Фотохимические реакции в атмосфере играют ключевую роль в образовании смога, особенно фотохимического смога, который часто наблюдается в городских районах с высокой концентрацией автомобилей и промышленности. Основные механизмы фотохимических реакций включают взаимодействие солнечной радиации с различными загрязняющими веществами и составными частями атмосферы, что приводит к образованию вторичных загрязнителей.

Механизмы фотохимических реакций

Образование озона $O_3$:

Озон образуется в результате фотохимической реакции между оксидами азота $NOx$ и летучими органическими соединениями $ЛОС$ под действием солнечного света. Основной механизм:
УФ-излучение разлагает NO₂ на NO и O.Высвобожденный атом кислорода $O$ реагирует с молекулами кислорода $O_2$, образуя озон:
$$\text{O}+{\text{O}}_2\to {\text{O}}_3$$Это является важным шагом в образовании фотохимического смога.

Реакции с летучими органическими соединениями $ЛОС$:

ЛОС, такие как бензол, толуол и другие углеводороды, выделяются из автомобилей, промышленных процессов и бытовых источников.Под действием солнечного света и катализаторов, таких как OH-радикалы, ЛОС могут окисляться, образуя новые соединения, в том числе озон и органические пероксиды, которые способствуют образованию смога.

Образование вторичных загрязнителей:

В результате фотохимических реакций образуются не только озон, но и другие вторичные загрязнители, такие как органические пероксиды, кислоты и аэрозоли. Эти вещества могут вызвать раздражение дыхательных путей и ухудшить качество воздуха.Вклад в образование смога

Фотохимический смог: В условиях высокой температуры и солнечного света происходит интенсивное образование озона и других вторичных веществ. Когда уровень этих загрязнителей достигает высоких концентраций, фиксируется смог, который может иметь негативные последствия для здоровья человека.

Условия формирования смога: Смог часто образуется в условиях инверсии температуры, когда теплый воздух задерживает холодные слои рядом с землей, создавая "пленку", которая удерживает загрязнители на уровне, где они могут сосредоточиться и увеличить свою опасность.

Последствия для здоровья и окружающей среды: Образование смога увеличивает уровень респираторных заболеваний, аллергию, и другие проблемы со здоровьем. Он также может негативно влиять на экосистемы, приводя к снижению здоровья растений и животных.

Заключение

Фотохимические реакции в атмосфере, связанные с солнечной радиацией и загрязнителями, играют важную роль в образовании смога. Правильное понимание этих процессов и их влияние на качество воздуха поможет в разработке эффективных стратегий управления загрязнением.