Как образуется смог: Смог | Haus & Luft

Смог | Haus & Luft

Смог – что это?

Слово «смог» пришло из английского языка и представляет собой соединение двух слов – smoke (дым) и fog (туман). Смог – это искусственное атмосферное явление, угрожающее нашему здоровью. Образуется тогда, когда одновременно появляются два фактора: специальные атмосферные условия – туман и безветренная погода, а также загрязнения воздуха, непосредственно связанные с деятельностью людей. Смог содержит вредные химические соединения, например, оксид серы, оксид азота и так называемые пыльные массы, то есть маленькие частицы, которые с легкостью попадают в дыхательную систему человека. Различают два вида смога. Первый – это так называемый лондонский смог, содержащий оксиды серы, азота, угля и сажу. Второй называют смогом Лос Анджелес – он образовывается в местах с субтропическим климатом. Содержит оксиды угля, азота и углеводороды, которые подвергаются химическим реакциям и способствуют образованию альдегидов и озона.

3 главные причины образования смога

Причиной образования смога несомненно является деятельность человека, которая напрямую связана с загрязнением воздуха. Обогрев жилья, транспорт, функционирование промышленных заводов – это главные источники загрязнения воздуха, а в последствии и смога. Одной из самых важных проблем является т.наз. «низкая эмиссия», непосредственно связанная с обогревом жилья. Это касается сжигания угля, кокса, древесины и даже мусора в домашних печах, котлах и каминах. В Польше нет правовых норм, регулирующих эмиссию загрязнений в продаваемых печах, а общественная осведомленность по этому вопросу по прежнему очень низкая. Высокий уровень автомобильного движения – это очередная причина образования загрязнений. Проблема касается прежде всего транспортных средств с дизельными двигателями, а также пыли от стертых покрышек и тормозных колодок. Промышленная деятельность также имеет значение. Заводы, электростанции, угольная энергетика являются серьезными источниками загрязнений.

Как смог влияет на наше здоровье?

Смог вызывает опухоли и болезни дыхательной системы, усиливает аллергические реакции, а также увеличивает риск заболеваний астмой. Дети женщин, которые во время беременности вдыхали смог, в моменте рождения весят меньше. Смог – это также угроза для окружающей среды. Может быть причиной т.наз. кислотных дождей, содержащих ядовитые кислоты и уничтожающих леса, вызывающих подкисление почвы и вод. Смог особенно угрожает детям, беременным женщинам и пожилым людям.

Смог в Польше

Польша находится в верхушке стран, в которых качество воздуха – наихудшее, а концентрация опасных субстанций – самая высокая. К самым опасным относится бензо(а)пирен и пыльные массы содержащие частицы PM2,5 и PM10. Воздух наиболее загрязнен в Малопольском, Силезском, Лодзинском и Мазовецком воеводствах. Однако проблема касается всей страны. Смог, особенно в осенне – зимний период – это распространенное явление в нашей стране.

Что такое смог и каковы его разновидности, последствия, способы защиты

С проблемой едкого ядовитого смога сталкиваются разные города, от Дели до Москвы. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) заявляет, что опасный туман наносит серьезный вред людям и природе. Каковы причины и последствия смога, какие разновидности выделяют экологи и как обезопасить себя, если нет возможности переехать в другой город? Рассказываем обо всем по порядку.

Содержание:

Смог — это смесь дыма, тумана и некоторых загрязняющих веществ. Данный термин английского происхождения («smog») представляет собой слияние двух английских слов «smoke» и «fog» — «дым» и «туман». Автором этого термина считается доктор Генри Антуан де Во. Именно он впервые дал описание лондонскому смогу, в составе которого были обнаружены дым и двуокись серы, выбрасываемая в городской воздух из-за активного сжигания угля в начале XX века. Уже тогда исследования показали, что плотный туман с частичками сажи может вызвать серьезные заболевания и даже смерть. Несмотря на то, что экологические требования с тех пор серьезно изменились, введены нормативы по выбросам и предельно допустимой концентрации (ПДК) ряда веществ, проблема сохранилась.

Для начала давайте разберемся, что такое смог и как он образуется.

По последним данным ВОЗ, девять из десяти человек дышат воздухом с высоким содержанием загрязняющих веществ, в результате более двух миллионов людей ежегодно умирают от болезней сердца и более миллиона — от инсульта.

Причины появления

Это явление возникает при взаимодействии теплых лучей солнца и вредных веществ в нижних слоях атмосферы. Например, в России смог обычно возникает при сочетании четырех факторов: жары, яркого солнца, отсутствия ветра, автомобильных пробок / лесных пожаров. Именно безветренная погода способствует скоплению вредных частиц в определенной местности. Также причиной может быть так называемая температурная инверсия — климатическая аномалия, при которой теплый воздух не может подняться из-за давления сверху холодных воздушных масс. Именно поэтому и загрязнители не могут покинуть место, где образовались.

Типичные причины возникновения смога в разных городах мира:

  • интенсивное движение автомобилей. Соединение азота с кислородом в выхлопных газах вызывает образование едкого облака, к нему добавляются и частицы резины, образующиеся при трении шин об асфальт. Последние из-за своих небольших размеров с легкостью проникают в легкие и раздражают слизистые, ослабляя иммунитет и способствуя развитию заболеваний дыхательной системы;
  • сжигание угля. В зависимости от примесей может выделяться сернистый газ (SO2, негативно влияющий на легкие и сердечно-сосудистую систему), бериллий (способен вызвать аллергические реакции) и прочие опасные вещества;
  • испарения от лакокрасочных материалов. В состав могут входить различные летучие органические соединения (ЛОС), включая ацетон, ксилол и толуол;
  • пожары. При горении лесов из-за гроз или человеческого фактора выделяется огромное количество оксида углерода (CO, угарного газа). Он чрезвычайно токсичен, при этом люди и животные, оказавшиеся вблизи, просто не успевают защититься от его губительного воздействия из-за отсутствия у него характерного цвета и запаха.

В результате образования смога из-за сильных природных пожаров в Красноярске в 2019 году жители были вынуждены пять дней дышать едким дымом. По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ, в 2020 году площадь лесных пожаров составила более 9 млн гектаров, что сопоставимо с государственной территорией таких стран, как Венгрия, Португалия, Сербия.

Виды смога

По составу и способу образования опасного тумана выделяют четыре разновидности (дым от природных пожаров из-за горения лесов и торфянников в особую категорию не выделен).

Серный

Причиной образования смога лондонского типа является высокий процент содержания в воздухе оксидов серы из-за использования угля и прочих типов топлива при обогреве жилья, работе ТЭЦ. В процессе переработки также происходит выброс сажи и иных опасных микрочастиц.

К чему приводит смог такого типа? Самые известные катастрофичные последствия ощутили на себе жители столицы Великобритании в 1952 году. Горожане привыкли к туману лондонского типа, но из-за превышения содержания в воздухе диоксида серы и выхлопных газов он превратился в густой и едкий. Его плотность была настолько высокой, что на улице не могли двигаться автомобили, а в театрах не было видно актеров. В то время в Англии погибло более 12 тысяч человек, еще у 100 тысяч были диагностированы респираторные заболевания, о последствиях «Великого смога» для животных и растений достоверно неизвестно.

Вулканический, или вог

Появляется при извержении вулкана. После взаимодействия примесей с солнечным светом, кислородом и водяными парами образуются едкие химические вещества, этот смог вреден для людей (может вызвать боль в горле, жжение и покраснение слизистых) и для всего живого на Земле. От вога периодически страдает население Гавайских островов, архипелагов государства Вануату и т. п.

Ледяной

Встречается редко, в основном зимой на Аляске. Образуется при следующих условиях:

  • температура воздуха ниже −30 ° C,
  • штиль,
  • повышенная влажность.

К образующимся в воздухе кристаллам льда легко присоединяются различные загрязнители и остаются в виде взвеси. Длительное нахождение в такой обстановке негативно отражается на дыхательной системе и кровообращении.

Фотохимический

Лос-анджелесский, или фотохимический смог — это самый распространенный на планете тип. Буроватая дымка формируется из-за воздействия солнца на ЛОС, углеводороды и оксиды азота. Благоприятные условия для образования фотохимического смога созданы в большинстве крупных городов с высоким автомобильным трафиком.

Назван в честь города, продуцирующего ежедневно большое количество оксидов азота (свыше 1000 тонн) — в Лос-Анджелесе развитая сеть дорог и миллионы автомобилей. Исследовательская компания INRIX подсчитала, что жители города стоят в пробках 104 часа. Для сравнения: в Москве пробки отнимают 91 час, а в Лондоне 73 часа.

Что такое фотохимический смог и чем он опасен? В аэрозоле содержатся:

  • оксиды азота. Главный источник лос-анджелесского, фотохимического, тумана — это выхлопные газы и выбросы от сжигания топлива на теплоэлектростанциях, металлургических заводах и деятельности других промышленных предприятий. При контакте вещество способно вызвать раздражение глаз и носоглотки, затрудненное дыхание;
  • ЛОС. Токсичные соединения, выделяемые красками, эмалями, бензином и т. п. Негативно действуют на взрослых и детей, могут вызвать рвоту, головокружение, потерю сознания, привести к поражению почек;
  • озон. Этот газ — одна из причин фотохимического смога и появления многих неприятных последствий, поскольку под действием солнца озон соединяется с другими атомами, образуя токсичные канцерогенные соединения;

    Ученые доказали, что при соединении озона с некоторыми видами ароматизаторов образуется формальдегид, который при долгом воздействии может вызывать рак. Также при превышении предельно допустимого уровня этот газ может спровоцировать жжение в груди, сухой кашель, резь в глазах.

  • частицы PM2.5 и PM10. В эту группу входят капельки жидкости, мелкие частицы золы, пыли и других веществ. Так как они обладают малым весом, они не оседают на поверхностях, а остаются в воздухе. Вредоносные РМ2.5 легко преодолевают природные защитные барьеры организма, проникают в легкие и кровь, постепенно накапливаясь и способствуя развитию пневмонии, инсульта, рака легких. Также выявлена взаимосвязь между вдыханием частиц размером менее 10 мкм и сокращением продолжительности жизни более чем на 6 месяцев.

По статистике ВОЗ, загрязнение воздуха взвешенными частицами становится причиной смерти 7 млн людей ежегодно.

Влияние на людей и природу

Основные проблемы связаны не с ухудшением видимости и затруднениями в процессе движения по городу, а с реальной опасностью для жизни. Влияние смога на здоровье человека огромно: если в одних случаях все заканчивается раздражением глаз, першением и возможным воспалением слизистых носа или гортани, то в других ситуациях он может спровоцировать обострение хронических болезней, рак легких и даже преждевременную смерть. Чем выше объем токсичных веществ и чем дольше туман держится над городом, тем опаснее последствия. В зависимости от того, из чего состоит смог и его вида, могут развиться астма и бронхит, снизиться защитные функции организма, повыситься риск простудных заболеваний и т. п. Повышенному риску подвержены:

  • дети. В основном из-за ослабленного иммунитета и длительного нахождения на улице. Ученые выяснили, что, если ребенок был подвержен вредному воздействию серного тумана в младенчестве, в последующем у него повышается риск развития астмы и прочих проблем с дыханием. Кстати, взрослые, проводящие много времени на городских улицах, также попадают в группу риска;
  • пожилые и пациенты с респираторными заболеваниями. Например, астматики острее реагируют на едкую смесь в воздухе, у них могут участиться приступы и усугубиться состояние в целом;
  • люди с гиперчувствительностью. Помимо аллергиков, неприятные последствия могут ощутить на себе люди, восприимчивые к озону или иному компоненту.

Негативное влияние загрязнителей ощущают не только люди. Почва окисляется, из-за чего нарушается естественный биобаланс, а часть находящихся в ней металлов высвобождается, оказывая негативное воздействие на корни растений и грунтовые воды. Озон приостанавливает рост и развитие растений, снижает урожай сельскохозяйственных культур. Также к последствиям вне зависимости от того, чем вызван смог (выхлопами от машин, низкой температурой, активностью вулканов или горением), относят появление коррозии зданий и автомобилей.

Исследование Фонда чистого воздуха (CAF) показало, что превышение концентрации PM10 провоцирует негативные последствия и для экономики: потребительские расходы снижаются на 20 млн евро.

Защитные мероприятия

Неутешительные перспективы для современного общества и будущих поколений и высокая экологическая значимость стали причиной принятия различных международных и региональных нормативно-правовых актов для решения проблемы смога (например, СанПиН 1.2.3685-21, регулирующие ПДК веществ). Они направлены на мониторинг за текущим состоянием и снижение рисков появления ядовитого тумана в будущем.

В мае 2021 года правительство Челябинской области заявило о присоединении к международной кампании BreatheLife, проводимой под эгидой ВОЗ, и намерении сократить количество выбросов на 20% к 2024 году. Более 700 городов во всем мире присоединились к программе «Гонка к нулю», согласно которой к 2050 году планируется сократить выбросы парниковых газов до нуля.

Меры борьбы

Кроме участия в масштабных экологических акциях, связанных с такими мероприятиями, как «Всемирный день без автомобиля» или «День экодолга», которые проходят практически в каждом населенном пункте, каждый из нас может ежедневно влиять на снижение объема выбросов.

  • По возможности перейдите на экологичные виды топлива, чаще передвигайтесь пешком, на самокате или на велосипеде, выбирайте общественный транспорт вместо личного.
  • Старайтесь заправлять машину утром, ночью или в прохладную погоду. В это время меньше риск образования озона.
  • Постарайтесь не покупать косметологическую продукцию, краски, лаки и другие подобные товары с высоким содержанием ЛОС.
  • По возможности откажитесь от газовой плиты в пользу электрической.

Как защититься от смога

При выходе на улицу используйте индивидуальные меры защиты органов дыхания и слизистой глаз. Возвращаясь домой, принимайте душ, а днем пейте больше воды. По возможности следует отказаться от чрезмерной физической активности, так как можно сильно перегрузить сердце.

Дома защитить себя от смога можно как с помощью подручных средств, например влажных штор, так и профессионально — путем установки климатической техники с фильтрацией поступающего воздуха.

Бризер (приточно-вытяжная вентиляция с фильтрами тонкой очистки) обеспечит безопасное проветривание без сквозняков, запаха гари, аллергенов, тяжелых частиц и других загрязнителей вне зависимости от погодных условий за окном.

Итак, мы рассказали, что собой представляет смог, откуда он берется, почему опасен для окружающей среды и как последствия загрязнения влияют на людей. Надеемся, статья поможет Вам по-новому взглянуть на эту экологическую проблему и выбрать наиболее эффективное решение для защиты себя и своей семьи от едкого дыма и тумана. Желаем Вам чистого неба и безопасного воздуха!

Желаем Вам чистого неба и безопасного воздуха!

Автор: Кристина Дульнева

Как образуется фотохимический смог?

Слово «смог» впервые появилось в 1911 году в отчете Лиги борьбы с курением Великобритании, чтобы описать сочетание дыма, содержащего диоксида серы и тумана, который убил 1000 человек в Глазго и Эдинбурге в 1909 году, хотя, возможно, его использовали еще в 1905 году. Этот тип смога, который используется на угольных электростанциях и распространен в промышленных центрах, известен под названием «промышленный смог».

Современный мир страдает от нового типа смога. Начиная с 1940-х годов, жители Лос-Анджелеса стали замечать в жаркие дни стойкий коричневый туман в воздухе, который вызывал раздражение глаз и проблемы с дыханием. Они стали называть это смогом, но она имела другой состав, чем промышленный смог, и формировалась по-другому. Официально он известен как фотохимический смог.

Обеспокоены выбросами, которые осуществляет ваша организация? Разработка паспорта газоочистной установки поможет вам избежать нарушения законодательства.

Как формируется фотохимический смог?

Формирование фотохимического смога включает в себя три основных ингредиента: оксиды азота, углеводороды и солнечный свет. Оксиды азота и углеводороды являются побочными продуктами сжигания ископаемого топлива на энергетических установках, и даже могут происходить из природных процессов, но основным источником являются двигатели внутреннего сгорания в автомобилях, работающих на бензине.

Закись азота и двуокись азота диссоциируют на солнечном свете и в сочетании с углеводородами образуют в конечном итоге большое количество загрязняющих веществ.

Состав фотохимического смога

Одним из основных химических загрязнителей в составе смога является озон. Он вырабатывается как побочный продукт диссоциации соединений азота на ранних стадиях образования смога. Озон является коррозийным веществом. Он вызывает заболевания дыхательных путей, наносит вред растениям, деревьям и даже краскам.

Кроме озона, фотохимический смог содержит и ряд других загрязняющих веществ, в том числе:

  • Пероксиацетилнитрат (ПАН). Это загрязняющее вещество вызывает раздражение глаз и дыхательных путей и, в первую очередь, вызывает полив глаз в периоды сильного загрязнения воздуха.
  • Азотная кислота (HNO2). Слаботоксичное соединение также вызывает неприятные ощущения в дыхательных путях.
  • Азотная кислота (HNO3). Более сильная кислота и один из компонентов кислотного дождя, азотная кислота может обжечь кожу и глаза в высоких концентрациях. Азотная кислота может также образовываться во время сильных гроз.
Полезные статьи

СМОГ | Энциклопедия Кругосвет

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 атмосфере. Под «крышей» 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:

O + N2 = NO + N

N + O2 = NO + O

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:

O + O2 = O3

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

СРАВНЕНИЕ СМОГОВ ЛОС-АНДЖЕЛЕСА И ЛОНДОНА

Характеристика Лос-Анджелес Лондон
Температура воздуха От 24 до 32° С От –1 до 4° С
Относительная влажность <70% 85% (+ туман)
Инверсия температуры На высоте 1000 м На высоте нескольких сотен метров
Скорость ветра < 3м/с Безветренно
Видимость <0,8–1,6 км <30 м
Месяцы наиболее частого появления Август – сентябрь Декабрь – январь
Основные топлива Бензин Уголь (и бензин)
Основные составляющие O3, NO, NO2, CO, органические вещества Мелкие частицы, СО, соединения серы
Тип химических реакций Окисление Восстановление
Время максимального сгущения Полдень Раннее утро
Основное воздействие на здоровье Раздражение глаз, нарушение дыхание Раздражение дыхательных путей
Наиболее повреждаемые материалы Резина Железо, бетон

В больших городах нашей страны еще три десятка лет назад автомобили не были основным источником загрязнения атмосферы. Сейчас экологические проблемы автотранспорта в крупных российских городах стали серьезной проблемой. Так, автомобильные выхлопы в Москве и Санкт-Петербурге исчисляются сотнями тысяч тонн в год. Автотранспорт уверенно вышел на первое место среди всех прочих источников загрязнения воздуха. Поэтому в Москве, Петербурге и других крупных городах смог становится частым гостем, особенно в безветренную погоду.

Для предотвращения смога необходимо совершенствовать двигатели автомобилей и эффективно очищать выхлопные газы. Количество монооксида углерода, образующегося в автомобильных двигателях, можно уменьшить, дожигая его до менее опасного диоксида углерода. Повышение доли воздуха в горючей смеси способствует уменьшению выброса не только СО, но и несгоревших углеводородов. Наиболее эффективными оказались каталитические преобразователи, в которых монооксид углерода и несгоревшие углеводороды окисляются до диоксида углерода и воды, а оксиды азота восстанавливаются до молекулярного азота. К сожалению, каталитические дожигатели нельзя использовать в случае заправки автомобиля этилированным бензином. Такой бензин содержит соединения свинца, необратимо отравляющие катализатор. Увы, в нашей стране этилированный бензин еще широко используется.

Чтобы уменьшить выбросы диоксида серы, из нефти предварительно удаляют соединения серы, а отходящие дымовые газы дополнительно очищают. Попадание соединений серы в атмосферу можно уменьшить и за счет сжигания твердого топлива в кипящем слое. Выбросы твердых частиц тепловыми электростанциями снижают, применяя электрофильтры или вакуумные воздушные фильтры.

В некоторых городах, в том числе и в Москве, большую роль в предотвращении смога является борьба с лесными и торфяными пожарами в окрестных лесах, также провоцирующими возникновение устойчивого загрязнения городского воздуха.

К сожалению, успехи в борьбе с отдельными видами загрязнения воздуха пока не привели к исчезновению смогов. Так, снижение вредных выбросов в выхлопных газах автомобилей на единицу пробега компенсируется быстрым ростом количества автотранспорта, поэтому общий уровень загрязнения не уменьшается. По-видимому, смог еще долгое время будет оставаться серьезной проблемой для жителей многих крупных городов.

Елена Савинкина

Как образуется смог

Причины образования смога могут быть следующими:

  • выхлопные газы автомобилей;

  • деятельность электростанций и заводов;

  • природные и торфяные пожары;

  • горение угля;

  • курение;

  • вредные испарения от многих потребительских товаров, включая химические растворители, краску или даже лак для волос.

Когда солнечный свет и тепло вступают в реакцию с вредными газами и частицами в атмосфере, тогда и возникает вредоносный туман.

Основные случаи появления смога часто связаны с интенсивным движением автотранспорта, высокой температурой воздуха, солнечным светом и безветренной погодой. Так, низкая скорость ветра позволяет смогу застаиваться в определенном районе. Застою может поспособствовать и температурная инверсия, при которой теплый воздух у поверхности земли и все загрязнители в нем блокируются «крышкой» из холодного воздуха.

Кроме прочих вредных веществ и газов, в смоге содержится оксид углерода, знакомый нам как угарный газ. Он не заметен для нас, поскольку не имеет ни запаха, ни цвета, но его удушающее воздействие может значительно повлиять на здоровье и даже привести к гибели.

Виды смога

Известны по крайней мере четыре разновидности смога: серный, фотохимический, вулканический и ледяной.

Влажный смог лондонского типа

Этот тип также называют серным. Он является результатом высокой концентрации оксидов серы в воздухе и обусловлен использованием серосодержащих видов топлива, в частности угля. Опасность этого типа усугубляется и высокой концентрацией взвешенных частиц в воздухе.

Фотохимический (сухой) смог лос-анджелесского типа

Фотохимический, или белый, смог– это наиболее распространенный на сегодняшний день тип. Он образуется при взаимодействии нескольких веществ:

  • Оксиды азота.Они образуются при сжигании топлива из-за деятельности ТЭС, ТЭЦ, металлургии и других областей промышленного производства. Также на появление оксидов азота влияют выхлопные газы. Минимальные последствия этих соединений – раздражение глаз и носоглотки и затрудненное дыхание.

  • Озон. Озон является одним из основных факторов, влияющих на формирование фотохимического смога, и, хотя в верхних слоях атмосферы он является полезным химическим веществом, которое защищает нас от солнечной радиации, в нижних слоях это загрязнитель, который может быть вреден для здоровья людей.

  • Взвешенные частицы PM2.5.Это мельчайшие частицы пыли, сажи, золы и других загрязнений, которые мы не можем увидеть невооруженным глазом. PM2.5 очень опасны для здоровья человека: они сокращают продолжительность жизни, их связывают с раком легких и заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем. К счастью, сейчас существуютHEPA фильтры, блокирующие поступление этих частиц в помещение.

  • Летучие органические соединения.Это пары красок, растворителей, бензина и прочих токсичных веществ.

Фотохимический смог представляет собой аэрозоль, возникающий при воздействии солнечного света на оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения, которые можно обнаружить в выхлопных газах и выбросах заводов и электростанций. В результате смог имеет светло-коричневую окраску.

Вулканический смог

Вулканический смог– это разновидность, которая образуется в атмосфере в результате извержения вулкана. Вредные газы и частицы высвобождаются из жерла и вступают в реакцию с солнечным светом и кислородом. Некоторые химические вещества в вулканическом смоге могут наносить ущерб и людям, и животным, и растениям. Люди могут испытывать проблемы с дыханием, раздражение слизистой и боль в горле. Этот тип свойственен странам, на территории которых есть действующие вулканы, например для Гавайских островов.

смог — это… Что такое смог?

  • смог — смог, а …   Русское словесное ударение

  • СМОГ — СМОГ, густая смесь дыма с ТУМАНОМ и химическими парами, образующаяся в атмосфере над урбанизированными или промышленными районами. Смог возникает, как правило, там, где есть радиационный туман. В безветренную погоду туман становится гуще, и в… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • смог — а; м. [англ. smog] Загрязнённый воздух (смесь дыма, тумана и пыли), характерный для промышленных городов. Над городом повис с. С. может быть причиной обострения заболеваний кровообращения и органов дыхания. * * * смог (англ. smog, от smoke  дым и …   Энциклопедический словарь

  • СМОГ — СМОГ, аэрозоль, возникающий в атмосфере промышленных городов из частиц производственной и строительной пыли, выбросов тепловых электростанций, автотранспорта и т.п. Во влажной атмосфере на твердых частицах оседают капельки влаги, испарения кислот …   Современная энциклопедия

  • СМОГ — [англ. smog Словарь иностранных слов русского языка

  • Смог — (англ. smog, от smoke дым и fog туман), токсический туман, опасное загрязнение атмосферного воздуха, характеризующееся сочетанием пылевых частиц и капель тумана. Образуется главным образом при инверсиях температуры. Экологический… …   Экологический словарь

  • СМОГ — (smog) Загрязнение атмосферы, связанное с фотохимическими процессами, возникающими при выбросах выбросами углеводородов и окислов азота (NOx), представляет собой смесь дыма и тумана. Смог вреден для здоровья. Он появляется в основном в результате …   Экономический словарь

  • смог — дым и туман англ.: smog, smoke + fog англ. СМОГ союз молодых гениев группа молодых литераторов диссидентов в Москве в начале 1960 х годов СМОГ система мониторинга опасных грузов Источник: http://www …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • Смог — СМОГ, аэрозоль, возникающий в атмосфере промышленных городов из частиц производственной и строительной пыли, выбросов тепловых электростанций, автотранспорта и т.п. Во влажной атмосфере на твердых частицах оседают капельки влаги, испарения кислот …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • смог — СМОГ, смогла. прош. вр. от смочь. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • Смог: причины и последствия

    Смог (Фотохимический туман) — это видимое проявление загрязнения атмосферы химическими веществами. Представляет собой некую дымку или туман в атмосфере, что на самом деле является сильной концентрацией химических веществ в воздухе.

    Причины возникновения смога

    Образование смога обусловлено развитием человечества, это является естественным для нашей цивилизации. Практически любая деятельность человека приводит к загрязнению воздуха и, как следствие, образованию смога в атмосфере.

    • Промышленность и производство. Деятельность химических и промышленных предприятий наносит особенно большой ущерб.
    • Транспорт. Выхлопные газы автотранспорта, загрязнение от авиатранспорта и ракетоносителей.
    • Сжигание веществ. Сжигание нефтепродуктов, топлива, торфа, угля или древесины приводит к загрязнению атмосферы. Сильный ущерб наносит сжигание мусора.
    • Природные явления. Вулканические извержения и природные пожары также являются причиной загрязнения атмосферного воздуха.

    Следует отметить, что наиболее часто образуется смог в крупных городах и в местах с развитой промышленностью. А наиболее опасен он в безветренную тёплую погоду, поскольку естественная циркуляция воздуха замедлена. Кроме того, негативное влияние оказывает и географическая защищённость от ветра (к примеру, расположением в низине).

    Последствия смога

    В настоящее время образование смога свойственно практически всем крупным городам (Москва, Лондон, Пекин, Гонконг, Нью-Йорк, Лос-Анджелес и другие). Это означает, что сотни миллионов людей по всему миру дышат химически загрязнённым воздухом нанося ущерб своему здоровью.

    При длительном воздействии смог вызывает проблемы с органами дыхания, наносит ущерб сердечно-сосудистой и кровеносной системам, ослабляет иммунную систему и вызывает ухудшение здоровья в целом. Это приводит к возникновению различных заболеваний, а также к более быстрому старению организма и гибели людей. Качество воздуха оказывает очень сильное влияние на здоровье и самочувствие человека.

    Про смог

    Наиболее известным случаем образования смога считается великий смог в Лондоне 1952 года. В результате безветренной погоды вся столица Великобритании оказалась затянута фотохимическим туманом, а из-за неподготовленности властей и населения на протяжении многих дней люди дышали опасным смогом. Как итог, около 10 тысяч людей погибли, ещё сотни тысяч получили неизлечимые заболевания дыхательных путей и лёгких.

    В настоящее время столь опасных случаев уже не повторяется, поскольку об угрозе смога известно, медицина шагнула вперёд, а население в случае опасности использует защитные маски. Однако, смог всё равно продолжает забирать жизни людей и наносить непоправимый ущерб их здоровью.

    Сильнейший смог постоянно наблюдается в Китае (Пекин, Гонконг, Шанхай, Гуанчжоу), его прозвали «вечным смогом». Опасный смог наблюдался в Москве в 2002 и в 2010 годах, когда столица России задыхалась от удушливого фотохимического тумана. Сильно загрязнен воздух в Нью-Йорке и Лос-Анджелес (США), смог там наблюдается очень часто. Впрочем, как и в большинстве крупных городов, такова нынешняя реальность.

    Как он образован и как защитить себя

    Образование смога опасно для вашего здоровья, особенно если вы живете в большом солнечном городе. Узнайте прямо сейчас, как образуется смог и как вы можете защитить себя. Солнце дает нам жизнь. Но он также может вызвать рак легких и сердечные приступы, поскольку является основным фактором образования смога. Узнайте больше об этой опасности.

    Образование смога

    Фотохимический смог (или просто смог для краткости) — это термин, используемый для описания загрязнения воздуха, которое является результатом взаимодействия солнечного света с определенными химическими веществами в атмосфере.Одним из основных компонентов фотохимического смога является озон. В то время как озон в стратосфере защищает Землю от вредного ультрафиолетового излучения, озон на земле опасен для здоровья человека. Приземный озон образуется, когда выбросы транспортных средств, содержащие оксиды азота (в основном из выхлопных газов транспортных средств) и летучие органические соединения (из красок, растворителей и испарения топлива), взаимодействуют в присутствии солнечного света. Поэтому некоторые из самых солнечных городов также являются одними из самых загрязненных.

    Смог и ваше здоровье

    По данным Американской ассоциации легких, ваши легкие и сердце могут навсегда пострадать от загрязнения воздуха и смога.В то время как молодые и пожилые люди особенно восприимчивы к воздействию загрязнения, любой человек, подвергшийся как краткосрочному, так и долгосрочному воздействию, может пострадать от неблагоприятных последствий для здоровья. Проблемы включают одышку, кашель, хрипы, бронхит, пневмонию, воспаление легочных тканей, сердечные приступы, рак легких, усиление симптомов, связанных с астмой, усталость, учащенное сердцебиение и даже преждевременное старение легких и смерть.

    Как защитить себя от загрязнителей воздуха

    Вы можете проверить индекс качества воздуха (AQI) в вашем районе.Это может быть указано в вашем приложении погоды или местном прогнозе погоды, или вы можете найти его на веб-сайте AirNow.gov.

    • от 0 до 50: зеленый. Хорошее качество воздуха.
    • от 51 до 100: желтый. Умеренное качество воздуха. Люди, которые необычно чувствительны к озону, могут испытывать респираторные симптомы.
    • от 101 до 150: оранжевый. Нездоровое качество воздуха для уязвимых групп, включая людей с заболеваниями легких или сердца, пожилых людей и детей.
    • с 151 по 200: красный. Вредно для всех, особенно для чувствительных групп.
    • от 201 до 300: фиолетовый. Уровень предупреждения о вреде для здоровья указывает на очень нездоровые условия, каждый может испытать серьезные последствия для здоровья.
    • от 301 до 500: бордовый. Опасное, аварийное состояние для всего населения.

    Дни действий по обеспечению качества воздуха

    Когда качество воздуха достигает нездорового уровня, местные агентства по борьбе с загрязнением воздуха объявляют день действий. У них разные названия в зависимости от агентства. Они могут называться «Предупреждение о смоге», «Предупреждение о качестве воздуха», «День действий по озону», «День борьбы с загрязнением воздуха», «День защиты воздуха» или многие другие термины.

    Когда вы видите эту рекомендацию, тем, кто чувствителен к смогу, следует уменьшить свое воздействие, в том числе воздерживаться от длительных или тяжелых нагрузок на открытом воздухе. Познакомьтесь с тем, что называют этими днями в вашем регионе, и обратите на них внимание в прогнозах погоды и в погодных приложениях. Вы также можете посетить страницу «Дни действий» на веб-сайте AirNow.gov.

    Где можно жить, чтобы избежать смога?

    Американская ассоциация легких предоставляет данные о качестве воздуха для городов и штатов.Вы можете проверить качество воздуха в разных местах, когда решаете, где жить. Города в Калифорнии возглавляют список из-за воздействия солнца и высокого уровня автомобильного движения.

    Причины и последствия смога для окружающей среды — Сохранение энергии в будущем

    Смог в основном образован от слияния двух слов; дым и туман. Смог также используется для описания типа тумана, в котором есть дым или сажа. Смог — это желтоватый или черноватый туман, образованный в основном смесью загрязняющих веществ в атмосфере, состоящей из мелких частиц и приземного озона.Смог, который возникает в основном из-за загрязнения воздуха, также можно определить как смесь различных газов с пылью и водяным паром. Смог также относится к туманному воздуху, затрудняющему дыхание.

    Как образуется смог?

    Атмосферные загрязнители или газы, образующие смог, выбрасываются в воздух при сжигании топлива. Когда солнечный свет и его тепло вступают в реакцию с этими газами и мелкими частицами в атмосфере, образуется смог. Это чисто вызвано загрязнением воздуха. Озон и мелкие частицы на уровне земли выделяются в воздух в результате сложных фотохимических реакций между летучими органическими соединениями (ЛОС), диоксидом серы (SO 2 ) и оксидами азота (NO x ).

    Эти ЛОС, SO 2 и NO x называются прекурсорами. Основными источниками этих прекурсоров являются загрязняющие вещества, выбрасываемые непосредственно в воздух бензиновыми и дизельными транспортными средствами, промышленными предприятиями и предприятиями, а также отопление в результате деятельности человека.

    Смог часто возникает из-за интенсивного движения транспорта, высоких температур, солнечного света и тихого ветра. Это лишь некоторые из факторов, вызывающих повышенный уровень загрязнения воздуха в атмосфере. В зимние месяцы, когда скорость ветра невелика, дым и туман застаиваются в месте, образуя смог и повышая уровень загрязнения у земли ближе к тем местам, где дышат люди.Это ухудшает видимость и нарушает окружающую среду.

    Время образования смога напрямую зависит от температуры. Температурные инверсии — это ситуации, когда теплый воздух не поднимается, а остается у земли. Во время температурных инверсий, если ветер штиль, смог может остаться в ловушке и оставаться над местом в течение нескольких дней.

    Но верно также и то, что смог более серьезен, когда он возникает дальше от источников выбросов загрязняющих веществ. Это связано с тем, что фотохимические реакции, вызывающие образование смога, происходят в воздухе, когда выбросы загрязняющих веществ в результате интенсивного движения транспорта смещаются из-за ветра.Таким образом, смог может повлиять на пригороды, сельские районы, а также городские районы или большие города и оказаться опасными для них.

    Разрушительные эффекты смога

    Смог вреден, и об этом свидетельствуют составляющие его компоненты и возможные последствия. Это вредно для людей, животных, растений и природы в целом. Было зафиксировано множество смертей людей, в частности, от болезней бронхов. Сильный смог значительно снижает УФ-излучение.Таким образом, сильный смог приводит к снижению выработки важнейшего природного элемента — витамина D, что приводит к случаям рахита среди людей.

    Когда город покрывается смогом, последствия ощущаются немедленно. Смог может быть причиной любого недуга, от незначительных болей до смертельных легочных заболеваний, таких как рак легких. Смог известен тем, что вызывает раздражение глаз. Это также может привести к воспалению тканей легких; вызывая боль в груди. Другие проблемы или заболевания, такие как простуда и пневмония, также связаны со смогом. .Человеческое тело сталкивается с большими трудностями в защите от вредного воздействия смога.

    Незначительное воздействие смога может привести к большей угрозе приступов астмы; люди, страдающие астмой, должны избегать воздействия. Смог также вызывает преждевременную смерть и поражает густонаселенные районы, доводя его до опасного уровня. К сильно пораженным людям относятся пожилые люди, дети и люди с сердечными и респираторными осложнениями, поскольку они легко могут быть недостатком астмы.

    Присутствующий в смоге приземный озон также подавляет рост растений и наносит огромный ущерб посевам и лесам. Посевы, овощи, такие как соя, пшеница, помидоры, арахис и хлопок, подвергаются заражению, когда они подвергаются воздействию смога. Смог оказывает унизительное воздействие на окружающую среду, убивая бесчисленные виды животных и зеленых животных, поскольку им нужно время, чтобы адаптироваться к дыханию и выживанию в такой токсичной среде.

    Смог представляет собой серьезную проблему, особенно из-за быстрой модернизации или индустриализации, поскольку опасные химические вещества, участвующие в образовании смога, обладают высокой реакционной способностью и распространяются в атмосфере.Загрязнение дымом и двуокисью серы в городских районах находится на гораздо более низком уровне, чем в прошлом, в результате принятия закона о контроле за выбросами и в пользу более чистых технологий выбросов.

    Так как же бороться с мощным воздействием смога? Его можно уменьшить, изменив свой образ жизни, сократив потребление невозобновляемого топлива и заменив его альтернативными источниками топлива, которые уменьшат токсичные выбросы от транспортных средств.

    Смог — Энергетическое образование

    Рисунок 1.Смог над Нью-Йорком. [1]

    Смог — это особый тип загрязнения воздуха. Это комбинация вредных загрязнителей (часто появляющихся относительно низко над землей в виде желто-коричневой дымки), которые вносятся в атмосферу в результате как естественных, так и антропогенных процессов. [2] Впервые он был описан более 5 десятилетий назад как смесь дыма и тумана, отсюда и название «смог», но сегодня он имеет более конкретное определение и состав.

    Смог состоит из многих химических веществ, включая оксиды азота (NOx), диоксид серы (SOx), монооксид углерода (CO) и летучие органические соединения (VOC), но двумя основными компонентами смога являются твердые частицы (PM) и приземный озон (O 3 ). [2] [3]

    Обычный смог (часто называемый смогом лондонского типа) в основном является продуктом сжигания больших количеств угля с высоким содержанием серы. В то время как фотохимический смог представляет собой более современное явление, обычно вызываемое выбросами транспортных средств при контакте с солнечным светом, в основном при сжигании бензина и дизельного топлива. [4] Фотохимический смог образуется в теплых густонаселенных городах с большим количеством транспортных средств. Посетите эту страницу, чтобы узнать больше о фотохимическом смоге.

    Эта страница не включает химические формулы образования смога — чтобы увидеть их, а также более подробную информацию о смоге, посетите UC Davis ChemWiki.

    Формация

    Смог образуется при выбросе загрязняющих веществ в воздух. Загрязняющие вещества образуются как естественным путем, так и людьми, однако антропогенные загрязнители вызывают наибольшую озабоченность из-за количества загрязняющих веществ, образующихся при сжигании и добыче ископаемого топлива, которые, как известно, вызывают серьезные последствия для здоровья. Местоположение смога также вызывает серьезную озабоченность, особенно для здоровья человека, поскольку значительная его часть образуется в городах, где проживает значительная часть населения.

    Один из основных компонентов, озон, образуется в результате химических реакций между солнечным светом и некоторыми загрязнителями. Другой первичный компонент, твердые частицы, также может образовываться в результате химических реакций, но попадает в атмосферу и другими способами. Ветер может разнести эти частицы по суше, тем самым уменьшив их количество в данной области. Кроме того, дожди могут вымыть эти загрязнители из местной атмосферы, [2] , однако это может привести к другим нежелательным явлениям, таким как кислотный дождь.Когда смог встречает инверсионный слой (вызванный теплыми областями в верхних слоях атмосферы), он может оставаться над регионом в течение длительного периода времени, подвергая людей его воздействию дольше. Посетите страницу инверсионного слоя, чтобы увидеть, как происходит это явление.

    Рисунок 2. Воздух в Китае после дождя (слева) и в туманный день (справа). [5]

    Влияние смога на здоровье

    Воздействие смога и его компонентов на здоровье может быть серьезным и зависеть от многих переменных. Смог вреден при вдыхании, его тяжесть зависит от вдыхаемого количества, типов содержащихся в нем загрязняющих веществ, а также от возраста, веса, уровня активности и благополучия человека. [2] [6] Однако исследования показывают, что любое воздействие этих загрязнителей вредно, причем длительное воздействие и более высокие дозы, очевидно, вызывают наибольший ущерб.

    Типы эффектов, которые может иметь смог, включают: [2]

    • Раздражение глаз, носа и горла
    • Снижение функции легких
    • Обострение респираторных или сердечных заболеваний
    • В некоторых случаях смерть

    Эти эффекты можно увидеть на Рисунке 3 ниже, с более серьезными и редкими эффектами вверху и более частыми, но более мягкими эффектами внизу.

    Рисунок 2. Воздействие загрязнения воздуха на здоровье. [7]

    Специфическое воздействие загрязнителей на здоровье

    Посетите основную статью каждого из них, чтобы узнать больше о каждом загрязняющем веществе
    • Твердые частицы (ТЧ) : состоящие из твердых и жидких частиц, которые различаются по размеру и составу, большая часть ТЧ попадает в нос и горла и не достигнет легких. [2] Однако более мелкие частицы могут попадать в легкие и называются «респирабельными ТЧ».Эти мелкие частицы могут проникать глубоко и вызывать повреждения. Сердечно-дыхательная система (сердце-легкие) больше всего страдает от ТЧ, что приводит к инфекциям, астме, бронхиту, эмфиземе, черному легкому и многому другому.
    • Озон (O 3 ) : Сильный раздражитель и опасная угроза для здоровья, озон может повредить глаза и нос, а также горло и легкие. Он отвечает за респираторные проблемы, такие как кашель и хрипы, и может снизить функцию легких. [2] Хотя раздраженные клетки заменяются через несколько дней после воздействия, замена не идеальна, и постоянное воздействие может привести к старению легких и долгосрочным последствиям.
    • Оксиды азота (NOx) : NOx, прямо или косвенно ответственный за воздействие на здоровье, раздражает легкие и снижает сопротивляемость инфекциям. Даже кратковременное воздействие может вызвать симптомы кашля и одышки. Косвенно участвует в образовании О 3 и ПМ. [2]
    • Диоксид серы (SOx) : SO 2 вызывает раздражение глаз, одышку и нарушение работы легких.Он может глубоко проникать в легкие и в сочетании с водой превращается в серную кислоту, к которой чувствительно организм. Это также один из основных факторов, способствующих формированию малых PM.
    • Окись углерода (CO) : CO — это загрязнитель воздуха, который оказывает вредное воздействие на здоровье и в высоких концентрациях очень опасен. Он связывается с гемоглобином в крови, снижая его способность переносить кислород и, таким образом, лишает жизненно важные ткани кислорода. Люди с более слабой иммунной системой и предыдущими проблемами со здоровьем больше всего страдают от высокого уровня CO. [2]

    Посетите правительство Канады, чтобы получить информацию о смоге в Канаде и о том, как снизить риск его неблагоприятных последствий.

    Воздействие на окружающую среду

    Смог влияет не только на человеческие жизни; он также оказывает большое влияние на окружающую физическую среду. Озон и ТЧ, в частности, вызывают разрушительные эффекты: [2]

    Озон может повреждать клетки растений и подавлять их рост, уменьшая количество углекислого газа, которое они поглощают во время фотосинтеза.Это приводит к снижению урожайности всех видов культур. Это также может повлиять на синтетические материалы, такие как резина, хлопок и другие материалы, вызывая ухудшение и даже распад.

    Твердые частицы душат растения, ограничивая их пребывание на солнце и подавляя их способность поглощать углекислый газ, тем самым снижая их способность к фотосинтезу. Химический состав PM может также влиять на растения и окружающую их почву.Твердые частицы вызывают дымку в воздухе, что снижает четкость и цвет видимого. Влажность окружающего воздуха также играет роль в его туманном эффекте. По данным Агентства по охране окружающей среды США, в некоторых частях Соединенных Штатов видимость снижена со 144 километров до примерно 30 километров. [2]

    Посетите Environment Canada для получения более подробной информации.

    Для дальнейшего чтения

    Список литературы

    1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/96/SmogNY.jpg
    2. 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 Подготовлено для зонда загрязнения Оливией Нугент. 2002. The Smog Primer .
    3. ↑ Environment Canada. (7 июля 2015 г.). Smog — Air [Online], доступно: https://www.ec.gc.ca/air/default.asp?lang=En&n=13D0EDAA-1
    4. ↑ UC Davis ChemWiki.(Проверено 28 июля 2015 г.). Smog [Online], доступно: http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Kinetics/Case_Studies%3A_Kinetics/Smog
    5. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a4/Beijing_smog_comparison_August_2005.png
    6. ↑ Правительство Канады. (7 июля 2015 г.). Смог и ваше здоровье [Онлайн], Доступно: http://healthycanadians.gc.ca/healthy-living-vie-saine/environment-environnement/air/smog-eng.php
    7. ↑ По материалам The Smog Primer (см. Ссылку 1). Источник: Stieb. DM; Пенджелли Л.Д., Аррон Н., Тейлор С.М., Райзенн М. Воздействие загрязнения воздуха на здоровье в Канаде: выводы экспертов для Канадской консультативной программы по смогу. Can Respir J 1995; 2 (3): 155-60.

    Смог — обзор | Темы ScienceDirect

    9.2 Смог, качество воздуха и кислотные дожди

    Смог и плохое качество воздуха являются насущной экологической проблемой, особенно для крупных мегаполисов.Смог, основным компонентом которого является приземный озон, образуется в результате химической реакции монооксида углерода, оксидов азота, летучих органических соединений и тепла от солнечного света. Помимо создания знакомой дымной дымки, которая обычно встречается вокруг больших городов, особенно в летнее время, смог и приземный озон могут способствовать возникновению респираторных заболеваний, начиная от временного дискомфорта до долговременного и необратимого повреждения легких. Загрязняющие вещества, способствующие образованию смога, поступают из различных источников, включая выбросы транспортных средств, дымовые трубы, краски и растворители.Поскольку реакция на создание смога требует тепла, проблемы со смогом особенно остро ощущаются в летнее время.

    Использование природного газа не оказывает значительного влияния на образование смога, поскольку он выделяет низкие уровни оксидов азота и практически не содержит твердых частиц. По этой причине его можно использовать для борьбы с образованием смога в тех районах, где качество воздуха на уровне земли оставляет желать лучшего. Основными источниками оксидов азота являются электроэнергетика, автомобили и промышленные предприятия. Увеличение использования природного газа в секторе производства электроэнергии, переход на более чистые транспортные средства, работающие на природном газе, или более широкое использование природного газа в промышленных целях — все это может послужить для борьбы с образованием смога, особенно в городских центрах, где он больше всего необходим.Особенно в летнее время, когда спрос на природный газ самый низкий, а проблемы со смогом являются самыми большими, промышленные предприятия и электрогенераторы могут использовать природный газ в качестве топлива для своей работы вместо других, более загрязняющих ископаемых видов топлива. Это могло бы эффективно снизить выбросы химических веществ, вызывающих смог, и привести к более чистому и здоровому воздуху вокруг городских центров.

    Выбросы твердых частиц также вызывают ухудшение качества воздуха в США. Эти частицы могут включать сажу, золу, металлы и другие частицы в воздухе.Природный газ практически не выбрасывает твердые частицы в атмосферу: фактически, выбросы твердых частиц при сжигании природного газа на 90% ниже, чем при сжигании нефти, и на 99% ниже, чем при сжигании угля. Таким образом, увеличение использования природного газа вместо других более грязных углеводородов может помочь снизить выбросы твердых частиц в Соединенных Штатах.

    Кислотные дожди — еще одна экологическая проблема, которая затрагивает большую часть восточной части Соединенных Штатов, повреждая посевы, леса, популяции диких животных и вызывая респираторные и другие заболевания у людей.Кислотный дождь образуется, когда диоксид серы и оксиды азота реагируют с водяным паром и другими химическими веществами в присутствии солнечного света с образованием различных кислотных соединений в воздухе. Основным источником вызывающих кислотные дожди загрязняющих веществ, диоксида серы и оксидов азота, являются угольные электростанции. Поскольку природный газ практически не выделяет диоксида серы и на 80% меньше оксидов азота, чем при сжигании угля, более широкое использование природного газа может обеспечить меньшее количество выбросов, вызывающих кислотные дожди.

    Другие аспекты разработки и использования природного газа также необходимо учитывать при рассмотрении экологических последствий, связанных с природным газом.Например, основной компонент природного газа, метан, также вносит непосредственный вклад в парниковый эффект из-за выброса или утечки природного газа в атмосферу. Это связано с тем, что метан в 21 раз эффективнее улавливает тепло, чем углекислый газ. Хотя выбросы метана составляют всего 0,5% выбросов углекислого газа в США, на них приходится около 10% парникового эффекта выбросов в США. Основное экологическое преимущество природного газа, связанного с транспортировкой, заключается в том, что он не является источником токсичных разливов.Но поскольку в Соединенных Штатах и ​​их прибрежных районах протяженность трубопроводов высокого давления составляет около 300 000 миль, возникают сопутствующие воздействия. Например, для строительства полосы отвода на суше обычно требуется ширина от 75 до 100 футов по длине трубопровода; это область, нарушенная рытьем траншей, хранением грунта, хранением труб, движением транспортных средств и т. д. Эта площадь составляет от 9,1 до 12,1 акров на милю трубы, которая является или подвергалась вторжению.

    Наука за смогом и его зловещими последствиями

    «Великий лондонский смог» или «Большой дым» в декабре 1952 года стал самым серьезным кризисом загрязнения воздуха в истории Европы, в результате которого погибло около 8–12 000 человек.

    Лондонскому Смогу предшествовал опасный для жизни Смог Доноры 1948 года в США. Облака смога, состоящие из металлической пыли, двуокиси серы и окиси углерода, образовались 26 октября 1948 года. В результате около 7000 жителей страдали от различных проблем с дыханием и были госпитализированы. По меньшей мере 20 жителей умерли в течение 5-6 дней. Аналогичным образом, в 2013 году в Пекине произошло серьезное загрязнение воздуха из-за сжигания угля, что привело к преждевременной смерти 366 000 человек.

    Эти экологические катастрофы произошли не за один день.Было много тревожных знаков, подобных тем, которые мы наблюдаем в Дели сегодня.

    Источники смога

    Для городов, расположенных в речных бассейнах и окруженных горами, смог является постоянной проблемой, поскольку захваченный смог в долине не может переноситься ветром. Первичные загрязнители — это те, которые способствуют образованию смога и выбрасываются непосредственно из источника.

    Вторичные загрязнители образуются в атмосфере в результате химического взаимодействия первичных загрязнителей с нормальными условиями окружающей среды.Основными загрязнителями, вызывающими загрязнение воздуха, являются оксиды азота, особенно оксиды азота и оксиды азота, которые выбрасываются в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, поступающего от угольных электростанций, заводских выбросов и выхлопных газов автомобилей.

    Двуокись азота — серьезный загрязнитель воздуха, который при вдыхании вызывает отек легких (скопление чрезмерного количества жидкости в легких). Кроме того, он способствует образованию фотохимического смога, наносящего серьезный ущерб окружающей среде.

    Общий механизм образования смога

    Некоторые менее заметные загрязнители включают галогены, содержащие такие соединения, как хлорфторуглероды (CFC). Это искусственные газы, не поддающиеся биологическому разложению, и, поскольку они также не растворяются в воде, их нельзя вымыть дождем.

    Серный смог и фотохимический смог — это два различных типа смога, известных до сих пор. Серный смог, также известный как Лондонский смог, возникает из-за высокой концентрации оксидов серы в воздухе.Этот газ — серьезный загрязнитель воздуха, вызывающий раздражение глаз, носа и легких человека. Он выбрасывается в воздух содержащими серу ископаемыми видами топлива, такими как уголь. Вулканы также выделяют в атмосферу двуокись серы.

    По оценкам, выбросы диоксида серы из естественных источников составляют 24%, тогда как антропогенные источники составляют остальные 76%.

    Фотохимический смог образуется, когда солнечный свет вступает в реакцию с оксидами азота и по крайней мере одним летучим органическим соединением (ЛОС) в атмосфере.Химическое образование переносимых по воздуху частиц и приземного озона происходит в солнечном свете. Краски, бензин и многие чистящие растворители выделяют летучие органические соединения в атмосферу. Ароматические соединения, такие как бензол, толуол и ксилол, являются канцерогенными и могут вызывать лейкоз. Установлено, что ЛОС могут косвенно способствовать респираторным и другим проблемам, связанным с озоном.

    Хорошо известно, что озоновый слой защищает нас от вредных ультрафиолетовых лучей. Однако озон вблизи земли вреден, особенно для людей, страдающих респираторными заболеваниями, такими как астма.Он может повредить ткани легких, вызвать зуд и жжение в глазах, нарушить фотосинтез и вызвать подавление роста растений.

    Построение, анализ и интерпретация данных о качестве воздуха в реальном времени

    Чтобы устранить неблагоприятные последствия смертельного смога для здоровья человека, мы использовали данные о качестве воздуха в реальном времени, собранные Центральным советом по контролю за загрязнением (5-15 ноября 2017 г.). Цель состояла в том, чтобы проанализировать влияние наиболее неприятных факторов, связанных со смогом, — твердых частиц (PM 2.5 и PM 10) SO2 и NO2.

    PM2,5 и PM10

    Мелкие твердые частицы (PM 2,5) — это смесь микроскопических частиц золы, сажи, пыли, грязи и металлов в воздухе размером менее 2,5 мкм. Эти частицы возникают в результате автомобильных и промышленных выбросов, дорожной пыли, износа шин, строительства, сжигания древесины и сельского хозяйства.

    Сгорание топлива и химические реакции приводят к образованию PM 2.5, который может обходить слои ресничек и слизи, которые задерживают частицы в носу и горле, и оседать непосредственно в альвеолах (мельчайшие мешочки в легких), где происходит газообмен. происходит.Это вызывает непрекращающийся кашель, астму и может даже привести к раку легких. Уровень PM 2.5 увеличился до 999 в Дели 7 ноября 2017 года, что намного выше рекомендованных 60 микрограммов. Уровни были самыми высокими в период с 7 по 9 ноября, особенно в ITO, поскольку здесь интенсивное автомобильное движение и он является транзитным пунктом для междугородних поездок.

    Частицы пыли

    PM 10 имеют больший аэродинамический диаметр и в основном образуются из дорожной пыли. Когда его содержание в атмосфере превышает 1000 мкг / м3, люди страдают от кашля, хрипов и сердечно-сосудистых заболеваний.Как и в случае с PM 2,5, PM 10 также имеет сезонные колебания.

    Оксид серы образуется при сжигании серосодержащего топлива в транспортных средствах, генераторных установках или тепловых электростанциях, которые используют низкокачественный топочный мазут. Оксид серы превращается в h3SO4 или серную кислоту, когда откладывается в носовой подкладке, и приводит к серьезным аллергическим реакциям и даже может вызвать рак.

    NOx обычно образуется в результате высокотемпературного окисления двухатомного кислорода воздуха в двигателях внутреннего сгорания или печах.Они разрушают озоновый слой и вызывают повреждение легких, что приводит к таким заболеваниям, как эмфизема и астма.

    Качество воздуха в помещении

    Качество воздуха не только на улице, но и в помещениях вызывает серьезную озабоченность, поскольку люди считают свои дома безопасным убежищем и становятся беззаботными. Источниками загрязнения помещений являются летучие органические соединения и сажа от печей на открытом воздухе или керосиновых печей; плесень и споры из влажных мест, особенно в туалете, омертвевшие частицы кожи и насекомых, а также пыльца с посаженных цветов или пыль, скопившаяся на одеялах и матрасах.Эта проблема настолько распространена, что получила особое название: синдром больного здания. Архитекторы пытаются смягчить его за счет лучшей вентиляции, материалов и дизайна. Воздействие таких загрязнителей воздуха в помещении может вызвать аллергию, астму, сердечно-сосудистые заболевания, потерю памяти, рак и может быть вредным для развития плода.

    Смягчение

    Положительным моментом даже в этой чрезвычайно опасной ситуации является то, что Дели не новичок в проблеме ухудшения качества воздуха.Однако благодаря своему географическому положению, демографии и промышленным районам Дели накопил опыт в разработке специальных и долгосрочных стратегий смягчения последствий.

    Действия по решению проблемы могут быть двух типов: превентивные и карательные. Верховный суд был в авангарде этой борьбы. Еще в 1985 году он приказал перенести все заводы по производству горячих смесей, выделяющие ядовитые пары, из Дели. Каталитические нейтрализаторы были внедрены в автомобили в 1995 году для снижения токсичности загрязняющих веществ, выделяемых выхлопными газами транспортных средств.Нефтяной кокс и топочный мазут были запрещены в 1996 году в Дели, однако промышленные предприятия в NCR продолжали их использовать. К 2001 году весь флот Delhi Transport Corporation (DTC) начал работать на сжатом природном газе (CNG). В то время это казалось очень дорогостоящим мероприятием. Однако, оглядываясь назад, DTC обладает крупнейшим в мире парком КПГ и внесла значительный вклад в снижение выбросов в городе.

    SC пошел еще дальше, запретив регистрацию всех дизельных внедорожников более 2000 куб. См и обязав к 2015 году перевести все коммерческие такси на КПГ.

    Не только судебная власть пытается снизить давление загрязнения воздуха на город, но и исполнительная власть предпринимает превентивные меры. Правительство Дели впервые ввело нормы контроля выбросов в 1991 году. С тех пор стандарты ужесточились в форме сертификатов контроля загрязнения (PUC), которые должны обновляться каждые три месяца. В настоящее время в Дели могут быть зарегистрированы только транспортные средства, соответствующие стандарту Bharat Stage-IV (BS-IV), и к 2018 году планируется ввести топливо Bharat Stage-VI.

    Правительство Дели прекратило использование свинцового бензина, уменьшило количество бензола в топливе и ввело дизельное топливо с низким содержанием серы, чтобы обеспечить автомобили более чистым топливом. Меры по смягчению также потребовали крупных инвестиций в инфраструктуру. Самым заметным из них, который также решает проблему заторов на дорогах, является создание систем массового скоростного транспорта, таких как метро Дели, которое унесло сотни тысяч автомобилей с дороги. Фактически, если бы третья очередь метро была построена вовремя, вместо того, чтобы отложить ее на 2018 год, она могла бы взлететь 1.4 миллиона автомобилей от дороги и могли бы проложить брешь в нынешнем сценарии смога. Для финансирования инициатив по смягчению последствий за счет денег, полученных от продажи дизельного топлива, был создан фонд воздушной атмосферы. Недавно, несмотря на давление со стороны определенных слоев общества, суд, исполнительная власть и гражданское общество объединились, чтобы запретить даже взрыв взломщиков в Дели на Дивали, чтобы помочь уменьшить знаменитый смог после Дивали.

    Для распространения информации об опасностях загрязнения и методах его смягчения Совет по контролю за загрязнением Дели проводит обычные программы повышения осведомленности и семинары.Карательные меры включают меры, принятые после или во время кризиса.

    Эти меры были выполнены с разной степенью успеха, который не всегда поддается количественной оценке из-за рассеянного и множественного источника проблемы, а также из-за слишком большого количества переменных. Возможно, наиболее позитивным действием правительства стало формирование индекса качества воздуха SAFAR, который объединяет пять наиболее серьезных загрязнителей в единый индекс качества воздуха (AQI). Он варьируется от хорошего до серьезного и может помочь в разработке политики, а также в мерах предосторожности.Политика варьируется от долгосрочной и национальной политики, такой как обязательство Индии на Парижском саммите по изменению климата и увеличение неископаемых источников топлива в производстве электроэнергии до 40 процентов к 2030 году, до долгосрочных и местных политик, таких как избавление Дели от керосина и перенос загрязняющих отраслей промышленности на периферия города. Краткосрочная политика включает реализацию схемы «нечет-четность», орошение деревьев и дорог водой для предотвращения образования пыли, а также очистку дорог пылесосом и запрет на использование генераторов и строительных работ.

    В случае сильного смога также принимаются меры против фермеров, практикующих выжигание стерни. Немедленные решения, такие как школьные каникулы для детей младшего возраста, также были приняты вскоре после повышения уровня загрязнения. Программы повышения осведомленности о способах уменьшения загрязнения путем изменения образа жизни и мер по смягчению последствий на личном уровне, таких как выращивание большего количества комнатных растений или ношение надлежащих масок, также осуществляются правительством и различными НПО в интересах общества. В союзном бюджете на 2018 год было объявлено о специальной схеме субсидирования сельскохозяйственного оборудования для Харьяны, ЮП и Пенджаба, чтобы уменьшить проблему выгорания стерни.

    Схема «нечет-чет» заслуживает особого упоминания и анализа, поскольку это была радикальная и новаторская мера немедленного исправления тревожной ситуации со смогом в Дели. Схема предусматривала ограничение на использование определенных классов некоммерческих транспортных средств в часы пик на основании их номерных знаков, в соответствии с которыми они должны были курсировать поочередно. Согласно исследованию, в котором проводился мониторинг восьми мест в Дели — NSIT, Dwarka, Mandir Marg, RK Puram, Shadipur, ITO, IHBAS и Punjabi Bagh для шести загрязнителей, а именно NOx, SOx, CO, озона, PM2.5 и аммиак, произошло общее снижение уровня загрязнения. Но в этом снижении не было ничего значительного из-за вмешательства других факторов, в основном метрологических. Тем не менее, сокращение количества транспортных средств, курсирующих по дороге, трафика и времени в пути, было широко признано.

    Еще одна новая схема, испытанная правительством, — это противотуманная пушка, прототип которой был испытан правительством Дели в Ананд Вихар, одном из самых загрязненных мест столицы. Идея заключается в том, что пистолет будет выпускать в воздух водяной туман под высоким давлением, который улавливает и удерживает загрязнители и частицы, заставляя их позже оседать на земле.Поскольку диапазон этого метода невелик и он эффективен только в ближайшем будущем, его можно использовать только вблизи чувствительных мест, таких как больницы или школы.

    Особо следует упомянуть о коммерциализации смога и загрязнения, а также о том, что можно сделать индивидуально для снижения рисков. В связи с тем, что в настоящее время лучше изучены последствия загрязнения воздуха внутри и снаружи помещений для здоровья, на коммерческом рынке регистрируется растущее количество продуктов для улучшения качества воздуха в помещениях. Очиститель воздуха — это устройство, которое удаляет загрязнения из воздуха и улучшает качество воздуха в помещении за счет использования нескольких типов последовательных фильтров; предварительный фильтр, активированный уголь, HEPA, фотолитик и т. д.На рынке доступны различные виды очистителей воздуха в зависимости от формы, объема, предлагаемого уровня защиты и цены.

    Обычные воздушные фильтры включают в себя технологию высокоэффективных твердых частиц (HEPA), технологию активированного угля, ионизатор, генератор озона и т. Д. Для борьбы с загрязнением в помещениях, при этом дополнительные технологии и защита требуют затрат, которые часто недоступны для наиболее уязвимых. Что касается масок, на рынке доступен ряд масок от загрязнения, таких как N-90, N-95, в зависимости от эффективности фильтрации взвешенных в воздухе частиц от 95 до 99 процентов соответственно, стоимостью от 150 до 1000 рупий. .Тем не менее, следует отметить, что продолжительные исследования, измеряющие эффективность и долгосрочную полезность очистителей воздуха и масок, не проводились, и перспективы таких улучшенных персональных устройств никоим образом не предполагают, что «продолжать и загрязнять все больше и больше».

    Перспективы и направления на будущее

    Очевидно, что большинство мер, принимаемых против смога и загрязнения, носят карательный и специальный характер и направлены на устранение симптомов, а не первопричины проблемы. В случае загрязнения помещений требуется дополнительный анализ для оценки его долгосрочных последствий.Чтобы найти постоянное и устойчивое решение проблемы загрязнения воздуха и смога, необходима синергия между всеми уровнями разработки и реализации политики со стороны правительства Дели, Центра, Национального зеленого трибунала, судебных органов, экспертных агентств и, что наиболее важно, людей. Кроме того, необходимо учитывать мнения и соображения всех слоев общества, особенно экспертов в области сельского хозяйства, окружающей среды, химии, промышленности и т. Д.

    Всесторонние исследования, оценивающие плюсы и минусы индивидуальных устройств смягчения последствий для постоянного решения кризиса загрязнения воздуха в Дели, должны проводиться с применением целостного и междисциплинарного подхода.

    ( Соавторами статьи являются Амит Сингх, Нилой Саркар, Нилам, Комал, Соня, Радхи Шьям Шарма и Шрикант Кукрети — исследователи из Университета Дели, Индия, )

    Мы голос для вас; вы были для нас поддержкой. Вместе мы создаем независимую, надежную и бесстрашную журналистику. Вы также можете помочь нам, сделав пожертвование.Это будет иметь большое значение для нашей способности знакомить вас с новостями, перспективами и анализом с места, чтобы мы могли вместе внести изменения.

    Экологический портал Индии Ресурсы:

    Почему стандарты смога важны для нашего здоровья

    Около 40 процентов американцев живут в районах с нездоровым уровнем загрязнения смогом.

    Что такое смог?

    Над горизонтом многих крупных городов, особенно в теплые месяцы, нависает дымчатый коричневый суп загрязнения. Это смог, более конкретно известный как приземный озон.

    Смог образуется, когда промышленные выбросы электростанций, заводов, автомобилей и других источников вступают в реакцию с теплом и солнечным светом в атмосфере.

    Почему это вредно?

    При вдыхании смог раздражает наши дыхательные пути, повышая риск серьезных заболеваний сердца и легких.Эти риски для здоровья являются причиной того, что во многих городах отслеживается уровень смога. Например, в день с высокой концентрацией озона у вас могут гореть глаза и горло, вы можете кашлять и хрипеть.

    Уменьшение смога защитит всех американцев — особенно наших детей, пожилых людей и людей, ведущих активный образ жизни на открытом воздухе.

    Как вы можете это исправить?

    Каждые пять лет EPA пересматривает стандарты качества воздуха в свете любых новых медицинских данных и, при необходимости, обновляет их. Обзор 2015 года снизил национальный стандарт качества воздуха для загрязнения смогом с 75 частей на миллиард (частей на миллиард) до 70 частей на миллиард.

    Наука о воздействии озона на здоровье безупречна.

    EDF боролась за внедрение этих стандартов. Сейчас же есть веские доказательства того, что нам нужны более строгие стандарты для защиты здоровья населения. Мы тоже будем бороться за них, но нам нужна ваша помощь.

    Действуйте тогда, когда это наиболее важно

    Каждый день более 60 человек подписываются на для получения новостей и предупреждений, чтобы узнать, когда их поддержка больше всего помогает. Вы к ним присоединитесь? (Прочтите нашу политику конфиденциальности.)

    Помогите поддержать эту работу

    7.4: Смог — Chemistry LibreTexts

    Смог — распространенная форма загрязнения воздуха, встречающаяся в основном в городских районах и крупных населенных пунктах. Этот термин относится к любому типу атмосферного загрязнения — независимо от источника, состава или концентрации — которое приводит к значительному снижению видимости атмосферы. Смог включает в себя широкую категорию загрязнителей воздуха, образующихся в результате множества процессов, которые конкретно относятся к атмосферным условиям региона образования. В начале 1900-х годов Лондон страдал от особого типа смога, который возник в результате сочетания густого тумана и сажи от сжигания угля. В наше время бассейн Лос-Анджелеса часто ассоциируется с плотным фотохимическим смогом, образующимся в результате сочетания выхлопных газов транспортных средств и солнечного света. Это два из многих примеров загрязнения, классифицируемого как смог, но они никоим образом не связаны химически.Смог относится к разнообразной категории загрязнителей воздуха с различным химическим составом; однако все виды смога образуют видимую дымку, которая снижает видимость в атмосфере.

    Введение

    Термин smog впервые был введен в 1905 году в статье доктора Генри Антуана Де Воо для описания сочетания дыма и тумана, преследовавшего Лондон в то время. С тех пор в Лондоне были введены строгие правила загрязнения воздуха, которые резко снизили количество случаев смога в этом регионе; тем не менее, смог лондонского типа по-прежнему является серьезной проблемой в тех регионах мира, в которых сжигается большое количество угля для обогрева.В Соединенных Штатах смог чаще всего ассоциируется с бассейном Лос-Анджелеса в Южной Калифорнии и его фотохимическим смогом. В Лос-Анджелесе сочетание орографических особенностей, обильного солнечного света и густонаселения в совокупности формирует одно из худших по качеству воздуха в Соединенных Штатах.

    Лондонский смог, 1952 г. Смог лондонского типа в Пекине, Китай Фотохимический смог в Лос-Анджелесе, Калифорния. (любезно предоставлено icis.com и предоставлено taijichuan.wordpress.com любезно предоставлено Sciencenews.org)

    Фотохимический смог

    Фотохимический смог, обычно наблюдаемый в бассейне Лос-Анджелеса, в основном состоит из озона и диоксида азота. Во время образования озона диоксид азота из выхлопных газов автомобиля фотолизируется поступающим солнечным излучением с образованием оксида азота и неспаренного атома кислорода. Затем одинокий атом кислорода соединяется с молекулой кислорода с образованием озона. В нормальных условиях большинство молекул озона окисляют оксид азота обратно в диоксид азота, создавая виртуальный цикл, который приводит лишь к очень незначительному накоплению озона у поверхности земли.Однако когда в атмосфере присутствуют летучие органические соединения (ЛОС), уравнение полностью меняется. Высокоактивные летучие органические соединения окисляют оксид азота в диоксид азота, не разрушая при этом молекулы озона. Это приводит к распространению озона у поверхности земли и образованию плотного смога. Хотя фотохимический смог в Соединенных Штатах в основном связан с бассейном Лос-Анджелеса, эпизоды фотохимического смога были зарегистрированы в Денвере, Филадельфии и Нью-Йорке.

    Состав фотохимического смога

    В фотохимическом смоге идентифицированы следующие вещества:

    1.. + O_2 \ rightarrow O_3 \ label {2} \]

    3. В нормальных условиях O 3 реагирует с NO с образованием NO2 и молекулы кислорода:

    \ [O_3 + NO \ rightarrow O_2 + NO_2 \ label {3} \]

    Это непрерывный цикл, который приводит только к временному увеличению чистого производства озона… + O_2 \ стрелка вправо RO_2 \ label {5} \]

    6. Окисленные ЛОС теперь могут связываться с оксидом азота, полученным в предыдущей системе уравнений, с образованием диоксида азота и реактивной молекулы ЛОС:

    \ [RO_2 + NO \ стрелка вправо RO-. + NO_2 \ label {6} \]

    Из второй системы уравнений очевидно, что оксид азота, полученный в уравнении 1, окисляется в уравнении 6 без разрушения какого-либо озона. Это означает, что в присутствии ЛОС уравнение 3 практически исключается, что приводит к большому и быстрому накоплению фотохимического смога в нижних слоях атмосферы.

    На рисунке 1, предоставленном Агентством по охране окружающей среды (EPA), показаны концентрации и составляющие фотохимического смога в течение среднего рабочего дня. Утром концентрации NO и ЛОС высоки, поскольку люди заправляют свои машины бензином и едут на работу. К середине утра ЛОС начинают окислять NO до NO 2 , тем самым снижая их соответствующие концентрации. В полдень концентрация NO 2 достигает пика непосредственно перед тем, как солнечное излучение становится достаточно интенсивным для фотолиза связи NO 2 , высвобождая атом кислорода, который быстро превращается в O 3 .К вечеру наблюдаются пиковые концентрации фотохимического смога.

    Борьба с фотохимическим смогом

    Каждый новый автомобиль, продаваемый в США, должен иметь каталитический нейтрализатор для снижения фотохимических выбросов. Каталитические нейтрализаторы заставляют CO и неполностью сгоревшие углеводороды вступать в реакцию с металлическим катализатором, обычно платиной, с образованием CO 2 и H 2 О. Кроме того, каталитические преобразователи восстанавливают оксиды азота из выхлопных газов до O 2 и N 2. , исключающий цикл образования озона.Многие ученые предположили, что закачка газа в ночное время может уменьшить фотохимическое образование озона за счет ограничения количества воздействия солнечного света на ЛОС.

    Лондонский смог

    Смог лондонского типа в основном является продуктом сжигания большого количества угля с высоким содержанием серы. Законы о чистом воздухе, принятые в 1956 году, значительно сократили образование смога в Соединенном Королевстве; однако в других частях мира по-прежнему очень распространен смог лондонского типа. Основная составляющая смога лондонского типа — сажа; однако этот смог также содержит большие количества летучей золы, двуокиси серы, хлорида натрия и частиц сульфата кальция.. \ rightarrow HOSO_2 \ label {1} ​​\]

    \ [HOSO_2 + O_2 \ rightarrow HO_2 + SO_3 \ label {2} \]

    \ [SO_3 + H_2O \ rightarrow H_2SO_4 \ label {3} \]

    Опасности для здоровья

    Поскольку озон обладает высокой реакционной способностью, он способен окислять и разрушать легочную ткань. Кратковременное воздействие повышенных уровней озона (выше 0,75 ppm) было связано с множеством респираторных раздражений, включая кашель, хрипы, болезненность в области груди, фарингит и одышку. Было доказано, что длительное воздействие этой молекулы вызывает необратимое снижение функции легких, а также повышает риск развития астмы.Двуокись серы — частый компонент лондонского смога. Эпидемиологические исследования связывают кратковременное воздействие диоксида серы с респираторными раздражениями, включая кашель, хрипы и фарингит.

    Список литературы

    1. Миллер-младший, Джордж Тайлер (2002). Жизнь в окружающей среде: принципы, связи и решения (12-е издание) . Бельмонт: Корпорация Томсон. стр. 423.
    2. Петруччи, Ральф Х., Уильям С. Харвуд и Джефф Э.Сельдь. Общая химия: принципы и современные приложения . 9 изд. Река Верхний Сэдл: Prentice Hall PTR, 2006.
    3. Родрикс, Джозеф В. Расчетные риски: токсичность и риски для здоровья человека, связанные с химическими веществами в окружающей среде . 2-е изд. Нью-Йорк: Cambridge UP, 2007.
    4. .
    5. Д.В. Бейтс, Г. Белл, К. Burnham, et al. Кратковременное воздействие озона на легкие . Журнал прикладной физиологии. 32 . 176-181. (1976).
    6. Годиш, Тад. Качество воздуха . 4-е изд. Флорида: CRC Press LLC, 2004.
    7. .
    8. E.T. Вилкенс. Загрязнение воздуха и лондонский туман 1952 года . Журнал Королевского санитарного института. 74 . 1-22. (1956).
    • Эми, Ральф Л. «Анализ атмосферного смога на воздушном шаре с использованием ИК-Фурье спектроскопии: новый эксперимент для вводной лаборатории (MODLAB)». J. Chem. Educ. 1992 , 69 , А148.
    • Харви, Эрика; Суини, Роберт. « Моделирование кинетики стратосферного озона, Часть I: Цикл Чепмена: OzoneModelingPartI.mcd. » J. Chem. Educ. 1999 76 1309.
    • Харви, Эрика; Суини, Роберт. « Моделирование кинетики стратосферного озона, Часть II: Добавление водорода, азота и хлора: OzoneModelingPartII.mcd .» J. Chem. Educ. 1999 76 1310.
    • Pirjola, Liisa. « Локальная модель химии атмосферы и озона (LACOM) .»J. Chem. Educ. 2000 77 1650.
    • Rockwell, Dean M .; Хансен, Тони. «Инвентарный контроль: отбор проб и анализ загрязнения воздуха: прибор, подходящий для использования в школах». J. Chem. Educ. 1994 , 71 , 318.
    • Sivade, A .; Бегель, М .; Chastrette, M .; Cros, D .; Журдан, Г. «Химия окружающей среды и загрязнения: глазами студентов и учителей». J. Chem. Educ. 1994 , 71 , 573.
    • Уильямс, Кэтрин Р. « Холодильное оборудование — от ледяного человека до озоновой дыры ». J. Chem. Educ. 2000 77 1540.
    • Д.В. Бейтс, Г. Белл, К. Бернем, М. Хазуча, Дж. Манта, Л.Д. Пенджли и Ф. Сливерман. «Кратковременное воздействие озона на легкие». J Appl Physiol 32: 176-181, 1976.

    Проблемы

    1. Верно или неверно: сокращение выбросов NO всегда будет уменьшать количество фотохимического смога, который может образоваться?
    • Ложь; из уравнения 3, приведенного выше, NO реагирует с O 3 с образованием NO 2 и O 2 .Следовательно, сокращение выбросов NO может фактически увеличить количество фотохимического смога в атмосфере

    2. Перечислите три фактора, которые делают бассейн Лос-Анджелеса идеальным местом для образования фотохимического смога.

    • Лос-Анджелес расположен в засушливой среде, поэтому солнечного света почти всегда достаточно для фотолиза NO 2 в NO + O .
    • Лос-Анджелес расположен в географической чаше, в окружении горных хребтов, поэтому фотохимический смог имеет тенденцию задерживаться прямо над городом
    • В Лос-Анджелесе очень густонаселенная страна, на дорогах ежедневно проезжают миллионы автомобилей, выбрасывающих огромное количество NO x и летучих органических соединений
    • .

    3.Как закачка газа в ночное время может уменьшить фотохимическое образование озона?

    • При перекачивании газа в атмосферу выделяется много летучих органических соединений. Если эти летучие органические соединения выбрасываются ночью, концентрация NO будет низкой, поскольку нет солнечного света для фотолиза связи NO. 2 . К утру летучие органические соединения, вероятно, распадутся на менее химически активные соединения.

    4. Верно или неверно: фотохимический смог создается из сочетания сажи, летучей золы и диоксида серы.

    • False, Лондонский смог создается из сажи, летучей золы и диоксида серы.

    5. Почему вдыхать озон — не лучшая идея?

    • Озон — химическое вещество с высокой окислительной способностью; когда озон вступает в контакт с тканью легких, он может окислить и разрушить ее.
    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *