מדידת אוזון טרופוספירי

מקור: מעבדות של מרגרט וורקמן וקימברלי פריי - אוניברסיטת דפול

אוזון הוא סוג של חמצן בסיסי (O₃), מולקולה של שלושה אטומי חמצן המלוכדים במבנה שהוא תגובתי מאוד כסוכן חמצון. האוזון מתרחש הן בסטרטוספירה והן ברמות הטרופוספירה של האטמוספירה. כאשר בסטרטוספירה (הממוקמת כ-10-50 ק"מ מפני כדור הארץ), נוצרות מולקולות אוזון לשכבת האוזון ומסייעות למנוע מקרני UV מזיקות להגיע לפני השטח של כדור הארץ. בגבהים נמוכים יותר של הטרופוספירה (פני השטח - כ-17 ק"מ), האוזון מזיק לבריאות האדם ונחשב למזהם אוויר התורם לערפיח פוטוכימי(איור 1). מולקולות אוזון יכולות לגרום נזק ישירות על ידי פגיעה ברקמת הנשימה כאשר הם נשאפים או בעקיפין על ידי פגיעה ברקמות הצמח(איור 2)ובחומרים רכים יותר, כולל צמיגים על מכוניות.

אוזון טרופוספירי חיצוני נוצר בגובה הקרקע כאשר תחמוצות חנקן (NO_x)ותרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) מפליטות רכב חשופות לאור השמש. כתוצאה מכך, חששות בריאותיים על ריכוזי האוזון להסלים בתנאים שטופי שמש או מתי והיכן השימוש ברכב מוגבר.

תגובה: NO₂ + VOC + אור שמש → O₃ (+ מוצרים אחרים)

אוזון טרופוספירי מקורה נוצר כאשר הפרשות חשמליות מציוד באמצעות מתחים גבוהים(למשל מטהרי אוויר יוניים, מדפסות לייזר, מכונות צילום) מפרקות את הקשרים הכימיים של החמצן האטמוספרי (O₂) באוויר המקיף את הציוד:

O₂ → 2 O

הרדיקלים החופשיים של חמצן פנימה והסביבת פריקה רקומבין כדי ליצור אוזון (O₃).

2 O + 2 O₂→ 2 O₃

איור 1: פנורמה של גשר שער הזהב

צבע אופייני לערפיח בקליפורניה בבנק הענן ה בז ' מאחורי גשר שער הזהב. הצבע החום נובע מה- NOx בערפיח הפוטוכימי.

איור 2: צמחים שנפגעו מאוזון. השורה העליונה תקינה, השורה התחתונה נחשפה לאוזון.