Mesurer l'ozone troposphérique

Overview

Source : Laboratoires de Margaret Workman et Kimberly Frye - Depaul University

L’ozone est une forme d’oxygène élémentaire (O₃), une molécule de trois atomes d’oxygène liés dans une structure qui est très réactive comme oxydant. L’ozone est présent dans la stratosphère tant les niveaux de la troposphère de l’atmosphère. Lorsque dans la stratosphère (située à environ 10-50 km de la surface de la terre), les molécules d’ozone forment la couche d’ozone et aider à prévenir les rayons UV nocifs d’atteindre la surface de la terre. À des altitudes plus basses de la troposphère (surface - environ 17 km), l’ozone est nocif pour la santé humaine et est considéré comme un polluants atmosphériques contribuant au smog photochimique (Figure 1). Les molécules d’ozone peuvent causer des dégâts directement par nuire aux tissus respiratoires lorsqu’elle est inhalée ou indirectement par endommager les tissus végétaux (Figure 2) et des matériaux plus souples, y compris les pneus d’automobiles.

Plein air ozone troposphérique se forme au niveau du sol lorsque les oxydes d’azote (NO_x) et de composés organiques volatils (COV) des émissions automobiles sont exposés aux rayons du soleil. Par conséquent, les problèmes de santé sur les concentrations d’ozone dégénèrent dans des conditions ensoleillées ou quand et où l’utilisation de l’automobile est augmentée.

Réaction : NO₂ + COV + soleil → O₃ (+ autres produits)

Indoor ozone troposphérique se forme lorsque des décharges électriques d’équipement utilisant des tensions élevées (p. ex. les purificateurs d’air ionique, imprimantes laser, photocopieurs) briser les liaisons chimiques de l’oxygène atmosphérique (O₂) dans l’air entourant l’équipement :

O₂ → 2 O

Les radicaux libres d’oxygène dans et autour de la décharge électrique se recombinent pour créer l’ozone (O₃).

2 O + 2 O₂→ 2 O₃

Figure 1 : Golden Gate Bridge Panorame

Coloration caractéristique de smog en Californie dans le banc de nuages beige derrière le Golden Gate Bridge. La coloration brune est due à la NOx dans le smog photochimique.

Figure 2 : les plantes endommagées par l’ozone. Rangée du haut est normale, rangée du bas a été exposée à l’ozone.

Procedure

1. Schönbein papier préparation

Place 100 mL d’eau distillée dans un bécher de 250 mL.
Ajouter 1¼ c. à thé de fécule de maïs.
Placer une barre de remuer dans le bécher et placer le bécher sur une plaque chaude/remuer. Chauffer à une température moyenne à élevée et remuez le mélange lentement jusqu'à ce qu’elle gélifie près environ 90 ° C. Le mélange est gélifié lorsqu’elle s’épaissit et devienne un peu translucide.
Retirer le bécher du feu, ajout...

Results

Utilisez l’échelle numéro Schönbein (Figure 4) pour l’analyse quantitative de l’ozone. Le graphique est utilisé pour comparer avec les papiers de l’échantillon après 8 h d’exposition à des points d’échantillonnage. Utilisez le tableau de nombre de Schönbein hygrométrie pour convertir les scores Schönbein à la concentration d’ozone (ppb) (Figure 5).

Le score augmente avec l’intensité des couleurs, avec le violet plus foncé sur le c...

Application and Summary

Exposition à l’ozone troposphérique est nocive pour la santé humaine ; connue pour causer une douleur thoracique, toux, irritation de la gorge et la congestion. L’ozone a aussi interfère avec la fonction pulmonaire, aggravant les symptômes de la bronchite, emphysème et l’asthme et peut endommager irréparablement le tissu pulmonaire.

Emplacements extérieurs de quantités accrues de lumière du soleil et des zones urbaines l’expérience des niveaux plus élevés d’ozone tropos...