3. Фотохимический смог.

Смог – это одно из главных проявлений состояния загрязнения воздуха в крупнейших мировых мегаполисах уже на протяжении нескольких веков. Образовано это слово было в результате «соединения» английских слов smoke (дым) и fog (туман). В настоящее время, основная причина его возникновения – это взаимодействие продуктов сгорания ископаемого топлива в автомобильных двигателях (транспортный смог) и заводских выхлопов с солнечным светом, производящее вторичные загрязнители. Они, в свою очередь, также взаимодействуют с первично выбрасываемыми веществами. В результате всех процессов формируется фотохимический смог. Еще одной причиной возникновения смога традиционно является сжигание угля, в настоящее время уже немного потерявшей актуальность. Впервые слово «смог» в официальном научном документе было употреблено в докладе доктора Генри Антуана Дэ Во в 1905-м году. Этот был первый случай, когда проблема смога как явления, имеющего явно негативный для здоровья

человека оттенок, была поднята в научной среде.

Фотохимический смог – комплексное загрязнение атмосферы, обусловленное застаиванием масс воздуха в крупных городах с развитой промышленностью и большим количеством транспорта. Произошло слово смог от двух английских слов «smoke» (дым) и «fog» (туман).

Автомобильные двигатели внутреннего сгорания – вот главный источник смога. В выхлопах автомобилей содержатся оксиды азота и углерода, озон, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)…Весь этот «букет» в сырую погоду висит в воздухе в виде аэрозоля, снижая видимость автомобилисту и заставляя кашлять и задыхаться пешехода.

ПАУ и озон – сильные окислители, они пагубно влияют на городскую растительность, ингибируя многие ферментативные реакции в организмах растений. Оксиды азота и углерода тоже отрицательно влияют на живые организмы – под их воздействием обесцвечиваются листья, увядают цветы, прекращается плодоношение и рост. Такое действие объясняется образованием кислот при растворении оксидов в межклеточной и внутриклеточной жидкостях.

Фотохимический смог

Понятие фотохимического смога было сформулировано в 50-х годах прошлого века. Это было связано с растущими по экспоненте объемами промышленного производства и количества транспорта. При этом практически полностью отсутствовали средства защиты от смога и не принимались какие-либо технологические меры по предотвращению загрязнения окружающей среды.

В результате взаимодействия солнечного света с оксидами азота и летучими органическими загрязнителями появляется приземный озон и взвешенные частицы (аэрозоли). Оксиды азота образуются при сгорании ископаемого топлива, когда азот с кислородом взаимодействуют при высоких температурах. Начиная от уже упомянутого сжигания ископаемого топлива (промышленный, бытовой и транспортный смог), заканчивая распылением пестицидов или использованием органических материалов в строительстве и промышленности.

Вещества, составляющие фотохимический смог можно разделить на пять групп:

4. Оксиды азота (NOx)

5. Приземный озон (O3)

6. Летучие органические вещества (VOCs), в том числе альдегиды.

В составе обычного смога могут присутствовать и другие вредные вещества, например SO2, являвшийся, до последнего времени, основным городским загрязнителем из-за выделения при сжигании угля.

Большинство из этих соединений агрессивно вступают в реакции и являются сильным окислителями. Они оказывают серьезное негативное воздействие на здоровье всех жителей современных мегаполисов и их пригородов, хорошо распространяясь ветром. Особенно выражено их влияние в городах, располагающихся в жарком и сухом климате, с большим количеством транспорта и промышленности. Соответственно, защита от смога в этих условиях становится важнейшей задачей.

Воздействие смога на здоровье

Негативному воздействию веществ, составляющих смог, так или иначе подвергается каждый житель мегаполиса. Но особенно критичным оно является для представителей различных групп риска, среди которых можно выделить страдающих от эмфиземы легких, бронхита и астмы.

Такие вещества как оксиды углерода, азота, серы и озон вызывают воспаление органов дыхательной системы, уменьшение легочной функции, затруднение процесса дыхания, вызывают кашель и насморк. Еще более значительные концентрации загрязнителей могут вызывать воспаление слизистых оболочек. Статистически, корреляция между уровнем озона, в том числе и как основного индикатора общего городского загрязнения, и поступлениями в госпитали людей, страдающих от заболеваний дыхательной системы (в том числе и летальных) крайне высока.

В западных странах разработаны различные системы оперативного оповещения населения о состоянии окружающей среды, наиболее примечательной из которых является методика американского Агентства по Защите Окружающей Среды (ЕРА), где основными индикаторами приняты озон и взвешенные частицы. По их суммарной концентрации, состояние воздуха в конкретный момент характеризуется по опасности для населения (healthy, unhealthy for sensitive groups, very unhealthy, hazardous и пр.). Также, локальные или региональные власти зачастую оповещают население о различных проведенных в этом направлении исследованиях и рекомендуют средства защиты от смога.

Проявления смога в различных городах и странах

Несмотря на то, что смог формируется практически в любом городе, независимо от дополнительных географических факторов, они могут оказывать заметное воздействие на интенсивность этого процесса. Так, в городах расположенных в низинах или в понижениях в горных системах, затруднено выветривание загрязнителей. В периоды жаркой и сухой погоды, воздух также затрудненно очищается вследствие возникающих конвективных движений из-за разности в прогревании верхних и нижних приземных слоев.

Лондон, несмотря на достаточно благоприятные условия для самоочищения от воздушных загрязнителей, стал одним из первых городов мира, серьезно ощутивших воздействие смога. Так, уже в начале 14-го века (1306), Эдвард I выпустил закон, запрещающий использование угольные печи в городе. В 1661-м году, писатель Джон Эвелин в своей публикации Fumifugium предложил заменить топление углем на дерево из соображений воздействия первого на здоровье людей.

В 1952-м году в Лондоне, в течение 4-х дней, погибло 4000 человек, а затем, за следующую неделю, еще 8000. Это явилось следствием настоящей экологической катастрофы. В эти дни установилась низкая температура и очень высокое давление, приведшие к полному отсутствию конвекции и ветра. При этом, предположительно, особенно высоким оказалось содержание в воздухе диоксида серы, что характерно для транспортного смога. В 56-м году, после принятия соответствующих законопроектов, воздух в городе стал значительно улучшаться, а здания, многие века покрытые темным слоем осевших частиц, стали возвращаться к своему естественному цвету.

Смог является квинтэссенцией подавляющего большинства факторов негативного воздействия на окружающую среду в рамках города. Борьба со смогом проходит как на локальном, так и на городском уровне.

На уровне города, борьба со смогом заключается в принятии различных законодательных мер, обязующих промышленные предприятия строго контролировать выбросы, нормирующих качество автомобильного топлива и экологичность используемых двигателей, уменьшая суммарные выбросы от автомобилей (ограничивая их нахождение в городе, призывая отказаться от личного автотранспорта и пр.). Определенную роль может сыграть и снижение потребления энергии, что приводит к уменьшению объемов работ электростанций, в числе которых большую долю занимает

Локальная защита от смога – личный вклад человека в очистку воздуха и, соответственно, в собственное здоровье. Это достигается принципиальным пользованием экологически чистой техникой и топливом, покупкой безопасных для окружающей среды и своего здоровья хозяйственных средств.

Экзаменационные билеты утверждены на заседании кафедры

Протокол № 4 от « 5 » ноября 2014 г.

Разработчик билетов ____________________ Акбаева Л.Х.

/подпись/

Зав. кафедрой ____________________ Бейсенова Р.Р.

/подпись/

Ф ЕНУ 703-13-12 Экзаменационный билет. Издание первое

Кафедра «Управления и инжиниринга в сфере охраны окружающей среды»

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15

По дисциплине Биогеохимия и экотоксикология

Предназначен для студентов специальности 5В060800 - «Экология»