Medição de Ozônio Troposférico

Fonte: Laboratórios de Margaret Workman e Kimberly Frye - Universidade Depaul

O ozônio é uma forma de oxigênio elementar (O₃), uma molécula de três átomos de oxigênio ligados em uma estrutura altamente reativa como um agente oxidante. O ozônio ocorre tanto na estratosfera quanto nos níveis de troposfera da atmosfera. Quando na estratosfera (localizada a aproximadamente 10-50 km da superfície da Terra), moléculas de ozônio se formam à camada de ozônio e ajudam a evitar que raios UV prejudiciais atinjam a superfície da Terra. Em altitudes mais baixas da troposfera (superfície - aproximadamente 17 km), o ozônio é prejudicial à saúde humana e é considerado um poluente atmosférico contribuindo para a poluição fotoquímica(Figura 1). Moléculas de ozônio podem causar danos diretamente ao danificar o tecido respiratório quando inaladas ou indiretamente, prejudicando tecidos vegetais(Figura 2) e materiais mais macios, incluindo pneus em automóveis.

O ozônio troposférico ao ar livre é formado no nível do solo quando óxidos de nitrogênio (NO_x) e compostos orgânicos voláteis (VOCs) de emissões de automóveis são expostos à luz solar. Consequentemente, as preocupações com a saúde sobre as concentrações de ozônio aumentam em condições ensolaradas ou quando e onde o uso do automóvel é aumentado.

Reação: NO₂ + VOC + luz solar → O₃ (+ outros produtos)

O ozônio troposférico interior é formado quando descargas elétricas de equipamentos usando altas tensões (por exemplo, purificadores de ar iônicos, impressoras a laser, fotocopiadoras) quebram as ligações químicas do oxigênio atmosférico (O₂) no ar ao redor do equipamento:

O₂ → 2 O

Os radicais livres de oxigênio dentro e ao redor da descarga elétrica recombinam para criar ozônio (O₃).

2 O + 2 O₂→ 2 O₃

Figura 1: Panorama da Ponte Golden Gate

Coloração característica para poluição na Califórnia no banco de nuvens bege atrás da Ponte Golden Gate. A coloração marrom é devido ao NOx na poluição fotoquímica.

Figura 2: Plantas danificadas pelo ozônio. A linha de cima é normal, a linha inferior foi exposta ao ozônio.

1. Preparação do papel de Schönbein

1. Coloque 100 mL de água destilada em um béquer de 250 mL.
2. Adicione 11/4 colheres de chá de amido de milho.
3. Coloque uma barra de mexida no béquer e coloque o béquer em uma placa quente/mexa. Aqueça em uma configuração média a alta, e mexa a mistura lentamente até que fique perto de aproximadamente 90 °C. A mistura é gelada quando engrossa e se torna um pouco translúcida.
4. Retire o béquer da fonte de calor, adicione 1/4 colher de chá de iodeto de po

Use a escala numérica de Schönbein(Figura 4) para análise quantitativa do ozônio. O gráfico é usado para comparar com os papéis amostrais após 8h de exposição em locais amostrais. Use o Gráfico numérica de Umidade Relativa schönbein para converter as pontuações de Schönbein em concentração de ozônio (ppb) (Figura 5).

A pontuação aumenta com o aumento da intensidade da cor, com a violeta mais escura no lado direito da escala. Os resultados ...

A exposição ao ozônio troposférico é prejudicial à saúde humana; conhecido por causar dor no peito, tosse, irritação na garganta e congestão. O ozônio também interfere com a função pulmonar, exacerbando sintomas de bronquite, enfisema e asma, e pode danificar permanentemente o tecido pulmonar.

Locais ao ar livre de quantidades aumentadas de luz solar e áreas urbanas experimentam níveis mais elevados de ozônio troposférico devido ao aumento da quantidade e densidade de emissõ...