Smog fotochimico, formazione ed effetti

Lo smog fotochimico si forma quando le radiazioni U.V. provenienti dal sole reagiscono con gli ossidi dell’azoto e i composti organici volatili presenti nell’atmosfera che sono considerati inquinanti primari. Il termine smog fu coniato all’inizio dello scorso secolo a Londra a seguito dell’inquinamento ambientale provocato dalla Rivoluzione Industriale derivante dall’ inglese smoke (fumo) e fog (nebbia).

Le fonti antropiche che producono le sostanze da cui si forma lo smog fotochimico sono la combustione di combustibili fossili nelle centrali elettriche, nelle industrie e nei veicoli cui si aggiungono, tra gli altri, gli effluenti industriali, l’evaporazione di solventi, il fumo prodotto dalle stufe a legna.

smog gray 1 da Chimicamo
inquinamento

Generalmente le grandi città sono dotate di centraline per monitorare l’inquinamento atmosferico tramite i dati relativi a PM10, PM2.5, biossido di azoto, anidride solforosa, monossido di carbonio e benzene.

Per quanto riguarda lo smog fotochimico il parametro a cui si fa riferimento è l’ozono che si forma come sottoprodotto della dissociazione dei composti azotati ed è definito, insieme a nitrati di perossiacetile, acido nitrico e aldeidi, inquinante secondario.

Formazione dello smog fotochimico

La formazione dello smog fotochimico è un processo complesso influenzato, oltre da dalle fonti antropiche e quindi dal traffico, presenza di industrie e ancor più di centrali elettriche a carbone, anche dalla temperatura e dalle condizioni di vento.

formazione dello smog fotochimico da Chimicamo
formazione dello smog fotochimico

Infatti una elevata temperatura e un forte irraggiamento solare accelerano le reazioni di formazione mentre quanto più ventosa è la zona, tanto meno probabile è la formazione di smog fotochimico. Il vento infatti può diffondere gli inquinanti, abbassandone la concentrazione in un determinato spazio. In caso di alta pressione le masse d’aria si muovono molto lentamente e ciò crea le condizioni favorevoli per la formazione di smog.

Le reazioni che provocano la formazione dello smog fotochimico possono essere schematizzate, in modo esemplificativo, a partire dal biossido di azoto che, attraverso una reazione fotochimica, dà luogo alla formazione di monossido di azoto, noto come ossido nitrico e ossigeno radicale:
NO2 → NO + O·

L’ossigeno radicale è una specie molto reattiva che reagisce con l’ossigeno presente nell’aria per dar luogo alla formazione di ozono:
O· + O2 → O3

A sua volta l’ozono reagisce con l’ossido nitrico per formare biossido di azoto e ossigeno molecolare:
O3 + NO → NO2 + O2

Il biossido di azoto può reagire con i composti organici volatili per formare nitrati di perossiacetile mentre l’ozono provoca l’ossidazione di idrocarburi da cui si ottengono le aldeidi:
3 CH4 + 2 O3 →  3 HCHO + 3 H2O

Effetti dello smog fotochimico

Molti studi mettono in relazione lo smog fotochimico agli effetti negativi sulla salute umana e su quella delle piante nonché a danni ambientali. Esso è pericoloso a causa dell’insieme di inquinanti in esso contenuti, molti dei quali sono noti per avere effetti negativi sulla salute.

Il potenziale danno da inalazione di smog aumenta con la durata e la gravità dell’esposizione. Sebbene i sintomi dell’esposizione a breve termine in genere si risolvono rapidamente, quelli dovuti all’esposizione a possono portare a gravi malattie specie in anziani, bambini, persone vulnerabili e con patologie pregresse e quanti lavorano all’aperto.

Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, ogni anno nel mondo muoiono milioni di persone a causa dell’inquinamento atmosferico. In particolare la presenza di ozono a livello del suolo provoca la contrazione dei muscoli dei polmoni, rendendo difficile la respirazione. L’esposizione a livelli elevati di ozono può portare mal di gola, tosse, infiammazione polmonare e danni permanenti ai polmoni.

effetti sulle piante da Chimicamo
effetti sulle piante

La fauna selvatica può subire gli stessi danni provocati sull’uomo oltre a problemi dermatologici e finanche neurologici. L’inquinamento da ozono è nocivo anche nei confronti delle piante, in particolare le piante di tabacco, pomodori e spinaci in quanto danneggia gli stomi, che permettono gli scambi gassosi tra l’aria e l’interno della foglia e consentono alla pianta di respirare.

I nitrati di perossiacetile, che nelle piante hanno effetti ancora più dannosi dell’ozono, possono ridurre o addirittura arrestare la crescita delle piante riducendo il processo di fotosintesi clorofilliana.

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