Hiện tượng khói mù quang hóa | Khái niệm hoá học

Khái niệm Khói mù quang hóa

Sương mù thông thường là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti trong lớp không khí sát mặt đất, nó giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1km. 

Sương mù quang hóa ( khói mù quang hóa) được gọi dưới tên Smog - sương khói ( fog sương, smoke khói) là hỗn hợp các chất phản ứng và các sản phẩm sinh ra khí Hidrocacbon và các oxit Nito cùng có trong không khí dưới tác dụng của bức xạ mặt trời để hình thành những hợp chất như andehit, ozon, PAN.

Sương mù quang hóa xẩy ra ở tầng đối lưu của khí quyển, nơi tập trung phần lớn các chất ô nhiễm của khí quyển như NO_x, các hợp chất VOC...

Năm 1946, lần đầu tiên trên thế giới, tại thành phố Los Angeles thuộc Bang California của Hợp chủng quốc Hoa kỳ xuất hiện một hiện tượng làm xôn xao dư luận. Đó là sự xuất hiện của một làn sương mù dày đặc trong nhiều ngày. Làn sương mù ấy gây cay mắt, gây viêm đường hô hấp và phổi, gây nghẹt thở. Điều đó làm cho hàng loạt người già tử vong, cây cối vàng lá. Tác dụng lâu dài làm cho tỷ lệ người bị bệnh đường hô hấp tăng, khả năng hô hấp của trẻ em giảm 10 ~ 15 %; Kinh phí y tế tăng trên 100 triệu USD. Số người chết sớm hàng năm tăng lên khoảng 1000 người so với trước khi xuất hiện loại màn sương mù lạ này.

Sau này, các nhà khoa học đặt tên cho loại sương mù không phải do độ ẩm không khí gây ra này là “Mù quang hoá” (Photo Chemie) – một dạng khói trắng, gây ảnh hưởng tầm nhìn và có hại cho sức khoẻ con người.

Nguyên nhân và cơ chế hình thành sương mù quang hóa.

Nguyên nhân.

Cuộc cách mạng công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất gây ô nhiễm không khí trong suốt 3 thế kỷ qua. Trước năm 1950, nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí là do sự đốt than đá để sản sinh năng lượng, để nấu nướng và để vận chuyển. Ngày nay việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, năng lượng hạt nhân và thủy điện có thể gây nên sương mù quang hóa.

Cơ chế.

Dựa vào các nghiên cứu khoa học, người ta 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 oxi 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 cũng là điều kiện khiến các hợp chất này tồn tại trong khí quyển.

- Sự quang phân NO₂ khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa.

NO₂ + hv → NO + O

 - Oxi nguyên tử được hình thành kết hợp với Oxi phân tử trong không khí để tạo thành ozon

O + O₂ + M → O₃ + M

-  Ozon sinh ra tái kết hợp với NO để tạo thành NO₂ và O₂. 

O₃ + NO → NO + O₂
   

- NO₂, O₂ và hidrocacbon kết hợp với nhau dưới tác dụng của bức xạ mặt trời.

Tác hại của sương mù quang hóa.

Hiện tượng sương mù quang hóa có thể gây nên các vấn đề sức khỏe như:

Hen suyễn, viêm phế quản, ho, tức ngực.

Làm tăng sự nhậy cảm đối với các lây nhiễm đường hô hấp.

Làm giảm chức năng của phổi.

Tiếp xúc lâu dài với sương mù quang hóa có thể gây tổn thương các mô phổi, gây ra sự lão hóa phổi sớm hơn, lâu dần gây bệnh mãn tính về phổi.

Gây kích thích mạnh cho mắt.

Tác động lên thực vật và các loại vật chất.

Các cây trồng và các loại thực vật nhạy cảm khác dễ bị ảnh hưởng bởi sương mù quang hóa hơn là sức khỏe con người ở nồng độ ozon thấp. Những lá cây trong khu vực có sương mù quang hóa xuất hiện các vết đốm màu nâu sau chuyển sang vàng. Lượng ozon ở sát mặt đất có thể hủy hoại lá cây, giảm khả năng sinh trưởng và phát triển của thực vật. Nó có thể gây mất khả năng tự vệ trước các loại bệnh tật hay các loại côn trùng và cũng có thể gây chết.

Đối với các loại vật liệu: ozon có khả năng phản ứng với các loại vật liệu hữu cơ, làm tăng sự hủy hoại của các loại hữu cơ, tơ sợi, nilon, sơn, thuốc nhuộm.