- विशेषताएँ
- क्षोभमंडल में होने वाली कुछ प्रतिक्रियाएं
- प्राथमिक और माध्यमिक वायु प्रदूषक
- क्षोभमंडल में ओजोन का गठन
- फोटोकैमिकल स्मॉग के कारण
- स्मॉग का प्रभाव
- संदर्भ
प्रकाश रासायनिक smog एक घने कोहरे ऑटोमोबाइल के दहन इंजन से गैसों के रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण बनते है। इन प्रतिक्रियाओं को सूर्य के प्रकाश द्वारा मध्यस्थ किया जाता है और क्षोभमंडल में होता है, वायुमंडल की एक परत जो जमीन से 0 से 10 किमी ऊपर तक फैली हुई है।
स्मॉग शब्द अंग्रेजी भाषा में दो शब्दों के संकुचन से आता है: «कोहरा», जिसका अर्थ है धुंध या धुंध, और "धुआं", जिसका अर्थ है धुआं। इसका उपयोग 1950 के दशक में लंदन शहर को कवर करने वाली धुंध को नामित करने के लिए शुरू हुआ था।
चित्र 1. साल्ट लेक सिटी, यूएसए में फोटोकैमिकल स्मॉग। स्रोत: Eltiempo10, विकिमीडिया कॉमन्स से
स्मॉग एक पीले-भूरे-भूरे-भूरे रंग के धुंध के रूप में प्रकट होता है, जो वायुमंडल में छितरी हुई पानी की छोटी बूंदों से उत्पन्न होता है, जिसमें वायु प्रदूषकों के बीच होने वाली प्रतिक्रियाओं के रासायनिक उत्पाद होते हैं।
कारों की उच्च सांद्रता और अधिक तीव्र वाहनों के आवागमन के कारण बड़े शहरों में यह धुंध बहुत आम है, लेकिन यह उन क्षेत्रों में भी फैल गया है जो प्राचीन थे, जैसे कि एरिज़ोना राज्य अमेरिका में ग्रांड कैन्यन।
बहुत बार, कुछ विशिष्ट गैसीय रासायनिक घटकों की उपस्थिति के कारण, स्मॉग में एक विशेषता, अप्रिय गंध होता है। मध्यवर्ती उत्पादों और प्रतिक्रियाओं का अंतिम यौगिक जो स्मॉग का कारण बनता है, मानव स्वास्थ्य, जानवरों, पौधों और कुछ सामग्रियों को गंभीर रूप से प्रभावित करता है।
विशेषताएँ
क्षोभमंडल में होने वाली कुछ प्रतिक्रियाएं
ग्रह के वायुमंडल की विशिष्ट विशेषताओं में से एक इसकी ऑक्सीकरण क्षमता है, डायटोमिक आणविक ऑक्सीजन (O 2) की बड़ी सापेक्ष मात्रा के कारण इसमें शामिल है (इसकी संरचना का लगभग 21%)।
अंततः, वायुमंडल में उत्सर्जित होने वाली लगभग सभी गैसें पूरी तरह से हवा में ऑक्सीकृत होती हैं, और इन ऑक्सीकरणों के अंतिम उत्पाद पृथ्वी की सतह पर जमा होते हैं। ये ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं हवा को साफ करने और नष्ट करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
वायु प्रदूषकों के बीच होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के तंत्र बहुत जटिल हैं। नीचे उनका एक सरल वर्णन है:
प्राथमिक और माध्यमिक वायु प्रदूषक
कार के इंजनों में जीवाश्म ईंधन के दहन से निकलने वाली गैसों में मुख्य रूप से नाइट्रिक ऑक्साइड (NO), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), कार्बन डाइऑक्साइड (CO 2) और वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) होते हैं।
इन यौगिकों को प्राथमिक प्रदूषक कहा जाता है, क्योंकि प्रकाश (फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं) द्वारा मध्यस्थता वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से वे माध्यमिक प्रदूषकों नामक उत्पादों की एक श्रृंखला का उत्पादन करते हैं।
मूल रूप से, सबसे महत्वपूर्ण माध्यमिक प्रदूषक नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO 2) और ओजोन (O 3) हैं, जो गैसें हैं जो स्मॉग के गठन को प्रभावित करती हैं।
क्षोभमंडल में ओजोन का गठन
नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) उच्च तापमान पर हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के बीच प्रतिक्रिया के माध्यम से कार इंजन में निर्मित होता है:
N 2 (g) + O 2 (g) → 2NO (g), जहां (g) गैसीय अवस्था में होता है।
एक बार वायुमंडल में जारी नाइट्रिक ऑक्साइड नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO 2) में ऑक्सीकृत हो जाता है:
2NO (g) + O 2 (g) → 2NO 2 (g)
कोई 2 सूर्य के प्रकाश द्वारा मध्यस्थता फोटोकैमिकल अपघटन से गुजरता है:
NO 2 (g) + hγ (प्रकाश) → NO (g) + O (g)
परमाणु रूप में ऑक्सीजन O एक अत्यंत प्रतिक्रियाशील प्रजाति है जो ओजोन के गठन (O 3) जैसी कई प्रतिक्रियाओं को शुरू कर सकती है:
O (g) + O 2 (g) → O 3 (g)
समताप मंडल में ओजोन (पृथ्वी की सतह के ऊपर 10 किमी और 50 किमी के बीच वायुमंडल की परत) पृथ्वी पर जीवन के एक सुरक्षात्मक घटक के रूप में काम करती है, क्योंकि यह सूर्य से आने वाली उच्च-ऊर्जा पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करती है; लेकिन स्थलीय क्षोभमंडल में, ओजोन के बहुत हानिकारक प्रभाव हैं।
चित्रा 2. न्यूयॉर्क में धुंध। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स
फोटोकैमिकल स्मॉग के कारण
क्षोभमंडल में ओजोन के गठन के अन्य मार्ग नाइट्रोजन ऑक्साइड, हाइड्रोकार्बन और ऑक्सीजन से जुड़ी जटिल प्रतिक्रियाएं हैं।
इन प्रतिक्रियाओं में उत्पन्न रासायनिक यौगिकों में से एक पेरोक्सीसिटाइल नाइट्रेट (पैन) है, जो एक शक्तिशाली आंसू एजेंट है जो सांस लेने में कठिनाई का कारण बनता है।
वाष्पशील कार्बनिक यौगिक न केवल हाइड्रोकार्बन से आते हैं, जो आंतरिक दहन इंजन में नहीं जलाए जाते हैं, लेकिन विभिन्न स्रोतों से, जैसे कि सॉल्वैंट्स और ईंधन के वाष्पीकरण, अन्य।
ये वीओसी जटिल फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं से भी गुजरते हैं जो ओजोन, नाइट्रिक एसिड (एचएनओ 3) और आंशिक रूप से ऑक्सीकृत कार्बनिक यौगिकों का एक स्रोत हैं ।
VOCs + NO + O 2 + सूर्य का प्रकाश → जटिल मिश्रण: HNO 3, O 3 और विभिन्न कार्बनिक यौगिक
ये सभी कार्बनिक यौगिक, ऑक्सीकरण उत्पाद (अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड) भी अस्थिर हैं और उनके वाष्प छोटे तरल बूंदों में घनीभूत हो सकते हैं जो हवा में एयरोसोल के रूप में वितरित होते हैं, जो सूर्य के प्रकाश को बिखेरते हैं, जिससे दृश्यता कम हो जाती है। इस तरह क्षोभमंडल में एक प्रकार का पर्दा या कोहरा उत्पन्न होता है।
स्मॉग का प्रभाव
दहन द्वारा उत्पादित सूत या कार्बन कण, सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड (एसओ 2) और द्वितीयक प्रदूषक-सल्फ्यूरिक एसिड (एच 2 एसओ 4) - भी स्मॉग के उत्पादन में शामिल हैं।
क्षोभमंडल में ओजोन फेफड़ों के ऊतकों, पौधे और जानवरों के ऊतकों में सी = सी डबल बॉन्ड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे गंभीर क्षति होती है। इसके अतिरिक्त, ओजोन ऑटोमोबाइल टायर जैसी सामग्रियों को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे समान कारणों से दरार हो सकती है।
फ़ोटोकैमिकल स्मॉग सांस की गंभीर समस्याओं, खाँसी फिट, नाक और गले में जलन, छोटी साँस लेना, सीने में दर्द, नासिकाशोथ, आँख में जलन, फेफड़े की शिथिलता, श्वसन संक्रामक रोगों के प्रतिरोध में कमी, समय से पहले बूढ़ा होने का कारण है फेफड़े के ऊतकों, गंभीर ब्रोंकाइटिस, दिल की विफलता और मृत्यु।
न्यूयॉर्क, लंदन, मैक्सिको सिटी, अटलांटा, डेट्रायट, साल्ट लेक सिटी, वारसॉ, प्राग, स्टटगार्ट, बीजिंग, शंघाई, सियोल, बैंकॉक, बॉम्बे, कलकत्ता, दिल्ली, जकार्ता, काहिरा, मनीला, कराची जैसे शहरों में मेगासिटीज में, फोटोकैमिकल स्मॉग के शिखर महत्वपूर्ण एपिसोड अलार्म और परिसंचरण को प्रतिबंधित करने के लिए विशेष उपायों के लिए कारण रहे हैं।
कुछ शोधकर्ताओं ने बताया है कि सल्फर डाइऑक्साइड (एसओ 2) और सल्फेट्स के कारण होने वाला संदूषण उत्तरी अक्षांशों में रहने वाली आबादी में स्तन और पेट के कैंसर के संकुचन के प्रतिरोध में कमी का कारण बनता है।
इन तथ्यों को समझाने के लिए तंत्र ने सुझाव दिया है कि स्मॉग, ट्रोपोस्फीयर पर घटना की धूप को तितर बितर करके, उपलब्ध पराबैंगनी प्रकार बी (यूवी-बी) विकिरण में कमी का कारण बनता है, जो विटामिन डी के जैव रासायनिक संश्लेषण के लिए आवश्यक है विटामिन डी दोनों प्रकार के कैंसर के खिलाफ एक सुरक्षात्मक एजेंट के रूप में काम करता है।
इस तरह, हम देख सकते हैं कि उच्च-ऊर्जा पराबैंगनी विकिरण की अधिकता स्वास्थ्य के लिए बहुत हानिकारक है, लेकिन यूवी-बी विकिरण की कमी के हानिकारक प्रभाव भी हैं।
संदर्भ
- अशरफ, ए।, बट, ए।, खालिद, आई।, आलम, आरयू, और अहमद, एसआर (2018)। स्मॉग विश्लेषण और रिपोर्ट की गई नेत्र संबंधी सतह की बीमारियों पर इसका प्रभाव: लाहौर की 2016 की स्मॉग घटना का एक अध्ययन। वायुमंडलीय पर्यावरण। doi: 10.1016 / j.atmosenv.2018.10.029
- बैंग, मुख्यालय, गुयेन, एचडी, वू, के एट अल। (2018)। हो ची मिन्ह सिटी, वियतनाम पर्यावरणीय मॉडलिंग और मूल्यांकन में वायु प्रदूषण रासायनिक परिवहन मॉडल (TAPM-CTM) का उपयोग करते हुए फोटोकेमिकल स्मॉग मॉडलिंग। 1: 1-16। doi.org/10.1007/s10666-018-9613-7
- डिकर्सन, आरआर, कोंड्रगुन्टा, एस।, स्टेंचिकोव, जी।, सिवरोलो, केएल, डोड्ड्रिज, बी। जी और होलबेन, बीएन (1997)। सौर पराबैंगनी विकिरण और फोटोकैमिकल स्मॉग पर एरोसोल का प्रभाव। विज्ञान। 278 (5339): 827-830। doi: 10.1126 / विज्ञान ।278.5339.827
- Hallquist, M., Munthe, J., Tao, MH, Chak, W., Chan, K., Gao, J., et al (2016) चीन में फोटोकेमिकल स्मॉग: हवा की गुणवत्ता की नीतियों के लिए वैज्ञानिक चुनौतियां और निहितार्थ। राष्ट्रीय विज्ञान समीक्षा। 3 (4): 401-403। दोई: 10.1093 / nsr / nww080
- एक्सयू, एल।, गु, आर।, वांग, टी।, वांग, एक्स।, सॉन्डर्स, एस।, ब्लेक, डी।, लूई, पीकेके, लुक, सीडब्ल्यूवाई, सिम्पसन, आई।, जू, जेड, वांग, एल। Z, Gao, Y, Lee, S., Mellouki, A., और Wang, W।: Hong Kong और Pearl River Delta क्षेत्र के प्रदूषित वातावरण में ऑक्सीडेटिव क्षमता और कट्टरपंथी रसायन विज्ञान: एक गंभीर फोटोकैमिकल स्मगलिंग एपिसोड का विश्लेषण। Atmos। केम। Phys।, 16, 9891-9903, https://doi.org/10.5194/acp-16-9891-2016, 2016।