Κάποια στιγμή, σχεδόν κάθε σπίτι, επιχείρηση και εργοστάσιο είχαν τουλάχιστον μια καμινάδα ή μια καπνοδόχο που έβγαζε ένα ρεύμα καπνού. Όταν τα σπίτια απλώνονταν και τα εργοστάσια ήταν μικρά, ο καπνός μπορεί να μην φαινόταν σαν πραγματική ανησυχία. Καθώς οι πληθυσμοί και τα εργοστάσια αυξήθηκαν, το αποτέλεσμα όλων αυτών των καπνοδόχων καπνίσματος έγινε πολύ πιο εμφανές.
Ορισμός καπνού
Οι καπνοδόχοι είναι μεγάλοι, καπνοδόχοι σωλήνες που επιτρέπουν στον καπνό και τα αέρια να διαφεύγουν από τα κτίρια. Η πρώτη χρήση του όρου καπνοδόχος εμφανίστηκε το 1836, στις αρχές της Βιομηχανικής Επανάστασης. Ενώ η καπνοδόχος μπορεί να γραφτεί ως δύο λέξεις ("στοίβα καπνού"), η σύνθετη λέξη φουγάρο είναι η προτιμώμενη ορθογραφία. Ο όρος καμινάδα αναφέρεται στο τμήμα της καμινάδας πάνω από την οροφή.
Παρόλο καμινάδα είναι μια άλλη λέξη για καπνό, που συνήθως χρησιμοποιούν οι άνθρωποι καμινάδα όταν αναφέρεται στην καπνοδόχο στα σπίτια, και φουγάρο όταν αναφέρεται σε καμινάδες εργοστασίων ή εργοστασίων παραγωγής ενέργειας.
Σχεδιασμός καπνού
Τα σχέδια καπνού πρέπει να είναι αρκετά ψηλά ώστε να απελευθερώνουν αέρια και να καπνίζουν πάνω από το τοπικό στρώμα αναστροφής. Ο καπνός στη συνέχεια ανεβαίνει και φυσάει παρά να εγκατασταθεί στην άμεση περιοχή. Επιφανειακές αντιστροφές συμβαίνουν, συνήθως τη νύχτα, όταν το κρύο έδαφος κρύει τον αέρα ακριβώς πάνω, και ο βαρύτερος κρύος αέρας παραμένει στη θέση του. Οι νυχτερινές αντιστροφές μπορεί να έχουν πάχος μερικές εκατοντάδες πόδια, οπότε οι καπνοδόχοι πρέπει να είναι σχεδιασμένες ώστε να είναι ψηλότερες από τις τοπικές συνθήκες.
Επειδή ο καπνός πρέπει να αυξηθεί, τα καλύμματα βροχής ενδέχεται να μην επιτρέπονται. Οι σχεδιαστές πρέπει επίσης να εξετάσουν πώς τα γύρω κτίρια ή τα φυσικά χαρακτηριστικά μπορούν να επηρεάσουν τη ροή των απελευθερωμένων αερίων και του καπνού.
Μπορεί να έχουν σύγχρονες στοίβες ηλεκτροστατικοί ιζηματοποιητές εγκατασταθεί για τη σύλληψη σωματιδίων (τέφρα και αιθάλη) για τη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Αυτοί οι ιζηματοποιητές χρησιμοποιούν δύο ηλεκτρόδια. Το πρώτο ηλεκτρόδιο αναγκάζει την αιθάλη ή τέφρα να αναπτύξει αρνητικό φορτίο. Το δεύτερο ηλεκτρόδιο έχει ένα ισχυρό θετικό φορτίο που προσελκύει και συγκρατεί τα σωματίδια. Οι ηλεκτροστατικοί ιζηματοποιητές ποικίλλουν, ανάλογα με τον τύπο της αιθάλης και της τέφρας που διασχίζει την καπνοδόχο.
Η εναέρια κυκλοφορία απαιτεί ένα επιπλέον ζήτημα ασφάλειας για τις καπνοδόχους: Πρέπει να έχουν φώτα για να προειδοποιούν τα αεροσκάφη. Ανάλογα με την περιοχή, οι καπνοδόχοι και οι εργοστασιακές καπνοδόχοι ενδέχεται να έχουν ύψος πάνω από 900 πόδια.
Καπνός και ατμοσφαιρική ρύπανση
Γενικά, η εξωτερική ατμοσφαιρική ρύπανση περιλαμβάνει λεπτά σωματίδια, επιβλαβή αέρια και όζον σε επίπεδο εδάφους. Τα λεπτά σωματίδια προέρχονται από καύση καυσίμων όπως ξύλο, λάδι, φυσικό αέριο, βενζίνη και άνθρακα. Τα επιβλαβή αέρια περιλαμβάνουν διοξείδιο του θείου, οξείδια του αζώτου, διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα και χημικούς ατμούς. Το όζον σε επίπεδο εδάφους προκύπτει από την αστική αιθαλομίχλη που αντιδρά στον ήλιο.
Οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας που καίνε ορυκτά καύσιμα, ιδίως άνθρακας, απαιτούν καπνοδόχους για να απελευθερώσουν τον καπνό και τα αέρια που παράγονται κατά την καύση. Οι ψηλότερες καπνοδόχοι μειώνουν τις επιπτώσεις των ρύπων στην τοπική περιοχή με τη διάδοση των απελευθερούμενων ρύπων σε μια μεγαλύτερη περιοχή.
Οι ρύποι από την καύση άνθρακα ποικίλλουν ανάλογα με τη χημεία του άνθρακα, αλλά γενικά τον καύσιμο άνθρακα απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου, οξείδια του αζώτου, υδράργυρο, αρσενικό και βενζόλιο. Περίπου το 40% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από μονάδες καύσης άνθρακα. Η Νότια Αφρική παράγει περίπου το 94 τοις εκατό της ηλεκτρικής ενέργειας της με την καύση άνθρακα, ενώ η Ινδία και η Κίνα παράγουν το 70 έως 75 τοις εκατό της ηλεκτρικής ενέργειας τους με την καύση άνθρακα.
Γεννήτριες άνθρακα και ατμοσφαιρική ρύπανση
Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος απαιτεί από τους ανεξάρτητους ελεγκτές να ελέγχουν τις εκπομπές καπνού τους σε ετήσια βάση. Παρά τις δοκιμές αυτές, η ατμοσφαιρική ρύπανση από σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προκαλεί περίπου 52.000 πρόωρους θανάτους στις ΗΠΑ, σύμφωνα με το 2013 ΜΙΤ μελέτη, με μεγαλύτερο αριθμό θανάτων που συμβαίνουν στις ανατολικές ΗΠΑ όπου ο άνθρακας έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε θείο. Η ατμοσφαιρική ρύπανση που παράγεται από άνθρακα που εκλύεται μέσω καπνών ιστορικά είχε παρόμοια θανατηφόρες συνέπειες.
Τον Δεκέμβριο του 1952, ο συνδυασμένος καπνός από καύση άνθρακα που απελευθερώθηκε από τις καπνοδόχους του Λονδίνου και τις καπνοδόχους στο εργοστάσιο έγινε ιδιαίτερα παχύς. Μια απροσδόκητη αναστροφή θερμοκρασίας παγίδευσε τον καπνό. Τα οξείδια του θείου στον καπνό αντέδρασαν με υδρατμούς σε ομίχλη για να σχηματίσουν σταγονίδια θειικού οξέος. Αυτά τα σταγονίδια επηρέασαν ιδιαίτερα εκείνους με υπάρχουσες πνευμονικές καταστάσεις.
Η μεγάλη αιθαλομίχλη του Λονδίνου του 1952 προκάλεσε άμεσα και έμμεσα τους θανάτους περίπου 12.000 ανθρώπων. Επιπλέον, μια πρόσφατη μελέτη για παιδιά που ήταν κάτω του ενός έτους ή των οποίων οι μητέρες ήταν έγκυες κατά τη διάρκεια του Great Smog διαπίστωσε περίπου 20% υψηλότερη συχνότητα εμφάνισης άσθματος.
