Introducere

Introducere

Una dintre cele mai importante probleme ale epocii moderne o reprezint poluarea mediului.

Problema polurii a devenit o problem major, cu importante implicaii sociale i politice.

Termenul de polare presupune un anumit tip de norm de la care poate fi observat o variaie.

Se consider poluani numai acele substane care aprute n concentraii suficiente pot produce un efect msurabil asupra omului, animalelor, plantelor i materialelor.

Poluarea aerului cu substane chimice unitare este puin probabil. De obicei este implicat un numr foarte mare de tipuri i cantiti de substane.

Poluani se pot clasifica n dou mari grupe: poluani primari, poluanii emii direct de surse identificate sau identificabile i poluani secundari, poluanii produi n aer prin interaciune ntre doi sau mai muli poluani primari sau prin reacie cu constituenii normali ai aerului, cu sau fr activare fotochimic.

Poluanii secundari produi n procesele atmosferice sub aciunea luminii i a altor factori, sunt adesea cei mai nocivi.

Cu ct poluarea aerului este mai mare cu att acioneaz mai departe de surs. Aceasta este problema principal poluarea global a aerului care prezint reale ameninri pentru viitor i la care trebuie dat rspuns ct mai urgent.

La scar planetar, eliminarea sau acumularea n atmosfer a anumitor produse, duc la consecine asupra echilibrului natural al planetei: distrugerea stratului de ozon i nclzirea global.

Rezultatele sunt deja vizibile: pe de o parte, suprafaa Pmntului este supus n mod constant radiaiilor ultraviolete care nu mai sunt filtrate suficient de ptura de ozon i care sunt extrem de duntoare vieii, i pe de alt parte, nclzirea atmosferei produce schimbri climatice importante.

Producerea de energie constituie o surs major de poluare atmosferic.

Activitile antropice cu producerea cea mai important n generarea gazelor cu efect de ser sunt procesele de combustie.

Nivelul emisiilor gazelor responsabile de producerea efectului de ser a sczut pn n 1998 1999, comparativ cu nivelul nregistrat nainte de 1990, ca urmare n principal, a reducerii activitii economice la scara ntregii ri, dar n intervalul 2006 2008 tendina a fost de cretere, ca urmare n principal a creterii consumurilor de combustibili fosili n sectorul termoenergetic.

Lupta mpotriva polurii locale a aerului este mai uor de organizat, pentru c efectul direct asupra sntii oamenilor poate fi vzut pe viu. Lupta pentru controlul polurii globale a aerului este mai complicat, ntruct oamenii cei mai afectai, de multe ori triesc ntr-o regiune diferit de majoritatea celor rspunztori pentru producerea ei.

Capitolul 1. PRINCIPALII POLUANI AI ATMOSFEREI I EFECTELE POLURII ATMOSFEREI.1.1. Alctuirea atmosferei.

Calitatea atmosferei este considerat activitatea cea mai important n cadrul reelelor de monitorizare a factorilor de mediu, atmosfera fiind cel mai imprevizibil vector de propagand a poluanilor, efectele fcndu-se simite att de ctre om ct i de ctre celelalte componente ale mediului.

Pmntul i atmosfera sa evolueaz ntr-un spaiu care constituie atmosfera soarelui.

Atmosfera, adic nveliul gazos al Pmntului se mparte n: troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer i ecosfer. (Fig. 1.1.).

Fig. 1.1. Stratificarea atmosferei.

Din punct de vedere al polurii mediului ambiant ne intereseaz mai ales troposfera i stratosfera, considerndu-se c totalitatea fenomenelor meteorologice se situeaz n primii 16 kilometri. Se admite totui, n mod obinuit c pragul de 30km definete grosimea atmosferei meteorologice.

Grosimea i structura atmosferei contribuie elemente ecologice importante pentru ntreaga biosfer.Prin compoziia sa, atmosfera direcioneaz existena vieii pe Terra. Ea este format dintr-un amestec fizic de gaze simple, gaze rare substane gazoase compuse i corpuri strine.

n compoziia sa gazele simple sunt reprezentate de azot 78%, oxigen 20,95%, iar proporia de 1,05% este format din gaze rare (oxigen, kripton, xenon, neon, heliu) i substane gazoase compuse (dioxid de carbon, metan, amoniac), vapori de ap i corpuri strine. [3].

Caracteristicile difereniale ale troposferei i stratosferei provin n primul rnd din profilul termic vertical. De exemplu, n troposfer, temperatura scade cu nlimea, pe cnd n atmosfer domnete izotermia. Separarea lor fizic se face prin aa numita tropopauz, a crei nlime depinde de latitudinea locului considerat i de anotimp: pn la 16km la ecuator i doar 8km la poli.Dinamica maselor de aer din stratosfer intereseaz din punct de vedere al rspndirii agenilor poluani la acest nivel. Experiena zborurilor stratosferice i experiene fcute la acest nivel al atmosferei au dus la punerea n eviden a existenei aa numitelor cureni fulger cu viteze de pn la 500km/h de la vest spre est. Aceti cureni foarte rapizi explic rapida dispersare a deeurilor radioactive ale exploziilor nucleare pe ntreaga emisfer, cu un maxim tocmai n regiunile de canalizare a acestor cureni.Dac temperatura scade cu nlimea, atunci straturile superioare de aer vor fi mai dense dect cele inferioare i vor cdea peste cele de mai jos: vom avea deci cazul unei instabiliti verticale. Dac generarea de poluani se face n straturile inferioare ale atmosferei, atunci aceast instabilitate vertical va da posibilitatea ca ei s fie mprtiai mai repede n volumul atmosferei, deci concentraiile locale ale agenilor poluani vor scdea mai repede.

Concentraia n aer a unui poluant este o mrime probabilistic, caracterizat prin fluctuaii imprevizibile datorit ntr-o mai mic msur fluctuaiilor emisiei i ntr-o msur determinant turbulenei atmosferice.[1].

Aerul atmosferic este un amestec de gaze a crui compoziie variaz cu altitudinea. n cmpul gravitaional al Pmntului moleculele de aer tind s cad, n timp ce datorit agitaiei termice moleculare de aer tind s se mprtie. Ca urmare, aerul atmosferic are o distribuie vertical descris cel mai simplu printr-o lege exponenial de scdere a densitii cu nlimea. Limita inferioar a acesteia este constituit din suprafaa Pmntului, unde densitatea este maxim, n timp ce limita superioar se situeaz formal la 2000km.Aerul atmosferic are n compoziie gaze de diferite tipuri, care, dup timpul lor de via se mpart n:

gaze permanente, al cror timp de via este practic infinit, reprezentate de gazele nobile, inerte din punct de vedere chimic: Ne, Ar. Kr, Xe;

gaze cvasipermanente, al cror timp de via este ordinul miilor de ani: N2, O2, He; gaze cu variaie lent, al crui timp de via este de ordinul anilor/lumin: CO2, CO, H2, CH4, O3, N2O;

gaze cu variaie rapid, al cror timp este de ordinul zilelor: SO2, H2S, NO, NO2, NH3.

Dintre gazele prezente n aerul atmosferic n mod natural concentraia cea mai mare o are azotul molecular cu 78%, care este un gaz pasiv i a crui proporie rmne nemodificat pn spre 100km. La altitudini mai mari el disociaz sub aciunea radiaiilor solare i se transform n gaz atomic.

Urmeaz oxigenul, O2, ce ocup 21% din aerul atmosferic, cu rol important din punct de vedere fizic n absorbia componentei UV din radiaia solar. Oxigenul molecular disociaz i el i, n urma reaciei dintre oxigenul atomic i cel molecular formeaz ozonul.

Argonul, este un gaz nobil, inert, se afl ntr-o concentraie de 0,9%, iar dioxidul de carbon n concentraie de 0,03%. Restul componenilor atmosferici se afl n concentraii foarte mici, reprezentnd 0,1% din aerul atmosferic.1.2. Principalii poluani ai atmosferei.

Poluanii din aer pot include aproape orice substan natural sau artificial capabil de a fi aeropurtat. Ei pot aprea ca particule solide, picturi fine de lichid, gaze sau diferite amestecuri ale acestora. Deoarece este implicat un numr foarte mare de tipuri i cantiti de substane, vor fi descrii principalii poluani ai atmosferei, ale cror efecte se simt la nivelul global.

1.2.1. Dioxidul de sulf.

Sursa principal a polurii cu dioxid de sulf o reprezint arderea combustibililor fosili a petrolului i mai ales a crbunilor.

Compuii gazoi din atmosfer sunt preluai de ctre picturile de ap provenite din precipitaii, nori de ploaie, rou sau zpad. Dioxidul de sulf este i el rapid dizolvat, acesta fiind n funcie de concentraia lui: cu ct concentraia este mai mare cu att mai rapid este saturaia. Acesta presupune c apa de ploaie poate fi foarte eficient n scoaterea dioxidului de sulf din atmosfer. Dac nu este absorbit de diferite particule, dioxidul de sulf este curnd oxidant la i n final la forma , cea mai frecvent.

Ca acid sulfuric este eliminat din atmosfer prin precipitaii (ploi acide). Aerosolii de acid sulfuric neutralizai de anumii compui din atmosfer cum sunt: sulfiii de calciu i de amoniu. Aceste sruri sunt pn la urm culese de precipitaii sau atrase gravitaional. n regiunile cu precipitaii rare dioxidul de sulf persist un timp mai ndelungat i este lent antrenat de ali aerosoli sau praf.

Dioxidul de azot este considerat ca prima substan duntoare din atmosfer. Dac n anul 1965 emisiile de dioxid de sulf n Europa au fost de circa 150 milioane tone, n anul 2000 acestea au fost de peste 330 milioane de tone. La scar mondial, numai o treime din sulful ce ptrunde n atmosfer este produs de activitile umane, dou treimi, sub form de oxizi de sulf sau hidrogen sulfurat, sunt produse de sursele naturale. Poluarea cu oxizi de sulf produi de activitile umane ridic mai multe probleme de distribuie dect probleme de cantitate. Poluarea natural este destul de uniform rspndit. Poluarea produs de om este concentrat n zone urbane relativ restrnse.

Sursa principal de poluare cu oxizi de sulf o constituie procesele de ardere a combustibililor fosili n surse staionare. Din cantitatea total de dioxid de sulf emis n atmosfer, aproximativ 50% provine din arderea crbunelui, circa 30% din arderea petrolului i 20% din alte procese.

Cei mai rspndii compui ai sulfului evacuai n atmosfer sunt: dioxidul de sulf SO2, carbonil sulfura COS, sulfura de carbon CS2, hidrogen sulfurat H2S i dimetilsulfura (CH3)2S.

Ca urmare a activitii antropogene se elimin n atmosfer o mare cantitate de sulf, n special sub form de SO2. Printre sursele de emisie a compuilor cu sulf pe primul loc se situeazcrbunele ars n cldiri i la centralele electrice, emisiile antropogene ajungnd la 70%. Coninutul de sulf n crbune este destul de mare (Tabelul 1.1.). n timpul arderii o parte din sulf se transform n dioxid de sulf iar o parte rmne n zgur, n stare solid.

Coninutul de sulf n diferite tipuri de combustibil.

Tabel 1.1.

CombustibilConinut n sulf (%)

Lignin1,1 1,6

Crbune brun2,8 3,3

Crbuni de pmnt1,4

Petrol, produse petroliere0,1 - 3,7

La arderea produselor petroliere se formeaz cu mult mai puin dioxid de sulf dect la arderea crbunelui. n afar de arderea combustibilului fosil, alte surse de emisie a dioxidului de sulf sunt industria metalurgic, unitile productoare de acid sulfuric i de prelucrarea petrolului.

Ca surse naturale de formare a compuilor cu sulf se pot enumera microorganismele, activitatea vulcanic, suprafaa oceanelor.

Cu ajutorul microorganismelor anaerobe au loc diferite procese de descompunere a compuilor organici. Unele bacterii anaerobe folosesc drept oxidant oxigenul din sulfai, dnd natere unor compui ai sulfului.

Principala surs a acestor compui sunt mlatinile, zonele de flux i reflux, deltele rurilor i unele soluri care conin cantiti mari de materii organice.

Se presupune c evacuarea sulfului pe cale biologic nu depete 30 40 milioane tone/an ceea ce reprezint aproximativ 1 3% din cantitatea total de sulf evacuat.

n timpul erupiilor vulcanice, pe lng cantitatea mare de dioxid de sulf aruncat n atmosfer se elimin hidrogen sulfurat i sulf elementar.

Prin erupii vulcanice ajung anual n atmosfer, n medie, aproximativ 2 milioane tone de compui ai sulfului. Pentru troposfer aceast cantitate este nensemnat n comparaie cu emisiile biologice; pentru stratosfer erupiile vulcanice sunt sursa principal de generare a sulfului.

1.2.2. Oxizii de azot.

Oxizii azotului (NOx) se numr printre principalii compui ai atmosferei din zonele poluante. Din cantitile emise zilnic n atmosfera marilor orae, aproape 60% provin de la autovehicule.

Din punct de protecie a mediului nconjurtor doi dintre oxizii azotului, monoxidul de azot i dioxidul de azot prezint importan deosebit. Monoxidul de azot se formeaz n condiii de temperatur nalt, la arderea combustibililor fosili, gaze, pcur, crbuni n aer. Echilibrul este independent de presiune:

N2 + O2 2NO.

(1.1.)La temperatur nalt, oxidul format se disociaz repede. Dac ns viteza de rcire depete viteza de descompunere, monoxidul de azot devine stabil.

Monoxidul de azot astfel format poate s reacioneze cu oxigenul pentru a forma dioxidul de azot conform reaciei:

2NO + O2 2NO2.

(1.2.)n timp ce formarea monoxidului de azot este favorizat de temperaturi nalte, oxidarea la dioxid de azot este o reacie favorizat de temperaturi mai joase. n consecin, combustia la temperaturi nalte, rcirea rapid i diluarea instantanee a gazelor favorizeaz emisia concentraiilor mari de monoxid de azot i a concentraiilor mici de dioxid de azot.

Oxidarea monoxidului de azot la dioxid de azot cu oxigen prezint o anumit particularitate, aceea c viteza de formare descrete cu creterea temperaturii. Viteza de oxidare mic la temperaturi nalte, explic n parte, cantitile neglijabile de dioxid de azot gsite n mod frecvent n gazele fierbini de combustie.[2].Cea mai mare parte din cantitatea de oxizi de azot prezent n atmosfer o reprezint monoxidul de azot produs pe cale biologic. Sursele naturale produc circa 50 107 t NOx pe an, n timp ce sursele artificiale provenind din activitile umane emit n atmosfer 5 107 t NOx pe an, incluznd monoxidul i dioxidul de azot.

n general concentraiile de oxizi de azot din atmosfera oraelor sunt de 10 100 ori mai mari dect acelea din atmosfera din afara oraelor. Acestea reflect importana ce trebuie acordat surselor tehnologice de oxizi de azot fa de cele naturale. Cea mai mare parte dintre oxizii de azot din sursele naturale o constituie monoxidul de azot produs prin aciunea bacteriilor.

Plecnd de la nivelul global estimat i de la vitezele de emisie anual, timpul mediu de stabilitate al dioxidului de azot este de circa 3 zile iar cel al monoxidului de azot de circa 4 zile.

n cadrul surselor artificiale, arderea combustibililor este cauza principal a emisiilor de oxizi de azot. Dintre sursele din aceast categorie, unitile energetice au ponderea cea mai mare. Dintre combustibilii folosii n sursele staionare de ardere, cea mai mare contribuie o are gazul natural.

Oxizii de azot joac un rol principal n favoarea smogului fotochimic i contribuie la distrugerea stratului de ozon. Ca urmare se poate afirma c oxizii azotului au o mare influen att local ct i global asupra mediului ambiant.

Poluarea atmosferei cu oxizi de azot nu este foarte mare, ns n regiunile cu industrie chimic dezvoltat, cum sunt cele din jurul uzinelor de fabricare a acidului azotic, exist zone locale cu un coninut ridicat de monoxid de azot n aer.

n afar de NO i NO2, n atmosfer ajung i ali oxizi: N2O, NO3, N2O3, N2O4, N2O5. NO3 i N2O5 se descompun n straturile inferioare ale atmosferei i sunt destul de stabile n straturile superioare. n troposfer trioxidul se descompune prin interaciunea cu NO.

Monoxidul de azot (N2O) este cunoscut sub denumirea de gaz ilariant deoarece i n cantiti mici provoac o stare de bun dispoziie. Acest gaz incolor a fost prima substan folosit ca anestezic total. n prezent, N2O sub form comprimat se utilizeaz drept propulsor al unor aerosoli i n calitate de spumant.

Dioxidul de azot este un gaz brun rocat, toxic i cu un miros specific. La temperaturi joase dioxidul de azot se transform de la sine ntr-un gaz incolor, N2O4. : 2NO2 N2O4.

Spre deosebire de acidul sulfuric, acidul azotic se poate afla n atmosfer i un timp ndelungat deoarece acest acid se condenseaz mai greu. Vaporii de acid azotic sunt absorbii n atmosfer de ctre picturile de ploaie sau de ctre aerosoli.

NH3 + H2SO4 NH4HSO4

(1.3.)NH3 + NH4HSO4 (NH4)2SO4

(1.4.)NH3 + HNO3 NH4NO3

(1.4.)Aceste reacii duc la formarea sulfatului i nitratului de amoniu.

Sursa principal de amoniac este solul. Substanele organice din sol sunt supuse destruciei microbiologice care genereaz i amoniac. Cantiti mari de amoniac se degaj la descompunerea urinei animalelor domestice. Aceast surs este mai nsemnat dect degajrile de amoniac din sol. O surs considerabil de amoniac o constituie fabricarea i utilizarea ngrmintelor cu azot. Eliminarea amoniacului n atmosfer ca urmare a arderii crbunelui sau a combustibililor pentru motoare este mic.

ns, cele mai serioase efecte de poluare cu oxizi de azot se datoreaz nu oxizilor de azot ca atare, ci rolului pe care acetia l joac n formarea oxidanilor fotochimici (OX). Acetia sunt componeni mult mai importani ai smogului.

Producerea oxidanilor fotochimici se datoreaz unui proces complex de interacii ale unor anumite hidrocarburi i produi de oxidare a hidrocarburilor cu ciclul fotochimic al dioxidului de azot (fig. 1.2.).

+

Fig. 1.2. Ciclul fotolitic al dioxidului de azot.[2].Dioxidul de azot care iniiaz procesul este un bun absorbant al radiaiilor UV, ct i al radiaiilor vizibile din energia solar. Se formeaz astfel dou noi specii, monoxidul de azot i oxigenul atomic. Oxigenul atomic este foarte reactiv i poate reaciona cu oxigenul din aer pentru a forma ozon, principalul oxidant din aerul nconjurtor. Atomii de oxigen i ntr-o msur, mai mic reacioneaz cu hidrocarburile aromatice, pentru a forma ali poluani secundari. monoxidul de azot rezultat din fotoliza dioxidului de azot acioneaz ca un regulator natural de ozon i reformeaz dioxidul de azot i oxigenul molecular dup reacia:

NO + O3 NO2 + O2

(1.5.)n acest fel ciclul este nchis.

Deoarece aceast ultim reacie decurge aproape instantaneu nu apar concentraii apreciabile de ozon pn cnd monoxidul de azot nu dispare practic din atmosfera nconjurtoare.

1.2.3. Monoxidul de carbon.Monoxidul de carbon este cel mai rspndit i mai comun poluant al aerului. Emisiile totale de monoxid de carbon n atmosfer depesc pe cele ale tuturor celorlali poluani.

Activitile antropice sunt n mare msur responsabile de contaminarea cu monoxid de carbon iar progresul tehnic a contribuit la actualele concentraii atmosferice de monoxid de carbon.

De-a lungul timpului problema monoxidului de carbon s-a extins de la unele cazuri individuale n mprejurimile fabricilor, la aerul din orae. Interesul s-a deplasat de la efectele acute i adesea mortale, datorate concentraiilor mari, la efecte ce pot aprea ca urmare a unei expuneri ndelungate la concentraii mici.

Monoxidul de carbon este un compus incolor, inodor i insipid, puin mai uor ca aerul. Se prezint n stare gazoas la orice temperatur mai mare de -192C.

Monoxidul de carbon este, n general, rezultatul unuia din urmtoarele procese:

a) combustia incomplet a crbunelui sau a compuilor cu carbon;

b) reacia la temperatur nalt ntre dioxidul de carbon i materialele care conin carbon;

c) la temperaturi nalte dioxidul de carbon disociaz n monoxid de carbon i oxigen.

Formarea oxizilor de carbon este un proces simplu numai n cazul n care reactanii sunt carbonul i oxigenul. Cnd formarea oxizilor de carbon are loc n urma proceselor de combustie n aer a materialelor ce conin crbune, ea implic o succesiune de reacii. Simplificat, combustia carbonului din combustibili are loc n urmtoarele trepte:

2C + O2 2CO

(1.6.)2CO + O2 2CO2.

(1.7.)Prima reacie decurge de cca. 10 ori mai repede dect a doua, astfel nct monoxidul de carbon este un intermediar n toate reaciile de ardere i poate aprea ca produs final dac nu este prezent suficient oxigen pentru a asigura a doua reacie. Monoxidul de carbon poate exist ca produs final chiar dac n amestecul de reacie este suficient oxigen, ns combustibilul i aerul sunt prost amestecate. O amestecare proast conduce la apariia n amestec aer combustibil a unor poriuni localizate, cu deficit de oxigen.

n atmosfer, monoxidul de carbon poate reaciona n diverse moduri.

Reacia cu oxigenul molecular:

2CO + O2 2CO2.

(1.8.)este posibil n straturile joase ale atmosferei, dar este aparent lipsit de importan.

n straturile joase ale atmosferei apar dou reacii de oxidare foarte lente:

CO + O2 CO2 + O

(1.9.)iar n prezena umiditii:

CO + H2O CO2 + H2.

(1.10.)Aceste reacii devin importante ca procese primare n faza gazoas la temperaturi peste 500C i adesea peste 1000C.

Ozonul oxideaz monoxidul de carbon la dioxid de carbon, ns viteza acestei reacii este extrem de mic la concentraiile i temperaturile atmosferice.

n straturile superioare ale atmosferei, radiaia ultraviolet cu lungimi de und mic disociaz dioxidul de carbon n monoxidul de carbon i oxigen atomic, conform reaciei:

CO2 + h CO + O

(1.11.)Dintre numeroasele surse de monoxid de carbon, mai importante sunt: procesele de combustie n sursele staionare, n motoarele cu ardere intern, procesele industriale, incendii, arderea deeurilor etc.

Cea mai important surs de monoxid de carbon (58%) o reprezint gazul de eapament al vehiculelor ce folosesc drept combustibil fie benzina, fie motorina. Emisiile de monoxid de carbon sunt mai mari pentru viteze mai mici sub 35 km/or, din cauza creterii frecvenei accelerrilor/ncetinirilor i mersului la relanti. Un trafic la viteze ridicate ar reduce emisiile masive provenite din gazul de eapament al automobilelor, n cadrul oraelor.

n fiecare an, ca rezultat al activitii oamenilor se emite suficient monoxid de carbon pentru ca concentraia lui n atmosfer s se dubleze n 4 5 ani.

Timpul de circulaie a monoxidului de carbon n atmosfer nu este cunoscut cu siguran. n general, se estimeaz timpul mediu de meninere la cca. 5 ani. S-a demonstrat relativa inerie a monoxidului de carbon n reaciile cu constituenii normali ai atmosferei. Absena reaciilor fotochimice elimin posibilitatea reaciilor care ar putea constitui un mecanism de ndeprtare a monoxidului de carbon din straturile atmosferice inferioare, o excepie fcnd reacia cu radicalul hidroxil. S-a calculat c concentraia global medie de hidroxil de numai 10-9 10-8 ppm ar fi suficient pentru a converti tot monoxidul de carbon emis, la dioxid de carbon.1.2.4. Pulberile.n general, pulberile din atmosfer se clasific, dup dimensiuni, n dou mari grupe:

pulberi n suspensie cu diametre mai mici de 20m, avnd n atmosfer un compartiment asemntor gazelor;

pulberi sedimentabile cu diametre mai mari de 20m, care, dup ce sunt emise n atmosfer, depun pe sol, vegetaie, ape i construcii.

Poluarea atmosferei cu pulberi are multe surse. n primul rnd, industriile metalurgic i siderurgic, apoi centralele termice pe combustibili solizi, fabricile de ciment, transporturile rutiere, haldele i depozitele de steril. O surs major de pulberi o constituie activitile miniere, n special cele de suprafa.

Impactul negativ al activitilor miniere asupra mediului nconjurtor este unul direct, care ine strict de activitatea de extragere propriu zis a zcmintelor de substane minerale utile i altul indirect, legat de activitile de prelucrare a minereurilor.

n principal, activitile din industria minier care contribuie la poluarea cu pulberi n suspensie i sedimentabile a atmosferei sunt:

activitile de derocare prin explozie;

transportul cu benzi, prin praful care se formeaz la punctele de deversare transbordare i depunere n hald a materialului;

transportul auto al materialului steril din uzinele de preparare spre iazurile de decantare i halde, prin praful format pe drumurile de acces i la descrcare;

antrenarea de ctre curenii de aer i mijloacele de transport a prafului fin depus pe platforma haldelor;

autoaprinderea haldelor datorit elementelor combustibile pe care le conin i care duce la degajarea unor mari cantiti de particule i gaze ce se rspndesc n atmosfer;

utilajele folosite la nivelarea i amenajarea haldelor, prin gazele de eapament i praful rezultat n timpul procesului tehnologic.

Particulele solide se depun n jurul surselor de poluare n funcie de mrimea i densitatea lor, dar precipitaiile i curenii de aer influeneaz distanele i direciile de rspndire a poluanilor.

n perioadele cu fenomene meteorologice nefavorabile (cea, inversie termic) impurificarea aerului crete prin acumularea de pulberi.

Particulele din atmosfer prezint fenomenul de absorbie ndeosebi funinginea i crbunele pentru alte particule lichide sau gazoase.

Particulele solide absorb substane toxice din aer (de exemplu metale grele n cazul cenuii de crbune) sporindu-i astfel toxicitatea, acestea devenind foarte agresive.1.2.5. Metalele grele.

Prin termenul de metale grele se nelege o serie de elemente cu densitate ridicat (peste 5 kg/dm3). Abundena actual a metalelor grele n mediile de via este rezultanta a dou componente: una de natur geogen i alta de natur antropogen. Abundena natural la nivelul diferitelor pri componente ale mediului nconjurtor este de regul, n acord cu abundena primar din roci i cu necesarul cerut de procesele geochimice i biochimice n care aceste elemente sunt implicate. Existena zcmintelor n subsol se reflect la nivelul solului se reflect la nivelul solului prin apariia anomaliilor pedogeochimice. n funcie de amplasamentul lor, anomaliile vor influena n mod diferit celelalte componente ale mediului nconjurtor i anume: de la unele modificri n compoziia chimic, la modificri morfologice, n special la plante i chiar la instalarea unor boli la plante i animale. De-a lungul timpului s-a realizat i o selecie natural a speciilor vegetale, unele rezistnd i adaptndu-se la condiiile de ncrcare ridicat a solului devenind astfel plante indicatoare pentru areale cu concentraii anormale n elemente metalice.Activitatea antropic prezint o surs important de acumulare a metalelor grele n sol. Dac se are n vedere faptul c, practic cea mai mare parte a solurilor sunt supuse acestor forme de impact, se poate aprecia c factorul antropic influeneaz aproape n totalitate nivelul actual general al prezenei metalelor grele n sol.Nivelul de abunden antropogen este semnificativ i bine conturat pe suprafeele de teren din zonele de influen ale unitilor industriale puternic poluante cu metale grele i pe solurile pe care s-au aplicat tehnologii agricole intensive cum ar fi fertilizarea, n special cu ngrminte pe baz de fosfor, aplicarea de dejecii de la combinatele de cretere a animalelor, de nmoluri de la staiile de epurare i irigare cu ap uzat.

Mai multe metale grele, precum mercurul, plumbul, cadmiul sunt privite n mod normal ca nefavorabile din punct de vedere biologic. Emisiile provenite de la termocentralele pe crbune conin pe lng gaze (SO2, NOx, CO2) i metale grele. Astfel solurile din jurul termocentralelor au concentraii de metale grele mai mari dect valorile gsite n solurile normale.Dintre metalele grele, plumbul se gsete n cantitatea cea mai mare n atmosfer, n special n aerul din zonele urbane, acest lucru datorndu-se n special autovehiculelor. Dei industria este considerat o surs major de poluare cu plumb, totui n marile orae se consider c 90% din cantitatea de plumb care intr n atmosfer provine din arderea benzinei.De asemenea, coninutul de plumb din aer este n corelaie cu concentraia n plumb din stratul superficial al solului. Astfel, n sudul Norvegiei, unde densitatea populaiei este mare, concentraia plumbului din sol depete 120 ppm., pe cnd n zona central i de nord, puin populate, nu depete 25 ppm.

Atmosfera slujete drept colector nu numai a poluanilor organici ci i a metalelor, n particular a unor metale toxice cum sunt mercurul, plumbul, cadmiul.

Metalele ajung n aer sub form de aerosoli solizi care rezult la arderea crbunilor, petrolului, turbei i a unor minereuri, din fumul cuptoarelor de topire la producerea oelului i a aliajelor metalice. Ca rezultat al activitii antropice ajung n atmosfer cantiti de cteva ori mai mari de cadmiu, plumb, staniu, seleniu, telur i alte metale, dect din surse naturale.n cazul mercurului, aportul antropogen reprezint aproximativ 1/3 din toate emisiile acestui metal n atmosfer. Din atmosfer, mercurul cade pe suprafaa solului i apoi, mpreun cu scurgerile de suprafa, ajunge n bazinele acvatice.Conform datelor unor cercettori americani, drept surse de poluare servesc de asemenea: arderea deeurilor solide (13%), industria (11%), arderea crbunelui i a petrolului (3,8%). Din aceste surse de poluare se disperseaz anual deasupra continentelor circa 100 mii tone de Pb.

Un pericol serios l reprezint poluarea aerului cu cadmiu. Surse principale de poluare n acest caz sunt metalurgia feroas, arderea crbunelui (38%), arderea petrolului (12%) etc. Emisiile antropogene de Cd n atmosfer (7 mii t pe an) depesc cu mult emisiile din surse naturale (850 t pe an). mpreun cu hrana i aerul ajung zilnic n organismul omului matur circa 50g Cd. Obinuit, se rein n organism numai 2g Cd iar restul se elimin n curs de 24 ore.Una din primele observaii fcute a fost aceea a existenei unei dependene marcante ntre regiuni n distribuia metalelor grele. Concentraiile cele mai ridicate au fost semnalate n regiunile locuite i unde sunt precipitaii frecvente. De asemenea, concentraiile variaz n funcie de adncimea solului (concentraii ridicate la suprafa i sczute n profunzime).O caracteristic comun a metalelor grele, n general, fie c sunt biologic eseniale sau nu, este aceea c n exces sunt puternic toxice. La plante, poluarea cu metale grele cauzeaz inhibarea creterii, ele putnd deveni extrem de toxice pentru celulele, cauznd n ultim instan moartea plantelor.

Mai multe metale, precum mercurul, plumbul, cadmiul sunt privite n mod natural ca nefavorabile din punct de vedere biologic. Altele, sunt duntoare n concentraii mari, dar eseniale pentru organism n cantiti mai mici.

1.3. Efectele polurii atmosferei.

Rolul pe care n joac atmosfera este extrem de important pentru lumea vie, deoarece ea realizeaz schimburile de energie cu spaiul. Pmntul i atmosfera sa reemit energia solar pe care o absorb sub form de radiaie termic.n toate schimburile radioactive dintre Pmnt i spaiu, atmosfera, prin compoziia sa funcioneaz ca un filtru.

Prin apariia i accentuarea fenomenului de poluare s-au produs modificri importante n compoziia atmosferei, care au dus la declanarea unor fenomene cum ar fi nclzirea global sau epuizarea stratului de ozon, cu urmri nc nebnuite.

n acelai timp, poluarea atmosferei este responsabil de o serie de efecte asupra sntii umane.1.3.1. Efectul de ser.

n decursul timpului s-a stabilit un echilibru ntre dioxidul de carbon produs de animale prin respiraie i asimilat de plante prin fotosintez i oxigenul produs de plante a perturbat acest echilibru, arznd combustibili fosili (deci mrind concentraia de dioxid de carbon i reducnd-o pe cea de oxigen), iar pe de alt parte defrind pdurile (reducnd concentraia de oxigen).

Ca rezultat asistm la creterea cu 3 4% pe deceniu a concentraiei de dioxid de carbon, ceea ce duce la accelerarea efectului de ser, cu consecine nefaste.

Efectul de ser natural este benefic pentru viaa pe Pmnt. Dac nu ar exista efectul de ser temperatura medie a Pmntului ar fi de -18C, ori ea este, de fapt de +15C, deci nclzirea datorit efectului de ser este de ordinul a 33C. Fr efectul de ser natural Pmntul ar fi acoperit de ghea.

Dar, tot efectul de ser este cel care ar putea modifica echilibrul termic al Terrei.

Temperatura suprafeei terestre este reglat de fluxul radiaiilor pe care le primete i pe care le emite. Pe de o parte, solul primete energie solar printr-un filtru: atmosfera. Cea mai mare parte a radiaiilor recepionate sunt din domeniul vizibil i cel infrarou apropiat. Pe de alt parte, nsui solul, pentru c este cald, emite radiaie infraroie care, filtrant i ea prin atmosfer, este retrimis n spaiu.Efectul de ser provine din diferena de transparen a atmosferei, la razele care sosesc (n mare parte din domeniul vizibil) i cele sunt transmise pe Pmnt (n principal infraroii). Or, se consider c atmosfera este mai transparent n sensul Soare Pmnt dect n sensul Pmnt spaiu.

Pentru asigurarea echilibrului, Pmntul trebuie deci, s emit mai multe raze infraroii, ca i cum n-ar exista atmosfer.

Acuzaii principali, rspunztori de creterea efectului de ser sunt dioxidul de carbon i ntr-o msur mai mic metanul. Aceste gaze absorb razele infraroii pe lungimile de und pe care vaporii de ap le las s treac i, ca urmare creterea proprietilor lor n atmosfer are un efect maxim.Creterea proporiei de dioxid de carbon n atmosfer i are originea n arderea combustibililor fosili n principal, iar cea a metanului prin extinderea culturilor, mai ales de orez.

n afara acestor dou gaze, la nclzirea global mai contribuie ozonul (O3), protoxidul de azot (N2O) i hexafluorura de sulf (SF6).

Sectoarele industriale vizate pentru producerea de gaze cu efect de ser sunt: energie, rafinare produse petroliere, producie i prelucrare metale feroase, ciment, var, sticl, ceramic, celuloz i hrtie.Fiecare gaz cu efect de ser difer prin capacitatea sa de a absorbi cldura i durata staionrii n atmosfer, exprimate prin potenialul de nclzire global GWP - Global Warming Potential. GWP sau PGE (Efectul Global Potenial) este o msur a contribuiei fiecrui gaz la nclzirea global, comparativ cu cea a dioxidului de carbon.

Emisiile totale de gaze cu efect de ser sunt reglementate prin Protocolul de la Kyoto. n acest sens totalitatea rilor trebuie s realizeze progrese n ceea ce privete reducerea acestor gaze cu efect de ser. principalele gaze cu efect de ser sunt considerate dioxidul de carbon (CO2), protoxidul de azot (N2O) i metanul (CH4). Efectul global potenial de ser (PGE), se exprim n CO2 echivalent, CO2 avnd prin definiie PGE egal cu 1, N2O multiplicndu-se cu 310, iar CH4 cu 21.Analizndu-se cantitatea de dioxid de carbon la nivelul Uniunii Europene, s-a constatat c cea mai mare cantitate este rezultat n urma producerii de energie electric i termic.

Emisiile de bioxid de carbon la nivel european sunt reprezentate n fig. 1.3.

Fig. 1.3. Ponderea emisiilor de CO2 pe sectoare de activitate n statele UE.Comparativ, n fig. 1.4. sunt prezentate emisiile de dioxid de carbon generate din diferite sectoare de activitate din Romnia.

Fig. 1.4. Ponderea emisiilor de CO2 pe sectoare de activitate n Romnia.

1.3.2. Distrugerea stratului de ozon.

Ozonul este o molecul alctuit din trei atomi de oxigen (O3).

n atmosfera joas (troposfer) se formeaz local n medii urbane poluante, datorit emisiilor de gaze de eapament ale autovehiculelor, n prezena luminii solare.

Aici este un poluant toxic pentru viaa plantelor, animalelor i a omului.

n atmosfera nalt (stratosfer), 15 50km de la suprafaa Terrei, ozonul se formeaz n mod natural prin aciunea radiaiilor ultraviolete din Romnia solar asupra moleculelor de oxigen.Radiaiile ultraviolete sunt radiaiile electromagnetice cu lungimi de und mai mic dect radiaiile luminii percepute de ochiul omenesc.

Dup lungimea de und sunt de trei tipuri:

radiaii ultraviolete lungi (A), cu lungimea de und () ntre 380 315nm. Acestea prezint cea mai mare parte a energiei UV care au aciune eritrogen slab.

radiaii ultraviolete medii (B), cu lungimi de und ntre 315 280nm, sunt cele mai eritrogene, dar pot avea i o aciune oncogen (carcinogen). Ele sunt responsabile de apariia cancerului de piele. Sunt parial absorbite de stratul de ozon.

radiaii ultraviolete scurte (C), cu lungimea de und ntre 280 100nm. Sunt cele mai duntoare pentru organism. n mod normal acestea ar trebui s fie absorbite de stratul de ozon din stratosfer, att timp ct grosimea acestuia nu este afectat.

ns, capacitatea de absorbie a sczut n ultimii ani datorit subierii stratului de ozon din cauza emisiilor de substane distrugtoare a ozonului, utilizate pe scar larg n industrie.Trebuie menionat faptul c cele dou probleme i anume, excesul local de ozon troposferic i deficitul global de ozon stratosferic exist simultan i sunt independente, deoarece ntre straturi ale atmosferei curenii de amestec sunt neglijabili.

Dac ar fi comprimat la presiunea atmosferic de la suprafaa Terrei, stratul de ozon din atmosfera nalt a avea o grosime de 3mm.

Distrugerea stratului de ozon din atmosfera nalt este datorat aciunii unor substane chimice emise n mod artificial i cunoscute sub numele de substane care epuizeaz stratul de ozon (ODS).

ntre substanele distrugtoare ale stratului de ozon cele mai rspndite sunt:

Clorofluorocarbonii (CFC): se utilizeaz ca ageni de rcire, la splarea maselor plastice, a metalelor, a componentelor electronice, ca propulsori n sprayuri, pentru spume industriale i poliuretanice; Fluorocarbonii (FC): sunt substane chimice similare CFC, dar nu conin clor;

Fluorocarbonii hidrogenai (HFC): sunt substane chimice la care o parte din atomii de halogen (Cl, Br, I, F) sunt nlocuii de hidrogen;

Clorofluorocarbonii hidrogenai (HCFC) sau hidroclorofluorocarbonii: sunt utilizai la fel ca FC i HFC la nlocuirea CFC;

Halonii: sunt substane chimice halogenate n ntregime. Se folosesc la sistemele de rcire ale frigiderelor.

La toate substanele menionate responsabilitatea distrugerii ozonului i revine atomului de halogen.

Distrugerea stratului de ozon din stratosfer determin creterea cantitii de radiaii ultraviolete nocive ce ating suprafaa Terrei cu urmtoarele consecine:

creterea incidenei cazurilor de cancer al pielii i cataract la om; reducerea productivitii planctonului oceanic;

reducerea productivitii plantelor terestre;

scderea capacitii sistemului imunitar la animale marine i terestre.

Prin convenia de la Viena (1985) privind protecia stratului de ozon, au fost stabilite msuri adecvate pentru a proteja sntatea uman i mediul nconjurtor mpotriva efectelor negative rezultate sau ar putea rezulta din activiti umane care afecteaz stratul de ozon. Convenia a deschis drumul spre adoptarea Protocolului de la Monreal din 1987, care reglementeaz producia i consumul de ODS substane care epuizeaz stratul de ozon.

Dovezile tiinifice au evideniat ns o serie de legturi ntre deprecierea stratului de ozon i fenomenul de nclzire global. S-a demonstrat c unele fenomene pot amplifica sau diminua pe celelalte, i implicit independena fenomenelor motiveaz necesitatea armonizrii prevederilor celor dou protocoale, de la Kyoto privind gazele cu efect de ser i de la Monreal, privind ODS. Aceste dou protocoale trebuie armonizate deoarece de exemplu, cteva substane care urmeaz a fi eliminate conform Protocolului de la Monreal, au ca alternative de nlocuire substane care intr sub incidena Protocolului de la Kyoto, i pentru care acesta prevede msuri de reducere a emisiilor.De exemplu, clorofluorocarburile (CFC) i alte ODS (cum sunt halonii, tetraclorura de carbon, hidrofluorocarburile HCFC) sunt n acelai timp gaze cu efect de ser, ale cror poteniale globale de nclzire (GWP) sunt mult mai ridicate dect al CO2, gaz de referin pentru msurarea potenialului global de nclzire.

n acelai timp, creterea radiaiei UVB, rezultat al deprecierii stratului de ozon, poate avea efecte distructive asupra florei i faunei, care acioneaz ca moderatori ai CO2. Datorit acestui fenomen, nivelul CO2 n atmosfer este mai ridicat dect nivelul prevzut de media anual, i implicit se amplific fenomenul de nclzire global.1.3.3. Efectele asupra sntii umane.

Agenii poluani din aer au efecte diferite, n funcie de perioada cnd acioneaz i de concentraia pe care o au n momentul cnd acioneaz.

Omul poate suferi direct aciunea agenilor poluani, ca de exemplu prin inhalare, sau indirect, prin consumul de produse poluate.

Din punct de vedere al aciunii asupra organismului uman, poluanii atmosferici pot fi mprii n mai multe grupe.

Poluanii iritani, produc efecte asupra mucoasei oculare i ndeosebi asupra aparatului respirator. n aceast grup intr pulberile netoxice, precum i o sum de gaze i vapori ca dioxidul de sulf, dioxidul de azot, ozonul i substanele oxidante, clorul, amoniacul etc.

n cazul particulelor, atunci cnd sunt inhalate, ele sunt filtrate selectiv prin sistemul respirator astfel: (Fig. 1.5.)

la nivelul foselor nazale sunt reinute particulele mari, peste 7m; de-a lungul traheo-bronic sunt reinute particulele de mrime cuprins ntre 7 i 3m; la nivelul plmnilor ajung particulele mai mici de 3m;

la alveole sunt reinute particulele mai mici de 2m.

Fig. 1.5. Efectele pulberilor asupra sntii n funcie de dimensiunea particulelor.Poluanii iritani determin modificri la nivelul cilor respiratorii, producnd, ndeosebi hipersecreie i alterarea activiti cililor vibratili i la nivelul alveolelor pulmonare.Dintre bolile favorizante de poluanii iritani, cele mai caracteristice sunt cele cuprinse n termenul bronhopneumopatii cronice obstructive, n care se include i bronita cronic, emfizemul pulmonar, astmul bronic.

Frecvena bronitei cronice este crescut n teritoriile cu atmosfera poluat cu ageni iritani. De exemplu, datele sugereaz c o medie anual a dioxidului de sulf din aer de 200g/m3, asociat cu concentraie medie anual de suspensii de peste 150m/dm3, ne putem atepta la o cretere a frecvenei bronitei cronice la populaia adult din mediul urban.

Poluanii iritani favorizeaz apariia unor boli ale cilor respiratorii superioare (rinofaringite) la copii.Poluanii iritani sunt incriminai i ca ageni agravani ai infeciilor respiratorii acute microbiene i virotice, att la aduli, ct i la copii, cu importante consecine de ordin social.

Poluani fibrozani produc modificri fibroase la nivelul aparatului respirator. Printre cei mai rspndii sunt: dioxidul de siliciu i oxizii de fier sau compuii pe baz de cobalt, bariu etc., care sunt mult mai agresive la locul de munc.

Poluanii toxici asfixiani sunt cei care mpiedic asigurarea cu oxigen a esuturilor organismului. Dintre poluanii atmosferici cu efect asfixiant, cel mai important este monoxidul de carbon, care formeaz cu hemoglobina un compus relativ stabil (carboxihemoglobina) i mpiedic astfel oxigenarea sngelui i transportul de oxigen ctre esuturi. n funcie de concentraia din aer i timpul de expunere se realizeaz o anumit proporie de carboxihemoglobin, determinnd fenomene toxice grave, rapid mortale cnd proporia de carboxihemoglobin depete 60% din hemoglobina total. Intoxicarea acut este relativ rar, aprnd practic numai n spaii nchise, n prezena unor surse importante de CO.Poluanii sistematici sunt toxici care, dup ptrunderea n circulaia general, determin leziuni specifice la nivelul anumitor organe sau sisteme.

n aceast grup este cuprins un numr mare de substane poluante din atmosfer. Printre poluanii sistemici mai importani sunt metalele grele (plumbul, mercurul, cadmiul), fluorul dar i pesticidele organoclorurate i organofosforice. Poluanii sistematici ajung n organism fie direct din aer prin respiraie, cum e cazul metalelor grele care sunt adsorbite pe particulele n suspensie, sau indirect o dat cu alimentele, cum este cazul pesticidelor.

Poluanii alergenici pot fi de origine natural (polen, fungi, etc.) sau provenii din surse artificiale provenii din industria maselor plastice, industria farmaceutic, fabricarea insecticidelor. Ei sunt responsabili de un numr foarte mare de alergii respiratorii sau cutanate.Poluanii cancerigeni din aer pot fi de natur organic sau anorganic.

Dintre poluanii organici cancerigeni din aer, cei mai rspndii sunt hidrocarburile policiclice aromatice ca benzipirenul, benzantracenul etc.. Cel mai rspndit este benzipirenul, provenit din procese de combustie att fix, ct i mobile. Ia natere n timpul arderii, volatilizeaz la temperatur ridicat i condenseaz rapid pe elementele n suspensie. Prezena sa n aer indic un risc crescut de cancer pulmonar.

Efectele cancerigene se atribuie i insecticidelor organoclorurate, precum i unor monomeri folosii la fabricarea maselor plastice.

Dintre poluanii cancerigeni anorganici mai importani sunt azbestul, arsenul, cromul, nichelul.

De asemenea s-au pus n eviden efectele metagene i teratogene pentru o serie de poluani din mediu, cum ar fi compuii organoclorurai, organofosforici, organomercurici, erbicide i unele substane anorganice (fluoruri, oxizi de azot) etc..

Capitolul 2. STADIUL ACTUAL AL POLURII AERULUI CU PM10 I METALE GRELE

N ZONA DE INFLUEN A TERMOCENTRALEI ROVINARI.2.1. Modaliti de recoltare a pulberilor din aer.

n funcie de mrime, recoltarea impuritilor din aer se realizeaz prin dou modaliti.

prin sedimentare, pentru particulele mai mari, avnd la baz principiul gravitaiei; prin aspiraie, care se execut dup urmtoarea schem general:

un dispozitiv de aspiraie, reprezentat de un sistem de vacuum (pomp, sistem hidraulic), situat astfel fa de celelalte dispozitive nct aerul aspirat trece prin el numai dup ce a trecut prin dispozitivele de reinere i msurare;

un dispozitiv de msurare a debitului sau volumului total de aer recoltat;

un dispozitiv de reinere a substanei analizate (particule), care const dintr-un filtru uscat, umed sau o suprafa de impact, unde se reine substana urmrit.

Particulele de dimensiuni inferioare celor sedimentabile sunt foarte importante din punct de vedere meteorologic, cci ele constituie nuclee de condensare a vaporilor de ap. Particulele cu dimensiuni mai mici de 10m rmn suspendate n atmosfer i influeneaz intensitatea radiaiei solare i indirect temperatura din troposfer.Datorit persistenei lor n aer i nocivitii ridicate prin adsorbia altor poluani, inclusiv metale grele, legislaia de mediu impune determinarea particulelor cu dimensiuni sub 10m, respectiv PM 10 i PM2,5Din cauza dimensiunilor mici ale particulelor, i deci a suprafeelor specifice mari acestea au proprieti caracteristice: adsorbie, agregare, ncrcare electric, absorbie de radiaii.2.2. Poluarea aerului cu PM10 n zona Rovinari.

Monitorizarea calitii aerului n zona Rovinari se face cu ajutorul unei staii automate de monitorizare. Aceasta este amplasat n partea de sud-est a oraului Rovinari i la o distan de aproximativ 1000m de termocentral, tot spre sud-est fa de acesta.Staia este de tip industrial i are n dotare analizoare automate pentru msurarea concentraiilor de dioxid de sulf, oxizi de azot, monoxid de carbon i ozon, precum i o instalaie de absorbie pentru colectarea pe filtre speciale a particulelor PM10 n vederea determinrii acestora prin metoda gravimetric.

Datele colectate de staia automat sunt transmise, la intervale de o or, ca medii orare, ctre serverul local aflat la Agenia de Protecia Mediului Tg. Jiu, de unde , n urma verificrii i validrii sunt transmise ctre centrul naional, n vederea certificrii, ntocmirii de rapoarte i informrii publicului.Calitatea aerului este reprezentat prin indicii de calitate sugestivi, stabilii pe baza valorilor concentraiilor poluanilor atmosferici msurai.

Indicele specific de calitate a aerului reprezint un sistem de codificare a concentraiilor nregistrate pentru fiecare dintre poluai monitorizai. Pe baza indicilor specifici se stabilete indicele general de calitate a aerului, ca fiind cel mai mare dintre indicii specifici corespunztori poluanilor monitorizai.

Pentru a se putea calcula indicele general de calitate, trebuie s fie disponibili cel puin trei indici specifici corespunztori poluanilor msurai.

Indicele general de calitate a aerului

Indicele general de calitate a aerului poate lua valori de la 1 la 6 astfel: 1 excelent, 2 foarte bun, 3 bun, 4 mediu, 5 ru, 6 foarte ru.

Domeniile de concentraii pentru stabilirea indicelui general

Tabelul 2.1.

Indice generalDomenii de concentraii pentru:

SO2NO2COO3PM10

1(excelent)0 49,90 49,90 2,90 39,90 9,9

2(foarte bun)50 74,950 99,93 4,940 79,910 19,9

3(bun)75 124,9100 139,95 6,980 119,920 29,9

4(mediu)125 349,9140 199,97 9,9120 179,930 39,9

5(ru)350 499,9200 399,910 14,9180 239,940 49,9

6(foarte ru)>500>400>15>240>100

Metoda de referin pentru prelevarea i msurarea fraciunii PM10 este cea descris n Norma European EN 12341/1998. Calitatea aerului. Determinarea fraciei PM10 de materii sub form de pulberi n suspensie.[6].Principiul de msurare este bazat pe prelevarea pe un filtru a fraciunii PM10, separat din particulele n suspensie din aer i determinarea gravimetric a acestora.

nainte i dup prelevarea probelor, filtrele se condiioneaz timp de 24 ore prin uscare. Diferena dintre masa filtrat dup expunere i masa filtrului nainte de expunere reprezint cantitatea de pulberi n suspensie (fraciunea PM10). Coninutul de PM10 se calculeaz cu ajutorul relaiei:

(2.1.)

n care:

m1 = masa filtrului dup expunere;

m2 = masa filtrului nainte de expunere;

V = volumul de aer aspirat.

Interpretarea rezultatelor s-a fcut conform Legii nr. 104/2011 privind calitatea aerului nconjurtor.

Pentru indicatorul de calitate a aerului PM10 Legea 104/2011 prevede o valoare limit zilnic, pentru protecia sntii umane de 50g/m3.

n vederea stabilirii gradului de poluare a aerului cu pulberi n suspensie, fraciunea PM10, din zona Rovinari, vor fi analizate rezultate la msurtorilor efectuate n cursul anului 2013.Rezultatele msurtorilor sunt prezentate n tabelul 2.2..

Concentraii medii zilnice de PM10 n anul 2013 n zona Rovinari

Tabel 2.2.

Luna

zileIFMAMIIASOND

148,4042,5840,9745,5116,5327,3446,6918,804,4545,3344,77

248,7741,4042,3345,6913,1737,6938,4137,707,6348,5937,39

336,0646,2312,2639,8824,5339,7046,8534,3414,9961,8641,40

413,9934,5233,7035,7937,7937,2527,2575,4942,39

546,2080,3645,3240,2136,2539,6133,7936,0431,0743,9444,49

613,0885,9131,7039,3122,2629,4337,9546,0626,9832,0540,12

740,1472,4819,8032,5216,1720,0836,3132,1634,4139,1520,89

843,8926,1663,3616,9935,4311,7224,3538,8722,6237,6848,4014,99

946,3720,8048,6624,3529,8015,3538,1563,2327,0738,5955,3248,24

1071,4638,5233,8832,3236,7922,8048,0542,3347,1543,5137,2547,97

1179,9245,7838,1535,0229,2539,3425,0740,9748,4047,4247,49

1261,8647,958,5443,5728,2528,3443,5934,1637,6146,1465,6693,96

1339,7934,9715,8115,5347,7836,3449,3344,4223,9823,7170,86109,07

1447,4914,0819,8931,5230,7833,8819,3542,4226,8944,5943,2381,82

1590,7223,0733,5235,1144,3322,0728,9823,358,3643,5129,7173,47

16103,7327,7117,7138,0432,2319,9933,9630,7036,5238,9753,67

1768,2234,9729,4342,1121,9847,9728,8937,7028,4355,7846,41

1845,5137,9748,7867,8243,5139,4314,9946,8743,22

1929,8943,0547,7855,2043,1442,2443,2441,7048,42

2043,1540,4262,1148,5737,9735,4347,7724,8054,4947,67

2194,3041,6941,7042,7062,1144,9525,5347,0321,3542,4092,92

2247,4917,4426,8931,3229,6145,1537,7043,3125,5378,2549,1280,45

2349,965,9039,6843,2013,9929,6140,7041,6834,3256,7534,1690,30

2442,3010,1724,9845,9528,7123,0734,6034,5230,3460,0319,44106,20

2522,8020,8022,1742,3024,8028,0749,4235,0743,1565,2086,12

2623,8014,2624,8946,475,8330,9847,8540,5244,2443,3218,8073,22

2725,8920,8930,8037,2319,5336,7041,9543,1438,3141,0521,0882,56

2848,9244,6034,2535,6034,5928,2532,7921,2621,3548,9437,0697,47

2968,3039,1540,3046,4136,3438,5026,3413,6339,1231,7743,42

30102,5029,6137,4342,616,0038,8635,516,4560,7441,2443,24

3190,6342,6139,9525,4455,4837,59

media lunar55,1235,6135,3537,1934,1328,8636,4738,2529,9940,2544,0460,04

Datele au fost preluate de la Agenia pentru Protecia Mediului Trgu-Jiu.Valorile reprezint mediile zilnice de PM10 nregistrate n anul 2013.

Se observ c n cursul anului s-au nregistrat i au fost validate 342 msurtori medii zilnice de pulberi n suspensie, ceea ce reprezint 93,7% din total zile calendaristice din an.Urmrind mediile zilnice din fiecare lun i raportndu-se la numrul total de zile din luna respectiv se constat c cele mai puine msurtori au fost efectuate n lunile ianuarie, martie, mai, august i octombrie, cnd procentul de msurtori a reprezentat puin peste 87% din total zile/lun. La polul opus se situeaz lunile februarie, aprilie, iulie i decembrie, cnd procentul msurtorilor efectuate a fost de 100%.

Din cele 342 de valori medii nregistrate i validate, doar 45 s-au situat peste limita admis, ceea ce reprezint 13,1%. Dintre acestea, cele mai multe au fost nregistrate n lunile ianuarie i decembrie, acestea reprezentnd mai mult de jumtate (51,1%) din totalul depirilor nregistrate n anul 2013.

Astfel, n luna ianuarie, din totalul mediilor zilnice validate, 37% s-au situat peste limita admis. (Fig. 2.1.)

Fig. 2.1. Variaia concentraiilor medii zilnice de PM10 n lunaianuarie 2013 n zona Rovinari.Cea mai mare concentraie medie zilnic a acestei perioade din an s-a situat cu 107% peste limita admis, iar cea mai mic cu cca. 74% sub aceast limit.n decembrie, numrul depirilor a fost mai mare, reprezentnd aproape 42% din totalul mediilor zilnice. (Fig. 2.2.).

Aceast lun a reprezentat perioada din timpul anului 2013 cnd s-au nregistrat cele mai mari concentraii de PM10.Astfel, valoarea medie zilnic cea mai mare s-a situat cu 118% peste valoarea limit admis, iar cea mai mic medie zilnic cu aproape 70% sub aceast limit.

Fig. 2.2. Variaia concentraiilor medii zilnice de PM10 n luna

decembrie 2013 n zona Rovinari.Cele dou luni menionate au fost de astfel i singurele n care mediile lunare au fost mai mari dect limita admis, cu 10,2% n luna ianuarie i, respectiv 12% n decembrie. (Fig. 2.3.).Chiar dac i n alte luni ale anului au existat valori medii zilnice care s-au situat peste limita admis, mediile lunare au fost mai mici dect valoarea limit.Perioadele din timpul anului n care toate concentraiile medii zilnice s-au situat sub valoarea limit admis au fost lunile iunie, iulie i septembrie. (Fig. 2.4.).

De astfel, luna iunie a reprezentat perioada din cursul anului cnd s-au nregistrat cele mai mici concentraii de PM10.

Astfel, cea mai mare concentraie medie zilnic a reprezentat aproape 96% din valoarea limit admis, iar cea mai sczut 12%.Media lunar a acestei perioade a fost cu cca. 42,3% mai mic dect valoarea limit admis.

Fig. 2.3. Variaia concentraiilor medii zilnice de PM10 n anul 2013 n zona Rovinari.

Fig. 2.4. Variaia concentraiilor medii zilnice de PM10

n lunile iunie, iulie, septembrie 2013 n zona Rovinari.2.3. Poluarea aerului cu metale grele n zona Rovinari.

Metalele grele analizate din pulberile n suspensie colectate pe filtre au fost: plumb, arsen, cadmiu i nichel. Pentru acestea metoda utilizat a fost conform standardului SR EN 14902/2007. Calitatea aerului nconjurtor: Metod standardizat pentru determinarea Pb, Cd, As i Ni n fracia PM10 a particulelor n suspensie.

Dup condiionare, filtrele pe care au fost reinute pulberile n suspensie (PM10) sunt supuse mineralizrii cu ajutorul unui digestor. Mineralizarea se realizeaz cu ajutorul acidului azotic i a apei oxigenate.

Citirea metalelor grele din probele mineralizate s-a fcut cu un spectrometru cu absorbie atomic Perkin Elmer Aanalyst 700, cu flacr i cuptor de grafit, cu schimbare automat a sursei de atomizare.

Masa fiecrui element analizat de pe filtre se calculeaz cu formula:

(2.2.)

unde:

ma = este masa elementului analizat, n ng;

a = este concentraia masic a elementului n soluia de prob, n ng/mL;

Vs = este volumul soluiei de prob, n mL, indicat de soft;

F = este factorul de diluie, indicat de soft (F=1 atunci cnd nu se realizeaz diluia soluiei de prob);

Atot = este suprafaa filtrului expus, n cm2;

Apart = este suprafaa prii dezagregate a filtrului, n cm2 (n acest caz Atot = Apart).

Astfel, ecuaia devine:

(2.3.)

Aceeai procedur este parcurs i pentru probele martor.

Dup aceea, se calculeaz concentraia Ca a fiecrui element n aerul prelevat, n ng/m3 cu ajutorul urmtoarei ecuaii:

(2.4)

unde:

Ca = este concentraia masic a elementului a n aerul prelevat, n ng/m3;

ma = este masa elementului colectat pe filtru, n ng;

mLa = este valoarea medie a filtrului martor de laborator, n ng;

V = este volumul de aer prelevat, n m3.

Conform SR EN 14902, concentraiile se raporteaz la condiiile ambientale (condiiile prelevrii probei).Valorile concentraiilor medii lunare, medii anuale i valorile limit admise pentru elementele analizate sunt prezentate n tabelul 2.3..

Concentraii de metale grele n PM10 din aer n zona Rovinari (2013).

Tabel 2.3.

Metale grele

Lunile anuluiPb

(g/m3)As

(ng/m3)Cd

(ng/m3)Ni

(ng/m3)

ianuarie0,01091,33190,90870,7675

februarie0,00781,94901,08410,1933

martie0,00681,66450,51010,7216

aprilie0,00400,97090,4620

mai0,00330,91550,2802

iunie0,00182,59900,2640

iulie0,00781,7827

august0,00791,5329

septembrie0,00571,36930,18581,6618

octombrie0,00361,25251,02080,1908

noiembrie0,00520,86900,81500,1798

decembrie0,00270,42960,41560,4222

media anual0,00561,38890,70570,5143

V.L.A.0,56520

Pentru metalele grele analizate valorile limit admise sunt considerate mediile anuale.

Interpretarea rezultatelor obinute s-a fcut conform cu prevederile Legii 104/2011 privind calitatea aerului nconjurtor.[4].1.1.1. Poluarea cu plumb.

Valoarea limit admis pentru plumb este de 0,5g/m3.Cele mai mari concentraii de plumb n aer au fost nregistrate n luna ianuarie, cnd media lunar a nregistrat cea mai mare valoare, ea reprezentnd peste 16% din suma mediilor lunare.

Concentraiile cele mai mici au fost nregistrate n luna iunie, media acestei perioade reprezentnd cca. 2,7% din suma anual i fiind de peste 270 de ori mai mic dect valoarea limit admis.

n ceea ce privete concentraia medie anual, cea care se raporteaz la valoarea limit, aceasta a fost de peste 89 de ori mai mic dect limita admis pentru plumb n aerul nconjurtor.

1.1.2. Poluarea cu arsen.

Cele mai importante surse de poluare a aerului cu arsen sunt arderea crbunilor, procesele metalurgice i utilizarea pesticidelor pe baz de arsen.

Valoarea limit anual pentru arsen este de 6ng/m3.

Spre deosebire de plumb, concentraiile de arsen n aer au fost mult mai apropiate de valoarea limit admis.

Astfel, concentraiile cele mai mari de arsen n aer au fost nregistrate n luna iunie, media acestei perioade reprezentnd 43,3% din valoarea limit admis i 15,6% din suma concentraiilor lunare.

Cele mai mici concentraii s-au nregistrat n luna decembrie, media lunar a acestei perioade reprezentnd doar 7,1% din limita admis i 2,6% din suma concentraiilor lunare pentru arsen. (Fig. 2.5.).

Fig. 2.5. Variaia concentraiilor medii lunare de arsen n zona Rovinari.n ceea ce privete media anual, aceasta a reprezentat 23,1% din valoarea limit admis.

1.1.3. Poluarea cu cadmiu.

Pentru cadmiu valoarea limit admis n aerul nconjurtor este de 5ng/m3.

Concentraia medie anual obinut pentru cadmiu n anul 2013 a reprezentat doar 14,1% din valoarea limit admis.

n cazul cadmiului, concentraiile cele mai mari s-au nregistrat n lunile februarie i octombrie, cnd mediile lunare ale acestor perioade au reprezentat peste 20% din valoarea limit admis.

Concentraiile cele mai sczute au fost msurate n luna septembrie, cnd media lunar a reprezentat numai 3,7% din valoarea limit admis.

1.1.4. Poluarea cu nichel.

Prezena nichelului n aerul nconjurtor este permis pn la valoarea de 20 ng/m3.Comparnd concentraiile medii lunare cu valoarea limit admis, se constat c acestea se situeaz mult sub limit.Cele mai mari concentraii de nichel n aer au fost nregistrate n luna septembrie, pentru aceast perioad media lunar obinut reprezentnd 8,3% din valoarea limit admis.

Concentraiile cele mai sczute au fost nregistrate n luna noiembrie, media lunar a acestei perioade fiind de sub 1% din valoarea limit admis.

n ceea ce privete concentraia medie anual, aceasta a reprezentat n anul 2013 cca. 2,6% din limita admis.

Capitolul 3. STADIUL ACTUAL AL POLURII AERULUI CU PM10 I METALE GRELE N ZONA DE INFLUEN A TERMOCENTRALEI TURCENI3.1. Monitorizarea calitii aerului n zona Turceni.

Pentru zona Turceni, reeaua de monitorizare a calitii aerului include o staie automat de monitorizare amplasat n partea de nord-vest fa de termocentral. Cu ajutorul acestei staii automate sunt monitorizai poluanii gazoi cei mai importani ca: dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NO, NOx i NO2), monoxidul de carbon (CO) precum i pulberile n suspensie, fraciunea PM10.

De asemenea, pentru monitorizarea pulberilor sedimentabile exist o reea format din ase puncte de monitorizare, amplasate perimetral n jurul termocentralei, la diferite distane de aceasta.Datele colectate de la staia automat de monitorizare sunt transmise, la interval de o or, ca medii orare, ctre serverul centrului local (Agenia pentru Protecia Mediului), de unde, n urma verificrii i validrii, datele sunt transmise ctre centrul naional, n vederea certificrii, ntocmirii de rapoarte i informrii publicului.

3.2. Poluarea aerului cu PM10 n zona Turceni.

Pentru stabilirea stadiului actual de poluare a aerului cu PM10 n zona Turceni, vor fi analizate datele obinute n urma msurrilor efectuate pe parcursul anului 2013.Rezultatele cu concentraiile medii zilnice de PM10 sunt prezentate n tabelul 3.1.

Concentraii medii zilnice de PM10 n anul 2013 n zona Turceni

Tabel 3.1.

Luna

zileIFMAMIIASOND

164,8318,9933,5222,8010,0822,2615,812,8244,15

243,3047,0623,5323,6215,4427,7116,724,8232,98

369,6814,7224,5313,5427,438,9910,36

423,9814,4415,9026,166,5414,17

531,7043,2442,0611,2619,6215,6318,62

611,8142,8613,7218,0830,3421,9820,35

719,9947,6013,4416,7227,6212,45

837,6115,537,4533,6125,8033,7024,71

943,7039,0412,2625,8940,7020,5330,5229,61

1059,4926,4444,6922,0717,7138,5220,5336,1632,43

1174,2136,7013,4420,5320,1736,3423,8031,61

1248,2446,9737,1327,8922,6723,1621,5320,5337,8819,8946,78

1333,2137,1511,2617,8126,891,5426,7115,6260,68

1438,786,909,9912,1713,447,9040,0516,8169,86

1529,5214,1712,4516,4416,445,728,9955,41

166,6325,0720,8017,9020,8011,3621,5317,2652,60

1743,6922,3525,1634,1623,3527,8914,635,8124,8041,42

1823,1623,8931,1636,4326,3422,0730,166,0913,1724,9835,88

1916,0831,0737,5227,3428,3429,616,0020,176,5453,42

2038,1538,3432,1631,169,0827,7133,25

2148,5938,3435,5230,3423,2631,1635,349,0827,7133,256,18

2242,336,548,6328,7138,7023,3510,6335,7924,5386,12

2319,896,0915,3528,3411,1745,3324,8912,4539,8813,4476,94

2428,984,5418,7125,7118,9022,2620,628,7242,5110,9092,57

256,723,0915,2628,1611,1718,9022,8016,2617,262,5471,40

2615,263,9110,8135,7012,638,5426,8019,3524,4434,164,4544,42

2722,5318,2617,8132,1612,6310,8025,1626,8915,3530,891,5455,14

2849,6035,1610,5428,161,1811,7226,3420,7112,7234,5215,6346,42

2969,8632,8932,8939,5215,9923,8912,2612,1735,1618,6226,80

3073,5723,5333,2512,175,0036,4329,98

3142,8635,0719,9912,5447,42

media lunar39,3724,6724,0426,6717,7720,0422,4125,2513,0026,0018,9150,37

Pe parcursul anului 2013 au fost validate i nregistrate un numr de 281 de msurtori medii zilnice de PM10, acestea reprezentnd aproape 77% din totalul zilelor calendaristice, fiind astfel ndeplinit condiia de existen a minim 70% msurtori zilnice dintr-un an calendaristic.

O prim constatare este aceea c, spre deosebire de Rovinari, aici exist diferene, uneori semnificative ntre numrul de msurtori efectuate n fiecare lun.

Cel mai mare numr de msurtori au fost nregistrate n perioada lunilor ianuarie, septembrie i octombrie, cnd numrul mediilor zilnice a depit 90% din totalul zilelor calendaristice din luna respectiv. (Fig. 3.1.).

Fig. 3.1. Ponderea msurtorilor efectuate n cursul unei luni.La polul opus se situeaz luna mai, unde ponderea zilelor cnd s-au efectuat msurtori a fost de 35,5%.n ceea ce privete numrul de depiri a valorii limit admise, aceasta a reprezentat numai 5,7%, ceea ce nseamn c din totalul de 281 medii zilnice, doar 16 s-au situat deasupra limitei.

Aceste depiri au fost nregistrate n perioada a dou luni din anul 2013, i anume, ianuarie i decembrie.

n luna ianuarie, din totalul valorilor medii zilnice nregistrate, 20,7% au depit valoarea limit admis. (Fig. 3.2.).

Fig. 3.2. Variaia concentraiilor medii zilnice de

PM10 n luna ianuarie 2013 n zona Turceni.Cele mai mari concentraii de PM10 din aceast perioad au nregistrat o valoare medie zilnic ce s-a situat cu 48,4% peste limita admis.Concentraia medie zilnic cea mai mic a reprezentat 13,4% din valoarea admis.

Chiar dac suma concentraiilor medii zilnice ale depirilor din aceast lun a reprezentat 36% din suma tuturor mediilor zilnice lunare, totui, media lunar s-a situat sub valoarea limit admis, reprezentnd 78.7% din aceasta.

n luna decembrie, dintr-un total de 31 zile calendaristice, s-au efectuat msurtori n proporie de 71%.

Aceast lun reprezint perioada anului 2013 cnd numrul depirilor a reprezentat 45,5% din totalul mediilor zilnice nregistrate. (Fig. 3.3.).

Fig. 3.3. Variaia concentraiilor medii zilnice de

PM10 n luna decembrie 2013 n zona Turceni.De asemenea, este singura perioad din an cnd media lunar a depit valoarea limit admis.Concentraiile cele mai mari de PM10 au reprezentat o medie zilnic ce s-a situat peste limita admis cu cca. 85%, aceasta fiind cea mai ridicat din cursul anului 2013.Media zilnic a reprezentat doar 12,4% din limita admis.

n restul perioadelor din an nu a fost nregistrat nici o depire, concentraiile medii lunare prezentnd valori ce au reprezentat ntre 26% (mai) i 53,3% (aprilie) din limita admis.

Cele mai mici concentraii de PM10 au reprezentat doar 3% din valoarea limit admis i au fost nregistrate pe parcursul lunii septembrie. (Fig. 3.4.).

Fig. 3.4. Variaia concentraiilor medii zilnice de

PM10 n luna septembrie 2013 n zona Turceni.3.3. Poluarea aerului cu metale grele n zona Turceni.

Metalele grele analizate au fost aceleai ca i n zona Rovinari, adic plumb, arsen, cadmiu i nichel.Concentraiile reprezentnd valorile lunare i medii anuale sunt reprezentate n tabelul 3.2..Acestea au fost interpretate conform Legii 104/2011 privind calitatea aerului n aerul nconjurtor.[4].Concentraii de metale grele n aerul din zona Turceni (2013).

Tabel 3.2.

Metale grele

Lunile anuluiPb

(g/m3)As

(ng/m3)Cd

(ng/m3)Ni

(ng/m3)

ianuarie0,00861,74990,33620,3732

februarie0,00680,86210,53550,4457

martie0,00510,97630,31760,2557

aprilie0,00341,2649-0,2097

mai0,00250,3689-0,1399

iunie0,00182,5313-0,1942

iulie0,00581,6432--

august0,00321,7112--

septembrie0,00340,59140,29300,4110

octombrie0,00300,63410,59640,1550

noiembrie0,00460,88940,58490,1741

decembrie0,00350,34430,40100,3273

media anual0,00431,13060,43780,2686

V.L.A.0,56520

1.1.1. Poluarea cu plumb.

Valoarea limit admis pentru plumb este de 0,5g/m3.

Analiznd concentraiile medii lunare i media anual, se evideniaz faptul c s-au situat mult sub valoarea limit admis.

Astfel, media anual, fa de care se face raportarea la valoarea limit admis a reprezentat sub 1% din limita admis pentru plumb.

Concentraiile cele mai mari de plumb n aer au fost nregistrate la nceputul anului, respectiv n lunile ianuarie i februarie, suma concentraiilor medii lunare ale acestei perioade reprezentnd aproape 30% din suma tuturor concentraiilor medii lunare.Cele mai mici concentraii de plumb n aer au fost nregistrate n luna iulie, media lunar a acestei perioade reprezentnd abia 0,36% din valoarea limit admis.

1.1.2. Poluarea cu arsen.

Limita anual admis pentru acest element n aer este de 6 ng/m3.

i de aceast dat concentraiile medii lunare s-au situat sub valoarea limit admis, dar mai apropiate de aceasta dect n cazul plumbului.

Cele mai mari concentraii de arsen n aer au fost msurate n luna iulie, concentraia medie lunar a acestei perioade reprezentnd 42,2% din valoarea limit admis i aproape 19% din suma concentraiilor medii lunare.

Concentraiile cele mai mari de arsen n aer au fost msurate n luna decembrie, valoarea medie lunar a acestei perioade reprezentnd 5,7% din limita admis.

n ceea ce privete concentraia medie anual, aceasta s-a situat sub valoarea limit admis, reprezentnd aproape 19% din aceasta.1.1.3. Poluarea cu cadmiu.Pentru cadmiu, normele n vigoare prevd o valoare admis n aer de 5ng/m3.Concentraia medie anual calculat pentru cadmiu n anul 2013 a reprezentat o valoare care s-a situat mult sub limita admis, reprezentnd 8,7% din aceasta.

n cazul cadmiului, mediile lunare ale acestor perioade reprezentnd fiecare peste 11% din valoarea limit admis.

Concentraii mai reduse s-au nregistrat n luna septembrie, media lunar a acestei perioade reprezentnd aproape 6% din limita admis.

1.1.4. Poluarea cu nichel.

i n cazul nichelului concentraiile msurate n aerul nconjurtor s-au situat mult sub valoarea limit admis de 20ng/m3.

De data aceasta concentraiile cele mai ridicate de nichel n aer au fost determinate n luna februarie, media acestei perioade reprezentnd 2,2% din valoarea limit admis.

n luna mai, concentraiile de nichel au nregistrat valorile cele mai sczute, media acestei perioade din an reprezentnd doar 0,7% din limita admis.

Capitolul 4. MSURI PENTRU REDUCEREA POLURII ATMOSFEREI N ZONELE DE INFLUEN ALE TERMOCENTRALELOR ROVINARI I TURCENI.n vederea conformrii cu valorile limit de emisie, operatorii instalaiilor mari de ardere cu ntocmit programe de reducere progresiv a emisiilor anuale de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi.

Aceste programe au fost apoi negociate i aprobate de ctre autoritile locale de mediu, devenind parte integrant a programelor pentru conformare.

Programele de reducere progresiv a emisiilor de poluani trebuie s conin informaii referitoare la:

date de funcionare a instalaiilor mari de ardere;

stabilirea valorilor limit de emisie i justificarea tuturor derogrilor aplicate;

msuri tehnologice propuse pentru reducerea progresiv a emisiilor de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi pn la atingerea valorilor limit de emisie; termenele de implementare a msurilor tehnologice;

msuri pentru monitorizarea emisiilor;

estimri ale costurilor de implementare a msurilor tehnologice de reducere a emisiilor i de monitorizare preconizate;

emisiile int ale fiecrei instalaii mari de ardere.

Toate propunerile finale au fost incluse n Programul naional de reducere a emisiilor de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi provenite din instalaiile mari de ardere, program aprobat de Ministerul Mediului.

Prin Programul Naional se asigur o reducere a emisiilor anuale de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi, conform tabelului 4.1..

Niveluri de emisie totale anuale.

Tabelul 4.1.AnulSO2 (tone)NOx (tone)Pulberi (tone)

200754000012800038600

200853000012500033800

201033600011400023200

201314800011200015500

2016-80000-

2017-74000-

n vederea ndeplinirii obiectivelor Programului Naional i respectarea realizrii scopului acestuia de a reduce emisiile respectiv prin adoptarea unor msuri pentru conformarea cu valorile limit de emisie, s-au stabilit trei etape de conformare:

Etapa I: pn la 31.12.2006;

Etapa a II-a: 01.01.2007 31.12.2013;

Etapa a III-a: 01.01.2016 31.12.2017.

Msurile propuse i asumate prin Programul de reducere progresiv a emisiilor sunt n conformitate cu prevederile Documentului Comisiei Europene Controlul Integrat al Polurii (IPPC) Document de referin privind cele mai bune tehnici disponibile pentru instalaiile mari de ardere - BREF.4.1. Msuri privind reducerea polurii atmosferei n zona de influen a termocentralei Rovinari.

Pentru ndeplinirea obiectivelor Programului Naional i n vederea conformrii cu valorile limit de emisie, Termocentrala Rovinari a fost inclus n etapa a II-a (01.01.2007 31.12.2013) pentru dioxid de sulf i pulberi i etapa a III-a (01.01.2016 31.12.2017) pentru oxizi de azot.1.1.1. Reducerea emisiilor de dioxid de sulf.Reducerea i controlul emisiilor de dioxid de sulf din procesele de combustie se pot realiza prin aplicarea a dou feluri de msuri:

msuri primare cum ar fi folosirea de combustibili cu coninut redus de sulf i injectarea de adsorbani (CaO sau Ca CO3) n focar;

msuri secundare cum ar fi splarea gazelor de ardere n soluii absorbante (Ca(OH)2 sau NaOH) n instalaii speciale (scrubere).

Analiznd metodele de reinere a dioxidului de sulf din gazele de ardere utilizate pe plan mondial i innd cont de legislaia de mediu, s-a optat pentru desulfurarea gazelor pe cale umed, utiliznd ca substan absorbant calcarul i rezultnd ca produs secundar din procesul de reinere a dioxidului de sulf, gipsul. (Fig. 4.1.).

Fig. 4.1. Schema desulfurrii gazelor de ardere prin procedeul umed.Principala caracteristic a desulfurrii umede este reducerea simultan a dioxidului de sulf i producerea de gips i, de asemenea controlul alimentrii cu calcar, esenial pentru a nvinge fluctuaiile sulfului n combustibil.

Prin splare i umidificare se obine o rcire a gazelor pn la 50 60C la procesul umed. n aceste condiii ridicarea penei de fum se limiteaz i dispersia este dezavantajat. Efectul de reducere a fondului de dioxid n atmosfer rmne, n acest caz, s se resimt numai pe ansamblul teritoriului, la distane mari.

Pentru a realiza controlul intim gaze/fluid, necesar pentru obinerea unei eficiene ridicate de eliminare a dioxidului de sulf, se utilizeaz un absorber de tip turn cu pulverizare. Gazele de ardere intr n absorber, unde urc prin mai multe niveluri de pulverizare n contracurent. Dioxidul de sulf i alte gaze acide (de exemplu HCl i HF) sunt absorbite n lamul de splare, care cade n partea inferioar a rezervorului cunoscut sub denumirea de rezervor de reacie.

Aici, se adaug calcarul mcinat fin pentru a neutraliza i a regenera lamul de splare. oxigenul sub form de aer comprimat este injectat finaliznd reacia de splare i de formare a gipsului. Gipsul rezultat n urma reaciei dintre calcarul mcinat i dioxidul de sulf este evacuat mpreun cu zgura i cenua prin metoda fluidului dens la depozitul Grla.

Reducerea concentraiilor de dioxid de sulf n vederea ncadrrii n valoarea limit de emisie de 400mg/m3, prin realizarea instalaiilor de desulfurare umed a gazelor de ardere la IMA2 (cazan 5 + cazan 6) a avut termen de realizare 31 decembrie 2011.

Pentru IMA1 (cazan 3 + cazan 4) termenul de reducere a concentraiei de dioxid de sulf din gazele de ardere prin desulfurare umed este 31 decembrie 2013.

1.1.2. Reducerea emisiilor de pulberi.

n vederea reducerii concentraiilor de pulberi pentru ncadrarea n valoarea limit de emisie de 50 mg/m3, Termocentrala Rovinari a promovat i executat lucrri de modernizare a electrofiltrelor aferente blocurilor energetice.

Astfel, modernizarea electrofiltrelor aferente cazanelor 5 i 6 (IMA2) s-a ncheiat la sfritul anului 2011. Pentru modernizarea electrofiltrelor aferente blocurilor energetice IMA1 (cazan 3 + cazan 4), termenul de ncadrare n limite de emisie a fost stabilit la sfritul anului 2013, conform Programului naional de reducere progresiv a emisiilor de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi.4.2. Msuri privind reducerea polurii atmosferei n zona de influen a termocentralei Turceni.

Termocentrala Turceni este o central electric cu o schem tehnologic de producere a energiei electrice de tip bloc.Dotrile de baz pentru funcionarea termocentralei n flux continuu sunt urmtoarele:

IMA 1 format din blocurile energetice nr. 1 cu o putere termic de 789MWt i care este notificat s funcioneze 20.000 ore n perioada 2008 - 2015;

IMA 2, format din blocurile energetice nr. 3 i 4, fiecare cu o putere termic de 789MWt;

IMA 3, format din blocurile energetice nr. 5 i 6 (nlocuit de blocul energetic nr. 7 pn la modernizarea blocului nr. 6), fiecare cu o putere termic de 789MWt;

IMA 4, format din blocul energetic nr. 7, cu o putere termic de 789MWt i care este notificat s funcioneze 20.000 de ore n perioada 2008 2015.

depozitul de zgur i cenu nr. 1 Valea Ceplea;

depozitul de zgur i cenu nr. 2, amenajat i extins pentru a prelua lamul dens.

n vederea protejrii i mbuntirii calitii mediului, a reducerii i ncadrrii emisiilor atmosferice n conformitate cu valorile limit admise, Termocentrala Turceni a ntocmit i propus spre aprobare o serie de programe cu msuri tehnice. Scopul acestor programe de msuri este n primul rnd reducerea emisiilor de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi procente din arderea combustibililor fosili n instalaii mari de ardere.

4.2.1. Msuri de reducere a emisiilor de SO2.

Pentru respectarea prevederilor Uniunii Europene privind emisiile, stipulate n Tratatul de aderare i n Directiva 2001/80/E.C., obiectivul global al Termocentralei Turceni este acela de a aloc fiecrui grup energetic propriul sistem de desulfurare umed a gazelor de ardere.

nainte de realizarea msurilor de desulfurare s-au efectuat lucrri de reabilitare i modernizare care au ca scop urmtoarele obiective:

creterea disponibilitii de timp i energie;

prelungirea duratei de funcionare a blocurilor energetice;

reducerea emisiilor de substane poluante n vederea respectrii limitelor impuse de legislaia de mediu;

introducerea unor sisteme moderne de automonitorizare, reglare i control.

n vederea reducerii coninutului de dioxid de sulf din gazele de ardere provenind din utilizarea combustibililor fosili la cazanele de abur de 1035t/h din Termocentrala Turceni, s-au montat cte o instalaie de desulfurare pentru fiecare din blocurile energetice nr. 3. 4, 5 i 6.

Analiznd metodele de reinere a dioxidului de sulf din gazele de ardere utilizate pe plan mondial i innd seama de prevederile legislaiei de mediu, instalaia de desulfurare a gazelor de ardere este de tip umed, utiliznd ca substan absorbant calcarul i rezultnd ca produs secundar din procesul de reinere a dioxidului de sulf, ghipsul.

Acest sistem de reducere a dioxidului de sulf din gazele de ardere aferent unui bloc energetic este format din:

Instalaia de absorbie a dioxidului de sulf.

Gazele de ardere urmeaz a fi tratate ntr-un absorber de tip turn, cu un diametru de circa 14,5m i o nlime de circa 35m. Gazele intr n absorber la o cot n jur de +19,7m i ies prin partea superioar a acestuia, fiind splate prin pulverizare cu suspensie de calcar.

Volumul gazelor de ardere tratate la sarcina normal a cazanului de abur de 1035t/h reabilitat va fi de 699m3/s.

Datorit contactului cu suspensia de calcar, gazele de ardere se rcesc n absorber, ajungnd la o temperatur de 66C la evacuarea coului umed.

Gazele de ardere curate vor fi evacuate n atmosfer printr-un co de fum dintr-un material special (Fiber Reinforced Plastic) amplasat pe absorber i susinut de o structur metalic.

Coul de fum va avea la nivelul solului o nlime de 120,43m necesar asigurrii unei dispersii adecvate a gazelor de ardere n atmosfer.

Suspensia de calcar este introdus n absorber cu ajutorul pompelor din rezervoarele de suspensii de calcar.

ntre partea inferioar i turnul absorberului are loc o circulaie continu a suspensiei de calcar, care se realizeaz prin intermediul pompelor de rcire.

Aerul necesar oxidrii este injectat n partea inferioar a absorberului cu ajutorul a ase suflante.

n partea superioar a turnului absorber gazele de ardere curate trec prin eliminatoarele de cea n vederea colectrii vaporilor i a particulelor de praf i de ghips. Eliminatoarele de cea sunt splate cu ap periodic.

Gazele de ardere cu un coninut redus de dioxid de sulf sunt evacuate din absorber n atmosfer prin noul co de fum amplasat deasupra acestuia.

Pentru cele patru instalaii de desulfurare s-au prevzut dou instalaii de preparare a pietrei de calcar, una comun pentru patru absorbere, respectiv blocuri energetice i una n rezerv.

Instalaia de preparare a suspensiei de calcar.

Instalaia de preparare a suspensiei de calcar pentru blocurile nr. 3 i 4, respectiv blocurile nr. 5 i 6 este format din trei linii dou n funciune comune pentru cte dou blocuri i una n rezerv comun pentru patru blocuri.

Fiecare linie este echipat cu un preconcasor, un concasor, un siloz de zi, o moar de tip umed cu bile, un hidrociclon, un rezervor moar, pompe aferente i patru rezervoare de alimentare cu soluie de calcar.

Debitul mediu de praf de calcar necesar procesului de desulfurare pentru un bloc energetic este de 12,7t/h.

Apa pretratat necesar instalaiei de preparare a suspensiei de calcar intr n moara cu bile i n rezervorul morii. Apa cu suspensii de la moara cu bile ajunge n rezervorul de preaplin, de unde este trimis cu o pomp spre hidrociclon. Soluia de densitate corespunztoare este trimis ctre rezervoarele de alimentare cu soluie de calcar. Suspensia de calcar are o concentraie masic de 30%.

Din rezervor, suspensia de calcar, cu ajutorul pompei este trimis n absorber.

Instalaia de uscare ghips.

Cele patru instalaii de desulfurare sunt prevzute cu dou instalaii de uscare ghips. Din zona inferioar a absorberului produs secundar, sub form de lam este trimis cu ajutorul pompelor spre rezervoarele de recirculare.

lamul din zona inferioar a absorberului conine cristale de sulfit de calciu de diferite mrimi, particule de calcar i sulfit nereacionat, fiind ntr-o concentraie masic de 1215%.

Instalaia de uscare ghips este format din dou linii. Instalaia de desulfurare aferent unui bloc energetic poate utiliza oricare linie de uscare a ghipsului. Fiecare linie este echipat cu un hidrociclon, un filtru sub vid, pomp de vid, pompa de splare a benzii, pompa de splare a turtei de ghips. n hidrociclon are loc uscarea primar i n filtru pres uscarea secundar, n urma creia rezult ghipsul cu o umiditate mai mic de 10%.

n urma procesului de uscare rezult ap care conine urme de ghips (cca. 3%) i care este colectat i recirculat.

Cnd ghipsul nu este uscat acesta este trimis la instalaia de fluid dens, cantitatea de 42t/h i concentraia de 50% unde se amestec cu zgura i cenua la depozitul de zgur i cenu.

Evacuarea, transportul i depozitarea zgurii i cenuii.

Pn n anul 2012 s-a mers pe varianta actual de evacuare hidraulic a zgurii i cenuii. Pentru perioada 20122024, pentru evacuarea zgurii i cenuii provenite de la cazanele energetice s-a prevzut extinderea i supranlarea depozitului existent nr. 2 n vederea depozitrii lamului dens.

Noua tehnologie de preparare, transport i depozitare a fluidului dens de zgur i cenu (proporia 1:1 pn la 1:1,3) presupune puin ap de adaos, i implic mai puin ap deversat n depozit.

Tehnologia lamului dens reprezint o tehnologie de transformare a unor deeuri nepericuloase cum sunt zgura, cenua i subprodusele desulfurrii ntr-un deeu inert, respectiv roc de cenu. Ca urmare a aplicrii acestei tehnologii, la depozit, suprafaa acestuia este ntrit i deci, insensibil la aciunea de spulberare a vntului.

4.2.2. Msuri de reducere a pulberilor i oxizilor de azot.

Gazele de ardere provenite de la un cazan de abur de 1035t/h sunt desprfuite prin intermediul a dou electrofiltre.

Evacuarea n atmosfer a gazelor de ardere provenind de la dou cazane de abur de 1035t/h se realizeaz printr-un co de fum din beton armat avnd nlimea fizic de 280m i diametrul interior la vrf de 8,8m.

O situaie cu msurile i echipamentele realizate i propuse a se realiza n vederea reducerii polurii la Termocentrala Turceni sunt prezentate n tabelul 4.2.

Msuri i echipamente de reducere a polurii.

Tabel 4.2.

Faza de procesPunctul de emisiePoluantMsuri i echipamenteRealizat/ propus

Evacuare gaze de ardereIMA nr. 1

IMA nr. 2

IMA nr. 3

IMA nr. 4Pulberi de cenuInstalaie de desprfuireExistente

Evacuare gaze de ardereIMA nr. 2

IMA nr. 3Oxizi de azotAplicare msuri primare prin introducere aer suplimentarExistente la bl. nr. 4 i 5.

Propuse la bl. nr. 3 i 6.

Evacuare gaze de ardereIMA nr. 1

IMA nr. 2

IMA nr. 3

IMA nr. 4Dioxid de sulfInstalaii de desulfurare cu metoda umed cu calcarRealizate la bl. nr. 3, 4, 5 i 6.

Concluzii

privind stadiul actual al polurii aerului cu PM10 i metale grele n zonele de influen ale termocentralelor Rovinari i Turceni.

1. Cu privire la poluarea aerului n zona de influen a termocentralei Rovinari.

Ponderea msurtorilor efectuate pentru PM10 n anul 2013 a reprezentat 93,7% din totalul zilelor calendaristice.

Frecvena depirilor n cursul anului 2013 a reprezentat 13,1%.

Cea mai mare frecven a depirilor a fost nregistrat n perioada de iarn, respectiv lunile ianuarie i decembrie, acestea reprezentnd peste 50% din totalul depiri la nivelul anului 2013.

Frecvena mare a depirilor nregistrate n perioada de iarn poate fi corelat i cu contribuia altor surse de poluare din zon, n special nclzirea rezidenial. Cele mai mici concentraii de PM10 au fost nregistrate n perioada sezonului de var, perioad n care nici o valoare nu s-a situat peste limita admis.

n ceea ce privete concentraiile de metale grele din pulberi (Pb, As, Cd, Ni) nu a fost nregistrat nici o depire a limitelor admise pentru acestea.

Concentraiile cele mai mar, n sensul c mediile anuale s-au situat ct mai aproape de limita admis, au fost cele de arsen, urmate de cadmiu, iar cele mai mici pentru plumb i nichel.2. Cu privire la poluarea aerului n zona de influen a termocentralei Turceni. Frecvena depirilor pentru PM10 a fost mult mai mic dect n zona Rovinari, doar 5,7% din valorile medii zilnice situndu-se peste limita admis.

Perioada lunilor ianuarie i decembrie a fost singura din anul 2013 cnd s-au nregistrat depiri ale valorii limit admise, n luna decembrie frecvena depirilor reprezentnd peste 45%.

Cele mai mici concentraii de PM10 au fost msurate n cursul lunii septembrie. n ceea ce privete poluarea aerului cu metale grele, nu a fost nregistrat nici o depire a valorilor limit admise pentru elementele monitorizate.

Cele mai apropiate valori de valoarea limit admis au fost cele pentru arsen, iar cele mai mici cele pentru plumb.

3. Cu privire la msurile de reducere a polurii aerului.

Programul Naional de reducere a emisiilor de SO2, NOx i pulberi prevede msuri progresive, care pentru SO2 i pulberi au avut termen de finalizare sfritul anului 2013, iar pentru NOx este prevzut sfritul anului 2017. Att pentru termocentrala Rovinari ct i Turceni, n vederea reducerii coninutului de dioxid de sulf n gazele de ardere i ncadrarea n valoarea limit de emisie, s-a optat pentru procedeul umed de desulfurare a gazelor.

Reducerea emisiilor de pulberi n vederea ncadrrii n valoarea limit de emisie s-a fcut prin executarea unor lucrri de modernizare a electrofiltrelor aferente blocurilor energetice n funciune.

Bibliografie

1. Caluianu, S., Cociorova, S., Msurarea i controlul polurii atmosferei. Editura Matrix Rom,1999.2. Negoiu, D., Kriza Angela, Poluani organici n aer. Editura Academiei R.S.R., Bucureti, 1977.3. Prvu, C., Ecologie general. Editura Tehnic, Bucureti, 1999.4. Legea nr. 104/2011 privind calitatea aerului nconjurtor.

5. Ordinul comun nr. 833/545/859 din septembrie 2005 pentru aprobarea Programului Naional de reducere a emisiilor de dioxid de sulf, oxizi de azot i pulberi provenite din instalaiile mari de ardere.6. Norma European EN 12341/1998. Calitatea aerului. Determinarea fraciei PM10 din materii sub form de pulberi n suspensie.NO2

NO

O atomic

h

h QUOTE

O2

O3

+O2

453

_1453462979.xls

_1453660040.xls

_1453743408.xlsChart1

93.5

89.3

83.8

76.6

35.5

66.6

77.4

61.3

96.7

90.3

83.3

71

2013

Luna

Ponderea(%)

Sheet1

2013

I93.5

F89.3

M83.8

A76.6

M35.5

I66.6

I77.4

A61.3

S96.7

O90.3

N83.3

D71

_1453746032.xlsChart1

44.1550

32.9850

350

450

550

650

750

850

950

1050

31.6150

46.7850

60.6850

69.8650

55.4150

52