Зміг та його вплив на довкілля
Англійське слово smog - похідне від smoke - дим і fog - туман. Саме мешканці англійської столиці першими зіштовхнулися із проблемами, пов'язаними із забрудненням міського повітря. Вперше помічений у 1940 р. у Лос-Анджелесі, фотохімічний зміг тепер виникає у промислових містах усього світу. Всесвітня організація охорони здоров'я при ООН (ВООЗ) встановила гранично допустиму концентрацію - 120 частин на 1 млрд, хоча ця цифра часто перевищується, а в Каліфорнії досягає пікових значень - 600 частин на 1 млрд. Змісту 300 частин на 1 млрд достатньо, щоб викликати роздратування та слизових оболонок гортані та носоглотки.
Зміг знижує видимість, посилює корозію металів та споруд, надає негативний вплив на здоров'я людини. Інтенсивний і тривалий зміг може спричинити підвищення захворюваності та смертності. Він може викликати ураження дихальних шляхів, блювання та загальну млявість. У ряді випадків у фотохімічному смозі можуть бути сполуки азоту, які підвищують ймовірність виникнення ракових захворювань.
Фотохімічний туман є багатокомпонентною сумішшю газів і аерозольних частинок первинного і вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту та сірки, численні органічні сполуки перекисної природи, які називаються в сукупності фотооксидантами. Основною причиною виникнення смогу вважаються автомобільні вихлопи.
В умовах високої температури, при якій відбувається спалювання палива у двигуні автомобіля, починається взаємодія між киснем та азотом, що входять до складу атмосферного повітря. Атомарний кисень, що утворюється при дисоціації молекул кисню, здатний розщепити молекулу порівняно інертного азоту, ініціюючи ланцюгову.реакцію:
В результаті вихлопних газах з'являється монооксид азоту, який, потрапивши в атмосферу, окислюється киснем повітря, перетворюючись на діоксид азоту. Бурий діоксид азоту є фотохімічно активним. Поглинаючи світло, він дисоціює:
Таким чином, у повітрі з'являється реакційний атом кисню, який може вступати в реакції з утворенням озону:
Присутність озону – найбільш характерна ознака фотохімічного смогу. Він утворюється при згорянні палива, а є вторинним забруднювачем. Маючи найсильніші окислювальні властивості, озон надає шкідливу дію на здоров'я людей і руйнує багато матеріалів, в першу чергу, гуму.
Здавалося б, останній, окислюючи оксид азоту, має знову перетворюватися на молекулярний кисень. Але це не відбувається. Озон входить у реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні перекису, які у сумі та утворюють характерні для фотохімічного туману оксиданти. Вони вступають у взаємодію з діоксидом азоту з утворенням основних шкідливих компонентів фотохімічного смогу: ПАН (пероксиацетилнітрат) та ПБН (пероксибензоїлнітрат):