Смог

Возможные последствия

Поскольку феномен возникает в результате смешивания разных опасных веществ, он оказывает разностороннее негативное влияние на здоровье живых существ и окружающую среду. Какое именно, зависит от химического состава.

Воздействие на человека

Смог крайне опасен для человека, на что постоянно обращают внимание ученые. Это одна из главных причин преждевременной смерти

• головные боли и тошнота;
• нарушение сна;
• снижение физической работоспособности;
• болезни органов дыхания (например, астма, бронхит);
• сердечно-сосудистые заболевания (вплоть до инфаркта или инсульта);
• онкологические заболевания.

При сильном загрязнении воздуха возникает риск удушья. Разъясняя, чем для человека опасен смог, ученые советуют воздержаться от занятий спортом на улице и других видов физической активности.

Влияние на растения

Присутствующие в воздухе вредные вещества вызывают у растений стресс, ослабляют их. Под их воздействием происходят:

• снижение фотосинтезирующей способности;
• разрушение воскового слоя на поверхности листьев;
• нарушение усвоения питательных веществ и воды;
• снижение устойчивости к болезням и вредителям.

Кислоты и азот, которые накапливаются в почве в чрезмерном количестве, нарушают естественный биобаланс. Почвы окисляются, из них вымываются жизненно важные вещества и попадают во время дождя в грунтовые воды. Одновременно высвобождаются ранее связанные тяжелые металлы и алюминий, наносящие вред корням.

Плохо растут сельскохозяйственные культуры. Сильное загрязнение воздуха приводит к снижению урожайности на 5-15%. И это еще одна опасность для человека, чья деятельность в основном и является причиной смога.

Другие последствия

Загрязняющие вещества оказывают вредное воздействие не только на живые организмы:

• выпадают на землю в виде кислотных дождей, вызывая окисление почв и водоемов, в том числе высоко в горах;
• разрушают конструкционные и строительные материалы: камень, стекло, сталь, бронзу, железо. Страдают современные сооружения и памятники культурного наследия;
• снижают производительность гелиоустановок, вследствие чего сильно уменьшается количество вырабатываемой энергии.

Возникновение термина

Впервые термин «смог» был введён доктором Генри Антуаном де Во (англ. Henry Antoine Des Voeux) в 1905 году в статье «Туман и дым» (Fog and Smoke), написанной для Конгресса здравоохранения (Public Health Congress). 26 июля 1905 года лондонская газета Daily Graphic процитировала его: «Он сказал, что нет нужды в науке, чтобы понять, что этот дымовой туман — смог — порождение города, которое не встречается в сельской местности» (англ. « said it required no science to see that there was something produced in great cities which was not found in the country, and that was smoky fog, or what was known as ‘smog’»).

На следующий день газета написала, что де Во оказал большую услугу общественности, введя новый термин для описания лондонского тумана.

Борьба со смогом

В глобальном плане, условия возникновения фотохимического смога можно учитывать еще при планировании будущего населенного пункта. На территории Российской Федерации и некоторых соседних стран есть города, расположенные на рельефе, ограничивающем ветер и рассеивание вредных веществ. Хорошим примером служит Новокузнецк, где имеются серьезные промышленные предприятия, но город окружен горами с трех сторон и не подвергается достаточной «вентиляции». В безветренную погоду здесь практически всегда образуется смог.

В уже имеющихся условиях важно стремиться к сокращению выбросов отравляющих веществ в атмосферу. Практическими шагами для достижения этого могут стать разработка и установка эффективных фильтрующих систем на предприятиях

В более глобальном плане возможно изменение технологии производства.

Внедрение общественного и личного транспорта на электрической тяге является одним из важнейших шагов в борьбе с фотохимическим смогом. Отсутствие выхлопных газов серьезно ослабит химическую «базу» для образования вредного тумана.

Еще одним мероприятием по повышению качества жизни на территориях, подверженных смогу, может стать создание естественной вентиляции. Это связано с серьезными работами по профилированию рельефа и созданию выемок в горных массивах.

На практике из вышеперечисленных методов, широко внедряются лишь фильтровальные сооружения на промышленных предприятиях. Более масштабные шаги, наподобие строительства инфраструктуры под электрический общественный транспорт, и, тем более, создания «вентиляционных трактов» в рельефе местности, требуют серьезного финансирования. А с этим практически всегда – большая проблема.

Конкретные последствия загрязнителей для здоровья

Твердые частицы

Твердые частицы: состоит из твердых и жидких частиц, которые различаются по размеру и составу, большинство частиц попадает в нос и горло, и не достигают легких. Однако, более мелкие твердые частицы могут достичь легких и называются “респирабельными”. Эти мелкие частицы могут проникать глубоко и вызывать повреждения. Сердечно-дыхательная (сердечно-легочная) система больше всего повреждается от частиц, в результате чего возникают инфекции, астма, бронхит, эмфизема, черные легкие и многое другое.

Озон

Озон (О3): интенсивный раздражитель и опасная угроза здоровью. Озон может повредить глаза и нос, вместе с горлом и легкими. Он отвечает за респираторные проблемы, такие как кашель и хрипы, и может уменьшить функцию легких. Хотя раздраженные клетки заменяются через несколько дней после воздействия, замена не является совершенной, и постоянное воздействие может привести к старению легких и долгосрочным последствиям. Озон сильно реактивен, он имеет способность окислить и разрушить ткань легкого. Краткосрочное воздействие повышенных уровней озона (выше 0,75 промилле) были связаны с множеством респираторных раздражений, таких как кашель, свистящее дыхание, грудная боль, фарингит и одышка. Было доказано, что длительное воздействие молекул озона вызывает постоянное снижение функции легких, а также повышает риск развития астмы.

Окиси азота

Окиси азота (NOx): ответственны за косвенное влияние на здоровье. NOx раздражает легкие и понижает сопротивление к инфекции. Даже кратковременное воздействие может вызвать симптомы кашля и одышки. Косвенно он участвует в образовании озона и твердых частиц.

Диоксид серы

Диоксид серы (SOx): SO2 приводит к раздражению глаз, одышке и нарушению функционирования легких. Он может глубоко проникать в легкие, а в сочетании с водой превращается в серную кислоту, к которой организм чувствителен. Также является одним из основных факторов формирования вредных частиц. Диоксид серы является распространенным компонентом лондонского смога. Эпидемиологические исследования связали краткосрочное воздействие диоксида серы на дыхательные раздражения, включая кашель, хрипы и фарингит.

Окись углерода

Окись углерода (CO): CO является загрязнителем воздуха, который влияет на здоровье и в высоких концентрациях смертелен. Окись углерода связывается с гемоглобином в крови, уменьшая его способность переносить кислород и тем самым лишает жизненно важные ткани кислорода. Люди с ослабленной иммунной системой и проблемами со здоровьем, подвержены высоким уровнем окиси углерода.

Последствия смога для здоровья

Последствия смога и его компонентов для здоровья могут быть серьезными и зависеть от многих переменных. Смог вреден при вдыхании, причем его тяжесть зависит от количества вдыхаемого, типов содержащихся в нем загрязняющих веществ, а также возраста, веса, уровня активности и состояния здоровья человека. Исследования показывают, что любое воздействие этих загрязнителей является вредным, при этом длительное воздействие и более высокие дозы, очевидно, вызывают наибольший ущерб. А вообще, любое загрязнение атмосферного воздуха вредит здоровью.

Типы эффектов смога включают в себя:

• раздражение глаз, носа и горла;
• снижение функции легких;
• обострение респираторных или сердечных заболеваний.

Борьба со смогом

Естественный борец со смогом – ветер. При движении воздушных масс токсичные вещества уносятся за пределы города, рассеиваются в пространстве. Но если долго стоит безветренная погода, то смог постепенно становится плотнее, видимость на улицах падает до критической отметки, становится невозможным движение транспорта.

Население, проживающее в крупном промышленном городе, может сделать многое для снижения вероятности появления смога:

• меньше пользоваться автомобильным транспортом (ходить пешком или передвигаться на велосипеде);
• приобрести электрические бытовые приборы вместо газовых;
• не покупать лакокрасочные материалы, растворители, бытовые химикаты с высокой концентрацией летучих органических веществ;
• заправлять автомобиль в прохладный период суток (утром и вечером), чтобы предотвратить испарение нагретых частиц топлива, провоцирующих образование озона в нижнем слое атмосферы.

Борьба со смогом непроста, требует усилий и финансовых вложений. Чтобы на предприятиях исключить или снизить объем вредных выбросов, нужно провести обширную модернизацию оборудования, установить современные фильтрационные системы, ввести новые технологии производства. Не всем государствам модернизация по карману, поэтому смог остается актуальной проблемой.

Последствия

Длительная жара и нахождение в зоне блокирующего антициклона привели к значительному ухудшению качества приземного воздуха. Установившийся штиль способствовал накоплению выхлопных газов и прочих атмосферных загрязнений в черте города. Ситуацию значительно ухудшило сильное задымление воздуха, вызванное многочисленными пожарами в лесах и торфяниках Московской области и других регионов.

В июле-августе содержания аэрозолей, окислов азота, углерода, различных углеводородов постоянно превышали безопасные значения, зачастую их концентрации превышали предельно разовые ПДК для этих веществ. Плохое качество воздуха и аномальная жара негативно отразились на состоянии здоровья миллионов москвичей и гостей столицы. По данным Департамента здравоохранения города Москвы по состоянию на 9 августа 2010 года дополнительная ежедневная смертность жителей города от аномальной жары и смога в Москве достигала 320—340 человек. Число вызовов «скорой помощи» и обращений к врачам увеличилось на 20 %, общее число госпитализаций возросло на 10 %, и в частности госпитализаций детей — на 17 %. По сравнению с августом предыдущего года на треть выросла смертность, связанная с болезнями системы кровообращения и органов дыхания, в полтора раза выросла смертность от прочих причин.

Шлейф задымления от пожаров в Центральной России вызвал длительное, с небольшими перерывами, ухудшение видимости в аэропортах Московской воздушной зоны до 2-3 км, также неоднократно наблюдалось ухудшение видимости до менее 1000 м. Сильнее всего видимость однажды ухудшилась в Домодедово — до 150 м. Столь затяжные неблагоприятные погодные условия привели к периодическим задержкам рейсов, перенаправлению множества рейсов на запасные аэродромы.

Влияние на футбольные матчи в Москве

Российский футбольный союз

6 августа Российский футбольный союз объявил, что из-за неблагоприятных погодных условий (аномальная жара и смог) товарищеский матч между сборными России и Болгарии, а также отборочный матч чемпионата Европы—2011 между молодёжными сборными России и Латвии переносятся из Москвы в Санкт-Петербург.

ФК «Спартак»

8 августа московский футбольный клуб «Спартак» объявил, что в связи с неблагоприятной экологической обстановкой уезжает на пятидневный сбор в Таллин.

ФК ЦСКА

Московский футбольный клуб ЦСКА 9 августа объявил, что в связи с неблагоприятной экологической обстановкой уезжает на трёхдневный сбор в Санкт-Петербург.

Российская футбольная премьер-лига

Российской футбольной премьер-лигой (РФПЛ) было объявлено о переносе на резервные дни матчей молодёжного первенства, запланированных на 7 августа: «Динамо» — ЦСКА и «Спартак» (Москва) — «Зенит». Вечером, после консультаций с медицинскими и эпидемиологическими организациями, Минздравсоцразвития России, МЧС России, Департаментом природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы были перенесены на резервные дни, запланированные на 8 августа, матчи основных составов этих клубов. В заявлении РФПЛ отмечалось, что «проведение московских матчей Росгосстрах чемпионата России в ближайшее воскресенье грозит опасностью для здоровья как участников соревнований, так и зрителей».

9 августа РФПЛ рассмотрела вопрос о возможности переноса запланированных на 14—15 августа матчей, которые должны были пройти в Москве и Подмосковье: «Сатурн» — «Ростов», ЦСКА — «Анжи» и «Локомотив» — «Спартак» (Москва). Было решено, что окончательное решение о проведении матчей в московском регионе будет принято за два дня до того или иного матча. Кроме того, клубам было предложено рассмотреть вопрос о возможности переноса игр в Тулу и Ярославль.

12 августа РФПЛ, отметив улучшение экологической обстановки, заявила, что не видит оснований для переноса на другой день запланированного на 14 августа матча «Сатурн» — «Ростов». На следующий день РФПЛ заявила, что в связи с нормализацией экологической обстановки в Москве матчи ЦСКА — «Анжи» и «Локомотив» — «Спартак» перенесены не будут и состоятся соответственно 14 и 15 августа.

Виды смога

Существуют 2 типа смога:

• природный, вызванный природными катаклизмами (вулканическим извержением, лесным пожаром);
• техногенный, спровоцированный человеческой деятельностью.

Они делятся на 4 разновидности:

1. Влажный смог, называемый серным. Возникает при повышении концентрации серных оксидов в воздухе из-за серосодержащих выбросов от сгорания топлива. Содержание токсичных частиц опасно высокое, над городом висит плотный, практически непроницаемый туман. Заметный случай, по которому можно сделать характеристику описываемого вида тумана, зафиксирован в Лондоне в 1952 году. Жители столицы Британии активно использовали уголь для отопления жилища, в городе работали угольные электростанции. Возникший смог оказался необычайно плотным, автомобили не могли двигаться, туманная завеса проникала через оконные щели в дома. Отравившись токсичным воздухом, погибли 12 тысяч жителей, у более 100 тысяч диагностировали серьезные респираторные заболевания.
2. Фотохимический смог, называемый сухим. Сегодня наиболее распространен. Представляет собой аэрозоль коричневатого оттенка.Смог над городом образуется в результате смешения в воздухе следующих вредных веществ:

• азотных оксидов, образующихся при работе ТЭЦ и предприятий тяжелой промышленности, испускании автомобилями выхлопных газов;
• озона, в стратосферном слое являющегося полезным веществом, защищающим от ультрафиолета, а в нижнем атмосферном слое относящегося к вредным для здоровья человека загрязнителям;
• взвесей РМ2.5, состоящих их пылевых, зольных, прочих мельчайших твердых частиц, крайне негативно влияющих на сердце, кровеносные сосуды, органы дыхания, вызывающих легочные онкологические патологии;
• летучих органических веществ (к ним относятся испарения бензина, растворителей, лакокрасочных материалов, других бытовых и промышленных химикатов).

1. Вулканический смог появляется вследствие извержения вулкана.Вредные летучие соединения, вырываясь из жерла, контактируют с солнечным излучением и воздухом, распространяются на значительные расстояния. Повисая над населенным пунктом, приносят существенный вред живым организмам. Явление характерно для стран, на территории которых находятся вулканы.
2. Ледяной смог – природный тип, наблюдающийся редко при определенных погодных условиях: отрицательной температуре и высокой влажности воздуха, отсутствии ветра. При указанной погоде воздух насыщается мельчайшими ледяными кристалликами, на которые налипают вредные частицы. Загрязненные кристаллики образуют плотный туман, вредный для дыхательной и кровеносной системы человека.

Формирование

Смог образуется при выбросе загрязняющих веществ в воздух. Загрязняющие вещества образуются как естественным путем, так и человеком, однако антропогенные загрязняющие вещества вызывают наибольшую озабоченность в связи с величиной загрязняющих веществ, образующихся в результате сжигания и добычи ископаемых видов топлива, которые, как известно, вызывают экстремальные последствия для здоровья. Место образования смога также вызывает большую озабоченность, особенно для здоровья человека, поскольку значительная его часть производится в городах, где проживает большая часть населения.

Один из основных компонентов, озон, создается в результате химических реакций между солнечным светом и некоторыми загрязнителями.

Другой первичный компонент, твердые частицы, также могут образовываться в результате химических реакций, но появляются в атмосфере и другими способами.

Ветер может рассеять эти частицы по Земле уменьшая количество в пределах данной области. Кроме того, осадки могут вымыть эти загрязнители из местной атмосферы, однако это может привести к другим нежелательным событиям, таким как кислотные дожди. Когда смог сталкивается с инверсионным слоем (вызванным теплыми областями в верхних слоях атмосферы), он может оставаться над регионом в течение длительного периода времени, подвергая людей воздействию дольше.

Влияние смога на окружающую среду

Поскольку смог представляет собой высокую концентрацию загрязняющих веществ на ограниченной территории, то его действие на окружающее весьма заметно. Воздействие смога может быть разным в зависимости от того, что именно входит в его состав.

Часто пребывая в смоге большого города, человек начинает испытывать недостаток воздуха, першение в горле, резь в глазах. Возможны воспаление слизистых оболочек, кашель, обострение хронических болезней, связанных с органами дыхания и сердечнососудистой системой. Особенно тяжело переносят смог люди с астмой. Приступ, вызванный действием химических веществ, при отсутствии своевременной помощи, может привести к гибели человека.

Не менее пагубно смог действует и на растительность. Вредные выбросы способны превратить лето в осень, преждевременно состарив и окрасив в желтый цвет листву. Ядовитый туман в сочетании с долгим штилем иногда уничтожает посадки садоводов и становится причиной гибели посевов на полях.

Ярким примером колоссального воздействия промышленного смога на окружающую среду является город Карабаш в Челябинской области. Из-за многолетней работы местного медеплавильного комбината природа пострадала настолько, что местная река Сак-Елга имеет воду кислотно-оранжевого цвета, а гора рядом с городом полностью лишилась растительности.

Типы смога

В зависимости от источника загрязняющих веществ различают разные виды смога. Основные — это серный, фотохимический, вулканический.

Влажный серный

Смесь сажи, диоксида серы (SO2), мелкодисперсной пыли и тумана при неблагоприятных погодных условиях может долго “висеть” над городом и наносит вред здоровью. Из диоксида серы и воды образуются вторичные вредные вещества, такие как сернистая и серная кислоты (H2SO3, H2SO4).

Этот городской смог называют влажным серным, зимним или лондонским. Частая его причина — сжигание угля.

Фотохимический сухой

Более распространённый тип смога — фотосмог, известный еще как летний, озоновый или лос-анджелесский. Он возникает в теплые месяцы года, когда под воздействием ультрафиолетового света происходит фотохимическая реакция оксидов азота, пероксида водорода, монооксида углерода и
летучих органических соединений. В результате в воздухе повышается концентрации фотооксидантов: озона, пероксиацетилнитрата, альдегидов, азотной кислоты.

Вулканический

Газы, выбрасываемые вулканами, — важный источник вредных веществ в атмосфере. Основные — это диоксиды углерода и серы. Из магмы высвобождается много благородных газов, таких как радон. Двуокись серы у поверхности земли соединяется с водяным паром, образуя кислый туман — вулканический смог.

Вулканический выброс

Ледяной

Наблюдается в городах, где бывают сильные морозы (больше 30 градусов). В нижнем слое атмосферы скапливаются, образуя туман, микроскопические кристаллы льда с частичками и молекулами загрязняющих веществ.

Города, подверженные смогу

Смог — проблема многих крупных городов. Но некоторые страдают от него особенно сильно. Химический состав грязного воздуха разный в разных населенных пунктах.

Горение лесов – масштабная причина образования смога

В мире

Первое место с большим отрывом занимает иранский город Ахваз, где воздух загрязняют предприятия тяжелой промышленности, которые перерабатывают нефть, природный газ, металл. За ним следуют:

• Улан-Батор (Монголия),
• Лахор (Пакистан),
• Нью-Дели (Индия),
• Эр-Рияд (Саудовская Аравия),
• Каир (Египет),
• Дакка (Бангладеш),
• Мехико (Мексика),
• Пекин (Китай).

В Дакке от смога ежегодно умирает 15 000 человек. Deutsche Welle включила также в этот список Москву, для которой характерна высокая концентрация углеводородов. Однако, согласно российской статистике, она не входит в десяток самых грязных городов страны.

В России

Среди российских городов особенно грязными и подверженными смогу считаются:

• Красноярск,
• Магнитогорск,
• Норильск,
• Липецк,
• Череповец,
• Новокузнецк,
• Нижний Тагил,
• Омск,
• Челябинск.

Смог

Шлейф дыма от лесных пожаров в Европейской части России 4 августа растянулся полосой смога длиной 3000 км.

В Европейской части России в последней декаде июня — первой половине августа 2010 года установился продолжительный период аномально жаркой погоды. Причиной аномальной жары, установившейся на столь длительный срок, являлось установление в нижней тропосфере так называемого «блокирующего антициклона» — обширный малоподвижный длительно существующий антициклон, который не пропускает другие воздушные массы на занимаемую им территорию. За предшествующие 40 лет наблюдений блокирующие антициклоны действовали не более 3 недель. Необычно длительный срок существования этого антициклона, который продержался более двух месяцев, а также преобладание юго-восточного ветра и привели к длительному разогреву воздуха до рекордных значений, особенно на Европейской части территории России.

Из-за продолжительной аномальной жары, отсутствия осадков и прочих неблагоприятных факторов с конца июля до начала сентября 2010 года в России на всей территории сначала Центрального федерального округа, а затем и в других регионах России возникла сложная пожарная обстановка. Лесные и торфяные пожары Подмосковья сопровождались запахом гари и сильным задымлением на большой территории, в том числе и в Москве.

На востоке и юго-востоке Московской области активизировались торфяные и лесные пожары. Впервые запах гари москвичи почувствовали рано утром 19 июля. В тот день в городе Москва и Подмосковье отмечался повышенный уровень загрязнения воздуха.

В последнюю неделю июля жара резко усилилась — в течение нескольких дней был побит ряд температурных рекордов. Из-за усиления жары ухудшилась ситуация с лесными и торфяными пожарами. 26 июля Москву во второй раз за лето окутал смог, на этот раз гораздо более сильный. С этого момента запах гари и мгла на две с лишним недели стали постоянными признаками московской погоды. Лишь 10 августа направление ветра сменилось, и экологическая ситуация в столице начала постепенно улучшаться. В последующие дни смог и запах гари больше не беспокоили москвичей. Более того, с началом второй декады августа температура воздуха в Московском регионе начала медленно, но устойчиво понижаться. Окончательно жара покинула Москву и Московскую область 19 августа, когда огромный блокирующий антициклон начал уходить на восток, а на его место пришёл атмосферный фронт с похолоданием и ливнями. В последующие дни дневная температура уже редко поднималась выше 20 градусов, заметно прохладнее стали ночи, начались регулярные дожди.

Предыстория

Первопричиной природно-торфяных пожаров, из-за которых и образуется смог, стало активное осушение подмосковных болот и добыча из них торфа в 20—60-е годы XX века в рамках проекта ГОЭЛРО. В конце 60-х годов благодаря активному развитию в СССР угольной, нефтяной и газовой промышленности потребность в торфе снизилась. Осушенные торфоразработки стали закрываться, но при этом не заполнялись водой. Торфяные пожары на них возникали всегда, но самые сильные из них произошли в 1972 году. Смог в Москве в 1972 году был сравним, а возможно, даже превосходил смог 2010 года. После столь критической ситуации многие торфяники были затоплены водой. Хотя в Шатурском районе Московской области глубинный пожар на торфянике не прекращается уже более 40 лет, с 1972 года, временами становясь слабее, временами сильнее, и крайне редко выходя на поверхность, после 1972 года смог накрывал Москву всего 2—3 раза в середине 80-х годов, но не был сильным.

С разделением СССР и последующим развалом лесных хозяйств, прекратились работы по искусственному обводнению торфяников. В итоге в 2002 году Москву почти на неделю накрыло густым и плотным смогом. Однако уже 6 августа 2010 года Геннадий Онищенко признал смог 2010 года более сильным.