Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي

الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي

1950
مشهد لشارع حضري يصور تأثيرات الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي في عام 1950، ويسلط الضوء على كيمياء الغلاف الجوي.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

يتشكل الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي من خلال سلسلة معقدة من التفاعلات التي تشمل ضوء الشمس وأكاسيد النيتروجين (NOx) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs). تبدأ هذه العملية عندما يقسم ضوء الشمس ثاني أكسيد النيتروجين ([latex]NO_2[/latex]) إلى أكسيد النيتريك (NO) وذرة أكسجين (O). ثم تتحد ذرة الأكسجين الحرة هذه مع الأكسجين الجزيئي ([latex]O_2[/latex]) لتكوين الأوزون على مستوى الأرض ([latex]O_3[/latex])، وهو مكون أساسي للضباب الدخاني.

إن تكوين الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي هو عملية دورية مدفوعة بالإشعاع الشمسي. وتبدأ الدورة في ساعة الذروة الصباحية، عندما تنبعث من المركبات كميات كبيرة من أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة. وتوفر أشعة الشمس فوق البنفسجية (UV) الطاقة للتفاعل الرئيسي الأولي: التحلل الضوئي لثاني أكسيد النيتروجين ([latex]NO_2 \xrightarrow{h\nu} NO + O[/latex]). ثم يتحد الأكسجين الذري شديد التفاعل (O) بسرعة مع الأكسجين ثنائي الذرة ([latex]O_2[/latex]) لتكوين الأوزون ([latex]O_3[/latex]): [latex]TO + O_2 \ O_2 \ O_3[/latex]. وعادةً ما يتم تدمير هذا الأوزون عن طريق التفاعل مع أكسيد النيتريك (NO) الناتج في الخطوة الأولى، مما يؤدي إلى إعادة تشكيل [latex]NO_2[/latex] و[latex]O_2[/latex] في دورة لاغية. ومع ذلك، فإن وجود المركبات العضوية المتطايرة يخل بهذا التوازن.

تتفاعل المركبات العضوية المتطايرة مع جذور الهيدروكسيل (OH) في الغلاف الجوي لتكوين جذور البيروكسي ([latex]RO_2[/latex]). هذه الجذور البيروكسية فعالة للغاية في أكسدة أكسدة أكسيد النيتروجين إلى [latex]NO_2[/latex] دون استهلاك جزيء الأوزون: [latex]RO_2 + NO \\O \ROright RO + NO_2[/latex]. ويؤدي هذا التفاعل إلى تجديد [latex]NO_2[/latex] بسرعة، والذي يمكن بعد ذلك تحليله ضوئيًا مرة أخرى لإنتاج المزيد من الأوزون، مع منع أكسيد النيتروجين من استنفاد الأوزون الموجود. ويؤدي ذلك إلى تراكم صافٍ للأوزون على مدار اليوم، حيث تبلغ التركيزات ذروتها عادةً في فترة ما بعد الظهر. ويشمل الخليط المعقد أيضًا ملوثات ثانوية ضارة أخرى مثل نترات البيروكسي أسيتيل (PAN) والألدهيدات وحمض النيتريك، مما يخلق هواءً ضبابيًا مميزًا محملًا بالتهيج يعرف باسم الضباب الدخاني.

UNESCO Nomenclature: 2501
- علوم الغلاف الجوي

يكتب

العملية الكيميائية

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • اكتشاف الأوزون بواسطة كريستيان فريدريش شونباين
  • فهم الحركية الكيميائية وآليات التفاعل
  • تطوير محرك الاحتراق الداخلي والاستخدام الواسع النطاق للسيارات
  • تحديد المركبات العضوية المتطايرة وأكاسيد النيتروجين كملوثات
  • بحث آري جان هاجن سميت الذي يربط بين الأوزون وتلف النباتات في لوس أنجلوس

التطبيقات

  • صياغة الدهانات والمذيبات والمنتجات الاستهلاكية منخفضة المركبات العضوية المتطايرة
  • معايير انبعاثات المركبات (على سبيل المثال، معايير اليورو، ومعايير وكالة حماية البيئة الأمريكية)
  • نماذج التنبؤ بجودة الهواء التي تتنبأ بأيام الأوزون المرتفعة
  • أنظمة استعادة البخار في محطات البنزين
  • تطوير المركبات التي تعمل بالوقود البديل مع انبعاثات أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة المنخفضة

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات الصلة: الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي، الأوزون على مستوى الأرض، أكاسيد النيتروجين، المركبات العضوية المتطايرة، المركبات العضوية المتطايرة، المركبات العضوية المتطايرة، أكاسيد النيتروجين، أكاسيد النيتروجين، أشعة الشمس، كيمياء الغلاف الجوي، الملوثات الثانوية، نترات البيروكسي أسيتيل.

السياق التاريخي

الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي

1912
1940
1940
1950
1950
1960
1970
1910
1940
1940
1946
1950
1960
1970
1970

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.