Смог, или дымовой туман, является одним из видов интенсивного загрязнения воздуха. Слово «смог» представляет собой сочетание слов дым и туман для обозначения дымного тумана из-за его непрозрачности и запаха.
Тогда это слово предназначалось для обозначения тумана, который был серьезной проблемой в Лондоне с 19-го до середины 20-го века. Этот вид видимого загрязнения воздуха состоит из оксидов азота, оксида серы, озона, дыма и других твердых частиц. Антропогенный смог образуется в результате выбросов при сжигании угля, автомобильных, промышленных выбросов, лесных и сельскохозяйственных пожаров и фотохимических реакций этих выбросов.
Классификация смога
Смог часто классифицируется как летний смог или зимний смог.
Летний смог в первую очередь связан с фотохимическим образованием озона. В летний сезон, когда температура выше и присутствует больше солнечного света, фотохимический смог является преобладающим типом образования смога.
В зимние месяцы, когда температура ниже, а атмосферные инверсии являются обычным явлением, увеличивается использование угля и другого ископаемого топлива для обогрева домов и зданий. Эти выбросы при сгорании вместе с отсутствием рассеивания загрязняющих веществ при инверсиях характеризуют образование зимнего смога. Образование смога в целом зависит как от первичных, так и от вторичных загрязнителей. Первичные загрязнители выбрасываются непосредственно из источника, например, выбросы диоксида серы при сжигании угля. Вторичные загрязнители, такие как озон, образуются, когда первичные загрязнители подвергаются химическим реакциям в атмосфере.
Фотохимический смог, обнаруженный впервые в Лос-Анджелесе, представляет собой тип загрязнения воздуха, вызванный автомобильными выбросами от двигателей внутреннего сгорания и промышленных паров. Эти загрязнители вступают в реакцию в атмосфере с солнечным светом с образованием вторичных загрязнителей, которые также объединяются с первичными выбросами с образованием фотохимического смога. Уровни загрязнения атмосферы часто увеличиваются из-за температурной инверсии, которая улавливает загрязнение близко к земле. Развивающийся смог обычно токсичен для человека и может вызвать тяжелую болезнь, сокращение продолжительности жизни или преждевременную смерть.
Антропогенные причины возникновения смога
Уголь
Сжигание угля может выделять значительные облака дыма, которые способствуют образованию зимнего смога. Угольные костры могут использоваться для обогрева отдельных зданий или для обеспечения энергией электростанции. Загрязнение воздуха такого типа по-прежнему является проблемой в районах, где образуется значительное количество дыма от сжигания угля. Выбросы являются одной из основных причин загрязнения воздуха в Китае. Особенно осенью и зимой, когда угольное отопление набирает обороты, количество производимого дыма иногда вынуждает некоторые китайские города закрывать дороги, школы или аэропорты.
Транспортные выбросы
Выбросы от дорожного движения также способствуют образованию смога. Переносимые по воздуху побочные продукты из выхлопных систем транспортных средств и кондиционирования воздуха вызывают загрязнение воздуха и являются основным компонентом создания смога в некоторых крупных городах.
Основными из источников транспортировки являются окись углерода (CO), оксиды азота (NO и NO2), летучие органические соединения и углеводороды (углеводороды являются основным компонентом нефтяного топлива, такого как бензин и дизельное топливо). Транспортные выбросы также включают диоксиды серы и твердые частицы, но в гораздо меньших количествах, чем упомянутые ранее загрязняющие вещества. Оксиды азота и летучие органические соединения могут вступать в ряд химических реакций с солнечным светом, теплом, аммиаком, влагой и другими соединениями с образованием вредных паров, приземного озона и частиц, составляющих смог.
Естественные причины возникновения смога
Вулканы
Извергающийся вулкан может выделять большое количество диоксида серы вместе с большим количеством твердых частиц. Два ключевых компонента для создания смога. Химические реакции, которые образуют смог после извержения вулкана, отличаются от реакций, которые образуют фотохимический смог. Термин «смог» охватывает эффект, когда большое количество молекул газовой фазы и твердых частиц выбрасывается в атмосферу, создавая видимую дымку. События, вызывающие большое количество выбросов, могут варьироваться, но все же приводить к образованию смога.
Растения
Растения являются еще одним естественным источником углеводородов, которые могут вступать в реакции в атмосфере и производить смог. Во всем мире как растения, так и почва вносят значительный вклад в производство углеводородов, главным образом за счет производства изопрена и терпенов. Углеводороды, выделяемые растениями, часто могут быть более реакционноспособными, чем искусственные углеводороды. Например, когда растения выделяют изопрен, изопрен очень быстро реагирует в атмосфере с гидроксильными радикалами. В результате этих реакций образуются гидропероксиды, которые увеличивают образование озона.
Влияние смога на здоровье
Смог является серьезной проблемой во многих городах и продолжает наносить вред здоровью человека. Приземный озон, диоксид серы, диоксид азота и окись углерода особенно вредны для пожилых людей, детей и людей с заболеваниями сердца и легких, такими как эмфизема бронхит и астма. Он может приводить к воспалению дыхательных путей, снижать работоспособность легких, вызывать одышку, боль при глубоком вдохе, хрипы и кашель. Это может вызвать раздражение глаз и носа, высушивает защитные мембраны и мешает способности организма бороться с инфекцией, повышая восприимчивость к болезням. Количество госпитализаций и респираторных смертей часто увеличивается в периоды высокого уровня озона.
Также смог может приводить к преждевременной смерти от рака и респираторных заболеваний и повышать риск некоторых врожденных дефектов.
Другие негативные эффекты
Хотя серьезной проблемой являются серьезные последствия для здоровья, вызванные смогом, интенсивное загрязнение воздуха, вызванное дымкой от загрязнения воздуха, частицами пыльных бурь и дымом от лесных пожаров, вызывает снижение излучения, которое наносит ущерб как солнечному фотоэлектрическому производству, так и урожайности сельскохозяйственных культур.
Затронутые области
Смог может образовываться практически в любом климате, где промышленность или города выделяют большое количество загрязнения воздуха, такого как дым или газы. Однако это хуже в периоды более теплой и солнечной погоды, когда верхний воздух достаточно теплый, чтобы препятствовать вертикальной циркуляции. Он особенно распространен в геологических бассейнах, окруженных холмами или горами. Он часто остается в течение длительного периода времени над густонаселенными городами или городскими районами и может достигать опасного уровня.
