Het woord smog verscheen voor het eerst in een rapport uit 1911 van de Smoke Abatement League of Great Britain om de combinatie te beschrijven van: met zwaveldioxide beladen rook en mist die in 1909 in Glasgow en Edinburgh aan 1.000 mensen het leven kostte, hoewel het mogelijk al in 1909 werd gebruikt 1905. Dat type smogdefinitie, dat afkomstig is van kolencentrales en gebruikelijk is in regenachtige industriële centra, staat bekend als industriële smog.
De moderne wereld wordt geplaagd door een nieuw type smog. Vanaf de jaren veertig begonnen mensen in Los Angeles op warme dagen een aanhoudende bruine waas in de lucht op te merken die tranende ogen en ademhalingsproblemen veroorzaakte. Ze begonnen naar de nevel te verwijzen als smog, maar het had een andere samenstelling dan industriële smog en vormde zich op een andere manier. Het staat officieel bekend als fotochemische smog, maar hoewel het veel steden over de hele wereld treft, wordt het soms ook Los Angeles-smog genoemd. De onofficiële bijnaam voor industriële smog is trouwens Londense smog.
Hoe ontstaat fotochemische smog?
De vorming van fotochemische smog omvat drie hoofdbestanddelen: stikstofoxiden, koolwaterstoffen en zonlicht. De stikstofoxiden en koolwaterstoffen zijn bijproducten van energiecentrales die fossiele brandstoffen verbranden, en ze kunnen zelfs afkomstig zijn van natuurlijke processen, maar de belangrijkste bron zijn de verbrandingsmotoren in benzinemotoren auto's.
Lachgas en stikstofdioxide dissociëren in zonlicht en combineren met sporenkoolwaterstoffen om uiteindelijk een groot aantal verontreinigende stoffen te produceren. Het complexe proces verloopt in fasen:
- Zonlicht zorgt ervoor dat de fotodissociatie van stikstof en zuurstof ozon en zuurstofatomen oplevert.
- Zuurstofatomen reageren met water om hydroxylradicalen (OH) te vormen.
- Hydroxylradicalen oxideren koolwaterstoffen om koolwaterstofradicalen te vormen.
- Koolwaterstoffen oxideren om een klasse chemicaliën te vormen die bekend staat als aldehyden.
- Aldehyden oxideren tot aldehydeperoxiden en aldehydeperoxyzuren, de verontreinigende stoffen die de meeste gezondheidsproblemen veroorzaken.
Wat zijn de chemicaliën in fotochemische smog?
Veel grote steden hebben een smog-index, en een van de belangrijkste chemische verontreinigende stoffen die ze controleren, is: ozon. Het wordt geproduceerd als een bijproduct van de dissociatie van stikstofverbindingen vroeg in het proces van smog formatie, en hoewel veel ervan wordt opgebruikt in de vorming van andere verontreinigende stoffen, is een aanzienlijke hoeveelheid niet. Ozon is corrosief. Het veroorzaakt ademhalingsproblemen en het beschadigt planten, bomen en zelfs verf.
Naast ozon bevat fotochemische smog een aantal andere verontreinigende stoffen, waaronder:
Peroxyacetylnitraat (PAN): Deze verontreinigende stof veroorzaakt irritatie van de ogen en de luchtwegen en is voornamelijk verantwoordelijk voor tranende ogen tijdens perioden van zware luchtvervuiling.
Salpeterigzuur (HNO2): Deze verbinding is licht giftig en veroorzaakt ook ademhalingsproblemen.
Salpeterzuur (HNO3): Een sterker zuur en een van de componenten van zure regen, salpeterzuur kan in hoge concentraties huid en ogen verbranden. Salpeterzuur kan ook worden gevormd tijdens zware onweersbuien.
Fotochemische smog kan je dag verpesten
Fotochemische smogcondities zijn het ergst in warme steden gelegen in bassins omringd door bergen, zoals:
- Los Angeles
- Denver
- Mexico Stad
- Vancouver
- BC
Veel andere steden, zoals Peking en New Delhi, zijn smogiger, maar de smog is industrieel, niet fotochemisch. Fotochemische smogcondities zijn het ergst wanneer een stad omringd door bergen een inversielaag ervaart, een laag hete lucht die een koelere laag bedekt en voorkomt dat deze circuleert. De smog bouwt zich overdag op en in plaats van 's nachts te verdwijnen, blijft hij stilstaan. De omstandigheden verslechteren met de dag totdat de inversielaag breekt.