Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Smog fotochimico

Smog fotochimico

1950
Scena di strada urbana che raffigura gli effetti dello smog fotochimico nel 1950, evidenziando la chimica atmosferica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Lo smog fotochimico si forma attraverso una complessa serie di reazioni che coinvolgono la luce solare, gli ossidi di azoto (NOx) e i composti organici volatili (COV). Il processo ha inizio quando la luce solare scinde il biossido di azoto ([latex]NO_2[/latex]) in ossido nitrico (NO) e un atomo di ossigeno (O). Questo atomo di ossigeno libero si combina poi con l'ossigeno molecolare ([latex]O_2[/latex]) per formare l'ozono troposferico ([latex]O_3[/latex]), un componente primario dello smog.

La formazione dello smog fotochimico è un processo ciclico guidato dalla radiazione solare. Il ciclo inizia nelle ore di punta del mattino, quando i veicoli emettono grandi quantità di ossidi di azoto (NOx) e composti organici volatili (COV). La radiazione ultravioletta (UV) del sole fornisce l'energia per la reazione chiave iniziale: la fotolisi del biossido di azoto ([latex]NO_2 \xrightarrow{h\nu} NO + O[/latex]). L'ossigeno atomico (O), altamente reattivo, si combina poi rapidamente con l'ossigeno biatomico ([latex]O_2[/latex]) per formare ozono ([latex]O_3[/latex]): [latex]O + O_2 \\rightarrow O_3[/latex]. Normalmente, l'ozono verrebbe distrutto reagendo con l'ossido nitrico (NO) prodotto nella prima fase, riformando [latex]NO_2[/latex] e [latex]O_2[/latex] in un ciclo nullo. Tuttavia, la presenza di COV altera questo equilibrio.

I COV reagiscono con i radicali idrossilici (OH) presenti nell'atmosfera per formare radicali perossi ([latex]RO_2[/latex]). Questi radicali perossi sono molto efficaci nell'ossidare l'NO a [latex]NO_2[/latex] senza consumare una molecola di ozono: [latex]RO_2 + NO \\rightarrow RO + NO_2[/latex]. Questa reazione rigenera rapidamente [latex]NO_2[/latex], che può essere nuovamente fotolizzato per produrre altro ozono, impedendo al contempo all'NO di esaurire l'ozono esistente. Questo porta a un accumulo netto di ozono durante la giornata, con concentrazioni che in genere raggiungono il picco nel pomeriggio. La complessa miscela comprende anche altri inquinanti secondari dannosi come il nitrato perossiacetilico (PAN), le aldeidi e l'acido nitrico, creando la caratteristica aria nebulosa e irritante nota come smog.

UNESCO Nomenclature: 2501
- Scienze dell'atmosfera

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • scoperta dell'ozono da parte di christian friedrich schönbein
  • comprensione della cinetica chimica e dei meccanismi di reazione
  • sviluppo del motore a combustione interna e diffusione delle automobili
  • identificazione di composti organici volatili e ossidi di azoto come inquinanti
  • la ricerca di arie jan haagen-smit che collega l'ozono ai danni alle piante a los angeles

Applicazioni

  • formulazione di vernici, solventi e prodotti di consumo a basso contenuto di COV
  • standard sulle emissioni dei veicoli (ad esempio, standard Euro, standard EPA USA)
  • modelli di previsione della qualità dell'aria che prevedono giornate con alti livelli di ozono
  • sistemi di recupero vapori nelle stazioni di servizio
  • sviluppo di veicoli a carburante alternativo con minori emissioni di NOx e VOC

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

A causa dell'eliminazione del traffico generato dai bot, che attualmente supera i 40.000 al giorno, questo contenuto è riservato ai membri della community.
> Accedi O > Registrati L'accesso a questo contenuto, così come a tutti gli altri contenuti e strumenti riservati, è (100% gratuito).

Correlato a: smog fotochimico, ozono troposferico, ossidi di azoto, composti organici volatili, VOC, NOX, luce solare, chimica atmosferica, inquinante secondario, nitrato perossiacetilico.

Contesto storico

Smog fotochimico

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Invenzioni, innovazioni e principi tecnici correlati

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, 100% gratuitamente, solo per i membri registrati.

> Login <