Hiện tượng sương mù quanh hóa

1. Sương mù thông thường Sương mù là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti trong lớp không khí sát mặt đất, làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1 km. Nó giống như mây thấp nhưng khác ở chỗ sương mù tiếp xúc trực tiếp với bề mặt đất, còn mây thấp không tiếp súc với bề mặt đất mà cách mặt đất một khoảng cách được gọi là độ cao chân mây. Chính vì thế người ta xếp sương mù vào họ mây thấp. 2. Định nghĩa sương mù quang hóa Từ lâu, trong các nghiên cứu về môi trường, các nhà khoa học thế giới đã miêu tả một hiện tượng ô nhiễm không khí đặc biệt, dưới tên gọi smog sương khói (ghép hai từ tiếng Anh fog sương mù và smoke khói). Theo đó, smog được định nghĩa là lớp mù quang hóa gây ra bởi sự tương tác giữa bức xạ cực tím của mặt trời và bầu khí quyển bị ô nhiễm bởi các hydrocarbon và ôxít nitrogen thoát ra từ khí thải động cơ”. Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp… để hình thành nên những vật chất như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate (PAN). Sương mù quang hóa xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung phần lớn các chất khí gây ô nhiễm : NOx, các hợp chất VOCs (Volatile Organic Compounds)… 3. Cơ chế hình thành sương mù quang hóa Dựa vào các nghiên cứu,người ta đã có thể kết luận rằng sương mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các nitrat hữu cơ (PAN), O3 và các chất oxy hóa quang hóa. Vì thế cơ chế hình thành nên sương mù quang hóa cũng là cơ chế hình thành nên các hợp chất trên, đồng thời đó là các điều kiện khiến các hợp chất này có thể tồn tại trong khí quyển. Trong điều kiện thích hợp, các hợp chất tham gia vào sự hình thành sương mù quang hóa có thể tạo thành các hạt nhân hình thành nên aerosols. Sự quang phân của NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa. NO, dạng chiếm ưu thế (về lượng) của NOx, phản ứng với O2 để tạo thành NO2. Lượng nhỏ NO2 này gây ra các phản ứng tiếp theo thông qua sự phân hủy của nó, hình thành nên chu trình quang phân NO2. NO2 + hv → NO + O Ở đây hv kí hiệu cho một photon năng lượng bị hấp thụ bởi nitơ oxit, gây ra sự phân hủy NO2 thành NO và O. Nguyên tử oxy được giải phóng phản ứng với phân tử O2 để tạo ra ozon O + O2 + M → O3 + M M là một phân tử thứ ba (thông thường là O2 hay N2 vì chúng có nhiều trong không khí) hấp thụ năng lượng thừa từ phản ứng để ngăn chặn phản ứng phân hủy O3 thành O và O2. Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2 và phân tử O2. NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) Khi tỉ lệ giữa NO2 và NO lớn hơn 3 thì phản ứng hình thành ozon là phản ứng chủ đạo. Nếu tỉ lệ này nhỏ hơn 3 thì phản ứng phân hủy ozon giữ vai trò chủ đạo và giữ cho nồng độ ozon dưới mức nguy hại. Phản ứng của hidrocacbon với NO và O2 sản sinh ra NO2 cũng xảy ra dưới ánh sáng mặt trời, làm tăng tỉ lệ giữa NO2 và NO. NO2, O2 và hydrocarbon phản ứng với nhau dưới điều kiện ánh sáng mặt trời sản sinh ra peroxyacetylnitrate (CH3COOONO2) NO2(g) + O2(g) + hydrocarbons → CH3COOONO2(g) Nhưng việc thải ra một lượng lớn NOx, CO, các hợp chất carbonyl và các hydrocarbon bởi các nguồn nhân tạo đã phá vỡ chu trình quang phân, cái mà không làm cho nồng độ của NO2 và O3 trong không khí tăng lên nếu như không bị phá vỡ. CO và hydrocarbons, thông qua phản ứng của chúng với các góc hydroxyl thêm vào đó là sự quang phân của các hợp chất carbonyl, phá hủy chu trình quang phân thông thường thông qua việc hình thành các gốc peroxyl. Các gốc peroxyl này ngăn chặn phản ứng giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc chu trình và làm tích tụ O3 trong không khí. Hình : Sơ đồ hình thành sương mù quang hóa. II. Các điều kiện để hình thành sương mù quang hóa 1. Các chất gây ra sương mù quang hóa Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs). (Việc định nghĩa VOCs (Volatile Organic Compounds) là gì được bàn cãi rất nhiều và cũng có nhiều định nghĩa khác nhau. VOC được tạm gọi là những chất hóa học phản ứng được với nitơ oxit trong khí quyển, dưới tác dụng của tia cực tím (của ánh nắng) tạo thành sương mù. Trong sương mù đó có chứa ozon (O3), alđehyt, peoxyt axetyl nitrat và một lượng nhỏ các chất oxy hóa. Phản ứng quang hóa học dưới tác dụng của nitơ oxit phân hủy dung môi hữu cơ tạo ra những tác nhân oxy hóa: VOC + ánh sáng + NO2 + O2 → O3 + NO + CO2 + H2) Nồng độ cao của hai chất này trong không khí có liên quan đến quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuyển. Quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuỵển tạo ra những chất ô nhiễm này thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch. 2. Thời gian trong ngày Thời gian trong ngày là một yếu tố rất quan trọng về lượng sương mù quang hóa xuất hiện: Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải của các oxit nitơ và VOCs khi chúng ta lái xe đi làm. Vào khoảng giữa buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, các oxit nitơ và VOCs bắt đầu phản ứng và hình thành NO2, làm tăng nồng độ của nó. Khi mà ánh sáng mặt trời trở nên gắt hơn vào lúc trưa, NO2 bị phá vỡ và sản phẩm phụ của nó được sinh ra và làm tăng nồng độ O3 trong không khí. Cùng lúc đó, một số phân tử NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi để sinh ra các hóa chất độc hại như PAN (Peroxyacyl nitrate). Khi mặt trời lặn, việc sản sinh ra O3 tạm thời ngừng lại. Lượng O3 mà còn tồn tại trong không khí được tiêu thụ bởi một vài phản ứng khác nhau. 3. Một vài yếu tố khí tượng Những yếu tố này bao gồm: Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô nhiễm được rửa trôi khỏi không khí cùng với nước mưa. Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng không khí trong lành. Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi đi có thể gây ô nhiễm ở những khu vực xa hơn.

  !"#$#%& '()*) + , )/.0122345657839:;)<=<.><?5 @A0.@B<C@+@()-?D5E3@)=F,)G-0 A).6)H1E239A).-IJK.<).+KG J7--EF4)L)M@B613)NK.G2-3.O) K.)02B7-D@BEFFFPO)K)))G-0A-Q-3.G )G)223H*6*<EJR)56+69 F [...]... ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của hiện tượng sương mù quang hóa Các khu vực dân cư tập trung trong các thung lũng thì dễ bị ảnh hưởng bởi sương mù quang hóa hơn vì những đồi núi bao quanh họ có khuynh hướng làm giảm dòng không khí do đó làm tăng nồng độ các chất gây ô nhiễm Thêm vào đó, các thung lũng thường nhạy cảm với sương mù quang hóa vì sự đảo nhiệt tương đối mạnh... tố này bao gồm: Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô nhiễm được♣ rửa trôi khỏi không khí cùng với nước mưa Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng không khí♣ trong lành Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi đi có thể gây ô nhiễm ở những khu vực xa hơn Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù♣ quang hóa Thông thường thì trong... gây ô nhiễm : NOx, các hợp chất VOCs (Volatile Organic Compounds)… 3 Cơ chế hình thành sương mù quang hóa Dựa vào các nghiên cứu,người ta đã có thể kết luận rằng sương mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các nitrat hữu cơ (PAN), O3 và các chất oxy hóa quang hóa Vì thế cơ chế hình thành nên sương mù quang hóa cũng là cơ chế hình thành nên các hợp chất trên, đồng thời đó là... có thể phát triển thường xuyên trong những khu vực này III Các ảnh hưởng của sương mù quang hóa Sương mù quang hóa làm giảm tầm nhìn, gây nên những tác động có hại đối với sức khỏe của con người, gây hại cho cây trồng và làm hao mòn nhiều loại vật liệu 1 Tác động lên sức khỏe của con người Sương mù quang hóa được đặc trưng bởi hàm lượng O3 cao trong không¬ khí Nồng độ ozon... cửa ở Tehran - Iran và 1600 người đã nhập viện do sương mù đã xâm nhập vào bộ lọc khói của xe hơi Hoa Kỳ: 30-31 tháng 10 năm 1948, Donora - PA: 20 người chết, 600 người phải♣ nhập viện, hàng ngàn người chịu ảnh hưởng Tháng 10 năm 1953 tại New York sương mù đã giết khoảng từ 170 đến 260♣ người Tháng 19 năm 1954 ở Los Angeles: lượng sương dày đã làm đóng cửa các♣ trường học, các.. .Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp… để hình thành nên những vật chất như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate (PAN) Sương mù quang hóa xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung phần lớn... tâm của thành phố lớn thường cao hơn ít nhất là vài độ so với miền quê xung quanh Sự ấm hoá này được gọi là "hiệu ứng đảo nhiệt" và càng mạnh ở những thành phố càng lớn Ví dụ, thành phố Melbourne ở Australia có ba triệu người và thỉnh thoảng không khí tại đây ấm hơn 7 độ C so với vùng miền quê xung quanh Cường độ của hiệu ứng đảo nhiệt thay đổi trong ngày hoặc hàng ngày Các... điều kiện khiến các hợp chất này có thể tồn tại trong khí quyển Trong điều kiện thích hợp, các hợp chất tham gia vào sự hình thành sương mù quang hóa có thể tạo thành các hạt nhân hình thành nên aerosols Sự quang phân của NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa NO, dạng chiếm ưu thế (về lượng) của NOx, phản ứng với O2 để tạo thành NO2 Lượng nhỏ NO2 này gây ra các phản... thành các gốc peroxyl Các gốc peroxyl này ngăn chặn phản ứng giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc chu trình và làm tích tụ O3 trong không khí II Các điều kiện để hình thành sương mù quang hóa 1 Các chất gây ra sương mù quang hóa Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx) và các hợp chất hữu cơ dễ bay¬ hơi (VOCs) (Việc định nghĩa VOCs (Volatile Organic Compounds) là gì được bàn cãi rất... Việc tiếp xúc với sương mù quang hóa trong thời gian dài thậm chí có¬ thể gây tổn thương các mô phổi, gây ra sự sớm lão hóa ở phổi, và góp phần gây ra bệnh phổi mãn tính Trẻ em, thanh niên và người lớn mà có chức năng phổi yếu được xem như những người có nguy cơ cao Các Peroxyacetylnitrate và các chất oxi hóa khác cùng với ozone lଠnhững chất kích thích mắt mạnh nhất Sương mù là vấn