Случаи массового отравления людей окисью серы, как правило, происходили при концентрации ее, не превышающей обычную, но при значительной температурной инверсии.
Температурная инверсия — особое метеорологическое явление, возникающее при спокойной атмосфере. При нем температура воздуха по мере удаления от поверхности Земли до высоты в несколько сотен метров постепенно повышается, а потом начинает резко падать. Слой воздуха, где такое повышение (инверсия) происходит, образует как бы своеобразный зонтик, под которым концентрируются ядовитые газы. Если такое состояние длится несколько дней (достаточно и трех), ситуация может стать опасной. Именно так произошло в декабре 1930 г» в Бельгии в долине реки Маас, когда к температурной инверсии добавился густой туман. Не стало в живых 60 человек, а признаки отравления были обнаружены еще у нескольких тысяч жителей этого района. То же самое случилось в 1948 г. в Доноре, промышленном центре штата Пенсильвания (США). За четыре дня от удушья погибло 17 человек, а признаки отравления были зафиксированы у 43 % жителей города.
Однако наибольший резонанс вызвали трагические события, происшедшие в декабре 1952 г. в Лондоне. Густой туман, державшийся четверо суток, и температурная инверсия способствовали тому, что за две недели в городе умерло на 4000 человек больше, чем за тот же отрезок времени в предыдущие годы.
Во всех случаях симптомы были примерно одинаковыми: раздражение в горле, кашель, затрудненное дыхание. В первую очередь гибли дети, старики и люди, страдающие сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями.
Немногим уступают окиси серы и окислы азота (NO и NO2). Их источником в городах являются двигатели и промышленные печи, газовые отходы которых могут содержать до 500 промилле [5] этого вредного вещества. В дыме домашних печей его содержится лишь 15–50 промилле.
Физиологическое действие NO и NO2 похоже на действие угарного газа, но при одинаковой концентрации окись азота опаснее окиси углерода. В то же время в тех концентрациях, в каких окись азота обычно встречается в атмосфере городов, она не представляет большой опасности. Однако сказанное не умаляет роли окиси азота в отравлении воздуха и образовании так называемого белого смога.
Трагические события в долине реки Маас, в Лондоне и Доноре были вызваны «черным» смогом — комбинацией тумана и дыма. Но вот уже полвека известна и другая комбинация тумана и отходов, впервые зафиксированная в Лос-Анджелесе. В районе этого города существует специфическое отравление атмосферы. Около 60 дней в году оно принимает угрожающие формы. На город опускается сухой белый туман (термин «смог» в данном случае не совсем точен, но им теперь принято называть особого вида загрязнения воздуха). Природа его является предметом усиленного изучения. Дело в том, что Лос-Анджелес находится в котловине, западной своей стороной обращенной к Тихому океану. С остальных трех сторон котловина окружена высокими горами. Температурная инверсия на высоте 300–900 м не позволяет загрязненному городскому воздуху раствориться в атмосфере. Самые неблагоприятные условия создаются при теплой безветренной погоде, когда отравленный отходами воздух в течение нескольких дней скапливается над городом. При температурной инверсии массы отравленного воздуха опускаются к самой земле.
Отравление воздуха в Лос-Анджелесе вызвано несколькими факторами. Прежде всего выхлопными газами и испарениями пролитого бензина. Ни один из этих, казалось бы, качественно различных факторов нельзя недооценивать. Если двигатели автомашин в городе ежедневно производят 390 т окиси азота, то испарения бензина, пролившегося из баков и карбюраторов на заправочных станциях, «обогащают» воздух 1000 т углеводородов в день! Воздух отравляют и отходы предприятий нефтяной и нефтехимической промышленности, сжигание мазута в тепловых электростанциях, а также сжигание твердого мусора.
Специфические природные условия города, связанные с интенсивным солнечным излучением и несовершенной естественной вентиляцией, особенно проявляются при утренней температурной инверсии, которая в это время совпадает с часами «пик» на транспорте. Слой теплого воздуха сжимается до 30 м, так что выхлопные газы не могут рассеяться. Под интенсивным действием жарких солнечных лучей несгоревшие и частично окисленные углеводороды и окислы азота в результате фотохимических реакций образуют аэрозоли окисленных углеводородов, которые и получили название «белого» смога.