Co to jest zanieczyszczenie powietrza?
Zanieczyszczenie powietrza to gazy oraz aerozole , które zmieniają naturalny skład atmosfery. Mogą one być szkodliwe dla człowieka i jego otoczenia . Czyste powietrze składa się z gazów które występują w nim naturalnie 78% stanowi AZOT 21% TLEN zaś 1% ARGON , DWUTLENEK WĘGLA , HEL I INNE. Prócz tych gazów powietrze zawiera parę wodną od 0,1% w powietrzu suchym do 4% objętości w powietrzu mokrym lub gorącym. Niezanieczyszczone powietrze nie zawiera szkodliwych substancji , które wpływają niekorzystnie na żywe organizmy. Składniki czystego powietrza takie jak dwutlenek węgla mogą wpływać niekorzystnie jeżeli ich zawartość w powietrzu wzrośnie znacznie powyżej naturalnego poziomu.
1. Rośliny żyjące na pniach drzew (porosty) są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza i rosną tylko w czystym powietrzu.
Zanieczyszczenia powietrza pochodzą z dwóch źródeł naturalnych i antropogenicznych. Zanieczyszczenia naturalne pochodzą z pożarów lasów , wybuchów wulkanów, są to również drobinki soli z rozbryzgów wody morskiej , pył kosmiczny oraz roślinny jak i substancje pochodzące z naturalnych źródeł. Takie zanieczyszczenia pojawiły się w naszej atmosferze prawie od początku jej istnienia i nie wyrządziły one większych szkód w środowisku naturalnym.
2. Naturalne zanieczyszczenie powietrza.
Dym z wulkanu Sakura-jima, Japonia
Źródło: UND - University of North Dakota, zdjęcie: Mike Lyvers
Zanieczyszczenia antropogeniczne czyli spowodowane przez działalność ludzi mają wiele źródeł pochodzenia. Są to między innymi dymy z kominów domów i fabryk, spaliny samochodowe, rolnictwo, spalanie węgla, ropy i gazów w elektrociepłowniach, górnictwa. Często te zanieczyszczenia sięgają wysokiego poziomu i są niebezpieczne.
3. Antropogeniczne zanieczyszczenie powietrza.
Dym z komina fabryki. Taki dym zawiera spaliny, ale niektóre kominy, zwłaszcza w elektrowniach, emitują tylko parę wodną.
Zanieczyszczenia powietrza można podzielić na dwie zasadnicze grupy: gazy i aerozole. Gazy pochodzą głównie ze spalania paliw kopalnianych oraz spalin samochodowych. Najgroźniejsze zanieczyszczenia które wpływają globalnie na atmosferę to dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4) i tlenki azotu (np. podtlenek azotu N2O). Freony (czyli chlorofluorowęglowodory, CFC) , nie są już emitowane , ich produkcja jest zabroniona. Niestety ta które zostały już wyemitowane do atmosfery wciąż wywierają niekorzystny klimat .Gazy te nazywamy cieplarnianymi, gdyż są odpowiedzialne za globalne ocieplenie . Spowodowane przez zanieczyszczenia człowieka i zanieczyszczenia naturalne.
Najczęstsze zanieczyszczenia lokalne i regionalne to tlenki azotu (NOx), dwutlenek siarki (SO2), tlenek węgła (CO) oraz wiele różnych węglowodorów (tzw. lotne związki organiczne).Dostają się one do atmosfery głównie przez spalanie paliw kopalnianych i spaliny samochodowe. Zagrożeniem dla istot żywych jest wtedy gdy któreś z gazów występują w atmosferze razem i w dużych stężeniach. Zarówno gazy cieplarniane jak też gazy oddziałujące w skali lokalnej to przykłady zanieczyszczeń pierwotnych, które pochodzą ze źródeł znajdujących się na powierzchni ziemi.
Zanieczyszczenia gazowe o zasięgu regionalnym mogą wchodzić w reakcje chemiczne zachodzące w atmosferze , mogą reagować między sobą. Wówczas mogą utworzyć się zanieczyszczenia wtórne oraz smog. Jest on podstawowym problemem w dużych miastach na całym świecie. Jego głównym składnikiem jest ozon (O3), który przy wysokim stężeniu może powodować problemy z oddychaniem i pieczenie oczu. Ozon może być szkodliwy w wielkich miastach natomiast w atmosferze jest on naszym przyjacielem, ponieważ pochłania promieniowanie nadfioletowe(ultrafioletowe), docierające ze Słońca.
4. Ruch samochodowy w mieście.
Ruch samochodowy dostarcza wiele zanieczyszczeń powietrza o znaczeniu zarówno regionalnym, jak też globalnym
Aerozole są drugim zasadniczym źródłem zanieczyszczeń są to maleńkie cząstki różnych substancji w stanie ciekłym lub stałym unoszące się w powietrzu. Aerozole o najmniejszych średnicach stanowią duże zagrożenie dla ludzi. Do atmosfery dostają się w ten sam sposób co gazy. W czasie zimy ludzie palą w kominkach , piecach drewnem ,aby ogrzać mieszkania. Dym ze spalanego drewna zawiera dużo cząsteczek stałych i może zalegać nad danym obszarem tworząc szkodliwą jakby mgłę. Większe czastki osiadając na powierzchni której dotkną powodują plamy. Mogą zaburzyć rozwój roślin osiadając na ich liściach.
5. Pożary lasów.
Pożary lasów dostarczają wiele gazów i cząstek stałych do atmosfery
Około 200 lat temu zanieczyszczenia pochodziły głównie ze źródeł naturalnych . Po gwałtownym wzroście rozwoju przemysłu w 1850 roku opartym na spalaniu ropy i węgla stworzono wiele nowych źródeł antropogenicznych. Zanieczyszczenie środowiska jest jednym z głównych problemów na Świecie.
Rycina poniżej prezentuje różne kryteria podziału zanieczyszczeń powietrza. Kolory w tekście dopowiadają kolorom na rycinie.
Ze względu na przemiany jaki podlegają zanieczyszczenia możemy podzielić je na dwie grupy:
- Pierwotne,
- Wtórne,
Pierwotne to szkodliwe substancje emitowane bezpośrednio do atmosfery, wtórne zaś to substancje które stają się szkodliwe jakiś czas po ich wyemitowaniu lub powstają w skutek zachodzących reakcji w powietrzu.
Wszystkie zanieczyszczenia wymienione w tekście są zwane zanieczyszczeniami zewnętrznymi , ponieważ wiele z tych zanieczyszczeń powstaje w naszych domach i często są one silniejsze niż w najbardziej uprzemysłowionych miastach. Zanieczyszczenie powietrza w domach może być spowodowane np. nieprawidłowym działaniem kominów , pieców . Dwutlenek węgla(CO), który powinien być wyprowadzany prze komin dostaje się do pomieszczenia. Jest to spory problem zwłaszcza w biednych krajach, gdzie paleniska są prymitywne.
7. Kominek.
Paleniska domowe były jednymi z pierwszych antropogenicznych źródeł zanieczyszczenia powietrza wewnątrz pomieszczeń.
Innym zanieczyszczeniem w domach mogą być dym tytoniowy, środki chemiczne, kosmetyki lub klejenie modeli samolotów. Wadliwa instalacja może spowodować wzrost zanieczyszczeń w budynku i utrudnić wymianę powietrza z zanieczyszczonego na świeże. Wysoka temperatura i wilgotność również mogą spowodować wzrost zanieczyszczeń. 90% ludzi większość dnia spędza w budynkach , dlatego zanieczyszczenia z zewnątrz mogą być mniej szkodliwe niż tez z wewnątrz.
8. Zanieczyszczenie powietrza wewnątrz budynków.
Palenie papierosów, fajki czy cygar dostarcza do powietrza dym będący mieszanką ponad 4000 składników, z których ponad 40 jest znane jako substancje rakotwórcze. Ponadto wiele z nich wywołuje silne podrażnienia.
Źródło: US Environmental Protection Agency; zdjęcie: www.freefoto.com
Obszary szczególnie zagrożone zanieczyszczeniami powietrza.
Zanieczyszczenie powietrza: problem międzynarodowy
Wiatr powoduje, że zanieczyszczenia powietrza mogą być przenoszone na terytoria sąsiednich Państw, ujawniając niekorzystne skutki w znacznej odległości od ich emisji. Przykładem tego jest obszar tzw. Czarnego Trójkąta. Jest on położony u zbiegu granic Polski, Czech i Niemiec. Znajdują się tam trzy duże zagłębia węgla brunatnego: Turoszowskie, Łużyckie i Północonczeskie oraz siedem dużych elektrowni o łącznej mocy 16000MW. W 1989 roku z regionu tego który zajmuje zaledwie 32 400 km2 powierzchni pochodziło aż 30% emisji dwutlenku siarki (SO4), w Europie, spowodowało to wystąpienie kwaśnych deszczów. Efektem ich stało się obumieranie lasów górskich. Od 1981 do 1987 roku w Sudetach obumarło około 11 000 ha świerków, w tym 10 000 ha w Sudetach zachodnich. W tym samym czasie w północno-zachodnich Czechach i Saksonii obumarło łącznie 15 000ha drzewostanu. Na początku la 90-tych zapoczątkowano działanie na rzecz poprawy sytuacji w tych rejonach. W 1992r roku na terenie tych Państw założono 43 automatyczne stacje kontroli czystości powietrza. Rozpoczęto likwidacje lokalnych źródeł emisji dwutlenku siarki poprzez modernizacje indywidualnych systemów grzewczych i unowocześnienia systemów elektrownianych. Innym czynnikiem, który wpłynął na poprawę jakości powietrza był kryzys gospodarczy i spadek produkcji w krajach Europy Środkowej. Dzięki tym wszystkim wysiłkom emisje szkodliwych związków z roku na rok maleją.
Katastrofy przemysłowe:
Od momentu powstawania przemysł stworzył nowe nieustannie narastające zagrożenie : ryzyko techniczne. Żadna instalacja nie jest uchroniona przed błędem ludzkim lub zawodnością mechanizmów. Gdy dochodzi do katastrofy przemysłowej atmosfera zostaje skażona najczęściej bardzo toksycznymi związkami chemicznymi lub, jak w przypadku awarii elektrowni atomowych, pierwiastkami radioaktywnymi.
Oto kilka zdarzeń i skutków jakie za sobą poniosły:
- 1930 - smog w dolinie Mozy (Belgia) - zanieczyszczenie tlenkami siarki spowodowało śmierć kilkuset osób,
- 1948 - Donora (Stany Zjednoczone) - w wyniku wystąpienia zjawiska smogu zmarło 20 osób,
- 1950 - Pozza Rica (Meksyk) - niekontrolowana emisja siarkowodoru (H2S) w wyniku awarii spowodowała zatrucie ponad 300, a śmierć 22 osób,
- 1952 - smog w Londynie - zmarło 4 tys. osób,
- 1984 - katastrofa chemiczna w Bhopalu (Indie) - śmierć 3,4 tys. osób, zatrucie 600 tys. osób,
- 1986 - awaria elektrowni atomowej w Czarnobylu (byłe ZSRR, obecnie na Ukrainie) - 31 osób zmarło w pierwszym tygodniu po wybuchu, ale do dziś wciąż nie jest znana dokładna liczba ofiar; szacuje się, iż kilka milionów osób cierpi na choroby wywołane napromieniowaniem: nowotwory (obserwuje się na tym terenie zwiększoną zachorowalność np. na raka tarczycy), zaburzenia odporności i inne; nastąpiło skażenie terenu na wiele lat,
- 1991-92 - pożary szybów w czasie działań wojennych w Kuwejcie i Iraku.