Poluarea atmosferei
Poluarea atmosferica
implica emanarea de substante daunatoare organismelor vii,
in atmosfera. Poluanti precum oxizii de sulf si azot,
cloro-fluoro-carburile, dioxidul de carbon, monoxidul de carbon, si
funinginea(carbunele) sunt pricipalii contribuitori la poluarea
atmosferica. Poluarea atmosferica poate afecta de asemenea
ecosistemele acvatice si terestre daca poluantii se dizolva
in apa sau precipita sub forma de ploaie.
Se estimeaza ca
poluarea atmosferica contribuie anual la aproximativ 120.000 de decese in
SUA. In fiecare an dezvoltarea industriei genereaza miliarde de tone de
materiale poluante.
Cauzele poluarii atmosferice
Poluantii
primari sunt acei poluanti atmosferici emanati direct in
atmosfera, de exemplu particulele de funingine, dioxidul de sulf si
oxizii de azot. Poluantii secundari sunt produsi prin reactii
intre poluantii primari. De exemplu, ozonul se formeaza deasupra
arealelor urbane prin reactii dintre poluantii primari si
componentii normali ai atmosferei. Monoxidul de carbon si oxizii de
azot sunt principalii poluanti emisi de arderile de combustibil.
Funinginea si dioxidul de sulf sunt poluantii primari produsi in
principal prin arderile de combustibili fosili in centralele energetice, precum
petrolul si carbunele. In fiecare an peste 1 miliard de tone de
astfel de materiale intra in compozitia atmosferei prin aceste
procese. Poluantii au tendinta de a se gasi numai in anumite
zone.
O semnificanta parte a
industriei si a transporturilor se bazeaza pe combustibili fosili. Pe
masura ce acesti combustibili sunt consumati, in
atmosfera sunt eliminate particule chimicale de materii poluante. Cu toate
ca un mare numar de astfel de chimicale contribuie la poluarea
atmosferica, cele mai multe dintre ele contin carbon, sulf si
azot. Combustia carbonului, a petrolului si a benzinei este
raspunzatoare pentru majoritatea poluantilor atmosferici. Mai
mult de 80% din dioxidul de sulf, 50% din oxidul de azot, si intre 30
si 40% din materia poluanta emanata in atmosfera de
catre SUA, sunt produse de combustibili fosili, centrale electrice,
boilere industriale si furnale reziduale; 80% din monoxidul de carbon
si 40% din oxidul de azot si hidrocarburi rezulta din arderea
gazului si a combustibililor diesel. Alte materiale poluante pot avea
sursa de emitere industria metalelor (fier, zinc, plumb, cupru),
rafinariile petrolifere, uzinele de ciment si cele in care se
obtine acidul azotic si acidul sulfuric. Aceste chimicale
interactioneaza intre ele dar si cu razele ultraviolete din razele
solare cu intensitati periculoase.
Smogul se formeaza in
areale urbane, in acele locuri in care exista un mare numar de
automobile, cand dioxidul de azot este descompus de razele solare,
eliberandu-se ozonul, aldehide si cetone. Smogul poate cauza severe
probleme medicale. Cand dioxidul de sulf si oxidul azotos se
transforma in acid sulfuric si acid azotic in atmosfera, aceste
substante precipita sub forma de ploaie, asa numita ploaie
acida. Ploaia acida este o grava problema globala
pentru ca foarte putine specii sunt capabile sa
supravietuiasca in asemenea conditii.
Cele mai
sensibile strategii de control ale poluarii atmosferice implica
metode ce reduc, colecteaza, capteaza sau retin poluanti
inainte ca ei sa intre in atmosfera. Din punct de vedere ecologic,
reducand emisiile poluante cu o marire a randamentului energetic si
prin masuri de conservare, precum arderea de mai putin combustibil
este strategia preferata. Influentand oamenii sa foloseasca
transportul in comun in locul autovehiculelor personale, ajuta de asemenea
la imbunatatirea calitatii aerului urban.
Poluantii potentiali
pot exista in materialele ce intra in procese chimice sau in procese de
combustie(ca de exemplu plumbul din benzina). Metode de controlare a
poluarii atmosferice includ si indepartarea materialelor
poluante direct din produsul brut, inainte ca acesta sa fie folosit, sau
imediat dupa ce s-a format, dar si alterarea proceselor chimice ce
duc l-a obtinerea produsului finit, astfel incat produsii
poluanti sa nu se formeze sau sa se formeze la nivele
scazute. Reducerea emisiilor de gaze din arderea combustibililor
folositi de catre automobile este posibila si prin
realizarea unei combustii cat mai complete a carburantului sau prin recircularea
gazelor provenite de la rezervor, carburator si motor, dar si prin
descompunerea gazelor in elemente putin poluante cu ajutorul proceselor
catalitice. Poluantii industriali pot fi la randul lor captati in
filtre, precipitatori electrostatici etc.
Efecte pe scara-larga
Inaltele cosuri de fum pe care
le folosesc industriile si filtrele lor nu indeparteaza
substantele poluante doar prin propulsarea lor in straturile inalte
ale atmosferei, asa ca se considera posibilitatea sa se
reduca concentratia agentilor poluanti in arealul
respectiv, in locul unde se produc. Poluantii pot fi insa
transportati la mari distante de locul originar al emisiei, si
pot produce efecte adverse in alte areale. Emisiile de sulf si de azot din
America centrala si de est, cauzeaza ploi acide in statul New
York, New England si in estul Canadei. Nivelul pH-ului sau aciditatea
multor lacuri din acele zone a fost dramatic deteriorata de aceasta
ploaie acida astfel ca intreaga populatie de peste din lacurile
respective a fost distrusa. Efecte similare au fost semnalate si in
Europa. Emisiile de dioxid de sulf si reactiile de formare ale
acidului sulfuric pot fi de asemenea responsabile pentru atacul asupra
stancilor si a rocilor la mari distante de sursa de poluare.
Cresterea pe scara
mondiala a consumului de petrol si carbune inca din anii '40 au
condus la cresteri substantiale de dioxid de carbon. Efectul de
sera ce rezulta din aceasta crestere de CO , ce permite energiei solare sa
patrunda in atmosfera, dar reduce reemisia de raze
infrarosii de la nivelul Pamantului, poate influenta
tendinta de incalzire a atmosferei, si poate afecta climatul
global si prin acest lucru calota glaciara de la poli s-ar topi
partial. O posibila marire a paturii de nori sau o
marire a absortiei excesului de CO2 de catre Oceanul
Planetar, ar putea stopa partial efectul de sera, inainte ca el
sa ajunga in stadiul de topire a calotei glaciare. Oricum, rapoarte
de cercetare ale SUA, eliberate in anii '80 indica faptul ca efectul de
sera este in crestere si ca natiunile lumii ar trebui
sa faca ceva in aceasta privinta.
Pricipalele fenomene poluante
1. Smogul
Smogul este un
amestec de ceata solida sau lichida si particule de
fum formate cand umiditatea este crescuta, iar aerul este atat de calm incat
fumul si emanatiile se acumuleaza langa sursele lor. Smogul
reduce vizibilitatea naturala si adesea irita ochii si
caile respiratorii, si se stie ca este cauza a mii de
decese anual. In asezarile urbane cu densitate crescuta, rata
mortalitatii poate sa creasca in mod considerabil in timpul
perioadelor prelungite de expunere la smog, mai ales cand procesul de inversie
termica realizeaza un plafon de smog deasupra orasului.
Smogul fotochimic este o
ceata toxica produsa prin interactia chimica intre
emisiile poluante si radiatiile solare. Cel mai intalnit produs al
acestei reactii este ozonul. In timpul orelor de varf in zonele urbane
concentratia atmosferica de oxizi de azot si hidrocarburi
creste rapid pe masura ce aceste substante sunt emise de
automobile sau de alte vehicule. In acelasi timp cantitatea de dioxid de
azot din atmosfera scade datorita faptului ca lumina solara
cauzeaza descompunerea acestuia in oxid de azot si atomi de oxigen.
Atomii de oxigen combinati cu oxigenul molecular formeaza ozonul.
Hidrocarburile se oxideaza prin reactia cu O2, si
reactioneaza cu oxidul de azot pentru a produce dioxidul de azot. Pe
masura ce se apropie mijlocul zilei, concentratia de ozon devine
maxima, cuplat cu un minimum de oxid de azot. Aceasta combinatie
produce un nor toxic de culoare galbuie cunoscut drept smog fotochimic.
Smogul apare adesea in zonele oraselor de coasta si este o
adevarata problema a poluarii aerului in mari orase
precum Atena, Los Angeles, Tokyo.
Los Angeles este o aglomeratie
urbana-suburbana cladita pe coasta deluroasa, avand in vecinatate la sud si la
est Oceanul Pacific. Muntii se intind la est si la nord; de asemenea la nord se
gaseste San Fernando Valley, o parte a orasului cu aproximativ o treime din
populatia orasului care este separata de Hollywood si de centrul orasului de
Muntii Santa Monica si de Parcul Griffith, spatiul cel mai mare de recreere al
orasului. Los Angeles-ul face legatura intre regiunile sale prin intermediul
unor mari autostrazi de otel si beton - faimosul sistem de sosele - construit
pentru transportul rapid, la mari viteze, dar care este de obicei congestionat
de trafic. Smogul produs de gazele de esapament ale masinilor sau de alte surse
este o problema continua a poluarii. Un sistem de cai ferate orasenesc opereaza
din 1993; cand va fi terminat in anul 2001, sistemul va lega 36.5 km de linii
subterane cu aproximativ 645 km de linii.
Tokyo este capitala si cel mai
mare oras al Japoniei, precum si unul dintre cele mai populate orase ale lumii,
dupa statisticile din anul 1993, metropola insumand 11.631.901 de persoane.
Orasul este centrul cultural, economic si industrial al Japoniei. Industria
este concentrata in zona Golfului Tokyo, extinzandu-se spre Yokohama, producand
aproape o cincime din totalul de produse economice, acestea cuprinzand:
industria grea (cu mai mult de doua treimi din total), si industria usoara,
care este foarte diversificata: produse alimentare, textile, produse
electronice si optice, masini, chimicale, etc.
Aceasta vasta dezvoltare
economica implica si un grad ridicat al poluarii, datorat emanarii de substante
nocive in atmosfera in urma proceselor de productie. De asemenea, numarul mare
de autovehicule contribuie la cresterea cantitatii de noxe din atmosfera.
Pentru a se reduce gradul de poluare, autoritatile locale incurajeaza folosirea
transportului in comun, cum sunt metrourile si trenurile de mare viteza, care
fac legatura dintre diferitele parti ale orasului. De asemenea, se recurge la
modernizarea sistemului de sosele pentru a se evita aglomerarile si blocajele
rutiere. Totusi mai sunt prezente probleme in traficul rutier in anumite zone
ale metropolei.
Mexico City este capitala
statului Mexic, fiind cel mai mare oras al acestei tari. Este, totodata, si cel
mai oras al emisferei vestice si reprezinta centrul cultural, economic si
politic al tarii, avand o populatie de 8.236.960 de locuitori, conform
statisticilor facute in anul 1990. In acest oras se produce aproximativ o
jumatate din productia economica a Mexicului, aceasta fiind reprezentata de:
industria textila, chimica si farmaceutica, electrica si electrotehnica, precum
si o dezvoltata industrie; aditional la acestea se mai dezvolta si industria
usoara, industria alimentara si cea textila.
2. Ploaia acida
Ploaia acida este un tip de poluare
atmosferica, formata cand oxizii de sulf si cei de azot se combina cu vaporii
de apa din atmosfera, rezultand acizi sulfurici si acizi azotici, care pot fi
transportati la distante mari de locul originar producerii, si care pot
precipita sub forma de ploaie. Ploaia acida este in prezent un important
subiect de controversa datorita actiunii sale pe areale largi si posibilitatii
de a se raspandi si in alte zone decat cele initiale formarii. Intre
interactiunile sale daunatoare se numara: erodarea structurilor, distrugerea
culturilor agricole si a plantatiilor forestiere, amenintarea speciilor de
animale terestre dar si acvatice, deoarece putine specii pot rezista unor
astfel de conditii, deci in general distrugerea ecosistemelor.
Problema poluarii acide isi
are inceputurile in timpul Revolutiei Industriale, si efectele acesteia
continua sa creasca din ce in ce mai mult. Severitatea efectelor poluarii acide
a fost de mult recunoscuta pe plan local, exemplificata fiind de smog-urile
acide din zonele puternic industrializate, dar problema s-a ridicat si in plan
global. Oricum, efectele distructive pe areale in continua crestere a ploii
acide au crescut mai mult in ultimele decenii. Zona care a primit o atentie
deosebita din punct de vedere al studierii sale, o reprezinta Europa
nord-vestica. In 1984, de exemplu, raporturi privind mediul ambiant indica
faptul ca aproape o jumatate din masa forestiera a Padurii Negre din Germania,
au fost afectata de ploi acide. Nord-estul Statelor Unite si estul Canadei au
fost de asemenea afectate in special de aceasta forma de poluare.
Emisiile industriale au fost
invinuite ca fiind cauza majora a formarii ploii acide. Datorita faptului ca
reactiile chimice ce decurg in cadrul formarii ploii acide sunt complexe si
inca putin intelese, industriile au tendinta sa ia masuri impotriva ridicarii
gradului de poluare a acestora, si de asemenea s-a incercat strangerea
fondurilor necesare studiilor fenomenului, fonduri pe care guvernele statelor
in cauza si-au asumat raspunderea sa le suporte. Astfel de studii eliberate de
guvernul Statelor Unite in anii '80, implica industria ca fiind principala
sursa poluanta ce ajuta la formarea ploii acide in estul Statelor Unite si
Canada. In 1988 o parte a Natiunilor Unite, Statele Unite ale Americii si alte
24 de natiuni au ratificat un protocol ce obliga stoparea ratei de emisie in
atmosfera a oxizilor de azot, la nivelul celei din 1987. Amendamentele din 1990
la Actul privind reducerea poluarii atmosferice, act ce a fost semnat inca din
1967, pun in vigoare reguli stricte invederea reducerii emisiilor de dioxid de
sulf din cadrul uzinelor energetice, in jurul a 10 milioane de tone pe an pana
pe data de 1 Ianuarie,2000. Aceasta cifra reprezinta aproape jumatate din
totalul emisiilor din anul 1990.
Studii publicate in 1996
sugereaza faptul ca padurile si solul forestier sunt cu mult mai afectate de
ploaia acida decat se credea prin anii '80, si redresarea efectelor este foarte
lenta. In lumina acestor informatii, multi cercetatori cred ca amendamentele
din 1990 in vederea reducerii poluarii si a purificari aerului, nu vor fi
suficiente pentru a proteja lacurile si solurile forestiere de viitoarele ploi
acide.
3. Disparitia stratului de ozon
Stratul de ozon este o regiune a
atmosferei de la 19 pana la 48 km altitudine. Concentratia maxima de ozon de
pana la 10 parti pe milion are loc in stratul de ozon. Asadar ozonul se
formeaza prin actiunea razelor solare asupra oxigenului. Aceasta actiune are
loc de cateva milioane de ani, dar compusii naturali de azot din atmosfera se
pare ca au mentinut concentratia de ozon la un nivel stabil. Concentratii
ridicate la nivelul solului sunt periculoase si pot provoca boli pulmonare. Cu
toate acestea insa, datorita faptului ca stratul de ozon din atmosfera protejeaza
viata pe Pamant de radiatiile solare, acesta este de o importanta critica. De
aceea, oamenii de stiinta au fost ingrijorati cand au descoperit in anii '70 ca
produsele chimice numite cloro-fluoro-carburi folosite indelung ca refrigerenti
si in spray-urile cu aerosoli sunt o posibila amenintare a stratului de ozon.
Eliberate in atmosfera, aceste chimicale se ridica si sunt descompuse de lumina
solara, clorul reactionand si distrugand moleculele de ozon - pana la 100.000
de molecule de ozon la o singura molecula de C.F.C. Din aceasta cauza folosirea
acestor tipuri de compusi chimici a fost interzisa in Statelele Unite si nu
numai. Alte chimicale, ca de exemplu halocarburile bromurate ca si oxizii de
azot din ingrasaminte, pot de asemenea ataca stratul de ozon. Distrugerea
stratului de ozon ar putea cauza cresterea numarului de cancere de piele si a
cataractelor, distrugerea de anumite culturi, a planctonului si cresterea
cantitatii de dioxid de carbon datorita scaderii vegetatiei.
Incepand din anii '70
cercetatorii stiintifici care lucrau in Antarctica au detectat o pierdere
periodica a stratului de ozon din atmosfera. Studiile conduse cu baloane de
inalta altitudine si sateliti meteorologici indica faptul ca procentul total de
ozon de deasupra zonei Antartice este in declin. Zborurile pe deasupra
regiunilor Arctice au descoperit o problema asemanatoare.
Produsele
concentrate poluante sunt reduse chimic de amestecurile moleculare din
atmosfera, ce depind de conditiile atmosferice, ca de exemplu temperatura,
viteza vantului si miscarile sistemelor depresionare care interactioneaza cu
topografia locala, modeland muntii si vaile.In mod normal, temperatura
descreste odata cu cresterea altitudinii. Dar cand o patura atmosferica de aer
rece se pozitioneaza sub o patura de aer mai cald, producandu-se o inversiune
termala, amestecurile chimice atmosferice intre componentele atmosferice si
poluanti sunt incetinite, la fel ca si procesele reducatoare, iar poluantii se
pot acumula la altitudini joase, aproape de nivelul solului. Aceste inversiuni
termale pot surveni sub un front atmosferic stationar de presiune ridicata
cuplat cu viteze scazute ale vantului.
Perioade de numai trei zile cu
astfel de conditii pot duce la aparitia unor concentratii periculoase de
materiale poluante, in arealele in care exista un grad ridicat de poluare si,
in conditii severe pot rezulta maladii sau chiar moartea. Spre exemplu o
inversiune termala deasupra orasului Donora, din Pennsylvania, in 1948, a
cauzat afectiuni pulmonare la peste 6000 de persoane si moartea a 20 dintre
ele. Severe cazuri de poluare in Londra a luat intre 3500 si 4000 de vieti in
1952 si alte 700 in 1962. Degajari de izocianat de metil in aer in timpul unei
inversiune termale a cauzat dezastrul din India, din Decembrie 1984, cand s-au
produs peste 3300 de decese si alte 20.000 de inbolnaviri.
Efectele unei prelungite
expuneri la concentratii scazute de poluanti nu este inca bine definita; cu
toate acestea cei mai expusi pericolului unie inbolnaviri din cauza poluarii
sunt cei foarte tineri, batranii, fumatorii, cei care muncesc intr-un mediu in
care sunt expusi direct la maetrialele poluante, si mai ales persoanele cu
afectiuni cardiatice sau pulonare. Alte efecte negative ale poluarii sunt
deteriorarea culturilor agricole si chiar inbolnavirea anmalelor. Primele
efecte vizibile ale poluarii sunt cele estetice care nu sunt neaparat
periculoase si care include scaderea vizibilitatii datorita acumularilor de
particule pe praf aflate in suspensie in aer, mirosul urat produs de hidrogenul
sulforos emanat din fabricile de celuloza si hartie etc.
Actiuni guvernamentale
Diferite tari au
impus standarde in legislatie cu prvire la nivelele de concentratie ce se cred
a fi suficient de scazute pentru a proteja sanatatea publica. Standardele
privind sursele de emisie au de asemenea specificate limitele de emisie a
substantelor poluante in atmosfera astfel incat standadele de calitate ale
aerului sa fie atinse. Cu toate acestea insa, natura problemei necesita
implementarea tratatelor internationale ale mediului, si pana in acest moment
49 de tari au aprobat in Martie 1985 conventia Natiunilor Unite cu privire la
stratul de ozon. "Protocolul de la Montreal", asa cum a fost numita aceasta
conventie renegociata in 1990 apela la indepartarea anumitor clorocarburi si
fluorocarburi pana la sfarsitul secolului si asigura ajutor in vederea
dezvoltarii tarilor in realizarea acestor tranzitii. In plus, mai multe tratate
internationale au fost semnate in scopul reducerii incidentei ploii acide.
In Statele Unite, Actul
Aerului Curat din 1967, asa cum a fost amendat in 1970, 1977 si 1990 este baza
legala a controlarii poluarii atmosferice. Agentia de Protectie a Mediului are
ca responsabilitate primara indeplinirea cererilor acestui act, care specifica
sa se stabileasca standarde privind calitatea aerului in cazul diferitelor
substante. Actul a fost de asemenea destinat prevenirii deteriorarii calitatii
aerului in arealele unde aerul este in prezent mai curat decat impun
standardele. Amendamentele din 1990 identifica ozonul, monoxodul de carbon,
ploaia acida si noxele atmosferice ca fiind cele mai grave probleme ale
poluarii aerului.
Alte probleme legate de poluare
Colapsul global al mediului inconjurator este inevitabil. Statele dezvoltate ar trebui sa lucreze alaturi de statele in curs de dezvoltare pentru a se sigura faptul ca economiile acestor tari sa nu contribuie la accentuarea problemelor legate de poluare. Politicienii din zilele noastre ar trebui sa se gandeasca la sustinerea programelor de reducere a poluarii decat la o extindere cat mai mare a industrializarii. Strategiile de conservare a mediului ar trebui sa fie acceptate pe scara mondiala, si oamenii ar trebui sa inceapa sa se gandeasca la reducerea considerabila a consumului energetic fara a se sacrifica insa confortul. Cu alte cuvinte, avand la dispozitie tehnologia actuala, distrugerea globala a mediului inconjurator ar putea fi stopata.
