Od prirodne magle do antropogenog smoga

Prirodne odlike koje vladaju na Zemlji omogućavaju metabolizam živog svijeta. Naša planeta se od drugih nebeskih tijela i razlikuje pojavom atmosfere i hidrosfere na njoj, koji predstavljaju predispoziciju nastanka biosfere. Svaka fizikalna ili biohemijska promjena određenih dijelova geografskog omotača izaziva probleme koji se negativno odraze na kvalitet života na našoj planeti. Čovjek kao sastavni dio prirode je sa istom vezan uzročno-posljedičnim vezama, a onečišćenje hrane, vode i zraka, za koje je direktni krivac, ljudska vrsta iznimno „skupo plaća“.

Atmosfera je zračni omotač Zemlje i upravo je njen hemijski sastav omogućio metabolizam na planeti. Iako je klasični dvovalentni kisik jedini od životnog značaja jer služi respiratornom procesu, i ostali elementi imaju svoje kvalitete. U atmosferi je najviše azota koji s kisikom čini 99% atmosfere, a na sve ostale otpada 1%. U navedene spadaju argon, ugljični dioksid, ozon, vodena para i aerosoli – suspendirane čestice prašine koje se nalaze u zračnom omotaču. Ugljični dioskid je značajan za Zemljinu radijaciju (njegovo povećanje zbog korištenja fosilnih goriva je tema stalne rasprave) i proces fotosinteze, ozon kao izotop kisika štiti Zemlju od UV zraka, a vodena para ima veliki značaj u jednom od značajnijih procesa – kruženje vode u prirodi.

Aerosoli ili suspendirane čestice imaju iznimno veliki značaj u formiranju oblaka u atmosferi. Upravo te prirodne čestice prašine su osnova za nakupljanje vodene pare te kondenzacije koja je osnova padavina na planeti. Vodena para ne bi mogla sama formirati oblak niti bi moglo doći do izlučivanja padavina. Postoje različite vrste oblaka koje se dijele po svom obliku (cirus, stratus, cumulus), ali i po svojoj visini (visoki, srednji, niski).

Magla

Posebna vrsta oblaka je ona koja se formira uz samu površinu litosfere i zove se magla. Kao i svaki drugi oblak formira se kondenzacijom vodene pare. U njoj se javljaju suspendirane kapljice vode ili kristalići leda. Vlažnost u magli je između 80% i 100%, a smanjuje vidljivost do 1000 metara. Ako je vidljivost preko te udaljenosti koristi se izraz sumaglica. Prirodno magla može nastati na tri načina: isparavanjem, miješanjem zračnih masa i hlađenjem zračnih slojeva. Magla isparavanja se javlja kada iz tople vodene mase, rijeke ili jezera, isparava vodena para u hladniju atmosferu. Tada dolazi do brze kondenzacije u površinskom sloju iznad same vodene mase. Kada se pomiješaju zračne mase različitih temperaturnih svojstava, također, može doći do formiranja prizemnog oblaka.

Posebnu vrstu magle, koja se najčešće javlja u hladnijem periodu godine, čini ona koja nastaje hlađenjem zračnih slojeva. Ove magle se zovu i radijacijske, a njihova predispozicija je kotlinski reljef u kojem se ona i formira. Zimi dominira hladna zračna masa visokog zračnog pritiska – anticiklon. Kada se govori o ovim prostorima, onda dominira Sibirski anticiklon koji donosi suho, hladno i stabilno vrijeme. Ono što je odlika ove zračne mase je da ne dozvoljava konvekciju – vertikalno kretanje zraka. Upravo zbog toga kondenzirani zrak ostaje uz površinu, a kotline zbog okolnih planina imaju onemogućenu i advekciju – horizontalno kretanje zraka. Zbog toga većina kotlina u zimskom periodu godine ima pojavu magle. Ona je prirodna pojava, a njenu osnovu formiranja čine čestice prašine kao i kod drugih oblaka. Magla bi postojala u reljefnim kotlinama bez ikakvog antropogenog utjecaja. Inače, na osnovu providnosti magle mogu biti slabe (vidljivost manja od 1000 metara), umjerene (vidljivost do 500 metara) i jake (vidljivost do 50 metara). Magla je osnova temperaturne inverzije – pojave kada je toplija planina od kotline jer magla ne dozvoljava Sunčevo zračenje u istoj.

Prirodna magla postaje problem kada osnovu njenog formiranja čine aeropolutanti, odnosno čestice koje zagađuju atmosferu. Njihova pojava je uglavnom antropogena i tada nastaje smog (eng. smoke – dim, fog – magla). Ova pojava je karakteristična za velike gradove, a njegovu osnovu čini upotreba fosilnih goriva. Smog je veoma štetan i negativno utječe na respiratorne organe. Osnovna dva tipa smoga su sumporni i fotohemijski. Sumporni ili redukcijski smog nastaje kada se u atmosferi javlja sumpor-dioksid (SO2) kao rezultat sagorijevanja fosilnih goriva u kojima ima sumpora. Javlja se u vlažnim uvjetima i osnova je formiranja korozivnih kiselina kao što je sulfidna (H2SO3). Fotohemijski ili oksidirajući smog nastaje zbog drugog tipa aeropolutanata. To su uglavnom dušikovi oksidi (NO, NO2) te nitrati i ugljikovodici. Ovaj tip smoga je iznimno štetan za ljudsko zdravlje.

Smog

Čestice koje se neprirodno javljaju u atmosferi nazivaju se „pm“ (eng. particulate matter). Veliki problem je ako se one zadržavaju u prizemnom sloju zraka jer su uzroci brojnih bolesti. Upravo je smog baza tih čestica. To je prašina određenog hemijskog sastava koja je manja od deset mikrona te nosi oznaku „pm10“. Ove čestice mogu biti u prirodi i manjih dimenzija, a veoma često se javljaju veličine „pm2,5“. One sa sobom nose teške metale, a lakše dospijevaju u organizam zbog svoje veličine. Spomenute pm čestice nose elemente kao što su olovo, kadmij, arsen i nikl koji nastaju kombinacijom grijanja, saobraćaja i industrije u urbanim zonama. Čestice pm dimenzija od 2,5 do 10 se nazivaju grube jer postoje i one manje – fine i ultrafine pm čestice koje su dimenzija manjih od 0,1 mikrometar. Sve čestice koje su manje od 10 mikrometara dopiru do pluća i izazivaju zdravstvene probleme.

Za razliku od magle smog nastaje antropogenim djelovanjem. Osim samog zagađenja čovjek svojim djelovanjem često onemogućava da se zagađeni zrak kreće iz datog prostora. Kada se urbanom gradnjom zatvore „vjetrovni koridori“, dolazi do veće mogućnosti „stabilnosti smoga“ u nekom geografskom prostoru. Kotline, koje su prirodno modificirane da im nedostaje vjetrovnog strujanja, posebno su ugrožene potencijalnom visokom gradnjom koja ometa ionako skromno djelovanje advektivnog zračnog strujanja.

Svako onečišćenje prirode i mijenjanje njenih osnovnih odlika zovemo zagađenje. S obzirom na zakon cjelovitosti u geografskom omotaču ne može se govoriti samo o zagađenju atmosfere. Sedimentacijom aeropolutanata ili njihovim izlučivanjem putem padavina štetne materije dolaze do vode, tla te do flore i faune koja sekundarno ima probleme zbog istog. Svakako da nije samo smog elemenat zagađenosti jer njegovim nestankom štetne materije se konvektivno prenose u više slojeve i postaju osnova formiranja kišnih oblaka. Evidentno je da je period smoga, odnosno zagađene magle u zimskom periodu godine, apsolutno zdravstveno najdestruktivniji.

Kada se prati indeks kvalitete zraka, a on podrazumijeva podatke o pm česticama, ozonu, sumpor-dioksidu, dušikovim oksidima i ugljičnom monoksidu, najgora su stanja u zonama smoga. Samo indeks od 0 – 50 je „dobar“, a „opasan“ je onaj od 300 – 500. Magla kao prirodna pojava ne donosi toliku štetu, a antropogeni smog je onaj koji indirektno formira čovjek i koji direktno utječe na njegovo zdravlje. Smog u Londonu je u decembru 1952. usmrtio čak 12.000 ljudi, a procjena je da 3300 ljudi u BiH godišnje umre zbog lošeg kvaliteta zraka, što čini 9% ukupnog mortaliteta države. Kvalitet i čistoća atmosfere su osnova života na Zemlji.

Jasno je da čovjek ne može utjecati na reljef, zimske anticiklone i formiranje magle, ali treba postati svjestan da sve ono što on emituje u atmosferu, a što predstavlja osnovu nastanka smoga, na kraju najveću štetu donosi upravo njemu.