Aerul atmosferic proprietati fizico-chimice si termeni folositi in studiile de poluare

"UNIVERSITATEA TEHNICA  DE CONSTRUCTII BUCURESTI"

FACULTATEA DE INSTALATII

AERUL ATMOSFERIC PROPRIETATI FIZICO-CHIMICE SI TERMENI FOLOSITI IN STUDIILE DE POLUARE

Introducere

Aerul cu care respiram reprezinta un amestec de gaze, ce alcatuiesc atmosfera , adica invelisul gazos care inconjoara globul pamantesc.Aerul include parti componente ale atmosferei, cat si cantitati variabile de diverse amestecuri de origine naturala si poluanti , produsi prin activitatea antropogena

Aerul atmosferic reprezinta un amestec fizic , si nu un compus chimic de gaze, datorita carui fapt, in cazul unui continut procentual practic constant de parti componente ale aerului la diferite inaltimi , in urma modificarii densitatii atmosferei , se schimba concentratiile si presiunea lor partiala.Aerul este sursa principala de oxigen , este necesar organismului pentru procesele de oxidare si de mentinerea vietii.

Un adult inspira in 24 de ore pana la 30 si mai multi de metrii cubi de aer.Puritatea acestui aer are o importanta foarte mare pentru sanatate.Chiar si o cantitate mica de substante nocive sau microorganisme patogene ce se afla in aer exercita o influenta negativa, asupra sanatatii omului.

Aerul atmosferic insa se impurifica permanent cu bioxid de carbon, care este expirat de oameni si animale , cu produse gazoase formate in procesu; descompunerii sunbsantelor organice in sol si in diferite reziduri, cu praf , ci fum , cu gaze de esapamemt , cu deseuri sub forma de gaze su pulberi de la diferite intreprinderi industriale.

Puritatea si componenta relativ stabila a atmosferei se datoresc unor forte puternice de autopurificare:vantul care transporta impuritatile aducand in locul aerului viciat aer curat; precipitatiilor atmosferice ; actiunii chimice a oxigenului si azotului , care oxideaza substantele organice si ale impuritati din aer, plantelor ce obsorb dioxidul de carbon ,imbogatind aerul cu oxigen; radiatiei ultraviolete a soarelui, datorita carora vaporii de apa din straturile superioare ale atmosferei se descompun cu eliminare de oxigen.

Deoarece organismul se afla in strans contact cu aerul atmosferic, asupra lor actioneaza nu numai compusii chimici ai aerului , dar si factorii meteorologici, ce caracterizeaza starea fizica a atmosferei: temperatura, umiditatea si miscarea aerului presiunea atmosferica, radiatia solara care strabate atmosfera , radioactivitatea.

1. Proprieratile fizico-chimice ale aerului atmosferic

Aerul interactioneaza permanent cu organismul si actiunea lui asupra organismlui poate fi nu numai pozitiva, ci si negativa. Orice deviere in starea aerului poate influenta atit direct, cit si indirect functile organismului, dereglindu-i homeostaza. Amestecul de gaze, vapori de apa, care se mentine ca un invelis in jurul pamintului este numit atmosfera. Inaltimea atmosferei este apreciata la cca 50 000 km, dupa care urmeaza spatiul interplanetar. Fizico-chimic atmosfera are o structura neomogena, aceasta structura permite impartirea atmosferei in mai multe straturi (de la suprafata Terrei):

Troposfera - se intinde in mediu pina la 10 km de la suprafata solului, fiind mai inalta la ecuator. In troposfera factorii fizici prezinta variatii mari si consecinte ale acestor variatii sunt depunerile atmosferice, deplasarea maselor de aer, formarea norilor. In troposfera presiunea atmosferica si temperatura aerului sunt in permanenta scadere. Aici se afla cca 75% din tot volumul aerului atmosferic si 90% din vaporii de apa. Starea troposferei este permanent influentata de toate procesele care au loc pe suprafata paminului, astfel in troposfera permanent sunt pulberi, gaze toxice, microorganisme. Dupa troposfera urmeaza un strat de pauza - tropopauza.

Stratosfera - se intinde pina la altitudinea de cca 50 km. Aici temperatura aerului creste cu inaltimea, presiunea atmosferica continua sa scada. In stratosfera se gaseste stratul de ozon, care se formeaza sub actiunea radiatiilor ultraviolete si protejeaza suprafata pamintului de aceleasi radiatii ultraviolete. Stratosfera mai poarta denumirea de hemosfera, datorita faptului ca aerul se afla predominant in forma moleculara. Dupa acest strat exista stratul de tranzitie- stratopauza.

Mezosfera - Aici temperatura scade, presiunea atmosferica scade. La limita superioara a mezosferei care este apreciata aproximativ de 100 km, temperatura ajunge -70 - -80 grade. In mezosfera se propaga si sunt reflectate undele radioelectrice. Strat de tranzitie - mezopauza.

Aceste 3 straturi caracterizate impreuna sunt numite homosfera, deoarece sunt influentate de activitatea omului.

Termosfera - ionosfera sau heterosfera. Se intinde la inaltimi de cca 2 000 km. Aici temperatura creste, presiunea atmosferica scade datorita aerului rarefiat. Elementele atmosferice aici se afla in forma de ioni, electroni liberi. Dupa termosfera este un strat de tranzitie - termopauza.

Exosfera - practic nu are limite.

O actiune permanenta asupra organismului o are troposfera. Ea este prezentata in importanta igienica a aerului,actioneaza asupra organismului sub urmaroarele aspecte:

1. Prin componentii sai chimici intervine in procesul de respiratie, realizand schimbul de gaze dintre organism si mediu. Oranismul unam ventileaza o cantitate mare de aer. Se stie ca in repaos cu o frecventa respiratorie normala de 16- 20 respiratii /min si cu un volum respirator de 0,4- 0, 61 de aer la fiecare inspiratie sau expiratie, se realizeaza o ventilatie pulmonara de 8-10l/min sau 400-600 l/ora.

2. Prin proprietatile fizice , aerul influenteaza procesul de termoreglare din organism .

3. In conditii de poluare , aerul constituie calea de introducere in organism a unor agenti chimici , fizici sau biologici cu efecte nocive .

4. Unii factori fizici din atmosfera determina particularitatile climaterice ale diferitelor zone geografice, care actioneaza in mod indirect asupra organismului uman.

Aerul atmosferic se caracterizeaza printr-o serie de fenomene si procese fizice care actioneaza permanent asupra organismului .Aceste fenomene sunt denumite factori fizici ai aerului.

Acesti factori fizici sunt: temperatura, umiditatea, presiunea atmosferica, fenomemnele electrice , aeroionizarea, campul magnetic si multi altii.

Factorii fizici ai aerului ca umiditatea, temperatura, miscarea, electricitatea, radioactivitatea in marea lor majoritate determina clima, vremea, microclimatul. Studierea actiunii lor asupra organismului atit sanatos, cit si bolnav este necesara intru folosirea actiunii lor favorabile si pentru preintimpinarea sau diminuarea actiunii lor negative.

In atmosfera compozitia chimica a aerului este relativ constanta fiind formata din azot (78,01%), oxigen (20,95%), argon (0,93%), bioxid de carbon (0,032%) si alte gaze (0,08%). Compozitia chimica a aerului nu este statica, ci se afla intr-un echilibru dinamic, rezultat din actiunea organismelor vii asupra atmosferei, hidrosferei si litosferei sau din actiunea unor fenomene din litosfera, precum vulcanismul, asupra atmosferei.

2. Sursele de poluare ale aerului atmosferic

Poluantii atmosferici reprezinta toate substantele straine mediului natural, a caror variatie de concentratie in atmosfera este susceptibila de a provoca un efect daunator organismelor vegetale sau animale sau mediului ambiant, in general.

Poluarea atmosferei poate rezulta din modificari cantitative ale concentratiei unor constituenti normali ai atmosferei precum bioxidul de carbon, oxizi de azot si ozonul, din modificari calitative ale compozitiei atmosferei, prin introducerea pe diferita cai a unor substante straine precum radionuclizii si substantele organice de sinteza sau prin combinarea modificarilor cantitative cu cele calitative.

Intensitatea poluarii atmosferei este greu de apreciat, deoarece concentratia poluantilor variaza in functie de factorii meteorologici si de conditiile topografice ale zonei si datorita faptului ca unele substante poluante, cu toxicitate initial redusa, se pot transforma in substante foarte toxice sau se combina intre ele dand substante cu un grad mare de toxicitate. Este cazul bioxidului de sulf care se oxideaza la trioxid de sulf si care in combinatie cu apa formeaza acidul sulfuric, cu actiune toxica puternica. De asemenea, oxidul de azot, in prezenta hidrocarburilor saturate eliminate de motoarele cu ardere interna, formeaza compusul peroxi-acil-nitrat (PAN), mult mai toxic decat poluantii initiali din care provine.

Principalele substante care polueaza atmosfera pot fi impartite in doua grupe mari

gazele, care reprezinta 90% din masa totala de emisii din atmosfera;

particule solide (rar lichide, denumite si aerosoli), ce reprezinta circa 10% din poluantii atmosferei.

Poluantii atmosferici rezulta in cea mai mare parte din utilizarea combustibililor fosili pentru producerea de energie, dar si din arderile din industria metalurgica, din industria chimica, din industria cimentului.

Prin functionarea centralelor nucleare si din exploziile nucleare experimentale rezulta cantitati insemnate de radionuclizi care contamineaza atmosfera. Prin fermentatia substantelor organice se degaja cantitati mari de gaze bogate in hidrogen sulfurat si alti compusi ai sulfului. Alti poluanti ai atmosferei provin din functionarea motoarelor cu ardere interna.

Concluzii

Aerul atmosferic, alaturi de alte componente ale mediului ambiant, are o insemnatate vitala foarte importanta pentru natura. Aerul este un amestec de azot si oxigen necesar activitatii vitale a organismelor aerobe, inclusiv a oamenilor. Acest amestec contine si o cantitate neinsemnata de alte gaze: neon, argon, heliu, cripton, xenon, ra­don, bioxid de carbon, hidrogen, vapori de apa si alte particule, care practic nu au nici o influentaasupraorganismelorvii. Dar dezvoltarea societatii umane, spre regret, duce la crearea unui impact antropic si tehnogen negativ asupra ca­litatii aerului.

Poluarea aerului este generata in special de folosirea energiei si de ac­tivitatile de transportare. Urbanizarea, dezvoltarea industriei si a transportului provoaca emisii cu concentratii mari de substante poluante in atmosfera, emisii care duc la efecte nocive asupra naturii si a tuturor organismelor vii. Conform datelor Organizatiei Mondiale a Sana­tatii, circa 70% din populatia urbana a lumii respira aer poluat si doar circa 10% din populatia lumii respira aer, ca­litatea caruia este in limitele accepta­bilitatii.

Activitatea prioritara in domeniul ecologiei consta in studierea relatiilor organismelor vii cu mediul ambiant (ISO 6107/3-85). Ecologistii acorda o atentiei deosebita protectiei aerului atmosferic deoarece poluarea atmosfe­rei cauzeaza la consecinte negative pe scara globala:

- distrugerea stratului de ozon;

- efectul de sera, legat de majorarea volumului emisiilor in atmosfera a bio­xidului de carbon, protoxidului de azot si metanului;

- ridicarea temperaturii planetei;

- inrautatirea sanatatii oamenilor, impactul nociv asupra plantelor si ani­malelor.

Sursele de poluare a aerului atmo­sferic se impart in:

- naturale (eruptii vulcanice, furtuni de praf s. a.),

- de caracter antropogen, legate cu activitatea vitala a omului.

Sursele cele mai importante de po­luare a atmosferei sunt: transportul, obiectele industriale, centralele ter­moelectrice. Aceste surse elimina can­titati mari de substante toxice specifice,care uneori nu pot fiidentificate,darprincipalii poluatori, care se elimina in cantitati mari sunt: oxizii de carbon, de azot, bioxidul de sulf, praf s. a. Pentru micsorarea nivelului poluarii atmosfe­rei de catre intreprinderile industriale se utilizeaza diferite metode, cum ar fi,deexemplu: se perfectioneaza procesele tehnologice, se efectueaza ermetizarea instalatiilor tehnologice, se construiesc diferite instalatii de purificare s.a.

In tara noastra, unde situatia econo­mica este dificila,celmaimultpolueazaaerul atmosferic transportul auto: suma poluantilor emisi de autotransport este mult mai mare decit suma poluantilor de la sursele stationare. Indeosebi, acest lu­cru este caracteristic pentru orase. Spre exemplu, in mun. Chisinau transportului auto ii revin 93% din toate emisiile de gaze nocive in atmosfera, in mun. Bal­ti - 94 % si in mun. Cahul - 96%. In medie pe tara transportului auto ii revin 87 % di volumul sumar al substantelor nocive emise in aerul atmosferic.

Majorarea numarului unitatilor de transport influenteazanegativasuprastarii bazinului aerian. Situatia se acuti­zeaza si din cauza ca in tara se importa si se utilizeaza autovehicule vechi, ter­menul de exploatare al carora este mai mare de5-7 ani

Bibliografie

www.sanatatea.com

BERCA M., 2000 - " Ecologie generala si protectia mediului ", Ed. Ceres, Bucuresti

ACATRINEI GH. 1994 - " Poluarea si protectia mediului ambient ", Universitatea

"Al. I. Cuza" Iasi

COPCARU I., 1995 - " Surse, procese si produse de poluare ", Ed. Junimea, Iasi