Ecologia delle risorse naturali. Smog, tipi di smog. I principali componenti dello smog, somiglianze e differenze nelle cause della formazione dello smog a Londra e Los Angeles Biologia dello smog

Di tanto in tanto, molti insediamenti in diverse parti del pianeta sono avvolti nello smog. Cos'è e perché questo fenomeno, come l'inquinamento atmosferico, è pericoloso per l'uomo?

Da dove viene lo smog?

Se una città è avvolta nello smog, un numero enorme di esseri viventi può essere danneggiato. Ma prima di parlare di cosa si tratta, vale la pena spendere qualche parola sulla natura di questo fenomeno.

Una cortina densa e soffocante si forma quando l'inquinamento atmosferico si combina con una quantità significativa di fumo e mancanza di vento. La “partecipazione” al processo di inquinamento atmosferico è la combustione di legna e carbone nelle stufe domestiche, energia basata sulla combustione di carbone duro e lignite, nonché grandi emissioni di gas di scarico delle automobili.

Lo smog è pericoloso? Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità l’inquinamento atmosferico è responsabile fino al 30% dei tumori, mentre la predisposizione genetica ne provoca lo sviluppo nel 15% dei casi. Secondo l’Alleanza per la Salute e l’Ambiente, ogni anno 3.500 morti premature, 1.000 nuovi episodi di ricovero ospedaliero, 1.600 casi di bronchite cronica non sono altro che l’effetto dell’inquinamento atmosferico sul nostro corpo.

Secondo gli esperti stranieri, lo smog ha un impatto tale sull’uomo da rappresentare una delle minacce più pericolose per la nostra salute. Il corpo deve affrontare conseguenze molto gravi associate al suo verificarsi. Tuttavia, è importante sottolineare che lo smog influisce sulla salute in modo diverso per tutte le persone. L'entità dei danni causati alla salute dalla cortina fumogena dello smog con le sue sostanze nocive dipende dalla concentrazione e dal tempo di esposizione, dall'immunità di una determinata persona, dalle malattie esistenti e dall'età.

Smog pericoloso: dannoso per la salute umana

Tumori

Uno degli effetti più pericolosi dello smog sull'uomo e sulla sua salute è la provocazione del cancro. Le particelle di polvere e i gas inalati entrano in vari organi interni, distruggendo il nostro corpo dall'interno. Gli agenti cancerogeni ingeriti contribuiscono allo sviluppo del cancro dei polmoni, dei reni, della vescica, della cavità orale, dei seni paranasali, della faringe e della laringe.

Solo pochi anni fa, la più alta incidenza di tumori maligni veniva osservata soprattutto tra le persone di mezza età e tra gli anziani. Oggi, a causa dei cambiamenti ambientali, la situazione sta cambiando. Attualmente le vittime delle neoplasie maligne sono sempre più giovani e non caratterizzati da comportamenti a rischio (dal punto di vista sanitario), come il fumo e l'abuso di alcol. Inoltre tra le vittime del cancro ci sono anche persone fisicamente attive che seguono una dieta sana.

Malattie del sistema cardiovascolare

Anche l'aria inquinata e lo smog sono dannosi perché hanno un impatto negativo significativo sullo sviluppo dell'ipertensione arteriosa, dei disturbi del ritmo cardiaco e delle malattie coronariche. Contribuisce al peggioramento dell’insufficienza cardiaca, del dolore coronarico e dei disturbi del ritmo cardiaco.

Quelli più vulnerabili agli effetti negativi delle polveri disperse nell'aria sono:

• persone già affette da angina pectoris e altre malattie cardiovascolari;
• persone grasse;
• anziani (oltre la soglia di età di 65 anni);
• Il gruppo a rischio comprende anche pazienti con malattie respiratorie croniche;
• pazienti diabetici;
• fumatori.

Malattie dell'apparato respiratorio

Lo smog, tra le altre sostanze nocive, contiene tra l'altro l'anidride solforosa, che durante la respirazione penetra nella mucosa nasale e nelle vie respiratorie superiori. Una certa quantità raggiunge la loro parte inferiore e poi penetra nel nostro sangue. Allo stesso tempo, non è necessaria una grande concentrazione di composti nocivi nell'aria per un'inalazione prolungata per indebolire le funzioni protettive delle vie respiratorie, facilitando così la penetrazione di batteri e virus nel corpo.

Lo smog è dannoso anche perché favorisce lo sviluppo dell'infiammazione della mucosa dell'albero bronchiale e compromette anche lo scambio di gas nei polmoni.

Un aumento del rischio di allergie è anche una conseguenza delle polveri e dei gas nocivi.

Effetto sul sistema nervoso

In alcuni casi disturbi e problemi al sistema nervoso sono anche una conseguenza dell'inquinamento atmosferico e dei danni dello smog. L'attuale qualità dell'aria contribuisce a problemi di concentrazione, memoria, invecchiamento più rapido del sistema nervoso e aumento del rischio di malattia di Alzheimer.

Smog: effetti pericolosi sulla salute dei bambini

Lo smog influisce negativamente non solo sul sistema respiratorio e cardiovascolare degli adulti. Ha un effetto molto dannoso sui bambini non ancora nati mentre sono ancora nel corpo della madre. Le madri che sono costantemente o frequentemente esposte all’aria inquinata danno alla luce bambini con peso alla nascita inferiore, altezza e circonferenza della testa inferiori.

Questi bambini hanno polmoni meno sviluppati. Inoltre, rispetto ai figli di donne che non hanno “comunicato” con lo smog, nascono più spesso prima del previsto, prematuri.

Anche gli effetti a breve termine sono negativi

Lo smog colpisce la salute umana non solo a condizione di costante contatto con le sue sostanze nocive. Cosa succede dopo aver inalato aria inquinata per un breve periodo? Anche un breve soggiorno in un'atmosfera simile, per usare un eufemismo, non migliora la salute.

L'inalazione di smog può causare:

• irritazione della congiuntiva degli occhi, della laringe e della trachea;
• prurito al naso, naso che cola;
• tosse (giorno e notte);
• mancanza di respiro asmatico, espirazione sibilante.

Lo smog può anche portare a:

• malattie polmonari infiammatorie transitorie;
• stanchezza patologica;
• diminuzione della tolleranza all’attività fisica.

Quando appare lo smog, è necessario essere consapevoli dei potenziali danni e fare tutto il possibile per starne lontano o minimizzarne l’impatto sulla salute. Potrebbe essere troppo negativo e serio per essere ignorato, soprattutto quando si tratta di persone con malattie croniche, anziani e bambini.

Lo SMOG è una miscela di ossido di azoto e composti organici volatili che inquinano l'aria che respiriamo. E in combinazione con la luce solare, questa miscela è coinvolta nella formazione dello strato di ozono. Come scritto in precedenza, l’ozono può essere sia benefico che dannoso. A seconda dell'altezza alla quale si forma.

Come ha preso il nome SMOG?

Il termine "SMOG" è apparso per la prima volta a Londra agli inizi del 1900, usato per descrivere la combinazione di fumo e nebbia che spesso ricopriva la città. Secondo diverse fonti, il termine fu coniato dal dottor Henry Antoine de Vux nel suo articolo “Nebbia e fumo”, presentato in una conferenza sulla sanità pubblica nel luglio 1905.

Ciò che il medico descriveva era una miscela di fumo e anidride solforosa derivante dalla combustione di grandi quantità di carbone utilizzato per riscaldare le case.

Al giorno d'oggi, lo SMOG è una combinazione di ossido di azoto e altri inquinanti.

Cosa causa lo SMOG?

Esistono numerose fonti per la formazione dello SMOG. Questi includono gas di scarico delle automobili, gas di scarico di centrali elettriche e fabbriche, articoli per la casa (lacca per capelli, vernici, solventi chimici). Nelle grandi città la causa principale dello SMOG sono i gas di scarico delle auto.

Anche le condizioni meteorologiche, come temperature dell’aria elevate e venti calmi, possono aggravare lo SMOG. Nelle giornate soleggiate lo SMOG diventa più denso, scende più in basso nel suolo e può durare diversi giorni. Pertanto, nelle giornate estive, le persone cercano di lasciare le grandi città. Ci sono casi in cui lo SMOG appare lontano dalla fonte dell'inquinamento, il punto è che il vento può trasportare l'aria inquinata su lunghe distanze.

Dove è più comune lo SMOG?

Lo SMOG esiste in tutte le principali città del mondo, da Città del Messico a Pechino. Negli Stati Uniti, lo smog è presente in gran parte della California, da San Francisco a San Diego, Washington D.C. e il sud del Maine. In Russia - nelle città di Mosca, Ekaterinburg e Norilsk.

Quali sono le conseguenze dello SMOG?

Lo SMOG è costituito da un gran numero di sostanze inquinanti dannose per la salute umana. È pericoloso per animali e piante. Negli esseri umani, lo SMOG può causare (o peggiorare) asma, bronchite cronica, enfisema, nonché irritazione agli occhi e diminuzione del sistema immunitario.

Lo SMOG può causare danni materiali se i raccolti vengono distrutti a causa di esso.

Chi è maggiormente a rischio?

Chiunque scelga di fare attività fisica all’aperto è a rischio, soprattutto nelle grandi città. Quando si pratica sport, una persona respira più velocemente e più profondamente, il che consente all'aria inquinata di penetrare in profondità nei polmoni;

Bambini che giocano per strada. Ciò è particolarmente pericoloso durante le vacanze estive, quando lo SMOG è molto denso. Il bambino può sviluppare problemi respiratori;

Persone con malattie respiratorie. L’aria inquinata complica le malattie esistenti;

Persone sensibili all'ozono e all'inquinamento;

Persone anziane con sistema immunitario indebolito.

Come riconoscere lo SMOG?

In realtà, lo smog è una forma visibile di inquinamento e, se lo SMOG appare nella tua città, lo vedrai. Sembra una densa foschia. È facile individuarlo se si guarda verso l'orizzonte in una giornata soleggiata.

Inoltre, la maggior parte delle città misura la concentrazione degli inquinanti atmosferici e fornisce rapporti pubblici.

La qualità dell'aria viene misurata attraverso un sistema di monitoraggio a livello nazionale, utilizzando l'AQI, che varia da 0 a 500 unità. Più alto è il WCI, peggiore è la situazione in una determinata località.

Lo smog è una miscela tossica di fumo, nebbia e polvere.

Esistono due tipi di smog:

1. smog invernale (tipo Londra);
2. smog estivo (tipo Los Angeles).

Lo smog di Londra (una miscela di fumo e nebbia) nel 1952 uccise più di 4mila persone in 3-4 giorni. La nebbia in sé non è pericolosa per il corpo umano. Diventa dannoso quando è estremamente contaminato da impurità tossiche.

Gli esperti britannici stabilirono che lo smog conteneva diverse centinaia di tonnellate di fumo e anidride solforosa. A Londra in questi giorni si è scoperto che la mortalità aumenta in maniera direttamente proporzionale alla concentrazione di fumo e anidride solforosa nell'aria.

Gli scienziati ritengono che ogni anno migliaia di morti nelle città di tutto il mondo siano collegati all’inquinamento atmosferico.

Lo smog si osserva solo in autunno e inverno (da ottobre a febbraio). Attualmente questo fenomeno meteorologico è chiamato smog di tipo londinese, il cui principale componente attivo è l'anidride solforosa in combinazione con un aerosol di acido solforico. Quando questa miscela viene inalata, l'anidride solforosa raggiunge gli alveoli polmonari e ha su di essi un effetto dannoso.

Nello smog di tipo londinese non si formano praticamente nuove sostanze e la sua tossicità dipende interamente dagli inquinanti originari ed è il risultato della combustione di grandi quantità di carburante.

Tuttavia, negli anni '30. Lo smog cominciò ad apparire su Los Angeles durante la stagione calda, di solito in estate e all'inizio dell'autunno, nelle giornate calde. Lo smog di Los Angeles (nebbia fotochimica) è una nebbia secca con un'umidità di circa il 70%, la cui formazione richiede la luce solare, provocando complesse trasformazioni fotochimiche in una miscela di idrocarburi e ossidi di azoto provenienti dalle emissioni delle automobili.

Nella nebbia fotochimica del tipo di Los Angeles, durante le reazioni fotochimiche, si formano nuove sostanze (fotoossidanti, ozono, nitriti, ecc.) che sono significativamente più tossiche degli inquinanti atmosferici originari. La nebbia fotochimica è prodotta da emissioni atmosferiche significativamente inferiori rispetto allo smog di Londra ed è caratterizzata da una foschia secca giallo-verde o bluastra piuttosto che da una nebbia continua.

La causa principale della nebbia fotochimica sono i gas di scarico delle automobili. Per ogni chilometro di viaggio, un'autovettura emette circa 10 g di ossido di azoto. E a Los Angeles, dove circolano più di 4 milioni di automobili, circa 1000 tonnellate di questo gas al giorno entrano nell'aria. Inoltre qui sono frequenti le inversioni di temperatura, fino a 260 giorni all'anno.

Lo strato di inversione si trova a basse altitudini (300-900 m) e l'intensità della radiazione solare è piuttosto elevata, quindi a Los Angeles si osserva una nebbia fotochimica pronunciata per più di 69 giorni all'anno. Da qui la triste gloria di questa città come luogo di nascita della nebbia fotochimica, un fenomeno creato artificialmente dall'uomo.

Con la nebbia fotochimica, come con lo smog londinese, appare un odore sgradevole e la visibilità si deteriora bruscamente; gli occhi, le mucose del naso e della gola si infiammano; Ci sono sintomi di soffocamento, esacerbazione di malattie polmonari e varie croniche. Muoiono anche gli animali domestici, soprattutto cani e uccelli. La nebbia fotochimica ha un effetto negativo sulla sfera neuropsichica e provoca un'esacerbazione dell'asma bronchiale. Danneggia anche le piante, in particolare le insalate, i fagioli, le barbabietole, i cereali, l'uva e le piantagioni ornamentali.

Lezione 10. Trasformazioni chimiche nella troposfera. La comparsa dello smog.

Lo smog (dall'inglese Smoky fog, letteralmente “nebbia di fumo”) è un aerosol costituito da fumo, nebbia e polvere, uno dei tipi di inquinamento atmosferico nelle grandi città e nei centri industriali. Lo smog è una combinazione di impurità gassose e solide con nebbia o foschia di aerosol.

In origine, per smog si intendeva il fumo prodotto dalla combustione di grandi quantità di carbone (una miscela di fumo e anidride solforosa SO2). Negli anni '50 è stato descritto per la prima volta un nuovo tipo di smog: quello fotochimico, che è il risultato della miscelazione nell'aria dei seguenti inquinanti:

Ossidi di azoto, come il biossido di azoto (prodotti della combustione di combustibili fossili);

Ozono troposferico (a livello del suolo);

Sostanze organiche volatili (vapori di benzina, vernici, solventi, pesticidi e altri prodotti chimici);

Perossidi di nitrati.

Tutte le sostanze chimiche elencate hanno solitamente un'elevata attività chimica e si ossidano facilmente, quindi lo smog fotochimico è considerato uno dei principali problemi della civiltà moderna.

La nebbia da radiazione è una nebbia che appare come risultato del raffreddamento da radiazione della superficie terrestre e della massa d'aria superficiale umida fino al punto di rugiada. Tipicamente, la nebbia da radiazioni si verifica di notte in condizioni di anticiclone con tempo senza nuvole e una leggera brezza. La nebbia da radiazione si verifica spesso in condizioni di inversione di temperatura, che impedisce la risalita della massa d'aria.

Una forma estrema di nebbia radioattiva, lo smog, può verificarsi nelle aree industriali.

Lo smog umido di tipo londinese è una combinazione di nebbia mista a fumo e gas di scarto della produzione. Lo smog di tipo londinese è causato dalla combustione di carbone e olio combustibile. Quando l'umidità atmosferica è elevata si forma una fitta nebbia mista a particelle di fuliggine e SO 2. Questo "smog" prese il nome dalla tragedia dell'inverno del 1952, quando a Londra morirono 3.200 persone a causa della sua formazione.

Lo smog di ghiaccio di tipo Alaska è lo smog formato a basse temperature dal vapore proveniente dai sistemi di riscaldamento e dalle emissioni di gas domestici.

Lo smog secco di tipo Los Angeles è lo smog derivante da reazioni fotochimiche che si verificano nelle emissioni di gas sotto l'influenza della radiazione solare; una persistente foschia bluastra di gas corrosivi senza nebbia. Lo smog fotochimico è lo smog, la cui causa principale è considerata lo scarico delle automobili. I gas di scarico delle auto e le emissioni inquinanti delle imprese in condizioni di inversione di temperatura entrano in una reazione chimica con la radiazione solare, formando ozono. In alcuni casi, lo smog fotochimico può contenere composti di azoto, che aumentano la probabilità di cancro.

Lo “smog” fotochimico fu notato per la prima volta nel 1944 a Los Angeles, quando la vita in una delle più grandi città degli Stati Uniti era paralizzata a causa di una grande congestione di automobili. Lo smog fotochimico si verifica sotto l'influenza della luce solare in assenza di vento e bassa umidità dell'aria. Si osserva grave irritazione delle mucose delle vie respiratorie e degli occhi. Il perdurare della situazione smog per lungo tempo comporta un aumento della morbilità e della mortalità tra la popolazione. Ha anche un effetto dannoso sulla vegetazione, provocando avvizzimento e morte delle foglie. Inoltre, lo “smog” fotochimico aumenta la corrosione dei metalli e la distruzione delle strutture edili, della gomma e di altri materiali.

Il carattere ossidativo dello “smog” fotochimico è dato dall'ozono e dai nitrati perossilacetilici. Misurazioni effettuate negli anni '50 a Los Angeles mostrano che un aumento della concentrazione di ozono è associato ad un cambiamento caratteristico nel contenuto relativo di NO 2 e NO.

La ridotta visibilità durante lo smog (la comparsa di una foschia bluastra) è associata alla formazione di particelle di aerosol. L'emergere di aerosol e la loro successiva rimozione nei processi di adesione, deposizione secca e umida (con precipitazione) è uno dei principali modi di autopurificazione dell'atmosfera.

Gli aerosol organici atmosferici possono formarsi mediante un meccanismo omogeneo o eterogeneo. Il primo comprende l'ossidazione gassosa di composti organici con la formazione di particelle solide o liquide, il secondo prevede l'assorbimento, l'ossidazione catalitica, la polimerizzazione sulla superficie degli aerosol solidi e liquidi esistenti.

Le particelle di aerosol entrano nell'atmosfera in forma finita (a seguito di attività vulcanica, incendi, sale marino, polvere, ecc.) Oppure si formano da emissioni di gas direttamente nell'atmosfera a seguito di processi chimici.

Tra i numerosi composti organici che entrano nell'atmosfera, gli idrocarburi terpenici mostrano la maggiore tendenza a formare aerosol. Pertanto, la foschia bluastra osservata sulle foreste di conifere in estate è un aerosol derivante dall’ossidazione fotochimica dei terpeni.

La formazione di particelle di aerosol nell'aria urbana è spesso associata alla SO2 che, una volta ossidata, produce H2SO4, che in presenza di ammoniaca nell'atmosfera si trasforma in solfato di ammonio.

La quantità di particolato presente nell'aria varia notevolmente a seconda della zona. Nella bassa troposfera, ad altitudini inferiori a 2 km, nelle zone rurali la concentrazione di particelle è di circa 104 cm-3, e sopra le città supera i 105 cm-3. Nelle aree di fondo, in assenza di attività antropica, l’aria contiene solo 200–600 cm-3 di particelle di aerosol.