Atmosferik Çevre Kimyası
Atmosferik çevre kimyası, Dünya atmosferinin kimyasal bileşimini ve troposfer ile stratosferdeki eser gazları, aerosolleri ve kirleticileri dönüştüren reaksiyonları incelemektedir.
Tanım
Atmosferdeki kimyasal türlerin, özellikle çevresel öneme sahip eser gazların ve aerosollerin kaynakları, reaksiyonları, taşınımı ve yutakları ile ilgilenen çevre kimyasının bir dalıdır.
Kapsam
Bu alan, havadaki doğal ve antropojenik türlerin akıbetini yöneten gaz fazı, sulu ve heterojen kimyayı kapsamaktadır. Hidroksil radikali tarafından yönlendirilen oksidan döngülerini, farklı atmosferik katmanlarda ozonu oluşturan ve yok eden fotokimyayı, yağışların asitlenmesini ve kentsel sis (smog) oluşumunu içermektedir. Vurgu, tamamen fiziksel olmaktan ziyade çevreseldir: emisyonların nasıl ikincil kirleticilere dönüştüğü, nasıl taşındığı ve biriktiği ve bunun hava kalitesi, ekosistemler ve iklim için ne anlama geldiği incelenmektedir.
Alt konular
Temel sorular
- Troposferin oksitleyici kapasitesini ne kontrol etmektedir?
- Doğal ve antropojenik emisyonlar, ozon ve asit gibi ikincil kirleticilere nasıl dönüşmektedir?
- Ozon stratosferde neden koruyucu iken yüzeye yakın yerlerde zararlıdır?
- Halojen türleri stratosferik ozonu katalitik olarak nasıl yok etmektedir?
- Emisyonları asit birikimi ve fotokimyasal sis (smog) ile ilişkilendiren kimyasal yollar nelerdir?
Temel kuramlar
- Chapman döngüsü ve katalitik ozon yıkımı
- Chapman mekanizması, oksijenden stratosferik ozonun fotokimyasal oluşumunu ve kaybını tanımlarken, HOx, NOx ve halojen radikallerini içeren katalitik döngüler ozon kaybını büyük ölçüde hızlandırarak gözlemlenen tükenmeyi açıklamaktadır.
- Troposferik oksidan (HOx) döngüsü
- Hidroksil radikali, başlıca atmosferik oksidan olarak işlev görmekte, çoğu indirgenmiş eser gazın bozunmasını başlatmakta ve kirleticilerin ve sera gazlarının ömrünü kontrol etmektedir.
Mekanizmalar
Atmosferik dönüşümlerin çoğu radikal kaynaklı fotokimyadır. Güneş ışığı, ozon, azot dioksit ve diğer türleri fotolize ederek OH, HO2 ve NO3 gibi reaktif radikaller üretir; bu radikaller, zincir reaksiyonları yoluyla hidrokarbonları, kükürt ve azot bileşiklerini oksitler. Polar stratosferik bulutlar üzerindekiler de dahil olmak üzere aerosol ve bulut yüzeylerindeki heterojen reaksiyonlar, aksi takdirde inert olan halojen rezervuarlarını aktive eder ve epizodik ozon kaybına neden olur.
Klinik önem
Atmosfer kimyası, hava kalitesi yönetiminin, Montreal Protokolü'nün ozon tabakasını korumasının ve kısa ömürlü kirleticilerin iklimle nasıl etkileşimde bulunduğunun değerlendirilmesinin temelini oluşturmaktadır. Bu reaksiyonları anlamak, emisyon kontrol stratejileri ve birikim etkilerinin topraklar, sular ve insan sağlığı üzerindeki yorumlanması için elzemdir.
Tarihçe
Atmosferik çevre kimyası, 20. yüzyılın ortalarında Haagen-Smit'in Los Angeles'ta fotokimyasal sisi (smog) tanımlamasıyla ortaya çıkmış ve 1970'lerde katalitik döngülerin stratosferik ozonu tükettiği anlayışıyla olgunlaşmıştır. 1985'te Antarktika ozon deliğinin keşfi, alanı dönüştürmüş ve uluslararası düzenlemeleri teşvik etmiştir.
Öne çıkan isimler
- Paul J. Crutzen
- Mario J. Molina
- F. Sherwood Rowland
- Barbara J. Finlayson-Pitts
İlgili konular
Temel eserler
- farman1985
- finlaysonPitts2000
- vanLoon2017
Sıkça sorulan sorular
- Bu, fizik veya yer bilimleri anlamındaki atmosfer kimyasından nasıl farklıdır?
- Aynı reaksiyon kimyasını paylaşmakla birlikte, atmosferik dinamikler veya radyasyonun tek başına incelenmesinden ziyade çevresel sorulara odaklanmaktadır: kirletici oluşumu, birikim, hava kalitesi ve politika ile ilgili etkiler.
- Hidroksil radikali neden bu kadar önemlidir?
- OH, atmosferin ana gündüz oksidanıdır; metan, karbon monoksit ve çoğu kirleticinin ömrünü belirlemekte, etkili bir şekilde troposferin kendi kendini temizleme ajanı olarak işlev görmektedir.