FORME DE POLUARE INDUSE DE POLUANTII ATMOSFERICI

Cele mai importante forme de poluare induse de poluantii atmosferici sunt:

a. accentuarea efectului de sera;

b. smogul;

c. ploaia acida;

d. diminuarea stratului de ozon stratosferic.

1. ACCENTUAREA EFECTULUI DE SERA

Efectul de sera se caracterizeaza prin urmatoarele:

fenomen natural, care inlesneste incalzirea scoartei terestre si a atmosferei;

este posibil datorita prezentei in atmosfera a gazelor de sera - absorb radiatiile solare cu lungime de unda mare care vin de la suprafata Pamantului;

fara efectul de sera, viata pe Pamant probabil nu ar exista (temperatura medie ar putea fi de -18C, fata de 15C, in prezent).

In timpul trecerii prin atmosfera, energia radiatiei solare poate fi absorbita si/sau reflectata (fig.1).

Bilantul pentru energia solara care se indreapta spre Pamant:

26% - reflectata inapoi in spatiu de catre nori si particulele in suspensie;

19% - absorbita de nori, diferite gaze (cum ar fi, ozonul), particule in suspensie;

55% - ajunge pe Pamant, din care:

4 % - reflectata inapoi in spatiu;

51 % - ramane la nivelul scoartei terestre (incalzeste suprafata Pamantului, topeste gheata si zapada, evapora apa, asigura fotosinteza plantelor).

Prin incalzirea scoartei terestre, aceasta emana energie sub forma de radiatii cu lungime de unda mare (radiatii infrarosii). Circa 90% din energia acestor radiatii este absorbita de gazele de sera din atmosfera (fig.2).

Ca urmare a acestui fapt are loc incalzirea suplimentara a atmosferei. Moleculele gazelor de sera, prezente in atmosfera, radiaza caldura in toate directiile, iar aproximativ 90% din aceasta energie ajunge din nou pe Pamant, accentuand incalzirea scoartei terestre. Aceasta succesiune de secvente se repeta pana la epuizarea radiatiilor infrarosii.

Fig. 1. Bilantul energiei solare care se ndreapt spre Pmnt.

19%

absorbit de atmosfer i nori

100%

radiaie solar incident

Reflectat de nori

Reflectat de atmosfer

51%

absorbit de scoara terestr

Reflectat de scoara terestr

Atmosfer

Scoara terestr

6%

20%

4%

Nivelul efectului de sera este determinat, in principal, de concentratia gazelor de sera din atmosfera. Aceasta a crescut odata cu revolutia industriala, la inceputul sec. al 18-lea (tabelul 1 si fig.3).

GAZE DE SER

Scoara terestr

Energie solar reflectat n spaiu de scoara terestr

Radiaie infraroie pierdut n spaiu

Radiaie infraroie pierdut n spaiu

Radiaie infraroie pierdut n spaiu

Atmosfer

Fig. 2. nclzirea scoarei terestre datorit efectului de ser.

Energie solar absorbit de scoara terestr

Energie solar transformat n cldur, care determin emisia de radiaii infraroii

Scoara terestr se nclzete tot mai mult i emite noi radiaii infraroii

Scoara terestr se nclzete tot mai mult i emite noi radiaii infraroii

Scoara terestr se nclzete tot mai mult i emite noi radiaii infraroii

Iordache Daniel

641 CB

1

2

Tabelul 1. Gazele care determina accentuarea efectului sera.

Obs. Se considera ca in perioada analizata nu s-a modificat concentratia vaporilor de apa.

Nr.

crt.

Gazul de sera

Concentratia

Nivelul de crestere

Sursele naturale si antropiceContributia la accentuarea efectului de sera, %

anul 1750

Prezent

1.

Dioxid de carbon, CO2

280 ppm

360 ppm

29%

arderea combustibililor fosili (cca. 65% din excesul de CO2 din atmosfera); descompuneri organice; incendii de padure; vulcani; despadurirea; modificari in folosirea terenurilor

55

2.

Compusi cloro- fluorocarbon, CFC

0

990 ppt

sisteme de conditionare a aerului; congelatoare; spray-uri; solventii de curatare

25

3.

Metan, CH4

0,70 ppm

1,7 ppm

143 %

zone umede; descompuneri organice; termite; extractia gazelor naturale si a petrolului; arderea biomasei; cultivarea orezului; septelul; gropile de gunoi

15

4.

Protoxid de azot, N2O

280 ppb

310 ppb

11%

arderea combustibililor fosili; arderea biomasei; fertilizantii sintetici cu azot; cultivarea terenurilor; solul; oceanele; pasunile; padurile

5

5.

Ozon, O3

Nu se cunoaste

Depinde de latitudine si altitudine

Nivelul a scazut in stratosfera si a crescut in troposfera

produs in conditii naturale (actiunea radiatiei solareasupra oxigenului molecular) si artificial (smogul fotochimic)

??

carote de ghea (Staia Siple)

Mauna Lee

Anul

Concentratia CO2, ppm (volum)

Fig.3. Evoluia concentraiei CO2 din atmosfer n perioada 1744-1992

Dioxidul de carbon:

Excesul de CO2 din atmosfera (fig.3) provine, in principal, din:

din arderea combustibililor fosili: 65%;

trecerea in circuitul agricol a padurilor, pasunilor: 30% (ecosistemele naturale suporta de 20-100 de ori mai mult CO2 pe unitatea de suprafata decat culturile agricole).

Compusii fluorocarbon, CFC (freoni):

molecule foarte stabile;

din fericire, contributia la efectul de sera este redusa (concentratii mici in atmosfera);

concentratia freonilor a inceput sa scada (in 1987, 46 de state au semnat Protocolul de la Montreal pentru reducerea productiei si a utilizarii CFC).

Metanul, CH4:

Sursele, in ordinea importantei, sunt urmatoarele:

cultivarea orezului: conditiile anaerobe din orezariile inundate (nu exista o evaluare precisa a contributiei acestei surse; 60% din orezariile lumii se gasesc in India si China, unde nu s-au facut masuratori in acest sens); din 1950 pana in prezent, productia de orez s-a dublat;

septelul: digestia furajelor si compostarea deseurilor; in ultimul secol, cantitatea de metan a crescut de aproximativ 4 ori;

termitele: emana metan printr-un proces similar celui intalnit laseptel, iar numarul termitelor creste necontenit datorita despaduririlor, indeosebi in zona tropicelor;

mine de carbuni, exploatarea petrolului si a gazelor naturale, depozitarea deseurilor.

Protoxidul de azot, N2O:

schimbarea destinatiei terenurilor: despaduriri, trecerea in circuitul agricol a padurilor, savanelor, pasunilor etc. (are loc diminuarea cantitatii de azot inmagazinate in vegetatia vie si sol prin descompunerea materiei organice);

arderea biomasei si a combustibililor fosili: se crede ca are o contributie redusa;

folosirea fertilizantilor pe baza de azot: participa cu 0,250%/an (nu exista masuratori riguroase);

cresterea concentratiei N2O in atmosfera are loc cu 0,2-0,3%/an.

Protoxidul de azot este activ din punct de vedere chimic, fiind descompus in stratosfera de lumina solara (reactii de fotoliza).

Ozonul, O3: nu s-a reusit determinarea cu precizie a rolului sau in accentuarea efectului de sera:

circa 97% din ozonul atmosferic se gaseste in stratosfera (astazi se inregistreaza o scadere a concentratiei de ozon stratosferic datorita, in principal, cresterii cantitatii de CFC din atmosfera);

ozonul troposferic: se gaseste in imediata apropiere a scoartei terestre, ca produs al smogului fotochimic.

Unii specialisti sustin ca datorita accentuarii efectului de sera, temperatura pe Pamant a crescut in ultimul secol cu 0,3-0,6C.

Din modelele matematice elaborate rezulta dublarea concentratiei CO2 (posibil dupa anul 2050), ceea ce va face ca temperatura medie pe Pamant sa creasca cu 1-3C. Acest fapt va genera "incalzirea globala", fenomen care nu este datorat efectului de sera, ci trebuie asociat doar cu accentuarea efectului de sera.

Totusi, unii cercetatori considera ca ecuatiile folosite in modele matematice nu simuleaza cu precizie efectele unor posibile reactii negative, care ar duce la contracararea accentuarii efectului de sera. De exemplu, nu se simuleaza corect efectele cresterii stratului de nori. Astfel, cresterea temperaturii pe Pamant ar face sa se evapore mai multa apa, ceea ce inseamna sporirea volumului de nori din atmosfera. In aceste conditii, va creste cantitatea de radiatie solara reflectata inapoi in spatiu, diminuandu-se cantitatea de energie absorbita de atmosfera si scoarta terestra.

1.1 Politici si strategii privind incalzirea globala/ schimbarile climatice

a. Conventia-cadru a Natiunilor Unite asupra Schimbarilor Climatice

In anul 1992 liderii mondiali si expertii de mediu din peste 200 de tari s-au reunit la intalnirea la nivel mondial de la Rio de Janeiro pentru a incerca sa raspunda crizelor globale de mediu. In acest context s-a convenit stabilirea Conventiei-cadru a Natiunilor Unite asupra Schimbarilor Climatice (CCNUSC) care sa creeze cadrul general al actiunilor inter-guvernamentale de raspuns la provocarea prezentata de schimbarile climatice. S-a recunoscut cu acest prilej ca sistemul climatic este o resursa comuna a carei stabilitate poate fi afectata de emisiile de dioxid de carbon si gaze cu efect de sera. Obiectivul UNFCCC este: realizarea stabilizarii concentratiilor de gaze cu efect de sera in atmosfera la un nivel care sa previna interferenta antropica nociva cu sistemul climatic. Acest nivel va trebui realizat intr-un interval de timp suficient care sa permita ecosistemelor sa se adapteze in mod natural la schimbarile climatice, astfel incat productia de alimente sa nu fie amenintata si sa permita continuarea dezvoltarii economice intr-o maniera durabila.

In ultimii 100 de ani temperatura medie globala a crescut cu 0,6C si in Europa cu 1,2C, iar deceniul '90 a fost cel mai calduros din ultimii 150 ani. Se preconizeaza ca temperaturile vor creste cu 1,45,8C pana in 2010, cresterile cele mai mari inregistrandu-se in Europa de Est si Sud.

In 1994, Romania a ratificat CCNUSC prin Legea 24/1994. Prin semnarea CCNUSC si adoptarea tintei de reducere, Romania si-a manifestat in mod clar preocuparea fata de schimbarile climatice la nivel mondial si vointa politica de a indeplini angajamentele ce deriva din aceasta Conventie.

Astfel, tara noastra se obliga sa puna la dispozitia conferintei partilor, inventarele nationale ale emisiilor antropice, recurgand la metode comparate care vor fi aprobate de conferinta partilor.

b. Protocolul de la Kyoto fata de CCNUSC

Cea de-a treia Conferinta a Partilor care s-a desfasurat in decembrie 1997 la Kyoto (Japonia) a reprezentat un nou pas inainte in problema schimbarilor climatice din perspectiva globala.

Dovezile stiintifice aparute au indicat necesitatea unor masuri mai stringente de reducere a emisiilor gazelor cu efect de sera (GEF). Astfel, Partilor participante la Conventie li s-a cerut sa mearga mai departe decat stabilizarea emisiilor de pe teritoriul lor (conform angajamentului din 1992) si sa reduca emisiile cu o cota negociata inainte de prima perioada de angajament (2008-2012).

Romania a semnat Protocolul de la Kyoto in 1997 si l-a ratificat in ianuarie 2001 (legea 3/2001). Valoarea tinta adoptata de Romania este o reducere de 8% fata de anul de baza 1989, iar Protocolul de la Kyoto a devenit obligatoriu prin lege la 16 februarie 2005.

Protocolul stabileste, de asemenea, trei mecanisme flexibile:

Implementare in comun (JI);

Mecanismul de Dezvoltare Curata (CDM);

Schimbul International de Emisii (IET).

Acestea au ca scop sa ajute Partile semnatare sa reduca costurile de realizare a valorilor tinta ale emisiilor proprii, profitand de oportunitatile de reducere a emisiilor sau de crestere a cantitatilor de GES indepartate din atmosfera cu costuri mai mici in alte tari decat in tara proprie.

De asemenea, aceste mecanisme ofera beneficii si tarilor gazda prin aceea ca asigura finantare pentru proiectele de reducere a emisiilor.

Obligatiile si participarea benevola a Romaniei in cadrul mecanismelor flexibile stabilite prin Protocolul de la Kyoto sunt:

Cantitatea maxima de emisii de GES pe care Romania le poate emite in perioada de angajament 2008-2012 in vederea conformarii la valoarea tinta de emisie este cunoscuta sub numele de cantitate desemnata Partii. Valoarea tinta este egala cu de cinci ori emisiile din anul de baza, inmultit cu 92%.

Romania isi poate, in mod benevol, compensa emisiile prin cresterea cantitatii de GES pe care reuseste sa le elimine din atmosfera cu ajutorul asa numitelor bazine de absorbtie a carbonului in sectorul folosinta terenurilor, schimbarea folosintei terenurilor si silvicultura. Totusi numai unele dintre activitatile din acest sector sunt eligibile.

Romania trebuie sa prezinte un inventar national anual al emisiilor de GES, iar la intervale regulate, comunicari nationale conform CCNUSC si Protocolului de la Kyoto, ambele rapoarte fiind depuse spre analiza.

Romania trebuie, de asemenea, sa stabileasca si sa mentina un registru national de urmarire si inregistrare a tranzactiilor in cadrul mecanismelor flexibile si sa demonstreze conformarea cu angajamentele de la Kyoto.

Romania trebuie sa raporteze progrese demonstrabile in indeplinirea valorii tinta conform Kyoto pana in ianuarie 2006. UE a elaborat un format recomandat pentru acest raport "Politici si masuri UE

In vederea realizarii angajamentelor de limitare si reducere a emisiilor cuantificate in scopul promovarii dezvoltarii durabile, fiecare parte semnatara va implementa si/sau elabora politici si masuri in concordanta cu circumstantele nationale, precum:

cresterea eficientei energetice in sectoarele cheie ale economiei nationale;

promovarea formelor durabile de agricultura in lumina schimbarilor climatice;

cercetarea, promovarea si utilizarea mai intensa a formelor noi si regenerabile de energie, a tehnologiilor de retinere a dioxidului de carbon si a tehnologiilor de mediu inovatoare;

reducerea progresiva sau eliminarea imperfectiunilor de piata;

incurajarea de reforme adecvate in sectoarele cheie pentru promovarea politicilor si masurilor de limitare sau reducere a emisiilor de gaze de sera necontrolate prin Protocolul de la Montreal;

masuri de limitare si/sau reducere a emisiilor de gaze de sera necontrolate prin protocolul de la Montreal in sectorul transporturilor;

limitarea si/sau reducerea emisiilor de metan prin recuperare si utilizare in managementul deseurilor, precum si in producerea, transportul si distributia energiei.

c. Cadrul juridic din Romania si UE privind Schimbarile Climatice

Legislatia actuala din Romania cu referire exclusiva la Schimbarile Climatice cuprinde:

a. Legea nr. 24/1994 ratificarea Conventiei cadru a Natiunilor Unite asupra schimbarilor climatice;

b. Legea nr.3/2001 ratificarea Protocolului de la Kyoto al Conventiei cadru a Natiunilor Unite asupra schimbarilor climatice.

Pe langa cele doua acte normative exista si alte legi care cuprind prevederi legate de schimbarile incadrate in legislatia primara, cum ar fi:

Legea protectiei mediului 137/95 (cu modificarile si adaugirile ulterioare aduse de Legea 294/2003) si Legea protectiei atmosferei 655/2001 contin prevederi generale referitoare la schimbarile climatice.

HG 308/2005, HG 459/2003 sunt actele legislative de reorganizare a MMGA, Agentiei Nationale pentru Protectia Mediului (ANPM) si respectiv a celor 8 Agentii Regionale pentru Protectia Mediului (ARPM). Aceste acte stabilesc responsabilitatile acestor institutii referitoare la unele activitati legate de procesul schimbarilor climatice.

Sistemul national pentru evaluarea si gestionarea integrata a calitatii aerului, infiintat prin HG nr. 586 /2004, asigura cadrul organizatoric, institutional si juridic pentru cooperarea dintre autoritati si institutii publice cu competente in domeniul protectiei atmosferei si evaluarii si gestionarii calitatii aerului din Romania. In acest sens, Autoritatile si institutiile publice care au obligatia sa furnizeze, conform legii, informatiile si datele necesare evaluarii si gestionarii integrate a calitatii aerului sunt:

autoritatea publica centrala si autoritatile publice teritoriale pentru protectia mediului;

autoritatea publica centrala si autoritatile publice teritoriale pentru sanatate;

autoritatea publica centrala pentru transporturi;

autoritatea publica centrala pentru industrie;

autoritatea publica centrala pentru comert;

autoritatea publica centrala pentru agricultura, paduri si dezvoltare rurala si autoritatile publice teritoriale pentru agricultura si dezvoltare rurala;

autoritatea publica centrala pentru coordonarea administratiei publice;

autoritatea publica centrala pentru lucrari publice;

Institutul National de Statistica si directiile regionale din subordine;

consiliile judetene;

primariile si consiliile locale.

De asemenea, titularii de activitate au obligatia sa furnizeze informatiile si datele necesare evaluarii si gestionarii integrate a calitatii aerului.

Unele acte normative de sector sunt, de asemenea, relevante pentru politicile si masurile legate de reducerea emisiilor de GES, respectiv:

In sectorul energiei:

Legea nr. 199/2000 privind utilizarea eficienta a energiei creeaza cadrul legal de elaborare si implementare a politicii nationale pentru eficienta energetica. HG 443/2003 transpune Directiva 2001/77/CE privind promovarea productiei de electricitate din surse regenerabile pe piata interna a energiei electrice.

HG 1892/2004 stabileste un sistem de promovare a productiei de electricitate din surse regenerabile de energie.

In sectorul transporturilor:

HG 343/2002, in care problema calitatii aerului este abordata prin impunerea utilizarii unor carburanti mai putin poluanti si furnizarea de informatii privind consumul de carburant si emisiile de CO2 pentru noile vehicule precum si privind reabilitarea drumurilor trans-europene.

In ultimii ani au fost transpuse si implementate in Romania Directive UE cu un impact substantial asupra emisiilor de GES, cum ar fi: Directiva 2001/77/CE privind promovarea productiei de electricitate din surse regenerabile pe piata interna a energiei, Directiva depozite de deseuri, Directiva Revizuita privind instalatiile mari de ardere (2001/80/CE), Directiva IPPC (Prevenirea si controlul integrat al poluarii) 96/61/EEC si Directiva privind performanta energetica in constructii (2002/91/CE).

De asemenea, pot reprezenta referinte in domeniu si urmatoarele doua directive ale Consiliului Europei:

1. Directiva Consiliului Europei Nr. 93/76/EEC (SAVE I)

Directiva isi propune sa pastreze calitatea aerului si in acelasi timp sa asigure utilizarea rationala si prudenta a resurselor naturale obiectiv pentru realizarea caruia este necesar un efort colectiv al tuturor statelor membre. Aceasta presupune adoptarea la nivel comunitar a unor masuri pentru limitarea emisiilor de CO2 si promovarea utilizarii rationale a energiei.

Scopul principal al acestei Directive este atingerea de catre statele membre a obiectivului limitarii emisiilor de dioxid de carbon prin cresterea eficientei energetice, in mod deosebit prin elaborarea si implementarea de programe in urmatoarele domenii:

certificarea energetica a cladirilor;

facturarea caldurii, conditionarii aerului si apei calde pe baza consumului efectiv;

finantarea prin terti a investitiilor de eficienta energetica in sectorul public;

izolarea termica a cladirilor noi;

revizuirea regulata a cazanelor;

auditarea energetica a intreprinderilor cu consumuri energetice ridicate.

Programele pot include legi, reglementari, instrumente economice sau administrative, informatii, precepte educative si acorduri voluntare al caror impact poate fi evaluat obiectiv.

Statele membre vor initia si implementa programe pentru certificarea energetica a cladirilor. Certificarea energetica a cladirilor, care va consta in descrierea caracteristicilor energetice, trebuie sa furnizeze potentialilor utilizatori informatii privind eficienta energetica a cladirilor.

Daca se considera adecvat, certificarea poate include si optiuni pentru imbunatatirea caracteristicilor energetice.

Statele membre vor initia si implementa programe pentru facturarea costurilor pentru incalzire, conditionarea aerului si apa calda, intr-o proportie adecvata, pe baza consumului efectiv. Aceste programe trebuie sa permita ca sumele pentru aceste servicii sa fie impartite intre utilizatorii unei parti sau a intregii cladiri pe baza cantitatilor specifice de caldura, ventilatie si apa calda consumate de fiecare ocupant. Aceasta se va aplica cladirilor sau partilor din cladiri alimentate dintr-o instalatie comuna de caldura, aer conditionat si apa calda menajera. Locatarii unor astfel de cladiri trebuie sa poata sa-si regleze propriile consumuri de caldura, ventilatie si apa calda menajera.

Statele membre vor initia si implementa programe pentru a permite finantarea prin terti pentru investitii de eficienta energetica in sectorul public.

In sensul acestei Directive, "finantarea prin terti" inseamna furnizarea completa de servicii de auditare, instalare, operare, intretinere si finantare pentru o investitie de eficienta energetica, recuperarea acestor servicii urmand a se face, partial sau integral, pe baza economiilor de energie.

Statele membre vor initia si implementa programe astfel incat noile cladiri sa aiba o izolatie termica eficienta, pe termen lung, pe baza standardelor aprobate de statele membre, tinand cont de conditiile climatice sau zonele climatice si de utilizarea dorita a cladirii.

Statele membre vor initia si implementa programe de inspectare regulata a instalatiilor de incalzire cu o putere nominala efectiva de peste 15 kW, in scopul imbunatatirii conditiilor de functionare din punct de vedere al consumurilor energetice si limitarii emisiilor de dioxid de carbon.

2. Directiva Consiliului Europei nr. 96/137/EC (SAVE II)

Decizia stabileste obligatia Comunitatii de a sustine un program pentru pregatirea si implementarea de masuri si actiuni intr-un mod cat mai eficient din punct de vedere financiar cu scopul de a promova eficienta energetica in CE.

Scopul principal al programului SAVE II consta in imbunatatirea intensitatii energetice la consumatori finali cu cel putin un procent fata de ceea ce s-ar fi putut obtine in conditii normale.

Obiectivele generale ale programului sunt:

a) stimularea masurilor de eficienta energetica in toate sectoarele;

b) incurajarea investitiilor private si publice in masuri pentru conservarea energiei;

c) crearea conditiilor de imbunatatire a intensitatii energetice la consumatorii finali.

In cadrul programului, vor fi finantate urmatoarele categorii de actiuni pentru eficienta energetica:

studii si alte actiuni de acest fel avand scopul de a implementa si realiza masurile Comunitare (cum ar fi contracte de voluntariat, mandate pentru standardizare, achizitii prin cooperare si legislatie pentru cresterea eficientei energetice, studii privind efectul modificarii pretului asupra eficientei energiei si studii care sa stabileasca eficienta energetica drept criteriul de apreciere a programelor comunitare;

actiuni pilot orientate sectorial in scopul accelerarii investitiilor eficiente energetic si/sau in scopul imbunatatirii modelelor de utilizare eficienta a energiei, pentru a fi realizate in organizatii/ companii publice sau private dar si in retelele comunitare existente sau in organizatiile sau companiile grupate pentru a executa proiectele;

masuri propuse de catre Comisie pentru a incuraja schimbul de experienta in scopul promovarii unei mai bune cooperari intre activitatile desfasurate pe plan international, Comunitar, national, regional si local prin mijloace adecvate de diseminare a informatiilor;

monitorizarea evolutiei eficientei energetice in statele Comunitare si in statele membre individuale si evaluarea si monitorizarea actiunilor si masurilor realizate in cadrul programului;

actiuni specifice in favoarea managementului energetic la nivel regional si local si in favoarea unei coeziuni sporite intre statele membre si regiuni in domeniul eficientei energetice.

2. SMOGUL

Smogul, ca forma de poluare a atmosferei, se prezinta sub forma de ceata alba sau galbena-cafenie.

Termenul smog deriva din cuvintele [smoke = fum] si [fog = ceata] si se pare ca a fost folosit prima data in anul 1905 de catre H.A. Des Voeux pentru a descrie conditiile atmosferice ale multor orase din Marea Britanie. Folosirea sa s-a impus dupa manifestarea stiintifica "Manchester Conference of the Smoke Abatement League of Great Britain" unde H.A. Des Voeux a prezentat un raport privind cele peste 1000 de victime ale "smoke-fog" din toamna anului 1909, din orasele Glasgow si Edinburgh.

Din punct de vedere al compozitiei si conditiilor de formare, smogul poate fi:

a. reducator sau sulfuros (de tip londonez);

b. oxidant sau fotochimic (de lip californian).

2.1. Smogul reducator

Este sub forma de ceata alba, datorita prezentei in aer a:

dioxidului de sulf (SO2);

umiditatii ridicate;

particulelor solide in suspensie (fum);

calmului atmosferic.

Dioxidul de sulf, la concentratii mari in atmosfera, reprezinta cauza principala de formare a smogului reducator. Acesta provine, in cea mai mare parte, din arderea combustibililor fosili cu sulf, in principal, carbune (energie electrica, incalzire, gatit, transport). Cantitati tot mai mari de SO2 au inceput sa fie deversate in atmosfera odata cu revolutia industriala (dupa 1750), fapt pentru care smogul reducator se mai numeste si smog industrial. Un asemenea smog, la concentratii mari si persistenta de ordinul zilelor, devine foarte toxic pentru organismele vii. Cei mai expusi sunt copiii si batranii cu afectiuni pulmonare si cardiovasculare.

In anul 1909 la Glasgow si Edinburgh au murit peste 1000 de persoane, iar in 1952, la Londra, intr-un interval de 5 zile cu ceata si calm atmosferic au murit peste 4.000 de persoane.

In prezent exista un risc redus de formare a smogului industrial, deoarece energia electrica provine, in cea mai mare parte, din hidrocentrale, reactoare nucleare, gaze naturale, derivate de petrol si surse neconventionale.

2.2. Smogul fotochimic

Inlocuirea carbunilor cu derivatele de petrol a dus la aparitia unui alt tip de smog, numit smog fotochimic. Acesta se manifesta indeosebi in centrele urbane cu trafic auto intens, nefiind necesara prezenta cetii sau a fumului.

Smogul fotochimic este generat de actiunea luminii solare asupra unor compusi chimici (poluanti primari) prezenti in atmosfera. In acest fel apar sute de noi compusi toxici (poluanti secundari) (tabelul 2.1).

Cei mai importanti poluanti primari sunt oxizii de azot (NOX) si compusii organici volatili (COV) (in special, combustibilii folositi la motoarele cu ardere interna).

Generarea smogului fotochimic

Conditiile pentru aparitia smogului fotochimic sunt urmatoarele:

1. sursa: NOx si COV;

2. un anume interval al zilei:

dimineata - primele ore: trafic auto intens duce la cresterea emisiei de NOx si COV;

dimineata - dupa inceperea lucrului:

traficul auto scade;

reactiile chimice {NOx + COV} duc la cresterea concentratiei NO2;

in timpul zilei are loc cresterea nivelului de insolatie:

NO2 se descompune;

se formeaza {O3 + compusi toxici, cum ar fi peroxiacetil nitratul, PAN};

pe timpul noptii:

inceteaza formarea O3;

O3 existent se descompune.

3. Conditii meteo:

precipitatiile diminueaza smogul (sunt indepartati poluantii din atmosfera);

vantul indeparteaza smogul, dar apar probleme in zonele in care ajunge aerul poluat;

inversiunea temperaturii - accentueaza efectele negative ale smogului fotochimic.

Inversiunea temperaturii (diminuarea deplasarii pe verticala a maselor de aer) determina reducerea dispersiei verticale a agentilor poluanti. Fenomenul poate dura zile pana la saptamani. In conditii normale, in timpul zilei, aerul de la suprafata scoartei terestre se incalzeste, deplasandu-se pe verticala. In acest fel agentii poluanti sunt antrenati spre altitudini mai mari. In situatiile in care are loc inversiunea temperaturii, poluantii raman blocati la nivelul solului.

4. Topografia zonei

Depresiunile sunt predispuse poluarii cu smog fotochimic:

dealurile si muntii din jur impiedica deplasarea maselor de aer, fapt care duce la cresterea concentratiei agentilor poluanti;

apar puternice inversiuni de temperatura.

4

4

Tabelul 2.1. Principalii poluanti prezenti in smogul fotochimic.

Nr. crt.

Compusul toxic

Sursa

Efecte asupra mediului

Observatii

1.

Oxizii de azot (NO si NO2)

arderea combustibililor fosili (solizi, lichizi, gazosi) [industrie; motoare cu ardere interna];

bacterii din sol;

incendii de padure; vulcani;

fulgere.

reducerea vizibilitatii (NO2 este de culoare bruna);

NO2 agraveaza afectiunile pulmonare si cardiace;

NO diminueaza rezistenta organismului la infectii;

favorizeaza aparitia cancerului;

impiedica dezvoltarea normala a plantelor.

procesele de ardere justifica 5% din NO2 prezent in atmosfera (95% provine din reactiile chimice ale NO);

pentru viitor se preconizeaza cresterea concentratiei oxizilor de azot din atmosfera.

2.

Compusii organici volatili (COV)

evaporare solventi organici si combustibili;

arderea incompleta a combustibililor fosili;

arborii emana compusi organici (terpene)

iritatia ochilor, cailor respiratorii;

unele sunt cancerigene;

reduce vizibilitatea (formeaza ceata albastra-cafenie).

efectele depind foarte mult de natura COV;

in atmosfera exista peste 600 COV;

in viitor va creste concentratia din atmosfera.

3.

Ozonul (O3)

reactiile fotochimice ale NO2;

ozonul stratosferic

contractia bronhiilor;

tuse, raguseala;

iritatia cailor respiratorii si a ochilor;

diminuarea recoltelor agricole;

impiedica cresterea plantelor;

distruge materialele plastice si a cauciucului;

miros dezagreabil

o concentratie de 0,1ppm reduce cu 50% procesul de fotosinteza;

afectate: persoanele cu afectiuni respiratorii;

se formeaza numai in timpul zilei

4.

Peroxiacetil nitrat (PAN)

reactiile dintre NO2 si COV

iritatia ochilor si a aparatului respirator;

degradeaza proteinele.

prima data detectat/recunoscut in smog;

pentru plante este mai toxic decat ozonul.

Chimia smogului fotochimic

Formare smogului fotochimic are loc in urmatoarele conditii:

radiatie solara;

oxizi de azot (NOX);

compusi organici volatili (COV);

temperaturi peste 18C.

Formarea ozonului si a peroxiacetilului nitrat (cei mai toxici constituenti ai smogului fotochimic).

Radiatia solara descompune NO2 din atmosfera, cu formare de NO si oxigen atomic (O). Acesta din urma este foarte reactiv si se combina cu oxigenul (O2), formand ozon.

NO2 + rad. solara (hv) NO + O (1)

O + O2 O3(2)

NO poate sa descompuna ozonul din atmosfera, procesul avand loc in natura, intr-o atmosfera nepoluata, fara NO2:

O3 + NO NO2 + O2 (3)

Oxigenul atomic, O3 si NO - reactioneaza cu hidrocarburile (CmHn) din aer formand:

produsi chimici toxici stabili (aldehide: RCHO; peroxiacetil nitrat: RONO2);

compusi cu reactivitate ridicata (radicali organici: RCO2, RCO, R, RO2, RO)

O + CmHn RCHO + R (4)

O3 + CmHn RCHO + RCO2 (5)

NO + RCO2 NO2 + RCO (6)

O2 + R RO2 (7)

NO + RO2 RO + NO2 RONO2 (8)

RO R + O ...... (9)

unde R = lant de hidrocarbura (compus din atomi de carbon, hidrogen si alte elemente chimice) care intra in compozitia COV.

Concluzii

ozonul apare in troposfera in conditii naturale (chiar intr-o atmosfera nepoluata), dar este consumat de NO (reactia (3);

daca in aer exista COV, NO participa la alte reactii {(6) si (8)}, iar ozonul ramane in atmosfera. Aceasta poate fi una din cauzele cresterii concentratiei O3 la valori toxice.