Смогът и неговото въздействие върху околната среда

Английската дума „smog“ произлиза от „smoke“ - дим и „fog“ - мъгла. Жителите на английската столица бяха първите, които се сблъскаха с проблемите, свързани със замърсяването на градския въздух. За първи път видян в Лос Анджелис през 1940 г., фотохимичният смог се среща в индустриални градове по света. Световната здравна организация на ООН (СЗО) е определила максимална концентрация от 120 ppb, въпреки че често това се надвишава, а в Калифорния върховете са 600 ppb.

Смогът намалява видимостта, увеличава корозията на метали и конструкции и има отрицателно въздействие върху човешкото здраве. Интензивният и продължителен смог може да доведе до повишена заболеваемост и смъртност. Може да причини увреждане на дихателните пътища, повръщане и обща летаргия. В някои случаи азотните съединения могат да присъстват във фотохимичния смог, което увеличава вероятността от рак.

Фотохимичната мъгла е многокомпонентна смес от газове и аерозолни частици от първичен и вторичен произход. Основните компоненти на смога са озон, азотни и сярни оксиди, многобройни органични съединения от пероксиден характер, наречени общо фотооксиданти. Емисиите от автомобили се считат за основната причина за смог.

При условия на висока температура, при които горивото се изгаря в двигателя на автомобила, започва взаимодействие между кислород и азот, които са част от атмосферния въздух. Атомният кислород, образуван по време на дисоциацията на кислородните молекули, е в състояние да раздели молекула на относително инертен азот, инициирайки верижна реакция:

В резултат на това в отработените газове се появява азотен оксид, който, след като бъде освободен в атмосферата, се окислява от атмосферния кислород, превръщайки се в азотен диоксид. Кафявият азотен диоксид е фотохимично активен. Поглъщайки светлината, тя дисоциира:

По този начин във въздуха се появява реактивен кислороден атом, който може да реагира, за да образува озон:

Наличието на озон е най-характерният признак на фотохимичния смог. Той не се образува по време на изгаряне на гориво, но е вторичен замърсител. Притежавайки най-силните окислителни свойства, озонът има вредно въздействие върху човешкото здраве и унищожава много материали, предимно каучук.

Изглежда, че последният, окислявайки азотен оксид, отново трябва да се превърне в молекулярен кислород. Но това не се случва. Озонът реагира с олефини. В атмосферата са концентрирани различни пероксиди, които заедно образуват окислителите, характерни за фотохимичната мъгла. Те взаимодействат с азотния диоксид, образувайки основните вредни компоненти на фотохимичния смог: PAN (пероксиацетил нитрат) и PBN (пероксибензоил нитрат):