Hvordan dannes fotokjemisk smog?

Ordet smog dukket først opp i en rapport fra 1911 fra Smoke Abatement League of Great Britain for å beskrive kombinasjonen av svoveldioksidbelastet røyk og tåke som drepte 1000 mennesker i Glasgow og Edinburgh i 1909, selv om den kan ha blitt brukt så tidlig som 1905. Den typen smogdefinisjon, som kommer fra kullbrenningsanlegg og er vanlig i regnfulle industrisentre, er kjent som industriell smog.

Den moderne verden er plaget med en ny type smog. Begynnelsen på 1940-tallet begynte folk i Los Angeles å legge merke til en vedvarende brun dis i luften på varme dager som forårsaket rennende øyne og luftveisproblemer. De begynte å referere til disen som smog, men den hadde en annen sammensetning enn industriell smog og dannet på en annen måte. Det er offisielt kjent som fotokjemisk smog, men selv om det påvirker mange byer over hele verden, kaller folk det noen ganger Los Angeles-smog. Det uoffisielle kallenavnet for industriell smog er forresten Londons smog.

Dannelsen av fotokjemisk smog involverer tre primære ingredienser: nitrogenoksider, hydrokarboner og sollys. Nitrogenoksydene og hydrokarboner er biprodukter fra fossile brenselbrenkende energianlegg, og de kan til og med kommer fra naturlige prosesser, men hovedkilden er forbrenningsmotorer i bensindrevet biler.

Lystgass og nitrogendioksid dissosieres i sollys og kombineres med spor av hydrokarboner for til slutt å produsere et stort antall forurensende stoffer. Den komplekse prosessen fortsetter trinnvis:

• Sollys får fotodissosiasjon av nitrogen og oksygen til å gi ozon og oksygenatomer.

• Oksygenatomer reagerer med vann for å danne hydroksylradikaler (OH).

• Hydroksylradikaler oksyderer hydrokarboner for å danne hydrokarbonradikaler.

• Hydrokarboner oksiderer til en klasse kjemikalier kjent som aldehyder.

• Aldehyder oksyderer til dannelse av aldehydperoksider og aldehydperoksysyrer, som er forurensningene som skaper de fleste av helseproblemene.
  

Mange større byer har en smogindeks, og en av de viktigste kjemiske forurensningene de overvåker er ozon. Det er produsert som et biprodukt av dissosiasjonen av nitrogenforbindelser tidlig i smogprosessen formasjon, og selv om mye av det blir brukt opp i dannelsen av andre forurensende stoffer, er det en betydelig mengde gjør ikke det. Ozon er etsende. Det forårsaker luftveisplager, og det skader planter, trær og til og med maling.

Foruten ozon inneholder fotokjemisk smog en rekke andre forurensende stoffer, inkludert:

Peroksyacetylnitrat (PAN): Dette forurensningsstoffet forårsaker øye- og luftveisirritasjon og er primært ansvarlig for øyevanning i perioder med kraftig luftforurensning.

Salpetersyre (HNO₂): Denne forbindelsen er mildt giftig og forårsaker også ubehag i luftveiene.

Salpetersyre (HNO₃): En sterkere syre og en av komponentene i surt regn, salpetersyre kan brenne hud og øyne i høye konsentrasjoner. Salpetersyre kan også dannes under kraftige tordenvær.

Fotokjemiske smogforhold er verst i varme byer som ligger i bassenger omgitt av fjell, for eksempel:

• Los Angeles
  
• Denver
  
• Mexico City
  
• Vancouver
  
• B.C

Mange andre byer, som Beijing og New Delhi, er smuggere, men smog er industriell, ikke fotokjemisk. Fotokjemiske smogforhold er verste når en by omgitt av fjell opplever et inversjonslag, som er et lag med varm luft som dekker et kjøligere lag og forhindrer at det sirkulerer. Smogen bygger seg opp om dagen og forblir stillestående i stedet for å forsvinne om natten. Forholdene forverres dag for dag til til inversjonslaget brytes opp.