12.11 Смог
Смог - специфічне атмосферне явище антропогенного походження, яке виникає внаслідок надходження до нижніх шарів тропосфери газів та аерозолів, які зазнають перетворень у повітрі з формуванням вторинних забруднювачів. Вперше термін смог було застосовано у 1905 р. для опису густого смердючого туману, що регулярно утворювався у Лондоні внаслідок викидів диму від пічного опалення 10-ти мільйонного міста. З часом цей темрін поширили на інші стійки атмосферні явища забруднення повітря.
На даний момент розрізняють три типи смогу, класифікуючи їх за умовами виникнення , а назви відображують характерні райони виникнення:
Крижаний смог (аляскінський тип) - виникає при забрудненні повітря газодимовими викидами за умов низької температури повітря (< -20оС) та високій вологості. За таких умов відбувається виморожування вологи у вигляді крижаного аерозолю. На поверхні частинок льоду відбувається осадження діоксиду сірки. Низька температура сприяє його конденсації та розчинення у аерозолях. Зазвичай крижаний смог вказують для міст, розташованих у високих широтах. Проте такий смог також є поширеним. Зокрема, в Києві крижаний смог утворюється взимку при випадінні крижаного туману від роботи ТЕЦ та вихлопів автотранспорту. При цьому часто реєструється метеорологічна аномалія - температурна інверсія, коли біля земної поверхні зосереджується холодний шар повітря, в якому концентруються всі викиди.
Утворення крижаного смогу від викидів котелень та ТЕЦ
Вологий смог (лондонський тип) - є подібним до крижаного, але виникає за температури близько 0оС, 100% вологості та наявності у повітрі аерозолів сажі та діоксиду сірки (головним чином внаслідок спалювання кам'яного вугілля). Не вірно розуміти, що смог у Лондоні - це проблема сучасності. Ще у 1306 англійський король Едвард І намагався заборонити спалювання кам'яного вугілля у межах міста з метою зменшення забрудненості повітря. У 17-ст. ця проблема набула таких масштабів, що у 1661 р. одним з засновників Лондонського королівського товариства Дж. Івліном було видано памфлет Fumifugium, в якому він звертався до короля та парламенту з вимогою вирішити проблему забруднення повітря. Найбільш відомим лондонський смог став після катастрофи у грудні 1952 р., коли кілька тижнів в атмосфері міста панував щільний смог, який тільки за підтвердженими даними забрав життя понад 8000 мешканців. Незважаючи на поступову відмову від опалення житла кам'яним вугіллям, смоги у Лондоні продовжують періодично вникати. Від вологого смогу на даний момент страждають великі китайські міста. Подібні катастрофічні явища відомі і в інших містах. Зокрема, масштабний смог утворився у грудні 1930 р. в густонаселеній долині річки Маас і охопив територію Франції, Бельгії та Нідерландів. Загальна кількість загиблих безпосередньо від смогу становить не менше 60 осіб. Одним з специфічних чинників виявився фторгідроген, що утворювався при виробництві сталі. Крім того, загинуло багато худоби, що випасалася на заплавних луках. У США подібна ситуація утворилася у місті Донора у жовтні 1948 р., коли загинуло не менше 20 осіб. Специфічним забруднювачем тут виявився хлоргідроген та фторгідроген, які утворювалися при металургійному виробництві фабрики U.S. Steel's Donora Zinc Works.
Смог на місто Донора (США) у 1948 р. та Великий лондонський смог у 1952 р.
Фотохімічний смог (лос-анжелеський тип) - кардинально відрізняється від попередніх типів і являє собою фотохімічну реакцію оксидів азоту, кисню та летких органічних сполук, які виступають первинними забруднювачами, що надходять до повітря переважно внаслідок роботи автомобільних двигунів. Але основними чинниками небезпеки, що власне і формують це явище, є вторинні забруднювачі, що утворюються у атмосфері під дією сонячного світла. Такими сполуками є альдегіди (переважно формальдегід), пероксиацил нітрати та головний забруднювач - озон. Саме завдяки озону смог набуває сиро-блакитного кольору. Не зважаючи на назву, найбільше від фотохімічного смогу постраждав не Лос Анжелес, а Ню-Йорк, де у 1953 р. загинуло 170-260 осіб, у 1963 р. - 200 осіб, у 1966 р. - 168 осіб. Такий тип смогу є характерним для густонаселених мегаполісів з великою кількістю автотранспорту, що розташовані у спекотному сухому кліматі (Мехіко, Делі, Пекін, міста Південно-Східної Азії).
Фотохімічний смог у Мехіко
Всі попередні приклади характеризують локальні атмосферні явища, які охоплюють кілька сотень квадратних кілометрів, а їх стійкість обумовлена наявністю метеорологічних температурних аномалій. Екстенсивний розвиток промисловості та сільського господарства Китаю, Індії та країн Пвіденно-Східної Азії, призвів до появи особливого типу смогу - Південно-азійського туману (хмари). У певні сезони року масштаби цього атмосферного явища охоплювали значну частину Азійського континенту. Зокрема, одним з найбільших азійських туманів визнано смог, що тримався з серпня по жовтень 2006 р. і охопив Індонезію, Малайзію, Сингапур, Південний Таїланд та Південну Корею. Крім промислових викидів, додатковими чинниками виявилися лісові пожежі та сезонне спалювання сільськогосподарських відходів.
Південно-азійський туман внаслідок лісових пожеж на Суматрі у 2006 р.