Blog
Chemiczne zanieczyszczenia powietrza, a smog.
Szeroki i zmienny wachlarz lotnych związków chemicznych, które rozpuszczają się w powietrzu jest niewidoczny i można go obserwować tylko specjalistycznym sprzętem. Zawiera się w nim dwutlenek węgla, który nie jest toksyczny, ale odpowiada za wrażenie „duszności” i „ciężkości” powietrza.
Chemicznie podobnym, lecz dużo bardziej niebezpiecznym gazem, który towarzyszy smogowi jest czad (tlenek węgla II), który działa trująco w każdym stężeniu. Jego głównym źródłem w miastach są wadliwe, stare i zatkane piece grzewcze, które nie dostarczają odpowiedniej ilości powietrza potrzebnej do pełnego utlenienia paliwa, ale również nieprawidłowo wyregulowane układy spalania w pojazdach. Niektóre trudnopalne materiały (np. śmieci, węgiel kamienny), mogą produkować więcej czadu niż paliwa łatwopalne (np. granulat) nawet, jeśli są spalane w piecach dobrej jakości. W paliwach obecne są również inne pierwiastki niemetaliczne, które w trakcie spalania produkują kwaśne tlenki, działające drażniąco.
(zdjęcie z pixabay)
Najpoważniejszym problemem chemicznego skażenia powietrza w miastach jest natomiast tak zwany „smog fotochemiczny”[1]. Wszystkie paliwa, w tym gaz, drewno, węgiel, ropa i jej składniki, zawierają pewne ilości związków azotu, które w trakcie spalania utleniają się do mieszaniny tlenków azotu, oznaczanej zbiorczo NOx. Samochodowe katalizatory częściowo ograniczają szkodliwość NOx produkowanych przez pojazdy, natomiast domowe piece grzewcze nie posiadają takich systemów. NOx sam w sobie prowadzi do powstawania kwaśnych deszczy i działa drażniąco na układ oddechowy, natomiast jego szkodliwe działanie jest dużo szersze. Ulega on bowiem reakcji z tlenem pod wpływem światła słonecznego. W takcie serii skomplikowanych przemian fotochemicznych produkowany jest ozon (O3). Ten sam ozon, który buduje ochronną powłokę ozonową nad naszą atmosferą, staje się szkodliwy, kiedy występuje przy powierzchni Ziemi. Jest to bowiem niewidzialny i bezwonny gaz, o silnych własnościach utleniających. Działa drażniąco na oczy i układ oddechowy, ale przede wszystkim wchodzi w bardzo wiele reakcji chemicznych, których produkty są trujące i rakotwórcze.
Reaguje ze składnikami spalin w powietrzu i z powierzchniami ciał stałych. O3 potrafi spontanicznie utleniać niemal wszystkie związki organiczne – w tym tworzywa sztuczne w przedmiotach codziennego użytku. Nie jest to rodzaj reakcji chemicznej, która wypala dziurę w ubraniu, lecz powolny proces, który prowadzi do sukcesywnej produkcji trujących, lotnych związków organicznych, takich jak toluen, benzen i ksylen. Dokładny skład produktów tych reakcji jest niemożliwy do określenia, ponieważ ozon reaguje w sposób nieprzewidywalny i wskutek jego działania powstają setki, jeśli nie tysiące lotnych substancji. Powstałe związki ulatniają się do atmosfery i osiągają w miastach wysokie stężenia. Większość z nich to węglowodory aromatyczne, estry, ketony i alkohole, które są pochłaniane przez organizmy i mają działanie drażniące i rakotwórcze.
Tekst: Mikołaj Cup
[1] B. Zhang and N. T. K. Oanh, “Photochemical smog pollution in the Bangkok Metropolitan Region of Thailand in relation to O3 precursor concentrations and meteorological conditions,” vol. 36, pp. 4211–4222, 2002.