Ozônio à superfície no smog

Ozônio à  superfície no smog à Smog  fotoquímico é um fenômeno muito comum no mundo moderno. Para que uma cidade fique sujeita ao smog fotoquímico, várias condições devem ser satisfeitas, tais  como:

1.       Tráfego de veículos substancial para emitir NO suficiente, hidrocarbonetos e outros COVs no ar;

2.       Calor e ampla luminosidade solar para que as reações cruciais, ocorram a uma velocidade elevada;

3.       Pouco movimento de massa de ar para que os reagentes não sejam rapidamente diluídos.

Por razões geográficas e elevada densidade populacional, cidades como: Los Angeles; Denver; México; Tóquio; Atenas; São Paulo e Roma se ajustam perfeitamente a essas condições, estando sujeitas a frequentes episódios de smog.

Esse fenômeno (smog) foi observado pela primeira vez, na década de 40, em Los Angeles. Nas últimas décadas devido os controles de poluição, o problema do smog tem sido aliviado.

Como na estratosfera, o ozônio à superfície é produzido pela reação de átomos de oxigênio  com o oxigênio diatômico (O₂). A principal fonte de átomos de oxigênio na troposfera, no entanto, é a dissociação fotoquímica das moléculas de dióxido de nitrogênio (NO₂), provocada pela luz solar:

         UVA

NO₂    à   NO + O

O + O₂   à  O₃

Nas cidades geradoras de smog, a concentração de ozônio não aumenta durante a manhã. Isso porque o óxido nítrico residual reage com o ozônio, formado pela manhã , para recriar o dióxido  de nitrogênio (NO₂) e oxigênio, uma reação que também ocorre na estratosfera.

NO  +  O₃   à  NO₂   +  O₂

Como produto do smog, não temos só o ozônio (O₃), parte do dióxido de nitrogênio (NO₂) reage  com radicais livres para formar ácido nítrico (HNO₃) , e parte reage com radicais livres orgânicos produzindo outros nitratos orgânicos.

O ar na  Cidade do México é tão poluído por ozônio, material particulado e outros componentes do smog e por material fecal carregado pelo ar, que se estima ser responsável pela morte prematura de milhares de pessoas anualmente, (Colin e Cann, pág. 126 – Química Ambiental). Em contraste com áreas temperadas onde os ataques do smog fotoquímico ocorrem quase que exclusivamente no verão (quando o ar está suficientemente quente para manter as reações químicas), na Cidade do México , sua pior poluição, ocorre no inverno. Nos meses de inverno, as inversões térmicas impedem os poluentes de se dissiparem. Parte do smog é oriundo do buteno (componente minoritário do gás liquefeito usado para cozinhar e aquecer as casas, parte do qual, aparentemente vaza para a atmosfera.

Atenas e Roma permitem o tráfego de metade dos veículos em dias alternados, de acordo com os números das placas, visando amenizar os episódios de smog.

Conversores catalíticos colocados antes dos escapamentos nos sistemas de exaustão de veículos movidos a gasolina, visam um controle maior das emissões de NO_x. Os conversores de duas vias controlam somente os gases contendo carbono, já com o uso de uma superfície impregnada com catalisadores de platina e rádio, os conversores de três vias modernos, alternam os óxidos de nitrogênio de volta a nitrogênio e oxigênio elementares, utilizando os hidrocarbonetos não queimados e a combustão dos compostos intermediários CO e H₂ como agentes redutores:

2 NO  à  N₂    +  O₂

2 NO  + 2 H₂  à N₂  + 2 H₂O

Protocolo de Gothenburg à O Protocolo para redução da acidificação, eutrofização e ozônio troposférico da Convenção sobre Poluição Atmosférica Transfronteiriça a Longa Distância (CLRTAP) da Comissão Econômica para a Europa da Organização das Nações Unidas foi estabelecido em 1999 em Gotemburgo e fixou limites de emissão para quatro poluentes atmosféricos a serem respeitados por cada país até 2010.

O Protocolo entrou em vigor na sequência da ratificação por Portugal, em 16 de Maio de 2005, que preencheu assim a quota mínima de países necessários para a sua efetivação.

Os poluentes regulamentados relacionam-se com duas questões fundamentais em termos de poluição do ar: a acidificação e eutrofização, que atinge principalmente os países do Norte da Europa (onde uma das componentes é bem conhecida por ser as chamadas chuvas-ácidas) e o ozônio de superfície ou troposférico, que atinge concentrações que podem ser muito elevadas em particular na Europa do Sul.

A acidificação resulta principalmente de poluentes como os óxidos de azoto(nitrogênio) e o dióxido de enxofre, compostos com azoto e enxofre, resultantes de processos de combustão na indústria e nos transportes, enquanto que a formação de ozônio troposférico resulta em grande parte da transformação de óxidos de azoto e compostos orgânicos voláteis, também emitidos pela combustão em centrais térmicas e tráfego ou fontes naturais como as florestas (no caso dos compostos orgânicos voláteis).