Czym jest smog?

Smog powstaje w wyniku obecności w atmosferze szkodliwych substancji, takich jak tlenki azotu, ozon troposferyczny czy cząstki zawieszone (PM10, PM2,5). Słowo smog jest połączeniem słów angielskich smoke (dym) i fog (mgła). Dawno temu funkcjonowało w Polsce pojęcie “dymgła”, ale się nie przyjęło.

Smog może przybierać dwie formy:

• Smog londyński – typ smogu znany od wieków. Aerozole, które go tworzą, pochodzą głównie z ogrzewania domów i ciężkiego przemysłu. Zawiera dużo sadzy i innych związków węgla oraz zanieczyszczenia z jego spalania (siarka, pył, biomasa). Ten typ smogu ma barwę szarą, jest ciężki i „gryzący”. Powstaje głównie zimą. Występuje zwłaszcza w obszarach o ograniczonym przepływie powietrza, takich jak kotliny lub inne miejsca z niską prędkością wiatru.
• Smog typu Los Angeles – pojawia się w cieplejszych miesiącach, zwłaszcza w miastach o wysokim natężeniu ruchu drogowego. Tworzy go mieszanina tlenków azotu i lotnych związków organicznych, które pod wpływem promieniowania UV przekształcają się w szkodliwe substancje, w tym ozon troposferyczny, który jest rakotwórczy, oraz organiczne związki azotowe, które działają drażniąco na śluzówki. Występuje najczęściej w dużych metropoliach. W Los Angeles opisano go po raz pierwszy, stąd jego nazwa.

Jak monitorujemy jakość powietrza?

Monitoring jakości powietrza w Polsce odbywa się na trzech poziomach, co pozwala na kompleksową ocenę stanu atmosfery. Pierwszy poziom stanowią punkty pomiarowe Generalnego Inspektoratu Ochrony Środowiska (GIOŚ), wyposażone w zaawansowane urządzenia dostarczające precyzyjnych danych o składzie powietrza.

Drugim poziomem są sieci komercyjne, takie jak Airly, które wykorzystują proste czujniki pomiarowe do lokalnego monitorowania zanieczyszczeń.

Najwyższą jakość pomiarów zapewniają profesjonalne stacje badawcze rozwijane w ramach europejskiej inicjatywy ACTRIS, umożliwiające prowadzenie szczegółowych analiz naukowych.

ACTRIS (Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure) to rozproszona infrastruktura badawcza, której celem jest prowadzenie wysokiej jakości obserwacji aerozoli, chmur i gazów śladowych oraz analiza ich złożonych interakcji w atmosferze. Paneuropejska sieć ACTRIS będąca konsorcjum badawczym została stworzona m.in. w celu konsolidacji wiedzy i doświadczeń naukowców z całej Europy. Jednym z najważniejszych założeń jest dostarczenie wysokiej jakości danych oraz wypracowanie wspólnych, najbardziej optymalnych procedur pomiarów aerozoli dla wszystkich krajów członkowskich, aby można było bezpośrednio porównywać pomiary dokonywane w różnych krajach Europy – mówi dr hab. Aleksander Pietruczuk, koordynator ACTRIS PL, kierownik Zakładu Fizyki Atmosfery Instytutu Geofizyki PAN.

W Polsce funkcjonuje konsorcjum ACTRIS PL, koordynowane przez Instytut Geofizyki PAN, które obejmuje pięć uniwersytetów, dwa instytuty Polskiej Akademii Nauk oraz jeden krajowy instytut badawczy. W ramach tej sieci działa sześć stacjonarnych platform obserwacyjnych, jedna mobilna platforma pomiarowa oraz laboratorium analityczne.

Dlaczego smog jest tak groźny?

Kluczowym parametrem oceny jakości powietrza jest PMx – wskaźnik określający stężenie aerozoli o określonej wielkości cząstek. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) wskazuje, że im mniejsze cząstki, tym większe zagrożenie dla zdrowia, ponieważ mogą one przenikać głęboko do układu oddechowego. Aerozole PM1 mogą docierać do najmniejszych oskrzelików, a cząsteczki PM0,1 nawet do pęcherzyków płucnych, skąd organizm nie jest w stanie ich skutecznie usuwać. To właśnie te najmniejsze frakcje stanowią największe zagrożenie dla zdrowia człowieka.

Smog wpływa bardzo niekorzystnie na nasze zdrowie. Reakcja organizmu zależy od rodzaju zanieczyszczeń w smogu. Tlenki azotu i siarki (NO₂, SO₂) utrudniają oddychanie, mogą powodować astmę. Amoniak (NH₃) podrażnia oczy i trwałe uszkadza płuca. Drobny aerozol węglowy powoduje pylicę i choroby układu krążenia. Z kolei lotne związki organiczne (VOC) są nieszkodliwe w umiarkowanych koncentracjach, ale reagują z NO₂ oraz UV, tworząc ozon, który jest najbardziej niebezpiecznym produktem reakcji zachodzących w smogu fotochemicznym.

Ozon przy powierzchni ziemi jest wysoce toksyczny. Z łatwością może dostać się do krwiobiegu, a nawet pojedynczych komórek. Ozon samorzutnie rozkłada się na cząsteczkę tlenu O₂ i niesparowany (wolny) rodnik tlenowy. Ten samotny atom tlenu jest niezwykle reaktywny i może prowadzić do uszkodzeń w ludzkich komórkach, w tym do bezpośredniego uszkodzenia DNA lub mitochondrialnego RNA – tłumaczy dr Artur Szkop z Zakładu Fizyki Atmosfery Instytutu Geofizyki PAN.

Sytuacja w Polsce

W ciągu ostatnich tygodni kilkukrotnie występowały wyjątkowo niekorzystne warunki atmosferyczne sprzyjające powstawaniu smogu. Połączenie niskich temperatur, słabego wiatru oraz intensywnego spalania paliw kopalnych spowodowało nagromadzenie zanieczyszczeń w dolnych warstwach atmosfery. Jednocześnie słoneczna pogoda doprowadziła do powstania smogu fotochemicznego, zwłaszcza w dużych miastach takich jak Warszawa i Poznań.

Aby porównać sytuację w Polsce z sytuacją w Europie, można skorzystać z europejskiego wskaźnika jakości powietrza, który wyliczany jest z uwzględnieniem pięciu kluczowych zanieczyszczeń: PM10, PM2,5, ozonu (O₃), dwutlenku azotu (NO₂) oraz dwutlenku siarki (SO₂). Aktualne wartości wskaźnika można sprawdzić na stronie: https://airindex.eea.europa.eu/AQI/index.html#_blank

Smog to problem, który wymaga natychmiastowych działań, by chronić zdrowie obywateli. Wspólne działania mogą znacząco poprawić jakość powietrza i zmniejszyć zagrożenie, jakie niesie za sobą to zjawisko.

Zachęcamy do obejrzenia filmu z ekspertem drem Arturem Szkopem!