Ozono e Nevoeiro Fotoquímico

Como a luz solar, os óxidos de nitrogénio e os hidrocarbonetos se combinam para produzir ozono ao nível do solo e os poluentes secundários do nevoeiro fotoquímico.

Definition

O nevoeiro fotoquímico é a mistura de ozono e outros oxidantes formada quando a luz solar impulsiona reações entre óxidos de nitrogénio e compostos orgânicos voláteis no ar poluído.

Scope

Abrange o estado fotoestacionário que relaciona o ozono, o óxido nítrico e o dióxido de nitrogénio, o papel dos compostos orgânicos voláteis na alteração deste equilíbrio para a produção líquida de ozono, a dependência não linear do ozono dos níveis de óxido de nitrogénio e hidrocarbonetos, e a formação de poluentes secundários como o nitrato de peroxiacetil.

Core questions

• Por que o ozono se acumula ao nível do solo em dias ensolarados em cidades poluídas?
• Como os compostos orgânicos voláteis e os óxidos de nitrogénio controlam conjuntamente o ozono?
• Por que a redução do ozono é por vezes alcançada cortando os hidrocarbonetos em vez dos óxidos de nitrogénio?

Key theories

Ciclo de produção fotoquímica de ozono

A oxidação de compostos orgânicos voláteis converte o óxido nítrico em dióxido de nitrogénio sem consumir ozono, de modo que a sua fotólise resulta numa acumulação catalítica líquida de ozono ao nível do solo.

Mechanisms

No ar limpo, o ozono, o óxido nítrico e o dióxido de nitrogénio atingem um estado fotoestacionário sem produção líquida de ozono. Quando os compostos orgânicos voláteis estão presentes, os radicais peroxi da sua oxidação convertem o óxido nítrico em dióxido de nitrogénio sem destruir o ozono; a fotólise subsequente do dióxido de nitrogénio gera então ozono, produzindo uma acumulação líquida. O rendimento depende de forma não linear da proporção de compostos orgânicos voláteis para óxidos de nitrogénio, dando origem a regimes distintos limitados por óxido de nitrogénio e limitados por hidrocarbonetos.

Clinical relevance

O ozono ao nível do solo é um importante poluente atmosférico prejudicial à saúde respiratória e à vegetação, e a compreensão da sua química não linear orienta estratégias eficazes de controlo de emissões.

History

Arie Haagen-Smit identificou a origem fotoquímica do nevoeiro de Los Angeles no início da década de 1950, mostrando que a luz solar que atua sobre os gases de escape dos automóveis e os hidrocarbonetos produz ozono, uma descoberta que fundou o estudo da poluição atmosférica fotoquímica urbana.

Key figures

• Arie Haagen-Smit
• James Pitts

Seminal works

• haagenSmit1952
• finlaysonPitts2000

Frequently asked questions

O ozono ao nível do solo é o mesmo que a camada de ozono?

Não. O ozono estratosférico protege a vida da radiação ultravioleta, enquanto o ozono ao nível do solo é um poluente nocivo formado por fotoquímica perto da superfície; os dois são governados por processos diferentes.