Ozon dan Kabut Asap Fotokimia

Bagaimana sinar matahari, nitrogen oksida, dan hidrokarbon bergabung menghasilkan ozon permukaan dan polutan sekunder kabut asap fotokimia.

Definition

Kabut asap fotokimia adalah campuran ozon dan oksidan lain yang terbentuk ketika sinar matahari mendorong reaksi antara nitrogen oksida dan senyawa organik volatil di udara yang tercemar.

Scope

Mencakup keadaan fotostasioner yang menghubungkan ozon, nitrat oksida, dan nitrogen dioksida, peran senyawa organik volatil dalam menggeser keseimbangan ini menuju produksi ozon bersih, ketergantungan nonlinier ozon pada kadar nitrogen oksida dan hidrokarbon, serta pembentukan polutan sekunder seperti peroksi asetil nitrat.

Core questions

• Mengapa ozon terakumulasi di permukaan tanah pada hari-hari cerah di kota-kota yang tercemar?
• Bagaimana senyawa organik volatil dan nitrogen oksida secara bersama-sama mengendalikan ozon?
• Mengapa pengurangan ozon terkadang dicapai dengan mengurangi hidrokarbon daripada nitrogen oksida?

Key theories

Siklus produksi ozon fotokimia

Oksidasi senyawa organik volatil mengubah nitrat oksida menjadi nitrogen dioksida tanpa mengonsumsi ozon, sehingga fotolisisnya menghasilkan penumpukan katalitik bersih ozon permukaan.

Mechanisms

Di udara bersih, ozon, nitrat oksida, dan nitrogen dioksida mencapai keadaan fotostasioner tanpa produksi ozon bersih. Ketika senyawa organik volatil hadir, radikal peroksi dari oksidasinya mengubah nitrat oksida menjadi nitrogen dioksida tanpa merusak ozon; fotolisis nitrogen dioksida selanjutnya kemudian menghasilkan ozon, menghasilkan akumulasi bersih. Hasilnya bergantung secara nonlinier pada rasio senyawa organik volatil terhadap nitrogen oksida, menimbulkan rezim yang berbeda yaitu terbatas nitrogen oksida dan terbatas hidrokarbon.

Clinical relevance

Ozon permukaan adalah polutan udara utama yang berbahaya bagi kesehatan pernapasan dan vegetasi, dan pemahaman kimia nonliniernya memandu strategi pengendalian emisi yang efektif.

History

Arie Haagen-Smit mengidentifikasi asal fotokimia kabut asap Los Angeles pada awal tahun 1950-an, menunjukkan bahwa sinar matahari yang bekerja pada knalpot mobil dan hidrokarbon menghasilkan ozon, sebuah penemuan yang mendasari studi polusi udara fotokimia perkotaan.

Key figures

• Arie Haagen-Smit
• James Pitts

Seminal works

• haagenSmit1952
• finlaysonPitts2000

Frequently asked questions

Apakah ozon permukaan sama dengan lapisan ozon?

Tidak. Ozon stratosfer melindungi kehidupan dari radiasi ultraviolet, sedangkan ozon permukaan adalah polutan berbahaya yang terbentuk oleh fotokimia di dekat permukaan; keduanya diatur oleh proses yang berbeda.