u11 c t2 0910( impact atmosf)

11

Tema 9: Impactes: L’aireTema 9: Impactes: L’aire

22

Tema 9: Impactes: L’aireTema 9: Impactes: L’aire

1.Les fonts de la contaminació de l’aire

2.Els agents contaminants ambiental

3.Efectes de la contaminació atmosfèrica

4.La qualitat de l’aire

33

1. Les fonts de la 1. Les fonts de la contaminació de l’airecontaminació de l’aire

Classificació de les fonts:Fonts naturals: * Erupcions volcàniques: CO2, SOx

i partícules (pols i cendres) * Incendis forestals: CO2 i cendres * Erosió eòlica: tempestes de

sorra

Fonts antropogèniques: * Mitjans de transport: NOx, CO2,

SOx, HC, partícules i metalls (plom)

* Processos industrials: Compostos halogenats, aerosols àcids, metalls (Cd)

* Calefaccions

44

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminantsClassificacióClassificació

Es classifiquen en dos grans grups:a) segons la seva naturalesa i mida: * Partícules (deposició humida i seca).

Transport pel vent. * Gasos. Transport pel vent i procés de

difusió.

b) Segons la seva forma de aparició: * Contaminants primaris: emesos

directament des de la font contaminant * Contaminants secundaris:

s’originen després de reaccionar amb altres components atmosfèrics: Ozó i PAN (nitroperòxids d’acil).

És important el temps de residència: temps de permanència en l’atmosfera:

Partícules: depèn de l’estat atmosfèric i de la grandària (nuclis de condensació)

Gasos: depèn de la capacitat de reacció

55

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminantsClassificacióClassificació

66

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminantsNormativaNormativa

Normativa:1. Valors guia: serveixen per predir o prevenir; per què el

seu augment pot tenir conseqüències en matèria de salut o medi ambient.

2. Valors límit: valors que es recomana no sobrepassar en un període de temps determinat. Cal prendre mesures de caràcter general: informar (diaris, radio), aconsellar (no sortir a fer esport migdia, atenció a les persones grans, nens o amb problemes respiratoris.

3. Valors d’emergència: Concentracions que requereixen plans d’actuació específics: control del tràfic, disminució de l’activitat industrial, etc.

77

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminantsNormativaNormativa

Tipo de límitePeriodo de promedio

Valor límite Margen de Tolerancia

Fecha de cumplimiento valor

límite

Valor límite horario para la protección a la salud humana

hora

350 µg/m3, valor que no podrá superarse

más de 24 ocasiones por año civil

(43%) a la entrada en vigor de la directiva, con una reducción lineal a partir del 1 de enero del 2001, hasta alcanzar el 0% el 1

de enero de 2005.

1 de enero de 2005

Valor límite diario para la

protección a la salud humana

24 horas

125 µg/m3, valor que no podrá superarse

en más de 3 ocasiones por año

civil

Ninguno 1 de enero de 2005

Valor límite para la

protección de los ecosistemas

Año civil e invierno (del 1 de Octubre al 31 de Marzo)

20 µg/m3 Ninguno19 de julio

de

Per el cas dels òxids de nitrogen, i diòxid de nitrogen, els valors límit venen fixats en el R.D. 1073/2003, transpost de la Directiva 1999/30/CE

88

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminants2.1. Les partícules2.1. Les partícules

Genèricament s’anomenen aerosols i són fums (gasos o líquids) i pols (sòlids):a) Metalls pesants: molt baixa concentració però no es degraden i entren a la cadena tròfica (bioacumulables) arribant a concentracions cancerígens, semiletals o letals. Són bioacumulables, com el plom i el cadmi.b) Fums: transporten cendres i gotes de combustible de les combustionsc) Partícules de pols: materials de construcció, activitats mineres i erosió

Filtrador de polvo

99

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminants2.1. Les partícules2.1. Les partícules

L’activitat industrial o minera genera gran quantitat de pols

voladures

Manipulació i tractaments dels materials

Transport

1010

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminants2.2. Els gasos2.2. Els gasos

1. SOx: Produïts per processos industrials, centrals tèrmiques, trànsit, incineració de residus o combustió de carbó o gasoil. El principal és el SO2 que és picant molt corrosiu, si augmenta redueix la visibilitat i, a més es pot fotooxidar a SO3 que és higroscòpic i absorbeix aigua (H2SO4) afectant a plantes, sòl i aigua.

1111


H2S: és tòxic .olor a ous podrits. L’emissió és per indústries papereres, refineries, indústries d’adobament de la pell i de colorants, les depuradores d’aigües o per putrefacció de matèria orgànica en condicions anaeròbiques. Es transforma fàcilment en SO2.

1212


2. NOx: es produeixen en processos de combustió a altes temperatures en els motors d’explosió i calderes

(3O2 + 2N2 2N2O3 NO2).

El NO2 és de color fosc, asfixiant i tòxic a elevades concentracions. Qualsevol activitat que impliqui l’ús de combustibles fòssils.

1313


Concentració de NO2 en ppb

1414


3. COx: El CO es produeix per la combustió incompleta de combustibles orgànics. El CO2 per activitats industrials i desforestació

1515

2. Els agents contaminants2. Els agents contaminants2.2. Els gasos2.2. Els gasos4. Compostos orgànics: Els HC com el CH4 estan produïts fonamentalment per processos naturals (zones pantanoses o pous petrolífers). L’home l’allibera a la indústria petrolera de dissolvents i en el tractament del gas natural. Si reaccionen amb NOx produeixen una boira fotoquímica.

COV: Per evaporació de substàncies orgàniques (com dioxines i furans en el tractament de compostos clorats).

Diverses dioxinesEls furans són cancerígens

1616


1717


5. Dioxines i PCB (bifenoles policlorados): són compostos organoclorats i són utilitzats com components de plaguicides, olis industrials blanqueadors, fungicides, etc. Només es coneix la toxicitat de 17 dels 210 existents. Ara bé, també es alliberen en la combustió i el tràfic i una vegada són alliberades circulen globalment per l’efecte llagosta (evaporació-deposició-evaporació) arribant molt lluny del focus emissor. A més, són molt estables i solubles en greixos, per la qual cosa s’acumulen en el teixit adipós i són bioacumulables)

Efectes d’algunes dioxines molt tòxiques en nens

1818


6. Compostos halogenats: Compostos de Cl2 que expulsen els motors i el HCl. Compostos de fluor (HF) en indústries d’alumini, ceràmiques i de vidre. CFC o freons que no són inflamables i són utilitzats com a sistemes de refrigeració

Clorofluorocarburs: Molècules orgàniques formades per àtoms de Cl i F units a C. Per exemple CCl3F (Freó-11) o CCL2F2 (Freó-12). Tenen una vida mitja de més de 100 anys.

1919


7. Oxidants: Ozó i PAN (nitroperòxid d’acil) que apareixen en condicions de boira fotoquímica o produïts per automòbils. Amb combinació fotoquímica de llum solar NOx i HC.

Olors: Substàncies que presenten un llindar d’olor com H2S o mercaptans que valors superiors a 0,00047 ppm ja es nota la seva presència.

2020


Smog fotoquímic

2121


Cal preveure que la immissió sigui baixa

2222


Cal preveure que els focus contaminants estiguin lluny de la població

2323

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 1. Efectes locals: factors3. 1. Efectes locals: factors

Depèn de l’emissió i d’un conjunt de factors que poden augmentar o disminuir les conseqüències de la primera:

a) La insolació: Les masses d’aire calent en principi, en enlairar-se, s’enduen les partícules contaminants, però, una forta insolació afavoreix les reaccions fotoquímiques.

b) La topografia: Les zones costaneres amb brises estan menys contaminades, per contra, les valls són llocs mal ventilats perquè sovint es presenten inversions tèrmiques (quan no fa vent i hi ha una alta pressió atmosfèrica l’aire fred i dens cau i es situa per sota de l’aire calent i sec) que impedeixen la dispersió dels fums i augmenta la contaminació atmosfèrica.

2424


2525


Depèn de l’emissió i d’un conjunt de factors que poden augmentar o disminuir les conseqüències de la primera:

c) El vent: Si aquest és abundant i turbulent la contaminació se’n va o es barreja i per tant és dispersa la contaminació. A determinades latituds 30º N i 30º S no hi ha vents forts dominants i apareixen problemes de contaminació (Mèxic DF, El Caire, Santiago de Xile)

d) Humitat relativa: si aquesta és elevada s’afavoreixen determinades reaccions químiques (SO2, NOx + H2O H2SO4, HNO3) produint substàncies molt corrosives.

e) Les precipitacions: com va acompanyada de vents sempre fa una neteja de contaminants però, a més de les reaccions químiques ja anomenades, incorpora els contaminats al sòl, a la vegetació i els materials

2626

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 1. Efectes locals: Boirum (smog)3. 1. Efectes locals: Boirum (smog)

Les conseqüències d’aquesta contaminació, a part dels problemes respiratoris i pell en els animals (home), una disminució del procés fotosintètic a les plantes o un afebliment dels materials, són:

El boirum (smog): boira fotoquímica, produint-se quan els HC, NOx i l’O2 reaccionen amb els raigs UV produint substàncies molt oxidants com l’ozó i els PAN (nitroperòxids d’acil). Un efecte típic és que esquerda el cautxú i les gomes. En humans irrita les vies respiratòries amb cansament i mal de cap e irrita les mucoses dels ulls.

Important: * radiació solar (hora del dia)* inversiò tèrmica :durant l’anticicló en

hivern.* relleu en vall de difícil dispersió* intensitat del trànsit

2727

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 1. Efectes locals: inversió tèrmica3. 1. Efectes locals: inversió tèrmica

2828

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 1. Efectes locals: inversió tèrmica3. 1. Efectes locals: inversió tèrmica

2929


3030


3131


Gestió: * promoció del transport públic * ús de carburants nets * depuració dels gasos dels vehicles (ús de

catalitzadors)

Peroxiacil: Radical oxidant, de fòrmula CH3COO2-. Amb NO2 forma el nitrat de peroxiacil (PAN) que es considera el millor indicador del grau de contaminació fotoquímica. Es millor indicador que l’ozó per que la seva concentració en la atmosfera, en condicions normals, és pràcticamente cero.

3232

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 1. Efectes locals: Pluja àcida3. 1. Efectes locals: Pluja àcida

Pluja àcida: Les reaccions dels SOx i NOx amb l’aigua es donen en els núvols i quan hi ha precipitació les gotes tenen un caràcter àcid , pH< 5,6 (deposició humida), provocant seriosos problemes a nivell aqüàtic, en els animals, vegetals i materials. Les principals productores d’aquestes substàncies són les centrals tèrmiques. També aquests compostos poden sofrir una deposició seca que pot ser tant important com la humida.- 65% SO2 + O2 SO3 + O- + H2O H2SO4

- 30% NO2 + H2O H2NO3 HNO3- + H+

- 5% H Cl

Aquests gasos són transfronterers de tal manera que els produïts per UK i Alemanya afecten en gran quantitat als països nòrdics. Aquests compostos generen pluja de pH=3-4 o boira de pH=2-3

3333


3434


Efectes sobre materials de carbonat càlcic com calcàries o marbre

Efectes sobre boscos per dificultar l’absorció de minerals

3535


L’acidificació del sòl provoca la caiguda de fulles especialment en coníferes

3636


L’home també pot provocar alteracions climàtiques: * Augment de les temperatures: les ciutats tenen moltes fonts de calor i a més estructures (asfalt, ciment) amb gran capacitat de retenir la calor. * Disminució de la humitat atmosfèrica: El clavegueram i la falta de vegetació eliminen amb rapidesa la humitat de la pluja. * Disminució de la visibilitat: la pols i les partícules disminueixen la radiació i la visibilitat * Augment de les precipitacions: l’augment del calor i de les partícules que actuen com nuclis de condensació ho provoquen. * Vents poc intensos i variables: Els edificis són obstacles al vent.

3737

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 1. Efectes locals: Contaminació acústica3. 1. Efectes locals: Contaminació acústica

Contaminació acústica: El soroll és un factor contaminant molt important a les ciutats afectant a la qualitat ambiental. La intensitat es mesura en decibelis (dB) i va de 0 a 120 on ja és doloròs, en ser una escala logarítmica un lleuger augment és un valor gran. Un augment de 3 dB és un augment del doble de soroll.

Soroll = 40.000 hz = 20 dB

3838


Les principals fonts de soroll són: * Els mitjans de transport (especialment els camions pessats i els avions). La part superior de la pavimentació és la responsable de la major part del soroll a més de 50 km/h. * Maquinària industrial i de construcció * Els electrodomèstics i treball industrial (tèxtil, hospitals) * Els moments d’oci units a la música

Un dilluns qualsevol després d’un cap de setmana de marxa sotmés a un elevat nombre de dB.

3939


Efectes de la contaminació:a) Alteracions fisiològiques: pèrdua o disminució de l’audició,

normalment d’una forma gradual. Es pot perdre inclòs l’equilibri. Augment de la freqüència respiratòria, pressió sanguínia i de la secreció d’adrenalina, així com una disminució de la secreció de sucs gàstrics i de saliva.

b) Alteracions psicològiques: poden provocar ansietat, pors, tensió emocional i irritabilitat, neurosis i estrès. Altres són alteracions del son i la pèrdua d’atenció.

4040


Les fonts de soroll han de sotmetre’s a una normativa que legisla l’Estat. Hi ha una normativa dels nivells sonors però no n’hi ha una que reguli els mitjans que s’han de posar perquè sigui efectiva.

La Unió Europea va establir un reglament amb el Llibre verd de la lluita contra el soroll (considera el soroll d’immissió com contaminació i delimita zones amb sensibilitat acústica) i a Catalunya s’ha establert la Llei de protecció contra la contaminació acústica (2002) on s’expressa la necessitat de prevenir i corregir la contaminació acústica. S’ha hauria de:

* Planificació territorial i urbanística (on s’edifica, quins paviments absorbents, zones enjardinades, aïllament d’activitats més sorolloses)

* Insonorització d’edificis alhora de construir-los * Disminució de sorolls de les fonts emissores (tubs

d’escapament, maquinàries) * Imposició de multes o taxes per a l’incompliment * Sensibilització ciutadana * Educació ambiental de l’alumnat.

4141


4242

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 2. Efectes globals: Augment efecte 3. 2. Efectes globals: Augment efecte hivernaclehivernacle

Són el conjunt de gasos (molècules com a mínim amb 3 àtoms) que absorbeixen part de la calor que la Terra irradia i permeten una temperatura de 15 ºC de mitjana.

Aquests gasos són, per ordre d’importància:

* CO2: produït per els éssers vius al respirar, les erupcions volcàniques i per l’home al cremar cada any més de 5.000 milions de Tn de combustibles fòssils i és absorbit per processos fotosintètics i de formació d’estructures calcàries. (50%)

* CFC (25 %) * Metà CH4 (15 %) * NO2 (10 %)

4343


Això podria provocar a nivell mundial diferents efectes: * Els pols i glaciars es desglaçarien amb augment de 30-60 cm

d’alçada * Alteració del règim de pluges. Desertització * Extinció d’espècies * Augment de precipitacions al nord d’Europa i disminució al

Mediterrani * Eliminació de sòls. * Salinització d’aqüífers per augment de l’evapotranspiració.

4444


Solucions: * Reforestació i convertir els

deserts en zones de rec gota a gota

* Potenciar el creixement d’organismes amb esquelet calcari.

* Eliminar les fonts, disminuir la producció dels gasos responsables i recerca de nous recursos energètics renovables i nets.

* Promoure el transport públicEls aerosols sulfatats (DMS) al reflectir les radiacions provinents del sol contraresten l’efecte hivernacle. Es produeixen en l’activitat orgànica del fitoplancton i en processos volcànics.

4545


Precipitador electrostàticPrecipitador per gravetat Precipitador per humitat

4646

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó

Ho considerem local perquè s’ha presentat durant l’hivern a l’Antàrtida i al pol Nord. En els primers km (0-13) és un gas contaminant, mentre que l’estratosfèric és filtrador del UV.

Síntesi DestruccióO2 + hvc O· + O· Cl + O3 Cl O + O2

O· + O2 + X O3 + X Cl O + O2 Cl + O2

O3 + hvb O· + O2 Si disminueix 1% de [O3]Augment 2-3 % UVbAugment 4-6 % Càncer pell

4747


4848


4949


La capa d’ozó ha anat minvant-se fins arribar en algun cas al 50 %. Els principals contaminants són: * Compostos clorats, els CFC (gasos clorofluorocarburs) o freons, utilitzats com a propel·lents (empenyent), com a refrigerants, com a dissolvents. S’han substituït per altres molt més reactius com els HFC i els HCFC però encara no es coneixen prou bé. * Metà: el CH4 es pot fotodissociar i produir compostos d’H que provoquen cicles catalítics de l’ozó. * NOx: alliberats per els avions i trenquen la molècula d’ozó. * Bromur de metil: plaguicida amb brom que actua com el clor.

5050


5151


El Protocol de Montreal els 29 països de la Unió Europea (Consumeixen el 82% dels productes responsables) es comprometen a eliminar-los.

Els CFC són molt estables i alguns com el CFC-12 (CCl3F) romanen 111 anys mentre que altres dissolvents com el metil-cloroform únicament són estables durant uns 8 anys. A les zones polars es generen núvols estratosfèrics que retenen als CFC. Les raons per les quals s’utilitzen són: * molt estables * molt barats * inerts pel metabolisme dels éssers vius

L’ozó moltes vegades es localitza en zones llunyanes de les fonts d’emissió per què és molt volàtil i el SOx i el NOx també el destrueixen.

5252

3. Efectes de la contaminació 3. Efectes de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica3. 2. Indicadors de la contaminació 3. 2. Indicadors de la contaminació atmosfèricaatmosfèrica

Els diferents tipus de líquens, amb diferents sensibilitats per substàncies de l’aire, ens poden indicar la presència de contaminants per absència o única presència de líquens coriàcits (molt més resistents a la contaminació que els de tipus foliàcit)

5353

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aire

Emissió: producció i alliberació de substàncies l’atmosfera (aquesta pot ser dispersada , concentrada o canviada).Immissió: concentracions de contaminants de l’aire en un determinat indret.

Emissió

Immissió

5454

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aire

S’ha d’establir un límit en els nivells d’immissió i emissió: * Xarxes de control urbanes * XVPCA: Xarxa de Vigilància i Previsió de la Contaminació Atmosfèrica. * Xarxes de control de contaminació transfronterera * Programes d’anàlisi sobre problemàtiques mundials

Control d’immissióExposició

5555

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aire4.1. Xarxa de vigilància i previsió4.1. Xarxa de vigilància i previsió

La XVPCA és un conjunt d’aparells de mesura automàtics i manuals que proporcionen permanentment dades sobre els nivells d’immissió i que està en contacte amb els centres d’anàlisi i coordinació.

Funcions de la XVPCA: * Localització dels focus d’emissió * Conèixer i estudiar l’evolució de la contaminació * Elaborar mapes de vulnerabilitat i capacitat del territori * Emprendre actuacions per fer complir les normatives amb

prevenció i correcció.

Fotosonòmetre

5656


Estructura de la XVPCA (estructura jeràrquica en arbre descendent o convergència)

Aquesta xarxa està formada per: * Sensors: són els aparells que mesuren.

N’hi ha uns 300 manuals i prop de 100 estacions automàtiques.

* Centre d’Anàlisi: Fa un seguiment dels sensors i rebre dades i enviar-les a entitats públiques o privades.

* Centre Receptor de Dades: Coordina i supervisa els centres d’anàlisi i inspecciona els seus laboratoris.

* Centre Coordinador de Dades: fa estudis evolutius anuals i sistematitza tota la informació i estableix normes respecte a instal·lacions, mètodes de mesura. Pertanyen amb l’anterior al Departament de Medi Ambient.

5757


Realitza mapes d’emissions i immissions i fa diferents estudis* Local·lització de focus contaminants* Predicció de nivells

5858


Realitza previsions a llarg termini de canvis.

5959

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aire4.2. Índex català de qualitat de l’aire4.2. Índex català de qualitat de l’aire

ICQA (Índex català de la qualitat de l’aire): valora els nivells de contaminació dels 6 principals contaminants primaris SO2, NO2, CO, i partícules en suspensió, com els secundaris com O3. Com més alt (a prop de 100) millor, si és negatiu (fins a –400, encara que normalment no supera els –50) és que algun contaminant supera la concentració límit acceptable

Hi existeixen altres índex com L’ICAIRE (Índice de calidad del aire) i el ORAQI (Oak Ridge Air Quality Index) basats en equacions matemàtiques en les que intervenen nombrosos paràmetres i variables.

6060


Hi ha tot una sèrie de mesures que poden contribuir a disminuir la contaminació:- Planificació del territori: distribució adequada dels elements a un territori: * Ubicació de les instal·lacions emissores on se n’eviti la concentració * Disseny adequat de la xarxa viària i creació de serveis públics. * Establir zones esmorteïdores de la contaminació (parcs, zones verdes)- Reducció de les emissions de contaminants: * Ús de filtres * Utilització de processos alternatius menys contaminants * Foment de les energies alternatives i dels combustibles nets- Recomanacions als ciutadans: * Ús del transport públic * Evitar el consum innecessari * Ús dels contenidors de recollida selectiva i triar objectes fabricats amb materials reciclats.

6161


La instalació de filtres de partícules pot ser cara però la tecnologia actual estalvia energia i disminueix la contaminació

6262

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aire4.3. Legislació4.3. Legislació

Actualment la Legislació és molt pobre (hi ha alguna Directiva sobre la gestió i valors límits com del benzè, CO, plom SO2, NO2, NOx i partícules) i pretén: * Prevenció: fabricar mapes de vulnerabilitat, planificació territorial i urbanística, estudis d’impacte ambiental i adopció de mesures preventives. * Control: Inspeccions de nivells d’emissió. * Capacitat sancionadora: per l’incompliment de la normativa * Restauració: regeneració del medi

6363

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aireAltres: contaminació lumínicaAltres: contaminació lumínica

6464

4. La qualitat de l’aire4. La qualitat de l’aireAltres: contaminació lumínicaAltres: contaminació lumínica

Londres de nit

u11 c t2 0910( impact atmosf)

Education