chemia61(1)

2.6. ATMOSFERA MIEJSKA 39

tworzą się w wyniku reakcji zanieczyszczeń pierwotnych, takich jak NO i nie spalone paliwo, emitowane bezpośrednio przez samochody. Reakcje chemiczne, których skutkiem jest pojawienie się zanieczyszczeń wtórnych, przebiegają najbardziej wydajnie w świetle słonecznym, dlatego też powstałe zanieczyszczenie powietrza nazwano smogiem fotochemicznym.

Smog fotochemiczny zauważono po raz pierwszy w Los Angeles podczas drugiej wojny światowej. Początkowo uznano go za zanieczyszczenie powietrza podobne do tego, które obserwowano gdzie indziej, ale konwencjonalne metody zapobiegania zadymieniu zawodziły. W latach 1950-1960 stało się jasne, że ten rodzaj zanieczyszczenia jest całkiem inny i eksperci poczuli się zakłopotani. A. Haagen-Smith, biochemik badający uszkodzenia roślin w basenie Los Angeles, zdał sobie sprawę, że ten smog jest spowodowany reakcjami gazów odlotowych z samochodów, zachodzącymi pod wpływem światła słonecznego.

Jakkolwiek zanieczyszczenia powietrza są identyfikowane zwyczajowo z zapyleniem, to zawsze byli tacy, którzy myśleli o występowaniu innych - poza samym pyłem - rodzajów zanieczyszczeń. Wiemy obecnie, w jaki sposób obecność substancji zanieczyszczających paliwo powoduje dalszy wzrost zanieczyszczenia powietrza. Ponadto znamy fakt, że paliwo spala się nie w tlenie, a w powietrzu, co powoduje istotne konsekwencje. Wiemy także, że powietrze jest mieszaniną 0₂ i N₂. W wysokiej temperaturze płomienia molekuły składników powietrza mogą ulegać rozbiciu i nawet stosunkowo bierna cząsteczka N₂ wchodzi w reakcję

O,

(2.22)

(2.23)

0_(g, + N_(g)

(_g) -r ^2(g> ->• ^0(8) + 0_(g)

W reakcji opisanej równaniem 2.23 następuje wytworzenie atomów tlenu, które wchodzą w reakcję 2.22. Raz wytworzony w płomieniu atom tlenu odtwarza się i wchodzi w cały łańcuch reakcji, powodujących wytworzenie NO. Z sumy tych reakcji otrzymujemy

<g>

N

2(gl '

N„, + O;

N₂(g) + O;

2(g) ■

2 NO,

(g)

(2.24)

Równania te pokazują, w jaki sposób tlenki azotu powstają w płomieniu. Ilość ich wzrasta, ponieważ paliwa spalamy raczej w powietrzu, niż w 0₂. Ponadto niektóre paliwa zawierają związki azotowe jako zanieczyszczenia, tak że ich spalanie stanowi dalsze źródło tlenków azotu (NO_x, wzór ten oznacza sumę NO i N0₂).

W wyniku utlenienia tlenku azotu w smogu powstaje ditlenek azotu (ramka 2.11), który jest brązowym gazem. Barwa ta oznacza, że jest substancją absorbującą światło, aktywną pod względem fotochemicznym i ulegającą dysocjacji

NOj(g) + hv —> 0(_S) + NO,

tg)

(2.25)

V