Smog - jest to nienaturalne zjawisko atmosferyczne polegające na współdziałaniu zanieczyszczeń powietrza spowodowanych działalnością człowieka oraz niekorzystnych naturalnych zjawisk atmosferycznych: znacznej wilgotności powietrza (mgła) i braku wiatru. Utrudnia oddychanie organizmom, a Ziemi wydalanie ciepła. Te szkodliwe związki chemiczne, pyły (kurz) i znaczna wilgotność są zagrożeniem dla zdrowia, są bowiem czynnikami alergizującymi i mogą wywołać astmę oraz jej napady, a także powodować zaostrzenie przewlekłego zapalenia oskrzeli, niewydolność oddechową lub paraliż układu krwionośnego. Ze względu na miejsce i warunki powstawania oraz skład chemiczny możemy wyróżnić dwa rodzaje smogów: Smog londyński (kwaśny)- w skład którego wchodzą: tlenek siarki(IV), tlenki azotu, tlenki węgla, sadza oraz trudno opadające pyły. Występuje głównie w miesiącach od listopada do stycznia rano podczas inwersji temperatur w umiarkowanej strefie klimatycznej. Temp. powietrza od -1 do +4 C, wilgotność powietrza ponad 85% mgła, prędkość wiatru 0 m na sek. Smog Los Angeles (fotochemiczny) - powstaje przede wszystkim w miesiącach letnich, w strefach subtropikalnych w południe lub popołudnie. Skład: tlenki węgla, tlenki azotu, węglowodory. Związki te ulegają późniejszym reakcjom fotochemicznym, w wyniku których powstają: azotan nadtlenku acetylu, aldehydy oraz szkodliwy ozon. Temp powietrza 24 - 32 C; wilgotność powietrza około 70%, prędkość wiatru do 3 m na sek. Skala pH - pH to ujemny logarytm dziesiętny stężenia jonów hudroniowych wyrażonych w molach na decymetr sześcienny: pH=-log10[H3O+].Opad atmosferyczny - jest zazwyczaj nieco kwaśny gdyż dwutlenek węgla występujący w sposób naturalny w powietrzu, rozpuszcza się w opadzie tworząc roztwór kwasu węglowego co obniża pH do 5,6. Powstawanie kwaśnych deszczy - mokra i sucha depozycja zanieczyszczeń powietrza. Związki obniżające pH opadów atmosferycznych: kwas siarkowy, azotowy. Wpływ kwaśnych deszczy na rośliny: #Wypłukiwanie składników odżywczych z liści; #Ograniczenie dostępności składników odżywczych w glebie; #Uruchomienie w glebie sub. toksycznych (metali ciężkich); #Wymieranie mikroorganizmów żyjących w symbiozie z roślinami. Wpływ kwaśnych deszczy na zdrowie ludzi i zwierząt: SO2, NOx siarczany i azotany zwiększają ryzyko wystąpienia: #Kaszlu, astmy zapalenia oskrzeli, bólu głowy i oczu, podrażnienia gardła; #Problemy z oddychaniem; #Po dostaniu się do płuc mogą wywołać chorobę nowotworową. Wpływ na budynki i pomniki: Kwaśne deszcze rozpuszczają skały węglanowe. Korozja metali - kw. deszcze powodują większą korozję i rdzewienie części metalowych znajdujących się na zewnątrz. Przyczyny kwaśnego deszczu: zapotrzebowanie na energię; produkcja energii, emisje; zanieczyszczenie powietrza na dużych obszarach; Zapobieganie kwaśnym deszczy : oszczędzanie energii i mniejsze zużycie energii; odnawialne źródła energii; technologie ograniczające emisje w trakcie spalania; porozumienia międzynarodowe. Skutki kwaśnego deszczu: zakwaszanie jezior i rzek; zakwaszanie gleb; wymywanie składników odżywczych, uaktywnienie metali ciężkich; zanieczyszczenie wód podziemnych; obumarcie niektórych roślin; obumieranie niektórych organizmów wodnych. Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym jest funkcją głównie: #Stanu równowagi atmosfery; #Prędkości wiatru i jego zmienności; #ukształtowania terenu; #parametrów emitora; pionowy rozkład temp powietrza w troposferze opisujemy równaniem Tz=T0-αZ; T0 temp powietrza przy powierzchni ziemi; Tz temp na wysokości z; α pionowy gradient temp powietrza. Pionowy gradient temp powietrza jest równy pochodnej temp T względem wysokości Z. gradient ten nazywany jest pionowym zwykłym gradientem temp. Trzy stany równowagi powietrza: #obojętna - przesunięta porcja powietrza pozostaje w nowym miejscu; #stała - przesunięta porcja powietrza powraca do pierwotnej pozycji; #chwiejna- raz przesunięta porcja powietrza porusza się dalej. Suche osiadanie - jest to transport zanieczyszczeń zarówno gazowych jak i cząstek aerozolu do powierzchni ziemi, gdzie są one absorbowane adsorbowane przez glebę, wodę lub inne materiały pokrywające podłoże. Proces ten zachodzi wyłącznie na granicy atmosfera/ powierzchnia podłoża. Na przebieg suchego osiadania mają wpływ: #warunki meteorologiczne (ruchy turbulencyjne, prędkość wiatru, nasłonecznienie, temp, wilgotność względna); #rodzaje osiadającej sub i jej właściwości fizyczne i chemiczne (gł. Rozpuszczalność i reaktywność, gęstość kształt, higroskopijność); #warunki terenowe - rodzaje i cechy powierzchni podłoża (reaktywność, szorstkość, wilgotność, rodzaj roślinności). Proces suchego osiadania zachodzi w trzech etapach: #skierowany pionowo ku powierzchni ziemi transport gazów i cząstek przez przyziemną warstwę turbulencyjną (dyfuzja turbulencyjna gazów, sedymentacja aerozoli); #dalszy transport tych zanieczyszczeń przez laminarną warstwę tuż przy powierzchni ziemi (dyfuzja molekularna gazów oraz Browna, bezwładność i sedymentacja aerozoli); #przejmowanie zanieczyszczeń przez powierzchnię (absorpcja gazów, przyleganie (adsorpcja) aerozoli). Prędkość suchego osiadania stosunek strumienia zanieczyszczenia docierającego do podłoża w jednostce czasu do stężenia tego zanieczyszczenia na pewnej wysokości z tuż nad powierzchnią ziemi: Vd=-(F/C(z)) F - strumień zanieczyszczeń skierowany do podłoża; C(z) - stężenie zanieczyszczeń na wysokości z tuż nad powierzchni Koagulacja - łączenie się dwóch cząstek prowadzące do powstania dużych agregatów. Warunkiem koniecznym jest kontakt obu cząstek spowodowany dyfuzją Browna lub jakąś siłą. Zachodzi ona najszybciej dla cząstek o różnych rozmiarach. Sorpcja proces w trakcie którego molekuły są wchłaniane przez cząstki. Jeśli gazy lub ciecze są rozpuszczalne wyłącznie na powierzchni aerozolu to mówi się w tedy o adsorpcji. W aerozolach może występować też chemisorpcja. Zachodzi w wyniku specyficznych reakcji międzycząsteczkowych. Kondensacja gazów zachodzi na powierzchni aerozoli, trwa ona tak długo jak długo ciśnienie cząstkowe komponentu gazowego jest wyższe niż ciśnienie tego elementu w stanie ciekłym w aerozolu. Zależność średnicy cząstki od czasu kondensacji: Dp2=Dp02+2A*t. Wymywanie - proces zachodzący przy udziale wody, polegający na przechwyceniu zanieczyszczeń przez hydrometeory i przeniesieniu ich do powierzchni ziemi. Proces ten zachodzi w wyniku: absorpcji zanieczyszczeń w chmurach; pochłaniania zanieczyszczeń w skutek opadów atmosferycznych; przechwytywanie zanieczyszczeń przez podłoże podczas wślizgiwania się mas powietrza po zboczach górskich. Mgły orograficzne - powstają w wyniku adiabatycznego ochładzania powietrza unoszącego się po zboczach wzniesień terenowych. Mgły adwekcyjne (napływowe) powstają wskutek ochładzania przemieszczającej się masy powietrza. Mgły frontowe - powstają w strefie frontów atmosferycznych, w wyniku zetknięcia się mas powietrza o odmiennych właściwościach termicznych i wilgotnościowych. Mgły z parowania - powstają w wyniku parowania cieplejszej powierzchni wodnej i unoszeniem się pary wodnej oraz jej kondensacją w chłodniejszym powietrzu. Postają nad zbiornikami wodnymi i mokradłami. Proces wymywania zachodzi w trzech etapach: #wzajemne mieszanie się zanieczyszczeń i kropel wody lub kryształków lodowych w wydzielonej objętości powietrza; #przejście i dołączenie zanieczyszczenia do kropel wody lub kryształków lodu; #przeniesienie zanieczyszczeń przy udziale wody do powierzchni ziemi. Reakcje homogeniczne to reakcje organiczne do jednej fazy (gazowej, ciekłej, na powierzchni cząstek stałych). Reakcje heterogeniczne to reakcje w których przynajmniej jeden z reagentów przechodzi z jednej fazy do drugiej. 1. Zanieczyszczenie powietrza wprowadzenie do atmosfery sub stałych, ciekłych lub gazowych ilościach które ujemnie wpływają na zdrowie człowieka, klimat, przyrodę żywą, glebę, wodę lub powodują inne szkody w środowisku. 2. Zanieczyszczenie powietrza wszystkie sub stałe, ciekłe lub gazowe których udział w powietrzu przekraczają średnią wartość tych sub w czystym powietrzu atmosferycznym lub nawet w małych ilościach składniki obce nie będące składnikami naturalnymi. Zanieczyszczenia dzieli się na grupy wg kryteriów: #skład chemiczny zanieczyszczenia; #sposób w jaki zanieczyszczenie dostaje się do atmosfery; #postać fazowa zanieczyszczenia, podział zanieczyszczeń wg składu chemicznego: sub zawierające siarkę; sub zawierające azot; sub zawierające węgiel; sub zawierające halogen; sub toksyczne i radioaktywne. Podział zanieczyszczeń ze względu na sposób w jaki dostają się do atmosfery: #zanieczyszczenia pierwotne - emitowane do atmosfery bezpośrednio ze źródeł emisji; #zanieczyszczenia wtórne - powstają w atmosferze w wyniku reakcji chem między zanieczyszczeniami pierwotnymi a składnikami powietrza atmosferycznego; podział zanieczyszczeń ze względu na postać fazową zanieczyszczenia: #aerozole - zawieszone w powietrzu atmosferycznym zanieczyszczenia znajdujące się w fazach ciekłej i stałej; #pyły - zanieczyszczenia będące w fazie stałej; #gazy ; stopień zanieczyszczenia powietrza charakteryzują: 1. Stężenie zanieczyszczenia w powietrzu atmosferycznym (stosunek ilości zanieczyszczenia do ilości powietrza zawierającego to zanieczyszczenie). 2. Strumień zanieczyszczenia skierowany ku podłożu (ilość zanieczyszczenia osiadającego na podłożu na jednostkę powierzchni w jednostce czasu). Źródło emisji zanieczyszczeń miejsce, w którym następuje wydalanie do powietrza sub zanieczyszczających albo, jest to urządzenie i związany z nim proces technologiczny, podczas którego wytworzone są zanieczyszczenia. Unos strumień zanieczyszczeń powietrza opuszczający urządzenie będące źródłem zanieczyszczeń. Redukcja zanieczyszczeń może stanowić etap procesu technologicznego i jest definiowana wówczas jako pierwotna redukcja zanieczyszczeń. Emisja przenikanie zanieczyszczeń do atmosfery. Jest to strumień zanieczyszczeń odprowadzany do powietrza atmosferycznego z emitora. Imisja ładunek zanieczyszczeń powietrza który w następstwie emisji oraz dyspersji dotarł do punktu lub obszaru w którym następuje oddziaływanie zanieczyszczeń na receptory. Źródła zanieczyszczeń powietrza: # Naturalne: wybuchy wulkanów, pożary lasów i łąk, procesy biologiczne zachodzące w przyrodzie. # Antropogeniczne
3