Что такое смог: из чего состоит, как формируется и чем опасен для человека
Над многими крупными городами время от времени можно заметить сероватую или бурую дымку, похожую на туман. Это смог — одно из проявлений загрязнённости воздуха в промышленных центрах.
В этой статье рассказываем, что такое смог, из чего он состоит и какие разновидности смога существуют. Особое внимание мы уделим влиянию «серой дымки» на организм человека. Вы узнаете, чем опасен смог и можно ли от него защититься.
Впервые термин «смог» был употреблён более 100 лет назад доктором Генри Антуаном де Во. В 1905 году учёный подготовил для Конгресса здравоохранения статью «Туман и дым», посвящённую дымке, которая окутывала Лондон и представляла собой смешение водяных паров и продуктов сгорания угля — диоксида серы. Собственно, сам термин «smog» образовался в результате слияния двух слов: smoke («дым») + fog («туман»).
Термин «смог» впервые употребил доктор Генри Антуан де Во в 1905 году в отношении дымового тумана над Лондоном
После выхода статьи лондонская газета Daily Graphic процитировала Генри Антуана де Во, публицисты выразили автору благодарность за введение нового термина для описания лондонского тумана:
“
Он сказал, что нет нужды в науке, чтобы понять, что этот дымовой туман — смог — порождение города, которое не встречается в сельской местности
Таким образом, первоначально под смогом подразумевался дымовой туман от сжигания большого количества угля в Лондоне. Однако, поскольку проблема оказалась актуальной для многих крупных городов мира, значение термина было расширено. Автор-составитель энциклопедического словаря по естествознанию В. Д. Шолле, опираясь на «Советский энциклопедический словарь», даёт такое определение:
Смог — это аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Возникает в атмосфере промышленных городов из частиц сажи, пепла, продуктов сухой перегонки топлива; во влажной атмосфере содержит также капельки жидкости.
Встречается, напротив, более узкое понимание термина. Например, в пособии по метеорологии В. В. Бровкина «Атмосферные явления — классификация и описание» смог называется «городским» и его происхождение связывается с выхлопами автомобилей. Автор относит его к литометеорам — атмосферным явлениям, связанным с переносом пыли или песка ветром с земной поверхности либо со взвешенными в атмосфере твёрдыми частицами: пылью, дымом, гарью.
Хотите узнавать о новых статьях, акциях и закрытых распродажах первыми? Подписывайтесь на нашу рассылку или канал в Telegram⚡
Важно понимать, что смог — это не просто грязный воздух. Это сочетание загрязнённости с невозможностью рассеивания взвешенных частиц, которая тесно связана с погодными или природными условиями. Наиболее полное определение даёт А. Ю. Ишлинский в Политехническом словаре 1998 года:
Смог — это чрезмерное загрязнение воздуха вредными веществами, выделенными в результате работы промышленных производств, транспортом и теплопроизводящими установками при определённых погодных условиях
Как следует из формулировки, смог безусловно связывают с развитием городской промышленности и относят к факторам отрицательного воздействия на окружающую среду, человека, животный и растительный мир.
Среди густонаселённых городов России, наиболее подверженных смогу, — Москва, Челябинск, Магнитогорск, Омск, Новокузнецк, Красноярск, Норильск, Чита
Смог в Москве. Фото Konstantin Kokoshkin / Russian Look
Смог в Челябинске. Источник: ura.ru
Смог в Красноярске. Источник: newslab.ru
Смог в Чите. Источник: chita.ru
Хотите дышать чистым воздухом? Оставьте заявку, получите консультацию и узнайте, как улучшить качество воздуха в квартире.
Оставить заявку
Как образуется смог
Помимо того, что смог затрудняет видимость на дорогах и делает пребывание на улице некомфортным, его состав вреден для материалов (например усиливает коррозию металлов) и живых организмов (обладает отравляющим действием). Чтобы понять, как именно это происходит, рассмотрим процесс образования смога и его состав.
Главная причина образования смога — загрязнённость воздуха и невозможность рассеивания взвешенных частиц в границах крупных городов и индустриальных центров. Процесс может происходить при любых климатических и природных условиях, однако наиболее выражен в местностях, которые защищены от ветров естественными преградами: горами, холмами, возвышенностями.
Это связано со слабой турбулентностью (хаотическим движением воздушных потоков), поскольку именно безветренная погода позволяет вредным частицам скапливаться над городом. Наибольшей концентрации смог достигает в утренние часы прохлады, а к полудню, когда поверхность земли прогревается, взвешенные частицы постепенно рассеиваются, устремляясь вместе с потоками воздуха вверх.
Усугубить ситуацию может высокий уровень влажности, поскольку насыщенные влагой вредные частицы не склонны к рассеиванию даже при достаточной силе ветра. Также причиной смога часто становится климатическая аномалия — температурная инверсия, при которой нарушается устойчивое распределение температуры воздуха по высоте.
В обычных условиях ожидается понижение температуры воздуха с высотой, однако при аномалии верхние слои воздушных масс остаются достаточно тёплыми и препятствуют этому процессу, останавливая вертикальную циркуляцию воздуха. В результате загрязнённый воздух остаётся неподвижным, создавая мутную пелену.
Образование смога под воздействием температурной инверсии
Среди загрязнителей воздуха, которые провоцируют образование смога, — продукты промышленной и хозяйственной деятельности человека, а также природные бедствия. К наиболее распространённым причинам загрязнения воздуха вредными частицами относятся:
деятельность промышленных центров,
работа угольных ТЭЦ и отопление углём в частном секторе,
выхлопные газы автомобилей,
работа мусороперерабатывающих предприятий,
лесные и торфяные пожары,
извержения вулканов.
Смог в городах и крупных индустриальных центрах образуется при сочетании следующих факторов: загрязнённость воздуха, слабый ветер или его отсутствие, высокая влажность, особенности рельефа местности
Особенно масштабны последствия от крупных лесных пожаров. Например, с июня по август 2021 года на территории России выгорело более 17 млн гектаров тайги. Населённые пункты Дальнего Востока, Сибири были окутаны дымом. Дым от лесных пожаров в России в 2021 году достиг Монголии и Северного полюса, преодолев более 3000 км.
Дым от лесных пожаров в Сибири из космоса, фото со спутника Suomi NPP от 21 июля 2019 года. Источник: earthobservatory.nasa.gov
Из чего состоит смог: разновидности смога
В зависимости от происхождения и видов загрязняющих веществ, а также процессов, вследствие которых образуется «дымовой туман», выделяют несколько типов смога.
Влажный смог лондонского типа
Это именно тот тип смога, с которого началось изучение явления. Он характеризуется высокой влажностью в сочетании с парящими в воздухе продуктами сжигания угля: диоксидом серы и сажи. Смог лондонского типа представляет собой смесь тумана, дыма, отходов производственных предприятий и отопительных систем, работающих на угле.
Сухой смог лос-анджелесского типа (фотохимический смог)
Смог этого типа представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. Газообразные выбросы производств, транспорта и частицы сажи подвергаются воздействию солнечного излучения, в результате циклических фотохимических реакций образуется избыток озона. Озон — мощный окислитель, крайне токсичный для человека, относится к веществам первого класса опасности.
Сухой смог лос-анджелесского типа — самый распространённый тип смога в мегаполисах
Основные различия двух видов смога приведены в таблице ниже.
Температура воздуха;+24...+32 °С;−1...+4 °С;
Относительная влажность;<70%;85% (туман);
Инверсия температуры;на высоте 1000 метров;на высоте нескольких сотен метров;
Скорость ветра;<3 м/с;безветренно;
Видимость;<800−1600 м;<30 м;
Время появления;август — сентябрь;декабрь — январь;
Время максимального сгущения;полдень;раннее утро;
Основные составляющие;O₃, NO, NO₂, СО, органические вещества;мелкие частицы, СО, соединения серы
Типы химических реакций;окисление;восстановление;
Наиболее повреждаемые материалы;резина;железо, бетон;
Основное воздействие на здоровье;раздражение глаз, нарушение дыхания;раздражение дыхательных путей;
Типичный городской смог состоит из угарного (СО), углекислого (CO₂), сернистого (SO₂), бурого (NO₂) газов, озона (O₃), а также летучих органических соединений и твёрдых частиц: дыма, пыли, песка и пыльцы
Ледяной смог
В местностях с низкими температурами и высокой влажностью воздуха, подверженных образованию смога, к кристаллам льда легко притягиваются частицы загрязнителей. Такую разновидность «дымового тумана» классифицируют как ледяной смог.
Достаточно редкое явление, характерное только для городов, расположенных в высоких северных широтах при температуре ниже −30 °С в сочетании с остальными факторами, стандартными для образования смога: отсутствием ветра, высокой влажностью и наличием мощных источников загрязнения.
Вулканический смог (вог)
Выбросы извергающихся вулканов также являются загрязнителями воздуха, однако не антропогенного, а природного происхождения. Вог образуется по типу фотохимического смога в процессе окисления вулканических газов и под воздействием солнечного излучения. Образующееся кислотное облако с неприятным запахом способно переноситься на большие расстояния. Явление распространено на острове Гавайи и у активных вулканов Исландии.
В процессе изучения влияния смога на организм человека причина его появления не столь важна. Опасность представляют мельчайшие частицы, из которых состоит токсичный «дымовой туман». Частицы размером менее 10 мкм в диаметре (менее 1/10 диаметра человеческого волоса) попадают в кровоток, после этого их разрушающее воздействие на все системы человеческого организма становится неизбежным. Подробнее об опасности тонкодисперсных частиц читайте в нашей статье «Что такое PM10 и PM2.5? Чем могут быть опасны тонкодисперсные частицы?».
Чем опасен смог для человека
Проблема смога, связанная с загрязнённостью воздуха, общемировая: многие мегаполисы и крупные города сталкиваются с ней. По определению, это явление не характерно для сельской местности.
По данным ВОЗ, в 2019 году 99% мирового населения проживало в районах, в которых уровень загрязнения воздуха превышал значения, установленные в рекомендациях ВОЗ по качеству воздуха
Вероятно, это напрямую связано с тем, что именно крупные города, занимая очень малую площадь, являются основным источником загрязнения окружающей среды. Статистика ООН говорит нам о том, что города потребляют 78% мировой энергии и производят более 60% выбросов парниковых газов. При этом они занимают менее 2% поверхности Земли.
Чаще всего загрязнённый воздух мегаполиса повышает риск развития хронических заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Во время смога отмечается резкое увеличение количества госпитализаций, рецидивов и смертей от респираторных и сердечных заболеваний. По данным ВОЗ, загрязнение воздуха является причиной 30% случаев появления опухолей.
Первые свидетельства серьёзных последствий, вызванных смогом, датированы 1948 годом, это произошло в городе Донора (США). Утром 26 октября улицы покрылись слоем чёрной сажи, выпавшей из смеси тумана с дымом. Жители жаловались на затруднённость дыхания, насморк, жжение в глазах, першение и боль в горле, тошноту. В течение четырёх дней после этого было зарегистрировано 20 смертей, и почти 6000 заболевших из 14 000 жителей.
Период с 5 по 9 декабря 1952 года вошёл в историю Лондона как Великий смог. В это время густая дымовая завеса из угольной пыли накрыла город, ситуация осложнялась антициклоном, который принёс холодную и безветренную погоду. Последствия были катастрофичны: за пять дней погибли более 4000 человек. По некоторым данным, позднее эта цифра увеличилась до 12 000 человек. Было зарегистрировано более 100 000 случаев заболеваний.
Даже умеренная концентрация вредных веществ в воздухе негативно влияет на общее состояние человека, ослабляя его защитные функции и облегчая тем самым проникновение в организм вирусов и бактерий.
К наиболее часто встречающимся болезненным состояниям, которые способен вызвать смог, относятся:
одышка,
затруднение дыхания,
общее недомогание, слабость,
бессонница, сопровождаемая головными болями,
першение в горле,
кашель,
слезоточивость.
Хотите дышать чистым воздухом? Оставьте заявку, получите консультацию и узнайте, как улучшить качество воздуха в квартире.
Оставить заявку
Итак, последствия влияния смога на человека разнообразны: от раздражения слизистых до развития онкологических процессов и смерти. Группы людей, наиболее чувствительные к смогу:
люди, которым по определённым причинам необходимо много времени проводить на открытом воздухе: во время работы, занятий спортом, прогулок с домашними животными.
Опасность смога состоит в том, что он вызывает «накопительный эффект заболеваний». Если в тот период, когда смог навис над городом, у одних людей наблюдается лишь першение в горле или слезоточивость глаз, то у других — обострение хронических заболеваний, связанных с дыхательной или сердечно-сосудистой системами.
При длительном и регулярном воздействии загрязнителей на организм вероятно снижение иммунитета, что способно спровоцировать развитие новых заболеваний. Степень ущерба будет зависеть от химического состава смога, концентрации вредных веществ, продолжительности и частотности этого явления, а также от иммунитета человека.
Защита от смога
Смог представляет собой большую опасность, однако хорошая новость состоит в том, что меры борьбы с этой проблемой регулируются на государственном уровне. Существуют также рекомендации органов здравоохранения, направленные на обеспечение жителей мегаполисов возможностью обезопасить себя от вредного воздействия смога.
Законодательная база по защите от смога
С явлением смога тесно связано понятие неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), закреплённое в Федеральном законе от 04.05.1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха».
Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) — метеорологические условия, способствующие накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха
Период действия НМУ и его категория, или режим, определяются Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. В обязанность ведомства входит также оповещение предприятий об этом с целью снизить объёмы вредных выбросов.
Чаще всего с объявлением периода НМУ сталкиваются города Сибири и Урала. «Режим чёрного неба» — народное название этого периода уже стало фактически официальным для Омска, Челябинска, Красноярска, Читы.
Если вы заметили, что качество воздуха в вашем городе резко снизилось и предполагаете, что оно не соответствует нормативам, однако режим НМУ не введён, рекомендуем воспользоваться памяткой Greenpeace и направить обращение в надзорные органы федерального значения: Роспотребнадзор, Росприроднадзор, Ростехнадзор, прокуратуру.
Рекомендации Министерства здравоохранения по защите от смога
В 2019 году в связи с обострившейся ситуацией, связанной с крупными лесными пожарами в Сибири, Минздрав выпустил рекомендации населению по поведению в условиях высокой задымлённости от лесных пожаров. Эти же рекомендации применимы и к другим случаям неблагоприятных метеоусловий, не связанным с задымлённостью, в частности, с периодами режима «чёрного неба».
Как можно реже бывать на улице и избегать длительного нахождения на воздухе ранним утром, когда уровень смога максимальный.
Активно использовать системы очистки воздуха.
Проводить регулярную влажную уборку и повышать уровень влажности в помещениях, пользоваться увлажнёнными занавесками и индивидуальными защитными масками.
Следить за водно-солевым балансом организма, увеличить потребление жидкости до 2–3 литров в день для взрослых, употреблять легкоусвояемую, богатую витаминами и минеральными веществами пищу.
Чаще принимать душ, промывать нос и горло.
При наличии хронических заболеваний иметь при себе необходимые лекарства, внимательно отслеживать неблагоприятные симптомы, в случае возникновения недомогания немедленно обращаться за медицинской помощью.
При введении в городе режима НМУ образовательные учреждения одновременно получают рекомендацию регионального Министерства образования ограничить в этот период прогулки в детских садах и школьных группах
Хотите дышать чистым воздухом даже при режиме «чёрного неба»? Оставьте заявку, получите консультацию и узнайте, как улучшить качество воздуха в квартире.
Оставить заявку
Защита от смога с помощью климатической техники
Один из первых пунктов в рекомендации Минздрава по защите от смога — использование систем очистки воздуха. Действительно, если при режиме неблагоприятных метеоусловий необходимо как можно реже выходить на улицу, вполне логично, что возникает потребность нормализовать микроклимат в помещениях.
Для улучшения качества воздуха можно использовать воздухоочиститель. Однако этот вид климатической техники работает только с тем воздухом, который находится внутри помещения. Он не обеспечивает приток свежего воздуха, поэтому через некоторое время вы почувствуете, что в комнате становится душно, — это одно из проявлений избытка углекислого газа.
Нормальный воздухообмен в жилом помещении, при котором присутствующие чувствуют себя комфортно и нет ощущения духоты, — 30 м³/ч на каждого человека
Очевидно, что проветривание с помощью окон и форточек при смоге категорически запрещено, поскольку с потоками воздуха в квартиру в большом количестве попадут токсичные частицы, а устанавливать воздухоочиститель при закрытых окнах не имеет смысла. Этим можно только усугубить ситуацию, превысив концентрацию углекислого газа в помещении.
Нужно позаботиться о том, чтобы необходимый объём воздуха всё же поступал в помещение, но проходил при этом через систему глубокой фильтрации. С этой задачей отлично справляется компактный прибор приточной вентиляции — бризер, или приточный очиститель воздуха.
Бризер относится к климатической технике, которая не только обеспечивает приток воздуха, но и подвергает его глубокой очистке, а перед подачей в помещение подогревает до комфортной температуры. Теплоизбытки и углекислый газ под воздействием приточного воздуха удаляются через вентиляционные отверстия на кухне и в санузле.
Бризеры оснащены многоступенчатой системой фильтрации, включая HEPA-фильтры, которые обеспечивают высокий уровень очистки воздуха от тонкодисперсных частиц и аллергенов. Бризеры с угольным фильтром позволяют избавиться не только от пыли, загрязнений, но и от запахов и газов.
Большинство бризеров имеет 3- или 4-ступенчатую систему фильтрации
Многоступенчатая система фильтрации бризера Ballu ONEAIR ASP-200: 4 фильтра + ионизация и УФ-лампа
В период смога важно также поддерживать оптимальную влажность в помещении. В сухом воздухе взвешенные загрязняющие частицы имеют малый вес, а значит, они долго не осядут на поверхности и риск их попадания в организм человека увеличивается.
Для решения этой задачи подойдёт бризер со встроенным ультразвуковым увлажнителем AIRNANNY A7 производителя ATMEEX. С помощью прибора можно проветривать квартиру при закрытых окнах и регулировать уровень влажности в помещении.
Бризер AIRNANNY A7 способен подавать от 34 до 149 м³/ч воздуха, такого объёма хватит на 5 взрослых человек и помещение до 50 м². Производительность увлажнителя — 270 мл/ч.
Подаваемый воздух проходит 3-ступенчатую очистку. Префильтр G4 задерживает крупные частицы пыли, пуха и сажи, фильтр HEPA H11 — мелкую пыль, аллергены, химические выбросы и мельчайшие частицы РМ 2.5. Объёмный угольный фильтр очищает воздух от вредных газов и неприятного запаха, которым сопровождается смог.
Система AIRNANNY A7 снабжена также фильтром с УФ-фотокатализом, который разлагает загрязняющие частицы, вирусы и бактерии на безопасные воду и углекислый газ.
Бризер AIRNANNY A7 объединяет в себе функции приточной вентиляции, воздухоочистителя и увлажнителя, при этом имеет компактный размер и легко монтируется на любой стадии ремонта
Смог — явление, характерное для крупных городов, возникает как результат взаимодействия природных и антропогенных факторов. Смог напрямую связан с уровнем загрязнённости воздуха.
Влияние смога на здоровье человека исключительно негативное: его состав токсичен. Смог вызывает обострение хронических заболеваний и повышает вероятность возникновения новых.
Необходимо следить за уровнем загрязнённости воздуха и следовать рекомендациям Министерства здравоохранения: в первую очередь, сократить время пребывания на улице и постараться пресечь попадание загрязнённого воздуха в помещение.
Оптимальное решение для того, чтобы обезопасить себя от вредного воздействия смога в помещении, — установка бризера, прибора приточной вентиляции с функцией очищения воздуха.
Рассказываем о предельно допустимой концентрации веществ в воздухе, классах их опасности, источниках, и о том, как защититься от вредных загрязнителей воздуха в квартире.
Рассказываем, как загрязнение воздуха влияет на здоровье человека, как следить за качеством атмосферы в вашем районе и как защитить здоровье от воздействия загрязнения воздуха.
Микроклимат — это параметры воздуха в помещении, которые влияют на состояние и здоровье человека. В этой статье мы рассмотрим основные показатели микроклимата и их воздействие на организм.