Czy smog jest groźny jak smok?

Słyszeliście już o smogu? Podejrzewam, że nie raz. To problem, który w Polsce jest uciążliwy dla nas wszystkich. Dopada w sezonie grzewczym i często nie odpuszcza (niestety) przez kilka miesięcy.

Jednak nie tylko w naszym kraju się z nim zmagamy. Czy znacie mrożącą w żyłach historię o Wielkim Smoku Londyńskim? O przepraszam, o Wielkim SMOGU Londyńskim? W końcu smog to nie fikcyjny postrach 🙂

Czym jest smog?

Słowo “smog” pochodzi z połączenia angielskich słów “smoke” (dym) i “fog” (mgła). Z chemicznego punktu widzenia smog klasyczny składa się z: tlenków siarki, tlenków azotu, tlenków węgla i trudno opadających pyłów, takich jak PM2,5 i PM10, oraz wilgoci. Kiedyś myślano, że nad miastami unosi się nieszkodliwa mgła. Jednak problem okazał się bardziej złożony i dużo groźniejszy.

Smog tak samo groźny jak palenie tytoniu?

Zgodnie z Raportem opublikowanym w “European Heart Journal” w 2015 roku z powodu zanieczyszczonego powietrza na świecie zmarło około 8,8 miliona osób. W Polsce co roku z tego samego powodu umiera około 40-50 tysięcy osób! Udowodniono również, że ekspozycja na smog skraca życie. Jest to uzależnione od regionu zamieszkania i poziomu zanieczyszczenia powietrza w danej okolicy. Ludziom mieszkającym w okolicy Suwałk smog zabiera około 14 miesięcy życia, czyli ich życie mogłoby być w ogólnym rozrachunku o 14 miesięcy dłuższe, gdyby nie smog w tamtym rejonie. W okolicy Krakowa przez smog ludzie średnio żyją o ponad 3,5 roku krócej! Przerażające, prawda?

Z danych Światowej Organizacji Zdrowia wynika, że oddychanie mocno zanieczyszczonym powietrzem jest podobnie szkodliwe w skutkach jak nałogowe palenie papierosów. W ciągu roku z powodu smogu umiera prawie 8,8 miliona osób, podczas gdy liczba umierających nałogowych palaczy to średnio 7,2 miliona w ciągu roku. Przerażające!

Kiedy mamy do czynienia z największym smogiem?

Smog klasyczny, nazywany również kwaśnym lub londyńskim (o czym za chwilę), w największej intensywności występuje w okresie od listopada do lutego. Często przy obecnych zawirowaniach pogodowych pojawia się niestety już w październiku i zostaje aż do kwietnia. To czy i jak długo mamy z nim do czynienia, uzależnione jest głównie od tego jak długo trwa sezon grzewczy. Smog klasyczny jest charakterystyczny dla umiarkowanej strefy klimatycznej, czyli regionu, gdzie ogrzewa się domy głównie za pomocą węgla, drewna i innego rodzaju złej jakości paliw. Występuje najczęściej w godzinach porannych, kiedy mamy bezwietrzną pogodę, temperatura powietrza wynosi 0-5 °C, przy niewielkim nasłonecznieniu. Smog przejawia się jako gęsta mgła, która uniemożliwia przenikanie promieni słonecznych potrzebnych do rozkładu zanieczyszczeń.

Co oznacza PM2,5 i PM10?

Jest to określenie wielkości zawieszonych w powietrzu pyłów , czyli cząstek stałych mogących negatywnie wpływać na zdrowie człowieka. Skondensowane substancje małolotne i nielotne adsorbują się na cząstkach stałych (czyli tak jakby przyczepiają się do nich, mieszając się) i unoszą w powietrzu na równi z zanieczyszczeniami lotnymi. Dlatego na to czy dalej zanieczyszczenia będą gdzieś osadzone, czy będą frywolnie latały w powietrzu, największy wpływ mają warunki pogodowe: prędkość wiatru, temperatura i wilgotność. Możemy wyróżnić rozmiary pyłów:

• TSP – cząstki o wielkości 100 μm (mikrometrów) i mniejsze
• PM10 – cząstki o wielkości 10 μm i mniejsze
• PM 2,5 – cząstki o wielkości 2,5 μm i mniejsze

Czy smog i niska emisja oznaczają to samo?

Niska emisja i smog to dwa różne pojęcia, jednak uzależnione od siebie. Smog to następstwo, czyli skutek niskiej emisji. Dokładniej, niska emisja to wprowadzanie do powietrza i środowiska pyłów, a także szkodliwych gazów na wysokości do 40 m. Zanieczyszczenia te pochodzą z domowych pieców grzewczych, transportu spalinowego, a także z lokalnych kotłowni węglowych, w których spalanie węgla odbywa się w sposób nieefektywny. Cechą charakterystyczną niskiej emisji jest to, że powodowana jest przez liczne źródła, wprowadzające do powietrza stosunkowo niewielkie ilości zanieczyszczeń. Do produktów spalania wpływających na występowanie niskiej emisji zaliczyć można gazy: dwutlenek węgla, tlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, a także metale ciężkie (należą do nich między innymi ołów, rtęć, chrom, miedź, mangan) i pyły zawieszone (takie jak PM10, PM2,5). Aby zapobiegać niskiej emisji należy wymieniać piece węglowe na gazowe, ale najlepszym wyjściem jest przechodzenie na tzw. czystą energię czyli pompy ciepła, panele słoneczne itd.

Niska emisja i smog to nie to samo. Smog jest zjawiskiem, który potwierdza występowanie na danym obszarze niskiej emisji . Jednak nie zawsze możemy zauważyć smog, kiedy mamy do czynienia z niską emisją!

Zabójcza mgła londyńska z 1952 roku

Opowiem Wam historię pewnego wielkiego smogu. Historię niczym z horroru. Niestety z życia wziętą.

5 grudnia 1952 roku w Londynie powietrze stało się śmiertelnie niebezpieczne. Taki stan utrzymywał się przez pięć dni. Całe miasto wypełniła gęsta, niecodzienna mgła, która w wielu miejscach ograniczyła widoczność do zaledwie 1 metra.

Londyńczykom takie zjawisko nie wydawało się specjalnie obce. Regularnie to miasto pokrywała warstwa zbitej mgły, a po kilku dniach (lub godzinach) samoistnie znikała. Dlatego mieszkańcy nie przejęli się mgłą z roku 1952 roku i nie traktowali jej jak realne zagrożenie. Sytuacja jednak była dużo bardziej poważna, niż w przypadku poprzednich mgieł. W całym mieście ludzie zaczęli ciężko chorować i umierać. Mgła również bardzo negatywnie wpłynęła na zwierzęta, które również zaczęły masowo ginąć. Ruch uliczny także został zatrzymany, bo tej dziwnej mgły nie dało się rozwiać. Było to coś cięższego w przepędzeniu i dużo groźniejszego – smog.

Mgła ogarnęła Londyn wydawałoby się tylko na pięć dni. Jednak mimo krótkiego czasu trwania, była tragiczna w skutkach. W tym czasie zmarło 4000 osób, a 150 000 trafiło do szpitali z objawami ciężkiej niewydolności oddechowej. Najnowsze badania pokazują jeszcze bardziej przerażające dane – przez te kilka dni dziwna mgła zabiła aż 12 000 osób! Dziś te wydarzenia na szczęście już są tylko dramatyczną historią Wielkiego Smogu Londyńskiego, jednak pozostają wciąż w pełni niewyjaśnione.

Czym była ta dziwna mgła?

Na początku grudnia pojawiła się rzeczywiście zwyczajna mgła. Doprowadziła ona do ochłodzenia powietrza. Spowodowało to, że Londyńczycy zaczęli ogrzewać domy paląc węglem. Surowiec ten był niskiej jakości i niestety zanieczyszczony związkami siarki. Powietrze w krótkim czasie zostało zanieczyszczone ogromną ilością gazów pochodzących właśnie ze spalania.

Ku nieszczęściu mieszkańców Londynu, sytuację pogorszył antycyklon, który spowodował inwersję temperatury (inwersję termiczną). Zjawisko to polega na tym, że zimne powietrze zostało “przykryte” cieplejszą warstwą i uwięzione. Warstwy te nie mieszały się, przez co szkodliwa chmura zablokowała się nad Londynem. Głównym powodem tragicznej sytuacji okazały się siarczany, czyli sole i estry kwasu siarkowego. Powstały one z dwutlenku siarki, który zamienił się w ten mocny kwas. Doprowadziło to do tego, że mgła zamieniła się w gęsty, nieprzezroczysty, śmierdzący smog. Smog powodował uszkodzenia płuc, które były przyczyną śmierci tak wielu osób. Pozostaje jednak wiele pytań z tym związanych.

Dlaczego dwutlenek siarki przemienił się w mocny kwas siarkowy? Jakie warunki doprowadziły do takiej przemiany? Proces ten nie został jednak jeszcze w pełni wyjaśniony.

Kluczową rolę w zjawisku Wielkiego Smogu miała obecność dwutlenku azotu, czyli innego produktu spalania węgla kamiennego. Związek ten ułatwił powstawanie siarczanów. Równie istotny był czas zalegania mgły. Początkowo jej kropelki były duże i razem z rozpuszczającymi się w nich siarczanach tworzyły mocno rozcieńczony roztwór kwasu siarkowego. Jednak z biegiem czasu woda parowała, kropelki stawały się coraz mniejsze, a tym samym stężenie kwasu wzrastało. Doprowadziło to do sytuacji, gdzie maleńkie kropelki mocnego kwasu wypełniły mgłę i miasto, a poprzez układ oddechowy dostawały się do płuc. W konsekwencji zabójcza mgła uszkodziła płuca tysięcy ludzi i doprowadziła do ponad 12 000 zgonów.

Smog w warunkach laboratoryjnych

Współcześni badacze odtworzyli ten proces w warunkach laboratoryjnych. Ich celem było porównanie go ze zjawiskiem zanieczyszczeń powietrza w azjatyckich miastach, głównie w Chinach. Wyniki pokazały, że tam, mimo ogromnego skażenia powietrza, nie dochodzi do powstawania mikrokropelek kwasu siarkowego. Wynika to z tego, że są one neutralizowane przez duże stężenie amoniaku pochodzącego z nawozów sztucznych i spalin. Zatem powstają krople o odczynie obojętnym – wciąż szkodliwe, jednak nie tak zabójcze. Zagadka rozwiązana!

Wstrząsające wydarzenia z roku 1956 w Londynie sprawiły, że w Wielkiej Brytanii wprowadzono ostre przepisy ograniczające emisję trujących gazów.

Smog wciąż jest ogromnym problemem na całym świecie. Jest bardzo szkodliwy, a wręcz zabójczy, co jasno pokazują badania. Jest tak samo groźny w skutkach, jak nałogowe palenie papierosów! Pamiętajcie, że to w naszych rękach jest los ludzkości i planety. Dlatego jeśli już wiecie jak powstaje smog i jakie konsekwencje niesie oddychanie zanieczyszczonym powietrzem, edukujcie siebie i innych! Jeśli będziemy o tym rozmawiać, może zmienimy choć małą cząstkę naszego otoczenia. To zawsze coś 🙂

Działajcie, uświadamiajcie i pamiętajcie, że mamy wpływ na rzeczywistość. Czy to smog, choroba wywołana ołowiem, czy rtęcią (o których pisałam ostatnio). Wszystko ma wspólny mianownik – chemię. Jeśli chcecie ją ćwiczyć i ratować ludzkie i zwierzęce życia, zapraszam do mojego kursu chemii online i na kanał Okiem Chemika.