Poluarea atmosferei,surse de poluanti si poluantii aerului

POLUAREA ATMOSFEREI,SURSE DE POLUANTI SI POLUANTII AERULUI

Sursa de poluare atmosferica este reprezentata de orice activitate in urma careia are loc eliminarea de substante transportabile pe calea aerului.

Poluantul reprezinta orice substanta solida,lichida ,sub forma gazoasa sau de vapori sau forma de energie (radiatie electromagnetica,ionizanta,

termica,fonica sau vibratii)care introdusa in mediu,modifica echilibrul constituentilor acestuia si al organismelor vii si aduce daune bunurilor materiale.

Poluantii atmosferici fac parte practic din toate categoriile de compusi chimici si pot fi clasificati dupa mai multe criterii:

-dupa starea de agregare:gaze permanente,vapori ai lichidelor sau picaturi de lichide dispersate in aer ,pulberi solide.

-dupa activitatea lor chimica:reactivi si inerti.

-dupa clasa de compusi:anorganici si organici.

-dupa toxicitate:toxici si netoxici.

In atmosfera exista in mod normal o serie de compusi proveniti din surse naturale care pot capata caracter de poluanti la cresterea c 151b11b oncentratiei lor peste cea normala(naturala).

Dintre poluantii atmosferici cei mai importanti clasificati dupa natura lor chimica mentionam:

A.Compusi anorganici

1.Compusi ai carbonului(negrul de fum;oxizii carbonului CO,CO

Compusi ai sulfului(compusi in stare redusaH S,COS,CS ,oxizi  SO ,SO ;H SO si sulfatii;)

3.Compusi ai azotului(in stare redusa NH ;oxizi NO,NO ;HNO si azotatii)

4.Compusi ai halogeniilor(clorul si clorurile;acidul fluorhidric si florurile)

5.Metale(plumbul)

6.Pulberi inactive chimic(silicatii;carbonatii;minerale naturale)

B.Compusi organici

1.Hidrocarburi(saturate-gaze,vapori.picaturi de ulei-aerosoli;nesaturate;aromatice-mono si polinucleare)

Compusi oxigenati(alcooli:metanol,aldehide si cetone:formaldehida,acroleina,acetona)

3.Compusi halogenati(freoni;haloni;lifenoli policlorurati;dibenzodioxinele policlorurate;dibenzofuranii policlorurate)

C.Substante radioactive

D.Bioaerosoli(polen,spori de mucegai)

Sursele de poluare ale aerului se pot clasifica dupa originea lor in:

a)naturala(depozite de compusi organici in descompunere-mlastini,iazuri,cadavre de animale;eruptii vulcanice si emanatii vulcanice)

b)antropice(industria,arderea combustibililor fosili pentru incalzirea locuintelor,motoare cu ardere interna)

In functie de modul de evacuare a impuritatilor in atmosfera sursele de poluare se clasifica in:

a)surse de evacuare organizate(cosuri si guri de evacuare specifice sectorului industrial)

b)surse de evacuare neorganizate(surse naturale,industriile ce produc cantitati mici de agenti impurificatori ,agricultura)

c)surse stationare(arderea combustibililor fosili-carbune,petrol,gaze naturale,pentru obtinerea de energie in scopuri industriale.

d)surse mobile(mijloace de transport rutiere,feroviare,aeriene si maritime.Mijloacele de transport indiferent de natura lor polueaza atmosfera prin funingine ,oxizi ai carbonului,oxizi ai azotului,hidrocarburi,suspensii,plumb,antioxidanti.)

Sursele de poluare a atmosferei pot fi clasificate dupa suprafata sau forma emisiei in:

a)surse punctiforme(cosuri)

b)surse liniare(autostrazi)

c)surse de suprafata(orase)

d)de volum(explozii)

e)difuze(suprafete foarte mari,terenuri agricole)

Principalele surse de poluare a aerului si tipurile de agenti poluanti pe care ii pun in libertate:

Cunoasterea numarului,naturii si capacitatii surselor de poluare si inventarierea acestora,cunoscuta sub numele de cadastrul surselor,permite aprecierea modalitatilor de reducere a impactului poluarii asupra mediului.Astfel,nu se poate vorbi despre o epurare sau depoluare a aerului atmosferic ci numai de o pastrare a “puritatii” in conditiile minimizarii emisiilor de agenti poluanti.

Impurificarea aerului se poate realiza prin intermediul:

-poluanti primari:gaze,particule solide,particule mici(fum,aerosoli).

-poluanti secundari rezultati din interactiunea poluantiilor primari cu apa sau intre ei.

In functie de natura poluantului,poluarea aerului poate fi fizica,chimica si biologica.

Poluarea fizica-se refera la introducerea de energie care poate fi:energie calorica care genereaza poluare termica si energie radianta care determina poluarea cu radiatii penetrante,poluarea fonica.

Poluarea chimica-se refera la eliminarea din atmosfera a unor substante straine de compozitie naturala a acesteia cum ar fi unele gaze si pulberi.

Poluarea biologica-se refera la contaminarea biologica.Microflora aerului este reprezentata de virusuri,bacterii si fungii de origine umana,animala si din natura.Microorganismele din natura joaca un rol important in procese biologice de fermentare,biodegradare a unor substante.In aer microorganismele nu se gasesc sub forma de corpi microbieni izolati ci sunt in general inglobate dau aderente la particulele de praf,fum sau vapori de apa si exista in aer sub 3 forme:picaturi de secretie-se produc prin tuse,stranut,vorbire,muget,au dimensiuni de 100 microni;nuclee de picaturi-rezulta o data cu picaturile de secretie si sunt de dimensiuni mai mici;praf bacterian-este constituit din particule de praf pe care adera microorganisme de origine animala si umana.

1 TIPURI DE POLUARE

1.1 POLUAREA CU MONOXID DE CARBON

Efectul nociv al monoxidului de carbon se manifesta asupra organismului animal si in special asupra celui uman,sursele cele mai importante fiind plasate in mediul urban.

Concentratia monoxidului de carbon din atmosfera depaseste de multe ori maximile admise.In intersectiile cu trafic intens concentratia monoxidului de carbon ajunge uneori pana la valori de 250-300mg/mc.

Monoxidul de carbon rezulta in principal din:arderile incomplete ale carburantilor din motoarele cu combustie interna,arderea combustibililor fosili,procese industriale,incinerarea reziduurilor,incendii,fumat,etc.

Siderurgia reprezinta principala sursa industriala de monoxid de carbon.Gazul de furnal contine 25-30% CO din care 80 % recircula iar gazul de la cuptoare 8-10% astfel incat intr-un combinat siderurgic se elimina in medie 3 mii tone CO/zi.

Continutul in CO al gazelor de esapament depind de:tipul combustibilului,tipul motorului si conditiile de functionare.Astfel daca se prezinta comparativ continutul gazelor de esapament pentru 2 tipuri de motoare in diverse etape de functionare se constata o diferenta importanta la motoarele Diesel(max. 0.1%)si cele cu benzina(5-7 % CO).

1.2 POLUAREA CU DIOXID DE CARBON-efectul de sera

Principalii produsi ai proceselor de combustie sunt oxizii de carbon,proportia cea mai mare reprezinta COCO este produsul arderii complete a combustibililor fosili si se degaja in cantitati proportionale cu acestia ceea ce inseamna o crestere de 1.5 ppm a concentratiei CO atmosferic pe an.

Cantitatea de CO pusa anual in libertate la nivel mondial are o valoare de 20 de ori mai mare decat celelalte impuritati solide si gazoase puse anual in libertate din activitatile antropice.Cu toate acestea nu reprezinta un pericol direct asupra organismului uman datorita nivelului ridicat al concentratiei minime toxice(3-4%).

Acumularea de CO in atmosfera impreuna cu alti compusi are drept urmare modificarea regimului de transfer al caldurii de la nivelul solului in atmosfera si favorizeaza efectul de sera.

1.3 POLUAREA CU OXIZI AI AZOTULUI

Dintre toti oxizii azotului efectul nociv acel mai important il are dioxidul de azot care reprezinta totodata si produsul final al oxidarii celorlalti oxizi.

Sursele principale de oxizi de azot le reprezinta:

transporturile(motoarele cu benzina ,Diesel,caile ferate,vasele de navigatie),combustiile in focare fixe(carbuni,gaze naturale,lemnul,deseurile),procesele industriale si incendiile.

Prin efectele sale nocivitatea dioxidului de azot este similara cu cea a dioxidului de sulf.

1.4 POLUAREA CU DIOXID DE SULF-depunerile acide

In Romania concentratia maxima admisibila pentru dioxidul de sulf la 30 min este stabilita la 0.75 mg/mc,iar concentratia la 24 ore este de 0.25mg.mc.Valoarea concentratiei medii anuale (max. admisibila)pentru dioxidul de sulf este de 0.06mg/mc.Aceste concentratii sunt depasite in multe cazuri.

Poluarea cu oxizi de sulf in Romania este puternica in zonele industriale ca Hunedoara,Lupeni,Resita,Zlatna.Cazuri deosebit de grave de poluare sau produs la Copsa Mica si Hunedoara unde efectul poluarii cu oxizi de sulf este amplificat de prezenta negrului de fum,acesta fiind un catalizator al oxidarii dioxidului de sulf si trioxidului de sulf poluant mult mai nociv.

Dioxidul de sulf are un rol important si in formarea smogului fotochimic datorita sinergismului cu ceata si alti poluanti.

Depunerile acide reprezinta fenomenul prin care acizii din atmosfera ajung pe suprafata Pamantului si poate fi umeda sau uscata.Cea umeda se numeste si ploaie acida iar cea uscata se refera la procesele prin care gazele acide ,vin in contact cu suprafata solului si sunt retinute de acesta.

1.5 SMOGUL FOTOCHIMIC

Sub denumirea de smog sunt cunoscute fenomenele atmosferice de suprapunerii a poluarii cu fum si gaze nocive peste ceata.Prin efectul combinat al acestora apare un sinergism care determina o nocivitate extrem de mare a diferitelor gaze toxice(SO ,NO ) aflate chiar in concentratii sub limita maxima admisa.

Smogul fotochimic este un fenomen destul de frecvent in orasele cu circulatie intensa si cu industrie puternica,in care,datorita particularitatilor geografice si climatice exista conditii pentru formarea cetii,a calmului atmosferei si a inversiei termice.

Cele mai vestite pentru formarea smogului fotochimic sunt metropolele:Los Angeles,Londra,New York,New Orleans si Mineapolis unde in decursul a ultimilor 50 de ani s-au semnalat reale catastrofe de poluare din cauza smogului fotochimic.

16 FREONII-gaura de ozon

Ozonul este o substanta periculoasa pentru viata datorita caracterului sau puternic oxidant.La nivelul marii,aerul necontaminat contine aprox. 0.03-0.1 ppm O ,putand sa atinga intr-o zona intins poluata pana la 1 ppm O .La concentratii> 0.6-0.8 ppm scade capacitatea vitala a organismului,apar tulburari in difuzia CO datorita calmului pulmonar instalat.

Termenul de gaura de ozon desemneaza fenomenul aparut in anii ’70 de rarefiere a stratului de ozon stratosferic deasupra Antarticii,in special la sfarsitul iernii australe,in lunile septembrie si octombrie.Odata cu incalzirea stratosferei concentratia ozonului revine la concentratii apropiate de cele normale.

1.7 FUMUL DE TIGARA

Produce o poluare ingrijoratoare pentru incinte,afectand direct pe fumatori cat si pe nefumatori care inspira aerul localurilor colective in care se fumeaza.Poluarea aerului cu fumul de tigara ia o amploare din ce in ce mai mare,procentul de fumatori fiind de cca. 75% din populatia adulta.

Prin arderea tutunului are loc ,de fapt,o distilare uscata a lui,iar in fumul de tigara au fost identificati cca 3000 de substante,care in cea mai mare parte sunt mutagene si/sau cancerigene si anume:

-nicotina este combinata cu acizii organici,de care se separa prin ardere.O parte din nicotina este distrusa prin ardere ,dar 6-8 mg/g tigara ramane nearsa,din care 2-3 mg este inhalata de fumatori;

-oxidul de carbon se afla in fumul de tigara intr-o concentratie de 50-60 mg/mc;reactioneaza cu hemoglobina din sange formand carboxihemoglobina.In sangele fumatorilor de 20 tigari se afla 5% carboxihemoglobina fata de 0.4% in al nefumatorilor;

-3.4-benzipirenul,substanta cancerigena a carui cantitate este 1microgram/100tigari;

-acroleina,aldehida ce se comporta ca agent alchilant ce se fixeaza pe acizii nucleici pe care ii altereaza ireversibil.

-hidrocarburi,compusi ai HCN,ai acizilor organici,alcoolulmetilic,fenolul,piridina,plumbul,plutoniul radioactiv etc.

1.8 POLUAREA CU COMPUSI ORGANICI

Prin prisma cantitatilor de substante emise si a toxicitatii lor,dintre compusii organici cei mai importanti sunt:

a)hidrocarburile saturate(usoare si grele)- desi sunt emise in atmosfera in cantitati mari (pana la 10 %) din totalitatea cantitatii de poluanti atmosferici,in concentratiile in care apar nu au nici un efect daunator.Sursele principale sunt transporturile,combustii in focare fixe,evaporarea solventilor.

b)hidrocarburi nesaturate – nu au efect nociv direct,dar ajuta la formarea smogului fotochimic oxidant.

c)hidrocarburi cromatice mono si policiclice-sunt importante datorita efectului lor cancerigen.Ele se gasesc in aer,mancare si apa si constituie o categorie importanta si diversa de compusi organici in care unii sunt cancerigeni iar alti mutageni .In sursa naturala sunt reprezentati de incendierea padurilor si activitatea vulcanilor.

1.9 POLUAREA CU METALE SI COMPUSII ACESTORA

1.9.1 PLUMBUL SI COMPUSII SAI

Plumbul prezinta o toxicitatea foarte puternica asupra organismului uman,indeosebi cel introdus pe cale respiratorie,din aer.Cantitati mari de compusi ai plumbului se utilizeaza pentru marirea cifrei octanice a benzinelor,intreaga cantitate de plumb astfel folosita fiind evacuata in atmosfera.

Concetratia plumbului in atmosfera creste in general cu densitatea demografica in orasele din tarile in curs de dezvoltare,in special.In absenta surselor de plumb concetratia acestuia este in general mai mica in interiorul cladirilor fata de exterior.In mod curent,in industriile producatoare sau utilizatoare de plumb acest element poate avea o concentratie considerabila.

1.9.2 MERCURUL

Mercurul este un poluant cu actiune toxica sistematica.El se prezinta sub forma de vapori sau aerosoli.Toxicitatea Hg pe cale poluanta provine mai ales de la sarurile organice-metil si alchil mercuriatii-iar diureticele organice mercuriale sunt larg utilizate

Mercurul este folosit pe scara larga in industria chimica,electrochimica,metrologie,in agricultura la fungicile si pesticide.

1.9.3 ALUMINIUL

Este al 3 element ca raspandire in litosfera (8-13%).Toxicitatea lui a trecut neobservata din cauza manipularii si existentei sub forme insolubile,greu absorbabile.Abia in 1975 a fost recunoscut ca element toxic.

Sursele de poluare cu aluminiu sunt datorate marii sale utilizari in industrie:vase,foi de ambalaj,pasta de dinti,medicamente,vopsele etc.

In praful atmosferic exista in concentratii de 1-100microg/mc.

1.9.4 CADMIUL

Cadmiul prezinta multe aplicatii industriale:anticoroziv,acumulatoare alcaline,utilaje de lagara sau pentru tipografie ,mase plastice,materiale stomatologice,moderator nuclear etc.

Poluarea mediului ambiant cu cadmiu se datoreaza proceselor de ardere a combustibililor naturali,consumarii materialelor in care este incorporat.

1.10 POLUAREA CU PARTICULE SOLIDE

Dimensiunile particulelor ce polueaza atmosfera le confera comportamente diferite.Aerosolii reprezinta sisteme formate din microparticule solide si lichide suspendate in aer,fiind de fapt sisteme aerocoidale cu proprietati specifice.

Pulberi sedimentabile sau praful sunt reprezentate de particule cu dimensiuni si densitati care le favorizeaza depunerea gravitationala.

Pulberi in suspensie sunt reprezentate de particule cu dimensiuni mai mici.(ceata,fum),care raman in aer timp indelungat.

Sursele impurificatoare pot fi de origine naturala sau antropogena,ponderea celor dintai fiind in ansamblu mult mai mare.Principalele surse naturale sunt reprezentate de reziduurile vegetale si animale,eruptiile vulcanice,plante(spori,polen),sarea marina,arderea padurilor,fenomene naturale(eruptii vulcanice,furtuni de praf).

Sursele antropogene de impurificare a atmosferei constituie un pericol mult mai mare fata de cele naturale prin concetrarea lor pe suprafete mici(zone industriale) si sunt reprezentate de industrie,transporturi,sisteme de incalzire a locuintelor.

In tara noastra cele mai mari concentratiii de pulberi in suspensie se ating in zonele marilor combinate metalurgice(Copsa Mica si Baia Mare).Astfel masuratorile efectuate in anul 2000 au indicat importante depasiri ale concentratiei maxime admisibile.