Jedno je vrijeme gotovo svaka kuća, poduzeće i tvornica imala barem jedan dimnjak ili dimnjak koji je izbacio mlaz dima. Kad su se kuće raširile, a tvornice bile male, dim se možda nije činio pravom zabrinutošću. Kako su stanovništvo i tvornice rasle, učinak svih tih dimnih dimnjaka postajao je mnogo očitiji.
Definicija dimnjaka
Dimnjaci su velike cijevi nalik dimnjaku koje dimu i plinovima omogućuju izlaz iz zgrada. Prva upotreba izraza dimni dim pojavio se 1836. godine, rano u industrijskoj revoluciji. Iako se dimnjak može pisati kao dvije riječi ("dimni dimnjak"), složena riječ dimnjak je preferirani pravopis. Uvjet dimnjak odnosi se na dio dimnjaka iznad krova.
Iako dimnjak je druga riječ za dimni dim, koji obično ljudi koriste dimnjak kada se misli na dimovodne kanale u domovima, i dimnjak kada se misli na komercijalne dimnjake tvornice ili elektrane.
Dizajn dimnjaka
Dizajn dimnjaka mora biti dovoljno visok da ispušta plinove i dim iznad lokalnog inverzijskog sloja. Dim se tada diže i otpuhuje, a ne da se taloži u neposrednoj blizini. Inverzije površine događaju se, obično noću, kada hladno tlo ohladi zrak izravno iznad, a jači hladni zrak ostane na mjestu. Noćne inverzije mogu biti debele nekoliko stotina stopa, pa dimnjaci moraju biti dizajnirani tako da budu viši od lokalnih uvjeta.
Budući da se dim mora dizati, kišnice možda neće biti dopuštene. Dizajneri također moraju uzeti u obzir kako okolne zgrade ili prirodne značajke mogu utjecati na protok ispuštenih plinova i dima.
Moderni stogovi mogu imati elektrofilteri instaliran za hvatanje čestica (pepeo i čađa) radi smanjenja onečišćenja zraka. Ovi precipitatori koriste dvije elektrode. Prva elektroda uzrokuje u čađi ili pepelu negativni naboj. Druga elektroda ima jak pozitivan naboj koji privlači i zadržava čestice. Elektrofilteri se razlikuju, ovisno o vrsti čađe i pepela koji putuju kroz dimnjak.
Zračni promet zahtijeva dodatno razmatranje sigurnosti dimnjaka: Moraju imati svjetla koja upozoravaju zrakoplove. Ovisno o području, elektrana i tvorničke dimnjake mogu biti više od 900 metara.
Dim i dim zagađenje zraka
Općenito, vanjsko onečišćenje zraka uključuje sitne čestice, štetne plinove i prizemni ozon. Fine čestice potječu od izgaranja goriva kao što su drvo, nafta, prirodni plin, benzin i ugljen. Štetni plinovi uključuju sumporni dioksid, dušikove okside, ugljični dioksid, ugljični monoksid i kemijske pare. Prizemni ozon rezultat je urbanog smoga koji reagira na sunčevu svjetlost.
Elektrane na fosilna goriva, posebno ugljen, trebaju dimnjake kako bi ispuštale dim i plinove koji nastaju tijekom izgaranja. Viši dimnjaci smanjuju utjecaj zagađivača na lokalno područje širenjem ispuštenih zagađivača na veće područje.
Zagađivači izgaranjem ugljena razlikuju se ovisno o kemiji ugljena, ali općenito, izgaranjem ugljena oslobađa ugljični dioksid, ugljični monoksid, sumporni dioksid, dušikove okside, živu, arsen i benzen. Oko 40 posto svjetske električne energije dolazi iz postrojenja za sagorijevanje ugljena. Južna Afrika generira oko 94 posto električne energije izgaranjem ugljena, dok Indija i Kina generiraju 70 do 75 posto električne energije izgaranjem ugljena.
Generatori ugljena i onečišćenje zraka
Agencija za zaštitu okoliša zahtijeva da neovisni revizor godišnje provjerava emisije dimnih elektrana u elektranama koje proizvode ugljen. Unatoč ovom ispitivanju, onečišćenje zraka iz elektrana uzrokuje približno 52.000 prerane smrti u SAD-u, prema 2013 MIT studija, s većim brojem smrtnih slučajeva koji su se dogodili na istoku SAD-a gdje ugljen ima veći sadržaj sumpora. Zagađenje zraka generirano ugljenom ispušteno dimnjacima u prošlosti je imalo slične smrtonosne posljedice.
U prosincu 1952. kombinirani dim od izgaranja ugljena koji se puštao iz londonskih dimnjaka i tvorničkih dimnjaka postao je posebno gust. Neočekivana temperaturna inverzija zarobila je dim. Sumporni oksidi u dimu reagirali su s vodenom parom u magli da bi stvorili kapljice sumporne kiseline. Te su kapljice posebno utjecale na one s postojećim plućnim stanjima.
Londonski Veliki smog 1952. izravno i neizravno prouzročio je smrt oko 12 000 ljudi. Uz to, nedavno istraživanje djece koja su bila mlađa od jedne godine ili su majke bile trudne tijekom Velikog smoga otkrilo je približno 20 posto veću učestalost astme.