Smog

Smog edo ke-lainoa airean dagoen kutsatzaile mota bat da. Smog hitza XX. mendearen hasieran sortu zen, eta ke eta laino hitzen arteko akronimo bat da, bere opakotasunagatik eta usainagatik laino ketsuari erreferentzia egiteko. Hitz hau sortu zenean, batzuetan ilar-zopa laino ere esaten zitzaion fenomenoari. Izan ere, arazo ezaguna eta larria izan zen Londresen XIX. mendetik XX. mendearen erdialdera arte; hori dela eta, askotan Londreseko lainoa ere esaten zitzaion. Airearen kutsadura mota hau nitrogeno oxidoek, sufre oxidoek, ozonoak, keak eta beste partikula batzuek osatzen dute. Jatorri antropogenikoa (gizakiak sortua) duen smoga iturri hauetatik dator, nagusiki: ikatzaren errekuntzatik, ibilgailuen eta industriaren isurietatik, basoko zein nekazaritzako suteetatik, eta emisio horien erreakzio fotokimikoetatik.

Smoga normalean udako smog edo neguko smog gisa kategorizatzen da. Udako smoga ozonoaren eraketa fotokimikoarekin lotuta egoten da. Udako denboraldian, tenperaturak beroagoak direnean eta eguzki-argi gehiago dagoenean, smog fotokimikoa da nagusi. Neguko hilabeteetan, berriz, tenperatura baxuagoak eta atmosferako inbertsioak ohikoak direnean, ikatza eta bestelako erregai fosilak erabiltzen dira etxe eta eraikinak berotzeko. Errekuntza horiek eragindako emisioak, inbertsio termikoek eragiten duten kutsatzaileen sakabanatze eskasarekin batera, neguko smog edo ke-lainoa sortzea errazten dute. Smogaren sorreran, oro har, kutsatzaile primarioak zein sekundarioak parte hartzen dute. Kutsatzaile primarioak zuzenean askatzen dira iturri batetik; hala nola, ikatzaren errekuntzan sortzen den sufre dioxidoa. Kutsatzaile sekundarioak, ozonoa kasu, atmosferan kutsatzaile primarioek erreakzio kimikoak jasaten dituztenean sortzen dira.

Smog fotokimikoa, Los Angelesen gertatzen den moduan, barne-errekuntzako motorren eta industriako isurketen ondorioz sortzen den aire-kutsadura mota bat da. Kutsatzaile horiek eguzki-argiaren eraginez erreakzionatzen dute atmosferan, eta horren ondorioz kutsatzaile sekundarioak sortzen dira. Kutsatzaile horiek, lehen mailako isurketekin batera, smog fotokimikoa osatzen dute. Hiri batzuetan, adibidez Delhi, egoera okertu egin da 1980ko hamarkadatik, inguruko nekazaritza-eremuetan egiten diren sute kontrolatuek edo erretura jarduerek partikulazio-maila handitzen dutelako. Bestalde, Los Angeles, Pekin, Delhi, Lahore, Mexiko Hiria, Teheran eta beste hainbat hiritan, atmosferako kutsadura-mailak igo egiten dira inbertsio termikoek kutsatzaileak lurretik gertu harrapatzen dituztenean. Smog fotokimikoa kaltegarria da gizakientzat: arnas aparauan narritadura eragin dezake, baita arnas gaixotasun larriak, bizi-itxaropenaren murrizketa edo heriotza goiztiarra ere.

 Etimologia 
“Smog" terminoaren sortzailetzat Henry Antoine Des Voeux jotzen da, 1905ean Osasun Publikoaren kongresurako idatzitako "Lainoa eta Kea" lanean erabilitakoan. Daily Graphic egunkari britaniarrak, 1905eko uztailaren 26ko edizioan, Des Voeux aipatu zuen, honela adieraziz: "Ez da jakintza handirik behar ikuspegi hau ulertzeko: herrialdean ez den eta hirietan laino ketsua sortzen duen zerbait gertatzen ari dela ohartzeko, hau da, smog deritzon fenomenoa".

Hala ere, terminoa Des Voeuxen lana baino hogeita bost urte lehenago agertu zen: 1880an argitaratutako Santa Cruz eta Monterey-ren Ilustrated Handbook liburuan. 1880ko uztailaren 3ko Santa Cruz Weekly Sentinel egunkariko zutabe batean ere agertzen da. Bestalde, 1881eko abenduaren 187ko Sporting Times argitalpenean, egileak zioenez, berak asmatu zuen smog hitza, kearen eta lainoaren arteko konbinazioa erabiliz Londresko atmosfera izendatzeko. 

 Arrazoi antropogenikoak 

 Ikatza 
Ikatzaren errekuntzak ke-hodei handiak sor ditzake, eta horiek neguko ke-lainoa (smog sufreduna) eratzeko baldintzak indartzen dituzte. Ikatz-suteak etxebizitza eta eraikinak berotzeko edo energia ekoizteko erabiltzen dira. Aire-kutsadura mota hau Ingalaterran dokumentatuta dago Erdi Arotik hasita. Londresen bereziki ezaguna izan zen XX. mendearen erdialdean, ikatzaren errekuntzak sortzen zuen ke-dentsitate handia zela eta; fenomeno horri ilar-zopa laino ere esaten zaio.

Gaur egun ere, ikatzaren errekuntzak kutsadura arazo larriak sortzen ditu, batez ere emisio horiek oraindik ohikoak diren eskualdeetan. Ikatzaren errekuntzako isurketak dira Txinako airearen kutsaduraren arrazoi nagusietako bat. Udazken eta negu garaian, berokuntza-beharrak handitzen direnean, hauspo-efektuak eta ikatzaren erabilerak hainbeste ke sortzen dute, non zenbait hirik errepideak, eskolak edo aireportuak ixtera behartzen dituzten. Horren adibide argia izan zen Harbin hiria (Txina), 2013an smog maila muturrekoengatik itxialdi partziala jasan zuena.

 Garraioko emisioak 
Trafikoko emisioek —hala nola kamioiek, autobusek eta automobilek sortzen dituztenek— smog-aren sorreran ere laguntzen dute. Ibilgailuen ihes-sistemetatik eta ihes-hodi gailuetatik atmosferara iristen diren azpiproduktu esekiak airea kutsatzen dute, eta hiri handietako smog fotokimikoaren osagai nagusietako bat dira.

Garraio-iturrien kutsatzaile nagusiak karbono monoxidoa (CO), nitrogeno oxidoak (NO eta NO2)  eta konposatu organiko lurrunkorrak  dira, hidrokarburoak barne (hidrokarburoak dira petrolio-erregaien osagai nagusia, gasolina eta gasolioa, esaterako).  Garraio-igorpenetan sufre dioxidoa eta materia partikulatua ere sartzen dira, baina lehen aipatutako kutsatzaileak baino askoz kantitate txikiagoetan. Nitrogeno oxidoek eta konposatu organiko lurrunkorrek erreakzio kimiko batzuk jasan ditzakete eguzkiaren argiarekin, beroarekin, amoniakoarekin, hezetasunarekin eta beste konposatu batzuekin lurrun kaltegarriak, lur mailako ozonoa eta lehortea osatzen duten partikulak osatzeko.

 Smog fotokimikoa 
Smog fotokimikoa, askotan udako smog ere esaten zaiona, atmosferan eguzki-argiak, nitrogeno oxidoek eta konposatu organiko lurrunkorrenk eragindako erreakzio kimiko konplexuen ondorioz sortzen da; horien emaitza dira aireko partikulak eta lur mailako ozonoa .

Smog fotokimikoaren sorrera kutsatzaile primarioen eta kutsatzaile sekundarioen arteko konbinazioaren araberakoa da. Kutsatzaile primario nagusiak hauek dira: nitrogeno oxidoak, batez ere oxido nitrikoa (NO) eta nitrogeno dioxidoa (NO2), eta konposatu organiko lurrunkorrak. Kutsatzaile sekundario garrantzitsuenen artean daude: nitrato peroxilikoak (PAN), ozono troposferikoa eta aldehidoak. Smog fotokimikoaren osagai nagusi den ozonoa sortzen da hidrokarburoek (HC) eta nitrogeno oxidoek (NOx) eguzki-argiaren presentzian erreakzionatzen dutenean. Halaber, nitrogeno dioxidoa (NO2)   sortzen da oxido nitrikoa (NO) atmosferako oxigenoarekin (O2) konbinatzen denean. Bestalde, SO2 eta NOx atmosferara isurtzen direnean, troposferan oxidatu egiten dira eta azido nitriko (HNO₃) eta azido sulfuriko (H₂SO₄) bihurtzen dira; urarekin nahastuta, eurite azidoaren osagai nagusiak osatzen dituzte.

Konposatu kimiko kaltegarri horiek guztiak oso erreaktiboak eta oxidatzaileak izaten dira. Horregatik, smog fotokimikoa industrializazio modernoaren arazo tipikoa da. Hiri moderno guztietan gertatzen da, baina bereziki ohikoa da eguzkitsuak, beroak eta lehorretako klimak dituzten eta ibilgailu kopuru handia duten hirietan. Gainera, haizearekin batera mugitu egiten denez, gutxi populatutako eremuetara ere irits daiteke.thumb|Hidrokarburo aerosolak biltzeko erabili zen hegazkina, 1972ko maiatza
Smog fotokimikoaren konposizioa eta erreakzio kimikoak ez ziren 1950eko hamarkadara arte ulertu. 1948an, Arie Haagen-Smit zaporeko botikariak bere ekipoetako batzuk egokitu zituen aire kutsatuaren produktu kimikoak biltzeko, eta ozonoa identifikatu zuen Los Angeleseko smog osagai gisa. 

Haagen-Smitek ondoren erakutsi zuen ibilgailuen ihes-gasek sortutako nitrogeno oxidoek eta automobiletatik eta petrolio-findegietatik datorren hidrokarburo gaseosoak, eguzki-argiarekin kontaktuan jartzen direnean, ozonoaren eta smog fotokimikoaren sorrerako osagai nagusiak direla. Haagen-Smit Arnold Beckmanekin elkarlanean aritu zen; Beckmanek smoga detektatzeko hainbat tresna garatu zituen, besteak beste, “atmosferako gas-kontzentrazioak erregistratzeko gailua”, 1952ko urriaren 7an patentatua, eta baita “airearen kalitatea kontrolatzeko furgonetak” ere, gobernuak eta industriak erabiltzeko diseinatuak.

 Eraketa eta erreakzioak 
Goizeko puntako orduetan, oxido nitrikoaren eta hidrokarburoen kontzentrazio handia isurtzen da atmosferara, batez ere errepideko trafikoaren bidez, baina baita industria-iturrietatik ere. Hidrokarburo batzuk azkar herdoiltzen dira OH · eta erradikal peroxidoak eratzen dituzte, oxido nitrikoa (NO) nitrogeno dioxido (NO2) bihurtzen dutenak.

1. R• + O2 + M → RO2• + M

2. RO2• + NO → NO2 + RO•

3. HO2• + NO → NO2 + OH•

Nitrogeno dioxidoak (NO2) eta oxido nitrikoak (NO) erreakzio kimiko batzuetan erreakzionatzen dute ozonoarekin (O3):

4. NO2 +  hν → O(3P) + NO    λ < 400 nm

5. O(3P) + O2 + M → O3 + M (bero askapena) 

6. O3 + NO → NO2 + O2

Ekuazio-serie honi egoera fotostatikoa (PSS) esaten zaio. Hala ere, 2. eta 3. erreakzioen presentziagatik, NOx eta ozonoa ez daude erabat egoera egonkorrean. 6. erreakzioaren ordez 2. erreakzioa eta 3. erreakzioa jarrita, O3 molekula ez da jada suntsitzen. Beraz, ozono kontzentrazioak gora egiten jarraitzen du egun osoan. Mekanismo honek ozonoaren sorrera areagotu dezake. Beste erreakzio batzuk, hala nola formaldehidoaren fotooxidazioa, bigarren mailako kutsatzaile arrunta, ozonoaren eta NO2aren kontzentrazioa handitzen lagun dezakete. Smog fotokimikoak presentzia handiagoa du udako egunetan, eguzki-erradiazioaren fluxuak handiak izaten direnetik, eta horrek ozonoa sortzen laguntzen du (4. eta 5. erreakzioak). Tenperaturaren alderantzizko geruza bat egotea beste faktore garrantzitsu bat da. Hori gertatzen da airearen nahasketa konbektibo bertikala eragozten duelako eta, horrela, kutsatzaileak, ozonoa barne, lurraren mailatik gertu metatzeko aukera ematen duelako eta horrek, berriz ere, smog fotokimikoa sortzen laguntzen duelako.

Erreakzio batzuek O3aren eraketa mugatu dezakete. Eremu kutsatuetan,  erreakzio mugatzaile nagusia hau da:

7. NO2 + HO• + M → HNO3 + M

Erreakzio honek NO2 ezabatzen du, bere fotolisitik sor daitekeen O3 kopurua mugatzen duena (4. erreakzioa). HNO3, azido nitrikoa, konposatu itsaskorra da, gainazaletan erraz atera daitekeena (jario lehorra) edo uretan disolba daitekeena eta euria eragin dezakeena (dekoratu hezea). Bi bideak ohikoak dira atmosferan eta erradikalak eta nitrogeno dioxidoa ezaba ditzakete.

 Arrazoi naturalak 

 Sumendiak 
Sumendi-erupzioek sufre dioxido maila altuak eta partikula kopuru handiak aska ditzakete; bi osagai horiek funtsezkoak dira gandua sortzeko. Dena den, sumendi-erupzioen ondorioz sortzen den fenomenoari «Vog» (sumendi-smoga) deritzo, prozesu natural gisa bereizteko. Izan ere, erupzioen ondoren lainoa sortzen duten erreakzio kimikoak desberdinak dira smog fotokimikoa eratzen dutenekin alderatuta.

Smog hitza, oro har, gas-faseko molekula kopuru handi bat eta materia partikulatua atmosferara igortzen direnean erabiltzen da, gandu ikusgarri bat sortzen baitute. Gertakaria eragiten duten emisioak aldatu egin daitezke iturriaren arabera, baina emaitza antzekoa da: ikuspena murrizten duen gandua.

 Landareak 
Landareak hidrokarburoen iturri natural garrantzitsuak dira, eta atmosferan erreakzionatuz gandua sor dezakete. Landareek eta lurzoruek, oro har, hidrokarburo kopuru handia ekoizten dute, batez ere isoprenoa eta terpenoa sortuz. Landareek askatutako konposatu horiek gizakiak sortutako hidrokarburoak baino erreaktiboagoak izan daitezke. Adibidez, landareek isoprenoa askatzen dutenean, honek oso azkar erreakzionatzen du atmosferan hidroxilo erradikalekin (OH). Erreakzio horiek hidroperoxidoak sortzen dituzte, eta horiek, azken batean, ozonoaren sorrera areagotzen dute.

 Eragina osasunean 
Smoga arazo larria da hiri askotan eta gizakien osasunean kalteak eragiten jarraitzen du. Lurrazpiko ozonoa, sufre dioxidoa, nitrogeno dioxidoa eta karbono monoxidoa bereziki kaltegarri eta arriskutsuak dira hirugarren adinekoentzat, haurrentzat, eta bihotz- zein arnas-gaixotasunak dituztenentzat, hala nola, enfisema, bronkitisa eta asma kasu. Kutsatzaile horiek arnasbideak sutu ditzake, biriken lan-gaitasuna murriztu, arnasa hartzeko zailtasunak eragin, sakoneko arnasketan mina, sibilantziak edo eztula eragin. Begiak eta sudurra narritu ditzakete, eta sudurraren eta eztarriaren babes-mintzak lehortu,  gorputzak infekzioari aurre egiteko duen gaitasuna oztopatzen du, gaixotasunarekiko sentiberatasuna areagotuz. Ospitaleratzeak eta arnas-heriotzak handitu egiten dira ozono-mailak altuak direnean.

Aire-kutsadurarekiko esposizioaren epe luzeko ondorioei eta asmaren jatorriari buruz oraindik ez dago ezagutza guztiz zehatzik. Hori aztertzeko, esperimentu bat egin zen, 1952ko Londresko Smog Handiaren antzeko kutsadura-maila handiak erabiliz. Emaitzek ondorioztatu zuten haurtzaroan kutsadurarekiko esposizio goiztiarrak asma garatzeko joera handitu dezakeela, eta horrek Smog Handiaren eragin jarraitua proposatzen du.Ikerketa modernoek ere lotura egonkorra aurkitu dute smogaren presentziaren eta hilkortasunaren artean. Nature aldizkarian argitaratutako ikerketa baten arabera, Jinan hirian, Txinako ekialdeko hiri handi batean, 2011 – 2015 urteetan gertatutako gertakizunak hilkortasun orokorraren tasa % 5,87 igotzearekin lotu ziren ( % 95eko CI 0,16 – % 11,58).Ikerketak nabarmendu zuen airearen kutsadurarekiko esposizioak hilkortasunean duen eragin zuzena.Antzeko emaitzak aurkitu zituen Xi’an hirian egindako beste ikerketa batek ere, airearen kutsaduraren eta arnas gaixotasunei lotutako hilkortasun-tasa handiagoaren artean lotura garbia identifikatuz.

 Osasungarriak ez diren esposizio-mailak 
Ameriketako Estatu Batuetako EPAk airearen kalitatearen indize bat garatu du herritarrei aire-kutsaduraren mailak modu ulergarrian azaltzeko. 8 orduko batez besteko ozono-kontzentrazioak 85 eta 104 ppbv artean daudenean, egoera “talde sentikorrentzat osasungaitza” dela jotzen da; 105 eta 124 ppbv artekoak “osasungaitzak” dira, eta 125 eta 404 ppbv artekoak “oso osasungaitzak”.

Beste kutsatzaile batzuen kasuan, “oso osasungaitza” kategorian sartzen diren tarteak hauek dira: 355–424 μg/m³  PM10 partikulentzat; 15,5–30,4 ppm karbono monoxidoarentzat (CO); eta 0,65–1,24 ppm nitrogeno dioxidoarentzat (NO₂).

 Heriotza goiztiarrak minbiziaren eta arnas gaixotasunaren ondorioz 
2016an, Ontarioko Medikuen Elkarteak iragarri zuen smogak probintzian urtean 9.500 heriotza goiztiar eragiten dituela, gutxi gorabehera. 

American Cancer Societyk 20 urtez egindako ikerketa batek ondorioztatu zuen aire-kutsadurarekiko esposizio metatuak arnas gaixotasunen ondoriozko heriotza goiztiarraren probabilitatea ere handitzen duela, eta horrek iradokitzen du 8 orduko estandarra ez dela nahikoa babes-maila egokia bermatzeko.

 Alzheimerraren arriskua 
Aire-kutsaduratik eratorritako partikula magnetiko txikiak lehen aldiz aurkitu dira giza garunean, eta ikertzaileek uste dute Alzheimer gaixotasunaren posibleko kausa izan daitezkeela. Lancaster Unibertsitateko ikertzaileek magnetita nanopartikula ugari aurkitu zituzten Mexiko Hirian eta Manchesterren bizi ziren 3 eta 92 urte bitarteko 37 pertsonaren garun-ehunean. Mineral oso magnetiko hau toxikoa da, eta giza garunean oxigeno espezie erreaktiboak (erradikal askeak) sortzean inplikatuta dago; mekanismo hori gaixotasun neurodegeneratiboekin, besteak beste Alzheimerrarekin, lotuta dago.

 Jaiotza-akats jakin batzuk izateko arriskua 
1997 eta 2006 artean jaiotza-akatsak zituzten haurrei erditu zieten 806 emakumeren eta haur osasuntsuak izan zituzten 849 emakumeren datuak aztertu zituen ikerketa batek ondorioztatu zuen Kaliforniako San Joaquin Valley eskualdeko smog-mailak bi nerbio-hodi-akats motarekin lotuta zeudela: arantza bifidoa (bizkarrezur-zutabearen hainbat malformazio eragiten dituen egoera) eta anentzefalia (garunaren zati baten edo osoaren garapen ezegokia edo falta, eta hilgarria ez bada ere, narriadura sakona eragin ohi duena).Txinan egiten ari den kohorte-ikerketa berri batek ere lotura aurkitu du haurtzaro goiztiarreko smogarekiko esposizioaren eta haurdunaldiko emaitza kaltegarri handiagoen artean, bereziki oxidazio-estresarekin lotutako arriskuen igoeran.

 Jaiotza-pisu eskasia 
“The Lancet” aldizkarian argitaratutako ikerketa baten arabera, PM2.5 partikulen esposizioan 5 μg/m³-ko aldaketa oso txiki batek ere jaiotzean pisu baxua izateko arriskua %18 handitzarekin lotura izan zuen, eta harreman hori mantendu egiten zen gaur egun onartzen diren segurtasun-mailen azpitik ere.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 
 Vog
 Euri azido
 Ingurumen monitorizazio

 Kanpo estekak 
Kategoria:Airearen kutsadura