thumb|Metsäpalon aiheuttamaa savua. Savu on tavallisimmin orgaanisen aineen epätäydellisen palamisen yhteydessä syntyvä seos, aerosoli, jossa palamisessa syntyneisiin kaasuihin on hienojakoisesti sekoittunut erilaisia kiinteitä hiukkasia ja usein myös nestepisaroita. Usein se on palamisen ei-toivottu sivutuote, mutta sitä voidaan myös hyödyntää esimerkiksi tuhoeläinten torjunnassa, yhteydenpidossa (savumerkit), puolustuksessa, ruoanlaitossa (savustus) sekä nautintoaineena (tupakointi).
Erilaisten polttoaineiden palamiseen perustuvissa lämmityslaitteissa, teollisuudessa ja voimaloissa syntyvä savu johdetaan yleensä savupiipun kautta ulos. Tulipalojen yhteydessä kuolonuhreja ei niinkään aiheuta tuli vaan savu. Savu tappaa kuumuutensa, myrkyllisyytensä (muun muassa hiilimonoksidi eli häkä) ja tukahduttavan vaikutuksensa vuoksi.
Savun koostumus
Savun kemiallinen koostumus riippuu sekä palavasta aineesta että palamisolosuhteista.
Kun orgaaninen aine palaa korkeassa lämpötilassa ja happea on runsaasti, syntyy vain vähän näkyvää savua. Se koostuu pääasiassa samoista palamattomista aineksista, joita on myös tuhkassa, sekä vesihöyrystä ympäröivässä viileämmässä ilmassa tiivistyvistä pienistä vesipisaroista. Mikäli palava aine ei sisällä muita alkuaineita kuin hiiltä ja vetyä sekä mahdollisesti jonkin verran happea, sen täydellisessä palamisessa siitä syntyykin ainoastaan hiilidioksidia ja vesihöyryä, molemmat kaasumaisessa muodossa. Lisäksi syntyy yleensä jonkin verran myös typen oksideja, vaikka palava aine ei sisältäisikään typpeä, sillä myös ilman typpi ja happi reagoivat korkeassa lämpötilassa keskenään.
Jos palava aine sisältää muitakin alkuaineita, savu sisältää muitakin yhdisteitä, erityisesti näiden alkuaineiden oksideja. Niistäkin esimerkiksi rikin palaessa syntyvä rikkidioksidi on kaasu, monet muut sen sijaan kiinteitä aineita.
Käytännössä palaminen jää kuitenkin aina epätäydelliseksi. Tällöin syntyvä savu ja savukaasut sisältävät suuren joukon muitakin yhdisteitä, joista monet ovat myrkyllisiä. Osa niistä voi olla samoja, joita palavassa aineessa oli jo ennen palamista, osa niistä syntyy suurimolekyylisten aineiden hajotessa kuumuudessa ja ne ovat samoja, joita syntyy myös pyrolyysissä eli kuumennettaessa ainetta hapettomassa tilassa, kun taas osa syntyy joidenkin hajoamisessa syntyneiden aineiden osittaisessa hapettumisessa.
Hiilen osittaisessa hapettuessa syntyy hiilimonoksidia eli häkää. Typpeä sisältävistä aineista voi niiden epätäydellisessä palamisessa syntyä typpikaasun ja typen oksidien ohella myös ammoniakkia ja vetysyanidia. Vastaavasti rikkipitoisista aineista voi syntyä rikkidioksidin ohella myös rikkivetyä. Osa palavan aineen sisältämästä vedystä voi myös levitä ympäristöön vetykaasuna vesihöyryn sijasta.
Jos palava aine sisältää halogeeneja kuten klooria tai bromia, nämä eivät suoraan yhdy ilman happeen. Sen sijaan ne voivat muodostaa muiden palavassa aineessa olevien alkuaineiden kanssa esimerkiksi vetykloridia, fosgeenia, dioksiinia, kloorimetaania, bromimetaania ja muita organohalogeeneja. Näitä voi syntyä tulipaloissa esimerkiksi polyvinyylikloridin palaessa. Klooripitoisten aineiden, etenkin polykloorattujen bifenyylien (PCB) hajotessa kuumuudessa voi syntyä myös polykloorattuja dibentsodioksiineja, joita eräät ovat mahdollisesti karsinogeenisia aineita.
thumb|upright|Dieselmoottorissa muodostunutta nokista savua.
Monimutkaisten orgaanisten aineiden hajotessa kuumuudessa epätäydellisen palamisen tai pyrolyysin yhteydessä syntyy myös monia hiilivetyjä, sekä alifaattisia kuten metaania, etaania tai asetyleenia sekä aromaattisia hiilivetyjä kuten bentseeniä ja sen johdannaisia samoin kuin bentso(a)pyreeniä. Myös heterosyklisiä yhdisteitä voi syntyä. Raskaat hiilivedyt voivat tiivistyä tervaksi. Jos sitä on savussa merkittävästi, se on väriltään keltaista tai ruskaa. Sellaisen savun, noen tai ruskeiden öljymäisten palamistuotteiden esiintyminen voi olla vaarallista, sillä nämä voivat vielä palaa ja niiden pitoisuus ilmassa voi nousta niin suureksi, että ne alkavat kipinöidä.
Vapautuneiden hiilivetyjen osittaisessa hapettumisessa voi syntyä suuri joukko erilaisia yhdisteitä kuten formaldehydiä, akroleiinia, alkoholeja, ketoneja ja karboksyylihappoja kuten muurahaishappoa tai etikkahappoa. Esimerkiksi akroleiinia syntyy puun palaessa sekä myös rasvoja käristettäessä, ja savun hengityselimiä ja silmiä kirvelevä vaikutus aiheutuukin juuri akroleiinista.
Orgaanisten aineiden epätäydellisessä palamisessa syntyvän savun sisältämistä kiinteistä hiukkasista suuri osa on yleensä nokea, joka on palamatta jäänyttä hiiltä. Lisäksi savu sisältää tiivistynyttä tervaa ja tuhkan aineksia, pääasiassa piidioksidia ja kalsiumoksidia. Mikäli palava aine sisältää metalleja, syntyy myös metallioksideja pieninä hiukkasina. Epäorgaanisten suolojen hiukkasia voi myös muodostua, esimerkiksi ammoniumsulfaattia, ammoniumnitraattia tai natriumkloridia. Mikäli tällaisia suoloja on nokipisaroiden pinnalla, ne voivat tulla hydrofiilisiksi. Myös monet orgaaniset yhdisteet, etenkin aromaattiset hiilivedyt voivat sitoutua kiinteiden hiukkasten pinnalle. Magneettisiakin hiukkasia, jotka tavallisimmin ovat magnetiitin kaltaisia rautaoksideja, esiintyy kivihiilen savussa, ja niiden yleistyminen vuoden 1860 jälkeen muodostuneissa kerrostumissa on selvä osoitus teollisen vallankumouksen vaikutuksista, joskin samanlaisia hiukkasia voi syntyä myös ilmakehässä palaneista meteoriiteista. Polttomoottorien savu saattaa sisältää myös metallin hankautumisesta syntyneitä pieniä metallihiukkasia. Silikonien palaessa syntyvä savu sisältää myös amorfista piidioksidia, ja jos happea ei ole riittävästi, jonkin verran myös piinitridiä. Piidioksidihiukkaset ovat läpimitaltaan noin 10 nm, mutta ne voivat liittyä toisiinsa suuremmiksi hiukkasiksi ja ketjuiksi.
Savun kiinteiden hiukkasten läpimitta vaihtelee muutamasta nanometristä mikrometreihin. Suurin osa niistä on läpimitaltaan mikrometrien luokkaa. Ne laskeutuvat pian maan pinnalle, ja sen vuoksi ne vahingot, joita savu saa aikaan kaukana syntymäpaikaltaan, ovat enimmäkseen pienimpien hiukkasten aiheuttamia.
Paljain silmin näkymättömien pienhiukkasten muodostama aerosoli on usein ensimmäinen merkki siitä, että aine on syttymässä tuleen.
Vetypitoisten aineiden palaessa syntyvä savu sisältää vesihöyryä, joka voi tiivistyä pieniksi vesipisaroiksi. Mikäli läsnä ei ole värillisiä aineita kuten typen oksidia tai pienhiukkasia, tällainen savu on valkoista ja pilvimäistä.
Savupäästöt voivat sisältää hivenmääriä monia muitakin alkuaineita. Maaöljy käyttävien voimaloiden ja öljynjalostamoiden savukaasuissa on hieman vanadiinia, jonkin verran nikkeliäkin. Kivihiiltä poltettaessa ympäristöön voi levitä jonkin verran myös alumiinia, arseenia, kromia, kobolttia, kuparia, rautaa, elohopeaa, seleeniä ja uraania.
Jotkut savun ainekset ovat tyypillisiä tiettyjä aineita poltettaessa syntyvälle savulle. Guaiakoli ja sen johdannaiset syntyvät ligniinin pyrolyysissä, ja niitä on puun savussa, samoin kuin syringolia ja sen johdannaisia sekä metoksifenoleja. Reteeniä syntyy havupuiden pyrolyysissä, ja sen esiintymisestä ilmassa voidaan havaita kaukaisetkin metsäpalot. Levuglukosaani on selluloosan hajoamistuote. Lehti- ja havupuiden palaessa muodostuvat savut eroavat toisissaan siinä, missä suhteessa ne sisältävät guaiakoleja ja syringoleja. Moottoriajoneuvojen pakokaasut sisältävät muun muassa polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä, hopaaneja ja steraaneja. Hopaanien ja steraanien suhdetta vapaana alkuaineena esiintyvään hiileen voidaan käyttää erottamaan toisistaan bensiini- ja dieselmoottorien päästöt.
Pienhiukkaset voivat sitoa itseensä monia muitakin yhdisteitä, jotka joko adsorboituvat niiden pinnalle tai liukenevat pieniin nestehiukkasiin. Vetykloridi absorboituu helposti nokihiukkasiin.
Kemiallisesti passiiviset ja palamattomatkin aineet voivat tulen läheisyydessä levitä savun mukana ympäristöön. Erityisenä huolenaiheena tässä suhteessa on asbesti.
Radioaktiivinen laskeuma ja biologisesti kasautuvat radioisotoopit voivat palata ilmakehään esimerkiksi metsäpaloissa. Tämä on uhkana esimerkiksi Tšernobylin ydinvoimalaitosta ympäröivällä suojavyöhykkeellä.
Polymeerit ovat monien savussa esiintyvien aineiden merkittävä lähde. Aromaattiset sivuryhmät, joita on esimerkiksi polystyreenissä, kehittävät runsaasti savua. Jos aromaattinen ryhmä on polymeerin rungossa, savua syntyy vähemmän, mikä johtuu aineen hiiltymisestä. Alifaattisista polymeereistä syntyy yleensä vähiten savua, ellei läsnä ole muita aineita. Fosforia ja halogeeneja sisältävät palonestoaineet vähentävät savun muodostumista. Samanlainen vaikutus on myös polymeerin ketjujen sitoutumisella toisiinsa.
Näkyvät ja näkymättömät hiukkaset
Hiukkasten koosta riippuen savu on voi olla paljain silmin näkyvää tai näkymätöntä. Tämän havaitsee erityisen selvästi, kun leipää paahdetaan leivänpaahtimella. Kun leipä kuumenee, syntyvät hiukkaset tulevat yhä suuremmiksi. Alkuvaiheessa syntyy vain niin pieniä hiukkasia, ettei niitä näe, mutta ne tulevat näkyviksi, jos leipä syttyy palamaan tai jäähtyy nopeasti.
Tulipalossa syntyvä savu sisältää satoja kemiallisia yhdisteitä. Sen vuoksi savun aiheuttava vahinko on usein suurempi kuin itse tulen ja kuumuuden. Savun hajusta on usein vielä vaikeampi päästä eroon kuin poistaa savun aiheuttamat tahrat. Samoin kuin on olemassa urakoitsijoita, jotka ovat erikoistuneet jälleenrakentamaan tai kunnostamaan asuintaloja tulipalon ja savun jäljiltä, on myös yrityksiä, jotka kunnostavat tulipaloissa vahingoittuneita teollisuusrakennuksia.
Savun aiheuttamat vahingot
Jos palaminen on tapahtunut riittämättömässä hapessa, syntyvä savu sisältää merkittävässä määrin palavia aineita. Savupilvi voikin syttyä joutuessaan kosketuksiin ilmakehän hapen kanssa, minkä voi saada aikaan joko toinen lähellä oleva avotuli tai sen oma korkea lämpötila. Tämä ilmenee kipinöimisenä. Sisäänhengitettynä savu voi myös aiheuttaa vakavia terveyshaittoja tai kuoleman.
Monet savun aineet ovat hyvin myrkyllisiä tai ärsyttäviä. Vaarallisin on hiilimonoksidi, joka aiheuttaa häkämyrkytyksen, mitä joskus saattaa vielä vakavoittaa vetysyanidin tai fosgeenin esiintyminen. Savun hengittäminen voi sen vuoksi nopeasti johtaa lamaantumiseen ja tajunnan menetykseen. Rikkioksidit, vetykloridi ja vetyfluoridi muodostavat kosteassa ilmassa rikkihappoa, suolahappoa ja fluorivetyhappoa, jotka syövyttävät sekä keuhkoja että monia materiaaleja. Nukkuessaan ihminen ei aisti savua, mutta ihminen herää, jos sitä kertyy keuhkoihin tietty määrä. Näin ei kuitenkaan välttämättä tapahdu, jos ihminen on lamaantunut taikka alkoholin tai huumeiden vaikutuksen alaisena.
Tupakansavu on huomattava hengityselinten tautien, sydäntautien ja monien syöpien riskitekijä.
thumb|Metsäpalon savun heikentämä näkyvyys Šeremetjevon lentoasemalla Moskovassa 7. elokuuta 2010. Savu voi heikentää näkyvyyttä. Itse asiassa savun heikentämä näkyvyys olikin syynä siihen, miksi palomiehet eivät kyenneet evakuoimaan erästä Worcesterissa, Massachusettsissa vuonna 1999 palanutta varastorakennusta ajoissa. Koska sen eri kerrokset olivat varsin samankaltaiset, paksu savu sai aikaan, etteivät he kyenneet tunnistamaan eri kerroksia toisistaan.telegram.com - Warehouse Tragedy
Savun aiheuttama korroosio