Bardzo krótki wykład o SMOGU – smog fotochemiczny

Bardzo krótki wykład o SMOGU – smog fotochemiczny

Rozpocznę podobnie jak w przypadku wyjaśnień dotyczących smogu zimowego (patrz blog z 27 grudnia 2018): czy jest jakiś powód skojarzenia „smog fotochemiczny – senior”? Otóż jest, ponieważ ten rodzaj smogu jest wrogiem wszystkich, ale szczególnie osób starszych i dzieci (zwłaszcza chorych), ponieważ dla tej grupy osób margines bezpieczeństwa zdrowotnego jest znacznie obniżony.

Zanieczyszczenia powietrza powstające podczas smogu fotochemicznego mogą wywołać poważne komplikacje związane zwłaszcza z funkcjonowaniem dróg oddechowych. Powodem są tworzące się tzw. wtórne zanieczyszczenia powietrza – czyli ozon i grupa substancji gazowych zwanych fotoutleniaczami. Wywołany przez te zanieczyszczenia stan zapalny w obrębie układu oddechowego stwarza otwartą drogę dla różnych infekcji; stanem skrajnym może być nawet obrzęk płuc. W wyniku wdychania tych zanieczyszczeń pogarszają się też funkcje organizmu zależne od wydolności układu krążenia.

Traktując więc smog fotochemiczny jako wroga spróbujmy go lepiej poznać.

Drastyczność ataku smogu fotochemicznego (zwanego też niekiedy letnim) zależy od dwu czynników: (^)od obecności w powietrzu zanieczyszczeń z których powstają wspomniane powyżej zanieczyszczenia wtórne oraz (^^)od warunków meteorologicznych sprzyjających ukształtowaniu się tego rodzaju smogu. Można więc powiedzieć, że początek opisu przyczyn pojawienia się smogu fotochemicznego jest podobny do opisu jaki dotyczył smogu zimowego (patrz blog z 27 grudnia 2018). Dalsze jednak szczegóły opisu tych dwu rodzajów smogu różnią się w sposób zasadniczy.

Istotą procesu tworzenia smogu fotochemicznego są zachodzące w atmosferze (w tej jej części gdzie przebywają ludzie) reakcje tlenków azotu i węglowodorów, które to związki ulegają przemianom chemicznym wywołanym i wspomaganym naświetlaniem przez promienie słoneczne (promieniowanie w zakresie ultrafioletu). Produktami tych przemian chemicznych są właśnie te wtórne zanieczyszczenia, czyli ozon i inne fotoutleniacze. Efektem negatywnym tego procesu jest fakt, że powstałe zanieczyszczenia wtórne są silnie toksyczne.

(^)Źródłem emisji zanieczyszczeń, z powodu których dochodzi do tworzenia smogu fotochemicznego, są zanieczyszczenia emitowane zwłaszcza, ale nie tylko, ze środków komunikacyjnych (spalinowych).

okiem-seniora-smog-fotochemiczny-emisjepng

W ciągu dnia, zwiększone emisje spalin samochodowych pojawiają się podczas dwu szczytów komunikacyjnych, czyli rannego (dojazdy do pracy) i popołudniowego (powroty z pracy). Szczególnie wysoka podatność na tworzenie smogu fotochemicznego wystąpi podczas popołudniowego szczytu komunikacyjnego. Powód? - intensywna emisja tlenków azotu i węglowodorów (czyli zanieczyszczeń potrzebnych do powstania ozonu i fotoutleniaczy) napotyka na dobre warunki do wzajemnego przereagowania, gdyż w tej części dnia natężenie promieniowania słonecznego jest najwyższe.

(^^)Intensywność promieniowania słonecznego jest bardzo ważnym (niezbędnym) czynnikiem determinującym przebieg i stopień zagrożenia podczas epizodu smogu fotochemicznego. Skoro tak, to efektywność przebiegu tego epizodu (czyli powstający stopień zagrożenia) zależeć będzie od pory dnia, pory roku, położenia geograficznego i wysokości nad poziomem morza – od nich wszystkich zależy intensywność promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni ziemi i skuteczność wspomagania reakcji fotochemicznych, o których mowa powyżej.

Ozon i inne powstające fotoutleniacze tworzą w powietrzu atmosferycznym aerozole. Gdy występują one w wysokich stężeniach to powodują zmętnienie atmosfery, znacząco obniżając zasięg widzialności. Skrajne przypadki takiego zmętnienia atmosfery pokazuję na dwu zdjęciach. Zdjęcie poniżej zrobiłem w New Delhi, z górnego poziomu ogromnego składowiska odpadów komunalnych; kolejne - w porcie kontenerowym w Algierze. Oba wykonałem w środku dnia, przy temperaturze powietrza około 400C, przy jednocześnie wysokiej wilgotności powietrza co było dodatkowym czynnikiem obniżającym przeźroczystość atmosfery i zasięg widzialności.

okiem-seniora-smog-fotochemiczny-New-Delhipng

  okiem-seniora-smog-fotochemiczny-zmtnienie-atmosferypng

Warto w tym miejscu wyjaśnić istotną sprawę dotyczącą roli ozonu w atmosferze. Mówiąc o ozonie jako uciążliwym zanieczyszczeniu powietrza i jego toksycznym oddziaływaniu mamy na myśli tzw. ozon troposferyczny, czyli tworzący się w najniższej warstwie atmosfery - w troposferze. Właśnie ozonu troposferycznego dotyczyło wszystko to o czym mowa powyżej.

Istnieje jeszcze w przyrodzie ozon stratosferyczny, którego najwięcej jest w stratosferze, na wysokości około 30 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Będąc chemicznie identyczną cząsteczką jak ozon troposferyczny, ozon w stratosferze odgrywa jednak w przyrodzie niezwykle ważną rolę: tworzy płaszcz ochronny, zwany ozonosferą, który jest powłoką osłabiającą promieniowanie ultrafioletowe wysyłane przez Słońce. Ozon stratosferyczny jest więc ozonem niezbędnym dla zachowania życia na naszej Ziemi, chroniąc organizmy żywe przed nadmiarowym promieniowaniem ultrafioletowym.

 

Zmiany klimatu i stale zwiększający się ruch samochodowy powoduje, że wzrasta w naszym kraju ilość epizodów mających charakter smogu fotochemicznego. Epizody takie monitorowane są m.in. poprzez pomiary stężeń ozonu w powietrzu, gdyż to właśnie zanieczyszczenie traktowane jest jako reprezentant całej niebezpiecznej grupy fotoutleniaczy, o której mowa powyżej.

  okiem-seniora-smog-fotochemiczny-stenie-ozonpng

Zdjęcie tablicy z widocznymi danymi o stężeniu ozonu wykonano w godzinach rannych, w warunkach meteorologicznych sprzyjających tworzeniu się w powietrzu tego zanieczyszczenia. Z danych na tablicy wynika, że o tej porze dnia stężenie ozonu było bliskie poziomowi normy - jest jeszcze na poziomie „dostatecznym”. Obserwując jednak dalsze zmiany stężeń tego zanieczyszczenia (a jest to możliwe pod adresem internetowym

http://powietrze.gios.gov.pl/pjp/current)

okazało się, że kilka godzin później, w wyniku wzrostu natężenia promieniowania słonecznego i wzrostu stężeń zanieczyszczeń komunikacyjnych (popołudniowy szczyt komunikacyjny) stężenie ozonu w tym dniu, w godzinach popołudniowych, wzrosło do poziomu zdecydowanie przewyższającego wartość dopuszczoną normą.

Podsumowując bardzo krótki wykład o smogu fotochemicznym i krótki wykład o smogu zimowym (blog z 27 grudnia 2018) warto zwłaszcza zapamiętać:

- oba rodzaje smogu to niebezpieczne stany jakości powietrza, z uwagi na obecność we wdychanym powietrzu wysokich stężeń zanieczyszczeń, szkodliwych dla zdrowia,

- winnym powstawania obu rodzajów smogu jest człowiek ale również przyroda. Winą człowieka jest wprowadzanie do atmosfery szkodliwych dla zdrowia zanieczyszczeń; a co jest winą przyrody? – to, że w szczególnych warunkach meteorologicznych, sprzyjających tworzeniu smogu zimowego, dochodzi do gwałtownego wzrostu stężenia tych zanieczyszczeń w powietrzu, lub, - podczas smogu fotochemicznego – w sprzyjających warunkach meteorologicznych - z zanieczyszczeń wyemitowanych przez człowieka, powstają nowe (wtórne) zanieczyszczenia, niebezpieczne dla zdrowia.

(jeśli ostatnie zdanie nie jest w pełni zrozumiałe – zwłaszcza w części „wina przyrody”- to musisz oba „smogowe” blogi jeszcze raz, bardziej uważnie przeczytać),

- czy możemy mieć wpływ na procesy powstawania niebezpiecznych stanów smogowych?

Za tą część procesu za którą odpowiedzialna jest przyroda (warunki meteorologiczne) to niestety nie; za tą część za którą odpowiedzialny jest człowiek, zdecydowanie tak – brak emisji zanieczyszczeń = brak warunków do powstawania niebezpiecznych stanów smogowych;

(jeśli ten akapit nie jest w pełni zrozumiały – zwłaszcza w części „odpowiedzialność człowieka”- to musisz oba „smogowe” blogi jeszcze raz, bardziej uważnie przeczytać),

- seniorze - ponieważ Twój wpływ na tworzenie obu rodzajów stanu smogowego jest ograniczony, skup swoją uwagę zwłaszcza na redukcji wpływu tych stanów na własne zdrowie – podczas epizodów obu rodzajów smogu ograniczaj aktywność fizyczną na wolnym powietrzu.

 

tekst i zdjęcia: S. Hławiczka