Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Jak powstaje i z czego składa się smog?

Obecność smogu w powietrzu realnie wpływa na życie i zdrowie ludzi, ekosystem, zwierzęta oraz rośliny. Jest to również istotny czynnik, odpowiadający za globalne zmiany klimatu. Długotrwały kontakt ze smogiem jest szczególnie niebezpieczny dla dzieci, kobiet w ciąży i osób starszych, ponieważ zmniejsza odporność, powoduje choroby płuc, astmę, zawał serca i inne schorzenia naczyniowe. Winnych temu jest szereg wchodzących w skład smogu substancji chemicznych, w tym kancerogennych i mutagennych.

 

Odmiany smogu

Smog jest wynikiem interakcji zanieczyszczeń, zawartych w powietrzu atmosferycznym (głównie pochodzenia antropogenicznego), wraz z mgłą oraz światłem słonecznym. Biorąc pod uwagę skład chemiczny i miejsce występowania, można wyróżnić dwie podstawowe odmiany smogu:

* smog londyński (kwaśny, siarkowy) – zawiera głównie szkodliwe tlenki siarki i azotu, a także sadzę oraz pyły. Ten typ smogu obserwowany jest w Polsce w okresie jesienno-zimowym. Powstaje w warunkach inwersji temperaturowej powietrza, gdy jego dolne warstwy są chłodniejsze niż górne. Zgromadzone w niższych warstwach zanieczyszczenia (szczególnie tlenki siarki i azotu), w obecności niskich temperatur oraz wysokiej wilgotności, osadzają się na powierzchni pyłów i łącząc się z cząsteczkami pary wodnej, tworzą kwasy (zjawisko kwaśnych deszczy);

* smog typu Los Angeles (fotochemiczny) – występuje przeważnie w porze letniej, w temperaturach rzędu 25-35oC i przy niskiej wilgotności powietrza. Jest charakterystyczny szczególnie dla aglomeracji miejskich, gdzie głównymi zanieczyszczeniami powietrza są: węglowodory alifatyczne, benzen i jego pochodne, tlenek węgla oraz ozon.

Jakie zanieczyszczenia tworzą smog?

Pyły

Mianem pyłów, stanowiących poważne zanieczyszczenie, określa się drobiny kurzu, piasku, kamieni, sadzy czy pyłków roślin. Źródłem cząstek stałych w powietrzu są również zużywające się elementy pojazdów mechanicznych, np. starte ogumienie, tarcze, klocki hamulcowe.

Ze względu na średnicę cząstek, pyły zawieszone można podzielić na:

* PM10 – średnica cząstek poniżej 10 μm,

* PM10-2,5 (określany jest również jako PMc) – średnica cząstek pomiędzy 2,5 μm i 10 μm,

* PM2,5 – średnica cząstek poniżej 2,5 μm,

* PM1 (pył submikronowy) – średnica mniejsza niż 1 μm,

* PM0,1 (pył ultradrobny) – średnica cząstek nie przekracza 0,1 μm.

Pyły, zawarte w powietrzu atmosferycznym, w łatwy sposób dostają się do organizmu człowieka przez układ oddechowy. Jest to szczególnie niebezpieczne, ze względu na osadzenie na powierzchni cząstek stałych innych substancji, zagrażających zdrowiu człowieka, np. wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych lub metali ciężkich. Wiele z tych związków ma działanie kancerogenne i mutagenne. Opady atmosferyczne, a także procesy sedymentacji prowadzą do usunięcia z powietrza większych cząstek pyłów, ale te o rozmiarach 2,5 μm oraz mniejszych pozostają w atmosferze przez kilka dni, a nawet tygodni. Dlatego są niezwykle niebezpieczne – pyły o mniejszej średnicy z łatwością przenikają do górnych dróg oddechowych, płuc, a także przez ścianki naczyń krwionośnych.

Tlenki

Dwutlenek azotu (NO2) jest klasyfikowany zarówno jako zanieczyszczenie o charakterze pierwotnym, jak i wtórnym – przyczynia się do powstawania m.in. ozonu troposferycznego, kwasu azotowego (V). Do atmosfery trafia w wyniku spalania substancji organicznych, zawierających azot, detonacji materiałów wybuchowych, obróbki elektrochemicznej metali czy pracy silników diesla. 

Tlenki siarki, jako zanieczyszczenie, powstają głównie w wyniku spalania paliw, zanieczyszczonych związkami siarki. Wtedy też organiczne i nieorganiczne związki tego pierwiastka rozkładają się i trafiają do spalin. Obecny w powietrzu jest dwutlenek siarki (SO2), a rzadziej trójtlenek siarki (SO3), powstający w wyniku utlenienia SO2. Są bardzo niebezpiecznymi zanieczyszczeniami, ze względu na silnie toksyczne działania. Dwutlenek siarki powoduje uszkodzenie dróg oddechowych, natomiast trójtlenek w kontakcie z parą wodną tworzy kwas siarkowy.

Tlenek węgla (CO), nazywany często cichym zabójcą, powstaje w wyniku procesów niecałkowitego spalania paliw, zawierających węglowodory, w tym gazów przemysłowych, węgla i drewna. Jest bezbarwny i bezwonny. Stanowi jedną z najczęstszych przyczyn zatruć inhalacyjnych. Trafiając do krwiobiegu, wykazuje większe powinowactwo do hemoglobiny i wypiera tlen. Innym źródłem zatruć tlenkiem węgla są rozpuszczalniki, szczególnie te, zawierające chlorek metylu. Wchłaniane przez płuca, trafiają do wątroby, a tam są metabolizowane do tlenku węgla.

Ozon

Ozon stanowi alotropową odmianę tlenu, która jest niezbędna we wszystkich warstwach atmosfery – chroni Ziemię i organizmy żywe przed niekorzystnym działaniem promieniowania ultrafioletowego. Podwyższone stężenie tej trójatomowej cząsteczki jest jednak niekorzystne. Zaburzenie równowagi stężenia dotyczy głównie dużych miast, gdzie w atmosferze obecnych jest szereg innych zanieczyszczeń, które są prekursorami powstawania ozonu, np. węglowodorów czy tlenków azotu (dodatkowym czynnikiem jest podwyższona temperatura). Ozon powstaje głównie w wyniku interakcji światła ultrafioletowego wraz z tlenkami azotu i cząsteczkami organicznymi.

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

Jest to duża grupa związków organicznych, obejmująca ok. 10 tys. substancji chemicznych, określana często skrótem WWA lub PAH (głównie w literaturze anglojęzycznej). Trafiają one do atmosfery w wyniku procesów niecałkowitego spalania związków organicznych, takich jak drewno, śmieci lub tworzywa sztuczne. Wykazują silne działanie genotoksyczne, mutagenne i kancerogenne. Przedstawicielem WWA jest benzo(a)piren. Pośród wszystkich związków z tej grupy ten jest szczególnie niebezpieczny, ponieważ wykazuje silne działanie kancerogenne i jest łatwo kumulowany w organizmie. Z tego powodu, oznaczany w próbkach środowiskowych, stanowi marker całkowitej zawartości WWA.

Metale ciężkie

W wyniku spalania paliw kopalnych, zwłaszcza tych zanieczyszczonych (gorszej jakości), do środowiska przedostają się także metale ciężkie. Szczególnie niebezpieczne dla zdrowia ludzi są ołów, rtęć i kadm. Bezpośrednie zatrucie powodują ponadto cynk, miedź i rtęć. Do organizmu człowieka dostają się drogą dermalną (przez skórę) lub z wdychanym powietrzem. Ponadto mogą zostać pochłonięte wraz z pokarmem. Głównym źródłem zanieczyszczenia kadmem i niklem jest sektor komunalny (spalanie zanieczyszczonych paliw, śmieci). Branże produkcyjna i energetyczna natomiast odpowiadają za większość emisji rtęci, chromu i miedzi.

Źródła

Kuchcik, M.; Milewski, P. Zanieczyszczenie powietrza w Polsce – stan, przyczyny i skutki. Stud. KPZK. 2018, 182, 341-364.

Wojtal, R. Zanieczyszczenie powietrza w miastach w aspekcie ruchu samochodowego. Transp. Miej. i Reg. 2018, 1, 12-17.

Badura, H. Węgiel tak, smog nie – świadomość i odpowiedzialność. 2018, 7, 484-496.

Fot. https://pixabay.com/pl/photos/krak%c3%b3w-komin-kominy-ciep%c5%82o-4314593/

KOMENTARZE
news

<Grudzień 2022>

pnwtśrczptsbnd
30
1
2
VI Wigilia PTSF
2022-12-02 do 2022-12-04
5. Forum Nowoczesnej Diabetologii
2022-12-02 do 2022-12-03
3
4
5
6
Biotech Day on GPW
2022-12-06 do 2022-12-06
7
Beauty Innovations 2022
2022-12-07 do 2022-12-08
8
MEDmeetsTECH
2022-12-08 do 2022-12-08
10
11
12
POLISH TELEHEALTH ALLIANCE 2022
2022-12-12 do 2022-12-12
13
WEBINAR | Kosmetyki koszerne
2022-12-13 do 2022-12-13
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
Newsletter