Как се образува фотохимичният смог?

Думата смог се появява за първи път в доклад от 1911 г. от Лигата за премахване на дима във Великобритания, за да опише комбинацията от натоварен със серен диоксид дим и мъгла, които убиха 1000 души в Глазгоу и Единбург през 1909 г., макар че може да са били използвани още през 1905. Този тип определение на смог, който идва от инсталации за изгаряне на въглища и е често срещан в дъждовните индустриални центрове, е известен като индустриален смог.

Съвременният свят е измъчван от нов вид смог. От 40-те години на миналия век хората в Лос Анджелис започват да забелязват постоянна кафява мъгла във въздуха в горещите дни, която причинява сълзене на очите и дихателни проблеми. Те започнаха да наричат ​​мъглата като смог, но той имаше различен състав от промишления смог и се формира по различен начин. Официално е известен като фотохимичен смог, но въпреки че засяга много градове по света, хората понякога го наричат ​​Лос Анджелис смог. Между другото, неофициалният прякор за индустриален смог е лондонският смог.

Образуването на фотохимичен смог включва три основни съставки: азотни оксиди, въглеводороди и слънчева светлина. Азотните оксиди и въглеводороди са странични продукти на енергийните централи, изгарящи изкопаеми горива, и дори могат идват от естествени процеси, но основният източник са двигателите с вътрешно горене в бензинови двигатели автомобили.

Азотният оксид и азотният диоксид се дисоциират на слънчева светлина и се комбинират със следи от въглеводороди, за да произведат в крайна сметка голям брой замърсители. Сложният процес протича на етапи:

• Слънчевата светлина причинява фотодисоциацията на азот и кислород, за да се получат озон и кислородни атоми.

• Кислородните атоми реагират с вода, образувайки хидроксилни радикали (OH).

• Хидроксилните радикали окисляват въглеводородите, образувайки въглеводородни радикали.

• Въглеводородите се окисляват, образувайки клас химикали, известни като алдехиди.

• Алдехидите се окисляват, образувайки алдехидни пероксиди и алдехидни пероксикиселини, които са замърсителите, които създават повечето здравословни проблеми.
  

Много големи градове поддържат индекс на смог и един от основните химически замърсители, който наблюдават, е озон. Произвежда се като страничен продукт от дисоциацията на азотните съединения в началото на процеса на смог и въпреки че голяма част от него се изразходва при образуването на други замърсители, значително количество не. Озонът е корозивен. Той причинява дихателни заболявания и уврежда растения, дървета и дори боя.

Освен озона, фотохимичният смог съдържа редица други замърсители, включително:

Пероксиацетил нитрат (PAN): Този замърсител причинява дразнене на очите и дишането и е отговорен главно за оросяването на очите по време на силно замърсяване на въздуха.

Азотна киселина (HNO₂): Леко токсично, това съединение също причинява дихателен дискомфорт.

Азотна киселина (HNO₃): По-силната киселина и един от компонентите на киселинния дъжд, азотната киселина може да изгори кожата и очите във високи концентрации. Азотната киселина може да се образува и при силни гръмотевични бури.

Фотохимичните условия на смога са най-лоши в топлите градове, разположени в басейни, заобиколени от планини, като:

• Лос Анжелис
  
• Денвър
  
• Мексико сити
  
• Ванкувър
  
• Пр.н.е.

Много други градове като Пекин и Ню Делхи са по-смоги, но смогът е индустриален, а не фотохимичен. Фотохимичните условия на смога са най-лоши, когато град, заобиколен от планини, изпитва инверсионен слой, който представлява слой горещ въздух, покриващ по-хладен слой и предотвратяващ циркулацията му. Смогът се натрупва през деня и вместо да се разсейва през нощта, остава в застой. Условията се влошават от ден на ден, докато инверсионният слой се разпадне.