Sương Mù Quang Hóa

Khái niệm sương mù quang hóa.
   Sương mù thông thường là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti trong lớp không khí sát mặt đất, nó giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1km. 
   Sương mù quang hóa ( khói mù quang hóa) được gọi dưới tên Smog - sương khói ( fog sương, smoke khói) là hỗn hợp các chất phản ứng và các sản phẩm sinh ra khí Hidrocacbon và các oxit Nito cùng có trong không khí dưới tác dụng của bức xạ mặt trời để hình thành những hợp chất như andehit, ozon, PAN.
   Sương mù quang hóa xẩy ra ở tầng đối lưu của khí quyển, nơi tập trung phần lớn các chất ô nhiễm của khí quyển như NOx, các hợp chất VOC...
Nguyên nhân và cơ chế hình thành sương mù quang hóa.
Nguyên nhân.
Cuộc cách mạng công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất gây ô nhiễm không khí trong suốt 3 thế kỷ qua.
Trước năm 1950, nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí là do sự đốt than đá để sản sinh năng lượng, để nấu nướng và để vận chuyển.
Ngày nay việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, năng lượng hạt nhân và thủy điện có thể gây nên sương mù quang hóa.
Cơ chế.
   Dựa vào các nghiên cứu khoa học, người ta có thể kết luận rằng: Sương mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các nitrat hữu cơ (PAN), O3 và các chất oxi hóa quang hóa. Vì thế cơ chế hình thành nên sương mù quang hóa cũng là cơ chế hình thành nên các hợp chất trên, đồng thời đó cũng là điều kiện khiến các hợp chất này tồn tại trong khí quyển.
   Sự quang phân NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa.
NO2 + hv → NO + O
   Oxi nguyên tử được hình thành kết hợp với Oxi phân tử trong không khí để tạo thành ozon
O + O2 + M → O3 + M
   Ozon sinh ra tái kết hợp với NO để tạo thành NO2 và O2. 
O3 + NO → NO + O2
   NO2, O2 và hidrocacbon kết hợp với nhau dưới tác dụng của bức xạ mặt trời.

Điều kiện hình thành

• Các chất gây sương mù quang hóa: Phải có nguồn tạo ra Nito oxit và VOC ( các chất hữu cơ dễ bay hơi) 
• Thời gian trong ngày: thời gian trong ngày là yêu tố rất quang trọng về lượng sương mù quang hóa.

Vào lúc sáng sớm, các chất ô nhiễm tăng cao được thải ra từ lượng xe cộ chúng ta đi làm.
Vào giữa buổi sáng, lượng xe cộ ít đi, các khí NOx và VOC bắt đầu phản ứng với nhau tạo thành NO2.
Vào giữa trưa, khi ánh nắng mặt trời trở nên gay gắt, NO2 bị phá vỡ hình thành các sản phẩm phụ của nó và làm tăng nồng độ O3 trong không khí. Cùng lúc đó một số phần tử  NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các chất hữu cơ dễ bay hơi để sinh ra các chất hữu cơ độc hại như PAN
Khi mặt trời lặn, việc sản sinh O3 tạm dừng lại, lượng O3 còn tồn tại trong không khí được tiêu tốn trong các phản ứng khác nhau.

• Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù quang hóa. Thông thường trong ngày, lớp không khí gần mặt đất bị đốt nóng và bốc lên mang theo các chất ô nhiễm lên cao. Tuy nhiên nếu sự đảo nhiệt hình thành thì các chất ô nhiễm k được đẩy lên cao mà được giữ lại ở gần mặt đất. Các quá trình đảo nhiệt làm giảm sự trộn lẫn không khí vì vậy làm giảm sự khuếch tán chất ô nhiễm theo chiều thẳng đứng.
• Điều kiện địa hình cũng rất quan trọng trong việc ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của sương mù quang hóa. Các khu vực dân cư tập trung ở các thung lũng dễ bị ảnh hưởng bởi sương mù quang hóa vì những đồ núi bao quanh có khuynh hướng làm giảm dòng không khí do đó làm tăng nồng độ các chất ô nhiễm. Thêm vào đó các thung lũng thường có sự đảo nhiệt tương đối mạnh.

Tác hại của sương mù quang hóa.
Hiện tượng sương mù quang hóa có thể gây nên các vấn đề sức khỏe như:

• Hen suyễn, viêm phế quản, ho, tức ngực.
• Làm tăng sự nhậy cảm đối với các lây nhiễm đường hô hấp.
• Làm giảm chức năng của phổi.
• Tiếp xúc lâu dài với sương mù quang hóa có thể gây tổn thương các mô phổi, gây ra sự lão hóa phổi sớm hơn, lâu dần gây bệnh mãn tính về phổi.
• Gây kích thích mạnh cho mắt.

Tác động lên thực vật và các loại vật chất.

• Các cây trồng và các loại thực vật nhạy cảm khác dễ bị ảnh hưởng bởi sương mù quang hóa hơn là sức khỏe con người ở nồng độ ozon thấp. Những lá cây trong khu vực có sương mù quang hóa xuất hiện các vết đốm màu nâu sau chuyển sang vàng. Lượng ozon ở sát mặt đất có thể hủy hoại lá cây, giảm khả năng sinh trưởng và phát triển của thực vật. Nó có thể gây mất khả năng tự vệ trước các loại bệnh tật hay các loại côn trùng và cũng có thể gây chết.
• Đối với các loại vật liệu: ozon có khả năng phản ứng với các loại vật liệu hữu cơ, làm tăng sự hủy hoại của các loại hữu cơ, tơ sợi, nilon, sơn, thuốc nhuộm.