Hiện tượng sương mù quang hóa là gì?

Chia sẻ: seamen86

Khái quát về sương mù quang hóa (Photochemical smog): Cuộc cách mạng công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất ô nhiễm trong không khí trong suốt ba thế kỉ qua. Trước 1950, nguyên nhân chính gây ra sự ô nhiễm này là do đốt than đá để sản sinh ra năng lượng, để nấu ăn và để vận chuyển. Trong điều kiện thích hợp, khói và SO2 được sinh ra từ việc đốt than đá có thể kết hợp với sương mù để hình thành nên dạng gọi là “sương mù công nghiệp” (industrial smog). Ở nồng độ cao, sương mù công nghiệp có...

Bạn đang xem 7 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Hiện tượng sương mù quang hóa là gì?

Hiện tượng sương mù quang hóa là gì?
Kích thước
Cập nhật: 18/06/2009 10:53:43 SA phông
Trong cai oi ả mây ngay qua, Hà Nôi và môt số tinh, thanh miên Băc bị bao phủ bơi môt
́ ́ ̀ ̣ ̣ ̉ ̀ ̀ ́ ̣
man sương khoi mơ ao khiên bâu không khí cang trơ nên ngôt ngat, khó chiu. Tim câu
̀ ́ ̉ ́ ̀ ̀ ̣ ̣ ̣ ̀
trả lơi cho viêc xuât hiên man sương lạ nay, nhiêu ngươi cho răng đó là do bà con nông
̣ ́ ̣ ̀ ̀ ̀ ̀
dân đôt rơm ra. Nhưng cung có ý kiên nghi vân, có thể do sương mù quang hóa gây ra,
́ ̣ ̃ ́ ́
hoăc do cả hai yêu tố trên kêt hợp lai mà thanh... Măc dù chưa có câu trả lơi rõ rang,
̣ ́ ́ ̣ ̀ ̣ ̀
song nhân câu chuyên nay, xin giới thiêu với ban đoc môt vai thông tin về hiên tượng
̣ ̀ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ ̣
sương mù quang hoa. ́




Trước hêt, cân khăng đinh sương mù quang hoa là một dạng ô nhiễm không khí có thể
́ ̀ ̉ ̣ ́
gây nên những hệ quả nghiêm trọng đối với con ngươi và sinh vật.

Theo các nhà khoa học và nghiên cứu, nguyên nhân làm tăng ô nhiễm không khí trong
suốt 3 thế kỉ qua được bắt đầu từ khi có sự bùng nổ của cuộc Cách mạng công
nghiệp, mà điểm bắn phát súng đầu tiên ấy là nước Anh.

Vào thơi kỳ trước năm 1950, than là nhiên liệu được sử dụng phổ biến và rộng rãi
nhất cho sản xuất năng lượng, giao thông, nấu ăn…Quá trình đó đã tạo ra khói và SO2
và khi gặp điều kiện thuận lợi, kết hợp với sương mù tạo thành sương mù công
nghiệp (Industrial Smog). Khi ơ nồng độ cao, sương mù công nghiệp sẽ gây nguy
hiểm cho con ngươi và sinh vật. Sự kiện sương mù công nghiệp dày đặc và kéo dài ơ
London (Anh) vào năm 1952 đã giết chết ít nhất 4000 ngươi trong vong 4 ngay, là một
̀ ̀
thảm họa kinh hoàng đối với nhân loại.

Từ đó đến nay, trải qua nhiều thập kỷ với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, việc
sử dụng than đá làm nhiên liệu đã giảm đáng kể, thay vào đó là các loại nhiên liệu như
năng lượng hạt nhân, thủy điện, nhiên liệu hóa thạch, năng lượng mới…đã làm giảm
đáng kể hiện tượng sương mù công nghiệp. Song, việc sử dụng nhiều xăng dầu, gas
lại gây ra nguy cơ ô nhiễm không khí khác, đó là hiện tượng sương mù quang hóa
(Photochemical Smog).
I. Khái quát về sương mù quang hóa (Photochemical smog)
Cuộc cách mạng công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất ô
nhiễm trong không khí trong suốt ba thế kỉ qua. Trước 1950, nguyên nhân
chính gây ra sự ô nhiễm này là do đốt than đá để sản sinh ra năng lượng, để
nấu ăn và để vận chuyển. Trong điều kiện thích hợp, khói và SO2 được
sinh ra từ việc đốt than đá có thể kết hợp với sương mù để hình thành nên
dạng gọi là “sương mù công nghiệp” (industrial smog). Ở nồng độ cao,
sương mù công nghiệp có thể rất độc đối với con ngươi và các sinh vật
sống khác. London là thành phố nổi tiếng thế giói về sương mù công
nghiệp. Sự kiện sương mù London nổi tiếng nhất xảy ra vào tháng
12/1952, khi đó sương mù dày đặc kéo dài trong 5 ngày đã tạo ra bầu không
khi độc hại và làm chết khoảng 400 ngươi. Ngày nay, việc sử dụng nhiên
liệu hóa thạch, năng luợng hạt nhân, và thủy điện thay vì than đá đã làm
giảm đáng kể sự xuất hiện của sương mù công nghiệp. Tuy nhiên, việc đốt
các nhiên liệu hóa thạch như gas, xăng dầu có thể gây ra một vấn đề ô
nhiễm không khí khác là hiện tượng sương mù quang hóa.
1. Sương mù thông thương
Sương mù là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti trong
lớp không khí sát mặt đất, làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1 km. Nó
giống như mây thấp nhưng khác ơ chỗ sương mù tiếp xúc trực tiếp với bề
mặt đất, còn mây thấp không tiếp súc với bề mặt đất mà cách mặt đất một
khoảng cách được gọi là độ cao chân mây. Chính vì thế ngươi ta xếp sương
mù vào họ mây thấp.
2. Định nghĩa sương mù quang hóa
Từ lâu, trong các nghiên cứu về môi trương, các nhà khoa học thế giới đã
miêu tả một hiện tượng ô nhiễm không khí đặc biệt, dưới tên gọi smog -
sương khói (ghép hai từ tiếng Anh fog - sương mù và smoke - khói). Theo
đó, smog được định nghĩa là "lớp mù quang hóa gây ra bơi sự tương tác giữa
bức xạ cực tím của mặt trơi và bầu khí quyển bị ô nhiễm bơi các
hydrocarbon và ôxít nitrogen thoát ra từ khí thải động cơ”.
Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng
mặt trơi tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp… để
hình thành nên những vật chất như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate
(PAN).
Sương mù quang hóa xảy ra ơ tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung
phần lớn các chất khí gây ô nhiễm : NOx, các hợp chất VOCs (Volatile
Organic Compounds)…
3. Cơ chế hình thành sương mù quang hóa
Dựa vào các nghiên cứu,ngươi ta đã 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 oxy 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 thơi đó là các
điều kiện khiến các hợp chất này có thể tồn tại trong khí quyển. Trong
điều kiện thích hợp, các hợp chất tham gia vào sự hình thành sương mù
quang hóa có thể tạo thành các hạt nhân hình thành nên aerosols.
Sự quang phân của NO2 khơi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa.
NO, dạng chiếm ưu thế (về lượng) của NOx, phản ứng với O2 để tạo
thành NO2. Lượng nhỏ NO2 này gây ra các phản ứng tiếp theo thông qua sự
phân hủy của nó, hình thành nên chu trình quang phân NO2.
NO2 + hv → NO + O - Ở đây hv kí hiệu cho một photon năng lượng bị hấp
thụ bơi nitơ oxit, gây ra sự phân hủy NO2 thành NO và O. Nguyên tử oxy
được giải phóng phản ứng với phân tử O2 để tạo ra ozon
O + O2 + M → O3 + M - M là một phân tử thứ ba (thông thương là O2 hay
N2 vì chúng có nhiều trong không khí) hấp thụ năng lượng thừa từ phản
ứng để ngăn chặn phản ứng phân hủy O3 thành O và O2.
- Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2 và phân tử
O2.
NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) - Khi tỉ lệ giữa NO2 và NO lớn hơn 3 thì
phản ứng hình thành ozon là phản ứng chủ đạo. Nếu tỉ lệ này nhỏ hơn 3 thì
phản ứng phân hủy ozon giữ vai trò chủ đạo và giữ cho nồng độ ozon dưới
mức nguy hại.
- Phản ứng của hidrocacbon với NO và O2 sản sinh ra NO2 cũng xảy ra
dưới ánh sáng mặt trơi, làm tăng tỉ lệ giữa NO2 và NO.
- NO2, O2 và hydrocarbon phản ứng với nhau dưới điều kiện ánh sáng mặt
trơi sản sinh ra peroxyacetylnitrate (CH3CO-OO-NO2)
NO2(g) + O2(g) + hydrocarbons → CH3CO-OO-NO2(g) Nhưng việc thải ra
một lượng lớn NOx, CO, các hợp chất carbonyl và các hydrocarbon bơi các
nguồn nhân tạo đã phá vỡ chu trình quang phân, cái mà không làm cho nồng
độ của NO2 và O3 trong không khí tăng lên nếu như không bị phá vỡ. CO và
hydrocarbons, thông qua phản ứng của chúng với các góc hydroxyl thêm vào
đó là sự quang phân của các hợp chất carbonyl, phá hủy chu trình quang
phân thông thương thông qua việc hình thành các gốc peroxyl. Các gốc
peroxyl này ngăn chặn phản ứng giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc chu
trình và làm tích tụ O3 trong không khí.
Hình : Sơ đồ hình thành sương mù quang hóa. II. Các điều kiện để hình
thành sương mù quang hóa
1. Các chất gây ra sương mù quang hóa
Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx) và các hợp chất hữu cơ dễ bay¬
hơi (VOCs).
(Việc định nghĩa VOCs (Volatile Organic Compounds) là gì được bàn cãi rất
nhiều và cũng có nhiều định nghĩa khác nhau. VOC được tạm gọi là "những
chất hóa học phản ứng được với nitơ oxit trong khí quyển, dưới tác dụng
của tia cực tím (của ánh nắng) tạo thành sương mù. Trong sương mù đó có
chứa ozon (O3), alđehyt, peoxyt axetyl nitrat và một lượng nhỏ các chất oxy
hóa. Phản ứng quang hóa học dưới tác dụng của nitơ oxit phân hủy dung
môi hữu cơ tạo ra những tác nhân oxy hóa: VOC + ánh sáng + NO2 + O2 →
O3 + NO + CO2 + H2)
Nồng độ cao của hai chất này trong không khí có liên quan đến quᬠtrình
công nghiệp hóa và quá trình vận chuyển.

Quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuỵển tạo ra những chất ô¬
nhiễm này thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch.
2. Thơi gian trong ngày
Thơi gian trong ngày là một yếu tố rất quan trọng về lượng sương mù
quang hóa xuất hiện:
Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải của các oxit nitơ và♣
VOCs khi chúng ta lái xe đi làm.
Vào khoảng giữa buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, các oxit nitơ♣ và
VOCs bắt đầu phản ứng và hình thành NO2, làm tăng nồng độ của nó.
Khi mà ánh sáng mặt trơi trơ nên gắt hơn vào lúc trưa, NO2 bị phá vỡ♣ và
sản phẩm phụ của nó được sinh ra và làm tăng nồng độ O3 trong không khí.
Cùng lúc đó, một số phân tử NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các♣
hợp chất hữu cơ dễ bay hơi để sinh ra các hóa chất độc hại như PAN
(Peroxyacyl nitrate).
Khi mặt trơi lặn, việc sản sinh ra O3 tạm thơi ngừng lại. Lượng O3 mà♣
còn tồn tại trong không khí được tiêu thụ bơi một vài phản ứng khác nhau.
3. Một vài yếu tố khí tượng
Những yếu tố này bao gồm:
Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô nhiễm được♣
rửa trôi khỏi không khí cùng với nước mưa.
Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng không khí♣
trong lành. Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi đi có thể gây ô nhiễm ơ
những khu vực xa hơn.
Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù♣
quang hóa. Thông thương thì trong ngày, không khí gần bề mặt bị đốt nóng
và bốc lên cao mang theo các chất ô nhiễm lên độ cao cao hơn. Tuy nhiên,
nếu sự đảo nhiệt phát triển thì các chất ô nhiễm có thể bị giữ lại gần bề
mặt của trái đất. Các quá trình đảo nhiệt gây ra sự suy giảm sự trộn lẫn
không khí và vì vậy làm giảm phân tán chất ô nhiễm theo chiều thẳng
đứng. Các quá trình đảo nhiệt có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần.
Hiệu ứng đảo nhiệt (heat island effect) Hiện tượng đảo nhiệt: Là hiện
tượng mà lớp không khí sát mặt đất lạnh, khi mặt trơi chiếu vào thì lớp
lạnh chưa phát tán kịp nên lớp trên nóng hơn.
Từ lâu con ngươi đã biết đô thị hoá ảnh hương tới nhiệt độ trung bình.
Nhiệt độ tại các khu vực trung tâm của thành phố lớn thương cao hơn ít
nhất là vài độ so với miền quê xung quanh. Sự ấm hoá này được gọi là
"hiệu ứng đảo nhiệt" và càng mạnh ơ những thành phố càng lớn. Ví dụ,
thành phố Melbourne ơ Australia có ba triệu ngươi và thỉnh thoảng không
khí tại đây ấm hơn 7 độ C so với vùng miền quê xung quanh.
Cương độ của hiệu ứng đảo nhiệt thay đổi trong ngày hoặc hàng ngày. Các
nguyên nhân hiệu ứng đảo nhiệt:
Có nhiều máy móc hơn trong thành phố: Lượng nhiệt toả ra tại các thành♣
phố rất cao. Chúng có nguồn gốc từ máy điều hoà nhiệt độ, đốt nhiên liệu,
hệ thống sươi ấm và xe cộ. Tất cả đều được thải ra các khu phố. Tác động
của những loại máy móc này cùng với việc sươi ấm các toà nhà có tác động
lớn hơn nhiều tới nhiệt độ vào mùa đông. Nhiệt toả ra từ toà nhà có thể
chiếm tới 10% hiệu ứng đảo nhiệt.
Các bề mặt tối: Thương có các bề mặt tối, chủ yếu là nhựa đương trên♣
mái nhà, mặt đương và bãi đỗ xe, hấp thụ nhiều ánh sáng mặt trơi hơn chứ
không phải bức xạ chúng trơ lại không gian.
Hiệu ứng hẽm núi: Các toà nhà đối mặt với nhau và bức xạ theo chiều♣
ngang. Do vậy, nếu đứng trên phố, chúng ta sẽ hấp thụ nhiệt từ các toà nhà
đó. Hiệu ứng này là lớn nhất vào ban đêm.
Ít nhiệt ngầm hơn: Khi nước được hút khỏi đất và bốc hơi khỏi lá cây,♣
nhiều năng lượng được hấp thụ dưới dạng nhiệt bốc hơi ngầm. Tại các
thành phố, có ít nhiệt ngầm được hấp thụ do có ít cây cối, đặc biệt là tại
khu vực trung tâm.
Có ít gió hơn: Thương thì trong các thành phố có ít gió hơn do các toà♣ nhà
chắn gió. Toà nhà làm cho nhiệt do thành phố tạo ra không bị cuốn đi.


4. Địa hình:
Địa hình cũng là một yếu tố quan trọng khác ảnh hương đến mức độ
nghiêm trọng của hiện tượng sương mù quang hóa. Các khu vực dân cư tập
trung trong các thung lũng thì dễ bị ảnh hương bơi sương mù quang hóa hơn
vì những đồi núi bao quanh họ có khuynh hướng làm giảm dòng không khí
do đó làm tăng nồng độ các chất gây ô nhiễm. Thêm vào đó, các thung lũng
thương nhạy cảm với sương mù quang hóa vì sự đảo nhiệt tương đối
mạnh có thể phát triển thương xuyên trong những khu vực này.
III. Các ảnh hương của sương mù quang hóa
Sương mù quang hóa làm giảm tầm nhìn, gây nên những tác động có hại
đối với sức khỏe của con ngươi, gây hại cho cây trồng và làm hao mòn
nhiều loại vật liệu.
1. Tác động lên sức khỏe của con ngươi
Sương mù quang hóa được đặc trưng bơi hàm lượng O3 cao trong không¬
khí. Nồng độ ozon thấp ơ tầng không khí gần mặt đất có thể làm cay mắt,
mũi và cổ họng. Khi sương mù tăng lên, nó có thể gây ra nhiều vấn đề về
sức khỏe nghiêm trọng hơn như:

* Hen xuyễn, viêm phế quản, ho và tức ngực
* Làm tăng sự nhạy cảm đối với các lây nhiễm về đương hô hấp
* Làm giảm chức năng của phổi.

Ôxy là chất khí duy trì sự sống (nếu trong khí thơ có ít hơn 15% ôxy¬ thì
cơ thể đã có thể chết ngạt), nhưng ôzôn lại là khí độc hại. Ôzôn gây phù
phổi nặng, làm co thắt và tê liệt đương hô hấp khiến ngươi bệnh không có
phản ứng khi có các dị vật lọt vào. Vì vậy, khi tiếp xúc lâu dài với ôzôn sẽ
có nguy cơ bị tích tụ các dị vật trong phế quản và phổi, là điều kiện có khả
năng dẫn đến ung thư.
Việc tiếp xúc với sương mù quang hóa trong thơi gian dài thậm chí có¬ thể
gây tổn thương các mô phổi, gây ra sự sớm lão hóa ơ phổi, và góp phần gây
ra bệnh phổi mãn tính. Trẻ em, thanh niên và ngươi lớn mà có chức năng
phổi yếu được xem như những ngươi có nguy cơ cao.

Các Peroxyacetylnitrate và các chất oxi hóa khác cùng với ozone lଠnhững
chất kích thích mắt mạnh nhất.
Sương mù là vấn đề của nhiều thành phố và các nước, nó gây hại đến
sức¬ khỏe của con ngươi. Khoảng cách tầng O3 trên mặt đất, SO2, NO2,
CO rất độc hại cho ngươi già, trẻ em, và những ngươi có vấn đề về tim
mạch và phổi như khí thủng, viêm phế quản, hen suyễn. Nó có thể gây khó
thơ, giảm khả năng làm việc của phổi và là nguyên nhân gây thơ ngắn, vô
cùng đau đớn khi nuốt, thơ khò khè và khi ho. Nó còn làm cho mũi và mắt
sưng tấy lên, làm khô màng nhầy bảo vệ của mũi và cổ họng và cản trơ
khả năng đấu tranh chống sự nhiễm trùng của cơ thể, dễ bị mắc bệnh hơn.
Số ngươi nhập viện và chết vì bệnh đương hô hấp tăng trong suốt giai
đọan tầng ozone quá cao.
Sương mù hình thành trong điều kiện khí hậu ơ những nước hay thành
phố¬ có nền công nghiệp phát triển - tức ơ đó không khí đã bị ô nhiễm
nặng. Tuy nhiên, tồi tệ hơn trong thơi tiết ấm và có ánh nắng khi mà dòng
không khí bên trên đủ ấm cản trơ sự lưu thông thẳng đứng. Nó đặc biệt
phổ biến ơ những vùng trũng được bao quanh bơi những đồi núi. Nó
thương tồn tại trong những khoảng thơi gian dài ơ những thành phố có dân
cư tập trung cao hay khu vực đô thị như các thành phố London, New York,
Los Angeles, Mexico, Houston, Toronto, Athens, Beijing, Hong Kong,
Randstad hay vùng Rurh và nó có thể đạt đến mức nguy hiểm.
Trong lịch sử đã có những việc xảy ra đột ngột giết chết hàng ngàn ngươi
trong một thủ đô.
London: vào khỏang thế kỷ 19 được xem là thơi kỳ mãnh liệt của sương
mù và với tên gọi là: ’súp đậu’. Đỉnh điểm là vào năm 1952, sương mù đã
làm tối sầm cả con đương của London và giết chết khỏang 4000 ngươi
trong thơi gian ngắn là 4 ngày (và hơn 8000 ngươi chết nữa cũng đã chịu
ảnh hương của nó trong những tuần, tháng tiếp theo).
Tehran: Vào tháng 12 năm 2005, các trương học và các văn phòng công cộng
đã phải đóng cửa ơ Tehran - Iran và 1600 ngươi đã nhập viện do sương mù
đã xâm nhập vào bộ lọc khói của xe hơi.
Hoa Kỳ:
30-31 tháng 10 năm 1948, Donora - PA: 20 ngươi chết, 600 ngươi phải♣
nhập viện, hàng ngàn ngươi chịu ảnh hương.
Tháng 10 năm 1953 tại New York sương mù đã giết khoảng từ 170 đến
260♣ ngươi.
Tháng 19 năm 1954 ơ Los Angeles: lượng sương dày đã làm đóng cửa các♣
trương học, các họat động công nghiệp bị ngưng lại trong cả tháng.
Cũng tại New York, năm 1963 có 200 ngươi chết và năm 1966 là 169
ngươi♣ chết vì ảnh hương của sương mù.

Thành phố Bắc Kinh chìm trong sương mù, nhiều chuyến bay đã bị hủy,
đóng cửa các tuyến quốc lộ chính nối với thủ đô, nhiều ngươi dân đã chọn
các phương tiện công cộng thay vì tự lái xe, các cơ quan khí tượng đã
khuyến cáo ngươi già và trẻ em nên ơ trong nhà để tránh bệnh về đương hô
hấp.
2. Tác động lên thực vật và các lọai vật chất
Các cây trồng cũng như những loài thực vật nhạy cảm khác thì bị gây hại
nhiều hơn là sức khỏe của con nguơi ơ nồng độ ozon thấp. Một vài loại
cây như thuốc lá, rau bina, cà chua và đậu đốm (pinto beans) là những lọai
nhạy cảm với ozon. Những lá cây trong khu vực có sương mù quang hóa
xuất hiện những đốm màu nâu trên bề mặt lá sau đó chuyển sang màu vàng.
Lớp ozon ơ tầng mặt đất có thể hủy họai lá cây, làm giảm sự phát triển,
khả năng sinh sản và quá trình sinh sản. Nó có thể gây ra sự mất khả năng
tự vệ trước các lọai côn trùng cũng như bệnh tật và thậm chí còn gây chết
cây.
Đối với các loại vật liệu: ozon dễ dàng phản ứng với những loại vật liệu
hữu cơ, làm tăng sự hủy họai ơ cao su, tơ sợi, nilong, sơn và thuốc nhuộm.




Hiện tượng sương mù quang hóa tại Hà Nội
Nhiều tối gần đây, thủ đô Hà Nội bị một lớp khói mù vây kín và bao phủ như một màn
sương mơ ảo. Nhiều ngươi ra đương vào thơi điểm này đã cảm thấy mắt mũi cay cay
như bị khói xộc vào...

Những năm trước đây, vào những những ngày nắng nóng cao điểm mùa hè, Hà Nội và
các vùng lân cận cũng đã từng xuất hiện tình trạng này. Khi đó, nguyên nhân được các
cơ quan chức năng lý giải là do nông dân các khu vực ngoại thành đốt rơm rạ vào ngày
mùa lúc chập tối và sự đối lưu không khí bị cản trơ, khói không thoát nhanh được.

Theo bà Nguyễn Lan Châu, Phó Giám đốc Trung tâm khí tượng thủy văn Trung ương
cho biết, hiện tượng trơi mù mù nhiều khả năng do nhiệt độ những ngày qua quá cao,
chính sự thay đổi áp suất, nhiệt độ trong không khí có thể gây ra hiện tượng trên.

. Khái quát về sương mù quang hóa (Photochemical smog)

Cuộc cách mạng công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất ô nhiễm trong
không khí trong suốt ba thế kỉ qua. Trước 1950, nguyên nhân chính gây ra sự ô nhiễm
này là do đốt than đá để sản sinh ra năng lượng, để nấu ăn và để vận chuyển. Trong
điều kiện thích hợp, khói và SO2 được sinh ra từ việc đốt than đá có thể kết hợp với
sương mù để hình thành nên dạng gọi là “sương mù công nghiệp” (industrial smog). Ở
nồng độ cao, sương mù công nghiệp có thể rất độc đối với con ngươi và các sinh vật
sống khác. London là thành phố nổi tiếng thế giói về sương mù công nghiệp. Sự kiện
sương mù London nổi tiếng nhất xảy ra vào tháng 12/1952, khi đó sương mù dày đặc
kéo dài trong 5 ngày đã tạo ra bầu không khi độc hại và làm chết khoảng 400 ngươi.
Ngày nay, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, năng luợng hạt nhân, và thủy điện thay
vì than đá đã làm giảm đáng kể sự xuất hiện của sương mù công nghiệp. Tuy nhiên,
việc đốt các nhiên liệu hóa thạch như gas, xăng dầu có thể gây ra một vấn đề ô nhiễm
không khí khác là hiện tượng sương mù quang hóa.

1. Sương mù thông thương

Sương mù là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti trong lớp không khí
sát mặt đất, làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1 km. Nó giống như mây thấp
nhưng khác ơ chỗ sương mù tiếp xúc trực tiếp với bề mặt đất, còn mây thấp không
tiếp súc với bề mặt đất mà cách mặt đất một khoảng cách được gọi là độ cao chân
mây. Chính vì thế ngươi ta xếp sương mù vào họ mây thấp.

2. Định nghĩa sương mù quang hóa

Từ lâu, trong các nghiên cứu về môi trương, các nhà khoa học thế giới đã miêu tả một
hiện tượng ô nhiễm không khí đặc biệt, dưới tên gọi smog - sương khói (ghép hai từ
tiếng Anh fog - sương mù và smoke - khói). Theo đó, smog được định nghĩa là "lớp mù
quang hóa gây ra bơi sự tương tác giữa bức xạ cực tím của mặt trơi và bầu khí quyển
bị ô nhiễm bơi các hydrocarbon và ôxít nitrogen thoát ra từ khí thải động cơ”.

Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trơi tác
dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp… để hình thành nên những vật
chất như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate (PAN).

Sương mù quang hóa xảy ra ơ tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung phần lớn
các chất khí gây ô nhiễm : NOx, các hợp chất VOCs (Volatile Organic Compounds)…

3. Cơ chế hình thành sương mù quang hóa

Dựa vào các nghiên cứu,ngươi ta đã 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 oxy 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 thơi đó là các điều kiện khiến các hợp chất này có
thể tồn tại trong khí quyển. Trong điều kiện thích hợp, các hợp chất tham gia vào sự
hình thành sương mù quang hóa có thể tạo thành các hạt nhân hình thành nên aerosols.

Sự quang phân của NO2 khơi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa. NO, dạng
chiếm ưu thế (về lượng) của NOx, phản ứng với O2 để tạo thành NO2. Lượng nhỏ
NO2 này gây ra các phản ứng tiếp theo thông qua sự phân hủy của nó, hình thành nên
chu trình quang phân NO2.


NO2 + hv → NO + O

- Ở đây hv kí hiệu cho một photon năng lượng bị hấp thụ bơi nitơ oxit, gây ra sự phân
hủy NO2 thành NO và O. Nguyên tử oxy được giải phóng phản ứng với phân tử O2 để
tạo ra ozon
O + O2 + M → O3 + M

- M là một phân tử thứ ba (thông thương là O2 hay N2 vì chúng có nhiều trong không
khí) hấp thụ năng lượng thừa từ phản ứng để ngăn chặn phản ứng phân hủy O3 thành
O và O2.

- Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2 và phân tử O2.


NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g)

- Khi tỉ lệ giữa NO2 và NO lớn hơn 3 thì phản ứng hình thành ozon là phản ứng chủ
đạo. Nếu tỉ lệ này nhỏ hơn 3 thì phản ứng phân hủy ozon giữ vai trò chủ đạo và giữ
cho nồng độ ozon dưới mức nguy hại.

- Phản ứng của hidrocacbon với NO và O2 sản sinh ra NO2 cũng xảy ra dưới ánh sáng
mặt trơi, làm tăng tỉ lệ giữa NO2 và NO.

- NO2, O2 và hydrocarbon phản ứng với nhau dưới điều kiện ánh sáng mặt trơi sản
sinh ra peroxyacetylnitrate (CH3CO-OO-NO2)


NO2(g) + O2(g) + hydrocarbons → CH3CO-OO-NO2(g)

Nhưng việc thải ra một lượng lớn NOx, CO, các hợp chất carbonyl và các hydrocarbon
bơi các nguồn nhân tạo đã phá vỡ chu trình quang phân, cái mà không làm cho nồng độ
của NO2 và O3 trong không khí tăng lên nếu như không bị phá vỡ. CO và
hydrocarbons, thông qua phản ứng của chúng với các góc hydroxyl thêm vào đó là sự
quang phân của các hợp chất carbonyl, phá hủy chu trình quang phân thông thương
thông qua việc hình thành các gốc peroxyl. Các gốc peroxyl này ngăn chặn phản ứng
giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc chu trình và làm tích tụ O3 trong không khí.
II. Các điều kiện để hình thành sương mù quang hóa

1. Các chất gây ra sương mù quang hóa

Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx) và các hợp chất hữu cơ dễ bay¬ hơi
(VOCs).


(Việc định nghĩa VOCs (Volatile Organic Compounds) là gì được bàn cãi rất nhiều và
cũng có nhiều định nghĩa khác nhau. VOC được tạm gọi là "những chất hóa học phản
ứng được với nitơ oxit trong khí quyển, dưới tác dụng của tia cực tím (của ánh nắng)
tạo thành sương mù. Trong sương mù đó có chứa ozon (O3), alđehyt, peoxyt axetyl
nitrat và một lượng nhỏ các chất oxy hóa. Phản ứng quang hóa học dưới tác dụng của
nitơ oxit phân hủy dung môi hữu cơ tạo ra những tác nhân oxy hóa: VOC + ánh sáng +
NO2 + O2 → O3 + NO + CO2 + H2)

Nồng độ cao của hai chất này trong không khí có liên quan đến quᬠtrình công
nghiệp hóa và quá trình vận chuyển.

Quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuỵển tạo ra những chất ô¬ nhiễm này
thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch.

2. Thơi gian trong ngày

Thơi gian trong ngày là một yếu tố rất quan trọng về lượng sương mù quang hóa xuất
hiện:

Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải của các oxit nitơ và♣ VOCs khi
chúng ta lái xe đi làm.

Vào khoảng giữa buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, các oxit nitơ♣ và VOCs bắt
đầu phản ứng và hình thành NO2, làm tăng nồng độ của nó.

Khi mà ánh sáng mặt trơi trơ nên gắt hơn vào lúc trưa, NO2 bị phá vỡ♣ và sản phẩm
phụ của nó được sinh ra và làm tăng nồng độ O3 trong không khí.

Cùng lúc đó, một số phân tử NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các♣ hợp chất
hữu cơ dễ bay hơi để sinh ra các hóa chất độc hại như PAN (Peroxyacyl nitrate).

Khi mặt trơi lặn, việc sản sinh ra O3 tạm thơi ngừng lại. Lượng O3 mà♣ còn tồn tại
trong không khí được tiêu thụ bơi một vài phản ứng khác nhau.

3. Một vài yếu tố khí tượng

Những yếu tố này bao gồm:

Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô nhiễm được♣ rửa trôi
khỏi không khí cùng với nước mưa.

Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng không khí♣ trong lành.
Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi đi có thể gây ô nhiễm ơ những khu vực xa hơn.

Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù♣ quang hóa.
Thông thương thì trong ngày, không khí gần bề mặt bị đốt nóng và bốc lên cao mang
theo các chất ô nhiễm lên độ cao cao hơn. Tuy nhiên, nếu sự đảo nhiệt phát triển thì
các chất ô nhiễm có thể bị giữ lại gần bề mặt của trái đất. Các quá trình đảo nhiệt
gây ra sự suy giảm sự trộn lẫn không khí và vì vậy làm giảm phân tán chất ô nhiễm
theo chiều thẳng đứng. Các quá trình đảo nhiệt có thể kéo dài từ vài ngày đến vài
tuần.

Hiệu ứng đảo nhiệt (heat island effect)

Hiện tượng đảo nhiệt: Là hiện tượng mà lớp không khí sát mặt đất lạnh, khi mặt trơi
chiếu vào thì lớp lạnh chưa phát tán kịp nên lớp trên nóng hơn.

Từ lâu con ngươi đã biết đô thị hoá ảnh hương tới nhiệt độ trung bình. Nhiệt độ tại
các khu vực trung tâm của thành phố lớn thương cao hơn ít nhất là vài độ so với miền
quê xung quanh. Sự ấm hoá này được gọi là "hiệu ứng đảo nhiệt" và càng mạnh ơ
những thành phố càng lớn. Ví dụ, thành phố Melbourne ơ Australia có ba triệu ngươi
và thỉnh thoảng không khí tại đây ấm hơn 7 độ C so với vùng miền quê xung quanh.

Cương độ của hiệu ứng đảo nhiệt thay đổi trong ngày hoặc hàng ngày. Các nguyên
nhân hiệu ứng đảo nhiệt:
Có nhiều máy móc hơn trong thành phố: Lượng nhiệt toả ra tại các thành♣ phố rất
cao. Chúng có nguồn gốc từ máy điều hoà nhiệt độ, đốt nhiên liệu, hệ thống sươi ấm
và xe cộ. Tất cả đều được thải ra các khu phố. Tác động của những loại máy móc này
cùng với việc sươi ấm các toà nhà có tác động lớn hơn nhiều tới nhiệt độ vào mùa
đông. Nhiệt toả ra từ toà nhà có thể chiếm tới 10% hiệu ứng đảo nhiệt.

Các bề mặt tối: Thương có các bề mặt tối, chủ yếu là nhựa đương trên♣ mái nhà,
mặt đương và bãi đỗ xe, hấp thụ nhiều ánh sáng mặt trơi hơn chứ không phải bức xạ
chúng trơ lại không gian.

Hiệu ứng hẽm núi: Các toà nhà đối mặt với nhau và bức xạ theo chiều♣ ngang. Do
vậy, nếu đứng trên phố, chúng ta sẽ hấp thụ nhiệt từ các toà nhà đó. Hiệu ứng này là
lớn nhất vào ban đêm.

Ít nhiệt ngầm hơn: Khi nước được hút khỏi đất và bốc hơi khỏi lá cây,♣ nhiều năng
lượng được hấp thụ dưới dạng nhiệt bốc hơi ngầm. Tại các thành phố, có ít nhiệt
ngầm được hấp thụ do có ít cây cối, đặc biệt là tại khu vực trung tâm.

Có ít gió hơn: Thương thì trong các thành phố có ít gió hơn do các toà♣ nhà chắn gió.
Toà nhà làm cho nhiệt do thành phố tạo ra không bị cuốn đi.

4. Địa hình:

Địa hình cũng là một yếu tố quan trọng khác ảnh hương đến mức độ nghiêm trọng
của hiện tượng sương mù quang hóa. Các khu vực dân cư tập trung trong các thung
lũng thì dễ bị ảnh hương bơi sương mù quang hóa hơn vì những đồi núi bao quanh họ
có khuynh hướng làm giảm dòng không khí do đó làm tăng nồng độ các chất gây ô
nhiễm. Thêm vào đó, các thung lũng thương nhạy cảm với sương mù quang hóa vì sự
đảo nhiệt tương đối mạnh có thể phát triển thương xuyên trong những khu vực này.

III. Các ảnh hương của sương mù quang hóa

Sương mù quang hóa làm giảm tầm nhìn, gây nên những tác động có hại đối với sức
khỏe của con ngươi, gây hại cho cây trồng và làm hao mòn nhiều loại vật liệu.

1. Tác động lên sức khỏe của con ngươi

Sương mù quang hóa được đặc trưng bơi hàm lượng O3 cao trong không¬ khí. Nồng
độ ozon thấp ơ tầng không khí gần mặt đất có thể làm cay mắt, mũi và cổ họng. Khi
sương mù tăng lên, nó có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng hơn như:

Hen xuyễn, viêm phế quản, ho và tức ngực
Làm tăng sự nhạy cảm đối với các lây nhiễm về đương hô hấp
Làm giảm chức năng của phổi.
Ôxy là chất khí duy trì sự sống (nếu trong khí thơ có ít hơn 15% ôxy¬ thì cơ thể đã có
thể chết ngạt), nhưng ôzôn lại là khí độc hại. Ôzôn gây phù phổi nặng, làm co thắt và
tê liệt đương hô hấp khiến ngươi bệnh không có phản ứng khi có các dị vật lọt vào.
Vì vậy, khi tiếp xúc lâu dài với ôzôn sẽ có nguy cơ bị tích tụ các dị vật trong phế quản
và phổi, là điều kiện có khả năng dẫn đến ung thư.

Việc tiếp xúc với sương mù quang hóa trong thơi gian dài thậm chí có¬ thể gây tổn
thương các mô phổi, gây ra sự sớm lão hóa ơ phổi, và góp phần gây ra bệnh phổi mãn
tính. Trẻ em, thanh niên và ngươi lớn mà có chức năng phổi yếu được xem như những
ngươi có nguy cơ cao.

Các Peroxyacetylnitrate và các chất oxi hóa khác cùng với ozone lଠnhững chất kích
thích mắt mạnh nhất.

Sương mù là vấn đề của nhiều thành phố và các nước, nó gây hại đến sức¬ khỏe của
con ngươi. Khoảng cách tầng O3 trên mặt đất, SO2, NO2, CO rất độc hại cho ngươi
già, trẻ em, và những ngươi có vấn đề về tim mạch và phổi như khí thủng, viêm phế
quản, hen suyễn. Nó có thể gây khó thơ, giảm khả năng làm việc của phổi và là
nguyên nhân gây thơ ngắn, vô cùng đau đớn khi nuốt, thơ khò khè và khi ho. Nó còn
làm cho mũi và mắt sưng tấy lên, làm khô màng nhầy bảo vệ của mũi và cổ họng và
cản trơ khả năng đấu tranh chống sự nhiễm trùng của cơ thể, dễ bị mắc bệnh hơn. Số
ngươi nhập viện và chết vì bệnh đương hô hấp tăng trong suốt giai đọan tầng ozone
quá cao.

Sương mù hình thành trong điều kiện khí hậu ơ những nước hay thành phố¬ có nền
công nghiệp phát triển - tức ơ đó không khí đã bị ô nhiễm nặng. Tuy nhiên, tồi tệ hơn
trong thơi tiết ấm và có ánh nắng khi mà dòng không khí bên trên đủ ấm cản trơ sự
lưu thông thẳng đứng. Nó đặc biệt phổ biến ơ những vùng trũng được bao quanh bơi
những đồi núi. Nó thương tồn tại trong những khoảng thơi gian dài ơ những thành phố
có dân cư tập trung cao hay khu vực đô thị như các thành phố London, New York, Los
Angeles, Mexico, Houston, Toronto, Athens, Beijing, Hong Kong, Randstad hay vùng
Rurh và nó có thể đạt đến mức nguy hiểm.

Trong lịch sử đã có những việc xảy ra đột ngột giết chết hàng ngàn ngươi trong một
thủ đô.

London: vào khỏang thế kỷ 19 được xem là thơi kỳ mãnh liệt của sương mù và với tên
gọi là: ’súp đậu’. Đỉnh điểm là vào năm 1952, sương mù đã làm tối sầm cả con đương
của London và giết chết khỏang 4000 ngươi trong thơi gian ngắn là 4 ngày (và hơn
8000 ngươi chết nữa cũng đã chịu ảnh hương của nó trong những tuần, tháng tiếp
theo).

Tehran: Vào tháng 12 năm 2005, các trương học và các văn phòng công cộng đã phải
đóng cửa ơ Tehran - Iran và 1600 ngươi đã nhập viện do sương mù đã xâm nhập vào
bộ lọc khói của xe hơi.

Hoa Kỳ:
30-31 tháng 10 năm 1948, Donora - PA: 20 ngươi chết, 600 ngươi phải♣ nhập viện,
hàng ngàn ngươi chịu ảnh hương.
Tháng 10 năm 1953 tại New York sương mù đã giết khoảng từ 170 đến 260♣ ngươi.
Tháng 19 năm 1954 ơ Los Angeles: lượng sương dày đã làm đóng cửa các♣ trương
học, các họat động công nghiệp bị ngưng lại trong cả tháng.
Cũng tại New York, năm 1963 có 200 ngươi chết và năm 1966 là 169 ngươi♣ chết vì
ảnh hương của sương mù.

Thành phố Bắc Kinh chìm trong sương mù, nhiều chuyến bay đã bị hủy, đóng cửa các
tuyến quốc lộ chính nối với thủ đô, nhiều ngươi dân đã chọn các phương tiện công
cộng thay vì tự lái xe, các cơ quan khí tượng đã khuyến cáo ngươi già và trẻ em nên ơ
trong nhà để tránh bệnh về đương hô hấp.


2. Tác động lên thực vật và các lọai vật chất

Các cây trồng cũng như những loài thực vật nhạy cảm khác thì bị gây hại nhiều hơn là
sức khỏe của con nguơi ơ nồng độ ozon thấp. Một vài loại cây như thuốc lá, rau bina,
cà chua và đậu đốm (pinto beans) là những lọai nhạy cảm với ozon. Những lá cây
trong khu vực có sương mù quang hóa xuất hiện những đốm màu nâu trên bề mặt lá
sau đó chuyển sang màu vàng. Lớp ozon ơ tầng mặt đất có thể hủy họai lá cây, làm
giảm sự phát triển, khả năng sinh sản và quá trình sinh sản. Nó có thể gây ra sự mất
khả năng tự vệ trước các lọai côn trùng cũng như bệnh tật và thậm chí còn gây chết
cây.

Đối với các loại vật liệu: ozon dễ dàng phản ứng với những loại vật liệu hữu cơ, làm
tăng sự hủy họai ơ cao su, tơ sợi, nilong, sơn và thuốc nhuộm.
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản