Zanieczyszczenia atmosfery

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 2

Co to jest atmosfera? Źródła zanieczyszczeń atmosfery. Wpływ zanieczyszczeń powietrza . Sposoby zmniejszania zanieczysz czeń powietrza.

Slide 3

Atmosfera jest to warstwa gazowa, która otacza Ziemię. Mieszanina tworzących ją gazów zawarta w 20-kilometrowej warstwie nad Ziemią nazywana jest powietrzem. Podstawowymi składnikami powietrza są azot (78,09 objętości powietrza), tlen (20,94 objętości powietrza), argon (0,93) i CO 2 (ponad 0,04). Pozostałe składniki powietrza to gazy szlachetne takie jak: neon Ne, hel He, krypton Kr, ksenon Xe, a także wodór H2, metan CH4, tlenki azotu N2O i NO2, ozon O3 oraz amoniak NH3. Występują one w niewielkich ilościach.. Powietrze zawiera także zmienne ilości pary wodnej: od 0,2 nad obszarami suchymi do 6 nad akwenami w ciepłych rejonach. Skład powietrza i jego temperatura zmieniają się w zależności od wysokości nad powierzchnią Ziemi.

Slide 4

Warstwowa budowa atmosfery W atmosferze wyróżnia się obszary temperaturowe. termosfera (85 - 2000 km)- nie rozchodzą się w niej fale dźwiękowe i magnetyczne, egzosfera (500 - 2000 km) - brak tlenu; słabe oddziaływanie grawitacyjne jonosfera (85 - 100 km) mezosfera (50 - 85 km). Temperatura początkowo maleje, ale w górnych częściach rośnie. stratosfera (12 - 50 km). W jej dolnej części temperatura wynosi od -700C do -500C i rośnie wraz z wysokością do ok. 00C. Na wysokości 24-40 km występuje warstwa ozonu-jest to ozonosfera. troposfera (do ok. 12 km) sięga do 18 km nad równikiem i 12 km nad biegunami, występują w niej zjawiska atmosferyczne, następuje spadek temperatury wraz z wysokością 0,6C na 100 m; temperatura w niej wynosi od 15C przy powierzchni Ziemi do -50C w górnej troposferze. Występują w niej pionowe ruchy powietrza oraz spore różnice w wilgotności. Troposferę zamyka cienka warstwa o stałej temperaturze, zwaną tropopauzą.

Slide 5

Ze względu na skład chemiczny w atmosferze wyróżnia się dwie strefy homosferę i heterosferę. Homosfera- (do wysokości ok. 90 km). Tworzy ją powłoka gazowa chroniąca życie na Ziemi przed promieniowaniem krótkofalowym. Stanowi ona źródło wolnego tlenu, niezbędnego dla większości organizmów żywych, w tym dla człowieka. Na wysokości 20-30 km ponad powierzchnią Ziemi znajduje się warstwa wzbogacona w ozon O3 nazywana ozonosferą. Ozon powstaje z tlenu pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (UV). UV 3 O2 2 O3 Część ozonu ponownie przekształca się w tlen w reakcjach cyklicznych z udziałem promieniowania UV utrzymujących równowagę tych gazów w atmosferze. Ozon pochłania promieniowanie UV w zakresie długości fal od 220 nm do 330 nm (tzw. zakres UVB), które jest bardzo szkodliwe dla organizmów żywych. Ozonosfera chroni więc Ziemię przed tym zabójczym promieniowaniem. Heterosfera- warstwa ponad homosferą (90 9600 km)- ma niejednorodny skład. W dolnej warstwie dominuje azot, wyżej tlen atomowy O (do ok. 1100 km), dalej hel, a najwyżej wodór atomowy H. Heterosfera pełni funkcję filtru zatrzymującego wysokoenergetyczne promieniowanie słoneczne.

Slide 6

Źródłami największej ilości zanieczyszczeń atmosfery są: przemysłowa produkcja energii elektrycznej i cieplnej, produkcja wyrobów hutniczych, paliw, cementu, nawozów sztucznych, farb, barwników, polimerów, ogrzewanie mieszkań, spalanie odpadów, transport,

Slide 7

Do podstawowych źródeł emisji zanieczyszczeń przemysłowych zalicza się hutnictwo żelaza i stali oraz metali kolorowych. Podstawowymi rodzajami wytwarzanych przez hutnictwo zanieczyszczeń są dwutlenek siarki i pył, ale jest to przede wszystkim pył składający się z cząstek różnego rodzaju metali ciężkich, a więc bardzo toksyczny. Ponadto huty żelaza i stali emitują znaczne ilości tlenku węgla, zaś huty aluminium - związków fluoru, pierwiastka bardzo szkodliwego dla wszystkich organizmów zwierzęcych i roślinnych. ZAKŁADY CHEMICZNE Najbardziej rozległą gamę zanieczyszczeń emitują do atmosfery zakłady przemysłu chemicznego. Zaliczyć należy do nich produkcje nawozów azotowych i fosforowych, paliw płynnych, olejów i smarów oraz włókien sztucznych. W procesie wytwarzania najpopularniejszego z nawozów azotowych - saletry amonowej - podstawowymi rodzajami zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery są pyły samej saletry i mocznika oraz amoniak i tlenki azotu. Z kolei do produkcji nawozów fosforowych niezbędnym surowcem jest kwas siarkowy. Jego produkcja, stanowi znaczne źródło emisji związków siarki do atmosfery. Zanieczyszczenia te są także emitowane do atmosfery w procesie produkcji właściwych nawozów fosforowych, obok niezwykle toksycznych związków fluoru oraz pyłów.

Slide 8

CEMENTOWNIE Pyłotwórczy jest przemysł materiałów budowlanych. Cementownie emitują pyły neutralne pod względem chemicznym, których oddziaływanie jest łagodniejsze od pyłów toksycznych, ale ich ilości są uciążliwe dla otoczenia. Pyły te mogą być przenoszone przez wiatr na znaczne odległości i oddziaływać na obszary położone daleko od miejsca ich emisji. Pozostałe zakłady tej gałęzi przemysłu (wapienniki, zakłady przeróbki kruszyw, kamieniołomy oraz huty szkła i ceramiki) nie charakteryzują się tak znaczną emisją, toteż ich uciążliwość jest odczuwalna jedynie w skali lokalnej. RAFINERIE ROPY NAFTOWEJ Rafinerie ropy naftowej, produkujące paliwa, oleje i smary to także bardzo uciążliwe źródła emisji zanieczyszczeń. W trakcie przebiegu procesów technologicznych do atmosfery dostają się obok znacznych ilości dwutlenku siarki i węglowodorów także mniejsze ilości, ale za to bardzo toksycznych i dokuczliwych substancji, takich jak: aceton, amoniak, benzen, czteroetylek ołowiu, fenol, ksylen i toluen.

Slide 9

ZAKŁADY PAPIERNICZE Przemysł celulozowo-papierniczy. Podobnie jak przemysł włókien sztucznych, emituje szereg substancji o nieprzyjemnym zapachu. PRZEMYSŁ ELEKTROMASZYNOWY Przemysł elektromaszynowy jest szczególnie toksyczny dla bezpośredniego otoczenia wskutek emisji metali ciężkich i rozpuszczalników, powstających w procesie galwanizacji i lakierowania. PRZEMYSŁ WŁOKIENNICZY W procesie produkcji włókien sztucznych podstawowymi surowcami niezbędnymi w procesie technologicznym są dwusiarczek węgla i siarkowodór (H 2 S). Substancje te stanowią zarazem podstawowe rodzaje emitowanych do atmosfery zanieczyszczeń. Obok szczególnie silnych właściwości toksycznych charakteryzują się one wyjątkowo nieprzyjemnym zapachem.

Slide 10

ROLNICTWO Powszechne używanie nawozów sztucznych i środków ochrony roślin, rozpylanych przez samoloty ponad polami uprawnymi, powoduje zanieczyszczenie atmosfery substancjami stałymi o bardzo małych rozmiarach cząstek. SPALANIE ODPADÓW Spalanie jest jedna z dość popularnych form unieszkodliwiania odpadów, zwłaszcza w krajach najbardziej uprzemysłowionych. Wszelkiego rodzaju odpadki pochodzące z gospodarstw domowych mają w tych krajach dużą wartość kaloryczną. Umożliwia to nie tylko ich bezpośrednie spalanie, ale także energetyczne wykorzystanie. Ilość zanieczyszczeń emitowanych przez wszystkie spalarnie, zainstalowane na świecie, szacuje się na tym samym poziomie, co zanieczyszczeń dostarczanych wskutek naturalnych pożarów lasów i stepów. Erozja gleb może dostarczać dużych ilości cząstek stałych o średnicy do 2,5 µm. Mogą być one unoszone z wiatrem na znaczne odległości.

Slide 11

PRODUKCJA ENERGII Większość energii elektrycznej produkowanej na świecie pochodzi ze spalania paliw stałych, płynnych i gazowych. Spalaniu paliw towarzyszy dostarczanie ogromnych ilości zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego, zależnie przede wszystkim od rodzaju spalanego paliwa. Gaz ziemny uważany jest za paliwo względnie czyste, olej opałowy powoduje emisje zanieczyszczeń gazowych, głównie dwutlenku węgla, dwutlenku siarki i tlenków azotu, natomiast spalanie węgla bywa najbardziej uciążliwe; bo obok tych samych substancji gazowych do atmosfery wydziela się także pył. W czasie spalania węgla emitowane są przede wszystkim dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx), tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO2), zaś pyły zawierają metale ciężkie (np. ołów, cynk, kadm). Spalanie paliw kopalnych w Europie w 1998 r. dostarczyło do atmosfery około 5 670 000 tys. ton dwutlenku węgla (CO2). Spośród wszystkich paliw kopalnych najwięcej siarki zawiera węgiel, ale jest to bardzo zróżnicowane zależnie od gatunku węgla. Emisje siarki wskutek produkcji energii elektrycznej przyczyniają się w znacznym stopniu do powstawania kwaśnych deszczy. W niektórych krajach większość energii elektrycznej jest uzyskiwana ze źródeł innych niż paliwa kopalne, co znacząco poprawia jakość powietrza zarówno w skali regionalnej jak tez lokalnej. Przykładowo we Francji około 65 energii elektrycznej uzyskuje się z elektrowni jądrowych, zaś w Norwegii ponad 90 pochodzi z hydroelektrowni.

Slide 12

RUCH ULICZNY Udział transportu w globalnym zanieczyszczaniu powietrza jest znaczny, a w krajach wysoko rozwiniętych przewyższa lub dorównuje udziałowi przemysłu. W skali globalnej samochody wydalają corocznie do atmosfery niemal 300 mln t toksycznych spalin. Spaliny z silników benzynowych zawierają tlenek węgla (CO) i tlenki azotu (NOx), węglowodory (lotne związki organiczne), dwutlenek siarki (SO2) i cząstki stale. Silniki Diesla emitują mniej szkodliwych gazów (np. 20 razy mniej tlenku węgla (CO), 8 razy mniej węglowodorów), ale więcej sadzy. W Europie i Ameryce Północnej tylko 10 NOx jest pochodzenia naturalnego, reszta to skutek wysokotemperaturowego spalania paliw kopalnych np. w silnikach samochodów (w temperaturze 12001800C). Transport dostarczał do atmosfery duże ilości ołowiu szczególnie w latach 1940-1960, kiedy ołów był dodawany do paliwa jako środek przeciwstukowy. W latach 70-tych XX w. pojawiła się benzyna bezołowiowa, najpierw w USA, która stopniowo zaczęła zastępować paliwo z ołowiem.

Slide 13

ROZWÓJ TRANSPORTU Na przykładzie Delhi w Indiach. W latach 70. XX w. jeden silnik autobusowy dostarczał w ciągu 1 godziny około 1000 m3 spalin, zawierających 3,5 g ołowiu czyli (3500 µgm3). Obecnie dopuszczalny w Unii Europejskiej jest poziom: 5 µgm3 powietrza (nie spalin!) w ciągu 30 minut. Ponadto, zwłaszcza w krajach rozwiniętych, używa się benzyny bezołowiowej, dzięki czemu transport nie jest już dostawca ołowiu. Wpływ wdychania ołowiu i innych metali ciężkich na ludzi jest często widoczny dopiero po wielu latach, gdyż gromadzą się one w naszym organizmie i działają stopniowo. W Unii Europejskiej od 2000 r. obowiązuje zakaz sprzedaży benzyny zawierającej ołów. Ponadto silniki dieslowskie nie emitują związków ołowiu. Pyły emitowane przez transport do atmosfery pochodzą nie tylko ze spalania paliw, ale także ze zdzierania się nawierzchni dróg, opon czy hamulców. Obecnie wiele samochodów posiada katalizatory, co znacznie ogranicza emisje zanieczyszczeń. Z drugiej strony, liczba samochodów wciąż wzrasta, co sprawia, ze zanieczyszczenie powietrza jest ciągle aktualnym problemem. Przykład Delhi pokazuje jak wzrost liczby ludności idzie w parze ze wzrostem liczby samochodów. Wykres pokazuje, ze główne zanieczyszczenia powietrza w Delhi to te dostarczane przez transport (NO2), a nie przez energetykę (SO2). Katalizatory powodują emisje bardzo drobnych cząstek metali ciężkich: platyny, rodu, a ich oddziaływanie na środowisko jest nieznane.

Slide 15

TRANSPORT POWIETRZNY A ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA Innym środkiem transportu, zagrażającym środowisku, jest samolot. Pasażerski odrzutowiec wydziela w trakcie startu tyle zanieczyszczeń gazowych, co pracujące w tym samym czasie silniki prawie 7000 samochodów osobowych. Natomiast każdy przelot takiego pasażerskiego samolotu związany jest z emisją dużych ilości zanieczyszczeń, mających wpływ nawet na ozon stratosferyczny.

Slide 16

Lotne związki organiczne (LZO) to głównie substancje chemiczne zbudowane z wodoru i węgla. Nazywa się je także węglowodorami. Najpopularniejszym jest metan a pozostałe to np. benzen, terpen, izopren czy benzopiren. Metanu jednak zazwyczaj nie wlicza się w statystykach do lotnych związków organicznych, a traktuje przede wszystkim jako gaz cieplarniany. LZO pochodzą zarówno z naturalnych jak też antropogenicznych źródeł. Całkowita emisja ze źródeł naturalnych jest znacznie większa niż ze źródeł antropogenicznych, ale w obszarach zurbanizowanych to właśnie emisja antropogeniczna przeważa. Głównymi jej źródłami są spaliny samochodowe i rozpuszczalniki. W 1995 r. w skali globalnej, wskutek spalania paliw w silnikach samochodowych, produkcji przemysłu chemicznego i rafineryjnego oraz używania rozpuszczalników w procesach przemysłowych zostało wyemitowane do atmosfery 159 634 tys. ton węglowodorów (nie wliczając metanu). Około 23 tych emisji (36 782 tys. ton) pochodzi z Europy. Węglowodory w znacznym stopniu przyczyniają się do powstawania smogu fotochemicznego, a ponadto niektóre z nich mają działanie rakotwórcze.

Slide 18

Źródła te dostarczają do atmosfery substancji szkodliwych w postaci stałej (pyły i dymy), ciekłej (aerozole) i gazowej (pary, gazy). Głównymi składnikami pyłów są metale (Zn, Hg, Pb, Cd, As), ich tlenki, a także azbest i węglowodory wielopierścieniowe. Aerozole zanieczyszczają atmosferę substancjami organicznymi stosowanymi jako kosmetyki, lekarstwa, farby, lakiery a także substancjami rozpylającymi. W tej roli do niedawna były używane związki fluorowcopochodne metanu lub etanu zwane freonami. Po pewnym czasie okazało się, że w górnych warstwach atmosfery freony pod wpływem działania promieniowania UV rozkładają się na pierwiastki składowewęgiel, fluor atomowy i chlor atomowy. Atomy fluoru i chloru, reagując gwałtownie z ozonem, tworzą dziurę ozonową. Ozon jest bezbarwnym gazem zawierającym te same atomy, co tlen. Choć stanowi mniej niż jedna milionowa część atmosfery, tworzy ochronna tarcze wokół Ziemi. Zatrzymuje ona słoneczne promieniowanie ultrafioletowe B, mogące uśmiercić lub uszkodzić żywe komórki roślin i zwierząt. W normalnych warunkach zanikające cząsteczki ozonu są natychmiast przez nowe. Ale jeżeli w atmosferze są obecnie związki chloru, ozon się nie regeneruje. W rezultacie warstwa ozonu staje się coraz cieńsza. Dane z satelitów wskazują, ze niedobór ozonu na świecie powiększa się. Niektóre kraje zakazały używania związków chemicznych uszkadzających powłokę ozonowa, ale miną lata zanim stężenie w atmosferze wyemitowanych dotychczas gazów obniży się.

Slide 19

Najbardziej rozpowszechnione gazowe zanieczyszczenia atmosfery to tlenki węgla, siarki i azotu, siarkowodór, fluorowodór, węglowodory alifatyczne i aromatyczne. Tlenek wegla (CO) - powstaje w wyniku niezupełnego spalania wegla. Jest niezwykle groźny, silnie toksyczny. Powoduje ciężkie zatrucia (zaczadzenie). Najbardziej wrażliwy na jego działanie jest mózg. Około 80 zawartego w powietrzu CO jest wiązana z hemoglobina we krwi, tworząc karboksyhemoglobinę (HbCO), niezdolna do przenoszenia tlenu, co prowadzi do niedotlenienia tkanek. Przy zawartości ok. 20 HbCO we krwi mówimy o tzw. ostrym zespole mózgowym charakteryzującym się spadkiem czujności i rozróżniania, sennością, dezorientacja, w końcu może dojść do śpiączki i śmierci. Po długiej ekspozycji w warunkach wysokiego stężenia CO może nastąpić również uszkodzenie mięśnia sercowego. Tlenki azotu (NOx) - główne rodzaje występujących w atmosferze tlenków to tlenek azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO2). NO jest gazem bardziej aktywnym i szybko utlenia się do NO2. Tlenek azotu ma działanie toksyczne. Obniża odporność organizmu na infekcje bakteryjne, działa drażniąco na oczy i drogi oddechowe, jest przyczyna zaburzeń w oddychaniu, powoduje choroby alergiczne (m.in. astmę). Tlenki azotu są prekursorami powstających w glebie związków rakotwórczych i mutagennych. W połączeniu z gazowymi węglowodorami tworzą w określonych warunkach atmosferycznych zjawisko smogu fotochemicznego (tzw. letniego). Po utlenieniu w obecności pary wodnej, maja również udział w tworzeniu kwaśnych deszczów i ich niszczącym działaniu.

Slide 20

Tlenek siarki (IV)SO2 - powstaje głównie w procesie spalania paliw stałych zawierających zwykle domieszki siarki i jej związków. Ma działanie toksyczne, atakuje najczęściej drogi oddechowe i struny głosowe. Po wniknięciu do ściany dróg oddechowych przenika do krwi i dalej do całego organizmu. Kumuluje się w ściankach tchawicy i oskrzelach oraz w wątrobie, śledzionie, mózgu i węzłach chłonnych. Duże stężenie SO2 może prowadzić również do zmian w rogówce oka. Szczególna szkodliwość na zdrowie człowieka przypisuje się jednoczesnemu skażeniu powietrza SO2 i siarczanami, jak tez mieszanina SO2, cząstek stałych i innych substancji powstających przy spalaniu kopalin. Amoniak (NH3)- jest gazem o charakterystycznym, gryzącym zapachu. Substancja szkodliwa, działa silnie drażniąco na błony śluzowe dróg oddechowych, oczu i na skórę. Wywołuje przykre uczucie pieczenia w gardle, kaszel, ślinotok, nudności, łzawienie bóle głowy. Przy dużych dawkach mogą powstać owrzodzenia prowadzące do przebicia, po czym następuje ciężkie uszkodzenie oka, mogące doprowadzić do utraty wzroku. U osób, które przeżyły zatrucie amoniakiem powstają z reguły nieodwracalne zmiany w płucach i drogach oddechowych. Częste przebywanie w atmosferze zawierającej amoniak może doprowadzić do przewlekłych nieżytów dróg oddechowych oraz zaburzeń w trawieniu i przemianie materii.

Slide 21

Z zanieczyszczeniem atmosfery są również związane takie zjawiska jak: efekt cieplarniany, kwaśne deszcze, dziura ozonowa i smog. Efekt cieplarniany W chłodny, słoneczny dzień temperatura wewnątrz szklarni jest znacznie wyższa niż na zewnątrz. Dzieje się tak, ponieważ ściany szklarni działają w jedna stronę, jak zawory: szkło przepuszcza promieniowanie świetlne, ale zatrzymuje większość ciepła wewnątrz szklarni. Ziemia i jej atmosfera działają podobnie. Światło słoneczne ociepla powierzchnie Ziemi: ciepło promieniuje w górę, przenikając przez atmosferę, ale tam jest zatrzymywane przez tzw. gazy szklarniowe, jak dwutlenek wegla, para wodna i metan. Zjawisko to nazywane jest efektem szklarniowym. Gdyby go nie było, temperatura na ziemi byłaby obecnie niższa. Spalając paliwa kopalne, takie jak węgiel i ropa naftowa, zwiększamy zawartość dwutlenku węgla w atmosferze o ok. 0,3 rocznie. Ponieważ jest on najważniejszym gazem szklarniowym, naukowcy spodziewają się, że klimat Ziemi ocieplał się będzie nadal wraz ze wzrostem stężenia CO2. W ciągu ostatnich stu lat średnie temperatury roczne podniosły się juz o 0,50C Jeśli ten wzrost temperatury będzie trwał nadal, prawdopodobnie dojdzie do podniesienia się poziomu mórz i oceanów, zmieni się także klimat. Tylko niektóre rejony globu będą się ochładzać. Wiele krajów ogranicza, zatem emisje gazów szklarniowych, ale nie wiadomo, czy to wystarczy, aby zatrzymać proces globalnego ocieplenia.

Slide 22

Smog Są to zanieczyszczenia powietrza unoszące się nad dużymi aglomeracjami miejskimi i okręgami przemysłowymi. Smog powstaje w wyniku emisji zanieczyszczeń w warunkach inwersji temperatury, gdy brak jest ruchów powietrza. Wyróżnia się tzw. smog fotochemiczny i smog kwaśny. Smog fotochemiczny powstaje w upalne dni. Spowodowany jest wzrostem stężenia tlenków azotu, węglowodorów i innych składników, przede wszystkim spalin samochodowych, które ulegają przemianom fotochemicznym. Natomiast smog kwaśny (mgła przemysłowa) tworzy się w powietrzu wilgotnym i silnie zanieczyszczonym, głównie dwutlenkiem siarki i wegla oraz pyłem. Smog stanowi poważne zagrożenie dla organizmów roślinnych i zwierzęcych. Na jego działanie szczególnie narażeni są ludzie cierpiący na choroby układu oddechowego i choroby serca, zwłaszcza osoby starsze i dzieci. Poza tym wywołuje on choroby roślin, niszczenie urządzeń i budynków, w tym cennych zabytków kultury. Kwaśne deszcze Kwasy powstałe w powietrzu z tlenków azotu i siarki powodują zakwaszenie gleby, do której dostają się kwaśne opady. Kwaśne opady niszczą rośliny, uszkadzają ich korzenie i uniemożliwiają prawidłowy wzrost. Powodują osłabienie odporności drzew na szkodniki i choroby, co jest przyczyną masowego usychania lasów w bardziej zanieczyszczonych rejonach Polski (np. w Sudetach).

Slide 23

Zanieczyszczenia powietrza stanowią zagrożenie dla zdrowia człowieka, a także negatywnie wpływają na funkcjonowanie środowiska przyrodniczego. Powodują tez straty ekonomiczne. Warunki meteorologiczne w znacznym stopniu modyfikują oddziaływania zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia pyłowe i gazowe wywołują liczne schorzenia i choroby, stanowiąc istotne zagrożenie zdrowia oraz życia człowieka. Zanieczyszczenia powietrza najczęściej oddziałują w sposób systematyczny, w małych dawkach, wywołując schorzenia chroniczne. Jednak, w szczególnych przypadkach mogą wywoływać ostre dolegliwości. W przypadku roślin uprawnych zanieczyszczenia pochodzące z powietrza atmosferycznego prowadza do spadku plonów w rolnictwie, w wyniku zakwaszenia gleby, jak i bezpośredniego szkodliwego oddziaływania na rośliny. Straty w lasach związane są zarówno ze zmniejszeniem ich produktywności, jak i ze zniszczeniem drzew w wyniku wysokich stężeń szkodliwych gazów w atmosferze. W odniesieniu do globalnych zmian klimatycznych najistotniejsze są jednak oddziaływania zanieczyszczeń powietrza na ekosystemy roślinne i wodne. Wiąże się to, bowiem z jedynym z podstawowych procesów wymiany gazów pomiędzy atmosfera a biosfera i hydrosfera - asymilacja dwutlenku węgla.

Slide 25

Zanieczyszczenia powietrza powodują również liczne straty ekonomiczne ponoszone przez społeczeństwo i gospodarkę. Ich ocena jest jednak bardzo trudna. Trudna jest zarówno identyfikacja szkód, określenie ich zasięgu, jak i oszacowanie rozmiarów. Straty ponoszone przez gospodarkę z powodu zanieczyszczenia powietrza można podzielić na cztery grupy: - straty związane z wydatkami ponoszonymi na ochronę powietrza atmosferycznego, - wydatki ponoszone w związku z obniżeniem stanu zdrowotnego społeczeństwa, - straty samych surowców, których część zostaje wydzielona do atmosfery w postaci lotnej, - straty spowodowane zwiększona korozja narzędzi, materiałów i wyrobów gotowych oraz niszczeniem substancji budynków, budowli i zabytków kultury. Istnieje związek pomiędzy warunkami meteorologicznymi a zanieczyszczeniem powietrza. Główną role odgrywa ruch powietrza, który wpływa z jednej strony na szybkie rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń powietrza, z drugiej na lokalne obniżanie jego poziomu. Przenoszenie różnych zanieczyszczeń na dość duże odległości, może prowadzić do ich negatywnego oddziaływania na ekosystemy znacznie oddalone od źródeł emisji (np. w syberyjskiej czy kanadyjskiej tajdze). Z drugiej strony, w pobliżu źródeł emisji niebezpieczne bywają zjawiska stagnacji powietrza i inwersji temperatury. Jeżeli źródło emisji (np. wylot komina) znajduje się poniżej inwersyjnej warstwy powietrza, to emitowane zanieczyszczenia nie mogą przedostawać się ku górze i kumulują się w najbliższym otoczeniu źródła emisji.

Slide 26

W klimacie umiarkowanym zjawisko inwersji pojawia się nie tylko w dolinach, w regionach górskich, ale także na terenach równinnych. Podczas trwania inwersji para wodna może osiągnąć temperaturę niższą od punktu kondensacji. Wówczas pojawia się mgła, co jeszcze bardziej komplikuje sytuacje, powstaje, bowiem smog. Nie pozwala on na przenikanie światła, utrudnia, zatem ogrzanie dolnych części atmosfery, przedłużając stan inwersji. Zawiera przy tym niezwykle niebezpieczne stężenia groźnych dla zdrowia i życia zanieczyszczeń. Zjawisko smogu doprowadzało juz wielokrotnie do wzrostu liczby zachorowań i zgonów w wielu regionach świata. Dobrym przykładem problemów z zanieczyszczeniem powietrza, ale tez sposobu radzenia sobie z nimi jest miasto Meksyk gdzie 3 miliony samochodów spala codziennie 17,3 mln litrów benzyny i 5 mln litrów oleju (dane z 1997 r.), co daje 75 wszystkich zanieczyszczeń powietrza tam występujących. W 1999 r. stężenie ozonu przekraczało dozwolone normy przez 300 dni. W latach 1990-92 średnio przez 177 dni w roku stężenie różnych zanieczyszczeń przekraczało stany alarmowe, zaś w 1999 r. zdarzyło się to tylko 5 razy. Dozwolone normy zanieczyszczeń są niższe niż normy dla stanów alarmowych. Gdy wystąpi stan alarmowy władze miasta mogą np. nakazać ograniczenie używania samochodów w mieście. Postęp w czystości powietrza w Meksyku jest rezultatem działań lokalnych władz. Średni wskaźnik stężenia ozonu zmniejszył się z 197,6 w 1990 r. do 144 w 1999 r. W tym przypadku norma wynosi 100 punktów, a 1 punkt to równoważnik ekspozycji na stężenie 0,11 ppm przez 1 godzinę. Tak duży postęp w polepszaniu jakości powietrza wskazuje, ze nawet duże miasta mogą redukować zanieczyszczenia powietrza.

Slide 27

Usuwanie ciekłych i stałych zanieczyszczeń powietrza wymaga stosowania odpylaczy. W urządzeniach tych wykorzystuje się procesy, takie jak: Filtrowanie- jest to przepuszczanie gazów przez warstwę pochłaniającą, np. filc, włókna sztuczne, bawełnę; Zraszanie i przemywanie- zraszanie powietrza w wieżach wodą, która wymywa zanieczyszczenia; Osadzanie- opadanie zawartych w gazach pyłów na dno komory na zasadzie siły ciążenia, siły bezwładności (w tzw. koncentratorach), pod działaniem sił odśrodkowych (w tzw. cyklonach), za pomocą wysokiego napięcia (w tzw. filtrach Cotrella) lub ultradźwięków.

Slide 28

Zanieczyszczenia gazowe usuwa się, stosując metody fizykochemiczne, polegające na połączeniu procesu fizycznego z przebiegiem reakcji chemicznej, w wyniku której powstają substancje użyteczne. Procesy prowadzi się na mokro w absorberach (pochłanianie zanieczyszczeń) lub na sucho- na adsorbentach (powierzchniowe gromadzenie zanieczyszczeń). Dodawanie sproszkowanego wapienia do spalania zasiarczonego węgla i przepuszczenie gazów odlotowych przez zawiesinę wapna powoduje chemiczne związanie wydzielającego się w tym procesie SO 2 i zapobiega zanieczyszczaniu atmosfery: 2 CaCO3 2 SO2 O2 2 CaSO4 2 CO2 Ca(OH)2 SO2 CaSO3 H2O Ca(OH)2 CO2 CaCO3 H2O Do pochłaniania stosuje się też inne substancje, np. węgiel aktywny czy żel krzemionkowy, wykorzystywane w fabrykach chemicznych, lakierniach, drukarniach, pralniach chemicznych. Jedną z metod oczyszczania powietrza z gazowych trucizn jest ich katalityczne utlenianie na substancje mniej szkodliwe. Tak usuwa się CO, H 2S, CS2, węglowodory, tlenki azotu i organiczne związki siarki. Katalizatorami są metale takie jak: platyna, pallad, nikiel, miedź, srebro, wanad lub ich sole (ZnCl 2).

Slide 29

Stosując tę metodę, w cyklu reakcji można otrzymać z SO 2 siarczan (VI) amonu, wykorzystywany jako nawóz sztuczny: V2O5 SO2 SO3 SO3 2 (NH3H2O) (NH4)2SO4 H2O Dużą rolę w ochronie środowiska przyrodniczego odgrywają lasy. Drzewa oczyszczają powietrze. Na przykład 1ha lasu bukowego odfiltrowuje rocznie z powietrza około 70 t pyłu, a 1ha lasu świerkowego około 30 ton. Lasy działają jak płuca, które oddychają ditlenkiem węgla i wydzielają tlen. Lasy chronią glebę przed erozją i zbyt szybkim wyparowywaniem wilgoci. Drzewa umożliwiają obieg wody między ziemią a powietrzem, w ten sposób regulują jego wilgotność i temperaturę.