A FOTOKÉMIAI SZMOG ÉS HATÁSAI

Átírás

1 A FOTOKÉMA SZMOG ÉS HATÁSA SALMA mre, egyetemi tanár Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémiai ntézet, Budapest GYÖKÖK ha az A B kovalens kötés homolitikusan szakad a külső elektronhéjon páratlan elektron, ez a gyök: A általában reaktívak, stabilizálódni igyekeznek, eközben újabb gyököket hoznak létre, vagyis a reakció a gyökök képződésén és átalakulásán keresztül játszódik le (gyökös mechanizmusú kémiai átalakulás) léteznek stabil vagy perzisztens gyökök: O 2, NO 2 kettős gyök (diradikális): O 2, O 2 ( OO ), Criegee-diradikális (R1(R2)C OO ) páratlan elektronnal rendelkező fémeket, fémionokat vagy fémkomplexeket nem gyökök

2 A HDROXL-GYÖK JELENTŐSÉGE nem reagál a levegő főkomponenseivel (N 2, O 2, Ar) és CO 2 -vel a legtöbb széntartalmú gyökkel ellentétben túléli azt az időt, ami a nyomgázokkal való reakcióhoz kell reaktív vegyület CO, CH 4, SO 2, H 2 S, (CH 3 ) 2 S, etc., csupán 2, fontos kivétel: N 2 O és CFC viszonylag kis koncentráció (ca cm -3 ) katalitikus körfolyamatok!!! a levegő oxidációs tulajdonsága, kapacitása: OH, NO 3, O, ROO, HOO, O 3, H 2 O 2 AZ OH -GYÖK REAKCÓ CO + 2O 2 + h ν CO 2 + O 3 OH + CO CO 2 + H H + O 2 + M HO 2 + M HO 2 + NO NO 2 + OH NO 2 + hν NO + O O + O 2 + M O 3 + M CH 4 + 4O 2 + 2h ν HCHO + 2O 3 +H 2 O katalitikus oxidáció fotokémiai reakció: O 3 termelődik!!! vö. termikus oxidációkkal

3 A FÜSTKÖD különleges levegő-szennyezettségi helyzet: erősen szennyezett levegő bizonyos meteorológiai körülmények térben lokális vagy regionális skála (városrész agglomeráció) időben korlátozott tartam (több óra néhány hét) kifejezetten káros egészségügyi és környezeti hatás szmog (smog = smoke + fog) Daily Graphic, London, júl. 26. He said it required no science to see that there was something produced in great cities which was not found in the country, and that was smoky fog, or what was known as smog. A FÜSTKÖD TÍPUSA reduktív (London-típusú) SO 2 és korom aeroszol + köd (nagy relatív páratartalom és viszonylag alacsony hőmérséklet) + hőmérsékleti inverzió H 2 SO 4, szulfát és korom aeroszol kombinált hatása vegyületek forrása: szilárd tüzelőanyagok égetése a leghírhedtebb: London, december, 5 nap alatt (3x-os többlet), +1 év többlet más városokban is USA, B, H 20. század végétől már ritkábban fordul elő gazdaságilag fejlettebb országokban, manapság Kína és ndia nagyvárosai oxidatív (Los Angeles-típusú) Haagen-Smit és mkts., fotokémiai epizódus

4 A FOTOKÉMA SZMOG KALAKULÁSÁNAK FELTÉTELE elővegyületek: NO 2 és/vagy NO, VOC, HC, CO reaktív gyökök erős napsugárzás (λ 290 nm!) hőmérsékleti inverzió fotokémiai aeroszol O 3 H 2 O 2 HNO 3 RCONO 2 PAN (RC(O)OONO 2 ) HO 2 NO 2, HO ROO, NO RCO, NO 2,O 2 T E R M N Á C Ó O O O X NO 2 NO O 2 NO X H 2 O O 2 OH X OH N C Á C Ó O 3 (n = 4 7) R 1 CHO + R 2 CHO + 2 O 3 R 1 R 2 CO + O 3 hν, O 2, (NO) O 2, (NO) P R O P A G Á C Ó R 1 CHO R 2 R 1 CHOO R 2 R 1 C HR 2 R 1 CH 2 R 2

5 A FOTOKÉMA SZMOG LÁTKÉPE Los Angeles, január 29. A FOTOKÉMA SZMOG ÉS A SZENNYEZETT LEVEGŐ SZÍNE Peking Budapest

6 A FOTOKÉMA SZMOG EGÉSZSÉGÜGY HATÁSA szem és nyálkahártya irritáció, romló látásélesség, fejfájás, csökkenő koncentrálóképesség szöveti károsodás, védekező mechanizmusok gyengülése (makrofágok száma, fagocitáló képessége) fertőzések, immunrendszer légzőszervi megbetegedések (köhögés, torokfájás, tüdőgyulladás, tüdő vitálkapacitás, bronchitis, tüdőödéma, emphysema, COPD) súlyosbodó légzőszervi panaszok (légzési nehézség, asztmás rohamok) A FOTOKÉMA SZMOG KÖRNYEZET HATÁSA a növények leveleinek közvetlen degradációja terméscsökkenés az épített környezet károsodása, mészkő, homokkő, márvány: CaCO 3 +2H + +SO2 4 CaSO 4 +H 2 O+CO 2 fémek korróziója, patina, gumi és műanyagok degradációja szinergizmus, aeroszol részecskék fémtartalma, műanyagok fotoszenzitizációja a látótávolság csökkenése

7 A FOTOKÉMA SZMOG ÉS A KULTURÁLS ÖRÖKSÉG műemlékek oldódása és feketedése kénvegyületek (fitotoxikus) vs. nitrátok (tápanyag) AZ ORSZÁGOS LÉGSZENNYEZETTSÉG AUTOMATA MÉRŐHÁLÓZAT KVÁLÓ < 40% JÓ 40 80% MEGFELELŐ % SZENNYEZETT % a napi egészségügyi határérték százalékában ERŐSEN SZENNYEZETT >200%

8 A FÜSTKÖDRADÓ SZNTJE ÉS AZ EGÉSZSÉGÜGY HATÁRÉRTÉK 24 órás Tájékoztatási Riasztási egészségügyi Légszennyező anyag küszöbérték határérték [μg/m 3 ] [μg/m 3 ] [μg/m 3 ] Kén-dioxid Nitrogén-dioxid Szén-monoxid Szálló por (PM10) Ózon 120** ** napi 8 órás mozgó átlagkoncentráció maximuma HDEGPÁRNA BUDAPEST FELETT PM10 napi eü. határérték Erzsébet tér, PM10 Kosztolányi tér, PM10 Kosztolányi tér, O 3 Koncentráció [μg/m 3 ] O 3 napi eü. határérték Nov Nov Nov Nov Dec Dec Dec Dec Dec Jan Jan Jan-08 Dátum [NN-HHH-EE]

9 TEENDŐK másodlagos levegőszennyezők komplex és összehangolt intézkedési terv, NO x vagy VOC vezérelt képződés, integrált modellek (AM), megvalósítás közlekedésből származó elővegyületek emissziójának (katalitikus konverterek, műszaki állapot és színvonal, közösségi közlekedés, alternatív közlekedési eszközök, a szervezettség magasabb színvonala) várostervezés és meteorológia a hatásfok javítása: energiatermelés és -felhasználás növényi törmelék (levelek, hulladék, tarló) szabadtéri égetésének, biomassza háztartási égetésének illékony oldószerek, festékek, ipari felhasználás, zöld kémia szemléletmód változtatás VÁROS ADOTTSÁGOK ÉS A LEVEGŐMNŐSÉG (Animáció)