Фотохимический смог

Фотохимический смог — это дымка из озона, оксидантов и вторичных частиц, образующаяся, когда солнечный свет вызывает реакции между оксидами азота и летучими органическими соединениями в загрязненном воздухе.

Definition

Вторичное состояние загрязнения воздуха, при котором фотохимические реакции между NOx и летучими органическими соединениями генерируют озон, оксиданты и мелкодисперсные частицы.

Scope

Эта тема охватывает выбросы прекурсоров, радикальную химию, управляемую солнечным светом, которая превращает их в озон, пероксиацетилнитрат и аэрозоль, суточный цикл накопления оксидантов и метеорологические условия, которые удерживают смог над городскими территориями.

Core questions

• Какие выбросы прекурсоров создают фотохимический смог?
• Как солнечный свет инициирует радикальную химию, которая приводит к образованию озона?
• Почему уровни оксидантов достигают пика во второй половине дня?
• Что такое пероксиацетилнитрат и почему он важен?

Key theories

Фотохимическое образование озона из NOx-ЛОС

Солнечный свет фотолизирует NO2 и стимулирует инициированное OH-радикалами окисление летучих органических веществ, циклически превращая NO в NO2 и накапливая озон и окисленные продукты, характерные для смога.

Mechanisms

После восхода солнца фотолиз NO2 и OH-окисление углеводородов производят пероксидные радикалы, которые превращают NO в NO2 без потребления озона, что позволяет озону накапливаться в течение дня. Ацетилпероксидные радикалы соединяются с NO2, образуя пероксиацетилнитрат, раздражающий глаза и являющийся резервуаром NOx, в то время как частично окисленные органические вещества нуклеируют вторичный аэрозоль.

Clinical relevance

Фотохимический смог является доминирующей проблемой качества воздуха в городах в теплое время года, при этом озон и мелкодисперсные частицы влияют на здоровье органов дыхания и растительность; его химия позволяет определить, что более эффективно для контроля в данном воздушном бассейне — выбросы NOx или ЛОС.

History

Хааген-Смит идентифицировал фотохимическое происхождение смога в Лос-Анджелесе в начале 1950-х годов, отличив его от сернистого смога лондонского типа и положив начало современной химии качества городского воздуха.

Key figures

• Arie Jan Haagen-Smit

Seminal works

• finlaysonPitts2000
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Чем фотохимический смог отличается от классического лондонского смога?

Смог лондонского типа — это загрязнение серой и сажей от сжигания угля, тогда как фотохимический смог — это дымка оксидантов, образующаяся под действием солнечного света на выбросы NOx и углеводородов, в основном от транспорта.