15. aerozagađivači i

Petnaesto predavanje

Aero zagaivai I

Kljuni termini predavanja estice u vazduhu. Oksidi sumpora u vazduhu. Oksidi ugljenika u vazduhu. Oksidi azota u vazduhu.

estice u vazduhu (Particular matter PM)predstavljaju svaku dispergovanu supstancu (tenu ili vrstu), ija seveliina kree od molekulskih dimenzija (0.1 nm) do 0.5 mm.

Prema veliini estice se dele na

ESTICE U SUSPENZIJIAEROSOL TALONE

ESTICE

10m

Od veliine estica zavisi njihova uloguu vazduhu

Ejtkenove (Aitken) estice, prenika manjeg od 0.1 m,predstavljaju kondenzacione nukleuse za kiu ili maglu.

estice magle, prenika 0.4 0.8 m, ometaju prolaenjesvetla kroz atmosferu.

estice aerosola, prenika do 10 m.Sedimentna praina, prenika od 10 m.Ejtkenove (Aitken) estice, prenika manjeg od 0.1 m,predstavljaju kondenzacione nukleuse za kiu ili maglu.

estice magle, prenika 0.4 0.8 m, ometaju prolaenjesvetla kroz atmosferu.

estice aerosola, prenika do 10 m.Sedimentna praina, prenika od 10 m.

Prirodni izvori su vulkani, peane oluje, morski sprej.Antropogeni izvori su sagorevanje fosilnih goriva.

estino zagaenje podrazumeva:a) estice prenika izmeu 2.5 i 10 m,b) fine estice iji je prenik manji od 2.5 m.Prirodni izvori su vulkani, peane oluje, morski sprej.Antropogeni izvori su sagorevanje fosilnih goriva.

estino zagaenje podrazumeva:a) estice prenika izmeu 2.5 i 10 m,b) fine estice iji je prenik manji od 2.5 m.

Koliko je veliko estino zagaenje?

Dlakaprenika ~ 70 m

PM2.5

Brzina taloenja estica zavisi od: Veine estica, Gustine estica, Otpora vazduha.

to je estica manja i laka, due e ostati u vazduhu. Veeestice (vee od 10 m) nastoje da se nataloe na zemljuusled gravitacionog delovanja u roku od nekoliko sati, doknajmanje estice (manje od 1 m) mogu da ostanu uatmosferi nedeljama, i uglavnom se uklanjaju iz atmoisferepadavinama.

Uticaj estica na Sunevu radijacijuestice smanjuju intenzitet Suneveradijacije koja dosee do tla jer: rasipaju Suneve zrake u zrake razliitihtalasnih duina (zavisno od veliineestica),

adsorbuju deo Suneve radijacije,Gradska podruja primaju za 20% manjeSuneve energije od vangradskihpodruja.

estice smanjuju intenzitet Suneveradijacije koja dosee do tla jer: rasipaju Suneve zrake u zrake razliitihtalasnih duina (zavisno od veliineestica),

adsorbuju deo Suneve radijacije,Gradska podruja primaju za 20% manjeSuneve energije od vangradskihpodruja.

Zagaenje aerosolom iznad severneIndije i Bangladea - Foto: NASA

Uticaj estica na vidljivost

Kada u vazduhu nisu prisutne estice,vidljivost se kree100-300 km.

Razlog smanjenja vidljivosti je rasipanjesvetlosti na esticama (0.1 m 1m).

Kada u vazduhu nisu prisutne estice,vidljivost se kree100-300 km.

Razlog smanjenja vidljivosti je rasipanjesvetlosti na esticama (0.1 m 1m).

Uticaj estica na materijaleVre mehaniki i hemijski uticaj.Hemijsku razgradnju materijala vre tako to predstavljajunukleuse za gasove ili jake kiseline koje sa sobom nose.

Izazivaju koroziju metala.Razaraju graevinske materijale.

Vre mehaniki i hemijski uticaj.Hemijsku razgradnju materijala vre tako to predstavljajunukleuse za gasove ili jake kiseline koje sa sobom nose.

Izazivaju koroziju metala.Razaraju graevinske materijale.

Uticaj estica na vegetacijuDeluju kao fitotoksikanti.estice se taloe na listu, cvetu iligranama, tako da nastala skrama na listu ne proputa Sunevusvetlost, neophodnu za rast i fotosintezu.

Posebno je tetna cementna praina pri veoj vlanosti vazduha.

Uticaj estica na ljudeVeliina estica odreuje gde e se u respiratornom sistemu esticazaustaviti nakon inhalacije. Vee estice se filtriraju u nosu i grlu i neuzrokuju probleme, ali estice manje od 10 m (PM10) se mogu taloitiu bronhijama i pluima i prouzrokuju probleme.

estice veliine manje od 2.5 m (PM2.5) prodiru u plua, a esticemanje od 100 nm mogu da utiu i na druge organe. One dovode dopojave plaka u arterijama prouzrokujui arterosklerozu ovravanjearterija koje redukuje njihovu elastinost, to dovodi do raznihkardiovaskularnih oboljenja.estice manje od 100 nm mogu da proukroz elijske membrane.

Veliina estica odreuje gde e se u respiratornom sistemu esticazaustaviti nakon inhalacije. Vee estice se filtriraju u nosu i grlu i neuzrokuju probleme, ali estice manje od 10 m (PM10) se mogu taloitiu bronhijama i pluima i prouzrokuju probleme.

estice veliine manje od 2.5 m (PM2.5) prodiru u plua, a esticemanje od 100 nm mogu da utiu i na druge organe. One dovode dopojave plaka u arterijama prouzrokujui arterosklerozu ovravanjearterija koje redukuje njihovu elastinost, to dovodi do raznihkardiovaskularnih oboljenja.estice manje od 100 nm mogu da proukroz elijske membrane.

Nacionalni standardi kvaliteta vazduha (The National Ambient AirQuality Standards NAAQS) su standardi koje je postavila Amerikaagencija za zatitu ivotne sredine (the United States EnvironmentalProtection Agency). Ovi standardi se odnose na spoljanji vazduh iobuhvataju primarne i sekundarne standarde.

Primarni standardi su postavljeni da bi se zatitilo zdravlje ljudi,ukljuujui i zdravlje "osetljivog dela populacije" kao to suastmatiari, deca i stariji.

Sekundarni standardi su postaljeni da bi zatitili ivotinje, vegetaciju,objekte.

Prilikom prekoraenja primarnog standarda, javlja se zdravstvenirizik, dok pri prekoraenju vrednosti sekundarnih standardadolazi do oteenja vegetacije, useva, drvea, ali i graevinskihobjekata.

Nacionalni standardi kvaliteta vazduha (The National Ambient AirQuality Standards NAAQS) su standardi koje je postavila Amerikaagencija za zatitu ivotne sredine (the United States EnvironmentalProtection Agency). Ovi standardi se odnose na spoljanji vazduh iobuhvataju primarne i sekundarne standarde.

Primarni standardi su postavljeni da bi se zatitilo zdravlje ljudi,ukljuujui i zdravlje "osetljivog dela populacije" kao to suastmatiari, deca i stariji.

Sekundarni standardi su postaljeni da bi zatitili ivotinje, vegetaciju,objekte.

Prilikom prekoraenja primarnog standarda, javlja se zdravstvenirizik, dok pri prekoraenju vrednosti sekundarnih standardadolazi do oteenja vegetacije, useva, drvea, ali i graevinskihobjekata.

Polutant: PM10Vrsta standarda: primarni i sekundarniStandard: 150 g/mVreme: 24 asovni period

Polutant: PM2.5Vrsta standarda: primarni i sekundarniStandard: 35 g/mVreme: 24 asovni period

Polutant: PM10Vrsta standarda: primarni i sekundarniStandard: 150 g/mVreme: 24 asovni period

Polutant: PM2.5Vrsta standarda: primarni i sekundarniStandard: 35 g/mVreme: 24 asovni period

Najzagaeniji gradovi sveta u pogleduestinog zagaenja

estina materija,g/m3 (2004)

Grad

169 Cairo, Egypt161 Beijing, China150 Delhi, India150 Delhi, India128 Kolkata, India (Calcutta)125 Taiyuan, China123 Chongqing, China109 Kanpur, India109 Lucknow, India104 Jakarta, Indonesia

Oksidi sumpora (SOx)Sumpor-dioksid (SO2) i sumpor-trioksid (SO3).Lako se rastvaraju u vodi.Kao aerozagaivai, pored ovih oksida vane su i kiseline: sumporna(H2SO4) i sumporasta (H2SO3), kao i soli ovih kiselina.

Prirodni procesi emituju jedinjenja sumpora u vazduh uglavnom u formisumpor-vodonika.

Antropogeni procesi izgaranje fosilnih goriva oslobaaju oksidesumpora.

Sumpor-dioksid (SO2) i sumpor-trioksid (SO3).Lako se rastvaraju u vodi.Kao aerozagaivai, pored ovih oksida vane su i kiseline: sumporna(H2SO4) i sumporasta (H2SO3), kao i soli ovih kiselina.

Prirodni procesi emituju jedinjenja sumpora u vazduh uglavnom u formisumpor-vodonika.

Antropogeni procesi izgaranje fosilnih goriva oslobaaju oksidesumpora.

Savremeni globalni ciklus sumpora.

Savremeni ciklus sumpora serazlikuje odpreindustrijskog zbogvelikog unosaantropogenog sumpora.

Antropogeni sumpor seemituje u atmosferu uformi sumpor-dioksida,koji nastaje sagorevanjemfosilnih goriva

Savremeni ciklus sumpora serazlikuje odpreindustrijskog zbogvelikog unosaantropogenog sumpora.

Antropogeni sumpor seemituje u atmosferu uformi sumpor-dioksida,koji nastaje sagorevanjemfosilnih goriva

Biolokim raspadanjem u okeanima i na kopnu stvara sesumpor-vodonik, koji se brzo oksiduje do sumpor-dioksidau prikazanom trostepenom procesu.

Zapaziti da su hidroksilni radikali odgovorni za iniciranjetransformacije iz sumpor-vodonika u sumpor-dioksid.

Biolokim raspadanjem u okeanima i na kopnu stvara sesumpor-vodonik, koji se brzo oksiduje do sumpor-dioksidau prikazanom trostepenom procesu.

Zapaziti da su hidroksilni radikali odgovorni za iniciranjetransformacije iz sumpor-vodonika u sumpor-dioksid.

Respiratorni efektiGasovitog SO2

Visoke koncentracije SO2 u vazduhu mogu da prouzrokujuprivremene smetnje disanja kod ljudi sa astmom. Dueizlaganje visokim nivoima SO2 gasa i esticama moguprouzrokovati respiratorna oboljenja, kao i srana oboljenja.

Sulfatnih esticaSO2 reaguje sa drugim supstancama u vazduhu pri emu sestvaraju male sulfatne estice. Ukoliko se one udiu, one seskupljaju u pluima to dovodi do respiratornih oboljenja.

Gasovitog SO2Visoke koncentracije SO2 u vazduhu mogu da prouzrokujuprivremene smetnje disanja kod ljudi sa astmom. Dueizlaganje visokim nivoima SO2 gasa i esticama moguprouzrokovati respiratorna oboljenja, kao i srana oboljenja.

Sulfatnih esticaSO2 reaguje sa drugim supstancama u vazduhu pri emu sestvaraju male sulfatne estice. Ukoliko se one udiu, one seskupljaju u pluima to dovodi do respiratornih oboljenja.

Smanjenje vidljivosti

Izmaglica se javlja kada se svetlost rasejava iliabsorbuje esticama i gasovima uvazduhu.

Sulfatne estice predstavljaju glavni uzroksmanjene vidljivosti u urbanim centrima.

Izmaglica se javlja kada se svetlost rasejava iliabsorbuje esticama i gasovima uvazduhu.

Sulfatne estice predstavljaju glavni uzroksmanjene vidljivosti u urbanim centrima.

Kisele kieSO2 i azotovi oksidi reaguju sa drugimsupstancama u vazduhu i stvaraju kiseline,koje padaju na zemlju u vidu kie, snega,ili suvih estica.estice se mogu raznetivetrom i po nekoliko stotina km.

SO2 i azotovi oksidi reaguju sa drugimsupstancama u vazduhu i stvaraju kiseline,koje padaju na zemlju u vidu kie, snega,ili suvih estica.estice se mogu raznetivetrom i po nekoliko stotina km.

Oteenje biljaka i vode

Kisela kia oteuje ume i useve, menja uslove uzemljitu, i ini reka i jezera kiselim inepogodnim za ribe. Produeno izlaganje tokomdueg vremenskog perioda menja biodiverzitet uekosistemu.

Kisela kia oteuje ume i useve, menja uslove uzemljitu, i ini reka i jezera kiselim inepogodnim za ribe. Produeno izlaganje tokomdueg vremenskog perioda menja biodiverzitet uekosistemu.

Uticaj na materijale Korozija metala (kada je vlanost vazduha iznad70%)

Oteenje graevinskih materijala (cigla, crep,zidovi,...)

Korozija metala (kada je vlanost vazduha iznad70%)

Oteenje graevinskih materijala (cigla, crep,zidovi,...)

NAAQS - EPAPolutant: SO2Vrsta standarda: primarniStandard: 365 g/m (0.14 ppm)Vreme: 24 asovni periodPolutant: SO2Vrsta standarda: primarniStandard: 80 g/m (0.03 ppm)Vreme: godinji periodPolutant: SO2Vrsta standarda: sekundarniStandard: 1300 g/m (0.5 ppm)Vreme: 3 asovni period

Polutant: SO2Vrsta standarda: primarniStandard: 365 g/m (0.14 ppm)Vreme: 24 asovni periodPolutant: SO2Vrsta standarda: primarniStandard: 80 g/m (0.03 ppm)Vreme: godinji periodPolutant: SO2Vrsta standarda: sekundarniStandard: 1300 g/m (0.5 ppm)Vreme: 3 asovni period

Toksini uticaj oksida sumpora 1-2 ppm SO2 oseaju samo osetljive osobe Oko 5 ppm SO2 oseaju skoro svi ljudi 5-10 ppm SO2 stvara bronhijalne probleme

Znaajno iritirajue delovanje nastaje usled interakcije SO2 i Vode (stvara se sumporna kiselina) estica (SINERGIAN EFEKAT)

1-2 ppm SO2 oseaju samo osetljive osobe Oko 5 ppm SO2 oseaju skoro svi ljudi 5-10 ppm SO2 stvara bronhijalne probleme

Znaajno iritirajue delovanje nastaje usled interakcije SO2 i Vode (stvara se sumporna kiselina) estica (SINERGIAN EFEKAT)

Ugljen-monoksid (CO)CO je gas bez boje, mirisa i ukusa. Neto je laki od vazduha, zapaljiv je i gorisvetloplavim plamenom.

Nastaje prilikom nepotpunogsagorevanja fosilnih goriva uenergetskim postrojenjima,automobilima, domainstvima iindustrijskim procesima.

Prirodni izvori: alge uokeanima, morima i jezerima.

Motorna vozila su najvei COemiteri (75% od ukupnogemitovanog CO).

Sagorevanje goriva 6%

Ostalo 12%

Industrijski procesi 4%

Izvori CONastaje prilikom nepotpunogsagorevanja fosilnih goriva uenergetskim postrojenjima,automobilima, domainstvima iindustrijskim procesima.

Prirodni izvori: alge uokeanima, morima i jezerima.

Motorna vozila su najvei COemiteri (75% od ukupnogemitovanog CO).

Ostalo 12% Vozila i motori vansaobraajnica 22%

Vozila nasaobraajnicama 56%

Sadraj CO u razliitim uzorcima vazduha 0.1 ppm prirodni nivo u atmosferi 0.5 to 5 ppm prirodni nivo u domainstvima 5 to 15 ppm nivo pored plinskog poreta 100-200 ppm centralna oblast u Mexico City 5 000 ppm dimnjak domainstva 7 000 ppm izduvni gas automobila bez katalitikog konvertora 30 000 ppm cigaretni dim

0.1 ppm prirodni nivo u atmosferi 0.5 to 5 ppm prirodni nivo u domainstvima 5 to 15 ppm nivo pored plinskog poreta 100-200 ppm centralna oblast u Mexico City 5 000 ppm dimnjak domainstva 7 000 ppm izduvni gas automobila bez katalitikog konvertora 30 000 ppm cigaretni dim

Toksini uticaj COToksine osobine CO se zasnivaju na njegovoj reakciji sa hemoglobinom, priemu nastaje karboksihemoglobin.

Prilikom udisanja nezagaenogvazduha, kiseonik iz vazduha se vezujeza molekule koji se zovu hemoglobin(Hb) i koji se nalaze u eritrocitima. Nataj nain kiseonik moe krvnimsistemom da se prenosi u svaki deotela. Kada kiseonik/hemoglobinkompleks stigne do miia, oslobaa sekiseonik. Tako Hb moe stalno da vriprenos kiseonika.

Prilikom udisanja nezagaenogvazduha, kiseonik iz vazduha se vezujeza molekule koji se zovu hemoglobin(Hb) i koji se nalaze u eritrocitima. Nataj nain kiseonik moe krvnimsistemom da se prenosi u svaki deotela. Kada kiseonik/hemoglobinkompleks stigne do miia, oslobaa sekiseonik. Tako Hb moe stalno da vriprenos kiseonika.

CO reaguje slino kao i kiseonik sa Hb. Meutim, afinitet vezivanjaHb za CO je 200 puta vei od afiniteta prema kiseoniku. Toznai, da e i male koliine CO u vazduhu drastino smanjitiraspoloivost Hb za reakciju sa kiseonikom Hb je blokiranugljen-monoksidom.

Kada se Co vee za Hb, nastaje jedinjenje karboksihemoglobin(COHb).

a) 0.02% CO u vazduhu uzrokuje glavobolju,b) 0.1% CO uzrokuje nesvesticu,c) Kod puaa oko 20% vezivnih mesta Hb jeblokirano ugljen-monoksidom.

CO reaguje slino kao i kiseonik sa Hb. Meutim, afinitet vezivanjaHb za CO je 200 puta vei od afiniteta prema kiseoniku. Toznai, da e i male koliine CO u vazduhu drastino smanjitiraspoloivost Hb za reakciju sa kiseonikom Hb je blokiranugljen-monoksidom.

Kada se Co vee za Hb, nastaje jedinjenje karboksihemoglobin(COHb).

a) 0.02% CO u vazduhu uzrokuje glavobolju,b) 0.1% CO uzrokuje nesvesticu,c) Kod puaa oko 20% vezivnih mesta Hb jeblokirano ugljen-monoksidom.

Uticaj na kardiovaskularni sistemLjudi koji ve imaju smetnje u kardiovaskularnomsistemu podloni su toksinom uticaju CO i priniskim koncentracijama CO.

Uticaj na centralno-nervni sistemak i na zdrave ljude moe da utie povieninivo CO. Javljaju se problemi sa vidom,smanjena sposobnost rada. Ekstremno visokinivoi uzrokuju trovanje i smrt.

Uticaj na respiratorni sistem

ak i na zdrave ljude moe da utie povieninivo CO. Javljaju se problemi sa vidom,smanjena sposobnost rada. Ekstremno visokinivoi uzrokuju trovanje i smrt.

CO doprinosi nastanku smoga(troposferskog ozona), koji uzrokujeozbiljne respiratorne probleme.

NAAQS EPAPolutant: COVrsta standarda: primarniStandard: 40 mg/m (35 ppm)Vreme: 1 asovni period

Polutant: COVrsta standarda: primarniStandard: 10 mg/m (9 ppm)Vreme: 8 asovni period



Oksidi azota (NOx)NOx je generiki naziv za monoazotne okside: NO i NO2

(azot-monoksid i azot-dioksid).Mnogi azotovi oksidi su bezbojni, ali NO2 zajedno sa esticama uvazduhu daje crvenkasto-braon sloj iznad urbanih oblasti.Mnogi azotovi oksidi su bezbojni, ali NO2 zajedno sa esticama uvazduhu daje crvenkasto-braon sloj iznad urbanih oblasti.Glavni izvori azota u vazduhu su prirodni izvori, pre svega aktivnostinekih bakterija. Procenjuje se da je njegova globalna emisija oko450106 t/god.Oksidi azota iz prirodnih izvora ravnomerno su rasporeeni uatmosferi.

Energetskapostrojenja

22%


22%

Antropogeni izvori oksida azota su motorna vozila,energetska postrojenja, sagorevanje goriva u industrijii domainstvima. Nastaje kao rezultat sagorevanja navisokim temperaturama.

Procenjuje se da je antropogena globalna emisija oko 45106 t/god.

Iako emisija oksida azotaantropogenog porekla ini samo oko1/10 ukupne emisije, ona znaajnoutie na kvalitet vazduha urbanih iindustrijskih podruja.

Koncentracija oksida azota u urbanim iindustrijskim zonama je znaajno uveana(ak 10 do 100 puta) od prosene vrednostiu neurbanim podrujima.

Motorna vozila55%


22%

Motornavozila55%


22%

Iako emisija oksida azotaantropogenog porekla ini samo oko1/10 ukupne emisije, ona znaajnoutie na kvalitet vazduha urbanih iindustrijskih podruja.

Uticaj NOx na zdravlje i prirodu1) Troposferski ozon (smog) nastaje kada reaguju NOx i

isparljiva organska jedinjenja (VOCs) u prisustvu sunevesvetlosti. Deca, osobe sa respiratornim smetnjama (npr.astma), kao i ljudi koji rade u spoljanjoj sredini podloni suoteenju pluai smanjenju funkcija plua. Ozon setransportuje vazdunim strujama tako da moe da prouzrokujeoboljenja ljudi daleko od njegovog izvora. Ozon takoeoteuje i vegetaciju i redukuje prinos useva.

2) Kisele kie - NOx i sumpor-dioksid reaguju sa drugimsupstancama u vazduhu stvarajui kiseline koje padaju nazemlju u vidu kie, magle, snega ili suvih estica.

1) Troposferski ozon (smog) nastaje kada reaguju NOx iisparljiva organska jedinjenja (VOCs) u prisustvu sunevesvetlosti. Deca, osobe sa respiratornim smetnjama (npr.astma), kao i ljudi koji rade u spoljanjoj sredini podloni suoteenju pluai smanjenju funkcija plua. Ozon setransportuje vazdunim strujama tako da moe da prouzrokujeoboljenja ljudi daleko od njegovog izvora. Ozon takoeoteuje i vegetaciju i redukuje prinos useva.

2) Kisele kie - NOx i sumpor-dioksid reaguju sa drugimsupstancama u vazduhu stvarajui kiseline koje padaju nazemlju u vidu kie, magle, snega ili suvih estica.

3) estice - NOx reaguje sa amonijakom, vlagom i drugimjedinjenjima kada se stvara azotna kiselina i odgovarajue estice.

4) Poremeaj kvaliteta vode Poveanje unosa azota u vodena tela,remeti hemijsku ravnoteu nutrijenata koje koriste akvatiniorganizmi. Proces eutrofikacije je ubrzan, to dovodi dosmanjenja koncentracije kiseonika.

5) Izmena klime Jedan gas iz grupe NOx, azot suboksid ili N2O,je gas staklenika. On se akumulira u atmosferi zajedno sa drugimgasovima staklenika uzorkujui postepeni porast temperature naZemlji.

3) estice - NOx reaguje sa amonijakom, vlagom i drugimjedinjenjima kada se stvara azotna kiselina i odgovarajue estice.

4) Poremeaj kvaliteta vode Poveanje unosa azota u vodena tela,remeti hemijsku ravnoteu nutrijenata koje koriste akvatiniorganizmi. Proces eutrofikacije je ubrzan, to dovodi dosmanjenja koncentracije kiseonika.

5) Izmena klime Jedan gas iz grupe NOx, azot suboksid ili N2O,je gas staklenika. On se akumulira u atmosferi zajedno sa drugimgasovima staklenika uzorkujui postepeni porast temperature naZemlji.

6)Toksine hemikalije U vazduhu, NOx reaguje sa organskimhemikalijama i ozonom, tako da stvara razliite toksineproizvode, pri emu neki od njih mogu prouzrokovati biolokemutacije.

7) Smanjenje vidljivosti estice nitrata i azot-dioksid mogu dablokiraju proputanje svetlosti kroz vazduh urbanih podruja.

6)Toksine hemikalije U vazduhu, NOx reaguje sa organskimhemikalijama i ozonom, tako da stvara razliite toksineproizvode, pri emu neki od njih mogu prouzrokovati biolokemutacije.

7) Smanjenje vidljivosti estice nitrata i azot-dioksid mogu dablokiraju proputanje svetlosti kroz vazduh urbanih podruja.

NAAQS EPAPolutant: NOxVrsta standarda: primarni i sekundarniStandard: 100 g/m (0.053 ppm)Vreme: 8 asovni period

15. aerozagađivači i

Documents