Atmosferik Kirleticiler

... konulu sunumlar: "Atmosferik Kirleticiler"— Sunum transkripti:

1 Atmosferik Kirleticiler
Ozon ve fotokimyasal smog İyi ozon – stratosferde UV radyasyonundan korur. Kötü ozon – troposferde, yere yakın Daha çok sıcak yaz günlerinde oluşur. Smog indikatörü Kahverengi sis İkincil kirletici Fitotoksin (bitkilere zararlı) Malzemelere zarar verir, özellikle lastik vb. Sera etkisi vardır. Sınır değer: 1 saatte 120 ppb. Güçlü bir oksitleyicidir, C=C çift bağlı organiklerle reaksiyona gire ve epoksitler oluşturur. O + O2 + güneş ışığı O3 Havadan daha ağır; yere yakın yerlere çöker. Çok uzun mesafelerde yayılabilir.

2 Atmosferik Kirleticiler
Ozon ve fotokimyasal smog Sağlık etkileri Akciğer, burun ve gözü tahriş eder. Akciğer ve solunum sisteminde hasarlara yol açar (astım, göğüs ağrısı, öksürük vb.) Bebekler ve çocuklar daha hassas olup daha fazla etkilenirler. Solunum ve akciğer hastalığına sahip olanlar da önemli bir risk grubudur. Çok uzun süreler maruz kalındığı takdirde akciğer ve solunum sisteminde kalıcı zararlara yol açabilir. Bitkilere ve ekosisteme zarar verir, tarımsal ürünlerin kalite ve miktarında düşüşe neden olur, bitkilerde gelişme ve büyüme fonksiyonlarına etki eder, çeşitli hastalıklara ve diğer zararlı böceklere direnci azaltır.

3 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası TEMİZ HAVA (1) O3 + h  O2 + O(1D) (2) O(1D) + H2O  2OH (3) OH + O3  HO2 + O2 (4) HO2 + O3  2O2 + OH (3+4) 2O3  3O NET

4 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası KİRLİ HAVA (3') OH + CO  H + CO2 (4') H + O2 + M  HO2 + M (5') HO2 + NO  NO2 + OH (6') NO2 + h  NO + O (7') O + O2 + M  O3 + M (3'-7') CO O2  CO2 + O NET

5 (1)+(2)+(4) sonucu: RO2. + O2  O3 + RO.
Atmosferik Kirleticiler NO2 güneş ışığını absorplayarak (<400 nm) O üretebilir. Troposferik Ozon Fotokimyası NO2 + hv  NO + O (1) O + O2 + M  O3 + M (2) NO + O3  NO2 + O2 (3) O3 oluşumu yok NO2 + hv  NO + O (1) O + O2 + M  O3 + M (2) HO2. + NO NO2 + OH (4) RO2. + NO  NO2 + RO. (5) O3 oluşur. (1)+(2)+(4) sonucu: RO2. + O2  O3 + RO.

6 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası Karbon monoksit oksidayonu CO + .OH + O2  CO2 + HO2. HO2. + NO  NO2 + .OH NO2 + hv  NO + O O + O2 + M  O3 + M Net: CO + 2 O2 + hv  CO2 + O3 CO’nun CO2’ye katalitik oksidayonu sonucu net O3 oluşumu olur.

7 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası/metan CH4 + OH  CH3 + H2O CH3 + O2 + M  CH3O2 + M CH3O2 + NO  NO2 + CH3O CH3O + O2  H2CO + HO2 HO2 + NO  NO2 + OH NO2 + h  NO + O O + O2 + M  O3 + M CH O2 + h 2 O3 + H2CO + H2O NET

8 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası/formaldehit 2H2CO + h  H2 + CO  HCO + H H + O2 + M  HO2 + M HCO + O2  HO2 + CO 2H2CO + 2O2  2CO + 2HO2 + H2 Sonuç olarak formaldehit başına iki ozon molekülü oluşur. Metan başına ise toplamda dört ozon molekülü oluşur. Metan alkanlar için iyi bir modeldir, ancak metandan ozon oluşumu yerel ölçekte oldukça yavaştır ve küresel ölçekte etkilidir.Ozonun net üretimi NO’nun O2 tüketmeden NO2’ye dönüşmesi sırasında olur.

9 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası Ozon oluşumu için gerekenler Güneş ışığı NOx (NO, NO2) Hidrokarbonlar (VOCs) O atomu üretimi RO2 oluşumu, daha sonra NO ile reaksiyon sonucu O3 birikimi VOCs + NOx + hn  O3 + diğer kirleticiler

10 Atmosferik Kirleticiler
Troposferik Ozon Fotokimyası CH4 + .OH + O2  CH3OO. + H2O CH3OO. + NO  CH3O. + NO2 CH3O. + O2  HCHO + HO2. HO2. + NO  .OH + NO2 NO2 + hn  NO + O (2x) O + O2 + M  O3 + M (2x) Net: CH4 + 4 O2  HCHO + H2O + 2 O3 VOC Güneş ışınları

11 Atmosferik Kirleticiler
Diğer Oksidanların Oluşumu Aldehitler (e.g. formaldehit) PAN (peroxyacetyl nitrate) ve benzerleri PAN ROO. + NO2  ROONO2 (peroxyalkyl nitrate)

12 Atmosferik Kirleticiler
Ozon Kontrolü O3 ikincil kirleticidir  bu bakımdan kontrolü ozon oluşumuna yol açan maddelerin kontrolü ile mümkündür. VOC kontrolü Çok sayıda ve miktarda olduklarından kontrolü zordur. Bazı bölgelerde biyolojik kaynaklar da önemlidir.. NOx kontrolü NOx oluşumuna yol açan yüksek sıcaklıklar genellikle verimli bir yanma sürecinde istendiği için kontrol edilmeleri zordur..

13

14

15 İnversiyon tabakası-Sıcak hava
Atmosferik Kirleticiler LA smog Yüksek basınç – kentsel sarı sis – NO2 ve hidrokarbonlar  Oksijen ve UV ışıması ile ozon (O3), peroxyacylnitrates (PAN) ve diğer kimyasalları (arabalardan) oluştururlar. Güneşli ve sıcak havalarda oluşur. Soğuk hava yukarıda İnversiyon tabakası-Sıcak hava Serin deniz esintisi

16 Termal/sıcaklık inversiyonu
Atmosferik Kirleticiler Termal/sıcaklık inversiyonu Normalde hava yüksek sıcaklıklarda daha soğuktur. Yüzeydeki sıcak hava yükselir; ısı dağılır. Soğuk hava tabakası üzerinde sıcak hava tabakası oluşur-bu da gazları kapalı bir sistemde tutar. Sıcak Soğuk İnversiyon

17 Atmosferik Kirleticiler
Termal/sıcaklık inversiyonu Işıma inversiyonu: geceleri yer yüzeyinde hava soğur. Bu durumda havanın yükseldikçe soğuması eğilimi kırılır. Emisyonlar dolayısıyla ısınan hava tabakası, iki soğuk katman arasına sıkışır. Sabah kirliliği üzerinde etkili. Londra tipi smog oluşumunda etkin. Figure 18.8

18 Atmosferik Kirleticiler
Termal/sıcaklık inversiyonu

19 Atmosferik Kirleticiler
Çökelme inversiyonu: sıcak hava kütlesi bir bölge üzerinde kapak oluşturur. Fotokimyasal smog oluşumunda etkin.

20

21 Atmosferik Kirleticiler
Fotokimyasal smog

22 Atmosferik Kirleticiler
Endüstriyel smog

23 Atmosferik Kirleticiler
Mexico City Smog

24 Atmosferik Kirleticiler
Mexico City Smog

25 Atmosferik Kirleticiler
Kentsel ısı alanları

26 Atmosferik Kirleticiler
Kentsel ısı alanları Nedenleri Yüzey örtüsünün değişmesi  enerji dengesinin değişmesi Antropojenik faaliyetlerden çıkan ısı. Kentin büyüklüğü ve nüfus yoğunluğu ile ilişkili. Işıma nedeniyle oluşur. İklim değişikliklerine neden olur.