Что такое смог, как он формируется и почему вреден

Что такое смог

Смог — это усиленное загрязнение воздуха, аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Евгения Наумова, координатор проектов российского отделения Гринпис, подчеркивает: смог характеризуется повышенной концентраций загрязняющих веществ — мелкодисперсных частиц (так называемые PM2.5 и РМ10), сажи, угарного газа, оксидов азота.

Изобретение термина приписывают врачу Анри Антуану де Во, который в 1905 году использовал его для характеристики состояния атмосферы в городах. Однако впервые слово «смог» появилось в американской газете в 1880-м. Оно образовалось от двух английских существительных — smoke («дым») и fog («туман»).

Типы смога

Фотохимический (летний) смог

Летний смог образуется из-за того, что химикаты из вредных выбросов (оксид азота и ряд летучих органических соединений) вступают в реакцию с солнечными лучами. Из-за этого над городами образуется коричневый туман. Его еще называют «лос-анджелесским», так как в этом городе исторически сильные автомобильные выбросы сочетаются с жарой.

Серный (зимний) смог

Зимой воздух городов заполняется отходами от сжигания ископаемого топлива для обогрева домов и предприятий. Проблему усугубляет инверсия — атмосферное явление, при котором температура воздуха растет по мере увеличения высоты, а не наоборот. При нормальных условиях дым от костра, например, пойдет вверх, а при инверсии будет стелиться по земле. То же самое происходит с другими вредными выбросами — они остаются в атмосфере, где вступают в химические реакции и формируют дымку. Она называется «лондонским смогом», так как исторически присутствовала в столице Великобритании.

Впервые этой проблемой озаботился еще король Эдуард I в 1306 году и выпустил временный запрет на сжигание угля. Однако потребление ископаемого топлива только увеличивалось, что особенно подстегнула промышленная революция. Лондонцы XIX и первой половины ХХ века особенно страдали от серного смога, который из-за густоты и желтого цвета сравнивали с «гороховым супом». В 1952 году от «Великого смога» погибло 4 тыс. горожан, после чего были приняты законодательные акты, ограничивающие сжигание грязных видов топлива.

Зеленая экономика Контроль за молнией и дождь по заказу: как технологии борются с пожарами

Помимо двух основных существуют менее распространенные типы смога, рассказывает Ольга Ковалева, аналитик компании «СитиЭйр», занимающейся мониторингом качества воздуха в городах.

Вулканический смог

Его еще называю вог. Частицы, попадающие в воздух при извержении вулкана, вступают в реакцию с солнечным светом, кислородом и водяными парами и образуют едкие химические вещества. Несмотря на свою редкость, вог — довольно опасное явление. Например, извержение вулкана Тамбору в Индонезии в 1815 году, привело к волне аномальных летних заморозков. Погиб урожай, из-за чего случился голод в США, Канаде и Северной Европе.

Аляскинский ледяной смог

Образуется при температуре ниже −30°С, высокой влажности воздуха и безветрии. К образующимся в воздухе кристаллам льда легко присоединяются различные загрязнители и остаются в виде взвеси.

Причины появления смога

По словам Евгении Наумовой, смог традиционно появляется в результате использования углеродного топлива на транспорте, в промышленности, тепловой энергетике, а также из-за сжигания биомассы или любого углеродсодержащего материала. Кроме того, смог вызывают лесные, травяные и торфяные пожары. Рассказываем подробно об этих и других факторах.

Сжигание угля

Сжигание угля приводит к выбросам в атмосферу дыма, твердых частиц, тяжелых металлов и химических соединений — оксида серы, оксидов азота, углекислого газа. Оно чаще всего способствует формированию зимнего смога. Сжигание угля — главная причина загрязнения воздуха в Китае, из-за чего в холодное время года администрации городов часто вынуждены закрывать дороги, школы и аэропорты.

Транспортные выхлопы

Работа двигателей внутреннего сгорания ведет к выбросам углекислого газа, оксидов азота, летучих органических веществ и углеводородов. Вступая в атмосфере в химические реакции друг с другом и с солнцем, они создают летний смог.

Строительство

Крупные стройки способствуют выделению огромного количества пыли. Кроме того, использование техники ведет к образованию выхлопов. Это способствует появлению смога как зимой, так и летом.

Сжигание посевов

Многие фермеры в мире в конце лета поджигают свои поля. Это позволяет очистить землю от остатков прошлого урожая, удобрить ее пеплом и подготовить к новым засевам. Из-за этого формируется дым, который содержит черный углерод — твердые частицы PM2.5 из углерода. Они загрязняют воздух и могут вести к образованию смога.

Растения

Растения и деревья выделяют летучие органические соединения и углеводороды, которые в сочетании с солнечными лучами создают летний смог. Поэтому озеленение города парадоксальным образом может ухудшить состояние воздуха в жаркие сезоны.

Индустрия 4.0 Как алгоритмы помогают бороться с пожарами в России

Как смог связан с изменением климата

С изменением климата повышаются риски возникновения пожаров и от этого растет количество смога. Кроме того, рост температуры улучшает фотохимические реакции и увеличивает количество частиц в воздухе, способствует образованию смога и облаков. Это происходит потому, что более теплый слой атмосферы располагается над городом и препятствует нормальному смешиванию с ним более холодного и плотного воздуха. Среда остается неподвижной и со временем концентрация загрязнителей возрастает, образуя смог.

При этом сам смог тоже влияет на климат через так называемый «черный углерод» — мелкодисперсные твердые частицы углерода, которые есть в дыме природных пожаров и выхлопов транспорта, особенно на дизельном топливе. Черный углерод из-за своего размера может перемещаться в атмосфере на тысячи километров и выпадать в том числе на ледовом покрове Северного ледовитого океана и Гренландии. Это ведет к изменению отражающей способности Ледовитого океана. Чем она ниже, тем больше поверхность поглощает солнечную радиацию. Лед и снег, становясь не такими белыми, начинают поглощать тепло, а не отражать его в космос, что способствует глобальному потеплению, констатирует Наумова. Получается замкнутый круг: смог вызывает изменение климата, а оно, в свою очередь, усиливает смог.

Чем опасен смог и как обезопасить себя

Загрязнение атмосферы, следствием которого становится смог, особенно вредит детям и пожилым людям. Оно может снижать работоспособность легких, вызывать одышку, хрип и кашель. Кроме того, оно может вести к:

• развитию астмы;
• увеличению риска развития рака;
• болезни Альцгеймера;
• врожденным дефектам у детей;
• снижение веса у новорожденных;
• увеличению давления;
• увеличению риска инсульта.

Чтобы снизить влияние смога на организм, стоит придерживаться следующих правил:

• следить за прогнозами погоды;
• в случае смога не выходить на улицу и стараться избегать особенно загрязненных частей города;
• не заниматься спортом во время смога;
• избегать поездок на машине, так как есть риск встать в пробку;
• в случае необходимости носить респираторы типа FFP3.

Как бороться со смогом

Евгения Наумова считает, что первое, что можно сделать, — это не допускать лесных или торфяных пожаров. Нужно следить за использованием огня: тушить костры, не бросать окурки на землю. Если решать проблему природных пожаров на системном уровне, то нужно рассказывать детям о правилах поведения на природе, а также можно стать добровольным лесным пожарным.

Во многих западных странах приняты законы, направленные на борьбу со смогом. Некоторые из них включают ограничения на то, какие химические вещества фабрики могут выбрасывать в атмосферу. В некоторых городах выделяются специальные дни, в которые жители могут сжигать отходы, например, листья во дворе. Эти меры снижают объем загрязнения, однако этого все еще недостаточно. Для полного избавления от смога нужен целый пакет экологических решений.