Vienā laikā gandrīz katrā mājā, uzņēmumā un rūpnīcā bija vismaz viens skurstenis vai dūmu kaudze, kas izplūda dūmu straumi. Kad mājas bija izkliedētas un rūpnīcas bija mazas, dūmi, iespējams, nešķita īsti satraucoši. Pieaugot iedzīvotāju skaitam un rūpnīcām, visu smēķējošo skursteņu ietekme kļuva daudz acīmredzamāka.
Dūmu kaudzes definīcija
Dūmu krātuves ir lielas, skurstenim līdzīgas caurules, kas ļauj dūmiem un gāzēm izkļūt no ēkām. Pirmo reizi termina dūmu kaudze lietošana parādījās 1836. gadā, industriālās revolūcijas sākumā. Kaut arī dūmu kaudzi var rakstīt kā divus vārdus ("dūmu kaudze"), salikto vārdu dūmu kaudze ir vēlamā pareizrakstība. Termiņš skurstenis attiecas uz skursteņa daļu virs jumta.
Lai gan skurstenis ir vēl viens vārds, kas apzīmē smēķēšanu, parasti cilvēki lieto skurstenis atsaucoties uz dūmvadu uz mājām, un dūmu kaudze atsaucoties uz komerciāliem rūpnīcas vai spēkstacijas skursteņiem.
Dūmu kaudzes dizains
Dūmu krēsla konstrukcijai jābūt pietiekami augstai, lai izdalītu gāzes un dūmus virs vietējā inversijas slāņa. Pēc tam dūmi paceļas un pūš prom, nevis apmetas tuvākajā apkārtnē. Virsmas inversijas notiek parasti naktī, kad auksta zeme atdzesē gaisu tieši virs, un smagāks aukstais gaiss paliek vietā. Nakts inversijas var būt dažus simtus pēdu biezas, tāpēc dūmu krēsli jāprojektē tā, lai tie būtu augstāki par vietējiem apstākļiem.
Tā kā dūmiem ir jāceļas, lietus segas var nebūt atļautas. Dizaineriem jāņem vērā arī tas, kā apkārtējās ēkas vai dabas elementi var ietekmēt izdalīto gāzu un dūmu plūsmu.
Mūsdienu kaudzēm var būt elektrostatiskie nogulsnētāji uzstādīts cieto daļiņu (pelnu un kvēpu) uztveršanai, lai samazinātu gaisa piesārņojumu. Šie nogulsnētāji izmanto divus elektrodus. Pirmais elektrods izraisa kvēpu vai pelnu negatīvu lādiņu. Otrajam elektrodam ir spēcīgs pozitīvs lādiņš, kas piesaista un notur daļiņas. Elektrostatiskie nogulsnētāji atšķiras atkarībā no kvēpu un pelnu veida, kas pārvietojas caur dūmu krāvumu.
Gaisa satiksmei ir nepieciešams papildus apsvērt drošības apsvērumus attiecībā uz smēķēšanas vietām: tām jābūt gaismām, lai brīdinātu lidmašīnas. Atkarībā no apgabala elektrostacijas un rūpnīcas dūmu krēsli var būt garāki par 900 pēdām.
Dūmu kaudzes dūmi un gaisa piesārņojums
Kopumā āra gaisa piesārņojums ietver smalkas daļiņas, kaitīgas gāzes un zemes līmeņa ozonu. Smalkas daļiņas rodas, sadedzinot degvielu, piemēram, koksni, eļļu, dabasgāzi, benzīnu un ogles. Kaitīgās gāzes ir sēra dioksīds, slāpekļa oksīdi, oglekļa dioksīds, oglekļa monoksīds un ķīmiskie tvaiki. Zemes līmeņa ozons rodas no pilsētas smoga reakcijas saules gaismā.
Spēkstacijām, kas sadedzina fosilo kurināmo, īpaši ogles, ir nepieciešami dūmu krājumi, lai atbrīvotu sadedzināšanas laikā radušos dūmus un gāzes. Augstāki dūmu krājumi samazina piesārņotāju ietekmi uz vietējo teritoriju, izdalītos piesārņotājus izplatot lielākā platībā.
Piesārņotāji no ogļu dedzināšanas atšķiras atkarībā no ogļu ķīmijas, bet parasti ogļu sadedzināšana izdala oglekļa dioksīdu, oglekļa monoksīdu, sēra dioksīdu, slāpekļa oksīdus, dzīvsudrabu, arsēnu un benzols. Aptuveni 40 procenti pasaules elektroenerģijas tiek iegūti no ogļu dedzināšanas iekārtām. Dienvidāfrika saražo apmēram 94 procentus no elektrības, sadedzinot ogles, savukārt Indija un Ķīna ražo 70 līdz 75 procentus no elektrības, sadedzinot ogles.
Ogļu ģeneratori un gaisa piesārņojums
Vides aizsardzības aģentūra pieprasa, lai ogles ražojošām elektrostacijām dūmu krāvuma emisijas katru gadu pārbaudītu neatkarīgs revidents. Neskatoties uz šo pārbaudi, saskaņā ar 2013. gadu gaisa piesārņojums no elektrostacijām izraisa aptuveni 52 000 priekšlaicīgu nāvi ASV MIT pētījums, ar lielāku nāves gadījumu skaitu sastopams ASV austrumos, kur ogļu sēra saturs ir lielāks. Akmeņogļu radītais gaisa piesārņojums, kas izdalīts dūmu krātuvēs, vēsturiski ir izraisījis tikpat nāvīgas sekas.
1952. gada decembrī no Londonas mājas skursteņiem izdalītie ogļu dedzināšanas un rūpnīcas kūpinājumu dūmi kļuva īpaši biezi. Negaidīta temperatūras inversija aizturēja dūmus. Dūmos esošie sēra oksīdi miglā reaģēja ar ūdens tvaikiem, veidojot sērskābes pilienus. Šie pilieni īpaši ietekmēja tos, kuriem bija plaušu slimības.
Londonas 1952. gada lielais smogs tieši un netieši izraisīja aptuveni 12 000 cilvēku nāvi. Turklāt nesen veikts pētījums par bērniem, kuri bija jaunāki par gadu vai kuru mātes bija stāvoklī Lielā Smoga laikā, atklāja, ka astmas sastopamība ir aptuveni par 20 procentiem lielāka.