Smog is een vorm van intense luchtvervuiling.

Wat is smog

Smog, of rookmist, is een vorm van intense luchtvervuiling. Het woord "smog" werd in het begin van de 20e eeuw bedacht en is een samentrekking (samentrekking) van de woorden rook en mist om te verwijzen naar rokerige mist vanwege de ondoorzichtigheid en geur. Het woord was toen bedoeld om te verwijzen naar wat soms bekend stond als erwtensoepmist, een bekend en ernstig probleem in Londen van de 19e eeuw tot het midden van de 20e eeuw. Dit soort zichtbare luchtvervuiling bestaat uit stikstofoxiden, zwaveloxide, ozon, rook en andere deeltjes. Door de mens veroorzaakte smog is afgeleid van de uitstoot van kolenverbranding, voertuigemissies, industriële emissies, bos- en landbouwbranden en fotochemische reacties van deze emissies.

Smog in New York, 1988

Smog in Kuala Lumpur in 2005.

Wintersmog in Shanghai met een duidelijke grenslaag voor verticale luchtexpansie

Smog wordt vaak gecategoriseerd als zomersmog of wintersmog. Zomersmog wordt voornamelijk in verband gebracht met de fotochemische vorming van ozon. Tijdens het zomerseizoen, wanneer de temperaturen warmer zijn en er meer zonlicht aanwezig is, is fotochemische smog de dominante vorm van smogvorming. Tijdens de wintermaanden, wanneer de temperaturen kouder zijn en atmosferische inversies gebruikelijk zijn,
is er een toename van het gebruik van kolen en andere fossiele brandstoffen om huizen en gebouwen te verwarmen. Deze verbrandingsemissies, samen met het gebrek aan verspreiding van verontreinigende stoffen onder inversies, kenmerken de vorming van wintersmog.
Hoewel fotochemische smog tijdens de zomermaanden het belangrijkste mechanisme voor smogvorming is, komen wintersmog-episodes nog steeds veel voor. Smogvorming is in het algemeen afhankelijk van zowel primaire als secundaire verontreinigende stoffen. Primaire verontreinigende stoffen worden rechtstreeks door een bron uitgestoten, zoals de uitstoot van zwaveldioxide door de verbranding van kolen. Secundaire verontreinigende stoffen, zoals ozon, worden gevormd wanneer primaire verontreinigende stoffen chemische reacties in de atmosfeer ondergaan.

Fotochemische smog, zoals die bijvoorbeeld in Los Angeles wordt aangetroffen, is een vorm van luchtverontreiniging die wordt veroorzaakt door de uitstoot van voertuigen door verbrandingsmotoren en industriële dampen. Deze verontreinigende stoffen reageren in de atmosfeer met zonlicht om secundaire verontreinigende stoffen te vormen die ook samen met de primaire emissies fotochemische smog vormen. In bepaalde andere steden, zoals Delhi, wordt de ernst van smog sinds 2002 vaak verergerd door stoppelverbranding in aangrenzende landbouwgebieden. inversie die vervuiling dicht bij de grond opsluit. De zich ontwikkelende smog is meestal giftig voor de mens en kan ernstige ziekte, een kortere levensduur of vroegtijdig overlijden veroorzaken.

Oorzaken

Steenkool

Bij kolenvuur kunnen aanzienlijke rookwolken ontstaan die bijdragen aan de vorming van wintersmog. Kolenhaarden kunnen worden gebruikt om individuele gebouwen te verwarmen of om energie te leveren in een elektriciteitscentrale. Sinds de middeleeuwen is er in Engeland melding gemaakt van luchtverontreiniging door deze bron. Vooral Londen was tot halverwege de 20e eeuw berucht vanwege de door kolen veroorzaakte smog,
die de bijnaam 'erwtensoep' kreeg. Dit soort luchtvervuiling is nog steeds een probleem in gebieden die veel rook produceren door de verbranding
van steenkool. De uitstoot van kolenverbranding is een van de belangrijkste oorzaken van luchtvervuiling in China. Vooral in de herfst en winter, wanneer de kolengestookte verwarming toeneemt, dwingt de hoeveelheid geproduceerde rook sommige Chinese steden soms om wegen, scholen of luchthavens te sluiten. Een prominent voorbeeld hiervan was de noordoostelijke stad Harbin in China in 2013.

Transportemissies

Verkeersemissies – zoals van vrachtwagens, bussen en auto’s – dragen ook bij aan de vorming van smog. Bijproducten in de lucht van uitlaatsystemen van voertuigen veroorzaken luchtvervuiling en zijn een belangrijk ingrediënt bij het ontstaan van smog in sommige grote steden.

De belangrijkste boosdoeners van transportbronnen zijn koolmonoxide (CO), stikstofoxiden (NO en NO2), vluchtige organische stoffen,
en koolwaterstoffen (koolwaterstoffen). zijn het hoofdbestanddeel van petroleumbrandstoffen zoals benzine en dieselbrandstof). De emissies door vervoer omvatten ook zwaveldioxiden en fijnstof, maar in veel kleinere hoeveelheden dan de eerder genoemde verontreinigende stoffen.
De stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen kunnen een reeks chemische reacties ondergaan met zonlicht, hitte, ammoniak, vocht en andere verbindingen om de schadelijke dampen, ozon op grondniveau en deeltjes die smog vormen te vormen.

Bruine' en 'grijze' smog

Luchtvervuiling in steden valt meestal uiteen in twee categorieën gebaseerd op het klimaat en het type luchtvervuiling. Vaak wordt er gebruik gemaakt van de termen winter- en zomersmog. Zomersmog bestaat uit vooral ozon, fijn stof en, in mindere mate, uit stikstofdioxide en zwaveldioxide.

In de winter bestaat smog uit een mengsel van hoofdzakelijk fijn stof en zwaveldioxide. Het is echter beter om te spreken van fotochemische en industriële smog. Beiden hebben andere effecten op de gezondheid. Fotochemische smog zorgt ervoor dat steden een bruine kleur krijgen, terwijl industriële smog grijs van kleur is. Op dit moment is het verschil tussen de bruine en grijze steden aan het verdwijnen. De meeste steden hebben gedurende de zomer, wanneer de zon het meest intens is, last van fotochemische smog en gedurende de winter last van industriële smog, doordat er dan de behoefte is tot verwarming door bijvoorbeeld houtkachels en oliebranders, waarbij schadelijke stoffen vrijkomen.

Fotochemische smog

In de zomer kan smog ontstaan als het gedurende enkele dagen warm en zonnig is, en er vrij weinig wind staat. Fotochemische smog ontstaat onder invloed van zonlicht. De steden waar fotochemische smog optreedt zijn meestal gelegen op plekken met een warm, droog en zonnig klimaat. De grootste bronnen van vervuiling zijn auto’s en elektriciteitscentrales. De stoffen die de vervuiling veroorzaken zijn voornamelijk koolstofmonoxide, stikstofoxiden en vluchtige koolwaterstoffen. Deze stoffen reageren met aanwezigheid van zonlicht en vormen daarbij een mengsel van schadelijke secundaire vervuilers. Schadelijke stoffen die ontstaan zijn voornamelijk fijn stof en ozon.

Afhankelijk van waar ozon zich in de atmosfeer bevindt heeft de stof positieve of negatieve effecten. In de hogere luchtlagen beschermt de ozonlaag ons tegen het schadelijke ultraviolette licht van de zon. Ozon in troposfeer,
de luchtlagen van de grond tot 15 km hoogte, heeft juist nadelige effecten.
Het is een schadelijke stof, daarom moeten de concentraties op leefniveau
zo laag mogelijk zijn. Hoge concentraties ozon komen voor wanneer er zomersmog optreedt. Bovendien zorgen de hogere concentraties ozon voor opwarming van de Aarde.

Er is nauwelijks uitwisseling van ozon tussen de ozonlaag en ons leefniveau.
De ozon die op leefniveau geproduceerd wordt kan dus niet gebruikt worden voor de aanvulling van de ozonlaag, omgekeerd kan alleen hoog in de bergen bij sommige weerssituaties de ozonconcentratie wat hoger zijn door ozon uit de ozonlaag. Ozon is een zeer reactief molecuul. Het irriteert het ademhalingstelsel, beschadigt gewassen, bomen en andere vegetatie, en het erodeert rubber.twisseling van ozon tussen de ozonlaag en ons leefniveau.
De ozon die op leefniveau geproduceerd wordt kan dus niet gebruikt worden voor de aanvulling van de ozonlaag, omgekeerd kan alleen hoog in de bergen bij sommige weerssituaties de ozonconcentratie wat hoger zijn door ozon uit de ozonlaag. Ozon is een zeer reactief molecuul. Het irriteert het ademhalingstelsel, beschadigt gewassen, bomen en andere vegetatie,
en het erodeert rubber.

Het fotochemische smogvormingsdiagram.

In de steden met fotochemische smog ofwel, bruine steden, zorgt het drukke verkeer in de ochtend voor de belangrijkste bronnen van de smog.
De hoogste concentraties van ozon worden bereikt tussen 12:00 en 20:00 uur; meestal aan het begin van de middag.

Gewoonlijk wordt het hoogste smogniveau niet bereikt in de stad zelf, maar juist in de buitenwijken en de omliggende gebieden. Dit wordt veroorzaakt door de tijd die nodig is om de smog te vormen. Zomersmog is een verkeerde benaming voor fotochemische smog, doordat het
proces ook in de winter plaats kan vinden alleen is de sterkte in de zomer een stuk hoger vanwege de hogere stralingsintensiteit van de zon.

Industriële smog

Industriële smog ontstaat op een andere wijze dan fotochemische smog. Grijze steden zijn meestal gelegen in een koud en nat klimaat.
De belangrijkste vervuilers zijn zwaveloxiden en deeltjes van fabrieken. Deze vervuilers mengen zich met atmosferisch water en vormen daarbij
een grijze mist. Veel van de grijze steden zijn sterk afhankelijk van kolen en olie en zijn meestal sterk geïndustrialiseerd. De lucht in deze steden is vooral erg slecht gedurende de winters, wanneer zowel de vraag naar olie en elektriciteit van de huishoudens en de luchtvochtigheid hoog zijn.
Verder komt wintersmog voor in periodes van hoge luchtdruk, wanneer helder en mooi winterweer voorkomt. In Nederland komt wintersmog voor wanneer er zwakke tot matige oostelijke wind staat. Deze wind voert lucht aan uit Oost-Europa waar nog vaak kolen worden gestookt. Die lucht blijft vervolgens in Nederland 'hangen'. Bij wintersmog vermengen vooral de stoffen SO2 (zwaveldioxide) en fijn stof met elkaar. De kans op ernstige smog door verhoogde concentraties stikstofdioxide en zwaveldioxide is tegenwoordig klein, omdat de emissies van met name zwaveldioxide sterk
is gereduceerd. De luchtkwaliteit in Europa is de laatste jaren sterk verbeterd door een streng milieubeleid.

Ernstige smog in Peking (rechts), en dezelfde locatie op twee dagen regenval (links). Opname uit 2005.

Het meest dramatische voorbeeld van industriële smog was The Great Smog of Big Smoke in Londen die optrad van 5 tot en met 9 december 1952. Het was een periode van koud weer in combinatie met een hogedrukgebied en windstille omstandigheden met de bijhorende inversie. Een dodelijke cocktail van in de lucht zwevende verontreinigingen, door het gebruik van zwavelrijke kolen en lage schoorstenen, vormde toen een dikke laag smog over de stad. De dikke mist drong zelfs door tot in de huizen, mensen verdwaalden in de straten, treinen botsten tegen elkaar omdat machinisten de seinen niet meer zagen en voetbalwedstrijden werden afgelast. De smog verdween snel toen op 10 december het weer veranderde. Hoewel eerder
al smogincidenten hadden plaatsgevonden, onderkenden de autoriteiten pas na The Great Smog de gevolgen voor de gezondheid. In de weken erna verschenen medische rapporten waaruit bleek dat 4000 mensen te vroeg gestorven waren en 100.000 mensen ziek werden als gevolg van de effecten van de smog op de luchtwegen. Uit recenter onderzoek blijkt dat het aantal dodelijke slachtoffers aanzienlijk hoger lag, namelijk op ongeveer 12.000.

In bijzondere situaties, bijvoorbeeld na een grote brand op een olieraffinaderij kan wintersmog in Nederland of België nog voorkomen, maar ook nog steeds bij een zeer stabiele weersituatie zoals hierboven beschreven is. Het gaat dan vooral om fijn stof gecombineerd met stikstofoxiden.
In China is wintersmog nog steeds veelvoorkomend, evenals in Polen en Tsjechië en Slowakije.

Tijdens de jaarwisseling treedt vaak in Nederlandse steden smogvorming op door het afsteken van grote hoeveelheden vuurwerk. Verder kan bij ongunstige weersomstandigheden smogvorming (fijn stof en VOS) plaatsvinden bij de jaarlijkse paasvuren die traditioneel in het oosten van het land gehouden worden.

Natuurlijke oorzaken

Vulkanen

Een uitbarstende vulkaan kan hoge niveaus van zwaveldioxide uitstoten samen met een grote hoeveelheid fijnstof; twee belangrijke componenten voor het ontstaan van smog. De smog die ontstaat als gevolg van een vulkaanuitbarsting staat echter vaak bekend als vog om het te onderscheiden als een natuurlijk verschijnsel. De chemische reacties die smog vormen na een vulkaanuitbarsting zijn anders dan de reacties die fotochemische smog vormen. De term smog omvat het effect wanneer een groot aantal gasfasemoleculen en fijnstof in de atmosfeer worden uitgestoten, waardoor een zichtbare waas ontstaat. De gebeurtenis die een groot aantal emissies veroorzaakt, kan variëren, maar kan nog steeds leiden tot de vorming van smog.

Planten

Planten zijn een andere natuurlijke bron van koolwaterstoffen die reacties in de atmosfeer kunnen ondergaan en smog kunnen produceren. Wereldwijd dragen zowel planten als bodem in aanzienlijke mate bij aan de productie van koolwaterstoffen, voornamelijk door de productie van isopreen en terpenen. Koolwaterstoffen die door planten vrijkomen, kunnen vaak reactiever zijn dan door de mens gemaakte koolwaterstoffen. Wanneer planten bijvoorbeeld isopreen afgeven, reageert het isopreen zeer snel in de atmosfeer met hydroxylradicalen. Deze reacties produceren hydroperoxiden die de ozonvorming verhogen.

Smog situaties

De Nederlandse Smogregeling 2001 en het bijbehorende scenario's geven aan wanneer er sprake is van smogsituaties en wat de gezondheidseffecten zijn, wie verantwoordelijk is voor de vaststelling van een smogsituatie en welke organisaties welke acties moeten ondernemen. Een belangrijk punt is bijvoorbeeld het geven van informatie aan publiek en maatschappelijke organisaties.

Stoffen	Geen of geringe smog	Matige smog	Ernstige smog
ozon (uurgemiddelde)	minder dan 180	180-240	meer dan 240
zwaveldioxide (uurgemiddelde)	minder dan 350	350-500	meer dan 500 (3 uur achtereen)
stikstofdioxide (uurgemiddelde)	minder dan 200	200-400	meer dan 400 (3 uur achtereen)
fijn stof (daggemiddelde)	minder dan 50	50-200	meer dan 200

Gezondheid

De drie smogniveaus hebben elk een ander effect op de gezondheid:

geen of geringe smog:

alleen extra gevoelige mensen / kinderen zullen bij deze mate van smog soms klachten krijgen.

matige smog:

klachten kunnen ontstaan bij mensen / kinderen die extra gevoelig zijn, maar ook bij mensen met aandoeningen aan de luchtwegen en bij mensen die zich zwaar inspannen in de buitenlucht;

ernstige smog:

effecten op de hele bevolking en toenemende klachten bij de risicogroepen.

Bronnen: RIVM, Wikipedia-nl, Wikipedia-en

Categorieën: Gezondheid I Weer A tot Z

Gezondheid en luchtkwaliteit