UNIVERSITATEA SPIRU HARET

Facultatea de Geografie

Conf. Dr. Ioan Povar

GEOGRAFIA MEDIULUI Partea a II-a

POLUAREA I PROTECIA MEDIULUI

Bucureti, 2006

1

CUPRINSUL LUCRRII

INTRODUCERE POLUAREA MEDIULUI 1. GENERALITAI (etimologie, termeni, definiie) 2

1.1 Tipuri de poluare 4 1.2 Praguri de toxicitate a poluanilor 7 1.3 Concentrarea poluanilor n organismele vii i la om 8

2. POLUAREA ATMOSFEREI 2.1 Poluarea fizic a atmosferei 10 2.2. Poluarea chimic a atmosferei 15 2.3 Poluarea biologic a aerului 21 2.4 Poluarea aerului din interiorul construciilor 22 2.5 Procese naturale de epurare a atmosferei 23 2.6 Prevenirea polurii atmosferei 24 2.7 Poluarea aerului n romnia 24

3. POLUAREA SOLULUI

3.1 Poluarea cu pesticide 26 3.2 Poluarea cu ngraaminte chimice 28 3.3 Poluarea cu metale grele i ape reziduale 28 3.4 Poluarea radioactiv 29 3.5 Poluarea biologic 29 3.6 Modalitati de evaluare a polurii solului 29

4. POLUAREA APELOR

4.1 Poluarea natural 32 4.2 Poluarea artificial 32 4.2.1 Poluarea fizic 33

4.2.2 Poluarea chimic 34 4.2.3 Poluarea biologica a apelor 38 4.2.4 Poluarea apelor subterane 38 4.2.5 Autoepurarea apelor 41 4.2.6 Tehnici de depoluare a apelor 41 4.2.7 Poluarea apelor n Romnia 42

5. POLUAREA CU DEEURI 5.1 Producerea deeurilor 45

5.1.1 Deeuri industriale 46 5.1.2 Deeuri agricole 47

5.2. Managementul Deeurilor 47 5.2.1. Depozitarea n gropi sanitare 47 5.2.2. Incinerarea deeurilor 48 5.2.3. Injectri n litosfer 49

2

5.2.4. Depozitarea n ocean 49 5.2.5. Reutilizarea sau reciclarea deeurilor 49

5.3 Deseuri radioactive 50 5.3.1. Surse de deeuri radioactive 51 5.3.2. Tratarea i reciclarea deeurilor radioactive 51

6. POLUAREA PRIN ACCIDENTE TEHNOLOGICE 52

7. POLUAREA REGIONAL, TRANSFRONTALIERA SI GLOBAL 53

8. FENOMENE METEOROLOGICE PROVOCATE DE POLUARE 53

8.1 Deteriorarea stratulzui de ozon 54 8.2 Smogul fotochimic 57 8.3 Ploile acide 58 8.4. Efectul de ser 60

9. SISTEME DE SUPRAVEGHERE A POLURII MEDIULUI 62

10. IGIENA MEDIULUI 63

11. IMPACTUL TURISMULUI ASUPRA MEDIULUI 65

12PROTECTIA MEDIULUI 69 Bibliografie

3

INTRODUCERE

Variabilitatea temporal i spaial a elementelor de mediu este o realitate. Apariia componentei socio umane a mediului nconjurtor a introdus o noua dimensiune n cadrul acestuia, dimensiune care se dezvolt pe msura cresterii populaiei i a amplificrii procesului industrial. Interveniile asupra geosistemelor au generat efecte uneori cunoscute i previzibile, alteori nici mcar bnuite.

Indicatorii de mediu demonstreaz c majoritatea condiiilor fizice ale Terrei se degradeaz permanent. Cel mai important indicator al sntii planetei - scaderea numrului de specii de plante i animale - este n regres. n continentul Nord American au disprut 37,5 % din numrul de specii de peti de ap dulce, fenomen care are la baz o dubl cauz: necesarul sporit de ap dulce preluat din ruri i poluarea acestora. n ansamblul su starea planetei s-a degradat alarmant, iar procesul continu. Cei mai muli dintre factorii care determinat aceast stare sunt cunoscui, n timp ce procesele complexe care o genereaz sunt doar n parte elucidate. ncepnd de la la jumtatea secolului trecut s-au intensificat exponenial trei tendine distincte care au contribuit direct la intensificarea presiuniilor exercitate asupra mediilor naturale:

cresterea populaiei; cresterea explosiv a produciei economice mondiale; distribuia veniturilor. Nici una dintre cauzele enumerate nu a avut o tendin constant de evoluie, deoarece

nici una dintre ele nu poate evolua independent. Fiecare este nemijlocit legat de celelalte i n primul rnd de limitele naturii. Fiecare genereaz poluare, iar poluarea determin ieirea factorilor de mediu din starea de echilibru dinamic i stabilirea altor echilibre, cu efecte duntoare asupra vieii.

Din punct de vedere termodinamic, starea unui sistem poate fi descris de ctre o sum de parametri fizico-chimici, variabili n timp i spaiu. Cu ct sistemul este mai complex, cu att este nevoie de mai muli parametri pentru a-l putea defini. Mediul natural poate fi caracterizat cu ajutorul principiilor termodinamicii. Proprietile termodinamice ale unui sistem natural, care depind numai de starea lui la un moment dat, nu i de drumul parcurs pentru atingerea acelei stri, poart denumirea de funcii de stare. Fiecare dintre geosfere este rezultatul unor procese complexe petrecute pe durata ctorva miliarde de ani. Proprietile termodinamice ale geosferelor pot fi intensive sau extensive.

Proprietile extensive sunt proporionale cu cantitile de substane din sistem, iar aceasta nseamn c sunt aditive, adic proprietile extensive totale ale sistemului se obin prin nsumarea proprietilor extensive ale constituenilor individuali. Rezult c proprietile extensive ale planetei sunt date de mrimile tipice ale fiecrei geosfere (mas, energie, volum).

Pe de alt parte proprietile intensive precum temperatura sau presiunea, nu depind de cantitatea de substan din sistem. ntr-un moment dat, proprietile intensive i extensive ale unui sistem se afl ntr-un echilibru care poate fi considerat stabil.

Dac starea sistemului se schimb, se poate spune c a avut loc un proces termodinamic ca de exemplu producerea precipitaiilor atmosferice, declanarea unei alunecri de teren, un incendiu devastator, etc. Fiecare proces termodinamic se desfsoar pn la starea n care nu mai este posibil nici o transformare, cnd toate mrimile termodinamice rmn constante. Aceast stare poart denumirea de echilibru termodinamic. Un echilibru perfect poate fi atins numai n sistemele izolate.

ntr-un sistem deschis, aflat n echilibru termodinamic, o schimbare minor a uneia dintre funciile de stare declaneaz un proces termodinamic care se poate produce cu sens diferit.

De ex., ntr-un sistem noros n care exist un amestec de vapori de ap i ghea, o

4

cretere a temperaturii aerului va determina transformarea gheii n ap, iar o scdere a temperaturii va produce creterea cantitii de ghea.

Starea de echilibru dinamic a factorilor de mediu este precar. Sensibilitatea factorilor de mediu la impulsuri naturale sau datorate activitii antropice face ca starea de dezechilibru s se instaleze rapid. Omul sustrage permanent din natura cantitati tot mai mari de substanta i energie pe care le transforma i le utilizeaza n beneficiu propriu. Acest proces este lent, constant. i se desvolta exponential. Reziduurile proceselor de prelucrare a substantelor sustrase din natura, sau chiar o parte din aceste produse sunt returnate sub diferite forme n mediu, polundu-l. Emisiile de poluani, indiferent de natura lor, acioneaz ca impulsuri n mediu i declaneaz procese termodinamice n urma crora sunt necesare noi echilibrri, care conduc la o alt stare de mediu, diferit de cea anterioar. Un exemplu elocvent la scara sistemului planetei l constituie creterea concentraiei gazelor cu efect de ser resimit n mediu prin tendina de cretere a temperaturii globale.

Ignorarea acestor procese agraveaz i mai mult dezechilibrele din natur. In absena unor msuri de ordin legislativ i educaional i a contientizrii populaiei referitor la situaia actual a mediului nconjurtor, starea acestuia se va deteriora n continuare. Cunoaterea proceselor complexe generatoare de dezechilibre reprezint premisa necesar pentru limitarea lor i pentru proiectarea msurilor de conservare i protecie a mediului. POLUAREA MEDIULUI

1. GENERALITAI (etimologie, termeni, definiie) Etimologic, termenul poluare provine din latinescul polluere = a murdri a pngri, a polua i s-a folosit iniial pentru a defini numai rezultatul unei aciuni umane a crei consecin a fost degradarea propriului mediu de via. Ulterior sensul a fost extins i asupra unor procese naturale al cror efect este identic. Prin urmare, poaluarea poate fi natural i artificial, ultima deinnd cea mai mare pondere. O prim definiie a polurii a fost dat la Conferina Mondial ONU asupra mediului (1972), definiie ce consider poluarea drept modificarea componentelor naturale sau prezena unor componente strine, ca urmare a activitii omului i care provoac prin natura lor, prin concentraia n care se gsesc i prin timpul ct acioneaz, efecte nocive asupra sntii, creaz disconfort sau mpieteaz asupra diferitelor utilizri ale mediului la care acesta putea servi n forma sa anterioar. Prin aceast definiie se recunoate oficial faptul c cea mai intens poluare este consecina activitii antropice.

La modul general, poluarea poate fi definita ca totalitatea proceselor prin care se introduc n mediu, direct sau indirect, materie sau energie cu efecte dunatoare sau nocive care altereaz ecosistemele, diminueaz resursele biologice i pun n pericol sntatea omulu. n sensul definit mai sus, prin poluant se nelege un factor (materie sau energie) care introdus n mediu ntr - o cantitate care depete o limit care poate fi suportat de una sau mai multe specii de vieuitoare, sau de ctre om, mpiedic dezvoltarea normal a acestora. Activitatea uman produce poluare, indiferent de domeniul n care se desfoar. n perioada anterioar revoluiei industriale, aproape toate produsele care produceau poluare erau de natur organic i relativ reduse cantitativ, deci puteau fi uor transformate prin procesul de biodegradare. Numeroasele procese industriale actuale, tehnicile de cultur agricol, zootehnia, cercetarea stiinific, aglomerrile urbane, toate sunt surse de poluare. Fr ndoial, procesele de fabricaie, care sunt sisteme deschise, prin varietata materialelor prelucrate, dar i prin complexitate, sunt cele mai importante surse de poluare; acestora le sunt comune urmtoarele caracteristici:

sunt disipative de resurse n sensul c raportul de utilizare al acestora este totdeauna subunitar (materie prim/ materie rezultat < 1);

sunt ireversibile termodinamic (cu rare excepii); sunt consumatoare de resurse naturale neregenerabile sau neregenerabile la scara

5

timpului uman; sunt generatoare de subproduse sau deeuri, datorit randamentului sczut de

transformare; produc poluare.

Consecina este introducerea n mediu, pe diferite ci, a unor substane cu stabilitate temporal mare, nedegradabile prin procese biologice naturale (numeroasele produse de sintez, masele plastice, deeurile radioactive sau radionuclizii artificiali, etc).

Absena contiinei ecologice a populaiei, neglijena i ignorana, dar mai ales preocuparea redus sau inexistent a factorilor de decizie pentru problemele mediului ambiant au fost i sunt suportul ideii potrivit creia ecosfera are capaciti nelimitate de a absorbi i de a neutraliza agenii poluani. Oamenii de tiin au demonstrat c adevrul este cu totul altul i c sunt tot mai frecvente cazurile n care cantitatea de poluani depete capacitatea natural de anihilare a acestora, iar ecosistemele se degradeaz puternic, modificrile intervenite putnd determina nsi distrugerea ecosistemelor.

Fig 1 Schema general a polurii geosferelor

Procesele legate de poluare au o varietate i complexitate deosebit, tuturor fiindu-le

comune urmtoarele trsturi: 1 Poluarea crete exponenial cu creterea populaiei globului, cu dezvoltarea industriei i a agriculturii intensive, i cu frecvena conflictelor armate. Explozia demografic a determinat exploatarea tot mai intens a resurselor naturale i creterea produciei industriale i agricole pentru a se putea asigura hrana i bunurile de consum ale populaiei. Se estimeaz ca pn n anul 2050, populatia globului va crete cu 50 %, (de la 6,5 miliarde n prezent, la 9,3 miliarde)1. Este cunoscut faptul c poluarea este mai intens n rile n curs de dezvoltare, ri n care preocuparea pentru protecia mediului este redus, iar fondurile destinate acestui scop sunt aproape inexistente. Ori, tocmai n aceste ri sporul este mai acceleret. Se estimeaz c n anul 2050 planeta va fi locuit de 8,2 miliarde, fa de peste 5 miliarde n prezent. Aceasta presupune

1 Datele referitoare la populaie, dup United Naions Populaion Fund (UNPF), Centrul de Informare ONU pentru Romnia.

ATMOSFERA

Gaze, pulberi, radionuclizi, virui

ACTIVITATEA UMAN

Deeuri industriale, agricole urbane, activiti de cercetare, medicale, militare

Ploi acide Ploi acide

HIDROSFERA PEDOSFERA

BIOSFERA

6

c n absena unor msuri eficiente de reducere a proceselor de poluare, starea mediului se va deteriora n continuare.

2. Diversificarea i perfecionarea tehnologiilor de producie a diversificat sursele de poluare i poluanii, chiar dac, n egal msur, au perfectat i procese de reducere a cantitii i toxicitii acestora.

3. ntre procesul poluant considerat cauz i efectul asupra mediului exist un decalaj spaial i altul temporal. Consecinele pe termen scurt pot fi percepute i msuratei nregistrate, dar cele pe termen lung sunt greu previzibile datorit, pe de o parte, complexitii relaiilor dintre factorii de mediu i ecossisteme, iar pe de alta, tocmai apariiei tardive a efectelor.

4. Deoarece nu se cunoate dect n parte capacitatea de suport a ecosistemelor este dificil s se precizeze care sunt limitele admisibile ale polurii.

1.1 Tipuri de Poluare Marea diversitate a substanelor introduse n mediu, precum i terminologia utilizat neuniform pentru aceeai categorie de substane poluante, face dificil o sistematizare exact a poluanilor. Vom prezenta n continuare cele mai importante criterii care permit o sistematizare a poluanilor.

n funcie de origine Poluani naturali, cei care sunt rezultatul unuor fenomene i procese naturale, dintre care

menionm: - radiaii cosmice i telurice, n special prin radionuclizi (226Ra, 10Be, 36Cl, 14C, etc); - vulcanismul (lapilii, cenu, vapori de ap, SOx i compui ai sulfului, NOx, COx, alte

gaze); - tornade i taifune, prin praf i aerosoli; - meteorizarea i eroziunea solurilor, prin praf, bacterii i virui; - ape termale i mineralizate, prin emanaii de gaze i energie caloric; - procesele naturale de descompunere a materiei organice, prin Poluani artificiali care sunt exclusiv rezultatul unei activiti antropice (industrie,

agricultur, zootehnie, etc).

n funcie de starea de agregare a poluantului Emisii gazoase, care provin n proporie de peste 90% din arderea combustibililor solizi i

din emisiile de gaze de eapament i n secundar din industria chimic sau din alte industrii din zootehnie, conflicte armate, la care se adaug vaporii de ap i aerosolii2

Ape uzate care provin din mediul urban, agricultur +zootehnie i din ape industriale; Poluani solizi, foarte variai ca origine i care sunt cuprini n categoria deeurilor solide

(prafuri, pulberi, zgure, subproduse, gunoaie, etc). Principalelel categorii de substane poluante, clasificate dup starea de agregare i sursa de emisie sunt prezentate n tabelul 2 (dup F.Ramade, 1974, modificat).

n funcie de natura poluantului Se pot distinge urmtoarele tipuri de poluare:

Poluare fizic. Este foarte diversificat, are surse similare cu cele ale polurii chimice i s-a extins n paralel cu aceasta; poate fi de natur sonor (zgomote i vibraii industriale, transporturi, urbane), termic (energie termic degajat n atmosfer sau introdus n ruri ori pe sol prin lichide cu temperaturi ridicate), radioactiv, ca o consecin a industriei nucleare (deeuri radioactive, accidente nucleare, lichide de refrigerare) sau a unor cauze naturale i energie electromagnetic.

Poluarea chimic. Este o consecin direct a activittii industriale, transporturilor, 2 Sistem dispersat n care mediul de dispersie este gazos, iar faza dispersat este lichid sau solid.

7

urbanizrii i a dezvoltrii intensive a agriculturii i este produs de efluenii industriali gazoi, ionii unor metale grele, substane chimice naturale sau de sintez (produse petroliere, mase plastice, pesticide, detergeni etc.

Poluare microbiologic. Este o consecin a diseminrii n mediul abiotic a unor ageni patogeni sau care pot deveni patogeni sau a unor materii infestate de catre oameni sau animale bolnave sau purttoare. Consecina acestui proces este apariia zoonozelor a bolilor telurice, hidrice sau aerogene, care au un grad ridicat de producere n special n rile n curs de dezvoltare.

Poluare psihic i informaional. Este de dat recent, caracterizeaz n special a doua jumatate a secolului XX i este datorat dezvoltrii far precedent a mijloacelor mass media i a tehnicii de calcul (viruii creai special pentru poluarea computerelor).

Poluarea estetic. Este datorat - n principal - urbanizrii i amplasrii unor obiective industriale n zone naturale puin influenate, dar i deschiderii de ci de comunicaie, cariere i exploatri la suprafa, defriri, procese actuale accelerate de activitatea antropic, etc.

Tabel 1. Categorii de substane poluatoare i principalele surse care le genereaz

In funcie de caracteristicile i dimensiunile sursei poluare punctual, la care emisia de poluant este concentrat i staionar (coul unei

fabrici, gura de evacuare a unei canalizri, radiaia emis de un deeu radioactiv, bancul de testare a motoarelor unei uzine, etc);

poluare difuz, produs de una sau mai multe surse punctuale care se deplaseaz (mijloacele auto, aeriene sau navale de transport, pesticidele mprstiate de aviaia utilitar, etc). Dac sursele staionare pot s fie monitorizate, cele mobile, tot mai numeroase pe msura creterii veniturilor populaiei (mijloacele auto), scap controlului.

Dup durata de emisie a poluantului

Starea de agregare Poluantul Surse principale de emisie

CO Vulcanism, motoare cu explozie, incendii

CO2 Vulcanism, arderea combustibililor, respiraia organismelor vi, incendii

Hidrocarburi Motoare cu explozie, plante

Compui organici Industria chimica, incinerarea gunoaielor, procese diferite de combustie SO2 i ali derivai ai sulfului Vulcanism, bacterii, arderea combustibililor fosili Derivai azotai Bacterii, combustibili

GAZE

Radiatii nucleare Centrale atomice, explozii nucleare, laboratoare de cercetare, experimente tiinifice

Substane organice Ape menajere, agricultura i zootehnia, instalaii industriale LICHIDE Energie caloric i radionuclizi

Ape menajere, lichide de refrigerare de la centrale electrice, mijloacele de transport

Metale grele, compui minerali

Vulcanism, meteorii, eroziune eolian, halde de steril, instalaii industriale, motoare cu explozie

Compui organici naturali sau sintetici

Incendii forestiere, industria chimic, arderi diverse, agricultur (pesticide, erbicide)

PARTICUL

E SOLIDE

Particule radioactive Explozii nucleare, industria nuclear, cercetarea tiinific

8

permanent (sursele industriale, unele activitti din mediul urban); temporar sau periodic (mijloacele de transport, agricultura); accidental (determinat n principal de accidentele tehnologice, de fenomenele naturale extreme,etc).

n funcie de nlimea sursei raportat la suprafaa topografic (dup Rojanschi et. Al, 1997):

- surse la sol (gropi de gunoi, guri de evacuare a apelor uzate, suprafee de teren degradate, etc), care pot polua atmosfera, hidrosfera i solurile; urmtoarele trei categorii produc numai poluarea atmosferei;

- surse joase (h < 50 m); - surse medii 50 m < h 150 m.

Dup mediile n care acioneaz preponderent Orice materie poluant poate afecta una sau mai multe geosfere. Din aceast[ perspectiv se

difereniaz poluarea atmosferei, hidrosferei i poluare edafic (a solului), n fiecare dintre aceste sfere putndu-se produce oricare din tipurile anterior menionate. n mod obinuit n aer ajung ns substanele volatile, n ap cele solubile, iar n sol cele insolubile i solide. Datorit interrelaiilor dintre geosfere poluarea uneia dintre acestea se va rsfrnge n toate celelalte, dar cu viteze i intensiti diferite Cea mai mare mobilitate o are atmosfera n cadul creia transportul poluanilor este foarte rapid, iar dispersia acestora puternic, avnd uneori caracter regional sau planetar. Atmosfera va contribui indirect la poluarea celorlalte sfere, urmat de hidrosfer, prin ruri i curenii marini i pedosfera, imobil din acest punct de vedere. Marea mobilitate a atmosferei i, n oarecare msur a hidrosferei ridic problema polurii transfrontaliere prin care un poluant emis pe teritoriul national este transportat i are efecte negative pe un alt teritoriu naional unde poate fi decelat ca atare sau face parte dintr-un grup de poluanti a caror contribuie individuala nu poate fi decelat. Trebuie s menionm c pentru atmosfer poluarea poate fi de fond i de impact. - Poluare de fond 3 reprezint poluarea existent n zonele n care influenta surselor de poluare nu se manifest direct.Nu trebuie s nelegem c n acele zone atmosfera nu are un anume grad de poluare, dar acesta este foarte redus. Staiile de supraveghere a polurii de fond se amplaseaz n zone considerate (convenional) "curate", situate la altitudini cuprinse intre 1000 - 1500 m i la distane de minim 20 km de centre populate, ci de comunicaie, obiective industriale etc. Concentraiile poluanilor din aer i precipitaii msurate n aceste zone constituie indicatori de referin pentru evaluarea polurii la nivel regional i global. - Poluarea de impact este poluarea produs n zonele supuse impactului direct al surselor de poluare. Starea atmosferei este caracterizat prin starea urmtoarelor aspecte: poluarea de impact cu noxe, calitatea precipitaiilor atmosferice, concentraia ozonului atmosferic i dinamica emisiilor de gaze cu efect de ser. In reeaua de supraveghere a polurii de impact se determin concentraiile pentru dioxidul de sulf, dioxidul de azot, amoniacul, pulberile n suspensie, pulberile sedimentabile i o serie de poluani specifici, stabilindu-se:

concentraiile maxime i minime pe 24 ore;

frecvena de depire a concentraiei maxime admisibile (CMA) n 24 ore;

concentraiile medii anuale.

Dup efectele pe care le produc anumii poluani asupra mediului i omului

3 n Romnia, Institutul National de Meteorologie i Hidrologie a inceput supravegherea polurii de fond n luna iunie 2000 la staia Fundata.

9

Efectele polurii sunt diverse, iar sfera de aciune a uni poluant complex. Acelai poluant poate avea un efect direct asupra unuia sau mai multor componente ale geosistemelor sau a societii, ori efecte indirecte. Acestea depind de natura, cantitatea, toxicitatea i durata de aciune a poluantului i se pot grupa n urmtoarele categorii:

- efecte meteorologice i climatice, prin perturbarea evoluiei normale a factorilor meteorologici i a climei;

- efecte ecologice, prin deteriorarea calitii ecosistemelor; - efecte toxicologice, prin coninutul de substane toxice cu aciune direct sau indirect

asupra lumii vii, inclusiv a organismului uman; - efecte epidemiologice, prin agenii patogeni sau condiionat patogeni care pot provoca

epidemii; - efecte economice efecte sociale, ca o consecin a deteriorrii mediului de via i a perturbrii

mecanismelor economice i sociale.

1.2 Praguri de difereniere a poluanilor i uniti de msur In mod curent n activitatea de monitorizare a factorilor de mediu se opereaz cu termeni

care definesc concentraia poluantului ntr-un anumit element al mediului (aer, ap, sol). Concentraia total a poluanilor n atmosfer ntr-un anumit moment este dat de suma concentraiilor tuturor poluanilor aflai n atmosfer n acel moment. n mod curent se folosesc urmtorii termeni: Limita de detectare nivelul sub care un poluant nu poate fi decelat n mediu. Limita de concentrare la care se resimte efectul poluant dar care se situeaz sub concentraia maxim admisibil. Concentraia maxim admisibil (CMA) nivelul superior de concentraie reglementat prin acte normative care se stabilete sub limita la care efectele sunt duntoare pentru organismele vii. CMA are valori diferite pentru interval de 30 minute, 24 ore, sau valoarea medie anual i, n egal este stabilit pentru fiecare poluant n parte. Aceast difereniere este necesar deoarece accidental, unele emisii pot atinge concentraii de zeci de ori mai mari dect valorile medii anuale, iar n asemenea cazuri pot avea efect letal. Din acest motiv n unele state se utilizeaz concentratia maxima admisibil excepional, al crei nivel de concentraie este peste CMA, dar sub limita la care este duntor sau nociv. Gradul de persisten a poluantului reprezint durata n care o substan exercit efect poluant; difer n funcie de natura poluantului, durata i concentraia emisiei, condiiile de relief i climatice locale. Concentraiile poluanilor se exprim n:

- uniti de greutate: g/kg, mg/kg, mg/ton; - uniti de volum: g/l, mg/l, mg/m3; - uniti relative: ppm - pri pe milion 1ppm 1cm3/m3 1g/ton1mg/l; ppb = pri pe bilion; 1 ppb 1 g /l 1mg / m3. - exprimare procetual %.

1.3 Praguri de toxicitate a poluanilor Pentru a putea proteja sntatea oamenilor s-au stabilit, prin acte normative, concentraiile maxime admisibile (CMA), de asemenea manier nct s poat fi tolerate de ctre organismul uman. Impurificarea mediului comport trei categorii de riscuri determinate de toxicitatea poluanilor i de efectul acestora (Ionel, 1996): a) toxicitatea imediat care se manifest ca urmare a expunerii la concentraii mari ale

poluanilor, dar care are o frecven redus, determinat n special de accidente tehnice; b) intoxicare pe termen lung, cnd organismul este expus la poluani cu proprieti cumulative

care nu depesc CMA, dar care sunt reinute n organism n stare activ. Expunerile n doze

10

reduse, dar repetate la aceste substane pot determina atingerea pragului de concentraie toxic. n aceast categorie sunt incluse intoxicaiile cu Pb, Hg, Cd, Cl, Fl, etc);

c) inducia proliferrilor maligne, care rezult ca urmare a expunerii organismului la substane cancerigene sau la radiaii penetrante (substan-e aromatice, derivaii arsenului, yincului, plumbului, etc). Organismul va reaciona difereniat la diferitele tipuri de expunere n funcie de particularitile individuale sau de aciunea sinergetic a poluanilor. Tabelul 2 Efectele unor poluani asupra omului (Ionel, 1996)

Poluantul Efectul Concentraia [ppm] SO2 Suportabil o or

Concentraie pentru 8 ore Perceptibil olfactiv Concentraie maxim la expunere permanent

200 5 15 2 5

0,1 0,2

S2SO4 Moarte rapid Tulburri dup 2 3 ore Tulburri dup 8 ore Msurabil

1500 150 20 2

CO Simptome grave dup o or Tulburri dup 8 ore Neglijabil la expunere permanent

2000 100 20

NH3 Mortal dup 30 minute Tulburri dup 8 ore Perceptibil olfactiv

4000 100 26

Hidrocarburi

Tulburri dup 8 ore 500

CO2 Tulburri dup 8 ore 5000

1.4 Concentrarea poluanilor n organismele vii i la om Plantele pot prelua direct poluantul din aer, ap sau sol, iar animalele i omul le preiau din plante, aer i ap. Unii poluani nu sunt metabolizai i nici eliminai din organismele vegetale sau animale, ci se acumuleaz n acestea.

Pe traseul unui lan trofic are loc procesul de amplificare biologic a poluanilor, determinat de urmtoarele procese (Schiopu,1997):

Fig. 2 Scderea biomasei organismelor i creterea procentual a poluantului de la productori spre consumatorii de vrf (Schiopu, 1997 )

11

scderea biomasei organismelor, de la productor la consumatorul de vrf; raportat la biomas, coninutul n substan poluant crete procentual spre consumatorul de

vrf (fig. 2).

Fig. 3 Concentrarea progresiv a poluanilor pe diferitele niveluri ale lanurilor trofice Consumnd produsele vegetale i animale omul preia substanele toxice existente n acestea i, prin consum repetat, la rndul lui, le acumuleaz total sau parial n diferite organe interne. De exemplu, insecticidul DDT are un nivel de 0,04 ppm n plancton, de 0,42 ppm n molute i poate ajunge la 3,25 75,5 ppm la om (Ghinea, 1978).

2. POLUAREA ATMOSFEREI Poluarea atmosferei s-a accentuat odat cu procesul de industrializare i a crescut

exponenial pe parcursul secolului XX. Este gresit s credem c poluarea atmosferei este produs exclusiv de activitile industriale. O pondere important revine unor factori poluatori caracteristici pentru civilizaia modern, factori care se altur efectelor activittii industriale i anume, circulaia rutier i aerian, incinerarea deeurilor produse n marile aglomerri urbane, nclzirea locuinelor, precum i alte surse neindustriale.

Atmosfera terestr este un amestec de zeci de gaze dintre care, trei dein 99,9%: N2 (78,09%), O2(21 %) i Ar (0,9 %), alturi de care particip alte gaze n proporii infime (n total doar 0.1%, din care 0,03 revine dioxidului de carbon). Rolul acestora este ns deosebit de important n asigurarea echilibrului dinamic al atmosferei. Unele gaze exist n mod natural n atmosfer iar cantitatea acestora poate crete sau poate fi diminuat de activitatea antropic. Altele, inexistente n atmosfera nepoluat, sunt introduse ca rezultat al proceselor industriale. Modificarea aparent nesemnificativ a concentraiei acestora determin modificri importante n structura ecosistemelor i a conditiilor climatice ale planetei. Depirea unor concentraii poate avea ns i efecte doar n parte cunoscute asupra sntii populaiei sau a unor factori de mediu, motiv pentru care acestea trebuie considerate substane poluante. Pe de alt parte, timpul de reziden al gazelor n aerul atmosferic, deci timpul necesar pentru ca ntreaga cantitate introdus n atmosfer s fie anihilat, variaz n limite foarte largi, de la ore sau zile, pn la sute de ani. De exemplu freonii, gaze produse i utilizate pe scar larg dup 1950 i care determin

Rpitori mari

Etape succesive de concentrare n mediul terestru. Sol poluat

Etape succesive de concentrare n mediul acvatic

Produse vegetale

Ploi acide, pulberi, deeuri lichide i solide

Ani

mal

e ie

rbiv

ore Lapte

Carne

Nivelul I de concentrare (bacterii, alge)

OMUL Nivel ultim

de acumulareRpitori mici

Peti fitofagi

12

deteriorarea ozonului stratosferic persist ntre 50-150 ani, iar dioxidul de carbon, unul dintre gazele care amplific efectul de ser, persist pn la 200 ani (tabel 1). La polul opus se situeaz amoniacul, dioxidul de sulf i oxizii de azot, cu timp mediu de reziden de numai trei zile. n Europ;s pg. 29. n decursul unui an n urma activitii omului ajung n atmosfer cca 1012 tone substane poluante (Negrea), iar cantitatea crete pe msura creterii populaiei.

Se consider c atmosfera este poluat ...atunci cnd o mrime care, adugat la sau sczut din constituenii normali ai atmosferei, poate determina alterarea proprietilor sale fizice sau chimice n mod sesizabil de ctre om sau mediu (Rujanschi et al., 1997).

Atmosfera poluat n special cu gaze i pulberi are cel mai mare potenial toxic asupra omului pe termen scurt i mediu, deoarece, cu prea puine excepii putem respira alt aer dect cel din preajma noastr. Dac putem evita consumul alimentelor sau a apei poluate, nu putem evita s respirm. Pe de alt parte, valorile accidentale ale unor poluri cu mult peste concentraiile maxime admisibile au efecte mult mai grave dect atmosfera cu nivel mediu de poluare pe durata unui an. Cele mai multe noxe se nregistreaz n mediile industriale i urbane, medii care concentreaz cea mai mare parte a populaiei i n care mbolnvirile provocate de poluare sunt cele mai frecvente.

2.1 Poluarea fizic a atmosferei Are la baz cedarea dinspre diferite surse spre atmosfer a unor categorii i cantitti diferite de energie i anume:

energie mecanic, prin intermediul creia se realizeaz poluarea sonor i poluarea cu trepidaii; energie caloric, prin intermediul creia se realizeaz poluarea termic; energie radiant, prin intermediul creia se realizeaz poluarea cu diferite tipuri de radiaii penetrante.

2.1.1 Poluarea sonor. Are ca domeniu de manifestare n special mediul urban n ansamblul su, cu o concentrare

maxim n preajma zonelor cu funcii industriale i de transport (zonele industriale, artere i noduri rutiere, proximitatea aeroporturilor i a capetelor de culoare aeriene).

Tabel 2. Substantele principale care polueaz atmosfera i modificrile actuale n % pe an

Gazul Valoare medie

% Timp mediu de

reziden Modificari actuale de concen-

traii %/an Azot (N2)) 78 106 ani -Oxigen (O2) 21 10 3 ani - Argon (Ar) 0.9 - - Vapori de ap (H2O) 0 - 3 8 - 10 zile - Dioxid de carbon (CO2) 0.035 50- 200 ani + 0.4 Metan (NH4) 0.00017 7 - 10 ani + 1.0 Hidrogen 0.00006 - + 0.6 Oxid de natriu (N2O) 0.000033 130 ani + 0.3 Monoxid de carbon (CO) 4 - 20 10 - 6 0.4 ani + 1- 2 Ozon (O3) - troposferic 10 - 6 - 10 - 5 spt. - luni + 1.5

- stratosferic 10 - 5 - 510 - 5 luni - 0.5 Amoniac (NH3) 10 - 8 - 10 - 6 3 zile - Dioxid de sulf (SO2) 10 - 7 5 10 - 5 3 zile - Oxizi de azot (NOx) 10 - 8 5 10 - 5 3 zile - Freoni (CFCs) 10 - 7 50 -150 ani + 5-10 PAN 10 - 7 - 5 10 - 6 - Subst organice volatile 10 - 5 - 10 - 4 -

Poluarea sonor este produs de ondulaii mecanice cu propagare longitudinal n medii

13

solide lichide sau gazoase i care produc vibraii. Vibraiile (undele) din atmosfer sunt percepute de ureche sub form de sunete (ondulaii armonice) sau zgomote (ondulaii nearmonice). Ondulaiile armonice din surse diferite, dar care acioneaz simultan, creaz senzaia auditiv de zgomot. Vibraiile se propag cu viteze diferite n medii solide, lichide sau gazoase. Vibraiile din mediile solid i lichid sunt percepute direct de corpul uman sub form de trepidaii. Sunetele i zgomotele se caracterizeaz prin intensitate, frecven i trie Intensitatea sunetului, este dat de presiunea exercitat de unda sonor i se masoar cu

sono-fonometrul. Unitatea de msur a intensitii sunetelor este decibelul (dB = 1/10 B), care are drept baz logaritmul raportului dintre I - intensitatea sunetului i Io - intensitatea unui sunet de referin4. Deoarece intervalul de audibilitate al urechii umane este foarte larg, se utilizeaz o expresie logaritmic de forma:

1 B = log10 I / Io,

care corespunde sunetului cu cea mai mic intensitate care poate fi auzit. La partea opus se gsete pragul de durere, adic un sunet sau zgomot cu intensitate maxim de 1 W/m2, echivalent cu 120 dB.

Convenional, zgomotul este considerat a fi orice sunet a crui intensitate este mai mare de 35-40 dB; sunetele cu valori mai mari provoac efecte psihice i fiziologice negative. Frecvena sunetului, este dat de numrul de oscilaii complete produse ntr-o secund i

se msoar n Hertz (1 Hz = 1 oscilaie/secund). Intensitatea sunetelor este perceput proportional cu frecvena lor. Tria sunetului, este dat de intensitatea senzaiei auditive a acestuia. Se msoar n foni

(1 fon = 1 dB la frecvena de 1000 Hz). Limita inferioar (pragul inferior de audibilitate) este considerat limita inferioar a sunetelor audibile de ctre om i este dat de un sunet cu frecvena de 1000 Hz i intensitate de 10 - 6 W/cm2. Limita superioar (pragul superior de audibilitate) este dat de un sunet cu frecvena de 1000 Hz i intensitate de 10 - 4 W/cm2. Spaiul sonor situat ntre aceste dou limite poart denumirea de interval de audibilitate. Practic, valoarea de 65 dB este considerat limita superioar de audibilitate.

Exist ns i domenii ale vibraiilor care nu pot fi auzite de catre om, infra- i ultrasunetele:

- Infrasunete sunt sunetele cu o frecven cuprins ntre 0 - 20 Hz, deci sub pragul inferior de audibilitate. Sunt generate de explozii naturale sau artificiale, cutremure i furtuni i pot fi percepute doar de ctre animale.

- Ultrasunete, adic sunete cu frecven de peste 20 000 Hz, deci peste pragul superior de audibilitate, generate artificial de diferite aparate utilizate n activitatea menajer i industrial. Nu se cunosc dect parial efectele lor i nu sunt auzite de ctre om.

Limita superioar a nivelului acustic echivalent continuu este stabilit la 50 dB pe timp de zi i 40 dB pe timp de noapte (O.M.S. nr536/1997).

Efectele polurii sonore. Sunetele i zgomotele au efecte diferite asupra omului. n mediul urban poluarea sonor

nregistreaz cele mai mari valori. Omul contemporan este nsoit permanent de zgomote cu provenien i intensitate diferit, nivelul maxim al acestora fiind atins n timpul zilei. Pe primul loc se situeaz transportul rutier i feroviar, urmat de activitile industriale, comerciale i de antierele de construcii. Zgomotul produs de numrul mare de mijloace auto de transport, tot mai numeroase, creaz treptat o stare continu de stress. Se consider c majoritatea sunetelor cu o frecven situat ntre 2000 i 3000 Hz (5-6 dB), creaz un disconfort redus. Chiar i infrasunetele pot produce efecte negative asupra organismului, mai ales cnd se produc simultan cu zgomote de intensitate ridicat.

4 Stabilit convenional ca presiune exercitat de vibraii sonore produse cu o frecven de 1000 Hz i o intensitate de 10-4 W/cm2.

14

0 20 40 60 80 100 120 140

Sub pragul de audibilitate

Perceput ca linite relativ

Fonetul frunzelor

Calm urban (ntre 2-4 am)

Conversaie normal n interior

Autobuz stationar

Autobuz, 50 km/h

Autoturism, 50 km/h

Motociclet 50 km/h

Tren de marf, 100 km/h

Discoteci (n interior)

Intercity, 200 km/h

Avioane cu reacie (>100 t) la 100m

Avioane militare

Senzatie de durere

Fig 4. Efectele sunetelor asupra organismului uman Sursele de zgomot i efectul acestora asupra organismului uman sunt prezentate n figura

... (dup Rujanschi et al, 1997). Efectele provocate organismului uman se traduc prin disconfort psihic, tulburri psihice i fiziologice, leziuni ale organului auditiv, boli gastro-intestinale i chiar ale aparatului cardio-vascular. Pentru persoanele care activeaz n mediu industrial cu surse continue i intense de zgomot, dup 4-5 ani poate s apar surzenia permanent. Efecte psihice i fiziologice similare cu cele de mai sus pot fi determinate i de trepidaiile provocate de sirculaia auto, liniile de tramvai sau metrou sau de unele activiti industriale. Nivelurile admisibile pentzru vibraii i zgomote sunt stabilite prin acte normative.5

2.1.2 Poluarea termic. Are doua modaliti distincte de manifestare: direct (natural i artificial) i indus sau indirect, care este rezultatul efectelor poluanilor asupra climei Poluarea termic direct determinat de cauze naturale este de natur catastrofic i este

generat de erupii vulcanice, intensificarea activittii solare sau de procese de fuziune natural, cauze care s-au succedat n timp i spaiu n trecutul planetei. Poluarea termic direct determinat de cauze antropice este de dat mai recent i este

produs prin degajarea unor cantitti mari de energie termic n atmosfer ca urmare a unor activitti industriale, de transport, agricole, menajere sau ca o consecin a diferitelor conflagraii existente pe suprafaa globului.

Intensitatea polurii directe este maxim n spaiul urban i n zonele industriale adiacente. Media termic n acestea este superiar cu pn la 100 C celei a teritoriilor nvecinate. n ultimele doua decenii s-a conturat termenul de insul urban de cldur determinat de urmtorii factori: * concentrarea pe suprafee reduse a unor importante surse de energie termic (industriala i

5 Recomandarea I.S.O 26-31/1974

15

casnic, diferitele categorii de mijloace de transport). Energia degajat de acestea poate s depeasc n marile concentrri urbane ntr-o zi de iarn de 2 ori energia termic provenit de la Soare;

* intensificarea efectului de ser local datorit concentrrii substanelor generatoare (gaze, prafuri, aerosoli) ntr-un spaiu relativ redus;

* proprietile termice ale materialelor de construcie (conductivitate termic superioar). Cldirile amplific suprafaa care acumuleaz energie termic n timpul zilei. Pe timp de noapte radiaia termic spre atmosfer este suplimentat de plusul de energie acumulat de construcii;

* efectul de adpost realizat de construciile nalte care diminueaz i disipeaz tria vntului. n zona central se dezvolt cureni convectivi care antreneaz ascensional masele de aer, acestea fiind nlocuite de cele de la periferie. Cum zonele periferice ale oraelor au dezvoltat preponderent funcia industrial, n care emisiile de poluani i cldur sunt puternice, rezult c n perioadele cu calm atmosferic acestea vor fi antrenate spre zonele centrale.

Poluarea termic indus se refer la consecinele polurii atmosferei cu gaze care amplific efectul de ser, determinnd o cretere constant a temeperaturii medii anuale a aerului la nivelul planetei (vezi Cap.).

2.1.3 Poluarea cu radiaii In categoria radiaiilor sunt incluse procesele de emisie i propagare n spaiu a unor unde

electromagnetice sau particule cu mare putere de penetrare, nsoite de transport de energie. Ele se numesc i radiaii penetrante i determin modificri importante de natur fizic chimic i biologic n esuturile vi. Proveniena acestora poate fi natural (radiaia cosmic provenit de la corpurile cereti sau radiaia natural produs de unele componente ale litosferei) i artificial.

Tabel 3 Pmntul a motenit o zestre

important de radioactivitate provenit din faza incipiant de formare, zestre din care s-a pstrat numai o parte, generat de elemente i izotopi radioactivi cu perioad de njumtire foarte mare: 238U, 235U, 232Th i din descendeni ai acestora prezeni n form dispers n litosfer, hidrosfer i atmosfer. Prin procesele de meteorizare, mineralele radioactive din litosfer sunt parial alterate sau solubilizate, putnd fi antrenate apoi de ctre precipitaii n apele curgtoare, iar de ctre vnturi, n atmosfer. Tot n atmosfer ajunge radiaia cosmic ( 10Be, 36Cl, 14C, 22Na, etc), dar i radioizotopi ai unor elemente naturale produi pe cale artificial6.

O serie de radioizotopi se formeaz permanent n atmosfer datorit bombardrii azotului cu neutroni de origine cosmic. Astfel, n troposfer, tritiul (3H) se formeaz cu o vitez de 60

6 n prezent numrul radioizotopilor a trecut de 1200

Radiaiile emise Radioizotopul Perioada de njumtire

I. Radioizotopii constituenilor fundamentali ai lumii vii

Carbon 14C 5568 ani + Tritium 3H 12,35 ani + Fosfor 32P 14,3 zile +++ Sulf 35S 87,5 zile + Calciu 45Ca 163 zile + Sodiu 24Na 15 zile +++ +++ Potasiu 40K 13 x 108 ani ++ ++ Potasiu 42K 12,36 ore +++ ++ Fier 59Fe 44,5 zile ++ +++ Mangan 54Mn 300 zile ++ ++ Iod 131I 8 zile ++ ++

II Elemente coninute n produsele de fisiune Stroniu 90Sr 28,5 ani ++ + Cesiu 137Cs 30,1ani ++ + Cesiu 144Cs 285 zile ++ + Ruteniu 106Ru 368 zile + Zttriu 91Zt 61 zile +++ ++ Plutoniu 239Pu 24 000 ani +++

III. Gaze rare produse n reactoarele nucleare de mare putere

Argon 41A 2 ore ++ Kripton 85Kr 10 ani + Xenon 133Xe 5 zile +++

16

atomi/cm2 pe minut, iar 14C cu vitez de 150 atomi/cm2 pe minut (Marcu & Marcu, 1996). n natur concentraia de 3H i 14C se menine relativ aceeai datorit unui echilibru n procesul de formare sau de distrugere a acestor radioizotopi. Tritiul din atmosfer intr n echilibru cu apa de ploaie fiind antrenat n apele de suprafa i sol, iar din acesta este preluat de plante, ajungnd n final la animale i om. Carbonu 14 din atmosfer este oxidat la 14CO2 i particip mpreun cu CO2 la circuitul biogeochimic al carbonului. Este preluat de plante prin fotosintez, iar prin intermediul lor ajunge, de asemenea la animale i la om. n troposfera inferioar se gsete, de asemenea, radon (222Rn cu timp de njumtire de numai 3,8 zile). Acesta se formeaz continuu din elementele radioactive prezente n sol de unde trece aerul de deasupra solului.

Procesul de dezintegrare nuclear se produce cu emitere de radiaii, dintre acestea cele mai frecvente fiind radiaiile , radiaiile i radiaiile . Radiaiile sunt alcatuite din emisii de nuclee de heliu; au putere riudicat de ionizare a

mediului i putere de penetraie foarte redus, deci capacitate redus de modificare a esuturilor vi. Radiatiile sunt fascicule de electroni (e-) sau pozitroni (e+) emise de ctre nucleele

atomicecu vitez apropiat de cea a luminii. Au capacite ionizant mai redus dect radiaiile , dar o putere de penetraie mai mare, putnd strbate n aer 10-16 m, iar n esuturile vii pn la civa cm adncime (dup Marcu & Marcu, 1996). Radiaiile sunt radiaii de natur electromagnetic asemntoare cu razele X, se reflect

i difract i au putere de penetraie foarte mare. Din punct de vedere al efectelor ecologice cei mai nocivi sunt derivaii radioactivi ai

elementelor simple, fundamentale, care alctuiesc lumea vie: 14C, 32 P, 45Ca, 35S, 131I. Acetia sunt ncorporai rapid de esuturile vii i constituie o surs continu i permanent de iradiere. Unele dintre aceste elemente au proprieti chimice analoge cu cele ale compuilor naturali ai lumii vii: 90Sr este analog cu Ca, iar 137Cs cu K, ori acetia sunt radionuclizii de natura antropic eliberai n atmosfer de experienele sau accidentele nucleare. Din totalul emisiilor de radiaii cele mai periculoase sunt cele spre atmosfer care afecteaz lumea vie direct (prin respiraie sau iradiere direct) dar i indirect, prin intermediul lanurilor trofice, pe urmatorul traseu: aer, depunere pe sol, vegetaie, ovine - bovine, om (prin consum de lapte i carne).

Dintre efectele radiaiilor asupra biosferei menionm: produc efecte fiziologice complexe i deosebit de grave care pot determina moartea

indivizilor afectai; determin modificri de natur genetic afectnd iniial cromozomii i apoi codul

genetic al vieuitoarelor; reduc potenialul biotic al speciilor afectate, cu alte cuvinte determin diminuarea

productivitii biologice a ecosistemelor, fapt care se rsfrnge direct asupra resurselor biologice (hran, materii prime);

reduc potenialul germinativ i regenerativ al speciilor, deci provoac diminuarea coeficientului de cretere natural;

reduc longevitatea organismelor afectate, deci scade durata medie de via, direct proporional cu doza i durata iradierii.

In general, toate radiaiile ionizante prezint un grad ridicat de risc deoarece determin procese de cancerizare i mutagenez a unei fraciuni semnificative din populaiile afectate.

Radiosensibilitatea organismelor este foarte diferit, cele mai rezistente par s fie bacteriile, iar cele mai vulnerabile mamiferele superioare i omul, n special embrionii i indivizii imaturi.

Nivelul aciunii radiaiilor ionizante n atmosfera se determin prin msurarea ionizrii totale pe unitate de volum, iar nivelul aciunii radiaiilor ionizante asupra organismelor, prin msurarea aceluiai parametru (ionizarea total) pe unitatea de mas de esut viu.

Cele mai periculoase pentru lumea vie sunt radiaiile penetrante ale elementelor radioactive cu perioad mare de njumtire (tabel 3). Dintre radioizotopii constituenilor

17

fundamentali ai lumii vii menionm : 42K (potasiu, 13108 ani), 14C (carbon, 5568 ani), 3H (tritiu, 12,4 ani), 32P (fosfor, 14,5 ani), iar dintre radioizotopii produselor de fisiune: 239Pu (plutoniu, 24.000 ani), 90Sr (stroniu, 27,7 ani), 137Cs (cesiu, 23 ani). Dintre izotopii gazelor rare, cel mai nociv este 222Rn (radon, 3,8 zile) iar cel mai stabil, 85Kr (kripton, 10 ani).

Riscul maxim de iradiere pentru om l reprezint pulberile din atmosfer preluate prin procesul respirator. Pentru pulberile n suspensie limita de avertizare admis n Romnia este de 185 mBq/m3 (mili becqurel)7, iar cea de alarm, de 333 mBq/m3.

Sursele artificiale de poluare radioactiv a atmosferei sunt: - extragerea i prelucrarea minereurilor radioactive (uraninit, pehblend, carnotit, torit,

etc) - combustibilii nucleari folosii n centralele nuclearoelectrice, reactoare i acceleratoarele

de particule - aparatura de cercetare izotopic - experimentele militare i conflagraiile armate - accidentele nucleare. -

2.2. Poluarea chimic a atmosferei. Se produce ca urmare a depirii nivelurilor normale ale unor substane prezente n atmosfer (CO2, ozon, etc) sau a introducerii unor substane inexistente n mod natural. Cea mai intens poluare a atmosferei este produs de gaze, considerate poluani primari n forma iniial i poluani secundari, cei care rezult n urma unor reacii chimice. Are la origine surse naturale sau artificiale.

2.2.1 Surse naturale de poluare chimica. Cele mai importante surse naturale cu emisii de gaze n atmosfer sunt erupiile vulcanice,

incendiile i descompunerea substanelor organice. a. Erupiile vulcanice. Expulzeaz n atmosfer bombe, lapilii, gaze, vapori de ap i pulberi,

cantitatea i calitatea acestora variind n funcie de tipul vulcanului i al modului de erupie. Cele mai frecvente gaze sunt SO2 i CO, CO2, dar i H2S, CH4, fluor sau fluoruri. Gazele i cenua pot fi transportate la sute sau mii de kilometri de ctre curenii din troposfer sau de cei de la partea inferioar a stratosferei (curenii rapizi a cror vitez poate depi 400 km/or). Ca exemplu menionm erupia vulcanului Pinatubo (Filipine, iunie 1991) care a expulzat peste 20 milioane tone de cenue i gaze pn la nlimea de 40 km, care au afectat tot spaiul geografic situat ntre latitudinile de 40ON i 60OS (WMO-AR nr.774/1991, citat de Frca&Croitoru, 2003).

b. Incendiile. Au efecte devastatoare i elibereaz cantiti enorme de CO2, dar i oxizi de sulf, 7 1 becquerel este egal cu o dezintegrare radioactiv pe secund.

0

100

200

300

400

500

600

1950 1970 1985 1993 2000

anul

m i

l i o

a n

e b

u c

i

Figura 5 Evoluia numrului de autoturisme pe plan mondial n periada 1950-2000 (dup Cogalniceanu et al, 1998, completat)

18

oxizi de azot, monoxid de carbon i cenue. c. Descompunerea substanelor organice proces nsoit de eliberarea unor gaze (CO2, H2S,

NH4); d. Cauze cosmice (traversarea de ctre Pmnt a unor nori de praf cosmic, a cozii cometelor i

produsele rezultate din dezintegrarea meteoriilor n atmosfer).

2.2.2 Surse artificiale de poluare chimic. Sunt mult mai numeroase i mai puternice dect cele naturale i se amplific exponenial

cu creterea populaiei i dezvoltarea economic. Aproape oricare activitate antropic are ca rezultat introducerea n atmosfer a unor substane care se gsesc n aceasta n mod natural sau nu. Poluarea antropic a atmosferei este produs de surse staionare sau mobile. Surse staionare: Arderea combustibililor fosili pentru producerea de energie electric, n

procesele tehnologice ale diferitelor industrii i n special n metalurgia feroas n toatele fazele de producie, n activitatea urban i menajer, pentru asigurarea energiei termice. Procesele de ardere ale combustibililor fosili n scopuri industriale sau urbane elibereaz n atmosfera gaze i particule solide: - crbunele elibereaza suspensii (C, Si, Al, FeOx, Zn, Cd, Ni, Sl etc) i gaze (NOx, CO, acid fluorhidric, aldehide etc); - produsele din petrol din arderea crora rezult n principal NOx, CO, SO2, hidrocarburi policiclice i cenue bogat n sulfai, Sl, Pb, Vn); - gaze naturale au cel mai redus potenial poluant, arderea lor elibernd totui cantitti reduse de oxizi de azot oxizi de carbon i unele hidrocarburi.

Gradul de utilizare a acestora ca surse de energie a variat n decursul istoriei, lemnul fiind nlocuit treptat cu alte resurse (crbune, petrol, gaze naturale, energie eolian, solar sau nuclear) ale cror produse de ardere sau de transformare au grade diferite de poluare a mediului. Efectul poluant maxim l au crbunii i produsele petroliere, murmate de gazele naturale i energia nuclear, iar energia eolian i cea solar sunt nepoluante.

Metalurgia feroas utilizeaz cea mai mare cantitate de combustibili fosili n toate fazele sale de producie (coxificare, aglomerarea minereurilor, producerea de metal n furnale, n oelrii), iar metalurgia neferoas adaug la produsele de ardere numeroi oxizi (Zn, S, Cu, Cd, i fluoruri). Sursele staionare cu activitate permanenta sunt cele care determina maxime de concentraii, deci cele mai periculoase. Sursele mobile: sunt mijloacele de transport rutier, fluvial i aerian, cele mai poluante

fiind cele rutiere, a cror cretere numeric este continu. n decurs de 15 ani numrul de autoturisme din Romnia s-a dublat, n anul 2004 fiind nregistrate peste trei milioane uniti, a cror vechime medie este de 12,8 ani. Sursele mobile au, de regul, emisii temporare i genereaz concentraii ridicate de gaze n centrele urbane la ore de vrf i n nodurile rutiere, dar mai ales pe autostrzile cu trafic intens, determinnd o poluare cu caracter regional.

Specia Emisii totale n

Europa (megatone/an)

Procente din totalul mondial

(%) CO2 8070 30 CH4 55 16 CFCs 0,5 36 N2O 0,5 7 NOx 22 21 CO 125 11 COV* 25 25 SO2 39 25

Tabelul 4

Emisii totale ale unor gaze n Europa i procentajul din totalul mondial n anul 1994 (din Europs

19

2.2.3 Principalele substane poluante ale atmosferei Poluanii chimici ai atmosferei au proveniene diferite: procese naturale i emisii ale unor

activiti antropice, recombinri ale unor substane naturale sau artificiale, inofensive sau toxice. n continuare vom prezenta principalel categorii de poluanti chimici8.

Compui organici volatili (COV) sau hidrocarburile (benzin, eteri de petrol, benzen, aceton, cloroform, esteri, fenoli, sulfur de carbon, etc) rezult din prelucrarea ieiului i a produselor petroliere, din composturile menajere, agricole sau industriale i din emisiile vehicolelor care folosesc motoare cu explozie. Pot fi i rezultatul unor procese naturale. Procesele incomplete de ardere genereaz hidrocarburi policiclice cancerigene (benzoantracen, clorantren). Vegetaia este o surs naturala de hidrocarburi terpenice cu o producie estimata la 109 t/an (Neacu, 1986). Unii dintre COV stau la baza formrii ozonului. Cele mai ridicate concentraii se nregistreaz n spaiile de producie i n centrele urbane cu trafic auto ridicat. Au efect mutagen i cancerigen asupra omului.

Oxizii de carbon. Monoxidul de carbon (CO), gaz incolor, inodor i insipid, este cel mai important poluant al

atmosferei. Fiind mai greu dect aerul, are concentraii maxime la partea inferioar a troposferei. Se acumuleaz cu uurin n formele negative de teren, dar i n spaiile nchise. Concentraia natural n troposfera nepoluat este de 0,1 - 0,2 ppm i este produs de erupii vulcanice, incendii, descrcri electrice i fermentaiile anaerobe din mlatini i bentos Concentraiile naturale sunt de numai 0,06 ppm n emisfera sudic i de 0,2 ppm n cea nordic; concentraiile maxime pe vertical se nregistreaz n partea inferioar a troposferei.

Cele mai importante activiti cu emisii poluante sunt arderile incomplete ale carburanilor n motoarele cu explozie i arderea combustibililor fosili; ambele genereaz cantiti mai mari dect suma celorlalte emisii poluante. Indicii de emisie CO (IeCO) dedui din raportul CO rezultat / Combustibil consumat sunt prezentai n tab. 16. Rezult c valorile maxime de poluare cu carbon sunt localizate n zonele industriale, centrele urbane n ansamblu sau nodurile rutiere, unde nivelul de CO variaz ntre 2 - 140 ppm, maximele fiind suprapuse peste orele cu activitate i trafic maxime.

O surs important o constituie gazele de eapament. Catalizatorul catalitic montat la vehicole poate reduce emisia de CO i NOx cu pna la 90%. Normele actuale prevd o emisie maxim a acestor gaze de 2 - 4% din volumul total al carburantului. Cele mai mari valori medii zilnice admise sunt de 2 mg/m3 (6 mg/m3 n 30 minute). Pentru comparaie menionm c la inhalarea fumului unei igri se introduc n plmni ntre 42000 45000 ppm, deci echivalentul a ... mg/m3. n Romnia, emisiile de CO au scazut de la 143 kg/an/locuitor n 1989, la 104,9 kg/an/locuitor n 1993 (Platon,1997).

Monoxidul de carbon are o mare afinitate la hemoglobin cu care formeaza un compus stabil, carboxihemoglobina care mpiedic transportul de oxigen la plmni i esuturi. Determin efecte diverse dintre care menionm afeciuni cerebrale, dereglri de sarcin, malformatii, iar la niveluri de cca 80% de fixare a hemoglobinei chiar decesul.

Dioxidul de carbon (CO2) intr normal n componena atmosferei n proporie de 325 ppm. Este gazul principal care determin efectul de ser (dup Roberts sunt vaporii de ap). Pe parcursul secolului XX, cantitatea totala de CO2 din atmosfer a crescut cu o rat medie anual de aproape 1 ppm, mult depit ns n ulimele trei decenii (1,29 ppm ntre 1965 - 1985 i 1,50 ppm ntre 1985 - 1995). Motoarele cu explozie Pentru lumea vie CO2 este un compus primordial care ns devine toxic pentru om n concentraii de peste 2 - 3%, i nociv la concentraii de peste 25 - 30%. Concentraiile maxime admise sunt de 0.3 mg/mc de aer. Cantitatea de CO2 a sczut n

8 Sistematizarea acestora este prezentat dup Teudea (1998) cu modificri

Tabel 5. Combustibil Ie

Incendii naturale 1,571

Benzin 0,509 Lemn 0,034 Arderea deeurilor 0,005

Crbune 0,003

20

Romnia de la 8,6 tone/an/locuitor n 1989 la 5,3 tone/an/locuitor n 1993.

Folosirea combustibililor fosili ncarc atmosfer cu 25 de miliarde de tone de dioxid de carbon pe an. Altfel spus, 70 de milioane de tone pe zi, sau 800 de tone pe secund (www.world-nuclear.org).

Fig. 6 Emisiile mondiale anuale de CO2 potrivit cu trei scenarii: de referin (SR), alternativ

(SA) i cu sechestrarea CO2 la producerea electicitii n marile centrale energetice (SS), apreciate la nivelul anului 2030 (www.iea.org)

Stabilizarea acumulrilor de gaze cu efect de ser presupune reducerea emisiilor la nivel mondial cu 50%.(www.world-nuclear.org)

Tabel 6 Cteva tipuri de emisii poluantea ale atmosferei. Indicatori mondiali (din Cogalniceanu & Cogalniceanu, 1998)

Indicatorul 1950 1970 1985 1993 Nr. automobile (milioane) 53 194 374 470 Emisii CO2 (milioane tone C)* 1 620 4 006 5 282 5 940 Emisii NOx (milioane tone N)* 6,8 18,1 23,4 26,7 Emisii SO2 (milioane tone S)* 30,1 57,0 64,2 69,5 Emisii CFC (mii tone) 42 640 1 090 300 Temperatura medie global 14,86 15,02 15,09 15,14

* numai din arderea combustibililor fosili

Compuii sulfului (Oxizii de sulf i acidul sulfhidric) Sunt generai n proporie de 67% de procese naturale i de 33% prin activiti antropice astfel: 96% dintre ele provin din surse staionare care utilizeaz arderea combustibililor fosili i numai 4% sunt emanate de mijloacele de transport, deci de surse mobile.

Dioxidul de sulf , gaz incolor, cu miros sufocant, se gsete n concentraie de cca 0.2 ppm n troposfera nepoluata, erupiile vulcanice fiind singura sursa naturala mai important. Poluarea artificiala este determinata n cea mai mare parte de arderea combustibililor fosili i de unele procese metalurgice (prelucrarea a 1000 t de pirit produce 600 t SO2. Deoarece are o mare afinitate la particule de praf, la care ader cu mare uurin, poate fi transportat la distane foarte mari. Emisiile anuale totale de SO2 sunt estimate la 330 milioane tone.

Este unul dintre poluanii majori ai atmosferei cu efect toxic asupra plantelor animalelor i omului; dintre cele mai importante consecine ale polurii cu acest gaz sunt demne de reinut, n ordinea graviti, n legtur direct cu concentraiile, urmtoarele: peste 35 ppb determin moartea lichenilor i muchilor; peste 0.1 ppm determin moartea plantelor fanerogame;

SR

SA

SS

21

n concentraii mai mari de 1 ppm determin moartea tuturor plantelor (Neacu, 1986), iar la om provoac iritaii ale aparatului respirator, iar peste 5 - 10 ppm provoac spasm bronic;

n concentrii de 4 - 5 mg/m3 provoac intocxicaii grave i chiar decese la mamifere i om. Concentraiile maxime admise sunt de 0,75 mg/m3 pentru 30 minute, 0,25 mg/m3 pentru 24 h

i 0,01 mg/m3 medie anual. Sub aciunea razelor UV, SO2 se transform n SO3:

SO2 + 1/2 O2 SO3 + 22 kcal Are un grad ridicat de solubilitate; n contact cu vaporii de ap atmosferici se transform n acid sulfuros:

SO2 + H2O H2SO3 + 18 kcal, care ulterior trece n H2SO4, acesta fiind unul dintre aciii care particiop la acidifierea atmosferei (vezi cap).

Trioxidul de sulf este mult mai toxic dect dioxidul de sulf la aceleai concentraii, dar prezena lui n atmosfer este foarte redus.

Acidul sulfhidric sau hidrogenul sulfurat. Este un gaz incolor cu miros caracteristic i efect olfactiv - paralizant, mai greu dect aerul i solubil n ap, prezent n stare naturala n atmosfer datorita urmtoarelor procese: emisiile de gaze vulcanice, trecerea n atmosfer din apele sulfuroase i din diferite fermentaii anaerobe produse de sulfobacteriile din mediul terestru sau acvatic. Producia natural de H2S este estimat la 280 milioane tone/an din care 80 milioane tone n mediile terestre i 200 milioane tone n cele acvatice. Concentraiile naturale n atmosfer sunt situate la nivelul de 0,4 mg/m3, adica sub limita de detecie olfactiv (plasat sub nivelul de 0,13 ppm).

Sursele artificiale pentru acest gaz sunt industria (petrolier, petrochimic, chimic, metalurgic, alimentar, etc), agricultura, zootehnia i apele uzate menajere sau cele din zootehnie. Are o aciune toxic mai puternic asupra animalelor i omului (sistemul nervos, aparatul respirator i sngele) dect asupra plantelor, i aciune corosiv asupra vopselelor i a metalelor (inclusiv asupra Al, Cu, Zn).

CMA pentru Romnia sunt de 0,015 mg/l la 30 minute, 0,008 la 24 ore.

Compuii azotului Oxizii de azot sunt componeni naturali ai atmosferei. Cel mai important i cu efectele

poluante cele mai puternice este NO2, un gaz de culoare galben, stabil chimic, care rezult n mod natural din combinarea oxidului de azot cu aerul. Cele mai importante surse artificiale de poluare sunt arderea combustibililor fosili i emisiile motoarelor cu explozie, care introduc anual n atmosfer 5 x 107 tone monoxid de azot.

Contribuie la formarea smog - ului9 un produs complex al polurii compus n principal din gaze rezultate din activitatea motoarelor cu explozie, suspensii lichide, coloizi i particule fine de praf. Oxizii de azot au o capacitate ridicat de dispersie i absorbie a razelor de lumin, prezena lor determinnd reduceri importante ale vizibilitii. n concentraii reduse provoac iritaii ale aparatului respirator, arsuri i senzaii de sufocare, iar n concentraii ridicate, simptome de asfixiere, convulsii i blocarea respiraiei. Concentraiile maxime admise sunt de 0,3 mg/m3 pentru 30 minute, 0,1 mg/m3 pentru 24 ore i 0,01 mg/m3 valoare medie anual.

Peroxi - Acetil - Nitraii (PAN) Iau nastere sub influena radiaiei solare dup urmtoarea reacie general (Neacu, 1986):

R - C - C - O - + NO2 R - C - O - O - NO2 n care R este un compus alifatic (?) (CH3, CH3 CH2 sau CH3 CH2 CH2 ), aromatic sau heterociclic. n acelai timp NO2, sub aciunea radiaiei UV genereaz oxid de azot i oxigen

9 Provine din combinarea abrevierilor cuvintelor englezesti smok = fum si fog = cea

22

atomic. O parte din acesta din urm se recombin cu NO i formeaza NO2, contribuind astfel la persistena gazului n atmosfer. Alt parte a oxigenului atomic se combin cu O2 i formeaz ozon care, la rndul su, reacioneaz cu resturile de hidrocarburi i cu NO2 i formeaz PAN. Chiar n concentraii foarte mici, de numai 15 ppm, determin leziuni foliare la plante (deci dereglarea fotosintezei), iar la om provoac iritaii oculare i dereglri respiratorii. Accelerarea procesului de formare a ozonului n troposfer este deosebit de duntoare att la plante ct i la animale. La om, n funcie de concentraie, determin scaderea activittii enzimelor, modificri cromozomiale, precum i tulburri ale procesului de formare a esuturilor att la embrioni ct i la aduli (despre O3 n cap. #).

Derivaii halogenilor (Cl, Br, F, I, HCl, HF) Au provenie exclusiv industrial. Au efecte care depind de natura i concentraia

compusului. Clorul. Are ca principale surse de emisie procesele de electroliz a clorurilor alcaline, cele

de lichefiere a clorului, producia de celuloz, hrtie i solveni organici i a pesticidelor organoclorurate. Este mai greu dect aerul i solubil n ap, deci se concentreaza cu uurina n apropierea solului n zone puin ventilate (fundul depresiunilor, culoare de vale) i n ap.

Are efecte corozive asupra majoritii metalelor. La concentraii de 15 - 20 ppm i expuneri mai mari de 30 minute determin disfuncii ale aparatului respirator i iritaii severe ale mucoasei globului ocular, iar la expuneri de numai 1 minut dar cu concentraii de 100 ppm, este foarte toxic, timpii mai ndelungai de inhalare ducnd la declanrea de enfizem sau edem pulmonar, bronsite i deces.Limitele concentraiilor maxime admise cu valoare medie sunt de 0,1 mg/m3 pentru 30 minute i numai 0,03 mg/m3 pentru 24 de ore.

Fluorul. Este produs n principal de industria aluminiului ( cine?). Chiar n concentraii reduse de numai 0,1 ppb determin modificri morfologice i fiziologice (necroze foliare), defoliere, iar n concentraii de 60 - 100 ppb, moartea plantelor. Fluorul poate fi concentrat n esutul vegetal pna la 2000 mg/kg mas uscat. Furajele cu coninut ridicat de fluor determin intoxicarea cronica a animalelor, producnd leziuni ale tubului digestiv, precum i necroze ale rinichilor i glandelor suprarenale. Albinele sunt deosebit de sensibile la acest poluant.

Substane toxice aeropurtate Se apreciaza ca produsele de sinteza realizate de ctre om pe cale chimica n decursul secolului XX sunt n numr de cteva milioane, substane care sunt utilizate direct n procese industriale sau reprezinta materie prima pentru realizarea unor produse utile. Cele mai numeroase sunt substane organice sau anorganice (acrilamide, aldehide, bifenolii policlorurai, clorofluorocarbonii, arsen, azbest, benzen, etc) cu efect poluant i cu toxicitate ridicat pentru mediul viu. Sunt transportate la mare distan de catre cureni i sunt foarte persistente i stabile. Pot fi antrenate la sol i n apa prin intermediul precipitaiilor.

Particule lichide i solide n afar de gaze i vapori de ap, atmosfera poate conine cantiti variabile de particole

solide cu dimensiuni variabile i cu provenien diferit. Avnd ca surse cauze naturale (erupii vulcanice, eroziunea eolian i furtunile de nisip) sau artificiale (arderea incompleta a combustibililor, industria extractiv n cariere, siderurgia, metalurgia, industria materialelor de construcie (mai ales ciment i negru de fum), alte industrii.

Pot fi distinse doua categorii de substane poluante solide:

- pulberi sedimentabile sau praf, cu granule suficient de mari pentru a putea fi antrenate gravitaional spre sol i depuse (CMA=17 g/m2/lun,conform STAS 12574/1984).

- pulberi n suspensie, reprezentate din particule fine, foarte uoare, cu diametru mai mic de 20 m care rmn mult timp n aer (cea, fum, prafuri industriale ultrauoare). CMA n Romnia sunt de 0,150 g/m3 (STAS 12574/1987).

Efect poluant, deci duntor peste anumite concentraii, l au pulberile sedimentabile i aerosolii toxici din atmosfer, care conin unele metale (Pb, Hg, Cu) i SiO2.

Plumbul are ca sursa industria metalurgica, crematoarele de gunoaie dar mai ales gazele de

23

eapament ale autovehiculelor (tetraetil de Pb). Benzinele cu plumb conin particule mari n care predomin plumbul, respectiv 60-65% sruri de plumb, 30-35% oxizi de fier i 2-3% carbon (Dartwell&Campbell, citai de Negrea, 2000). n medie, un vehicul elibereaz 1kg/Pb pe an sub form de particule foarte fine ale unor sruri halogenate de Pb. Dup apariia motoarelor cu explozie, dar mai ales n acum, cnd acestea sunt omniprezente, srurile de plumb se gsesc permanenn n atmosfer, depind cu mult concentraiile naturale. Este sugestiv creterea concentraiei acestora n gheaa din Groenlanda: 0,04 ppb n 800 e.n., 0,5 ppb n 1950 i peste 30 ppb n 1995. n atmosfera slab poluat concentraiile de Pb sunt de cca 0,001 g/m3 aer (Pacificul central), de 0,1g/m3 n mediul rural i de peste 5 - 10 mg/m3 n cel urban. Particulele foarte fine de Pb ( < 5 ) se pot menine n aer cteva sptmni, putnd fi astfel transportate la distane foarte mari fa de zona de emisie. n zonele urbane apa de ploaie poate atinge concentraii de 40 g/l sau mai mult. n plantele situate n apropierea autostrzilor s-au determinat acunmulri de 1 mg/1g de esut vegetal proaspt. La om, inhalarea permanent a aerului cu concentraii chiar reduse de Pb din mediul urban produce intoxicaie cronic, iar a unor cantiti mai mari, intoxicaie acut. Iat de ce este necesar nlocuirea treptat a benzinei cu plum cu cea fr plumb, precum i dotarea mijloacelor auto cu convertori catalitici care diminueay cu pn la 30% emisiile de noxe.

n Romnia, CMA ca valoare medie pentru 24 ore este de 0,0007 mg/m3 de aer din atmosfera exterioar.

Mercurul Emisiile de Hg sunt legate de industria clorului, de cea a aparatelor de msur i de unitile industriale n care se utilizeaza Hg n procesul tehnologic, precum i n centrele urbane sau industriale n care se ard cantitti mari de crbune sau se incinereaz deeuri. n zonele lipsite de surse de poluare, concentraiile de Hg se situeaz sub 0,20 g/m3, fa de centrele urbane n care se depesc frecvent valori de 0,1 mg/m3. Deoarece mercurul intr n compoziia unor fungicide, plantele l preiau din sol odat cu apa. Cantiti crescute de Hg se regsesc astfel n seminele culturilor tratate cu fungicide pe baza de Hg (gru, orez), fiind ingerate astfel de ctre om odat cu produsele specifice.

Cuprul. Este semnalat n concentraii de maxim 50 g/m3 n preajma centrelor de metalurgie neferoas sau a uzinelor prelucratoare, dar concentraiile scad exponenial la distane de 2 - 3 km. Nu sunt descrise pn n prezent efectele polurii cu Cu.

Siliciu. Cel mai important constituent al litosferei, este prezent n atmosfer sub form de pulberi naturale de SiO2 (erupii vulcanice, eroziunea eolian) sau generate artificial (cariere, mori de cuar, industria materialelor de construcie, alte industrii). Este inhalat prin procesul respirator producnd, n funcie de cantitate i durat, fibroze, sau silicoz, boal profesional caracteristic mineritului i activitii ndelungate n morile de cuar sau prin inhalarea prafurilor atmosferice din zonele urbane intens poluate. 2.3 Poluarea biologic a aerului

Spre deosebire de ap i sol, atmosfera nu dispune de o microflor proprie, deci de specii al cror suport de nmulire i dezvoltare sa fie aerul. Cu toate acestea, mai eles n partea inferioar a troposferei exist n permanen microorganisme de origine uman, animal sau natural (virui, bacterii i fungi). Cele provenite de la animale i om pot fi, la rndul lor, saprofite (nepatogene), condiionat patogene i patogene, ultimele dou putnd determina mbolnviri, transportul la distan mare fa de sursa care le emite fiind efectuat de masele de aer.

Microorganismele sunt prezente n atmosfer nglobate sau aderente la particule de praf, fum sau vapori de ap sub trei forme (Teudea, 1998): - picturi de secreie, dispersate n aer prin tuse, strnut, vorbire care au diametre mai mari de 100 i care se depun rapid: - nuclei de picturi, cu aceeai provenien dar de dimensiuni mai reduse, deci cu o persisten mai mare n aer; - praf bacterian, alctuit din particule de praf la care ader microorganismele i care provine, de

24

regul, din deshidratarea primelor dou. Persistena germenilor n atmosfer este de scurt durat deoarese acetia sedimenteaz adat su particolele n care sunt nglobai sau se deshidrateaz. Cu toate acestea pericolul transmiterii unor boli prin intermediul aerului, boli aerogene este real.

Pericolul deteriorrii strii de sntate a omenirii este real.n 1993 Organizaia Mondial a Sntaii a declanat o stare de urgen la nivel mondial, datorit frecvenei cazurilor de tuberculoz, boal care se transmite prin intermediul picturilor de secreie sau prin contact direct i despre care se credea c este sub control. n 1994, 8,8 milioane de indivizi au contractat aceast boal i se apreciaz c deceniul actual va nregistra 30 miloane decese datorit TBC. Se poate afirma c astzi omenirea se confrunt cu o epidemie de epidemii la declanarea crora particip i poluarea bacteriologic a atmosferei, insuficient controlat. n materie de boli infecioase, pe plan mondial tuberculoza se situeaz pe locul trei ca nivel de mortalitate, cu 2,7 milioane decese pe an. 2.4 Poluarea aerului din interiorul construciilor

Sunt tot mai numeroase cazurile n care nivelul de poluare a atmosferei interioare este mai ridicat dect cel al atmosferei din afara cldirilor, fr a ne referi la atmosfera spaiilor industriale. Dintre cele mai importante surse de poluare intern menionm arderea combustibililor, fumatul, agenii de splare, unele echipamente electrice, la care se adaug poluarea cu unde electromagnetice i sonore (televizoare, radio, cuptoare cu microunde, etc). n general acest tip de poluare este necunoscut de populaie, deci neglijat. Fumatul tutunului. Dei la scara ansamblului atmosferei terestre fumatul reprezint o surs infim de poluare, atmosfera interioar, cea din cldiri, este intens afectat. Fumul de igar conine peste 4.000 de substante chimice diferite, din care peste 300 sunt toxice pentru om (nicotina, arsenic, radon, cianuri, fenol, DDT, azbest, benzen, monoxid de carbon, formaldehida, etc.) i alte 43 sunt cancerigene (http://sanatate.org). Cei mai toxici compui sunt nicotina, gudroanele i monoxidul de carbon. Nicotina stimuleaz inima prin eliberarea de catecolamine care cresc tensiunea arterial, frecvena cardiac i nevoia de oxigen a inimii. De asemenea, nicotina stimuleaz sistemul nervos, legndu-se de receptorii colinergici centrali dup numai 7 secunde de la inhalare. Aceasta activeaz cile neuro-umorale i duce la eliberarea de hormoni i neurotransmitori. Aa se explic efectele euforice i instalarea dependenei de nicotin. Gudroanele din fumul de tigar sunt cancerigene, iar monoxidul de carbon scade capacitatea de transport a oxigenului i favorizeaz apariia aterosclerozei.

O persoan care fumeaz oprete n plmni doar 15% din cantitatea total de fum, restul de 85% fiind eliberat n atmosfer. O persoan nefumtoare care respir aerul dintr-o ncpere n care se fumeaz este expus la aceleai riscuri ca i cel care fumeaz, deci fumeaz pasiv.

- crete riscul de deces prin boli cardiace cu 30%; - crete riscul de cancer pulmonar; - agraveaz astmul alergic i alergiile respiratorii. S-a estimat ca fumarea unei singure tigri scurteaz viaa cu 7 minute, iar fumarea unui

pachet de igri pe zi scurteaz viata cu 140 minute/zi, 51.100 minute/an sau 35,5 zile/an. Aceasta nseamn c anii fumtorilor au mai puin de 11 luni !

n Romnia, n decurs de 10 ani (1984-1994), numrul fumtorilor a crescut de la 11% la 15 % la femei i de la 42% la 47 % la brbai, mai ales n grupa de vrst sub 30 ani. La nivelul anului 2004, 64% dintre tinerii sub 16 ani s-au declarat fumtori (http://www.fumat.ro/statistici). n anul 2004 39% dintre femei i 54 % dintre brbai erau fumtori.

Romnia a depus instrumentele de ratificare a Convenei Cadru pentru Controlul Tutunului, la sediul Naiunilor Unite din New York, secia Tratate Internaionale, n data de 27 ianuarie 2006, fiind cea de a 120-a ar care a finalizat acest proces.

2.5 Procese naturale de epurare a atmosferei

25

Atmosfera dispune de mecanisme proprii de epurare care acioneaz ns numai asupra unor

poluani. Totodat, atmosfera, cel mai mobil mediu natural al planetei, poate asigura transportul oricrui poluant la distane foarte mari, prin intermediul curenilor de aer determinnd scderea concentraiei noxelor. Poluanii emii n atmosfer sunt supui unor procese de epurare de natur fizic, chimic sau biologic.

1 Procesele fizice de epurare a atmosferei Se realizeaz prin dispersie (gazele) i sedimentare (pulberile sedimentabile i praful

microbian). Dispersia propriu-zis este cauzat, n principal, de curenii de aer. Cei ascensionali

determin o dispersie vertical. Cu ct antrenarea ascensional este mai ampl, dispersia pe vertical devine mai puternic. n aceste condiii exist posibilitatea ca poluantul s nu mai ajung la sol, mai ales dac nlimea la care este eliberat (H) este mare. n acest sens, concentraia poluantului la nivelul solului este invers proporional cu H2 (Rojanschi).

Masele de aer cu deplasare predominant orizontal, determin o dispersie zonal sau regional, proces complex care depinde nu numai de parametrii meteorologici, ci i de caracteristicile sursei i ale formelor de relief.

Calmul atmosferic favorizeaz concentrarea gazelor ntr-o anumit zon, dar favorizeaz sedimentarea pulberilor, iar ceaa favorizeaz formarea de aerosoli care ramn n atmosfer. Relieful poate diminua procesul de dispersie astfel:

- culoarele de vale canalizeaz curenii de aer, reduc viteza dispersiei longitudinale i mpiedic dispersia lateral ;

- formele depresionare favorizeaz acumularea noxelor (mai ales a gazelor mai grele dect aerul) n situaiile de calm atmosferic i de inversiune termic;

- barierele orografice opresc, direcioneaz i/sau diminueaz deplasarea maselor de aer poluat. Sedimentarea determin depunerea pe sol, ap sau vegetaie a particulelor cu diametrul mai

mare de 20 m, dar viteza de sedimentare este dependent de factorii meteorologici. Prin acest proces atmosfera se cur, dar polueaz mediile menionate.

2. Procese chimice Unele dintre gazele eliberate n atmosfer nu sunt supuse unor procese chimice de

transformare, rmnnd ca atare n aer. Acestea sunt considerate poluani pasivi. Altele, se combin ntre (oxidare, reducere, ionizare, etc) ele sau sunt transformate sub influena radiaiilor . Acestea sunt considerate poluani activi. Ambele categorii pot fi nglobate n coloizi i, antrenae descendent de ctre precipitaii, polueaz apa ori solul. i aceste procese sunt n legtur direct cu starea de moment a atmosferei i n special cu turbulena i stratificaia aerului.

3. Procese biologice Doar dou procese naturale asigur reducere cantitii de CO i anume, respiraia plantelor

verzi i transformarea CO n CO2 i (sau) metan de ctre unele bacterii din sol (Bacillus oligocarbophilus i Clostridium welchi n CO2, iar Methanosorcina barkerii i Bacterium formicum, n CH4 sau CO2) (Neacu, 1986) Un rol aparte n procesul de epurare a atmosferei revine pdurilor. Un stejar consum aproape 60 kg dioxid de carbon n 24 ore, iar o fie de pdure de numai civa metri lime, dispus n lungul marilor osele, determin scderea zgomotului cu pn la 15%. Aparatul foliar al arborilor i arbutilor fixeaz pulberile atmosferice Un hectar de pdure de fag fixeaz cca 68 tone de pulberi i poate neutraliza complet bioxidul de sulf aflat n concentraie de 0,1 mg/m3 prin fixare i metabolizare (Bobic, 1971, citat de Toader, 2004) Acelai aparat foliar elimin substane cu aciune bactericid asupra microbilor care produc tuberculoz, febr tifoid i holer.

2.6 Prevenirea polurii atmosferei

26

n problemele complexe ale polurii atmosferei, ca i ale polurii n general, se consider c prevenirea acesteia este mai bun i mai rentabil dect tratarea efectelor. n cazul atmosferei, de altfel, tratarea aerului poluat este posibil doar n spaiile nchise, care pot fi controlate. Singura modalitate de reducere a polurii rmne, deci, reducerea sau chiar nlturarea surselor de poluare i controlul acestora. Reducerea emisiilor se realizeaz prinprocedee tehnice, iar monitoringul prin supraveghere permanent.

Atmosfera nregistreaz niveluri maxime de poluare n medii urbane i industriale i este produs n principal de arderea combustibililor fosili (centrale termoelectrice, ncalzire, etc), activitile industriale i mijloacelor auto de transport, deci msurile de prevenire au n vedere reducerea emisiilor acestora sub form de particole solide i gaze, cele mai importante. Dintre msurile de prevenire enumerm: 1. nlocuirea unor combustibili cu potenial toxic ridicat cu combustibili mai puin toxici i

punerea n valoare a unor resurse alternative de energie. Aceasta presupune nlocuirea centralelor termoelectrice cu cele alimentate cu gaze naturale, cu centrale nucleare, iar n viitor utilizarea preponderent a surselor neconvenionale de energie (solar, eolian, mareic,etc).

2. Controlul surselor de poluare mobile prin scderea consumului de carburant, folosirea filtrelor catalizatoare i nlocuirea combustibililor tradiionali (benzina i motorina) cu compui organici oxigenai (metanol, etanol, butanol, etc) care pot reduce emisiile de CO, HC i NOx,, cu 4-46% (Negrea, ).

3. Folosirea tehnologiilor de proces curate prin care s se asigure reducerea substanelor periculoase.

4. Utilizarea unor metode i utilaje care s rein suspensiile solide (filtre, cicloane, camere de linitire) i s asigure desulfurarea gazelor de ardere nainte de eliberarea acestora n atmosfer.

2.7 Poluarea aerului n Romnia

Pe ansamblu, Romnia este o ara cu nivel mediu sau submediu de poluare a aerului. Sursele principale sunt arderea combustibililor fosili, industria chimic, petrochimia, siderurgia i metalurgia, materialele de construcie i traficul rutier. Poluarea industrial este amplificat de utilizarea unor tehnologii depite, absena sau nefuncionarea instalaiilor de filtrare sau a celor de epurare a gazelor, la care se adaug absena catalizatorului la autovehicule i starea tehnic necorespunztoare a acestora. Pe teritoriul Romniei au fost identificate urmtoarele zone critice sub aspectul polurii atmosferei (Starea mediului n Romnia 2000 www.mmediu.ro):

Copa Mic, Zlatna, Baia Mare, zone poluate n special cu metale grele (cupru, plumb, cadmiu), dioxid de sulf i pulberi n suspensie provenite din industria metalurgic neferoas;

Hunedoara, Clan, Galai, zone poluate n special cu oxizi de fier, metale feroase i pulberi sedimentabile provenie din siderurgie;

Rm. Vlcea, Oneti, Savineti, Stolnicei, Ploieti, zone poluate n special cu acid clorhidric, clor i compui organici volatili provenii din industria chimic i petrochimic;

Tg. Mure, zon poluat n special cu amoniac i oxizi de azot provenii din industria de ingrminte chimice; Brila, Suceava, Dej, Svineti, Borzeti, zone poluate n special cu dioxid de sulf, sulfura de carbon, hidrogen sulfurat, mercaptani, substane provenite din industria de celuloz, hrtie i fibre sintetice. Pulberile n suspensie i cele sedimentabile sunt principalii poluani din ara noastr la care

depirile CMA sunt semnificative, pentru diferite intervale de mediere. In perioada 1995-2000 nivelul de impurificare a atmosferei cu pulberi n suspensie i sedimentabile a crescut usor. Valorile concentratiilor medii anuale la pulberi n suspensie au depasit CMA anual (0,075 mg/m3) n 23 localitai, cele mai mari valori nregistrndu-se la Zlatna (0,186 mg/m3), Arad

27

(0,188 mg/m3) i Brasov (0,156 mg/m3). Cantitile maxime lunare pentru pulberile sedimentabile au depit CMA lunar (17

g/m2/luna) n majoritatea zonelor din ar. Cele mai mari cantiti s-au masurat n zonele Chiscadaga 389,87 mg/m2/luna (frecvena de depasire a CMA 41,3%), Galati 254,78 mg/m2/luna (frecvena de depire a CMA 29,53%); Tg. Jiu Rovinari 214,46 g/m2/luna (frecvena de depire a CMA 45,07%); Constanta 189,5 g/m2/luna (frecvena de depire a CMA 74,07%); Arad - 150,8 g/m2/luna (frecvena de depire a CMA 22,22%); Brasov 80,86 g/m2/luna (frecvena de depire a CMA 40,85%).

Metalurgia neferoasa cu trei centre care determin o poluare foarte important, Copa Mica, Baia Mare i Zlatna i cu alte trei mai puin poluante. Primele trei determin nivele ridicate de poluare cu: pulberi cu un coninut ridicat de metale grele (As, Pb, Cd, Zn, Cu, Sn) care

depesc de 10 - 200 ori normele admise (n special la Pb i Cd); pulberi totale n suspensie (depiri ale CMA n 20 - 50% din numrul de

zile) sau pulberi sedimentabile. gaze cu coninut ridicat de CO2 care au concentraii maxime de pna la 20

de ori mai mari dect CMA n 24 ore. Industria chimica i petrochimia impurifica atmosfera cu produse foarte diverse. n funcie de cantitatea i varietatea emisiilor marile centre de producie pot fi grupate n trei categorii. cu emisii complexe de poluani anorganici (SO2, Nox, HCl, Cl2, H2SO4,

NH3) i organici: fenoli, aldehide organo - clorurate (Fgra, Borzeti, Svineti i Dej);

cu emisii de hidrocarburi, fluor, fenoli, SO2, NO2 i funingini ( Midia, Ploieti, Brazi, Teleajen i Piteti);

cu emisii de SO2 i H2 (industria celulozei, hrtiei i fibrelor artificiale din Brila Lupeni Suceava) i NH3 (uzinele de ngraminte chimice din Arad, Ialnia, Trgu Mure, Turnu Mgurele)

Siderurgia din Galai, Hunedoara, Clan, Reia i Clrai are emisii masive de pulberi cu concentraii ridicate de Pb, Zn, Cu, Cr, i Zr. Trebuie menionate marile termocentrale ale rii, n special cele care utilizeaza crbune i pcura (Rovinari, Turceni, Mintia, Turnu Severin) i care elimina n atmosfera pulberi cu As, Cd, Pb, Mg, Mn i, numai n mica msur SO2, CO, CO2 i NO2. Bucuretiul, cea mai mare aglomerare urban a rii cu industrie variat, 5 centrale termoelectrice i numeroase centrale termice, zone de locuine n care nclzirea se face cu crbune, pcura sau lemne i cu un trafic rutier intens prezinta totui un nivel moderat de poluare cu SO2, un nivel mai ridicat de poluare cu oxizi de azot (n 10 - 18 % din zile este depit norma sanitar/24h) i un nivel crescut de poluare cu NH3 (valori maxime de peste 10 ori CMA). n timpul sptmnii, concentraiile medii zilnice ale Pb sunt de 2 - 3,5 g/mc adica de 2 - 3 ori peste norma sanitar. n apropierea marilor platforme industriale ale capitalei aciditatea totala a atmosferei depete 1000 g/mc n 24 ore.

Trebuie amintite i furtunile de praf caracteristice lunii aprilie (lun vntoasa), atunci cnd, n plus, solul este uscat i dezgolit de vegetatie. Mentionam furtunile de praf din 23 aprilie 1960 i 18 aprilie 1965 purtatoare a unui praf galben din loessuri asiatice i furtuna de praf i nisip de culoare roie de origine nord african din 24 aprilie 1973 care a afectat toat partea de sud, sud-vest i sud-est a Romniei.

3. POLUAREA SOLULUI

Pedosfera este un sistem dinamic deschis, polifazic i polifuncional, alctuit din compui

Tab. 7 ppm As 1,2 - 2,2 Cd 50 - 170 Cr 66 - 243 Co 0 - 9 Cu 4 - 79 Pb 7 - 92 Ni 7 - 32 Sl 0 - 4,5 Vn 20 - 180 Zn 50 - 1430

28

organici i anorganici care rezult n urma interaciunii dintre litosfer, hidrosfer, atmosfer i biosfer. Solul este suportul natural al fitocenozelor crora le asigur necesarul de ap i nutrieni. Calitatea solului mpreun cu potenialul biologic al plantelor verzi determin capacitatea de producie a ecosistemelor (fitomasa total), asigurnd cea mai mare parte din necesarul de hran pentru oameni i animale. Din totalul suprafeei de uscat neacoperit de gheuri de 13.069 milioane ha, 33,15 milioane ha (0,24%) revine terenurilor neproductive, deci lipsite de sol (Tab. Modul de utilizare a uscatului neacoperit de gheuri (dup Coglniceanu, 1998).

Vulnerabilitatea pedosferei este determinat de complexitatea schimburilor de materie energie i informaie cu celelalte geosisteme. Locul solului n cadrul ecosistemelor terestre este redat n fig. (dup Borza). Procesele de pedogenez sunt, n primul rnd, procese naturale lente10, spre deosebire de cele de degradare natural sau cele datorate unor activitti antropice a cror efecte distructive sunt rapide. Degradarea solului este consecina a dou categorii de procese

- deplasarea componentelor solului datorit aciunii apei, vntului sau omului - transformarea intern a solului sub influena unor procese fizice, chimice sau

biologice. Activitile umane poluante se ncadreaz n cea de a doua categorie. Poluarea solului este determinat de ... orice aciune care produce dereglarea funcionrii

normale a solului ca suport i mediu de via n cadrul diferitelor ecosisteme naturale sau antropice (Ru). Aceasta nseamn c poluarea solului include nu numai procesele fizico-chimice determinate de noxele care ajung pe sol sau n sol, ci i procesele naturale (eroziune, alunecri de teren, aluvionare, etc) i activitile umane care determin degradarea solului (cariere, halde, depozite, construcii, etc).

Poluarea solului are caracter permanent i numeroase surse naturale sau antropice, cele mai importante fiind ns industria, agro-zootehnia i activitatea menajer. Se realizeaza direct, prin depunerea de deeuri solide, administrarea de pesticide sau ngrminte inglobate n sol, sau indirect, din atmosfer (sub forma de gaze, pulberi sedimentate, soluii sau suspensii apoase) sau din ap (precipitaii, ape industriale, menajere).