Что такое влажный смог
Что такое влажный смог
Пару десятилетий назад о городском смоге практически никто не слышал, термин упоминался в научных кругах. Сегодня загрязнение атмосферы над населенными пунктами – серьезная мировая проблема. Смог – туман, образованный не каплями воды, а летучими вредными веществами. Если в городе появился химический туман, говорят о значительном ухудшении экологической обстановки.
Что такое смог и как он образуется?
Смог – это избыточное накопление в воздухе при определенной погоде вредных химических соединений, выделяемых в результате промышленного производства, сгорания транспортного топлива, работы станций, производящих тепло. Следует отличать понятие от мглы – снижения прозрачности воздуха из-за пылевых, дымовых, снеговых частиц.
Английское слово «смог» образовано двумя частями: «smoke» – «дым» и «fog» – «туман». Термин в 1905 году ввел доктор Генри Антуан де Во, описывая плотный туман, нависший над Лондоном из-за выбросов предприятий по сжиганию угля. Термин быстро разнесся по устам, благодаря печатным изданиям, и стал популярным.
Причинами возникновения вредного городского тумана являются следующие факторы:
Механизм образования смога заключается во взаимодействии солнечного излучения, тепла, присутствующих в атмосфере вредных частиц. Должны установиться погодные условия, способствующие образованию химического тумана.
Явление наблюдается над населенным пунктом, насыщенным транспортом и промышленными предприятиями, при высокой температуре воздуха, солнечной погоде, отсутствии ветра. Когда нет активного переноса воздушных масс, взвесь вредных частиц застаивается. Застой случается и из-за температурной инверсии, когда теплая воздушная масса, насыщенная химическими веществами, держится у земной поверхности, не может сдвинуться, сдерживаемая наседающим сверху холодным воздухом.
Виды смога
Существуют 2 типа смога:
Они делятся на 4 разновидности:
Чем опасен смог?
Фотохимический туман – явление опасное для человеческого здоровья. Наиболее сильное негативное воздействие оказывается на слабый организм стариков и детей. Возникает раздражение слизистых покровов органов дыхания и зрения, человек страдает от кашля, воспаления и боли в дыхательной системе.
Крайне опасно загрязнение воздуха для людей, больных астмой, хроническими легочными и сердечными заболеваниями. У них возникают серьезные проблемы с дыхательной функцией. Астматический приступ, спровоцированный проникновением в легкие токсичных веществ, без своевременной медицинской помощи становится причиной летального исхода.
Для защиты от смога используются кондиционеры, сплит-установки. При сильном загрязнении окна и двери закрываются влажной тканью, дыхательные пути защищаются влажной марлевой повязкой.
Наиболее показателен пример последствий токсичного воздействия на растительность в промышленном городе Карабаш в Челябинской области. В результате деятельности медеплавильного завода нанесен огромнейший ущерб окружающей среде. Из-за заводских выбросов дымный смог над населенным пунктом висит постоянно, вода в протекающей через город реке рыжего цвета, городские окрестности полностью лишены растительного покрова.
Борьба со смогом
Естественный борец со смогом – ветер. При движении воздушных масс токсичные вещества уносятся за пределы города, рассеиваются в пространстве. Но если долго стоит безветренная погода, то смог постепенно становится плотнее, видимость на улицах падает до критической отметки, становится невозможным движение транспорта.
Население, проживающее в крупном промышленном городе, может сделать многое для снижения вероятности появления смога:
Образование фотохимического смога – серьезная экологическая проблема, решаемая во многих странах на государственном уровне. Создаются и законодательно закрепляются программы, направленные на мониторинг и сокращение выбросов, провоцирующих появление ядовитого тумана. Промышленные предприятия получают ограничение или запрет на выбросы конкретных химических соединений. В развитых странах значимым путем решения проблемы выбран переход на использование электрического транспорта.
Борьба со смогом непроста, требует усилий и финансовых вложений. Чтобы на предприятиях исключить или снизить объем вредных выбросов, нужно провести обширную модернизацию оборудования, установить современные фильтрационные системы, ввести новые технологии производства. Не всем государствам модернизация по карману, поэтому смог остается актуальной проблемой.
Что такое смог?
Как он образуется, из чего состоит, и каковы последствия смога?
Смог – это форма загрязнения воздуха. Слово «смог» (smog) – это сочетание слов «дым» (smoke) и «туман» (fog). Смог представляет собой смесь многих загрязнителей, в основном озона приземного уровня и мелких твердых частиц. Смог перемещается вместе с ветром, как в городских, так и в сельских районах. Он исходит из местных источников, но также может дрейфовать, перемещаться из разных мест.
Образование смога в воздухе
Важным компонентом образования смога является приземный озон. Он образуется естественным образом в атмосфере («хороший» озон), защищает жизнь от разрушительных ультрафиолетовых лучей солнца. Однако на уровне земли он действует как невидимый загрязнитель воздуха, который вреден для людей, животных, растений и искусственных материалов.
Озон приземного уровня – это «плохой» озон. Он образуется, когда оксид азота реагируют с летучими органическими соединениями (ЛОС) в сочетании с солнечным светом и теплом. Вот почему в жаркие летние дни смог становится большой проблемой.
Оксиды азота образуются при сжигании ископаемых видов топлива: угля, нефти, газа и дизельного топлива, в автомобилях, на промышленных предприятиях, на электростанциях и в домах. ЛОС включают углеродсодержащие газы, которые образуются при сжигании бензина и других растворителей на масляной основе. Исследования показывают, что в каждом крупном городском центре уровни приземного озона достаточно высоки, чтобы представлять опасность для здоровья.
Озон – это проблема не только для людей. Он повреждает растительность и разрушает искусственные материалы. Это мощный парниковый газ, который способствует изменению климата.
Мелкие твердые частицы
Другой компонент смога – мелкие твердые частицы. Мелкие частицы в воздухе обычно имеют диаметр 10 микрометров (PM10) или меньше. Представляют собой смесь твердых частиц и жидких капель, обычно сажи и кислот, которые также можно описать как кислотные капли воды или кислотные аэрозоли.
Частицы микроскопические и некоторое время остаются взвешенными в воздухе. Твердые частицы ухудшают видимость и способствуют приобретению коричневато-желтого цвета, характерного для смога. Могут образовываться естественным путем из пыли, морской соли или переносимой ветром почвы и пыльцы.
Исследования показывают, что твердые частицы, образующиеся в результате деятельности человека, более вредны. Промышленные и автомобильные выбросы, дорожная пыль, а также процессы сноса и строительства — все это приводит к образованию мелких частиц в воздухе.
Как возникает смог, и каковы его причины?
Ошибочно считается, что основной причиной смога и источником загрязнения воздуха являются:
На самом деле это не прямые причины смога, который приводит к ухудшению качества воздуха. Это связано с тем, что в мире отапливают дома, сжигая уголь или другое твердое топливо в котлах, в результате чего выбрасывают вредные вещества в атмосферу. На индивидуальное отопление жилых домов приходится 40% выбросов пыли PM10 (по сравнению с транспортом – 5,5% или промышленностью – 16%).
Для справки! Виды смога – серный, фотохимический, вулканический и ледяной.
Причина такого положения вещей – плохая теплоизоляция домов или ее полное отсутствие. Например, если сравнить такие дома с дуршлагом или ситечком, через которые вытекает вода, можно заметить, что независимо от того, сколько воды подается, ее всегда будет не хватать.
Это похоже на отопление неизолированных домов – все наше тепло уходит через стены и крышу. Значит, приходится отапливать все больше, увеличивая выброс пыли и вредных веществ в атмосферу. Если не терять тепло, изолировать дома должным образом, их не пришлось бы нагревать. Это путь, как сократить выбросы вредных веществ и уменьшить смог в окружающей среде.
Борьба с бедностью как решение проблемы с образованием смога
Рассматривая проблему загрязнения воздуха и смога в масштабах всей планеты, острейшей проблемой мирового общества является энергетическая бедность. Она также влияет на образование смога. Многие люди на планете, даже в цивилизованных странах, не могут позволить плату за отопление неизолированных домов. Поэтому используют топливо самого низкого качества, стараясь максимально снизить расходы на отопление.
Борьба со смогом должна основываться на двух составляющих:
Энергетическая бедность затрагивает население планеты практически во всех регионах – от Европы и Азии до Америки и Африки с Австралией. Исследования показывают, что до 4 млрд человек не могут позволить себе отопление, горячую воду и электричество. У них есть проблемы с удовлетворением основных потребностей.
Стоит отметить, что энергетическая бедность не всегда совпадает с бедностью по доходам – несколько сотен миллионов человек, затронутых энергетической бедностью, попадают в нее из-за низкой энергоэффективности зданий, в которых они живут. Самый большой процент людей с низким энергопотреблением живет в деревнях с наибольшим количеством старых неизолированных домов, часто больших размеров, без доступа к отопительной или газовой сети.
Каковы последствия вдыхания смога?
Все люди каждый день ощущают влияние смога. В большинстве случаев они незаметны в начальный период и только через некоторое время можно обнаружить, как смог влияет на здоровье населения. Основные последствия смога:
Смог – это вредное загрязнение воздуха в результате деятельности человека. Он возникает из-за неизолированных одноквартирных домов, которые приходится отапливать в осенне-зимний период некачественным топливом. Смог отрицательно сказывается на здоровье населения, увеличивая риск многих заболеваний и разрушая окружающую среду.
Что такое влажный смог
Каждому человеку знаком туман. Явление загадочное, однако не всякая дымка, стелющаяся по земле, безопасна. Речь идет о смоге.
Что такое смог
Смог – это пелена воздуха, насыщенная вредными веществами. Такое загрязнение вызывается не естественными природными условиями, а деятельностью человека. Ядовитая воздушная среда появляется при определенных погодных условиях из-за работы промышленности, транспорта, тепловых электростанций.
Одна из главных причин явления – выбросы промышленных предприятий
Как образуется смог
Причины возникновения явления:
Смог чаще возникает в ясную погоду при условиях штиля. Механизм образования заключается во взаимодействии солнечного света с выброшенными вредными частицами. Застой происходит из-за отсутствия ветра. Также этому способствует температурная инверсия, благодаря которой токсичный воздух остается ближе к поверхности земли.
Самым опасным веществом, входящим в состав смога, является угарный газ, который выделяется при пожаре. Человеческий глаз не способен его разглядеть, а нос – уловить запах. При этом возникает удушье и недостаток кислорода, способные привести к печальным последствиям для организма.
Принято выделять 4 вида смога:
Фотохимический смог по-другому называют сухим либо лос-анджелесским. Этот вид токсичной пелены является самым распространенным. Фотохимический туман возникает при взаимодействии оксидов азота, озона, частиц пыли, копоти, летучих углеводородов с солнечными лучами. Он присущ городской территории, так как эти вещества выбрасываются в воздух при деятельности заводов, теплоэлектростанций и автомобилей. Примечательной характеристикой этого ядовитого тумана является светло-коричневый цвет.
Первый задокументированный случай фотохимического смога произошел в Лос-Анджелесе. Во времена Второй мировой войны американский город переживал настоящий автомобильный бум. Именно из-за выхлопных газов машин образовался вредоносный туман, оказавший негативное влияние на город.
Влажный смог имеет 2 других названия: серный и лондонский. Его образование происходит во время крупного выброса в атмосферу оксидов серы и высокой концентрации взвешенных частиц. При этом должны быть условия штилевой погоды, повышенной влажности воздуха, нулевой температуры по шкале Цельсия. Этот тип загрязненного тумана возникает в прибрежных городах умеренных широт, а также местах, где используют серосодержащее топливо, к примеру, уголь.
Первый знаменитый случай такого вида смога был зарегистрирован в Лондоне в 1952 году. Опасный дымный туман оказался настолько ядовитым и густым, что остановил деятельность столицы Великобритании, покалечив огромное количество жителей.
Вулканический смог возникает в атмосфере при извержении вулкана. Высвободившиеся из кипящего жерла частицы и пары реагируют с солнечными лучами. В результате этого взаимодействия образуется вулканическая пелена. Такая опасная воздушная среда наносит огромный вред здоровью живым организмам, которые окажутся под ее воздействием. Данный тип ядовитой пелены присущ странам, в которых находятся действующие вулканы.
Ледяной смог является редкой разновидностью опасного тумана, который образуется в условиях высокой влажности, низкой температуры и отсутствии ветра. Токсичная пелена появляется при повышенной концентрации кристалликов льда с загрязнителями. Этот тип смога встречается в северных городах. Он негативно влияет на дыхательную и сердечно-сосудистую системы у живых организмов.
Экологические последствия
Последствия смога бывают разнообразные, однако ясно одно: он негативно влияет на живые организмы. При лучших обстоятельствах у человека пострадает слизистая оболочка глаз и носоглотки, а при худших – произойдет образование опухоли или наступит летальный исход. Тяжесть последствий зависит от плотности смога, его длительности, а также от видов веществ, которые входят в состав токсичного тумана. Причем болезни, разрушающие организм, чаще проявляются через некоторый промежуток времени.
Категории людей, наиболее подверженных риску негативных последствий смога:
Прогулки по городу приведут к увеличению риска развития хронических болезней дыхательных органов. У людей, которые страдают от респираторных заболеваний, будут усугубляться патологические процессы. Дети и взрослые с повышенной чувствительностью к частицам в загрязненном тумане могут столкнуться с более неблагоприятными последствиями.
Нависший смог над городом негативно влияет на здания и транспорт: он вызывает коррозию металла. Токсичный туман губительно действует на любой живой организм. К примеру, озон, входящий в состав ядовитой воздушной среды, способен повредить сельскохозяйственные культурные растения и леса.
Методы борьбы
Есть несколько путей решения этой проблемы. Прежде всего борьба со смогом идет на государственном уровне. Постоянно происходит отслеживание обстановки, принятие мер по сокращению количества опасных веществ в атмосфере. Также издаются законы, которые определяют ограничения выброса и допустимую концентрацию вредоносных веществ.
Борьба со смогом должна происходить не только на государственном уровне. Поддержать ее способен каждый человек. Для этого необходимо:
Смог является серьезной экологической проблемой, из-за которой страдает окружающая среда. Однако каждый может помочь решить этот вопрос.
Смог: определение понятия, причины, виды, методы борьбы
Типы смога
В зависимости от источника загрязняющих веществ различают разные виды смога. Основные — это серный, фотохимический, вулканический.
Влажный серный
Смесь сажи, диоксида серы (SO2), мелкодисперсной пыли и тумана при неблагоприятных погодных условиях может долго “висеть” над городом и наносит вред здоровью. Из диоксида серы и воды образуются вторичные вредные вещества, такие как сернистая и серная кислоты (H2SO3, H2SO4).
Этот городской смог называют влажным серным, зимним или лондонским. Частая его причина — сжигание угля.
Фотохимический сухой
Более распространённый тип смога — фотосмог, известный еще как летний, озоновый или лос-анджелесский. Он возникает в теплые месяцы года, когда под воздействием ультрафиолетового света происходит фотохимическая реакция оксидов азота, пероксида водорода, монооксида углерода и летучих органических соединений. В результате в воздухе повышается концентрации фотооксидантов: озона, пероксиацетилнитрата, альдегидов, азотной кислоты.
Вулканический
Газы, выбрасываемые вулканами, — важный источник вредных веществ в атмосфере. Основные — это диоксиды углерода и серы. Из магмы высвобождается много благородных газов, таких как радон. Двуокись серы у поверхности земли соединяется с водяным паром, образуя кислый туман — вулканический смог.
Ледяной
Наблюдается в городах, где бывают сильные морозы (больше 30 градусов). В нижнем слое атмосферы скапливаются, образуя туман, микроскопические кристаллы льда с частичками и молекулами загрязняющих веществ.
СМОГ – аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Английское слово «smog» – производное от «smoke» – дым и «fog» – туман. Именно жители английской столицы первыми столкнулись с проблемами, связанными с загрязнением городского воздуха.
В Лондоне уголь жгли с 13 в. Горожане испытывали беспокойство из-за ощутимого запаха – считали, что он может вызывать различные заболевания.
При полном сгорании ископаемого топлива (угля или углеводородов) образуются достаточно безобидные продукты – диоксид углерода и вода, однако в условиях недостатка кислорода образуется ядовитый монооксид углерода. Если кислорода еще меньше, среди продуктов сгорания появляется углерод (в виде сажи). При низких температурах и малом количестве кислорода разрушение углеводородов может сопровождаться их изомеризацией и поликонденсацией, приводящими к образованию полициклических ароматических углеводородов, в том числе бензопирена, обладающего канцерогенными свойствами.
Загрязнение воздуха могут вызывать и входящие в состав топлива примеси, в первую очередь, соединения серы. Ее содержание в некоторых углях может достигать 6%. При сжигании такого топлива образуется диоксид серы. Растворяясь в капельках воды, которые конденсируются вокруг частиц дыма, диоксид серы существенно снижает ее рН. «Кислотный туман» опасен для здоровья; он оказывает вредное воздействие на растения и животных, вызывает разрушение металлов и строительных материалов.
Сажа и диоксид серы, образующиеся непосредственно при сжигании топлива, являются первичными загрязнителями воздуха. В условиях сырости и тумана, характерных для зимнего Лондона, они стали причинами длительных смогов, приводящих к росту легочных заболеваний. Со временем смог стал обычным явлением и в других крупных городах и промышленных центрах.
Распределение загрязнений в воздухе в большой степени зависит от погодных и климатических явлений. Ветры увеличивают скорость рассеяния и перемешивания, а воздушные потоки, направленные от земли, выносят загрязнения в верхние слои атмосферы. Однако могут возникнуть условия, при которых атмосферные слои становятся очень стабильными. Тогда загрязнения, вместо того чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остаются вблизи поверхности земли. Необычное состояние атмосферы, при котором температура воздуха в тропосфере не убывает с высотой, называют инверсией. Это приводит к тому, что более холодный воздух располагается ниже более теплого, и не может подняться вверх и рассеяться в а из теплого воздуха загрязнения накапливаются в таких больших количествах, что становятся опасными для здоровья.
Самым первым из официально зарегистрированных случаев загрязнения атмосферы, имевшим серьезные последствия, стал смог в г. Донора (США) в 1948. В течение 36 часов было зарегистрировано два десятка смертей, сотни жителей чувствовали себя очень плохо. Спустя четыре года в декабре 1952 еще более трагический случай произошел в Лондоне. Из-за загрязнений, скопившихся в воздухе, за пять дней погибли более 4000 человек. Хотя в последующие годы сильный смог в Лондоне и других городах наблюдался неоднократно, таких катастрофических последствий, к счастью, больше не было.
Переход от угля к углеводородным топливам уменьшил опасность загрязнения воздуха частицами сажи. Однако появились новые виды загрязнения, как первичного, так и вторичного, возникающего в результате реакций первичных загрязнителей с несгоревшим топливом и кислородом воздуха. Химические реакции, приводящие к образованию вторичных загрязнителей, наиболее эффективно протекают при солнечном свете, поэтому возникающее загрязнение воздуха получило название фотохимического смога. Он был впервые отмечен в Лос-Анджелесе (США) в годы Второй мировой войны. Появление фотохимического смога связывают с бурным развитием автомобильного транспорта.
В условиях высокой температуры, при которой происходит сжигание топлива в двигателе автомобиля, начинается взаимодействие между кислородом и азотом, входящими в состав атмосферного воздуха. Образующийся при диссоциации молекул кислорода атомарный кислород способен расщепить молекулу сравнительно инертного азота, инициируя цепную реакцию:
В результате в выхлопных газах появляется монооксид азота, который, попав в атмосферу, окисляется кислородом воздуха, превращаясь в диоксид азота. Бурый диоксид азота фотохимически активен. Поглощая свет, он диссоциирует:
Таким образом, в воздухе появляется реакционноспособный атом кислорода, который может вступать в реакции с образованием озона:
Присутствие озона – наиболее характерный признак фотохимического смога. Он не образуется при сгорании топлива, а является вторичным загрязнителем. Обладая сильнейшими окислительными свойствами, озон оказывает вредное действие на здоровье людей и разрушает многие материалы, в первую очередь, резину.
Кроме того, в фотохимическом смоге протекают реакции между оксидами азота и несгоревшими органическими соединениями. Среди продуктов таких реакций немало канцерогенных веществ.
Различия между «влажным смогом», вызванным сжиганием угля в Лондоне, и «сухими смогом», обусловленным автомобильными выхлопами в Лос-Анджелесе, приведены в таблице.
Сравнение смогов Лос-Анджелеса и Лондона