Kvalitet vazduha
Gasovi koji izazivaju efekat staklene bašte
Atmosfera
•Troposfera do ~10 km nv
95% vazdušne mase
•Stratosfera od ~15-50 km nv
Ozonski omotač
Sastav vazduha osnovne komponente (%):
N2 : 78O2 : 21Ar : 0,934CO2 : 0,03
ostale komponente (u tragovima): H2O 0,01-5 % NOx
O3
SOx
CH4
H2S ...
Zagađivači vazduha
Zagađivačem vazduha, u najširem smislu, smatraju se sve one supstance koje su prisutne u vazduhu u koncentraciji pri kojoj imaju štetno dejstvo na organizam živih bića ili na nežive materije.
Zagađivača vazduha ima više stotina.
Klasifikacija se može izvršiti sa različitih aspekata (na osnovu nastanka, nalaženja, izvora, klase jedinjenja, efekata na zdravlje, efekata na globalno zagrevanje).
Glavne grupe polutanata
NOx : N2O, NO, NO2
SOx : SO2 , SO3
COx : CO, CO2
CH :VOC (isparljive organske materije), PAH (policiklični aromatični ugljovodonici), olefini
Suspendovane čestice (0,001-100 µm): teški metali (Pb, As, Cr, Cd...), pesticidi (DDT), čađ, H2SO4(l), HNO3(l)
Fotohemijski oksidansi : O3, PAN(peroksi-acil-nitrat), formaldehid, acetaldehid, H2O2, OH.
Podela na osnovu nastanka
Primarni zagađivači - dospevaju u atmosferu direktnim emitovanjem iz različitih izvora (CO, CO2, SO2 i dr.)
Sekundarni zagađivači – formiraju se u atmosferi iz primarnih polutanata hemijskim odn. fotohemijskim reakcijama (SO3, H2SO4, HNO3, O3 , PAN i dr.)
Podela na osnovu izvora
Procesi u prirodi i biološki procesi (vulkanske erupcije, prirodno izazvani šumski požari, razgradnja organskih materija, respiracija živih organizma)
Antropogeni izvori industrijaindustrijski otpadi i deponije saobraćaj poljoprivreda domaćinstva
Podela na osnovu nalaženja
Zagađivači otvorenog prostora - “outdoor air pollutants”
Zagađivači zatvorenih prostorija- “indoor air pollutants”
radon-222
azbestVOC formaldehiddim od cigareteCO i dr.
GHG (greenhous gases)gasovi koji izazivaju efekat staklene bašte apsorbuju elektromagnetno zračenje čija frekvencija odgovara IR zračenju (toplotno zračenje)
• CO2 (sagorevanje fosilnih goriva)• CH4 (poljoprivreda, preživari, naftna industrija, motorna vozila)• N2O (poljoprivreda)• O3 (motorna vozila)• Freoni: CFC (hloro-fluoro-carbon)• SF6
Odsustvo gasova staklene bašte bi snizilo temperaturu naše planete za otprilike 33oC pretvarajući Zemlju u bezživotnu planetu. Međutim, čovek sa industrijalizacijom u poslednjih sto godina emituje gasove staklene bašte u atmosferu brže nego što ih priroda može ukloniti, narušavajući prirodne ravnotežne reakcije.
GHGKocentracija u atmosferi u 2000.g. (ppm)
Relativni efekakat staklene bašte u odnosu na CO2
CO2 365 1
CH4 1,72 21
N2O 0,312 206
O3 0,04 2000
CFC-12 (CF2Cl2) 0,0005 25000
310
320
330
340
350
360
370
380
390
Source: http://www.mlo.noaa.gov
CO2 (ppm)
Mauna Loa, Hawaii : za 2006.godinu svetski prosek iznosi 383 ppm CO2
Oko 18% više nego 50 godina ranije
Ozon
Stratosferični ozon tzv. Ozonski omotač (korisni ozon)
•nastaje iz kiseonika dejstvom UV zraka
•ima nezamenljivu ulogu u zaštiti biosfere od UV zračenja, jer ga apsorbuje, pri čemu se raspada na molekul kiseonika i atom kiseonika (prirodni ravnotežni proces)
Troposferični ozon tzv. Prizemni ozon (štetni ozon)
•sekundarni zagađivač: nastaje fotohemijskim reakcijama NOx i VOC-a (ovi npr. iz izduvnih gasova motornih vozila)
•ima štetno dejstvo na zdravlje (iritirajući miris, nagriže sluzokožu disajnih puteva, pogoršava hronične bolesti-astmu) šteti vegetaciji (ugrožava fotosintezu)
•glavna je komponenta fotohemijskog smoga
O O3O2hv
NO2 ONO hv
hvO2 O3O M M
O3 NO NO2 O2
hv NO ONO2
O3hv
O2 O
O H2O OH OH
OH RH R H2O
RO2 NO NO2 produkti
U prizemnom, zagađenom vazduhu Sunčevim zračenjem dolazi do disocijacije NO2
Iz kiseonika uz pomoć reaktivnog atoma kiseonika i neke treće supstance nastaje ozon, koji se potom raspada u reakciji sa NO. Odavde NO2 može ponovo da disosuje i na taj način proces počinje iznova.
Međutim, neki ugljovodonici (RH), koje OH radikal pretvara u još reaktivniji RO2
oblik, reaguju sa NO iz vazduha i na taj način onemogućavaju razgradnju ozona, čime mu koncentraciju indirektno povećavaju.
Smog (smoke + fog tj. dim + magla)
Fotohemijski (letnji) smog
•Primećen u velikim gradovima sa velikim saobraćajnim prometom (npr. LA, Atina, Rim, Milan, Barselona)
•Tipičan za letnje dane (25-35oC, suv vazduh, povećan atmosferski pritisak, bez vetra)
•Nastaje u fotohemijskim reakcijama: NO, NO2, ugljovodonika, CO, O3 (prizemni ozon je njegova glavna komponenta)
NO RO2 NO2 RO
O O3O2
hv NO ONO2
CO O22hv
CO2 O3
•Iritira sluzokožu disajnih puteva, šteti vegetaciji
Industrijski (zimski) smog
•Formira se u gradovima i industrijskim zonama (npr. London, Chicago, Philadelphia)
•Tipičan za jutarnje zimske dane (od -3 do +5oC, vlažan vazduh, povećan atmosferski pritisak)
•Glavni izazivči su : SO2, suspendovane čestice, čađ, kapljice H2SO4
•Izuzetno je štetna na zdravlje: izaziva astmu, čak i smrt od plućnog edema
•Temperaturska inverzija
Zagađen vazduh se kreće i vertikalno i horizontalno u atmosferi mešajući se sa čistim vazduhom. Ovo kretanje zavisi od jačine i smera vetra, od atmosferskog pritiska i temperature tj. od lokalne mikroklime.
Od zemlje zagrejan, topliji vazduh prirodno teži da se podigene u više slojeve, to povlači za sobom smanjenje pritiska. Da bi se pritisak izjednačio, iz gornjih slojeva pristiže čist vazduh. Na taj način je obezbeđeno jedno kontinualno mešanje. Međutim, može da se desi hladnijim danima da hladniji, gušći vazduh ostane ispod toplijeg sloja. Ova pojava se zove temperaturna inverzija. Ako je grad još u dolini, ni vetar ne pomaže u horizontalnom kretanju zagađenog vazduha.
Radon-222
•Jedan od najopasnijih zagađivača zatvorenih prostorija
•Čovek većinu svog života upravo provodi u zatvorenim prostorijama (85-90% vremena)
•Radon-222 je radioaktivni gas, bezbojan, bez mirisa
•Koncentracija radona u prostorijama zavisi od geografskog položaja, od konstrukcije zgrade, od građevinskih materijala, od visine sprata (ugroženiji su stanovi/kuće na prizemlju) i od učestalosti provetravanja (jedan od najefikasnijih i jednostavnijih načina da se izbegne njegovo nagomilavanje u unutrašnjim prostorijama).
•Izloženost tokom 20-30 godina povećava rizik od raka pluća
Posledice zagađivanja vazduha
• Kisele kiše
• Nastanak/povećanje ozonske rupe – razgradnja stratosferičnog ozona
• Efekat staklene bašte - globalno zagrevanje
• Direktno narušavanje zdravlja živih bića
• Ekotoksične posledice
• Klimatske promene
•Poslednjih par decenija, naučni dokazi o globalnim klimatskim promenama i njihovim posledicama, doveli su do porasta zabrinutosti među naučnicima, političarima i javnosti.
•Tekst Protokola je usvojen na Okvirnoj Konferenciji o Klimatskim Promenama Ujedinjenih Nacija (UNFCCC)
•konačno stupa snagu od 16.02.2005. 126 zemlje Članice su ga potpisali
•Države Članice zajedno moraju da smanje emisiju GHG za 8% u periodu od 2008-2012. god.
Kjoto Protokol