اصطلحت كلمة ضباب دخاني Smog من الأصل الإنكليزي بجمع كلمتي الدخان Smoke وكلمة الضباب Fog. وسوف ندرس في هذا الفصل الضباب الدخاني المؤكسد Oxidizing Smog والضباب الدخاني الناتج عن التفاعلات الكيميائية الضوئية.Photochemicals

كان من المعتقد سابقاً أن الضباب الدخاني، ينتج عن انطلاق ثاني أوكسيد الكبريت الناتج عن احتراق الفحوم الحجرية الحاوية على تراكيز عالية من الكبريت (وهو المصدر الطاقي الرئيسي لمدينة لندن آنذاك بوجود الضباب، لذلك دعي بالضباب الدخاني المكبرت Sulfurous Smog أو بالضباب الدخاني المرجع Reducing Smog. لكن وجد فعلياً أنه في المناطق المعرضة للتلوث بالضباب الدخاني تتأكسد المواد، أي أن الضباب الدخاني له فعل مؤكسد في الجو، ووجد أيضاً أن ثاني أوكسيد الكبريت هو الذي يتأكسد، ويكون ذو عمر قصير.

للضباب الدخاني تاريخ طويل، حيث عانت بسببه الكثير من المناطق، من مشاكل لم تتكشف أسبابها حتى وقتنا الحاضر. فخلال الأربعينات من القرن الماضي سجلت مناطق جنوب كاليفورنيا ومدينة لوس أنجلس الكثير من حالات تهيج العيون بسبب الهواء الملوث الناتج عن النشاط البشري، بالإضافة إلى حالات ضعف الرؤية وتهيج العيون وتردي بعض المواد، كتشقق المطاط الذي أصبح مصدر إزعاج حقيقي. يعرف الآن الضباب الدخاني بأنه مشكلة تلوث الهواء الرئيسة في معظم المناطق من العالم.

بات من المعروف حالياً أن تشكل المواد المؤكسدة في الستراتوسفير، وخصوصاً الأوزون، هو دليل تلوث الهواء بالضباب الدخاني. فيتجاوز تركيز المواد المؤكسدة 0.15ppm، ولمدة أكثر من ساعة واحدة، دليل على ارتفاع مستويات الضباب الدخاني. بذلك يستخدم تحديد مستوى الأوزون في الغلاف الجوي كمشعر لتحديد مستوى هذا النوع من التلوث، وحدد الحد الأعظمي للتعرض للأوزون الجوي من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية بـ ppm 0.08 لمدة 8 ساعات بعد ما كان ppm .0.12 لمدة ساعة واحدة.

يوضح الجدول (3-4) ، تركيز العناصر النموذجية المكونة للضباب الدخاني. أما سبب تشكل الضباب الدخاني المؤكسد فعلياً، فهو وجود المكونات الثلاث: الضوء فوق البنفسجي، الفحوم الهيدروجينية، أكاسيد النيتروجين. وبينت تقنيات التحليل المتطورة بأن تشكيلة كبيرة من المركبات الهيدروكربونية Hydrocarbons تعمل كبادئة لتشكيل الضباب الدخاني في الغلاف الجوي.

كما وجدنا سابقاً، فإن المكونين الأخيرين ينتجان بشكل أساسي من احتراق وقود المحركات، حيث تنطلق أكاسيد النيتروجين عند درجات الحرارة المرتفعة وضغوط عالية، وهي الشروط المتوافرة في حجرة الاحتراق. أما عندما يكون احتراق الوقود غير كامل فتتشكل مركبات هيدروكربونية مختلفة، تدخل بعض هذه المركبات الهيدروكربونية في الغلاف الجوي بتفاعلات كيميائية أو كيميائية ضوئية، تؤدي إلى مركبات خطرة تعتبر ملوثات ثانوية تشكلت بدءاً من مركبات أقل خطراً بالأصل. تعد الفحوم الهيدروجينية والعديد من المركبات العضوية الأخرى غير ثابتة ترموديناميكياً في الغلاف الجوي، حيث تتعرض لعمليات أكسدة متتالية على عدة مراحل، مشكلة الحموض والألدهيدات، بالإضافة إلى نواتج ثانوية كالأوزون وحمض الآزوت، تنتهي بتشكل غاز ثاني أوكسيد الكربون، أو مركبات عضوية صلبة، أو نواتج منحلة بالماء، تزول من الغلاف الجوي مع الأمطار.