Smog

Smog
Polecane artykuły
Degradacja gleby Emisja gazów cieplarnianych Zanieczyszczenie powietrza Główne problemy ekologiczne Koagulacja Paliwa kopalne Zanieczyszczenie wody Fracking Degradacja biosfery

Smog jest zjawiskiem atmosferycznym, które powstaje w wyniku przedostania się do powietrza pyłu i zanieczyszczeń gazowych oraz w warunkach atmosferycznych służących nagromadzaniu się zanieczyszczeń (M. Treder 2017, s. 196). Termin smog powstał w wyniku połączenia dwóch angielskich słów: smoke oraz fog, oznaczających kolejno dym i mgłę. Terminu pierwszy raz użył lekarz Harold Des Voeux w 1911 roku. Na początku XX wieku smogiem określano spaliny z silników wymieszane z mgłą.

TL;DR

Smog jest zjawiskiem atmosferycznym powstającym w wyniku zanieczyszczeń pyłu i gazów. W Polsce głównym źródłem smogu jest niska emisja, czyli zanieczyszczenia pochodzące z domowych pieców. Smog może powodować poważne zagrożenia dla zdrowia, takie jak nowotwory, problemy z układem oddechowym i sercowo-naczyniowym. Składniki smogu, takie jak dwutlenek siarki, tlenek węgla, tlenki azotu i ozon, mają różne toksyczne skutki dla organizmu. Pyły zawieszone są również szkodliwe i mogą prowadzić do problemów z oddychaniem i chorób płuc.

Rodzaje smogu

Rozróżnia się dwa, główne rodzaje smogu w zależności od składu chemicznego, miejsca występowania i warunków atmosferycznych:

• Smog londyński - zazwyczaj objawia się w umiarkowanej strefie klimatycznej, przy braku wiatru, w okresie zimowym, gdy trwa sezon grzewczy. Nazywany jest również smogiem kwaśnym, przemysłowym, siarkowym lub zimowym. W składzie chemicznym smogu londyńskiego znajdują się dwutlenek siarki, tlenki azotu, tlenki węgla, sadza i trudno opadające pyły. W momencie połączenia się tych zanieczyszczeń z mgłą w powietrzu powstają zawieszone kropelki kwasu siarkowego. Pierwszy raz zaobserwowano ten rodzaj smogu w Londynie w 1952 roku (J. Borawski 2018, s. 231).
• Smog Los Angeles - powstaje zazwyczaj w okresie letnim, w rejonach subtropikalnych, w dużych miastach, przy dużym nasłonecznieniu i wysokiej temperaturze. Nazywany jest również smogiem fotochemicznym lub ozonem troposferycznym. Charakterystyczna dla smogu jest brunatna barwa oraz znaczne ograniczenie widoczności. W swoim składzie zawiera tlenki węgla, tlenki azotu i tlenki węglowodorów. W wyniku reakcji chemicznych, z wyżej wymienionych związków powstają azotan nadtlenku acetylu, aldehydy i ozon (J. Borawski 2018, s. 232).

Smog w Polsce

Głównym źródłem smogu w Polsce jest tzw. niska emisja - zanieczyszczenia unoszące się do 40 m nad ziemią, pochodzące z domowych pieców, w których nieefektywnie spalane jest paliwo stałe, m.in. drewno, niskiej jakości węgiel czy śmieci. Jest podstawowym źródłem smogu (M. Małochleb 2017, s. 2). Jak podaje Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami źródłami emisji pyłu PM10 w 2017 roku były w 46% niska emisja, w 20% przemysł, w 12% rolnictwo, w 8% transport drogowy oraz w 7% energetyka i inne. Natomiast źródłami emisji rakotwórczego benzopirenu były w 84% niska emisja, w 10% przemysł, w 3% odpady, w 2% rolnictwo, w 1% transport drogowy.

Zagrożenia dla zdrowia człowieka

M. Kuchcik i P. Milewski opisali zagrożenia jakie niosą związki chemiczne zawarte w smogu (M. Kuchcik 2018, s. 347-350). Wyjątkowo niebezpieczne dla zdrowia są wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, na przykład bezo (a)piren, które wspomagają proces powstawania nowotworów. Pochodzą głównie z niskiej emisji. Toksyczne związki niszczą układ krwiotwórczy szpiku kostnego. Wywołują niedokrwistość, obniżenie liczby białych krwinek. Potrafią kumulować się w organiźmie, co prowadzi do powstawania nowotworów.

Dwutlenek siarki jest produktem ubocznym procesu spalania paliw kopalnych. Jego wysokie stężenie może prowadzić do podrażnienia błon śluzowych dróg oddechowych i spojówek, skurczów i zapalenia oskrzeli, nasilenia astmy, chorób układu krążenia czy obniżenia odporności płuc na inne infekcje. Stałe wystawienie się na dwutlenek siarki, nawet w małym stężeniu, prowadzi do bronchitu, czyli zapalenia oskrzeli oraz obniżenia skuteczności działania układu odpornościowego.

Tlenek węgla, nazywany potocznie czadem, jest około dziesięć razy bardziej toksyczny niż dwutlenek siarki. W organizmie łączy się z hemoglobiną tworząc karboksyhemoglobinę, która prowadzi do głodu tlenowego. Jest wyjątkowo niebezpieczny dla osób z chorobami układu krążenia. U osób niepalących średnie stężenie karboksyhemoglobiny wynosi 0,5%, a u palących 5%. Gdy wartość ta przekroczy 20% pojawiają się silne bóle i zawroty głowy. Wyższe stężenia prowadzą do trwałych uszkodzeń w mózgu, utratę mowy a nawet śmierć. Za wartość krytyczną przyjmuje się 60% stężenie tlenku węgla. Długotrwałe narażenie się na przyjmowanie małego stężenia czadu sprzyja zwiększeniu liczby czerwonych krwinek lub niedokrwistości, która prowadzi do niedotlenienia.

Toksyczność tlenków azotu objawia się zaburzeniem wentylacji płuc, osłabieniem funkcji obronnych płuc i dróg oddechowych, obniżeniem zawartości tlenu w krwi a ponadto niepokojem, bezsennością czy depresją. Przyjmowany w dużych dawkach powoduje obrzęk płuc. Jednak w warunkach miejskich stężenie jest znacznie niższe i nie jest związkiem zabójczym dla człowieka. Tlenki azotu przyczyniają się do powstawania smogu typu londyńskiego oraz Los Angeles oraz do powstawania kwaśnych deszczy.

Ozon jest głównym składnikiem smogu Los Angeles. Słabo rozpuszcza się w wodzie dzięki czemu wnika głęboko do płuc. Skutkuje to obniżeniem pojemności życiowej płuc i pogorszeniem wentylacji. Niszczy komórki nabłonka w drogach oddechowych, co powoduje nadczynność płuc, która może intensyfikować reakcje na inne toksyczne związki chemiczne. Długotrwałe przyjmowanie wysokich stężeń ozonu powoduje zwłóknienie tkanki opłucnej, a silne zatrucie bólem głowy i w klatce piersiowej, kaszlem, sennością, spadkiem ciśnienia krwi a nawet obrzękiem płuc, który może bezpośrednio doprowadzić do śmierci.

Pyły zawieszone (PM10, PM2,5) zazwyczaj pochodzą ze spalania w niskiej temperaturze paliw kopalnych w domowych piecach. Mogą też pochodzić z ze ścierania asfaltu, opon czy z placów budowy. Większe cząsteczki pyłów zatrzymywane są w gardle i jamie nosowej, mniejsze docierają do dolnych dróg oddechowych i płuc. Pyły zawieszone powodują trudności z oddychaniem, kaszel, osłabienie czynności płuc, pylicę a nawet nowotwór płuc - szczególnie w przypadku pracowników niektórych obszarów przemysłu.

Bibliografia

• Borawski J., Łabij-Reduta B., Naumnik B. (2018), Uwaga! Smog!, Forum Nefrologiczne, tom 11, nr 4
• Krajowy bilans emisji SO2, NOX, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2015-2017 w układzie klasyfikacji SNAP. Raport syntetyczny, Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE)
• Kuchcik M., Milewski P. (2018), Zanieczyszczenie powietrza w Polsce - stan, przyczyny i skutki, Studia KPZK, tom 182, cz. 2
• Małochleb M. (2017), Niska Emisja - Przewodnik, Fundacja Centrum Edukacji Obywatelskiej, Warszawa
• Treder M. (2017), Smog zagrożeniem bezpieczeństwa zdrowotnego w Polsce, Rocznik Bezpieczeństwa Międzynarodowego 2017, vol. 11, nr 1

Autor: Bartłomiej Cieśla