saastest puhastamiseks.

Õhusaasteainete vahel esinevad keemiliste reaktsioonide mehhanismid on väga keerulised. Allpool on nende lihtsustatud esitlus:

Esmane ja sekundaarne atmosfääri saasteaine

Fossiilkütuste põletamisel autotööstuses tekkinud gaasid sisaldavad peamiselt lämmastikoksiidi (NO), süsinikmonooksiidi (CO), süsinikdioksiidi (CO).₂) ja lenduvad orgaanilised ühendid (VOC).

Neid ühendeid nimetatakse primaarseteks saasteaineteks, sest valgust vahendavate keemiliste reaktsioonide abil (fotokeemilised reaktsioonid) toodetakse mitmeid tooteid, mida nimetatakse sekundaarseteks saasteaineteks..

Põhimõtteliselt on kõige olulisemad sekundaarsed saasteained lämmastikdioksiid (NO₂)  ja osoon (O₃), mis on suitsu teket kõige enam mõjutavad gaasid.

Osooni moodustumine troposfääris

Lämmastikoksiidi (NO) toodetakse mootorsõidukite mootorites hapniku ja lämmastiku vahelises reaktsioonis kõrgel temperatuuril:

N₂ (g) + O₂ (g) →  2NO (g), kus (g) tähendab gaasilist olekut.

Lämmastikoksiid, mis vabaneb atmosfääri, oksüdeerub lämmastikdioksiidiks (NO₂):

2NO (g) + O₂ (g) → 2NO₂ (g)

EI₂ kogeda päikesevalguse vahendusel fotokeemilist jaotust:

EI₂ (g) + hy (kerge) → NO (g) + O (g)

Aatomi kujul olev hapnik on äärmiselt reaktiivne liik, mis võib algatada paljusid reaktsioone, nagu osooni moodustumine (O₃):

O (g) + O₂ (g) → O₃ (g)

Osoon stratosfääris (atmosfääri kiht maapinnast 10 km ja 50 km kõrgusel) toimib Maa kaitsmise kaitsekomponendina, absorbeerides päikese kõrge energiaga ultraviolettkiirgust; aga maismaal troposfääris on osoonil väga kahjulik mõju.

Fotokeemilise suitsu põhjused

Teised viisid osooni moodustamiseks troposfääris on komplekssed reaktsioonid, mis hõlmavad lämmastikoksiide, süsivesinikke ja hapnikku.

Peroksüatsetüülnitraat (PAN), mis on võimas pisaravastaja, mis põhjustab ka hingamisraskusi, on üks nendes reaktsioonides tekkinud keemilistest ühenditest..

Lenduvad orgaanilised ühendid tulevad mitte ainult süsivesinikest, mis ei põle sisepõlemismootorites, vaid mitmetest allikatest, nagu näiteks lahustite ja kütuste aurustamine..

Need lenduvad orgaanilised ühendid kogevad ka keerulisi fotokeemilisi reaktsioone, mis on osooni, lämmastikhappe (HNO) allikas.₃) ja osaliselt oksüdeeritud orgaanilised ühendid.

COV + NO + O₂ + Päikesevalgus → Keeruline segu: HNO_3, O₃   ja mitmed orgaanilised ühendid

Kõik need orgaaniliste ühendite oksüdatsiooniproduktid (alkoholid ja karboksüülhapped) on samuti lenduvad ja nende aurud võivad kondenseeruda minimaalseteks vedeliku tilkadeks, mis jaotuvad õhus aerosoolidena, mis hajutavad päikesevalgust, vähendades nähtavust. Sel moel tekib troposfääris mingi loor või udu.

Suitsu mõju

Tahma- või põlemisprodukti osakesi, väävelhappeanhüdriid (SO₂) ja sekundaarne saasteaine - väävelhape (H₂SO₄) - sekkuvad ka suitsu tootmisse.

Troposfääri osoon reageerib C = C kaksiksidemetega kopsukoes, taimses ja loomses koes, põhjustades tõsiseid kahjustusi. Lisaks võib osoon kahjustada selliseid materjale nagu auto rehvid, põhjustades samadel põhjustel lõhenemist.

Fotokeemiline suits põhjustab tõsiseid hingamisteede probleeme, köhimismurde, nina ja kurgu ärritust, lühemat hingamist, valu rinnus, riniiti, silmade ärritust, kopsufunktsiooni häireid, vähenenud resistentsust hingamisteede nakkushaiguste vastu, enneaegset vananemist. kopsukoe, raske bronhiit, südamepuudulikkus ja surm.

Nendes linnades nagu New York, London, Mehhiko, Atlanta, Detroit, Salt Lake City, Varssavi, Praha, Stuttgart, Peking, Shanghai, Soul, Bangkok, Bombay, Kalkutta, Delhi, Jakarta, Kairo, Manila, Karachi, nn megaabid, fotokeemilise suitsu kriitilised episoodid on põhjustanud häireid ja erilisi meetmeid ringluse piiramiseks.

Mõned teadlased on teatanud, et vääveldioksiidi (SO) põhjustatud \ t₂) ja sulfaadid põhjustavad rinna- ja käärsoolevähi resistentsuse vähenemist põhjapoolsetel laiuskraadidel elavatel populatsioonidel.

Nende faktide selgitamiseks soovitatud mehhanism on see, et smop, mis hajutab troposfääri päikesevalgust, vähendab olemasoleva B-tüüpi ultraviolettkiirguse (UV-B) vähenemist, mis on vajalik D-vitamiini biokeemiliseks sünteesiks. D-vitamiin toimib mõlema vähivormi kaitsvana.

Sel viisil näeme, et kõrge energiaga ultraviolettkiirguse liigne tervis on tervisele kahjulik, kuid UV-B kiirguse puudulikkusel on kahjulik mõju.

Viited

1. Ashraf, A., Butt, A., Khalid, I., Alam, R. U. ja Ahmad, S. R. (2018). Suitsu analüüs ja selle mõju teatatud silmapinna haigustele: Lahore'i 2016. aasta lõhnajuhtumi juhtumiuuring. Atmosfääri keskkond. doi: 10.1016 / j.atmosenv.2018.10.029
2. Bang, H.Q., Nguyen, H.D., Vu, K. et al. (2018). Fotokeemiline Smog-modelleerimine, kasutades õhusaaste keemilist transpordimudelit (TAPM-CTM) Ho Chi Minh City's, Vietnami keskkonnamudelite koostamisel ja hindamisel. 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 ja Holben, B. N. (1997). Aerosoolide mõju päikese ultraviolettkiirgusele ja fotokeemilisele suitsule. Teadus 278 (5339): 827-830. doi: 10.1126 / science.278.5339.827
4. Hallquist, M., Munthe, J., Tao, M.H., Chak, W., Chan, K., Gao, J. jt (2016) Fotokeemiline suits Hiinas: teaduslikud väljakutsed ja mõju õhukvaliteedi poliitikale. Riiklik teadusülevaade. 3 (4): 401-403. 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. ja Wang, W.: Oksüdatiivne võime ja radikaalne keemia Hongkongi ja Pärli jõe delta piirkonna saastunud atmosfääris: raske fotokeemilise suitsepisoodi analüüs, Atmos. Chem. Phys., 16, 9891-9903, https://doi.org/10.5194/acp-16-9891-2016, 2016.