|
|
 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
Alsó légkör
Alap |
Ózon szmog
Az ózon szmog a nagyvárosok levegőszennyezésének része. Az ózon bonyolult folyamatban alakul ki, amiben a nitrogén oxidok is résztvesznek. Az ózon képződése és lebomlása is a folyamathoz tartozik. Példa arra, hogy a levegőben mennyire különböző folyamatok között van kapcsolat.
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
1. NOx kibocsátás a városban
A folyamatok termékeit a szél kiviszi a városból
kép: Anja Kaiser © ESPERE
Kattints a képre a nagyításhoz!
|
|
|
Mi történik a városban?
Az egyszerűség kedvéért tegyük fel, hogy majdnem minden nitrogén-oxidot az autókban lejátszódó égési folyamatból származik. A NO-ban gazdag levegő felemelkedik az utcákról és az autópályákról. Az első reakció, ami végbemegy, az nem az ózon keletkezése, hanem az ózon lebomlása, mivel a NO-t az ózon oxidálja, és NO2-véalakítja. Valóban, közvetlenül az utcák felett és közel az autóutakhoz az ózon koncentrációja gyakran nagyon alacsony. Ózon szmog idején az ózon koncentrációja a városban alacsonyabb lehet, mint a környező vidéki területeken. A NOx-ben gazdag levegő fáklya formájában a széllel vidékre szállítódik.
|
 |
|
|
2. szerves kibocsátás az erdőkből, és az iparból
kép: Anja Kaiser © ESPERE
A nagyításhoz kattints a képre!
|
|
|
A szerves összetevők honnan származnak?
Az ózon kialakulásához azonban szükséges másik partner is, ami nem más, mint a szerves peroxidok. Honnan származnak ezek? Szerves molekulákat bocsátanak ki az erdők és más növények, de van emberi forrása is (például: oldószerek vagy a benzinkutaknál az üzemanyag). Megmutatjuk néhány szerves vegyület szerkezetét, amit RH-val rövidítünk. Ezek a vegyületek kémiai reakcióba lépnek a levegőben. Az egyik leggyakoribb reakció a hidroxi-gyökökkel ( OH) zajlik le, ehhez napfény szükséges. Ezután egy oxigén molekulával egyesül. Az eredmény egy peroxi gyök RO2. R jelenti a szerves részt, a molekula azon része, amelyik nem vesz részt a reakcióban. A gyököknek van egy szabad elektronjuk, melyet egy ponttal jelölünk, és nagyon reaktívvá teszi őket.
|
 |
|
|
3. Az ózon szmog kialakulása
kép: Anja Kaiser © ESPERE
A nagyításhoz kattints a képre!
|
|
|
Mikor vannak a legkedvezőbb feltételek az ózon szmog kialakulásához?
A város körül a vidéki területek felett az ózonképződés elkezdődhet
1) Fotolízis réven a nitrogén-*dioxid NO2 felbomlik és O atom és nitrogén-monoxid képződik
2) Az O atom reakcióba lép a levegőben lévő molekuláris oxigénnel, és kialakul az ózon (O3).
3) Nitrogén-monoxid reakcióba lép a peroxi-gyökkel RO2 és ismét nitrogén-dioxid NO2 keletkezik.
4) Az ózon egy részét a NO elbontja a peroxi gyök RO2koncentrációjától függően.
|
|
Végül a peroxi-*gyökök elfogynak, az ózon egészen addig képződik, míg nitrogén-oxidok a ciklust végig tudják csinálni. Ez csak akkor történhet meg, ha
a) elegendő napfény van a hatékony fotolízishez (forró nyári napokon)
b) a peroxi-gyökök és a nitrogén-oxidok mennyisége kedvező az ózon kialakulásához.
|
 |
|
|
4. A teljes ózon oxidációs ciklus
kép: Anja Kaiser © ESPERE
|
|
|
|
|
Ha nincsen nitrogén-oxid, akkor a reakció nem játszódik le.
Ha túl sok a nitrogén-oxid, a feleslegben lévő része nemcsak a peroxi-gyökökkel lép reakcióba, hanem az ózont is bontja.
Ha nincsen napfény, NO nem tud újrakeletkezni, és a képződéshez a peroxi-gyökök mennyisége nem elegendő.
Általában tiszta levegőben a nitrogén-oxidok mennyisége nem elegendő a szmog kialakulásához. De ha az ember túl sokat bocsát ki, akkor kialakulhat az ózon szmog. Hasonló helyzet lehet ha növényzet ég, ahol a lángokban nitrogén-oxidok képződnek.
|
|
Kapcsolódó oldalak
Olvass többet 'A troposzférikus ózonképződést hogyan fékezik meg' témáról:
Alsó légkör - Haladó - 3. Fejezet - Ózon többlet
|
Az oldalról:
szerző: Dr. Elmar Uherek - MPI Mainz
tudományos lektor: Dr. Rolf von Kuhlmann - Max Planck Inst. for Chemistr, Mainz
pedagógiai lektor: Michael Seesing - Duisburgi Egyetem - 2003-07-02
utolsó frissítés: 2008-10-10
|
|
|
|
