Photochemischer Smog

Photochemischer Smog ist der Dunst aus Ozon, Oxidationsmitteln und sekundären Partikeln, der entsteht, wenn Sonnenlicht Reaktionen zwischen Stickoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen in verschmutzter Luft antreibt.

Definition

Ein sekundärer Luftverschmutzungszustand, bei dem photochemische Reaktionen zwischen NOx und flüchtigen organischen Verbindungen Ozon, Oxidationsmittel und Feinstaub erzeugen.

Scope

Dieses Thema behandelt die Vorläufer-Emissionen, die sonnenlichtgetriebene Radikalchemie, die diese in Ozon, Peroxyacetylnitrat und Aerosol umwandelt, den Tageszyklus der Oxidationsmittel-Anreicherung und die meteorologischen Bedingungen, die Smog über städtischen Gebieten einschließen.

Core questions

• Welche Vorläufer-Emissionen erzeugen photochemischen Smog?
• Wie initiiert Sonnenlicht die Radikalchemie, die Ozon aufbaut?
• Warum erreichen die Oxidationsmittelwerte am Nachmittag ihren Höhepunkt?
• Was ist Peroxyacetylnitrat und warum ist es wichtig?

Key theories

NOx-VOC photochemische Ozonproduktion

Sonnenlicht photolysiert NO2 und treibt die OH-initiierte Oxidation flüchtiger organischer Verbindungen an, wodurch NO zu NO2 umgewandelt wird und sich Ozon sowie oxidierte Produkte, die für Smog charakteristisch sind, ansammeln.

Mechanisms

Nach Sonnenaufgang erzeugen die Photolyse von NO2 und die OH-Oxidation von Kohlenwasserstoffen Peroxyradikale, die NO zu NO2 umwandeln, ohne Ozon zu verbrauchen, wodurch sich Ozon im Laufe des Tages aufbauen kann. Acetylperoxyradikale verbinden sich mit NO2 zu Peroxyacetylnitrat, einem augenreizenden Stoff und NOx-Reservoir, während teilweise oxidierte organische Verbindungen sekundäre Aerosole nukleieren.

Clinical relevance

Photochemischer Smog ist das dominierende städtische Luftqualitätsproblem in der warmen Jahreszeit, wobei Ozon und Feinstaub die Atemwegsgesundheit und die Vegetation beeinträchtigen; seine Chemie gibt Aufschluss darüber, ob die Kontrolle von NOx- oder VOC-Emissionen in einem bestimmten Luftraum effektiver ist.

History

Haagen-Smit identifizierte in den frühen 1950er Jahren den photochemischen Ursprung des Smogs in Los Angeles, unterschied ihn vom schwefelhaltigen London-Smog und initiierte die moderne Chemie der städtischen Luftqualität.

Key figures

• Arie Jan Haagen-Smit

Seminal works

• finlaysonPitts2000
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Wie unterscheidet sich photochemischer Smog vom klassischen London-Smog?

London-Smog ist eine Schwefel- und Rußverschmutzung aus der Kohleverbrennung, während photochemischer Smog ein Oxidationsmittel-Dunst ist, der durch die Einwirkung von Sonnenlicht auf NOx- und Kohlenwasserstoffemissionen, hauptsächlich aus dem Verkehr, entsteht.