Образование фотохимического (городского) смога

При образовании фотохимического смога (4.5.) в приземном слое атмосферы не последнюю роль играют оксидыазота.

К основным реакциям при образовании фотохимического (городского) смога (4.5.) относятся реакции (3.1. -3.4.). Присутствие в тропосфере в качестве загрязняющих веществ оксида азота (П) NO приводит к образованию свободных атомов кислорода (O^·) (3.2.) и нежелательного для тропосферы озона (3.3.).

2NO + O₂ ® 2NO₂ (3.1.)

NO₂ + hn(l<430нм) ® NO + O^· (3.2.)

O^·+ О₂ + M ® O₃ + M (3.3.)

O₃ + NO + hn ® O₂ + NO₂ (3.4.)

где М - третий компонент для поглощения избытка энергии

И озон, и свободные атомы кислорода (O^·) вступают в реакцию по двойной связи загрязняющих атмосферу алкенов(блок «Химия»), что приводит к образованию более тяжелых радикалов. Например, при взаимодействии бутен-2 с озоном протекает реакция (3.5.):

CH₃-CH=CH-CH₃+О₃ ® CH₃-CH-O^·-CH(O₂^·)CH₃® CH₃C^·HO₂^·+ CH₃CHO (3.5.)

Образующиеся свободные радикалы (2.5.) (отмеченные звездочками) вступают в дальнейшую реакцию с О₂ и оксидами азота с выделением токсичных веществ (4.6.). (продуктов смога)

Углеводороды нетоксичны в малых концентрациях. Однако, они участвуют в образовании фотохимическогосмога (4.5.) (схему 4.1). Поэтому их концентрация в воздухе должна контролироваться. Полициклические углеводороды (блок «Химия) (например, бензапирен) относятся к канцерогенным веществам, они образуются непосредственно в двигателе сгорания.

Схема 4.1. Образование фотохимического смога в газовой фазе