Smog bez tajemnic

Smog to mieszanina zanieczyszczeń powietrza, w której mogą znajdować się szczególnie pyły zawieszone, tlenki azotu i siarki, ozon. Sama nazwa powstała na skutek połączenia słów : smoke (oznaczającego dym) oraz fog (oznaczającego mgłę).

W tym artykule przedstawiamy rodzaje smogu, wyjaśniamy jego powstawanie, skład i skutki obecności w powietrzu.

W skrócie

• Wyróżniamy smog londyński i smog fotochemiczny. Ten pierwszy powstaje w chłodne dni, natomiast drugi w upalne. Ponadto oba typy smogu różnią się składem.
• Źródła zanieczyszczeń obecnych w powietrzu to przede wszystkim ogrzewanie domów, działalność przemysłowa, transport i rolnictwo.
• Smog powoduje m.in. choroby nowotworowe i schorzenia układu oddechowego. Szkodzi ludziom oraz zwierzętom, a także negatywnie wpływa na rośliny.
• W Polsce występuje głównie smog londyński. Jakość powietrza w sezonie grzewczym jest zła, ale w ostatnich latach widać poprawę sytuacji.
• W skład smogu wchodzą pyły zawieszone, tlenki siarki, azotu i węgla oraz ozon.

Rodzaje smogu

Wyróżniamy dwa rodzaje smogu:

• smog londyński, nazywany też kwaśnym,
• smog fotochemiczny, występujący również pod nazwami smogu Los Angeles, kalifornijskiego, białego i jasnego.

Oba rodzaje smogu różni sposób powstania oraz skład.

	Smog londyński	Smog fotochemiczny
Jak powstaje	Wysoka emisja zanieczyszczeń (najczęściej główne źródło to ogrzewanie domów) w połączeniu z warunkami atmosferycznymi utrudniającymi ich odpływ. Sprzymierzeńcem tego smogu jest wyż baryczny, powodujący wzrost temperatury wraz z wysokością.	Emisja dużej ilości tlenków azotu i węgla oraz węglowodorów (główne źródło to pojazdy silnikowe) w połączeniu z odpowiednimi warunkami atmosferycznymi, a dokładniej wysoką temperaturą i wilgotnością poniżej 70%.
Główne składniki	Pyły zawieszone, dwutlenek siarki, tlenki azotu, sadza, benzen	Ozon, azotan nadtlenku acetylu, aldehydy, tlenki azotu, tlenek węgla, węglowodory
Skąd nazwa	Od wydarzeń w Londynie z dni 5-9 grudnia 1952	To w Los Angeles po raz pierwszy zwrócono uwagę na problem

---

Zobacz ranking oczyszczaczy powietrza idealnych do walki ze smogiem:

Jak powstaje smog

Podsumowując powyższe informacje na temat smogu londyńskiego oraz Los Angeles, można stwierdzić, że smog powstaje na skutek połączenia wysokiej emisji zanieczyszczeń z określonymi warunkami atmosferycznymi. Skąd biorą się w powietrzu wspomniane zanieczyszczenia? W skrócie: są generowane przez człowieka.

Co powoduje smog

Źródłami smogu są:

• gospodarstwa domowe (ogrzewanie indywidualne),
• działalność zakładów przemysłowych,
• transport,
• rolnictwo.

Udział poszczególnych sektorów jest inny dla każdego typu zanieczyszczeń. Co więcej występują zróżnicowania regionalne, tzn. w jednym kraju (lub nawet jego części), przyczyny emisji poszczególnych zanieczyszczeń są odmienne niż w innych miejscach.

W przypadku pyłów zawieszonych głównym źródłem pozostają gospodarstwa domowe, a konkretnie ich ogrzewanie. Stanowią one główną przyczynę przekroczenia dopuszczalnych norm tych zanieczyszczeń we wszystkich strefach.

Pozostałe źródła pyłów zawieszonych to transport, energetyka i przemysł oraz rolnictwo. Ponadto w wielu strefach istotną rolę odgrywa napływ zanieczyszczeń z zewnętrz.

Ogrzewanie budynków stanowi też główną przyczynę emisji benzo(a)pirenu. Jednak nie oznacza to, że gospodarstwa domowe stanowią pierwsze źródło wszystkich zanieczyszczeń obecnych w powietrzu.

W przypadku dwutlenku azotu w 2022 r. przekroczenia odnotowano w stacjach pomiarowych usytuowanych w bezpośrednim sąsiedztwie ulic o dużym natężeniu ruchu samochodowego. Wskazuje to na transport jako główną przyczynę emisji tlenków azotu.

W tym miejscu warto zaznaczyć, że ilość zanieczyszczeń generowanych przez pojazd zależy m.in. od typu silnika. Samochód z silnikiem diesla emituje 10 razy więcej tlenków azotu niż ten z silnikiem benzynowym. Sytuację pogarsza proces wypalania filtra DFP, podczas którego emisja zanieczyszczeń przekracza normy Euro nawet 1000 razy.

Skutki smogu

Skutki smogu to przede wszystkim rozwój chorób (nierzadko prowadzących do śmierci) i zaostrzenia przebiegu chorób przewlekłych. Dotyczy to nie tylko ludzi.

Wpływ smogu na zdrowia człowieka

Ekspozycja na zanieczyszczenia obecne w powietrzu powoduje choroby:

• nowotworowe,
• układu oddechowego,
• układu krążenia,
• układu nerwowego,
• skóry.

Skutki dla układu oddechowego czasami pojawiają się najwcześniej, ponieważ nawet krótka ekspozycja na smog powoduje u niektórych osób nieżyt nosa albo stany zapalne górnych dróg oddechowych.

W przypadku nowotworów smog odgrywa istotną rolę w rozwoju raka płuc i krtani, ale ma także wpływ na zachorowalność na raka piersi, wątroby i mózgu oraz białaczkę.

Negatywny wpływ zanieczyszczonego powietrza na układ krążenia potwierdzili specjaliści ze Śląskiego Centrum Chorób Serca. Według ich analiz w smogowe dni wzrasta liczba pacjentów hospitalizowanych z powodu zawału (o 12%) i udaru (o 16%).

Jeśli chodzi o układ nerwowy, to według naukowców z Onatorio zamieszkiwanie w odległości do 50 m. od ruchliwych ulic zwiększa ryzyko demencji o 7%. Co więcej, meksykańscy naukowcy po przebadaniu osób zamieszkujących tereny o wysokim stopniu zanieczyszczenia powietrza wykryli obecność białek charakterystycznych dla choroby Alzheimera u dzieci i młodych dorosłych.

Smog a zwierzęta

Zła jakość powietrza wpływa negatywnie także na zdrowie naszych zwierząt. Według badań przeprowadzonych w Mieście Meksyk stan zapalny mózgu charakterystyczny dla pierwszych objawów choroby Alzheimera, występuje u psów żyjących na obszarach o wysokim poziomie zanieczyszczenia powietrza.

Tematem tym zainteresowali się także naukowcy w Wielkiej Brytanii. Dowiedli, że pył zawieszony powoduje różnego rodzaju zmiany w nabłonku dróg oddechowych psa. W efekcie psy stają się bardziej podatne na infekcje, kaszlą, a w dalszej perspektywie uszkodzeniu ulega komora serca.

Wpływ smogu na rośliny

Negatywne skutki smogu nie ograniczają się do szkodliwości dla zdrowia ludzi i zwierząt. Obejmują również osłabienie rozwoju roślin. Tlenki azotu i siarki oraz pył zawieszony mogą przenikać poprzez aparaty szparkowe do wnętrza rośliny, powodując zaburzenia fotosyntezy.

Wysokie stężenie zanieczyszczeń prowadzi do powolnego obumierania roślin, którego przejawem jest m.in. chloroza, czyli żółknięcie i brązowienie roślin wynikające ze spadku produkcji chlorofilu.

Do gatunków szczególnie podatnych na negatywny wpływ zanieczyszczonego powietrza należą:

• pomidor,
• ziemniak,
• fasolka szparagowa,
• arbuz,
• soja,
• słonecznik,
• kukurydza,
• brzoskwinie.

Ponadto uszkodzone z powodu smogu rośliny pobierają mniej dwutlenku węgla. W rezultacie trafia on do atmosfery i niszczy warstwę ozonową.

Smog a kwaśne deszcze

Na rośliny negatywny wpływ ma również kwaśny deszcz, który jest powiązany ze smogiem. Zawarte w smogu tlenki siarki, azotu i węgla wysoko w atmosferze łączą się z parą wodną obecną w chmurach, co skutkuje powstaniem kwaśnego deszczu, inaczej deszczu siarkowego.

Wśród skutków kwaśnych deszczy należy wymienić także pogorszenie jakości życia, a nawet wymieranie zwierząt. Dla przykładu niektóre ryby są bardzo wrażliwe na zmiany pH wody. W rejonie górnej Wisły pstrągi wyginęły właśnie na skutek zakwaszenia wody.

Smog w Polsce

W Polsce główny problem stanowi smog londyński, z którym zmagamy się w sezonie grzewczym. O tym, że jakość powietrza w naszym kraju jest zła wiadomo już od lat. Najbardziej aktualne dane na ten temat można znaleźć w raporcie opracowanym przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2023.

Dobrą informacją jest to, że raport ten wykazał poprawę jakości powietrza względem sytuacji z 2022 r. Nadal jednak występowały przekroczenia dopuszczalnych lub docelowych poziomów zanieczyszczeń takich jak:

• pył zawieszony PM10,
• arsen zawarty w pyle zawieszonym PM10,
• benzo(a)piren zawarty w pyle zawieszonym PM10,
• dwutlen azotu,
• ozon.

W 2023 roku po raz pierwszy w żadnej z 46 stref nie odnotowano przekroczenia dopuszczalnego średniorocznego poziomu pyłu zawieszonego PM2,5. Dla porównania w 2022 r. poziom dopuszczalny był przekroczony w 11 strefach, natomiast w 2021 w 29.

Z czego składa się smog

Smog to mieszanina różnych zanieczyszczeń, jednak niektóre jego składniki można uznać za główne.

Pył zawieszony

Główny składnik smogu to pył zawieszony. W skrócie określa się go jako PM, ponieważ nazwa w języku angielskim to Particulate Matter. Pył to mieszanina cząsteczek stałych oraz aerozoli, a jego źródła możemy podzielić na naturalne i związane z działalnością człowieka.

Do tych pierwszych zaliczamy m.in. wybuchy wulkanów i procesy erozji, natomiast do drugich spalanie paliw w przemyśle i poza nim oraz transport drogowy.

Pył zawieszony można podzielić na frakcje, uwzględniając wielkość cząsteczek. Najczęściej wyróżnia się trzy:

• Pył PM10 – złożony z cząsteczek o średnicy do 10 μm (mikrometr),
• Pył PM2,5 – złożony z cząsteczek o średnicy do 2,5 μm,
• Pył PM1 – złożony z cząsteczek o średnicy do 1 μm.

Wielkość cząsteczek wpływa na szkodliwość pyłu zawieszonego. O ile pył PM10 nie przenika do krwiobiegu, tylko gromadzi się w drogach oddechowych, to cząsteczki pyłu PM1 z łatwością trafiają do układu krwionośnego.

Dokładny skład pyłu zawieszonego różni się w zależności od okoliczności powstania. Popularne i bardzo szkodliwe składniki pyłu to:

• wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA),
• metale ciężkie,
• dioksyny,
• furany.

To właśnie poziom pyłów zawieszonych stanowi w Polsce główny wyznacznik jakości powietrza. Według norm europejskich średnie dobowe stężenie nie powinno przekraczać:

• 15 µg/m³ dla pyłu PM2,5,
• 45 µg/m³ dla pyłu PM2,5.

Ponadto wyznaczone zostały dopuszczalne średnie stężenia roczne, które wynosza:

• 5 µg/m³ dla pyłu PM2,5,
• 15 µg/m³ dla pyłu PM2,5.

Tlenki węgla

Tlenki węgla to:

• tlenek węgla (CO),
• dwutlenek węgla (CO2),

Tlenek węgla to jeden z prekursorów smogu fotochemicznego, ale także jedna z częstych przyczyn zgonów. Popularnie nazywany czadem gaz powstaje w wyniku spalania paliw w warunkach ograniczonego dopływu tlenu. Jest bezwonny i bezbarwny, co utrudnia wykrycie jego obecności w powietrzu.

Szkodliwość tlenku węgla spowodowana jest tym, że łączy się z hemoglobiną i utrudnia transport tlenu do komórek organizmu. Powoduje niedotlenienie, które może w krótkim czasie doprowadzić do śmierci.

Dwutlenek węgla w niewielkich ilościach jest nie tylko nieszkodliwy, ale i potrzebny. Jednak w wysokich stężeniach staje się niebezpieczny. CO2 to jeden z głównych gazów cieplarnianych, które powstają na skutek spalania. Źródło dwutlenku węgla jest zatem takie samo jak smogu.

Tlenki siarki

Tlenki siarki to grupa gazów obejmująca dwutlenek siarki (SO2) oraz tritlenek siarki (SO3). Ich źródłem jest spalanie paliw zawierający siarkę, co następuje w wyniku ogrzewania budynków, produkcji energii, ruchu pojazdów silnikowych.

Nawet krótka ekspozycja na SO2 może powodować problemy z oddychaniem, natomiast długotrwała prowadzi do uszkodzenia układu oddechowego. Ponadto SO2 utlenia się w atmosferze do SO3, natomiast ten reaguje z kroplami wody obecnymi w powietrzu i tworzy kwas siarkowy.

Zgodnie z zaleceniami WHO średnie stężenie dobowe tlenków siarki nie powinno przekraczać 20 µg/m³, natomiast średnie stężenie dziesięciominutowe 500 µg/m³.

W Polsce wprowadzono następujące normy:

• średnie stężenie godzinne – 350 µg/m³ (dopuszczalne przekroczenie 24 razy w roku),
• średnie stężenie dobowe – 125 µg/m³.

Tlenki azotu

Tlenki azotu są jeszcze bardziej toksyczne niż dwutlenek siarki. Do tej grupy zaliczamy tlenek siarki (NO) oraz dwutlenek siarki (NO2), przy czym ten drugi najczęściej powstaje w wyniku utlenienia NO. NO2 to gaz o ostrym zapachu i brunatnym zabarwieniu. Stanowi główną przyczynę powstawania smogu fotochemicznego.

Wśród źródeł tlenków azotu związanych z działalnością człowieka należy wymienić emisję spalin przez pojazdy silnikowe (zwłaszcza z silnikiem diesla), działalność zakładów przemysłowych oraz stosowanie nawozów azotowych.

Dopuszczalne średnie stężenie roczne NO2 w atmosferze wynosi 40 µg/m³.

Tlenki azotu podrażniają układ oddechowych, obniżają odporność, sprzyjają rozwojowi nowotworów i chorób układu krwionośnego.

Ozon

Ozon to główny składnik smogu fotochemicznego. Składa się z trzech atomów tlenu, czyli z jednego więcej niż tlen, którym oddychamy. Jego powstawaniu sprzyjają wysoka temperatura i nasłonecznienie, dlatego najwyższe stężenia osiąga latem i wiosną.

Ozon jest pożądany w górnej warstwie atmosfery, gdzie absorbuje prawie całkowicie niezwykle pochłania szkodliwe promieniowanie nadfioletowe o długości fali poniżej 295nm. W dolnej warstwie atmosfery stanowi natomiast zanieczyszczenie powietrza.

W wysokich stężeniach ozon może doprowadzić do reakcji zapalnych oczu oraz do chorób dróg oddechowych, a także wywołać senność, spadek ciśnienia i bóle głowy.

Jak zapobiegać smogowi?

Każdy może przyczynić się do poprawy jakości powietrza w swojej okolicy. W tym celu należy:

• W miarę możliwości korzystać z ekologicznych metod ogrzewania. Kocioł węglowy generuje ponad 250 mg pyłów zawieszonych na 1 kWh ciepła. Dla porównania w przypadku pieca peletowego jest to mniej niż 50 mg, a kotła gazowego niespełna 10 mg. Bardzo dobrą alternatywę stanowią też pompa ciepła i kolektory słoneczne.
• Ograniczyć jazdę samochodem – na rzecz transportu publicznego lub roweru.
• Nie wrzucać do pieca żadnych odpadów.
• Ograniczyć ilość odpadów i stosować ich segregację – warto zrezygnować reklamówek foliowych i postawić na torby wielokrotnego użytku oraz wybierać produkty w opakowaniach umożliwiających późniejsze uzupełnienie.
• Sadzić rośliny – rośliny pochłaniają dwutlenek węgla i redukują stężenie zanieczyszczeń w powietrzu.
• Zadbać o izolację termiczną budynku – pozwala ograniczyć straty ciepła, czyli mniej ogrzewać budynek, co oznacza niższą emisję zanieczyszczeń i oszczędność finansową.

Jak chronić się przed smogiem?

Aby ograniczyć ryzyko chorób związanych ze smogiem, należy:

• Stosować w domu oczyszczacze powietrza.
• W miarę możliwości unikać przebywania na zewnątrz w czasie wysokiego stężenia zanieczyszczeń.
• Nie uprawiać sportu na zewnątrz w miejscach, w których jakość powietrza jest zła.
• W smogowe dni korzystać z maseczek antysmogowych podczas przebywania na zewnątrz.
• Unikać wietrzenia pomieszczeń, gdy normy zanieczyszczeń są przekroczone.

Skład powietrza

Zanieczyszczenia to niepożądane składniki powietrza. Co w takim razie powinno się w nim znajdować? W suchym powietrzu zawartość poszczególnych składników wygląda tak:

• azot – 78,1%,
• tlen – 20,9%,
• argon – 0,9%,
• dwutlenek węgla – 0,04%,
• pozostałe gazy (neon, hel, metan, krypton, wodór, ksenon) – 1%.

Dodatkowo powietrze zawiera zmienną ilość pary wodnej. O ile jej obecność jest pożądana, to w przypadku zanieczyszczeń powietrza sytuacja wygląda odwrotnie.

5 ciekawostek o smogu

Oto kilka faktów na temat smogu.

1. Pochodzenie słowa smog

Określenie smog pojawiło się na początku XX w. w odniesieniu do zjawiska występującego w Londynie. Pierwszym znanym użyciem go był odczyt arytkułu dr. HA des Voeux z Coal Smoke Abatement Society w 1905 r.

2. Zła jakość powietrza to problem prawie wszystkich państw

W 2023 roku jedynie siedem krajów spełniło standardy jakości powietrza WHO. Były to: Australia, Estonia, Finlandia, Grenada, Islandia, Mauritius i Nowa Zelandia.

3. Wytycznych WHO nie spełnia żadne ze 100 największych miast świata

Najnowsze wytyczne WHO odnośnie jakości powietrza pochodzą z września 2021 r. Według analiz Greenpeace wymagań nie spełnia żadne z największych miast świata.

4. Co dziesiąty zgon to wynik złej jakości powietrza

Według szacunków z 2017 r. co najmniej 1 na 10 osób umiera z powodu chorób spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza.

5. Paraliż Londynu w 1952 r.

W grudniu 1952 stężenie smogu w Londynie było tak wysokie, że utrudniało przemieszczanie się po mieście. Ludzie porzucali samochody na ulicach, nie działała komunikacja miejska (z wyjątkiem metra) i lotnisko.

Źródła

1. Tlenek siarki – trujące składniki smogu cz. 4, airly.org.pl
2. Tlenek Azotu – trujące składniki smogu cz. 1, airly.org.pl
3. W jaki sposób zanieczyszczenie powietrza wpływa na rośliny?, airly.org.pl
4. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na rośliny, mappingair.meteo.uni.wroc.pl
5. Czy zanieczyszczenia powietrza szkodzą zwierzętom?, mappingair.meteo.uni.wroc.pl
6. Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2022, oprac. Główny Inspektora Ochrony Środowiska
7. Smog, etymoline.com
8. Olivia Lai, All You Need to Know About Air Pollution, earth.org
9. Czym jest ozon i jak wpływa na życie na Ziemi?, powietrze.gios.gov.pl
10. Mira Suchodolska, Smog szkodzi bardzo także zwierzętom. Zwłaszcza w miastach, forsal.pl
11. Diesel – rosnący problem. Analiza emisji zanieczyszczeń z transportu drogowego w kontekście zdrowia publicznego i ochrony powietrza w Polsce, klimatycznabazwawiedzy.pl
12. Paweł Lachman, Porównanie emisji zanieczyszczeń różnych technologii grzewczych wg raportu IPTS dla Komisji Europejskiej, instalreporter.pl