Что такое смог в географии. Что такое смог и чем он опасен? Особенно чувствительны к смогу четыре группы людей

Химические реакции, которые происходят в воздухе, приводят к возникновению дымчатых туманов с частицами пыли, выхлопными газами, дымом, копотью. Эта удушливая смесь влажного воздуха называется смогом (от англ. smoke - дым, курить, дымить, коптить), или фотохимическим туманом . В состав основных компонентов этой смеси газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.

Фотохимический смог, впервые замеченный в 1940г. в Лос-Анджелесе. Смог возникает в промышленных городах, в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью.

Условия возникновения смога:

· большое количество пыли и газов, которые города выбрасывают в воздух; смог фотохимический туман промышленный
· продолжительное существование антициклонов, когда загрязнители накапливаются в приземных слоях атмосферы.

Типы смога:

Влажный смог лондонского типа - сочетание тумана с примесью дыма и газовых отходов производства.

Ледяной смог аляскинского типа - смог, образующийся при низких температурах из пара отопительных систем и бытовых газовых выбросов.

Радиационный туман - туман, который появляется в результате радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы.

Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при безоблачной погоде и легком бризе.

Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии, препятствующей подъему воздушной массы.

В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана - смог.

Сухой смог лос-анджелесского типа - смог, возникающий в результате фото-химических реакций, которые происходят в газовых выбросах под действием солнечной радиации; устойчивая синеватая дымка из едких газов без тумана.

Фотохимический смог - смог, основной причиной возникновения которого считаются автомобильные выхлопы.

Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением, образуя озон.

Фотохимический смог может вызвать поражение дыхательных путей, рвоту, раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые повышают вероятность возникновения раковых заболеваний.

Раньше считалось, что это - беда преимущественно столицы Великобритании из-за частых лондонских туманов. Однако сейчас от смога нередко задыхаются жители Мехико, Рима, Парижа, Москвы, Парижа, Лос-Анджелеса, Нью-Йорка и других городов Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Всемирная организация здравоохранения при ООН (ВОЗ) установила предельно допустимую концентрацию - 120 частей на 1млрд, хотя эта цифра часто превышается, а в Калифорнии достигает пиковых значений - 600 частей на 1млрд. Содержание 300 частей на 1млрд достаточно, чтобы вызвать раздражение глаз и слизистых оболочек гортани и носоглотки. В то же время даже меньшие концентрации способны серьёзно навредить плодам цитрусовых деревьев.

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 + N 2 = NO + N

N + O 2 = 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:

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	O 3 , NO, NO 2 , 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

Время от времени многие населенные пункты в разных точках планеты окутывает смог. Что это такое и чем опасно это явление, такое загрязнение воздуха для человека?

Откуда берется смог?

Если город окутал смог, вред может причинен огромному количеству живых существ. Но прежде чем говорить о том, в чем он заключается, стоит сказать пару слов о природе этого явления.

Плотная удушающая завеса образуется, когда загрязнение воздуха сочетается со значительным задымлением и отсутствием ветра. «Участие» в процессе загрязнения атмосферы принимает сжигание древесины и угля в домашних печах, энергетика, основанная на сжигании каменного и бурого угля, а также крупные выбросы автомобильных выхлопных газов.

Опасен ли смог? Как утверждает Всемирная организация здравоохранения, загрязнение воздуха является причиной до 30% случаев появления опухолей, в то время как генетическая предрасположенность обусловливает их развитие в 15% случаев. По данным Health and Environmental Alliance, ежегодно 3500 преждевременных смертей, 1000 новых эпизодов госпитализации, 1600 случаев хронического бронхита – это не что иное, как эффект влияния загрязнения воздуха на наш организм.

По мнению зарубежных специалистов, смог оказывает такое влияние на человека, что является одной из самых опасных угроз для нашего здоровья. Организм сталкивается с очень серьезными последствиями, связанными с его возникновением. Однако при этом важно подчеркнуть, что смог вредит здоровью неодинаково для всех людей. Степень ущерба, причиненного самочувствию дымовой завесой смога с его вредными веществами, зависит от его концентрации и времени воздействия, иммунитета конкретного человека, имеющихся у него заболеваний и возраста.

Опасный смог: вред для здоровья человека

Опухоли

Один из самых опасных эффектов влияния смога на человека, на его здоровье – это провоцирование онкозаболеваний. Вдыхаемые частицы пыли и газы попадают в различные внутренние органы, разрушая изнутри наш организм. Попавшие внутрь канцерогены способствует развитию рака легких, почек, мочевого пузыря, полости рта, придаточных пазух, глотки и гортани.

Еще несколько лет назад самая большая заболеваемость злокачественными опухолями наблюдалась в основном среди людей среднего и старшего возраста. Сегодня из-за изменений в окружающей среде ситуация претерпевает изменения. В настоящее время жертвами злокачественных новообразований все чаще становятся молодые люди, которым не свойственно рискованное (с точки зрения здоровья) поведение, такое как курение, злоупотребление алкоголем. Более того – среди жертв рака также встречаются физически активные люди, соблюдающие здоровую диету.

Заболевания сердечно-сосудистой системы

Загрязненный воздух, смог вредит также тем, что оказывает существенное негативное влияние на развитие артериальной гипертензии, нарушений ритма сердца, ишемической болезни сердца. Он способствует усугублению сердечной недостаточности, коронарных болей, нарушений сердечного ритма.

Наиболее уязвимыми к неблагоприятному воздействию пыли, содержащейся в воздухе, являются:

люди, уже страдающие стенокардией и другими заболеваниями ССС;
полные люди;
пожилые (переступившие возрастной порог в 65 лет);
к группе риска относятся также пациенты с хроническими заболеваниями дыхательных путей;
больные диабетом;
курильщики.

Заболевания дыхательной системы

Смог среди прочих вредных веществ содержит, помимо прочего, диоксид серы, который попадает во время дыхания на слизистую оболочку носа и в верхние дыхательные пути. Определенное его количество достигает и нижнего их участка, а затем проникает в нашу кровь. При этом не нужно большой концентрации вредных соединений в воздухе, чтобы длительное его вдыхание ослабило защитные функции дыхательных путей, облегчая тем самым проникновение в организм бактерий и вирусов.

Смог вредит и тем, что способствует развитию воспаления слизистой оболочки бронхиального дерева, а также ухудшает газообмен в легких.

Повышенный риск аллергии — это тоже эффект от действия вредной пыли и газов.

Влияние на нервную систему

Недомогания и неполадки со стороны нервной системы в некоторых случаях тоже являются следствием загрязнения воздуха, вреда смога. Текущее качество воздуха способствует проблемам с концентрацией внимания, памятью, более быстрым старением нервной системы, а также увеличению риска заболевания Альцгеймера.

Смог: опасное влияние на здоровье детей

Смог отрицательно влияет не только на дыхательную и сердечно-сосудистую систему взрослых. Он оказывает очень вредное воздействие на не рожденных детей, пока находящихся в организме матери. У мам, постоянно или часто находящихся в среде с загрязненным воздухом, появляются на свет дети с более низким весом при рождении, меньшим ростом и окружностью головки.

У таких детей хуже развиты легкие. Кроме того, они чаще по сравнению с потомством женщин, не «общавшихся» со смогом, рождаются до положенного срока, недоношенными.

Кратковременное воздействие тоже негативно

Смог оказывает влияние на здоровье человека не только при условии постоянного контакта с его вредными веществами. Что будет после не столь длительного вдыхания загрязненного воздуха? Даже короткое пребывания в такой атмосфере, мягко говоря, не прибавляет здоровья.

Вдыхание смога может вызвать:

раздражение конъюнктивы глаз, гортани и трахеи;
зуд в носу носа, насморк;
кашель (дневной и ночной);
астматическая одышка, свистящий выдох.

Смог может также привести к:

транзиторным воспалительным заболеваниям легких;
патологической усталости;
снижению толерантности к физической нагрузке.

Когда появляется смог, нужно помнить о потенциальном вреде и сделать все возможное, чтобы оказаться подальше или минимизировать его влияние на здоровье. Оно может оказаться слишком негативным и серьезным, чтобы его проигнорировать, особенно если идет речь о людях с хроническими болезнями, пожилых и детках.

Ну как же! Все знают Смога!

Этого хитроумного и грациозного огнедышащего гиганта, спалившего окрестности Эсгарота и чуть не прикончившего беднягу Бильбо. Его имя возникло из синтеза английского слова smoke - «дым» - и древнеславянского smok - дракон.

Хм. Вы полагаете, что речь совсем не о Смоге, а о смоге? А ведь и правда - это более современная проблема.

Что такое смог

Смог - крайне сильное загрязнение воздуха отходами промышленного производства (химическими веществами или крошечными частицами копоти).

По определению, это результат деятельности человека. Если подобное загрязнение произошло в результате природного катаклизма, оно называется «мгла». Да-да, та самая, что сгущалась над Средиземьем.

Англичане любят играть словами. Неприятное явление они назвали, скомбинировав слова smoke (его мы уже знаем) и fog - туман. По-русски получается «дыман» или «тудым».

Долгое время в эпоху промышленной революции виновником смога был уголь, широко использовавшийся как топливо. В атмосферу устремлялись копоть и диоксид серы, формирующие над городом клубы дыма.

Однако к середине прошлого века прогресс привел человечество к созданию еще более вредных веществ, и ученые заговорили о новой напасти.

Фотохимический смог - туман преисподней

Впервые это явление описано в 50-е годы в Калифорнии голландским ученым-химиком Арье Хаагеном-Смитом. Он понял, что вещества в воздухе не только механически смешиваются, но и вступают в химические реакции, образуя новые соединения.

Основные компоненты этого аэробульона - газы и аэрозоли:

летучие соединения органической природы (пары продуктов нефтепереработки (керосин, бензин), растворителей, инсектицидов);
соединения азота и серы (оксиды, пероксиды);
озон.

Главная проблема возникает под действием солнечного излучения .

Этапы процесса таковы:

Ультрафиолет переводит электроны молекул кислорода (озона и оксидов) в возбужденное состояние.
Этим он значительно ускоряет реакции окисления распыленных в воздухе органических соединений.
В результате окисления эти вещества становятся еще более вредными для окружающей среды.

Поскольку ультрафиолетовое излучение - основной пусковой фактор, для образования фотохимического смога нужна безветренная и ясная погода. Особенно ему подвержены крупные города, лежащие в ложбинах и окруженные горами.

Больше всего страдают страны с развитой промышленностью и транспортом: все североамериканские государства, Япония, .

В чем же вред

Смог вызывает раздражение слизистых оболочек рта, носа, глаз, коньюнктивит, аллергические реакции , обострение хронических заболеваний (бронхиальной астмы, псориаза и др.), снижает иммунитет. Может вызвать острые отравления. Возможно, провоцирует онкозаболевания.

Подобные болезни возникают и у животных, причем чем меньше (размерами и возрастом) существо, тем выше для него опасность.

Нарушается жизнь растений , особенно плохо его переносят виноград, злаковые, бобовые, свекла и комнатные растения.

Повреждаются городские объекты: быстрее ржавеет металл, трескаются резина и краска. Портятся синтетические волокна (а значит, одежда, спецкостюмы).

А это Питер. Смога нет!

Наверное, в общих чертах ответить, что такое смог, может каждый современный школьник. И если мы зададим ему подобный вопрос, то, скорее всего, услышим приблизительно следующее: "Смогом называется дымка над городом, которая возникает в результате чрезмерного выхлопными газами".

Так ли это на самом деле? Давайте попробуем выяснить характер и причины появления данного с научной точки зрения.

Что такое смог? Какова природа его возникновения?

Название данного явления, впервые возникшего в Лондоне несколько десятилетий назад, имеет чисто английские корни. Произошло оно при сложении двух существительных «smoke», что в переводе на русский язык означает «дым» и «fog» - «туман».

Этот вид осадков характерен для регионов с очень загрязненным воздухом. Особенностью является наличие в атмосфере большого процента посторонних частиц, на которых конденсируется пар. Считается, что основными виновниками в возникновении смога являются обилие транспорта на дорогах и определенные погодные условия.

Что такое смог? Чем он опасен?

Наверное, вряд ли кто-то станет спорить с тем, что проживание в городах, для которых смог стал явлением почти обыденным, рискованно и достаточно опасно для жизни человека. Кстати, именно плохую экологию врачи считают виновной в бледности кожи местных жителей. Все дело отнюдь не в нехватке витаминов, как полагают многие. В мегаполисах загореть попросту нереально, т.к. смог, смешиваясь с дымом и пылью, делает все возможное, чтобы не допустить попадание на землю энергии солнечных лучей.

Но и это еще не все. Вероятно, жители мегаполисов замечали, что в последнее время нашим городам зимой все чаще и чаще угрожают обильные снегопады, а ливни стали почти привычным явлением. И это не случайно. Из-за того, что воздух содержит огромное количество различного рода мелких твердых частиц, в нем образуется во много раз больше капелек или снежинок, чем, скажем, в сельской местности, а значит, в результате больше облаков и осадков.

Конечно же, защититься от всех издержек урбанизации вряд ли возможно. Помните недавний смог в Москве? Именно в тот период в больницах столицы увеличилось количество пациентов с жалобами на обильное слезотечение, надоедливый и частую Но и это еще не все. Если вредные частицы все-таки попадают в наш организм, то их нейтрализация происходит в печени, а значит, организм отравляется глубоко изнутри.

Что такое смог? Его примеры в мире

К сожалению, в современном мире, когда во многих уголках планеты сложившаяся оставляет желать лучшего, смог - это не такое уж и редкое явление.

Например, влажный вид осадков данного типа был характерен для столицы Великобритании и некоторых других частей этой страны около 100 лет назад. И в то время повинны в его образовании были, как вы понимаете, вовсе не автомобили. Приблизительно в 12-13 веке в этом государстве жители отапливали свои дома исключительно углем, все больше и больше загрязняя окружающую среду. Как известно, туманы для данной местности - это вовсе не редкость. Частицы сгораемого топлива смешивались с обильными осадками, образуя непроглядную и губительную для здоровья жителей дымку - лондонский смог. Такого рода обогрев был, в конце концов, запрещен королем Эдуардом под страхом смертной казни.

Впервые был замечен в Лос-Анджелесе. Он, согласно точке зрения современных ученых, образуется в верхних только в летний период и под воздействием ультрафиолетового излучения. Промышленные выбросы, попадая под воздействие солнечных лучей, образуют все новые и новые, а часто и более токсичные продукты.