g.e.s.c.-influenţa poluării aerului atmosferic asupra acidităţii factorilor de mediu
Post on 27-Jul-2015
348 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Abstract
Present paper has the purpose to present the effects of the air pollution onto the
environmental factors.
As technology improves, so does the need for more power, more heat, and more electricity,
meaning that we consume more and more fuel. Consuming more fuel means we have to extract
more, so we could produce more. Producing more means more jobs for people, but it can also harm
the environment. Meaning that the more fuel is produced, the more gases and harmful particles are
released in the air. Due to the movement of the air masses, these particles can travel for long
distances, sometimes remaining in the source area, blocking the sun rays, causing lower
temperatures than normal, or sometimes it can causes a growth of temperature in the arctic areas.
The lower temperature can have harmful effects not only on living beings, but on the air
conditions as well, meaning that the winds are colder and more powerful; the number of the
avalanches will grow. This abnormal temperature growth causes the ice to melt, increasing the level
of the Planetary Ocean, which can cause flooding in the shore areas, and of course, it represents the
ideal environment for the El Nino phenomenon to start working, the natural fires will become a
common event, event the insects could present genetical and behavioral mutations.
Scopul acestei lucrari este prezentarea caracteristicilor mediului inconjurator,
clasificarea tipurilor de poluanti, si a efectelor acestora asupra mediului, si a
factorilor de mediul.
Obiectivul acestei lucrari este gasirea unei solutii care poate ajuta la „detoxifierea”
mediului, prin adaptarea nevoilor umane la nevoie mediului in care traim.
1
Influenţa poluării aerului atmosferic asupra acidităţii factorilor de mediu
I. Atmosfera – componenta esentiala a mediului inconjurator
Aerul este mediul necesar dezvoltarii numeroaselor organisme vii, care-si gasesc energia
necesara metabolismului bazat pe oxigen. Totusi, unele vietuitoare pot obtine altfel energia lor, si sa
traiasca intr-un mediu anaerob (fara oxigen).
Compozitia aerului poate fi modificata sub actiunea fenomenelor naturale datorita activitatii
umane. Aceasta modificare este susceptibila de a avea repercursiuni asupra vietii organismelor
aerobe si asupra sanatatii umane.
Trebuie mentionat ca, poluarea atmosferica se poate intinde pe distante foarte mari,
contaminand mai multe medii, deoarece miscarile atmosferice nu sunt orientate dupa o axa
unidirectionala, ci in toate campurile spatiului.
1. Importanta aerului in structurarea mediului
Aerul s-a conturat ca masa atmosferica printr-un proces de segregare din nebuloasa primara
si prin degazeificarea mantalei, crustei si rocilor. La imbogatirea atmosferei au contribuit procesele
si activitatea organismelor.
Transformarile in timp in invelisul geografic s-au reflectat in evolutia atmosferei cu trecere
de la atmosfera initiala fizica la atmobiosfera, si in final, la atmosfera geografica actuala.
Componenta atmosferica participa la alcatuirea mediului inconjurator prin masa,
compozitie, proprietati fizico-chimice, dinamica si mod de manifestare si organizare: vreme si
clima.
Circulatia atmosferica are un rol major de interferenta cu celelalte geosfere, si de a contribui
la echilibrul geoplanetar. Regulatorul - atmosfera- contribuie la distributia luminii, caldurii,
umiditatii, presiunii, si in corelatie cu ceilalti factori, asigura constituirea unitatilor climatice: zone,
regiuni, arii, locuri si diferentierea pe macroclima, microclima si topoclima.
Atmosfera, prin toate calitatile sale, reprezinta un mediu specific al Terrei, in care traiesc
diverse organisme, si isi desfasoara activitatea o parte din activitatea omului. Fara aer nu exista
viata, si nici dezvoltare environmentala.
2. Compozitia aerului
Este relativ simpla: un amestec de gaze ( permanente, variabile in timp si spatiu), particule
in suspensie (lichide solide), si apa (vapori, nori incarcati electric).
2
Compozitia gazoaza a aerului in troposfera este deosebit de omogena, (de unde si termenul
de homosfera), si cuprinde: azot (78,084%), argon (0,934%), dioxid de carbon (0,0033%) si alte
gaze cu participare foarte redusa (neon, heliu, kripton, hidrogen si oxid de azot).
In atmosfera se gasesc circa 1015 tone oxigen, fiind un element foarte activ care are un rol
foarte important: in prezenta lui are loc respiratia, oxidarea, arderea etc, aproape tot oxigenul din
atmosfera fiind rezultatul descompunerii apei in procesul de fotosinteza in urma activitatii plantelor
verzi.
Azotul, aflat in cantitate de 4·1015 tone, serveste drept mediu neutru si „diluant” al
oxigenului.
Dioxidul de carbon este mult mai variabil, si provine din emanatiile vulcanice, din
izvoarele minerale, din sol datorita respiratiei organismelor, de la unele intreprinderi ale industriei
chimice, de aceea deasupra oraselor nivelul de CO2 poate creste cu pana la 0,04%. Acest gaz are un
rol deosebil, deoarece el serveste ca material de baza pentru producerea substantelor organice de
catre plante (cele cu clorofila). CO2 are un mare rol in actiunea termoregulatoare a suprafetei
pamantului. Cresterea concentratiei de CO2 ( de la 0,0368% in prezent la 0,4% in mileniul urmator)
ca urmare a activitatilor umane (termoenergetice, de circulatie) va avea drept efect incalzirea
generala a climatului (0,3 - 0,70 C in ultimele decenii), insotita de modificari in sistemele
geografice (desertificare, salinizare, topirea ghetarilor etc.).
Ozonul din atmosfera (circa 3 miliarde de tone) are rolul de filtru pentru radiatia solara.
Afectarea acestui component datorita activitatilor antropice generatoare de clorofluorocarburi
(C.F.C.), hidrofluorocarburi (H.C.F.) metan, va avea drept consecinta schimbari climatice nedorite,
in special accentuarea procesului de incalzire.
Aerosolii sunt particule lichide si solide aflate in stare de suspensie in aer, cu proveniente
diferite (fum, cenusa vulcanica, praf, polen, bacterii, cristale de saruri), care modifica propagarea
radiatiei solare, slabesc vizibilitatea, si constituie nuclee de condensare, contribuind la poluarea
aerului.
II. Poluanti si poluare
Pentru a-si asigura conditiile de trai, omul utilizeaza permanent resursele naturale ale
mediului inconjurator: animale, plante, resurse ale solului si subsolului (minereuri, carbune, petrol,
sare), gaze, apa, etc. In urma utilizarii si procesarii resurselor primare rezulta si produse secundare
neutralizabile cum sunt: gaze, praf, produse lichide, produse solide care sunt evacuate in mod
permanent in natura. O parte din aceste produse evacuate reusesc sa se reintegreze in ciclurile
3
naturale ale mediului, pentru refacerea unor elemente, iar altele se acumuleaza, provocand
dezechilibre ecologice, adica polueaza.
Unele activiati antropice au provocat adevarate modificari topografice si climatice, cu
repercusiuni asupra mediului, dintre care unele cu efect pozitiv (impaduriri, indiguiri, asanari,
schimburi ale cursurilor si acumularilor de apa), insa altele au un efect negativ, cum ar fi defrisarile,
urmate de eroziunea solului, s.a.m.d.
Cauzele aparitiei poluarii pot fi grupate astfel:
Utilizarea haotica si necontrolata a rezervelor naturale
Acumulari de substante neutilizabile
Aparitia unor substante noi la care ritmul de consum sau descompunere de catre organisme
este inferior ritmului de aparitie
Cresterea demografica vertiginoasa
Dezvoltarea intensa a activitatilor economice: industrie, agricultura, transport
Aparitia centrelor urbane suprapopulate.
Emisia maxima a unui poluant este data de cantitatea de poluant degajata in mediu, la care
nu se produc modificari importante. Se exprima prin nivelul (pragul) unui poluant, care este dat de
concentratia maxima admisa, pentru care se impun masuri ca: inchiderea sau eliminarea surselor
de poluare, retinerea, distrugerea poluantilor, etc. Nivelele maxime sunt stabilite in norme de
produs, sau standarde nationale si internationale (ISO).
1. Surse de poluare
Pot fi clasificate in doua mari categorii, si anume:
Naturale :
Solul: din sol se imprastie in apa si aer urmatoarele impuritati:
- particule solide rezultate din eroziune (praf, nisip, etc)
- particule organice-provenite din descompunere sau datorita animalelor si
vegetatiei
- gaze : CO2, H2S, NH3
- substante ordonate complexe
Plantele – polueaza mediul cu polen, spori, mucegai, produse de descompunere a plantelor
moarte, etc
Vulcanii emit:
- gaze: CO, CO2, H2
- vapori de apa contaminati cu substante nocive
- materiale solide (praf, lava)
4
Cutremurele: distrug solul si polueaza aerul cu particule solide si gaze.
Praful cosmic: poate atinge 1000 t/an, avand un caracter radioactiv. Meteoritii determina
formarea craterelor si dezechilibre in zonele in care cad (10-20 tone zilnic).
Incendiile („artificiale”-provocate de om, „naturale”-provocate de temperaturi foarte
ridicate) produc prin ardere cantitati mari de CO2 si fum, punand in pericol viata oamenilor si a
animalelor, distrug paduri, si bunuri materiale.
Astfel, se poate aprecia ca efectele poluarii naturale sunt totusi mult mai reduse decat
efectele poluarii provocate de om.
Antropice
Poluarea antropica provine din diverse activitati umane, desfasurate in industrie, agricultura,
transporturi si activitati menajere.
Poluarea in industrie: afecteaza toate mediile: apa, aer, sol. Cantitatile de poluanti emise in
aer sunt de zeci de milioane de tone. Principalele emisii poluante in industrie sunt: pulberile
metalice si nemetalice, praful, dioxidul de sulf (SO2), monoxidul de carbon (CO), dioxidul de
carbon (CO2), oxidul de azot (NO), dioxidul de azot (NO2), protoxidul de azot (N2O), gazul
metan (CH4), hidrocarburile (CmHn), si eliminarile de substante chimice organice.
- Industria extractiva polueaza mediul prin eliminarea prafului cu continut
de silicati, carbuni, etc. din subteran, ori din haldele de steril de la suprafata. Acestea constituie un
pericol si prin acumularea lor la suprafata terenurilor agricole, locuintelor, prin infiltrarea in sol prin
intermediul precipitatiilor. Apele poluate deversate in cele naturale produc cresterea continutului de
metale grele, praf de carbune, silicati, diferite substante chimice anorganice si organice.
Extractia si prelucrarea titeiului afecteaza mediul prin hidrocarburile gazoase si lichide
diverse, „pierdute” in spatiu in timpul extractiei, procesarii, transportului si depozitarii produselor
petroliere.
Exploziile accidentale ale produselor petroliere sau instalatiilor petroliere reprezinta
importante surse de poluare.
- Industria energetica reprezinta o sursa de poluare termica, fonica,
electromagnetica si chimica.
Hidrocentralele modifica peisajul, varietatea si numarul de specii, calitatea apei
(concentratia sarurilor).
Centralele nuclearo-electrice, polueaza mediul prin emisiile radioactive sub forma de gaze,
lichide (apa de racire), pulberi radioactive.
Deseurile gazoase radioactive contin substante din aerul evacuat din incinta reactorului.
Deseurile lichide radioactive contin apa din circuitul de racire si ape reziduale contaminate.
5
Deseurile solide radioactive provin din instalatiile existente (reactor, pompe, rezervoare,
schimbatoare de caldura, conducte), si din reziduurile procesului de fisiune nucleara, imbracamintea
de protectie, hartia, etc.
- Industria siderurgica si metalurgica elimina praf, pulberi
metalice, oxizi metalici si nemetalici (dioxid de sulf (SiO2), calcar, carbune).
Uzinele cocsochimice elimina compusi toxici de arsen, hidrocarburi, fenoli, gaze cu dioxid
de sulf (SO2), monoxid de carbon (CO), hidrogen sulfurat (H2S).
- Metalurgia neferoasa elimina produsi toxici ca de exemplu: As,
Cd, Cr, Pb, Hg, Ni, V, Mn, Ba, F, SO2 etc.
- Industria chimica emite o serie de substante toxice pentru oameni
si mediu. Se elimina in atmosfera, apa si in sol compusi cu sulf ca: SO2, SO3 (industria acidului
sulfuric), mercaptani din rafinarii si petrochimie, hidrogen sulfurat (H2S), sulfura de carbon.
Industria acidului azotic elimina compusi de azot (oxizi si amoniac).
Industria produselor cloro-sodice elimina clor, acid clorhidric, clorura de calciu etc.
Din diverse procese de sinteza se elimina compusi de fluor, clor, pesticide, negru de fum etc.
In procesele petrochimice se pot elimina: fenoli, cetone, hidrocarburi.
- Industria materialelor de constructii polueaza mediul in special
prin cantitati mari de pulberi de praf. Acestea contin nisip, oxizi de calciu, magneziu, azbest.
- Industria celulozei si a hartiei elimina in mediu hidrogen sulfurat,
mercaptani, produsi volatili, dioxone (deosebit de toxice), ape reziduale, fibre celulozice.
- Industria alimentara polueaza aerul, apa si solul cu resturi vegetale
si animale, rezultate prin procesele tehnologice cu detergenti de la spalari, materiale si produse
reziduale. Freonii utilizati ca agenti frigorifici, eliminati in atmosfera, contribuie la distrugerea
stratului de ozon.
- Transporturile auto, navale, feroviare si aeriene emit o serie de
poluanti reziduali, in special din procesele de combustie, respectiv din arderea combustibililor
(benzina, motorina etc), respectiv monoxid de carbon (CO), oxizi de azot (NOx), hidrocarburi
nearse, dioxid de sulf (SO2), aldehide, oxizi de plumb, fum, dioxid de carbon (CO2) etc.
- Agricultura afecteaza mediul prin:
- lucrarile de imbunatatiri funciare (irigatii, indiguiri, orezarii,
desecari)
- aplicarea unor substante tehnologice (pesticide- erbicide,
insecticide, fungicide-, si fertilizanti) in exces.
- sectorul zootehnic, prin dejectiile animale, soda, detergenti,
etc
6
- industrializarea produselor agricole.
- Activitatile menajere reprezinta surse de poluare fizica, chimica,
biologica, fonica, estetica, in urma proceselor de ardere a combustibililor, a fumatului, a incinerarii
deseuriloe urbane, a deversarilor apelor uzate, arderii biomasei.
La incinerarea deseurilor urbane si industriale se elimina compusi chimici foarte toxici ca de
exemplu: clor-fenoli (diclorodioxina, clorodibenzofurani etc.), acid clorhidric.
Fumul de tigara este o alta sursa de poluare care nu poate fi neglijata, deoarece din fumul de
tigara rezulta gudroane, metale grele toxice pentru om: Pb, Cd, Hg, si alte substante.
Sursele antropice de poluare sunt complexe si contribuie cu cea mai mare pondere asupra
formelor poluante ale mediului inconjurator.
2. Clasificarea poluantilor
In functie de starea de agregare fizica, poluantii pot fi grupati astfel:
Poluanti solizi: bulgari (pamant), granule (nisip), pulberi (metale), praf;
Poluanti lichizi: hidrocarburi, uleiuri, solventi organici (vapori, ceata), solutii de saruri
(cianuri), de acizi (ape acide), baze.
Poluanti gazosi dioxid de carbon, sulfuri, oxizi de sulf, oxizi de azot, hidrocarburi.
Poluanti sonori
Poluanti radioactivi
In functie de natura chimica:
Poluanti organici
Poluanti anorganici
Poluanti de natura biologica (bacterii, virusi, paraziti)
In starea lor naturala, fluidele (de exemplu apa), contin numeroase substante poluante care
pot fi solubile sau insolubile:
Substante solubile:
- unii compusi organici: solventi organici
- compusi anorganici: carbonati, bicarbonati, cloruri, azotati, azotiti, sulfati,
etc.
Acesti poluanti sunt dizolvati in fluide in diverse proportii, si nu sunt vizibili cu ochiul liber.
Din acest motiv fluidele care contin astfel de substante (in cantitati mici) sunt in general limpezi.
Substante insolubile:
7
- nisip, pamant, rugina
- precipitatele cristaline sau coloidale ale sarurilor insolubile
- reziduuri organice etc., care se afla in fluide sun stare de suspensii, sau sub
forma de particule de diferite marimi, conferind fluidului un aspect mai mult sau mai putin
opalescent (tulbure).
Particulele insolubile se pot clasifica in functie de dimensiunile lor astfel:
- particule sedimentabile: au dimensiuni si densitati care asigura separarea lor prin
sedimentare in timp relativ scurt
- particule in suspensie care poseda dimensiuni reduse, si au o densitate apropiata de
a apei, de aceea nu sedimenteaza natural decat in perioade mari de timp
- particule dispersate (coloidale): sunt particule foarte mici care nu sedimenteaza nici
dupa perioada mari de timp.
3. Generarea poluantilor imisi in mediul atmosferic
Avand in vedere numarul si cantitatea poluantilor imisi in aerul inconjurator, atmosfera
poluanta devine in ultimii ani un factor de mediu cu impactul de mediu cel mai important asupra
calitatii mediului si a vietii.
Conferinta de la Geneva din 1979 a definit poluarea atmosferei ca fiind „eliberarea in aer, de
catre oameni, mijlocit sau nemijlocit, de substante sau energie cu efecte nocive, precum si
periclitarea sanatatii, daune comorilor vii si ecosistemelor sau altor bunuri, precum si o limitare a
binefacerilor mediului sau a altor drepturi de folosire de drept a mediului.
3.1 Caracterizarea atmosferei ca suprot de interactiune cu poluantii tehnologici
a.) Enumerarea poluantilor
Agentii poluanti majori ai atmosferei sunt: gazele, pulberile solide, vaporii de apa, care la
dimensiuni de picaturi impreuna cu pulberile pot genera aerosoli si incalzirea (masurata prin
temperatura) care pot determina poluarea termica.
b.) Surse de poluare
- Poluarea naturala a aerului se produce in urma eruptiilor vulcanice (sunt mai mult
de 500 de vulcani pe pamant), dar si in urma furtunilor de praf, mai ales in zonele de stepa
- Cel mai mare pericol de poluare antropica a atmosferei este astazi reprezentat de
folosirea pe scara larga a capitalului natural pentru necesitatile energetice, metalurgice si ale
industriei chimice
- Datele cercetarilor aerocosmice demonstreaza ca, la directii stabile ale vanturilor
(maxiapana) unica se atenueaza particularitatile surselor individuale artificiale
8
- Desi in proportii globale admisia in atmosfera a multor substante provenind de la
surse antropogene este mai mica decat cea de la surse naturale, sursele antropogene exercita o
influenta mai mare asupra aerului atmosferic al oraselor si al teritoriilor invecinate cu ele
- In afara de O2, N2 si gaze inerte, troposfera mai contine:
- CO2 :320 ppm (0,03%)
- CO: 0,5-50 ppm (pe magistralele urbane)
- CH4: 1-2 ppm
- NO: 0,01-0,2 ppm (din reactii fotochimice)
- O3: 0,01-0,5 % ppm (din transporturi aeriene)
- SO2: 0,01-2 ppm (in atmosfera urbana poluata).
- In atmosfera mai ajung o multime de substante organice, precum si substante ce
contin azot si sulf, de provenienta naturala sau antropogena.
c.) Caracteristici ale atmosferei necesare in analizele ecologice
- Atmosfera este cea mai nobila parte a biosferei, de aceea actiunile negative ale
multiplelor surse de poluare se insumeaza, capatand deseori un caracter global
- Atmosfera este invelisul gazos al Pamantului cu o masa de 5,15 · 1013t
- Limita superioara, unde are loc dispersarea gazelor in spatiul interplanerar, se afla
la o inaltime de aproximativ 1000 km deasupra nivelului marii
- In stratul cu o grosime de 5,5 km de deasupra Pamantului este concentrata jumatate
din masa atmosferei
- In stratul cu grosimea de 40 km se concentreaza aproximativ 99% din masa
atmosferei
- Pe masura ce inaltimea creste, presiunea scade accentuat si la o altitudine de 50km
este de numai 1mmHg
- Troposfera este caracterizata de un gradient termic vertical mediu egal cu 60C/km
- In stratosfera temperatura ramane aproape constanta pana la inaltimea de 25 km,
apoi creste treptat pana la 265-270 K la limita de jos a stratosferei
- Mezosfera este caracterizata de o noua scadere a temperaturii de la 190K pana la
130K la o inaltime de 80 km
- In termosfera temperatura creste uniform odata cu inaltimea pana la 1000-1500K
- Atmosfera pamantului este alcatuita din azot si oxigen (99%) cu un mic continut de
gaze inerte, in special argon (0,93%) si CO2 (0,03%), continutul altor gaze fiind foarte mic
- Regiunea situata mai jos de 90km este caracterizata de o agitatie intensa si are o
componenta gazoasa destul de constanta
9
- La inaltimi pana la 90 km masa moleculara a atmosferei este de 28,96 iar la
inaltimi mai mari de 90 km ea scade brusc
- La inaltimea de 500 – 1000 km componentul principal al atmosferei ramane heliul
- In atmosfera sunt putini vapori de apa (circa 2·10-6%); aerul din stratosfera se
incalzeste in urma absorbtiei de catre ozon a radiatiei ultraviolete a soarelui
- In mezosfera concentratiile ozonului si vaporilor de apa sunt foarte mici, motiv
pentru care temperatura este mai joasa decat in troposfera si stratosfera
- Cresterea temperaturii in termosfera este legata de absorbtia razelor UV solare de
catre moleculele si atomii oxigenului si azotului
- Partea principala a energiei trece prin straturile superioare ale atmosferei si este
absorbita partial in troposfera de catre vaporii de apa, oxidul de carbon, oxigen, aerosoli si particule
de praf
- Cea mai mare parte a energiei trece prin straturile superioara ale atmosferei si este
absorbita de suprafata terestra
- Energia absorbita de suprafata terestre se intoarce in atmosfera sub forma de
radiatii infrarosii cu lungimi de unda cuprinse intre 16,7-7,6 µm, cu un maxim larg de 12 µm, sau
este folosita la evaporarea apei si la formarea curentilor turbulenti de aer
- O mica parte din energia termica emisa de suprafata terestra trece prin atmosfera si
se reflecta in cosmos
- Cea mai mare parte din ea este absorbita de moleculele de apa si de dioxid de
carbon, ce determina incalzirea suplimentara a aerului
- Energia absorbita de atmosfera este dirijata din nou spre suprafata terestra
- In afara de curentii de aer majori, in straturile inferioare ale atmosferei apar o
multime de circulatii locale, legate de particularitatile incalzirii atmosferice in diferite zone
- Datorita curentilor de aer, in atmosfera are loc amestecarea compusilor chimici
degajati de diferite surse de pe suprafata pamantului
- Raspandirea maselor de aer si a impuritatilor poate fi influentata de producerea
inversiunilor termice care implica miscarea pe verticala a aerului
- Inversii termice cu grosimi de cateva sute de metri se pot produce in noptile fara
vant prin racirea puternica a suprafetei terestre si a aerului invecinat.
4. Poluantii atmosferici
4.1 Surse ale poluantilor atmosferici
10
Sursele de poluare a atmosferei pot avea origine naturala sau artificiala (produse de activitati
umane), si pot fi fixe (vulcani, cuptoare urbane, centre industriale) sau mobile (automobile,
avioane).
Tabel 1. Diferite surse de poluare a atmosferei
Categoria Sursa Procese determinate ale poluarii Agenti poluanti
Surse
naturale
Sol
Descompunerea de reziduuri animale si
vegetale
- particole organice de natura vegetala,
animala
- CO2, H2S, NH3, substante ordonate complexe
Transport particole de sol, de roci de catre
vant
- particole minerale de argila
- oxizi metalici din coroziune
Plante
Emisia si productia de particule
- granule de polen
- spori
- bacterii
- virusi
VulcaniEruptii
particule, gaze, vapori de apa, CO2, NH3, H2S
Surse
artificiale
Uzine
termoenergeticeTransport, depozitare, preparare combustibil
-gudroane, pulberi de carbon, cenusa, fumuri,
impuritati solide, CO2, CO, NOx, H2S, acizi
organici, hidrocarburi aromatice policiclice
Combinate
siderurgice
-combustie
- elaborarea fontei
- topirea metalelor
- cocsificare carbuni
praf de minereu
pudre de fier
oxizi de Fe si alte metale si alemente, SO2,
CO2, fenoli, fumuri diverse
Uzine
metalurgice
neferoase
- prepararea
- concentrarea mineralelor de metale
neferoase
-prajirea
- fabricarea aliajelor
- topirea
- racirea
pulberi, oxizi de Pb, Zn, Cu, Bi, Sn, Cd, Hg,
gaze sulfuroase
Fabrici de
ciment
- transport
- depozitare de materii prime
- calcinare in cuptoare clincher
pulberi de materie prima, de ciment
Uzine chimice
anorganice
productie de acizi: HCl, H2SO4, HnO3,
Cl2, ingrasaminte, alcalii, celofibre
evacuare de gaze: SOx, NOx, H2SO4, fum,
cenusa, praf CS2
Uzine chimice
organice
- rafinare petrol, produse petroliere
(depozitare, transport)
- coloranti
vapori, gaze, particule de hidrocarburi,
solventi (derivati clorurati), alcooli,
mercaptani, cianuri etc
11
-produse chimico-farmaceutice
- pesticide
- detergenti
- mase plastice
- negru de fum
-cauciuc
Uzine de
celuloza si hartie
- transport
-calcinare
-producere de paste
- albire
pudre, SO2, Cl2, mercaptani, CS2, etc
Industria
alimentara
- transport
- depozitare
-prelucrare materii primeparticule, substante odorante
Incineratoare de
reziduuri,
crematorii de
cartier, orase,
blocuri
- transport
depozitare combustibilparticule, fum, substante odorante
Transporturi
Vehicule auto
-evaporari cisterne
- devaporari din carburatoare
-emisii din esapament
CO, NOx, CO2, hidrocarburi, Pb, fum,
aldehide, hidrocarburi aromatice policiclice
Locomotive- arderi de combustibili inferiori
- combustie incompletafum, cenusa, SO2, H2S, CO, CO2, hidrocarburi
Nave combustie incompleta fum, cenusa, SO2, H2S, CO, CO2, hidrocarburi
Avioane combustia de benzina, petrol (kerosen) vapori de apa, hidrocarburi, NOx, aldehide etc.
4. 2 Clasificarea poluantilor atmosferici
Poluantii atmosferici pot fi clasificati in functie de:
a.) Origine:
- primari: sunt poluantii direct emisi in atmosfera, si se gasesc sub forma in care au
fost emisi (SOx, NOx, hidrocarburi etc)
- secundari: se formeaza in atmosfera in urma unor reactii fotochimice, sau prin
reactii chimice, precum cele de oxidare sau de hidroliza (ozon, PAN)
b.) Compozitia chimica: atat poluantii primari cat si cei secundari pot fi clasificati in functie de
compozitia lor chimica in:
- anorganici: CO, CO2, carbonati, SOx, NOx, O3, HF, HCl, H2SO4 etc.
12
- organici: elemente organogene, carbon, hidrogen, oxigen, azot, fosfor, sulf, reunite
in clase de compusi precum: hidrocarburi, aldehide si cetone, acizi carboxilici, alcooli, eteri,
esteri, amine, compusi organici cu sulf etc.
c.) Starea de agregare:
- particule: particule solide fin divizate sau particule lichide, inclusiv fum, smog
(amestec de fum si ceata), cenusi zburatoare (funingine), particule lichide pulverizate
- componenti gazosi: sunt compusi chimici care se difuzeaza in intreg spatiul in care
sunt eliminati (SOx, NOx, Co, hidrocarburi usoare, compusi organici oxigenati).
4.3 Poluarea atmosferei cu particule
4.3.1. Aerosolii – sunt supensii in aer, particule solide sau lichide, de dimensiuni
microscopice, care se formeaza prin:
- condensarea nucleelor moleculare
- reactia compusilor gazosi (oxizi ai azotului, hidrocarburilor) in prezenta anhidridei
sulfuroase sau sub influenta razelor ultraviolete
- dispersia particulelor solide in aer, care vor actiona in directia micsorarii
vizibilitatii, dar acest efect depinde de nivelul umiditatii.
Exista aerosoli naturali si aerosoli creati de activitatea umana, putand fi formati datorita unor
surse fixe sau mobile.
Tipuri de aerosoli:
- solide:
- pulberi, particule de dimensiuni superioare (peste 1 µm), de origine extraterestra
(pe Pamant ajung in jur de 100tone/zi), de natura terestra (incendii de paduri, vulcani, praf antrenat
de vant, polen) si care provin din activitati umane, industriale (siderurgie, metalurgie, topitorii, etc),
sau domestice ( automobile, incinerarea deseurilor menajere etc).
- fumurile, particule de dimensiuni inferioare (sub 1 µm), care absorb si difuzeaza
lumina producand tente si intensitati variabile, depinzand de natura lor si de incidenta razelor solare.
- lichide
- ceturile, picaturi de lichide in suspensie in aer, cu diametre superioare peste (10
µm)
- brumele, picaturi de lichide in suspensie in aer a caror diametru inferior (sub 10
µm)
13
4.3.2 Pulberile si fumurile negre – corespund particulelor solide in suspensie in aer, si
provin:
- in principal din combustii proaste, incomplete sau din unele procedee industriale (fabrici
de ciment, de ingrasaminte etc)
- in zone urbane datorita circulatiei autovehiculelor.
Daca sunt inhalate in concentratii ridicate, pot fi raspunzatoare pentru doua tipuri de
manifestari patologice: manifestari generate de fibroze si canceroase.
Concentratiile acestor tipuri de poluanti in mediu sunt relativ joase, dar poate exista un efect
de antrenarea prin absorbtia altor poluanti organici sau anorganici pe particulele in suspensie.
Fumul negru provenit de la motoarele Diesel poate contine cantitati ridicate de particule,
deoarece aceste motoare necontrolate emit cam 30-70% mai multa materie sub forma de particule in
suspensie decat vehiculele dotate cu convertoare catalitice si care folosesc drept carburant benzina
fara plumb.
Particule cu continut ridicat de plumb apar in emisiile gazelor de esapament ale
autovechiculelor care folosesc benzina aditivata cu compusi organo-plumbici.
4.3.3 Plumbul
- Efecte
Desi pana in prezent nu s-a ajuns la un consens asupra concentratiei maxime admisibile de
plumb in sange, pe masura ce au fost disponibile informatii privind efectele sale, s-a micsorat
cantitatea de plumb considerata ca provoaca intoxicatia cu plumb. In prezent, Organizatia Mondiala
a Snatatii (OMS) sugereaza ca 20 µg/decilitru de sange ar fi concentratia maxima acceptabila. Alte
studii considera ca efectele vatamatoare ale expunerii la plumb apar la concentratii cuprinse intre
10-15 µg/decilitru de sange. Nu este totusi necesar sa fi fost expus la doze mari de plumb pentru a
suferi intoxicatia cu plumb, deoarece organismul tinde sa acumuleze plumb pe tot parcursul vietii,
iar eliminarea are loc lent. De aceea, chiar si explunerea la concentratii mici de plumb pe o perioada
indelungata poate provoca vatamari. Caile principale de expunere la plumb sunt inhalarea si
ingestia, in urma carora plumbul anorganic nu sufera transformari biologice, spre deosebire de
plumbul organic care patrunde in corp prin inhalare sau contact direct cu pielea si este apoi
metabolizat de catre ficat. Principala sursa a formei organice o constituie aditivii cu tetra-alchil-
plumb din benzine. Indiferent de modul de expunere, consecintele biologice sunt: perturbarea
functionarii anormale a celulei si a altor procese fiziologice, iar cele mai afectate sunt sistemul
nervos central si periferic, celulele sangvine si metabolismul vitaminei D si a calciului.
14
5. Alte efecte ale poluantilor atmosferici asupra mediului
5.1 Dioxidul de carbon si efectul de sera
Cresterea in atmosfera a cantitatilor de CO2, N2O, CH4, O3 si a clorofluorocarbonatilor
(CFC) a condus la incalzirea planetei. Aceste gaze absorb radiatia infrarosie a pamantului actionand
de fapt ca un strat izolant, care impiedica scurgerea caldurii din atmosfera pamantului, provocand
un „efect de sera”.
Cam 50% din incalzirea globala este atribuita dioxidului de carbon, CFC contribuid cu circa
20%, metanul cu circa 14%, iar ozonul de la nivelul solului cu aproximatic 8%, iar oxizii de azot
(oxidul azotos) participa la restul de 6%. CFC, CH4, O3 si NO2 absorb radiatia infrarosie mai
eficient decat CO2, si capacitatea lor insumata de a capta caldura o poate egala pe cea a CO2.
Acum un secol concentratia de CO2 din atmosfera era sub 300.000 ppb (300 ppm),
concentratia actuala fiind de 354.000 ppb (354 ppm), si este asteptat sa se dubleze pana la inceputul
XXII. Dat fiind ritmul actual de crestere a nivelului concentratiei (0,4% pe an), CO2 ar putea avea
un impact negativ semnificativ asupra climei planetare. Aceste efecte pot consta in deplasari ale
zonelor climatice, schimbari in profilul ploilor, conditii de vreme mai extreme si o crestere a
nivelului marilor.
Tabel 2. Gaze cu efect de seră
Gazul cu efect de serăInfluenţa gazului asupra variaţiei
temperaturii
Vaporii de apă 36-70%
Bioxidul de carbon 9-26%
Metanul 4-9%
Ozon 3-7%
Cloroflorcarbon (CFC) -
Oxizii de azot (NOx) -
Hexaflorură de sulf (HFCS şi PFCS -
Triflorură de azot (NF3) -
Tetraflorură de metan, etc. -
15
Tabel 3. Surse de producere a gazelor cu efect de sera
Daca incalzirea globara creste, calotele polare se pot micsora, provocand o crestere a nivelului
oceanelor cu 5-6m. Schimbarile de acest fel vor avea in mod serios viata din multe tari, afectand
majoritatea oraselor de coasta din lume. Se sustine de asemenea ca, concentratiile tot mai mari de
CO2 vor avea un efect direct asupra agriculturii si silviculturii chiar si fara o crestere a
temperaturilor la nivel global. Plantele vor creste cu o viteza marita, dar calitatea lor va fi mai slaba.
Organismele vegetale vor contine mai putini nutrienti, iar plantele vor adaposti un numar sporit de
insecte, care vor consuma mai multe frunze, si deci plantele se vor ofili.
Tabel 4. Cresterea gazelor cu efect de sera
Gazul
Surse
antropogene
majore
Emisii
antropogene
anuale totale
(mii tone)
Remanenta
medie (ani)
Concentratia in atmosfera (ppm)
acum
100 ani
media acutuala
(aproximativ)
Prevazut
2030
CO2
Contributia
combustibililor
fosili, despaduriri
5500/5500 100 290.000 350.000400.000-
500.00
CH4
Fumuri de orez,
vite, gropi de
gunoaie, ardere
combustibili fosili
300 la 400/500 10 900 17002200-
2500
N2O
Ingrasaminte cu
azot, despaduriri,
arderea biomasei
6/25 170 285 310 330-350
CFC
Spray-uri de
aerosoli, agenti de
racire, spume
-1/1 60/100 0Cam 3
(atomi de clor)
2,4-6,0
(atomi de clor)
5.2 Smogul fotochimic
16
Smogul fotochimic reprezinta un amestec de gaze nocive, aerosoli solizi si lichizi prezenti in
aerul atmosferic la un moment dat. Prin combinarea acestora nocivitatea poluantilor creste.
Pornind de la diferite gaze toxice (in special SO2 si NO2) aflate chiar in concentratii sub limita
maxima admisa datorita unor procese cu activarea fotochimica vor rezulta in urma proceselor de
reactie din atmosfera compusi cum ar fi aldehide, nitriti, nitrati, peroxizi, etc. Cele mai cunoscute
localitati unde are loc formarea smugului sunt metropolele: Los Angeles, Londra, New York,
New Orleans, Tokio si Minneapolis, unde s-au semnalat si cele mai grave cazuri de intoxicare
din cauza smogului.
Mecanismul de producere a smogului fotochimic
Produsii cei mai importanti identificati in smog, care contribuie la crearea noilor substante
nocive sunt oxidantii puternici din atmosfera, cum ar fi: ozonul, peroxizii organici (peroxid de
acetil), nitriti si nitroperoxizi (nitrit si nitrat de peroxiacetit), peroxizi anorganici (peroxid de
hidrogen), radicali liberi, etc. Cercetarile efectuate pentru stabilirea proprietatilor smogului oxidant
au aratat o crestere a concentratiei agentilor oxodanti spre amiaza datorita faptului ca radiatiile
solare sunt in aceasta parte a zilei mai putrenice si scaderea concentratiei spre apusul soarelui cand
emisiile inceteaza.
Formarea smogului mai este favorizata si de prezenta de hidrocarburi si oxizi de azot de
atmosfera, intensitatea radiatiilor de unde scurte, stabilitatea termica a aerului, viteza redusa a
vantului etc. Cresterea intensitatii traficului rutier determina de asemenea si o crestere a emisiilor
care favorizeaza aparitia smogului. Sper exemplu, in perioada verii in America s-a constatat o
concentratie de fond a ozonului pana la valori de 0,04ppm. Cresterea valorii concentratiei ozonului
provine in principal din patru surse:
- schimbul de gaze cu aerul stratosferic bogat in ozon;
- producerii in situ a ozonului in prezenta hidrocarburilor;
- cresterea emisiei de compusi organici volatili din fotooxidarea naturala a vegetatiei;
- transportul pe zone intinse a ozonului format din fotooxidarea compusilor organici
antropogenici si a emisiilor de oxizi de azot.
Mecanismele de transport a aerului bogat in ozon din stratosfera in zonlele de joasa inaltime
ale troposferei sunt datorate curentilor de aer ascendenti sau descendenti. Deplasarea se face prin
curenti turbionari datorita diferentelor de temperatura si presiune dintre zonele inainte si cele joase
ale atmosferei. Mecanismul nu este continuu, el este intermitent astfel incat contributia ozonului
stratosferic la cresterea concentratiei ozonului de suprafata va avea importante variatii temporale. In
cazuri extreme acest mecanism a condus la valori ale concentratiei de fond a ozonului care depasesc
valoarea de 0,12ppm.
17
Reacţia dintre hidrocarburile reactive şi oxigen şi obţinerea de radicali liberi
Gaze toxice din atmosferă NO2
Absorbţia energiei de către NO2 şi descompunerea acestuia conform reacţiei;
NO2↔NO++O-
Hidrocarburi reactive
UV
NO+ reacţionează din nou cu O2 şi rezultă NO2
NO+O3
Reacţia de recombinare a O- şi obţinerea moleculei O2
NO2
Radicalii liberi şi hidrocarburile reactive reacţionează obţinându-se alţi compuşi toxici
Surse de emisie de hidrocarburi reactiveNO+
NO2
Radicali liberi
O2O2
O-
Fig. 1 Mecanismul de formare a smogului fotochimic
Efectele smogului fotochimic
18
Efecte ale smogului fotochimic sunt complexe. El influenţează atât mediul antropic cât şi cel
biotic. În mod direct acţiunea se manifestă numai asupra aerului atmosferic, dar apoi ca urmare a
interacţiunii dintre acesta şi celelalte medii efectele sale se transferă şi asupra celorlalţi factori de
mediu, apa şi solul. În continuare vom prezenta pe scurt numai câteva probleme legate de
influenţa acestuia asupra mediului. Astfel efectele principale ale smogului fotochimic asupra
organismului uman sunt:
- efecte acute;
- efecte cronice.
Efectele acute constau în: uscăciune a mucoaselor gurii, nasului, modificări ale acuităţii
vizuale, cefalee până la congestie pulmonară, edem şi moarte. La concentraţii de 0,02 - 0,05 ppm
ozonul este sesizat olfactiv, Ia 0,1 - 1 ppm creează tulburări de vedere, modificări ale funcţiilor
pulmonare, iar la 0,8 - 1,7 ppm apar congestiile pulmonare.
Efectele cronice constau în: leziuni cronice pulmonare (bronşită, pneumonii), apariţia şi
dezvoltarea tumorilor pulmonare.
Ozonul prezintă influenţe negative asupra materialelor organice. Astfel asupra cauciucului
natural şi a altor materiale, similare prin oxidarea şi ruperea legăturilor duble din polimer acestea
suferă fenomene de îmbîtrânire şi distrugere prematură. Prin sciziunea oxidativă au loc ruperi de
legături şi în final deteriorarea polimerului. Particulele de aerosoli care reduc vizibilitatea se
formează prin polimerizarea moleculelor mici produse în reacţiile de formare a smogului.
Efectele negative ale smogului asupra plantelor sunt numeroase şi se datorează oxidanţilor.
Astfel, PAN prezintă toxicitate faţă de plante atacând frunzele tinere şi cauzând arsuri şi înnegriri
ale acestora. Oxizii de azot chiar la concentraţii mari au toxicitate scăzută faţă de plante.
5.3 Ploaia acida
Acest termen generic cuprinde ploile, zapezile, cetile si brumele acide cu pH < 5. Pentru a
diminua si chiar a evita in viitor fenomenul ploilor acide trebuie avut in vedere factorii de risc, dar
si compozitia lo raportata la compozitia apei pluviale normale. Picatura de ploaie acida (pH=4,3)
contine alaturi de anionii si cationii prezenti in mod normal (clorura, nitrat, sulfat, respectiv protoni,
ioni ai metalelor alcaline, si alcalino-pamantoase, ionul de amoniu), acizi tari (HCl, HNO3, H2SO4)
si baze (MgCO3, CaCO3 si NH3), precum si pulberi (aerosoli), formati in mare parte din silicati si
aluminosilicati, cloruri alcaline si suflat de calciu.
Mecanismul de formare a celor trei acizi tari depinde de natura si specificul activitatii
antropice, care genereaza in atmosfera precursori ai acizilor tari.
Spre exemplu, transformarea dioxidului de sulf poate avea loc in faza gazoasa omogena,
sau chiar in faza apoasa, deci in prezenta vaporilor de apa.
19
In absenta norilor sau a ploii, oxidarea SO2 este initiata de catre radicalii hidroxil prezenti
intotdeauna in troposfera.
In conditiile unei umiditati scazute, cea mai mare parte a dioxidului de sulf revine ca atare in
straturile atmosferice apropiate solului.
Dioxidul de sulf se dizolva in particulele de aerosoli, unde exista conditii prielnice de
transformare in faza apoasa. Oxidarea SO2 in prezenta aerosolilor poate avea loc pe mai multe cai in
functie de pH-ul local, de temperatura si de concentratia sa in aerosoli. Formarea acidului sulfuros,
H2SO3 implica disocierea sa cu formarea ionului HSO-3. Proportia relativa de acid disociat si
nedisociat depinde invers proportional de concentratia ionulor de hidrogen.
In troposfera exista oxidanti puternici, de exemplu apa oxigenata si ozonul, care determina
formarea acidului sulfuric. Efectul unuia sau altuia dintre oxidanti depinde de pH, astfel ca la pH<5
agentul principal de oxidare este apa oxigenata, iar la pH>5, oxigenarea se face in principal prin O3.
Mecanismele de formare a ploii acide
Procesul care duce la formarea ploii acide începe cu arderea combustibililor fosili. Arderea o
constituie reacţia chimică în care oxigenul din aer se combină cu carbon, azot, sulf şi alte elemente
din substanţa care se oxidează. Noii compuşi formaţi sunt formaţi din gaze şi cuprind oxizi ai acestor
elemente. Când sulful şi azotul sunt prezenţi în combustibil, din reacţia lor cu oxigenul rezultă dioxid
de sulf şi diferiţi compuşi de oxid de azot. Oxizii de azot pot fi generaţi în atmosferă de la mai multe
surse. Aceste surse pot fi staţionare sau pot fi mobile. Sursele de generare a oxizilor de sulf şi azot au
fost prezentate în capitolele anterioare. Indiferent însă de sursa de provenienţă a acestora cele două
gaze sunt principalele surse care generează ploile acide.
Figura 2. Formarea şi depunerea ploii acide
Acizii poluanţi se formează ca aerosoli sau gaze şi pot cădea pe sol fără ajutorul apei. Când
aceşti acizi „uscaţi” sunt spălaţi de ploaie, combinându-se cu aceasta, formează o soluţie alcalină
20
cu o acţiune mult mai corozivă decât în cazul căderii sub formă de ploaie. Combinaţia dintre
ploaie acidă şi acizi uscaţi este cunoscută sub numele de depunere de acid.
Principala cauză a ploii acide este dioxidul de sulf. Sursele naturale care emit acest gaz sunt
vulcanii, picăturile fine din apa mărilor şi a oceanelor, descompunerea resturilor vegetale. Se
consideră că, arderea combustibililor fosili, precum cărbunele şi petrolul reprezintă aproximativ
jumătate dintre emisiile acestui tip de gaz din atmosferă.
Când dioxidul de sulf ajunge în atmosferă se oxidează obţinându-se ionul sulfat. Acesta se
combină cu vaporii de apă din atmosferă obţinându-se în final acidul sulfuric. După
aglomerarea moleculelor de acid cu alte molecule de apă se formează picături care apoi vor
cădea pe pământ.
Fenomenul de oxidare se produce în mare parte în nori şi în special în aerul foarte poluat,
unde alţi componenţi, precum amoniacul şi ozonul ajută la catalizarea reacţiei, (conform celor
prezentate la formarea smogului fotochimic) ceea ce favorizează oxidarea dioxidului de sulf în
ionul SO3-2. Oricum, nu tată cantitatea de dioxid de sulf se transformă în acest ion. De fapt, o
cantitate substanţială poate pluti în atmosferă, mutându-se pe altă suprafaţă şi întorcându-se pe
pământ netransformat.
Monoxidul de azot şi dioxidul de azot sunt de asemenea componenţi ai ploii acide. Aceşti
poluanţi sunt produşi în urma proceselor de ardere la temperaturi ridicate în centralele
termoelectrice şi în urma proceselor de detonaţie a combustibililor în motoarele cu ardere prin
compresie sau scânteie. La fel ca şi la dioxidul de sulf, aceşti oxizi ai azotului se ridică în
atmosferă unde se oxidează în urma proceselor fotochimice din atmosferă iar în nori reacţionează
cu vaporii de apă rezultând apoi acidul azotic. Aceste reacţii sunt de asemenea catalizate în norii
de anumite elemente sau substanţe chimice cum ar fi fierul, manganul, amoniacul şi peroxidul de
oxigen etc.
În cazul în care altitudinea este mai mare procesul de oxidare este favorizat. Aceasta
înseamnă că în cazul în care curenţii ascendenţi sunt mai puternici fenomenele de apariţie a ploii
acide sunt mai accentuate. De asemenea la altitudine ridicată şi perioada de timp în care are loc
procesul de oxidare este extins la întreaga zi, chiar şi în lipsa elementelor sau substanţelor
catalizatoare ale reacţiei.
Efectele ploii acide
Ploaia acidă a devenit o îngrijorare ecologică majoră de câteva decenii încoace. Până de
curând se cunoştea puţin despre ploaia acidă. Au fost făcute multe studii pentru a se determina
partea chimică a acestei probleme ecologice. Oamenii de ştiinţă au sugerat nişte teorii pentru a
explica acest fenomen.
21
Efectele sale devastatoare au fost realizate abia recent.
Acizii din ploaia acidă reacţionează chimic cu orice obiect cu care intră în contact. Acizii
sunt substanţe chimice corozive ce reacţionează prin punere în comun de atomi de hidrogen.
Aciditatea unei substanţe provine din abundenţa de atomi de hidrogen liberi în momentul în
care substanţa este dizolvată în apă. Aciditatea este măsurată pe scara pH cu valori de la 0 la 14.
Substanţele acidice au numere pH de la 1 la 6 – cu cât este mai mic numărul cu atât substanţa
este mai puternică şi mai corozivă.
Acizii ajung în marea lor majoritate pe sol prin depunere sau cădere în urma ploilor. Un
efect deosebit de puternic al substanţelor acide apare atunci când datorită condiţiilor
meteorologice stratul de nori bogat în substanţe acide coboară la nivelul solului şi afectează prin
procesele de respiraţie toate organismele sau componentele faunei şi florei, precum şi celelalte
componente ale mediului.
Efectul asupra atmosferei
Unii dintre constituenţii poluării acide sunt sulfaţii, nitraţii, hidrocarburi şi ozonul. Aceştia
există ca particule în aer şi contribuie la formarea ceţii, afectând vizibilitatea. Aceasta face
deplasarea dificilă, în special pentru piloţi. Ceaţa acidă împiedică de asemenea cursul luminii
solare de la soare la pământ şi înapoi. În zona arctică, aceasta afectează creşterea lichenilor, care
la rândul ei, afectează animale care se hrănesc cu aceştia.
Efectul asupra materialelor şi asupra arhitecturii şi a structurilor construite de om
Ploaia acidă afectează materialele precum ţesăturile. Spre exemplu, steagurile arborate sunt
“mâncate” de chimicalele acide din precipitaţii. Cărţile şi obiectele de artă, vechi de sute de ani,
sunt de asemenea afectate. Sistemele de ventilaţie ale librăriilor şi muzeelor, în care sunt ţinute
acestea, nu previn intrarea particulelor acide în clădiri şi astfel ele intră, circulă şi deteriorează
materialele.
Particulele acide sunt de asemenea depuse pe clădiri şi statui, cauzând coroziunea. Astfel,
clădirea “Capitoliului din Ottawa” a fost dezintegrată din cauza excesului de dioxid de sulf din
atmosferă. Piatra de var şi marmura se transformă în ghips (substanţă foarte sfărâmicioasă ţi
friabilă), după contactul cu acidul, lucru care explică coroziunea clădirilor şi a statuilor. Podurile
se corodează mai repede, şi infrastructura rutieră, ca şi cea aeriană, trebuie să investească mulţi
bani pentru repararea pagubelor produse de ploile acide. Nu numai că este o problemă
economică, cauzată de ploaia acidă, dar este şi un risc pentru siguranţa publică. Un alt exemplu
22
este cel din 1967 când podul de peste râul Ohio din SUA s-a prăbuşit, omorând 46 de persoane
datorită procesului de coroziunea produs de ploile acide.
Ploaia acidă se mai manifestă şi prin depoziţia de acid „uscat”. Acesta distruge clădirile,
statuile şi alte structuri obţinute din piatră şi metal sau orice alt material expus pentru o perioadă
îndelungată de timp la capriciile vremii. Pagubele produse de fenomenele de coroziune sunt
foarte ridicate, iar în oraşele cu clădiri istorice, acţiunea acestora este iremediabilă. Spre exemplu
“Parthenon-ul din Atena”, (Grecia), cât şi ”Taj Mahal-ul din Agra”, (India) se deteriorează
datorită ploii acide.
În afara efectului distructiv ploile au totuşi şi
efecte pozitive prin distrugerea unor materiale produse
de om şi aruncate în natură, ceea ce contribuie la
procesul de autoepurare pe cale naturală a acestor
deşeuri. Totuşi efectele pozitive sau negative a ploilor
acide asupra materialelor şi construcţiilor sunt greu de
măsurat, ele putând fi doar apreciate.
5.4. Deteriorarea stratului de ozon din atmosfera
Ozonul se formeaza in stratosfera prin actiunea radiatiilor ultraviolete solare asupra
moleculelor de oxigen, conform reactiei fotochimice:
3O2 + hν → 2O3
In functie de lungimea lor de unda radiatiile ultraviolete se comporta diferit in prezenta
oxigenului si ozonului.
Astfel, radiatiile sub 242,2 nm sunt practic absorbite de oxigen, producand disocierea
moleculei sale. Ozonul absoarbe radiatii ultraviolete cu lungimi mai mari, pana la 290 nm, iar
cele cu lungime intre 290-320 nm sunt bartial absorbite, functie de concentratia sa care variaza
dupa anotimp si latitudine si partial patrund in atmosfera. S-a constatat ca in timpul verii,
radiatiile ultraviolete sunt absorbite in mai mare masura in zona temperata decat in cea
ecuatoriala.
Asadar, rolul de protectie contra radiatiilor ultraviolete a vietuitoarelor de pe Terra realizat
de stratul de ozon, este de o importanta vitala pentru acestea, iar distrugerea lui poate avea
repercursiuni catastrofale. Cresterea fluxului de radiatii ultraviolete de la soare care ajung la sol
poate duce la aparitia poluarii radiante, deosebit de periculoasa. Radiatia ultravioleta fiind
sterilizata pentru formele inferioare de organisme, poate determina intreruperea lanturilor trofice
ce stau la baza vietii.
In mod natural, difuzia ozonului din ozonosfera, unde are un rol pozitiv, spre troposfera,
unde ar putea avea efecte negative este impiedicata pe de o parte prin distrugerea sa de catre
23
radiatia solara, iar pe de alta parte, prin reactia sa cu umiditatea din troposfera care de asemenea
are ca rezultat distrugerea sa in straturile de are in contact cu biosfera.
Acest echilibru dinamic natural. Estential pentru existenta vietii pe Terra, poate fi intens
perturbat de activiatea umana.
Astfel, zborurile la mare inaltime vor mari umiditatea din stratosfera, prin aportul de vapori
de apa rezultati din arferea combustibililor, creandu-se conditiile pentru distrugerea ozonului
chiar in zona sa de maxima concentratie. Totodata, in compozitia gazelor de ardere ale
motoarelor de aviatie exista si oxizi de azot, care de asemenea provoaca distrugerea ozonului.
S-a estimat ca prin dublarea umiditatii atmosferice, concentratia ozonului scade cu 1%, ceea ce
duce la crestea permeabilitatii prin atmosfera a radiatiilor ultraviolete cu 2%, dublarea
concentratiei oxizilor de azot are ca rezultat reducerea concentratiei ozonului cu 18%.
In afara de vaporii de apa si oxizii de azot din gazele arse ale reactoarelor avioanelor, mai
contribuie la distrugerea ozonului si unele substante chimice produse in industrie in stare gazoase
si care eliminate in atmosfera difuzeaza spre straturile inalte ale acesteia. Astfel de substante sunt
unele combinatii ale carbonului cu fluorul, fluorocarburi FC, cum sunt freonii utilizati ca agenti
frigorifici sau ca pulverizatori in industria cosmeticelor si medicamentelor, intrucat sunt chimic
inerte, aceste substante se patreaza mult timp in atmosfera, intre 40-150 ani, timp in care
difuzeaza in stratosfera, unde sunt distruse prin interactiunea cu radiatia ultravioleta si cu ozonul,
rezultand descompunerea ozonului in oxigen.
Distrugerea stratului de ozon ar avea drept consecinte cresterea fluxului de radiatii
ultraviolete solare care pe langa periclitarea florei si faunei de pe uscat, ar afecta fitoplanctonul si
zooplanctonul din mari si oceane, care joaca un rol determinant in reciclarea carbonului si
oxigenului.
III. Influenta poluarii aerului atmosferic asupra factorilor de mediu
1. Particularitatile poluarii aerului
Atmosfera este invelisul gazos al Pamantului, si se imparte pe inaltime in mai multe nivele,
si anume: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera si exosfera, cele mai importante din
punctul de vedere al poluarii mediului inconjurator fiind doar troposfera si stratosfera.
Aceste doua straturi atmosferice se diferentiaza intre ele prin profilul termic vertical, si
anume, in timp ce in troposfera temperatura scade cu inaltimea, in stratosfera este izotermie.
24
Separarea intre ele se face printr-un strat intermediar – tropopauza- a carui inaltime depinde de
latitudinea locului si de anotimp, fiind de aproximativ 16 km la ecuador, si de 8 km la poli, iar
temperatura este de -850C la ecuador si de -500C la poli.
1.1. Dinamica maselor de aer din atmosfera
Masele de aer din stratosfera au o dinamica proprie, a carei cunoastere este foarte importanta pentru
a afla modul de raspandire a agentilor poluanti la acel nivel. Practic s-a stabilit existenta curentilor
stratosferici – asa numitii curenti fulger- cu viteze de pana la 500km/h, care se deplaseaza de la vest
la est.
Perioada de retentie a aerosolilor in stratosfera este mai mare ca in troposfera, prin urmare o
explozie nucleara poate alimenta mult timp caderile radioactive pe sol.
Cel mai bine studiata este troposfera, datorita gradientului de temperatura, nori si vant.
In troposfera temperatura si presiunea scad cu inaltimea, iar valoarea particulara a
gradietului se poate exprima prin formula: (de cautat pe net) care determina gradientul de
autoconvectie, in functie de care se pot determina doua situatii de scadere a temperaturii:
- temperatura scade mai repede cu inaltimea decat valoarea gradientului;
straturile de aer superioara fiind mai dense, se pot deplasa pe verticala sper cele inferioara, aparand
o instabilitate pe verticala. In aceasta situatie, daca sursa de poluare este in straturile inferioara ale
atmosferei, agentii poluanti se vor raspandi mai repede in atmosfera, reducandu-se in timp scurs
concentratiile locale din apropierea sursei
- temperatura scade mai putin cu inaltimea decat valoarea gradientului de
autoconvectie, astfel aparand o stabilitate pe verticala, iar impreastierea agentilor poluanti va fi
incetinita. Un caz particular este atunci cand temperatura creste cu inaltimea in loc sa scada –
inversiune -, si cand straturile de aer devin foarte stabile fata de perturbarile verticale, ceea ce face
posibila acumularea si concentrarea agentilor poluanti in apropierea sursei terestre, in stratul
inferior al atmosferei.
Gradientul de temperatura poate varia la diferite inaltimi in atmosfera, pentru acelasi loc
geografic, aceasta variatie reprezentand profilul termic al atmosferei.
Tinand cont de multimea situatiilor privind stabilitatea atmosferica pe verticala, care practic
pot aparea, s-a incercat o simplificare privind gruparea lor in cateva categorii. Pasquill (1962) a
propus gruparea lor in sase categorii pe baza carora se fac calculele privind dispersarea agentilor
poluanti, si anume:
- A - extrem de stabila
- B – instabila
- C – usor instabila
25
- D – indiferenta
- E – usor stabila
- F – stabila.
Se observa ca pericolul de concentrare al agentului poluant in apropierea sursei de generare
se mareste de la categoria A la F, cel din urma fiind cel mai periculos.
In afara de deplasarile pe verticala, aerul poate avea si deplasari pe orizontala- vanturile-
care contribuie si ele la dispersarea agentilor poluanti.
Cu cat viteza este mai mare, cu atat volumul de aer in care se disperseaza agentul poluant
este mai mare, iar concentratia poluantului se micsoreaza; asadar, vantul contribuie la
decontaminarea atmosferica.
1.2 Raspandirea agentilor poluanti in atmosfera
Agentii poluanti emanati in atmosfera difuzeaza, astfel incat, datorita acestei capacitati
diferite de difuzie si a greutatilor moleculare variate, agentii poluanti din atmosfera au o tendinta de
segregare, care poate fi accentuala de absorbtia sau adsorbtia unor din ei pe aerosolii din atmosfera.
Aerosolii din atmosfera se datoresc mai multor cauze:
- poluarea industriala
- pulverizarea naturala a argilelor din sol, si antrenarea lor de vant
- condensarea umiditatii atmosferice
- evaporarea picaturilor de apa sarata din mare, care lasa un reziduu microscopic,
solid.
Cel mai repede vor sedimenta particulele cu dimensiuni mai mari, in timp ce particulele fine,
cu dimensiuni coloidale, vor persista mai mult in troposfera si mai ales in stratosfera.
Poluarea atmosferica depinde si de caracteristicile sursei: punctuala, liniara sau de suprafara,
precum si de modul in care se face emisia poluantilor: instantaneu si continuu; in functie de acestea,
sursele de poluare pot fi:
- surse punctuale instantanee – cand datorita unei defectiuni sau manevre gresite a
unei vane se emana in atmosfera o parte din incarcatura toxica dintr-un recipient industrial
- surse liniare instantanee – cand sursa are mai multe puncte de evacuare insirate de-
a lungul unei linii de emanatie
- surse punctuale continue – cosurile de la fabrici, s.a.
Studiul surselor punctuale continue are o mare importanta practica, intruct toate cosurile de
fum si de ventilatie industriale reprezinta acest tip de surse; daca in timpul emisiei bate si vantul,
gazele evacuate iau forma arhicunoscuta a panasului sau a egretei (de cautat schema), concentratia
emisiei fiind maxima in axul egretei; din punctul de vedere al poluarii este mai importanta
26
concentratia la sol, unde poluantii vin in contact cu zonele de activitate umana. Bosanquet si
Pearson (1936) au stabilit ca aceasta concentratie la sol este proportionala cu sursa de emisie, si
invers proportionala cu patratul inaltimii efective a cosului, inaltime care este formata din inaltimea
sa structurala, la care se adauga inaltimea pana unde ajunge jetul de gaze emis.
In proiectarea cosurilor este importanta cunoasterea diferentei dintre inaltimea efectiva a
cosului si inaltimea sa structurala, Brink si Croker (vezi tabelul de mai jos) urmatoarele
recomandari empirice:
- cosul trebuie sa fie de doua ori si jumatate mai inalt decat cladirile din jur sau decat
formele de relief din apropiere, astfel ca ele sa nu introduca o turbulenta apreciabila la cos
- vitezele de iesire a gazelor la cos sa fie mai mari de 20m/s, astfel ca jetul de gaz sa
scape de zona proprie de turbulenta a cosului. Vitezele optime de iesire a gazelor sunt de 30-33m/s.
Trebuie mentionat ca pentru fiecare viteza de iesire a gazelor pe cos exista o viteza critica a
vantului, pentru care vantul „rupe” coloana de gaz, imediat la iesirea din cos si atunci concentratiile
la sol si distantele calculate nu dau rezultate verificabile.
- gazele care ies din cosuri cu diametre sub 2 metri si inaltimi mai mici de 60 metri
vor izbi pamantul, o parte tin timp, mai aproape de distanta maximului calculat, iar atunci
concentratiile la sol pot sa devina excesive, adica in aceste conditii proiectarea cosului nu este
sigura
- concentratia maxima la sol a gazelor emise din cosuri, supuse difuziei atmosferice,
apare la o distanta egala cu aproximativ 5-10 inaltimi ale cosului
- cand gazele emise pe cos sunt supuse numai difuziei atmosferice si turbulenta
cauzata de cladirile inconjuratoare nu este importanta, se pot atinge concentratii la sol de ordinul
0,001-1% din concentratia gazului la iesirea din cos, daca cosul este bine proiectat
- concentratiile la sol pot fi reduse prin ridicarea inaltimii cosului (variatie invers
proportionala cu inaltimea la patrat).
Tabel 5. Stationarea unor agenti poluanti in troposfera (Brink si Croker)
Agentul poluant Durata de stationare
Bioxid de sulf, SO2 1-6 zile
Oxizi de azot, NOx 1-3 zile
Oxidul de carbon, CO 3-7 zile
Hidrocarburi 1-2 zile
Praf 3-7 zile
27
Din cele mentionate rezulta ca atmosfera are o anumita capacitate de autoepurare datorita
dinamicii tuturor substantelor pe care le contine, avand astfel loc o reciclare periodica a acestora.
Astfel, desi umiditatea atmosferica este permanenta, moleculele de apa circula mereu din
umiditarea atmosferica, in picaturile de ploaie, apa raurilor, apa marilor si oceanelor, si din nou in
atmosfera, prin evaporare. Este important din punct de vedere ecologic ca in aceasta miscare se
introduce si un ciclu biochimic, prin radioliza apei in plante prin fotosinteza, si apoi reconstituirea
apei prin respiratie. In mod similar au lor cicluri caracteristice penrtu oxigen, azot si bioxid de
carbon; in toate aceste cicluri ale unor substante anorganice intervin microorganismele.
Trebuie mentionat faptul ca pentru reciclarea bioxidului de carbon, adica revenirea
moleculelor de bioxid de carbon in ciclul biologic, este necesara o durata de aproximativ 300 de ani,
pentru oxigen 2000 de ani, iar pentru apa aproximativ 2milioane de ani.
1.3 Poluarea termica a atmosferei
Emisia de gaze in atmosfera este insotita de obicei de caldura, astfel ca cea mai mare parte
din energia obtinuta artificial de om in cuptoare industriale, centrale de forta, motoare cu ardere
interna etc, ajunge in final in atmosfera, contribuind la poluarea termina a acesteia. Utilizarea pe
scara tot mai larga a turnurilor de racire de la termocentral, in locul racirii directe cu apa, contribuie
suplimentar la marirea fluxului caloric spre atmosfera.
Pentru a observa care este marimea diferitelor feluri de energie care intervin in diverse evenimente
atmosferice, Hanna si Swisher stabilesc urmatoarea clasificare:
Tabel 6. Tipuri de energie degajata in atmosfera
Evenimentul Energia, ergi
Energia totala interna si cinetica a atmosferei 1031
Energia solara absorbita zilnic de atmosfera 1028
Energia cineitca a atmosferei la un vant mediu de 12m/s 1028
Caldura latenta de vaporizare eliberata de musonii din Asia de Sud 1028
Energia cinetica a unui ciclon 1026
Energia cinetica a unei furtuni 1021
Energia cinetica a unei tornade 1018
Se mentioneaza, pentru comparatie, ca energia totala generata de om este de peste 5x1024
ergi/zi, aceasta energie nefiind repartizata uniform pe suprafata terestra, fiind concentrata in special
in orase si centre industriale.
28
1.4 Activitatea chimica in atmosfera
In afara de actiunea sa mecanica ce duce la difuzia si raspandirea agentilor poluanti, aerul
mai are si o actiune chimica complexa asupra lor, la care contribuie:
- oxigenul liber, care are un caracter oxidant
- iradierea solara, care permite efectuarea reactiilor fotochimice
- umiditarea atmosferica, care faciliteaza desfasurarea reactiilor chimice prin
hidroliza
- regimul termic variabil al atmosferei, care permite accelerarea unor reactii chimice
in perioadele cu temperaturi ridicate
- contactul continuu al atmosferei cu suprafata apelor si a solului, unde se pot
produce interactiuni chimice suplimentare.
In urma acestei actiuni chimice a aerului, toxicitatea unor agenti poluanti se poate mari.
Astfel, in gazele de esapament ale motoarelor cu ardere interna exista unele combinatii organice
arse incomplet: cetone, aldehide etc, iar prin reactii fotochimice din acetona se pot obtine doi
radicali: acetil si metil care pot reactiona mai departe reultand bioxid de carbon, metan, etan, etc, iar
din aldehide, prin reactii fotochimice se obtine radicalul formil, care poate reactiona in continuare,
rezultand compusi mai toxici si mai iritanti decat aldehidele initiale.
In prezenta oxizilor de azot din gasele de esapament, aldehidele pot reactiona cu acestia
rezultand nitrati care sunt toxici.
Cu toate ca prin mijloacele de ardere catalitica moderne a gazelor de esapament cantitatea de
hidrocarburi nearse se reduce, are loc in schimb o crestere a cantitatii de aldehide evacuate.
Un alt factor care poate influenta dinamica agentilor poluanti este umiditatea atmosferica, a
carui actiune este manifestata fie prin adsorbtia ei la suprafata unor compusi aflati in atmosfera sub
forma de pulberi, fie prin reactii de hidroliza sau de aditie a apei.
Prin adsorbtia umiditatii atmosferica la particulele din pulberi, se mareste greutatea acestora,
si se grabeste precipitarea lor sub forma de ploi.
Prin reactii de aditie se obtine acid sulfuros din bioxid de sulf si apa, iar daca se continua cu
oxidarea acidului sulfuros se obtine acidul sulfuric, care este puternic oxidant pentru piere si
vegetatie. Tot asa, oxizii de azot pot fi transformati in acid azotos sau acid azotic.
Aerul poate fi curatat de aceste gaze acide prin contactul direct cu apa, fie sub forma de
ploi, fie direct cu suprafata oceanului planetar, rezultand saruri: sulfati, azotati sau carbonati.
Bioxidul de carbon mai este inlaturat din atmosfera si de catre vegetatie prin fotosinteza, astfel
durata de mentinere a agentilor poluanti in atmosfera este limitata.
2 . Fenoneme atmosferice extreme
29
Poluarea atmosferei poate avea efecte majore asupra fenomenelor atmosferice.
2.1 Extreme meteorologice ale sezonului rece
Viscolul este cea mai periculoasa combinatie de vant, zapada si temperatura scazuta. El
presupune o viteza a vantului de cel putin 48km/h. Vantul poarta in zig-zag cristale de gheata, astfel
ca aerul devine supraincarcat de zapada.
CARACTERISTICI:
- se produce fie in timpul unei ninsori,
fie dupa aceasta, cand vantul bate in rafale de
mare intensitate
- poate ridica zapada deja depusa,
transportand-o pe distante foarte mari.
- viscolul poate inalta zapada pana la 9
metri. In timp ce deasupra furtunii este cer senin.
- poate fi atat de dens incat aerul devine irespirabil, iar activitatea unui oras poate fi
paralizata.
- vanturile pe timp de iarna genereaza asa-numitul factor de racire, care cauzeaza scaderea
temperaturii corpului foarte rapid.
CAUZE:
Odata cu intensificarea fenomenului de incalzire globala, calotele polare se topesc in timpul verii
fara a reingheta complet iarna, ceea ce inseamna ca dimensiunile lor scad in fiecare an. Oarecum
paradoxal, incalzirea globala va genera tot mai multe viscole cu magnitudine din ce in ce mai mare.
Extremele meteorologice vor caracteriza in curand multe tipuri de manifestari climatice:
vant, precipitatii, seceta etc. Vanturile si viscolele vor fi mai puternice ca oricand, si vor continua sa
treaca dincoace de cercul polar, afectand orasele si paralizand economia.
2.2 Procese de miscare in masa
Schimbarile climatice abrupte din ultima perioada au atras atentia specialistilor si in ceea ce
priveste intensificarea si cresterea numarului de avalanse.
O data cu expansiunea umana spre noi teritorii mai putin prietenoase, avalansele devin tot
mai amenintatoare, numarul avalanselor crescand ingrijorator de la cateva sute de mii, la cateva
milioane pe an.
Precipitatiile care apar, ca efect al schimbarilor climatice, depun tot mai multa zapada pe
crestele muntilor si in localitatile situate la altitudini mai ridicate, periclitand activitatea umana.
30
In ciuda simplitatii aparente a manifestarii acestora, specialistii nu pot prognoza corect
aparitia avalanselor, deoarece acestea se produc doar daca panta muntelui are o inclinare cuprinsa
intre 300-450, si depind de inaltimea acestuia.
2.3 Inundatiile
Reprezinta una dintre cele mai distrugatoare forte ale naturii, magnitudinea exagerata a
acestor fenomene se datoreaza schimbarilor climatice abrupte din ultima perioada. Cercetatorii sunt
acum convinsi ca acestea fac parte dintr-un fenomen global in care inundatiile vor deveni din ce in
ce mai severe. Multe tari sufera pentru prima data de inundatii de magnitudini mari, deoarece, dupa
cum se stie, in ultimii 100 de ani, inundatiile au produs peste 1.000.000 victime. Musonii au inceput
sa se manifeste neregulat si cu intensitati crescande, insa acest tipar va continua, inundatiile
catastrofale devenind un fapt cotidian.
2.4 Fenomenul El Niňo
In opinia climatologului Kevin Trenberth de la Centrul National pentru Studiul Atmosferei
(ENCOR), din Colorado, schimbarile majore observate in prezent reprezinta rezultatul direct al unui
fenomen cunoscut sub numele de „El Niňo”.
Acesta creeaza schimbari majore in cele mai active sisteme climatice de pe glob, la tropice
provocand seceta, in timp ce in alte zone determina inundatii severe. Sistemul climatic mondial are
drept vehicul apa care se evapora din oceane. Norii formatii fiind transportati de vand in jurul
globului.
O zona cu apa calda din centrul Pacificului este esentiala acestui proces. Uneori, din motive
care nu sunt pe deplin elucidate, aceasta zona se deplaseaza si tulbura atmosfera de deasupra sa,
generand mari schimbari climatice pe intreg globul. Acest fenomen se numeste El Niňo.
O data la cativa ani (initial 20, apoi 10, iar mai recent 3-4 ani), El Niňo declanseaza
schimbarea blusca a sensului de deplasare al curentului termosalin din Pacific.
In cadrul laboratorului de la ENCOR, cercetatorii au simulat comportamentul lui El Niňo.
Primele efecte observate sunt reprezentate de cresterea ritmului de evaporare a apei. Umiditatea din
atmosfera este transportata mii de km pana cand ajunge sa fie angrenata intr-o furtuna tropicala,
tornada, ciclon, viscol etc. Ploaia e mai calda decat de obicei, iar acest aspect interesant a fost
observat in multe tari.
Ploile de altadata, benefice si esentiala pentru agricultura, sunt acum inlocuite de ploi
torentiale, care genereaza inundatii catastrofale. Insa influenta El Niňo se extinde dincolo de
furtunile singulare.
31
El Niňo schimba complet directia marilor sisteme climatice pe glob. Acestea intra in conflict
unele cu altele, in locuri complet neasteptate, fenerand efecte stranii si fenomene meteo bizare
localizate pe intreaga planeta.
In viitorul apropiat, se preconizeaza ca fenomenul El Niňo va avea efecte foarte grave. O
furtuna sau o inundatie, care in trecut se manifesta o data la 100 de ani, tinde sa se manifeste acum
in fiecare an. El Niňo devine tot mai violent, deoarece incalzirea globala se accelereaza.
O data cu cresterea temperaturii globale, doua dintre lucrurile care ne arata ca El Niňo este
un fenomen real sunt topirea ghetarilor si faptul ca oceanele se incalzesc mai mult in adancime, si
din aceasta cauza se dilata, contribuind la ridicarea nivelului apelor.
Oamenii de stiinta sunt convinsi ca vom avea parte de inundatii si secete deosebit de severe,
iar furtunile isi vor mari magnitudinea. Pare o perspectiva sumbra, dar trebuie acceptata si inteleasa.
Nu se poate prezice in ce zone vor cadea mai multe precipitatii, dar la modul general, se presupune
ca ele ar putea fi catastrofale.
2.5 Incendiile naturale
Fenomenul incalzirii globale se resimte cel mai bine prin cresterea ingrijoratoare a
numarului de incendii naturale mai ales in ultimii 15 ani.
Uneori amploarea acestora depaseste orice limite ale imaginatiei. Incendiile de proportii pot
avea, pe langa pagubele produse, un impact psihologic major.
Lumina soarelui descompusa de numeroasele componente ale smogului poate crea efecte
senzationale, unii oameni comparand fenomenul cu diverse semne apocaliptice.
In unele zone cerul se intuneca aproape complet in cursul zilei, in alte zone poate avea
culoarea verde, sau rosie.
In cazul in care exista diferente foarte mari intre temperatura aerului din zona si cea a
aerului cuprins de flacari pot aparea tornadele de foc, care se pot deplasa rapid, incendiiind tot ceea
ce poate fi mistuit de flacari.
In cazul in care incendiile sunt de mari proportii, pot genera gaze toxice in atmosfera,
poluand aerul.
2.6 Impactul climei asupta insectelor
Specialistii au observat ca variatiile bruste de temperatura si umiditate produc, direct sau
indirect anumite modificari in comportamentul unor specii de insecte considerate nepericuloase
pentru om. Presa locala din Romania a mentionat unele aspecte, printre care:
- aparitia unor modificari usoare la nivel molecular ale veninului insectelor
intepatoare (albine, viespi, paianjeni, furnici) care devine mai periculos pentru om;
32
- aparitia unor stari de agresivitate a insectelor si a unor mamifere, care se
considera a fi generate de stresul termohidric indus de schimbarile climatice
- inmultirea exagerata a unor specii de insecte, respectiv disparitia altora, si
producerea unor usoare mutatii ale exemplarelor mai rezistente stresului termohidric.
2.7 Schimbari violente ale oceanelor
William Curry, cercetator stiintific in geologie si geofizica, director al Institului de Studii ale
Schimbarilor de Clima din cadrul Institului oceanografic de la Woods Hole (S.U.A.), descrie in
lucrarile sale schimbarile importante ale oceanului detectate in perioada 2000-2002, si posibilele
schimbari ale oceanului si climei pe care le-ar putea experimenta planeta daca continua sa se
incalzeasca.
Pentru a intari pozitia fata de prezicerile climatie, Curry explica ce anume se poate face
pentru a lua cele mai pertinente decizii realizand cele mai bune pregatiri in acest sens:
Atmosfera si oceanul sunt inexorabil1 legate in tereminarea climei. Schimbarile
atmosferice arata doar jumatate din ceea ce se intampla in realitate.
Inregistrarile geologice demonstreaza ca istoria pe termen lung a Pamantului este
punctata de numeroase schimbari climatice produse cu o rapiditate de cativa zeci de ani, ale
caror efecte dureaza de la cateva sute de ani pana la un mileniu. Aceste schimbari nu sunt
omogene, astfel ca unele regiuni se incalzesc in timp ce altele se racesc, sau devin aride sau
umede.
Aceste schimbari rapide sunt direct proportionale cu cele ale circulatiei oceanice, in
mod particular cu cele ale curentilor subpolari nord-atlantici, care au devenit extrem de
desalinizati, in timp ce zonele tropicale ale oceanelor au devenit exagerat de sarate.
Nu se stie inca daca aceste schimbari indica sau nu o posibila schimbare a circulatiei
curentilor oceanici, deoarece modelele de simulare existente au insuficiente date.
2.8 Modificari violente ale curentilor oceanici
Expertii in schimbari climatice au detectat recent aparitia primelor semne ale incetinirii
Gulfstream-ului, curent care fereste Anglia si o mare parte din Europa de a ingheta complet.
S-a descoperit faptul ca unul dintre „motoarele” termosaline care mentin Gulfstream-ul in
activitate, cel care face sa se scufunde apa rece in Marea Groenlandei a ajuns in prezent la un sfert
din viteza initiala.
1 INEXORÁBIL, - Ă , inexorabili, - e , adj. Care nu poate fi înduplecat, neînduplecat, implacabil. - Din fr. inexorable, lat. inexorabilis. Sursa : DEX '98
33
Slabirea curentului, din punct de vedere al vitezei si debitului, a carei cauza aparenta pare sa
fie incalzirea globala, ar putea declansa mari schimbari in circulatia sa timp de ani sau decenii. In
mod paradoxal, aceasta ar putea provoca o iarna vesnica in Anglia si partea de nord-vest a Europei.
Concluzii
Atmosfera, componenta esentiala a mediului inconjurator reprezinta mediul necesar
dezvoltarii numeroaselor organisem vii, care isi gasesc energia necesara metabolismului bazat pe
oxigen.
Componenta atmosferica participa la alcatuirea mediului inconjurator prin masa,
compozitie, proprietati fizico-chimice, dinamica, si mod de manifestare si organizare: vreme si
clima.
Circulatia atmosferica are rol major de interferenta cu celelalte geosfere, si de a contribui la
echilibrul geoplanetar. Regulatorul – atmosfera – contribuie la distributia luminii, caldurii,
umiditatii, presiunii, si in corelatie cu ceilalti factori, asigura constituirea unitatilor climatice:
zone, regiuni, arii, locuri si diferentierea pe macroclima, microclima si topoclima.
Atmosfera, prin toate calitatiile sale, reprezinta un mediu specific al Terrei, in care traiesc
diferse organisme, si isi desfasoara activitatea o parte din activitatea omului. Fara aer nu exista
viata, si nici dezvoltare environmentala.
Compozitia aerului poate fi modificata sub actiunea fenomenelor naturale, datorita activitatii
umane. Aceasta modificare este susceptibila de a avea repercursiuni asupra vietii organismelor
aerobe si asupra sanatatii umane.
Trebuie mentionat ca, poluarea atmosferica se poate indinde pe distante foarte mari,
contaminand mai multe medii, deoarece miscarile atmosferice nu sunt orientate dupa o axa
unidirectionala, ci in toate campurile spatiului.
34
Unele activitati antropie au provocat adevarate moficiari topografice si climatice, cu
repercusiuni asupra mediului, dintre care unele cu efect pozitiv (impaduriri, indiguiri, asanari,
schimuri ale cursurilor si a acumularilor de apa), insa altele au un efect negativ, cum ar fi
defrisarile, urmate de eroziunea solului, s.a.m.d.
Cauzele aparitiei poluarii pot fi grupate astfel:
- utilizarea haotica si necontrolata a rezervelor de apa
- acumulari de substante neutilizabile
- aparitia unor substante noi la care ritmul de consum sau descompunere de catre
microorganisme este inferior ritmului de aparitie
- cresterea demografica vertiginoasa
- dezvoltarea intensa a activitatilor economice: industrie, agricultura, transport
- aparitia centrelor urbane suprapopulate.
Emisia maxima a unui poluant este data de cantitatea de poluant degajata in mediu, la care
nu se produc modificari importante. Se exprima prin nivelul unui poluant, care este dat de
concentratia maxima admisa, pentru care se impun masuri ca: inchiderea sau eliminarea surselor
de poluare, retinerea, distrugerea poluantilor, etc. Nivelele maxime sunt stabilite in norme de
produs, ca standarde nationale si internationale (ISO).
Cresterea in atmosfera a cantitatilor de CO2, N2O, CH4, O3 si a clorofluorocarbonatilor
(CFC) a condus la incalzirea planetei. Aceste gaze absorb radiatia infrarosie a pamantului actionand
de fapt ca un strat izolant, care impiedica scurgerea caldurii din atmosfera pamantului, provocand
un „efect de sera”.
Cam 50% din incalzirea globala este atribuita dioxidului de carbon, CFC contribuid cu circa
20%, metanul cu circa 14%, iar ozonul de la nivelul solului cu aproximatic 8%, iar oxizii de azot
(oxidul azotos) participa la restul de 6%. CFC, CH4, O3 si NO2 absorb radiatia infrarosie mai
eficient decat CO2, si capacitatea lor insumata de a capta caldura o poate egala pe cea a CO2.
Efecte ale smogului fotochimic sunt complexe. El influenţează atât mediul antropic cât şi cel
biotic. În mod direct acţiunea se manifestă numai asupra aerului atmosferic, dar apoi ca urmare a
interacţiunii dintre acesta şi celelalte medii efectele sale se transferă şi asupra celorlalţi factori de
mediu, apa şi solul. În continuare vom prezenta pe scurt numai câteva probleme legate de
influenţa acestuia asupra mediului.
Procesul care duce la formarea ploii acide începe cu arderea combustibililor fosili. Arderea o
constituie reacţia chimică în care oxigenul din aer se combină cu carbon, azot, sulf şi alte elemente
din substanţa care se oxidează. Noii compuşi formaţi sunt formaţi din gaze şi cuprind oxizi ai acestor
elemente. Când sulful şi azotul sunt prezenţi în combustibil, din reacţia lor cu oxigenul rezultă dioxid
de sulf şi diferiţi compuşi de oxid de azot. Oxizii de azot pot fi generaţi în atmosferă de la mai multe
35
surse. Aceste surse pot fi staţionare sau pot fi mobile. Sursele de generare a oxizilor de sulf şi azot au
fost prezentate în capitolele anterioare. Indiferent însă de sursa de provenienţă a acestora cele două
gaze sunt principalele surse care generează ploile acide.
Ozonul se formeaza in stratosfera prin actiunea radiatiilor ultraviolete solare asupra
moleculelor de oxigen.
In mod natural, difuzia ozonului din ozonosfera, unde are un rol pozitiv, spre troposfera,
unde ar putea avea efecte negative este impiedicata pe de o parte prin distrugerea sa de catre
radiatia solara, iar pe de alta parte, prin reactia sa cu umiditatea din troposfera care de asemenea
are ca rezultat distrugerea sa in straturile de are in contact cu biosfera.
Distrugerea stratului de ozon ar avea drept consecinte cresterea fluxului de radiatii ultraviolete
solare care pe langa periclitarea florei si faunei de pe uscat, ar afecta fitoplanctonul si
zooplanctonul din mari si oceane, care joaca un rol determinant in reciclarea carbonului si
oxigenului.
Poluarea atmosferei poate avea efecte majore asupra fenomenelor atmosferice.
Odata cu intensificarea fenomenului de incalzire globala, calotele polare se topesc in timpul
verii fara a reingheta complet iarna, ceea ce inseamna ca dimensiunile lor scad in fiecare an.
Oarecum paradoxal, incalzirea globala va genera tot mai multe viscole cu magnitudine din ce in ce
mai mare.
Extremele meteorologice vor caracteriza in curand multe tipuri de manifestari climatice:
vant, precipitatii, seceta etc. Vanturile si viscolele vor fi mai puternice ca oricand, si vor continua sa
treaca dincoace de cercul polar, afectand orasele si paralizand economia.
Schimbarile climatice abrupte din ultima perioada au atras atentia specialistilor si in ceea ce
priveste intensificarea si cresterea numarului de avalanse.
Precipitatiile care apar, ca efect al schimbarilor climatice, depun tot mai multa zapada pe
crestele muntilor si in localitatile situate la altitudini mai ridicate, periclitand activitatea umana.
Inundatiile reprezinta una dintre cele mai distrugatoare forte ale naturii, magnitudinea exagerata
a acestor fenomene se datoreaza schimbarilor climatice abrupte din ultima perioada. Cercetatorii
sunt acum convinsi ca acestea fac parte dintr-un fenomen global in care inundatiile vor deveni
din ce in ce mai severe.
Musonii au inceput sa se manifeste neregulat si cu intensitati crescande, insa acest tipar va
continua, inundatiile catastrofale devenind un fapt cotidian.
Schimbarile majore observate in prezent reprezinta rezultatul direct al unui fenomen
cunoscut sub numele de „El Niňo”.
Acesta creeaza schimbari majore in cele mai active sisteme climatice de pe glob, la tropice
provocand seceta, in timp ce in alte zone determina inundatii severe. Sistemul climatic mondial are
36
drept vehicul apa care se evapora din oceane. Norii formatii fiind transportati de vand in jurul
globului.
O zona cu apa calda din centrul Pacificului este esentiala acestui proces. Uneori, din motive
care nu sunt pe deplin elucidate, aceasta zona se deplaseaza si tulbura atmosfera de deasupra sa,
generand mari schimbari climatice pe intreg globul. Acest fenomen se numeste El Niňo.
Fenomenul incalzirii globale se resimte cel mai bine prin cresterea ingrijoratoare a
numarului de incendii naturale.
Lumina soarelui descompusa de numeroasele componente ale smogului poate crea efecte
senzationale, unii oameni comparand fenomenul cu diverse semne apocaliptice.
In cazul in care incendiile sunt de mari proportii, pot genera gaze toxice in atmosfera,
poluand aerul.
Expertii in schimbari climatice au detectat recent aparitia primelor semne ale incetinirii
Gulfstream-ului, curent care fereste Anglia si o mare parte din Europa de a ingheta complet.
Slabirea curentului, din punct de vedere al vitezei si debitului, a carei cauza aparenta pare sa
fie incalzirea globala, ar putea declansa mari schimbari in circulatia sa timp de ani sau decenii. In
mod paradoxal, aceasta ar putea provoca o iarna vesnica in Anglia si partea de nord-vest a Europei.
37
Bibliografie
1. Ardelean, A., Maior, C., Management Ecologic, Editura Servo-Sat, Arad, 2000
2. Corpade, C., Muntean, O., Abordari tematice in stiinta mediului, Suport de seminar, UTPress,
Cluj-Napoca, 2006
3. Jitaru, M., Chimie industriala organica. De la resurse la produsi. Volumul I, Editura Risoprint,
Cluj-Napoca, 2002
4. Mac, I., Stiinta Mediului, Editura Europontic, Cluj-Napoca, 2003
5. Ogaki, M., Stanescu, R., s.a., Controlul calitatii mediului-Lucrari practice de laborator, Editura
Cartea Universitara, Bucuresti, 2003
6. Muresan, C., Schimbari climatice abrupte si factori generatori, Editura AcademicPres, Cluj-
Napoca, 2005
7. Pasca, D., Pasca, R., Ecologie si poluarea mediului ambiant, Editura U.T. Press, Cluj-Napoca,
2002
8. Porcar, D., Schimbari climatice si protectia atmosferei, Editura U.T. Press, Cluj-Napoca, 2009
38
Vasile Matei, Interactiunea substantelor chimice cu agenti de mediu, Editura Universitatii din
Ploiesti
9. Vida-Simiti, I., Procedee fizico-mecanice de separare a poluantilor, Editura U. T. Press, Cluj-
Napoca, 2007
10.Vlaicu, I.,, Ecologie aplicata, Univ. Tehnica Timisoara, Fac. de Chimie Industriala si Ingineria
Mediului, 1998
39
top related