Смог: дымный туман

Лондонский и калифорнийский смог: предпосылки и последствия

Промышленная революция – словосочетание, которое описывает быстрый рост производства, индустриализацию, прогресс. Но, к сожалению, у такого взрывного развития есть и обратная сторона медали. 

Так, в конце XIX – начале XX века в крупных промышленных центрах мира совпали три очевидных последствия промышленной революции:

1. Массовое сжигание угля: уголь стал основным источником энергии для фабрик, электростанций и, что особенно важно, для отопления домов. Лондон и другие крупные города отапливались миллионами каминов и печей, которые выбрасывали в атмосферу колоссальное количество сажи и диоксида серы (SO₂);
2. Урбанизация: стремительный рост городов привел к высокой концентрации источников загрязнения на небольшой территории;
3. Отсутствие государственного регулирования и фильтров: не существовало никаких законов об охране воздуха, а технологии очистки выбросов были примитивными или отсутствовали вовсе.

Обычные туманы в крупных городах, например, в том же самом Лондоне, случались и раньше. Только теперь их химический состав и масштаб изменились. И если до этого к загрязнению воздуха относились как к неизбежному «запаху прогресса», то к началу ХХ века ситуация с «дымными туманами» или – как его назвали «смог» (от англ. слов smoke – дым и fog – туман) - изменилась.

Смог катастрофически усилился и стал деструктивным: 

• Он блокировал солнечный свет на дни, что вызывало панику и проблемы с транспортом;
• Приводил к массовым заболеваниям и смертям. Врачи начали четко фиксировать всплески смертности от респираторных болезней (бронхит, пневмония) во время смоговых эпизодов;
• Наносил экономический ущерб: портил здания, уничтожал растительность, останавливал судоходство.

В это же время получили развитие такие направления медицины, как научная гигиена и эпидемиология: 

• В конце XIX — начале XX века медицина начала использовать статистические методы для связи условий окружающей среды и здоровья. Ученые и врачи перестали видеть в болезнях только «божью волю» или индивидуальную предрасположенность, а стали искать внешние, измеримые причины.

Наконец, возросла общественная активность: 

• Возникло мощное движение за общественное здоровье и чистый воздух. Его поддерживали не только медики, но и политики, юристы и простые граждане, уставшие от жизни в постоянной грязи.

Поэтому в июле 1905 года на Конференции по общественному здоровью в Лондоне британский врач Анри Антуан де Во (Henry Antoine des Voeux) представил доклад под названием «Туман и дым» (Fog and Smoke). В своем выступлении он заявил, что лондонские туманы изменили свою природу.

Это уже не просто природный туман (fog), а новый, опасный гибрид — «smoke-fog». Он прямо связал этот «дымный туман» с ростом респираторных заболеваний.

Газета Daily Graphic в своем репортаже об этом докладе для краткости соединила два слова в одно — «smog».

Таким образом, 1905 год считается точкой официального рождения термина и начала целенаправленного научного обсуждения проблемы.

Неслучайно этот термин появился в Великобритании. Лондон с начала века был подвержен влиянию смога, который достиг пика к декабрю 1952 году. Из-за сочетания нескольких благоприятных факторов (антициклона, температурной инверсии и массового использования угля для отопления), Лондон погрузился в густой смог на 5 дней. Видимость снизилась до нескольких метров. По современным оценкам, смог вызвал преждевременную смерть 12 000 человек и обострил заболевания у более чем 100 000. Это событие стало определяющим для принятия в 1956 году Закона о чистом воздухе.

Одновременно с Лондонским смогом, другой тип этого явления накрыл Лос-Анджелес. В 1940-1950 годы бурный рост автомобилизации привел к формированию характерного «калифорнийского» смога.

В 1943 году впервые зафиксирован случай, когда жители приняли смог за химическую атаку.

Регулярное воздействие привело к росту респираторных заболеваний и повреждению сельскохозяйственных культур.

Современный смог: факторы и последствия

К сожалению, смог возникает и в современном мире:

• В Пекине и северном Китае периодически с 2000-х годов концентрации вредных частиц в воздухе достигали 1000 мкг/м³ при норме ВОЗ 25 мкг/м³ (превышение в 40 раз);
• Смог ежегодно в ноябре-декабре накрывает город Дели (Индия) из-за сочетания транспортных выбросов, работающей промышленности и сжигания сельскохозяйственных остатков;
• В Москву в 2010, 2016 и 2018 годах приходил смог от лесных и торфяных пожаров в сочетании с неблагоприятными метеоусловиями.

Таким образом, смог формируется при сочетании двух основных факторов:

(1) Наличие сильных антропогенных источников загрязнения, например:

• Промышленные выбросы (тепловые электростанции, металлургические или химические предприятия);
• Автомобильные выхлопы (особенно дизельные двигатели);
• Сжигание угля и древесины для отопления
• Сельскохозяйственная деятельность (сжигание стерни, использование удобрений)

(2) Благоприятные для смога природные и метеорологические условия:

• Температурная инверсия, когда слой теплого воздуха находится над холодным слоем, что препятствует рассеиванию загрязнений;
• Низкая скорость ветра;
• Высокая влажность воздуха;
• Географические особенности, например расположение в котловинах или низинах.

Ключевыми последствиями смога являются:

• Для здоровья: респираторные заболевания (астма, бронхит), сердечно-сосудистые нарушения, рак легких, когнитивные нарушения;
• Для экологии: повреждение растительности, подкисление почв и водоемов, снижение биоразнообразия;
• Экономические: потеря рабочих дней, затраты на здравоохранение, ущерб сельскому хозяйству и туризму.

Борьба со смогом

Для борьбы с причинами смога предпринимались и предпринимаются различные шаги, в том числе законодательные и регуляторные:

• Принимались многочисленные законы о чистом воздухе (США 1963, 1970; Великобритания 1956);
• Вводились стандарты на выбросы (например, Евростандарт для автомобилей);
• Создавались зоны с низким уровнем выбросов в городах.

С точки зрения технологии многие компании внедряли различные «зеленые» решения:

• Фильтры и каталитические нейтрализаторы;
• Технологии для преобразования возобновляемой энергии;
• Электромобили и более чистый общественный транспорт.

Кроме этого, многие страны вкладываются в решения для мониторинга и прогнозирования:

• Системы раннего предупреждения смога (например, в Китае);
• Приложения с индексами качества воздуха (AirVisual, AirNow и др.).

Но поскольку любое атмосферное загрязнение может быть трансграничным, принимались попытки по контролю и ограничению источников смога и на международном уровне:

• Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха (1979);
• Парижское соглашение по климату (2015).

Несмотря на улучшения в развитых странах, проблема смога все равно остается острой. Около 90% городского населения мира дышит воздухом, не соответствующим нормам ВОЗ, а загрязнение воздуха — четвертый ведущий фактор риска смерти глобально. При этом наиболее проблемным регионом остается быстроразвивающаяся Азия (Индия, Китай, Пакистан, Бангладеш). Кроме того, изменение климата приводит и к большему количеству лесных пожаров и смога даже в ранее чистых регионах (Австралия 2020, Калифорния 2021).