ScienceDaily (Mar. 25, 2008) - Un grup de chimisti de la Universitatea din California(UC), San Diego au descoperit ca o reactie chimica din atmosfera marilor orase, presupusa pentru multa vreme a avea un rol minor in poluarea aerului, are de fapt o mare contributie la formarea ozonului urban, principalul component al smogului.
Aceasta descoperire, prezentata in detaliu in numarul din 21 martie al publicatiei Science, ar trebui sa ii ajute pe expertii in calitatea aerului la elaborarea unor strategii imbunatatite pentru reducerea ozonului in cele mai mult de 300 de state din USA ale caror niveluri de ozon depasesc noile standarde anuntate recent de Agentia de Protectie a Mediului Inconjurator.
Descoperirea ar trebui sa vina de asemenea in ajutorul oraselor mari din alte colturi ale lumii, ca Mexico City si Beijing, care se confrunta in prezent cu probleme majore in ceea ce priveste calitatea aerului si prezenta smogului urban. Mai mult de 100 de milioane de locuitori ai planetei traiesc astazi in orase ce nu intrunesc standardele internationale pentru calitatea aerului.
,,Acest studiu ne ofera o mai buna intelegere a fenomenelor chimice ce genereaza ozonul urban”, a spus Amitabha Sinha, profesor de chimie si bio-chimie la UC San Diego, care a condus echipa de cercetatori.,,Studiul ne demonstreaza ca domeniul chimiei ozonului urban e chiar mai complicat decat am presupus initial. Dispunand de o mai buna intelegere a procesului de producere a ozonului, ar trebui sa avem mai multe sanse sa stapanim calitatea aerului din marile orase din SUA, dar si din jurul lumii.”
Ozonul urban atinge cote maxime in orele dupa-amiezei, dupa ce a fost generat printr-o serie complexa de reactii chimice implicand interactiunea luminii solare cu hidrocarburi si oxizi de nitrogen de la esapamentul automobilelor. Productia de ozon e initiata cand radicalii hidroxil, OH, sunt produsi din vapori de apa. Chimistii axati pe studiul atmosferei au crezut vreme indelungata ca cea mai mare parte a OH implicat in productia ozonului urban e generata atunci cand radiatiile ultaviolete cu o lungime de unda mai mica de 320 de nanometri rup ozonul inconjurator pentru a forma atomi de oxigen excitati care, la randul lor, reactioneaza cu vaporii de apa formand radicali hidroxil. Acesti radicali OH ataca apoi hidrocarburi, iar produsele rezultante se combina print-un sir de reactii chimice cu oxid nitric, NO, producand dioxid de nitrogen, NO2, si, in final, O3.
Echipa de cercetatori condusa de Sinha a descoperit prin experimente de laborator ca o alta reactie chimica joaca si ea un rol semnificativ in producerea radicalului OH urban. Rolul acestei reactii e, probabil, comparabil ca importanta cu cel al reactiei atomilor excitati de oxigen cu vaporii de apa, sub anumite conditii. Acest nou mecanism presupune reactii dintre vaporii de apa si NO2 in stare de „excitare electronica”, atinsa atunci cand NO2 absoarbe lumina vizibila, intre lungimile de unda de 450 pana la 650 nanometri.
Oamenii de stiinta Germani au fost primii care au propus aceasta metoda de producere a radicalilor OH in 1997. Masuratorile lor insa nu au detectat formarea acestor radicali si, prin urmare, au sugerat ca reactia ar juca un rol relativ nesemnificativ in atmosfera.
Masuratorile mai recente, executate de echipa de cercetatori de la UC San Diego, sugereaza ca aceasta modalitate de producere a radicalului OH apare cu o frecventa de zece ori mai mare decat s-a estimat anterior. Cum radiatiile din intervalul 450 si 650 nanometri lungime de unda nu sunt filtrate la fel de eficient in partea inferioara a atmosferei precum radiatiile ultraviolete apropiate de 320 nonometri ce genereaza radicali OH din vapori de apa si din ozon, Sinha si alti oameni de stiinta cred ca e foarte posibil ca cele dintai sa joace un rol major in formarea smogului.
,,Identificarea surselor de producere a radicalui OH atmosferic e importanta pentru deslusirea modalitatilor de a tine in frau problema ozonului. La urma urmei, reactia radicalilor hidroxil cu hidrocarburile este cea care conduce la producerea ozonului urban”, a spus Sinha. ,,Chimia producerii ozonului urban e complicata si tocmai a devenit un pic si mai complicata odata cu adaugarea acestei noi surse de radicali OH.”
Echipa condusa de Sinha, care l-a inclus pe profesorul doctor Shuping Li si studentul masterand Jamie Mattews, a realizat cele mai precise masuratori a ratei acestei reactii de pana acum. S-a folosit o tehnica laser inovatoare ce a permis echipei sa monitorizeze direct radicalii OH cu o precizie semnificativ mai ridicata decat cea utilizata pentru studierea acestei reactii in trecut.
,,Este o reactie relativ lenta, cu o rata care este cel putin de o mie de ori mai scazuta decat cea pentru producerea OH prin reactia atomilor de oxigen excitati cu moleculele de apa”, a spus Sinha. ,,Cu toate acestea, exista foarte multa radiatie solara ce coboara peste regiunea de lungime de unda vizibila, asa incat, chiar si o reactie lenta poate deveni importanta. Concluzia este ca modelele atmosferice au ignorat complet aceasta reactie, presupunand ca, daca tehnicile conventionale nu detecteaza nimic, nu se intampla nimic.”
Acest proiect de cercetare a fost finantat partial de Petroleum Research Fund al American Chemical Society si de catre National Science Foundation.
Sursa: University of California – San Diego (2008, March 25). „Chemists Find a New Important Contributor to Urban Smog.” ScienceDaily. Accesat pe 31 martie 2008 la http://www.sciencedaily.com- /releases/2008/03/080320150032.htm
