Ρύπανση της Ατμόσφαιρας Αν. Καθηγήτρια Χ. Λασπίδου.

Παρουσίαση με θέμα: "Ρύπανση της Ατμόσφαιρας Αν. Καθηγήτρια Χ. Λασπίδου."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ρύπανση της Ατμόσφαιρας Αν. Καθηγήτρια Χ. Λασπίδου

2 Σύσταση Ατμόσφαιρας Ο καθαρός ξηρός αέρας αποτελείται κυρίως από Άζωτο (78%) και Οξυγόνο (21%) Ο αέρας περιέχει επίσης σε ποσοστό περίπου 2% Υδρατμούς Ο ατμοσφαιρικός αέρας μπορεί να περιέχει και αέρια/αιωρούμενα σωματίδια/σκόνη τα οποία όταν ξεπεράσουν ορισμένες τιμές μπορούν να θεωρηθούν ως ρύποι, και μπορούν να είναι ακόμη και τοξικά.

3 Χημική Σύσταση Καθαρού/Ξηρού Αέρα: ΣΥΣΤΑΤΙΚΟΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΚΑΤ’ ΟΓΚΟ Άζωτο78-78,1 Οξυγόνο20,9-20,95 Αργό0,93 Διοξείδιο του Άνθρακα0,031-0,032 Νέον0,0018 Ήλιο0,0005 Μεθάνιο0,0001-0,00015 Κρυπτό0,00011 Μονοξείδιο του Άνθρακα0,00001

4 Ρύπανση Ατμόσφαιρας Φυσικές διεργασίες (έδαφος, ηφαίστεια, πυρκαγιές, ωκεανοί κ.λπ.) Ανθρωπογενείς διαδικασίες (βιομηχανία, θέρμανση, κυκλοφορία αυτοκινήτων, παραγωγή ενέργειας) Έκτακτα επεισόδια (καπνομίχλες,όξινη βροχή, φωτοχημικά νέφη), ρύπανση από ατυχήματα (Τσερνόμπιλ κ.α.)

5 Βασικές Έννοιες Χρόνος Παραμονής στην Ατμόσφαιρα (residence time) Χρόνος Ημιζωής (ο χρόνος που χρειάζεται για να απομακρυνθεί από την ατμόσφαιρα το μισό της ποσότητας ενός ρύπου.

6 Βασικοί Παράμετροι Ρύπανσης Οξείδια του Αζώτου (NΟ Χ ) Οξείδια του Θείου(SΟ Χ ) Μονοξείδιο του Άνθρακα (CΟ) Υδρογονάνθρακες (HC) Αιωρούμενα Σωματίδια (TSP)

7 Όρια Συγκέντρωσης Ρύπων Κράτη και διεθνείς οργανισμοί έχουν θεσπίσει όρια για κάθε ρύπο, πάνω από τα οποία όρια λαμβάνονται έκτακτα μέτρα. OSHA (Occupational Safety and Health Administration)  Ανώτατες Τιμές  TLV (Threshold Limit Values) ή MAC(Maximum Allowance Concentrations)

8 Όρια Συγκέντρωσης Ρύπων TLV  Μέγιστη συγκέντρωση για στην οποία ο υγιής εργαζόμενος μπορεί να εργασθεί για 8 ώρες την ημέρα, επί 5 ημέρες την εβδομάδα, χωρίς να παρουσιάσει συμπτώματα κάποιας ασθένειας.

9 Ανώτατες επιτρεπτές τιμές ρύπων* ΟΥΣΙΑTLV (ppm) Αιθανόλη1000 Ακεταλδεϋδη200 Αμμωνία50 Βρώμιο0,1 Διοξείδιο του Αζώτου5 Διοξείδιο του Χλωρίου0,5 Ιώδιο0,1 Μεθανόλη200 Όζον0,1 Υδραζίνη1 Φωσγένιο0,1 * Κουϊμτζής, 1987

10 Εκπομπή - Πρόσληψη Μεγάλη σημασία για τους ζώντες οργανισμούς, δεν έχει μόνο η Εκπομπή Ρύπων, αλλά κυρίως ή Πρόσληψη Ρύπων, η οποία έχει ιδιαίτερα βαρύνουσα σημασία.

11 Νομοθεσία Ν. 1650/1986  Φ.Ε.Κ. 16/10/1986  Θέσπιση θεμελιωδών κανόνων και καθιέρωση μηχανισμών και κριτηρίων για την προστασία του Περιβάλλοντος

12 Ορισμοί N. 1650/1986 Περιβάλλον (environment)  Σύνολο φυσικών και ανθρωπογενών παραγόντων και στοιχείων που βρίσκονται σε αλληλεπίδραση και επηρεάζουν την ποιότητα της ζωής, την υγεία των κατοίκων, την ιστορική και πολιτιστική κληρονομιά και τις αισθητικές αξίες.

13 Ορισμοί N. 1650/1986 Ρύπανση (pollution)  Η παρουσία στο περιβάλλον ρύπων (ουσιών, θορύβου, ακτινοβολίας ή άλλων μορφών ενέργειας σε ποσότητα, συγκέντρωση ή διάρκεια που μπορούν να προκαλέσουν αρνητικές επιδράσεις στην υγεία, στους ζωντανούς οργανισμούς και στα οικοσυστήματα, ή υλικές ζημιές, και γενικά να καταστήσουν το περιβάλλον ακατάλληλο για τις επιθυμητές χρήσεις του.

14 Ορισμοί N. 1650/1986 Μόλυνση (contamination)  Η μορφή ρύπανσης που χαρακτηρίζεται από την παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών στο περιβάλλον. Οικοσύστημα (ecosystem)  Κάθε σύνολο βιοτικών και μη βιοτικών παραγόντων και στοιχείων του περιβάλλοντος που δρουν σε ορισμένο χρόνο και βρίσκονται σε αλληλεπίδραση μεταξύ τους

15 Ορισμοί N. 1650/1986 Φυσικός αποδέκτης  Κάθε στοιχείο του περιβάλλοντος που χρησιμοποιείται για την τελική διάθεση των αποβλήτων (λίμνες, ποτάμια κ.λπ.) Απόβλητα  Κάθε ποσότητα ρύπων σε οποιαδήποτε φυσική κατάσταση (στερεά, υγρή ή αέρια) ή αντικειμένων από τα οποία ο κάτοχός τους θέλει ή πρέπει να υποχρεούται να απαλλαγεί, επειδή είναι πιθανόν να προκαλέσουν ρύπανση

16 Ορισμοί N. 1650/1986 Πηγές  Τα μέρη στα οποία παράγονται ρύποι. Πηγές:  Φυσικές (ηφαίστειο)  Ανθρωπογενείς (καμινάδα εργοστασίου) Πηγές :  Σημειακές  Μη σημειακές

17 Ορισμοί N. 1650/1986 Καταβόθρες  Τα μέρη στα οποία εξαφανίζονται οι αέριοι ρύποι. Αποδέκτες  Παράγοντες που επηρεάζονται δυσμενώς από τον ρυπασμένο αέρα (άνθρωπος, φυτό, ζώο, ή υλικό το οποίο αλλοιώνεται) Μεταφορά  Ο μηχανισμός μέσω του οποίου μεταφέρεται η ρύπανση από μια πηγή στον αποδέκτη.

18 Τύποι Ρυπαντών Πρωτογενείς  Εκπέμπονται απευθείας στο περιβάλλον από την πηγή  Εκπομπές CO από εξατμίσεις των αυτοκινήτων Δευτερογενείς  Σχηματίζονται στην ατμόσφαιρα μέσω φυσικής η χημικής μετατροπής  Σχηματισμός Ο 3 μέσω της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας σε άλλους ρυπαντές Συντηρητικοί  Η συγκέντρωσή τους δεν αλλάζει γρήγορα με το χρόνο  Δεν διασπούνται και δεν αντιδρούν εύκολα(CO 2 )

19 Διαστάσεις Αέριας Ρύπανσης Παγκόσμιας διάστασης  Φαινόμενο θερμοκηπίου, τρύπα του όζοντος Διεθνούς-Διακρατικής διάστασης  Όξινη βροχή Τοπικής-Περιφερειακής διάστασης (5 km- 50km  Καπνομίχλες Ρύπανση Εργασιακού/ Οικιακού Χώρου

20 Oξείδια του αζώτου – NO x Φωτοχημικός κύκλος του Αζώτου: ΝΟ 2 +hn (λ<380nm)  ΝΟ + Ο Ο 2 +Ο  Ο 3 ΝΟ 2 +Ο 3  ΝΟ 2 + Ο

21 Oξείδια του αζώτου – NO x Έκθεση σε ΝO x μπορεί να προκαλέσει: μειωμένη πνευμονική λειτουργία αυξημένο κίνδυνο λοιμώξεων του αναπνευστικού ερεθισμούς των ματιών, της μύτης και του φάρυγγα Τα οξείδια του Αζώτου επίσης: συμβάλουν στην δημιουργία σωματιδιακής ύλης είναι πρόδρομες ουσίες στο σχηματισμό του όζοντος συμμετέχουν στο φαινόμενο της όξινης βροχής

22 Διοξείδιο του θείου – SO 2 Το διοξείδιο του θείου είναι ένα υδροδιαλυτό αέριο με έντονη ερεθιστική οσμή Ανθρωπογενείς πηγές Καύση ορυκτών Βιομηχανικοί βραστήρες Οικιακή χρήση γαιάνθρακα (κάρβουνο) Διυλιστήρια Φυσικές πηγές Αποσύνθεση οργανικής ύλης Ηφαιστειακές εκρήξεις

23 Διοξείδιο του θείου – SO 2 S+O 2  SO 2 2SO 2 + O 2  2SO 3 Το διοξείδιο του θείου μπορεί να μετατραπεί σε θειικό οξύ συμμετέχοντας έτσι στο φαινόμενο της όξινης βροχής Περιεχόταν σε μεγάλη ποσότητα στο μαζούτ, κύρια πηγή θέρμανσης παλαιότερα

24 SO 2 - Επιπτώσεις SO 2  μεγάλη υδατοδιαλυτότητα , προσροφάται στον βλεννογόνο του ανώτερου αναπνευστικού και πολύ μικρές ποσότητες φτάνουν στους πνεύμονες Έκθεση σε SO 2 έχει συσχετιστεί με: Μειωμένη πνευμονική λειτουργία Βρογχοσπασμούς Αναπνευστικά συμπτώματα Εισαγωγές σε νοσοκομεία με αναπνευστικές και καρδιαγγειακές ασθένειες Ερεθισμούς των ματιών Μη επιθυμητές επιπτώσεις στην εγκυμοσύνη Αυξημένη θνησιμότητα

25 SO 2 - απομάκρυνση SO 2  απομάκρυνση από την ατμόσφαιρα: Διάλυσή του από το νερό της βροχής Φωτοοξείδωση Απόθεση στο έδαφος ή προσρόφηση από το έδαφος και τα φύλλα. Μπορεί ακόμα να αποτεθεί στο έδαφος προσροφημένο σε αιωρούμενα σωματίδια

26 Ατμοσφαιρικές Διεργασίες

27 Όξινη βροχή

28 Η όξινη βροχή δημιουργείται από την αντίδραση του διοξειδίου του θείου (SO 2 ) και των οξειδίων του αζώτου με τους υδρογονάνθρακες στα σύννεφα. Η αντίδραση αυτή δημιουργεί θειικό και νιτρικό οξύ. Η όξινη βροχή, χάρη στην παρουσία των οξέων, παρουσιάζει έντονα όξινα χαρακτηριστικά. Στη Δυτική Βιρτζίνια μετρήθηκε οξύτητα της βροχής με pH 1,5 ή περίπου 10.000 φορές μεγαλύτερη από την οξύτητα της φυσικής βροχής (pH 5,6). Αυτή η οξύτητα ήταν μεγαλύτερη από την οξύτητα χυμού λεμονιού. Το 1974 στη Σκωτία μια θύελλα έφερε βροχή οξύτητας με PH 2,4 που αντιστοιχεί σε πολύ σκληρό ξύδι.

29 Όξινη βροχή Η όξινη βροχή ανάλογα με τα καιρικά συστήματα που επικρατούν μπορεί να επηρεάσει και περιοχές αρκετά εκατοντάδες km μακρύτερα από το αναμενόμενο. Η όξινη βροχή προκαλεί βλάβες στα ανθρώπινα μνημεία που περιέχουν ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 ) το οποίο πλέον μετατρέπεται σε γύψο (CaSO 4 ) Η όξινη βροχή δημιουργεί επίσης λόγω του μειωμένου pH θανάσιμα προβλήματα και σε πληθυσμούς ψαριών του γλυκού νερού (πέστροφες)

30 Όξινη βροχή Η όξινη βροχή ανάλογα με τα καιρικά συστήματα που επικρατούν μπορεί να επηρεάσει και περιοχές αρκετά εκατοντάδες km μακρύτερα από το αναμενόμενο. Η όξινη βροχή προκαλεί βλάβες στα ανθρώπινα μνημεία που περιέχουν ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 ) το οποίο πλέον μετατρέπεται σε γύψο (CaSO 4 ) Η όξινη βροχή δημιουργεί επίσης λόγω του μειωμένου pH θανάσιμα προβλήματα και σε πληθυσμούς ψαριών του γλυκού νερού (πέστροφες)

31 Όξινη βροχή- Επιπτώσεις

32 Μονοξείδιο του Άνθρακα - CO Σχηματίζεται από την καύση του Άνθρακα: C+1/2O 2  CO C+O 2  CO 2 Αυτό γίνεται λόγω φυσικών αιτίων: Ηφαιστειογενείς εκρήξεις, πυρκαγιές, οξείδωση μεθανίου

33 Τοξικότητα - CO Όπως το Ο 2, έτσι και το CO συνδέεται (200-300 φορές πιο γρήγορα) με την αιμοσφαιρίνη του αίματος η οποία δρα ως μεταφορέας του Ο 2 CO  περιορίζει την οξυγόνωση των κυττάρων σχηματίζοντας την καρβοξυαιμοσφαιρίνη  ανοξαιμία Συνεχής έκθεση σε μεγάλες συγκεντρώσεις CO προκαλεί απώλεια συνείδησης και αν συνεχιστεί επιφέρει το θάνατο. Θεωρείται από τα πιο ύπουλα και επικίνδυνα τοξικά αέρια γιατί δε γίνεται εύκολα αντιληπτό Εργάτες βιομηχανίας που καπνίζουν έχουν στο αίμα 5% CO-αιμοσφαιρίνη, ενώ αυτοί που δεν καπνίζουν μόλις 1.5%

34 Περιορισμός CO Σε εξωτερικούς χώρους: Έλεγχος ρύπανσης που προκαλείται από την κυκλοφορία των αυτοκινήτων Θέσπιση των καταλυτικών αυτοκινήτων Σε εσωτερικούς χώρους: Απαγόρευση του καπνίσματος Περιορισμός χρήσης μαγκαλιού, τζακιού ή σόμπας

35 Διοξείδιο του Άνθρακα – CO 2 Το CO 2 ΔΕΝ αποτελεί απαραίτητα ρύπο!!! Δράση  Το CO 2 ευθύνεται παγκοσµίως για τουλάχιστον το 60% του ενισχυµένου φαινοµένου των αερίων θερµοκηπίου. Στις βιοµηχανικές χώρες, το διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί τουλάχιστον το 80% των εκποµπών αερίων θερµοκηπίου. Πηγές εκπομπών: Ηφαιστειογενείς εκπομπές Αποσάθρωση πετρωμάτων που περιέχουν άνθρακα Μικροβιακή αποδόμηση οργανικών ουσιών στο έδαφος Διαπνοές ζώων και φυτών Πυρκαγιές δασών και πάσης είδους καύσεις

36 Διοξείδιο του Άνθρακα – CO 2 Γη  πεπερασµένες ποσότητες άνθρακα, οι οποίες, όπως και το νερό, ανακυκλώνονται µε τον "κύκλο του άνθρακα". Πρόκειται για ένα ιδιαίτερα πολύπλοκο σύστηµα στο οποίο ο άνθρακας κινείται µεταξύ της ατµόσφαιρας, της επίγειας βιόσφαιρας και των ωκεανών. Τα φυτά  απορροφούν CO 2 από την ατµόσφαιρα κατά τη φωτοσύνθεση. Χρησιµοποιούν τον άνθρακα για να συνθέσουν τους ιστούς τους και τον απελευθερώνουν στην ατµόσφαιρα, όταν ξεραίνονται και αποσυντίθενται. Ο οργανισµός των ζώων (και των ανθρώπων)  περιέχει κι αυτός άνθρακα, τον οποίο λαµβάνει από τα βρώσιµα φυτά ή από τα ζώα που καταναλώνουν αυτά τα φυτά. Ο άνθρακας απελευθερώνεται ως CO 2 µε την αναπνοή, καθώς και µε το θάνατο και την αποσύνθεση.

37 Φαινόμενο του Θερμοκηπίου Οι υδρατμοί, το διοξείδιο του άνθρακα και το μεθάνιο σχηματίζουν ένα διαχωριστικό στρώμα γύρω από τη γη Ένα ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας απορροφάται από τα μόρια όζοντος-νερού. Το υπόλοιπο φτάνει στη γη, τη θερμαίνει και επανεκπέμπεται ως υπέρυθρη.

38 Φαινόμενο του Θερμοκηπίου Σημαντικό ποσοστό ηλιακής ενέργειας συγκρατείται από τα αέρια του θερμοκηπίου θερμαίνοντας την ατμόσφαιρα Το φαινόμενο του θερμοκηπίου διατηρεί τη γη θερμή. (Θεωρητικά από -18 βαθμούς Κελσίου  +15 βαθμούς Κελσίου). Όμως οι αυξημένες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, διαταράσσουν την ισορροπία  περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας

39 Ποια είναι τα αέρια του θερμοκηπίου; Διοξείδιο του άνθρακα(48%) Μεθάνιο(17%) Υποξείδιο του Αζώτου(6%) Άλλα αέρια και Όζον(11%) Χλωροφθοριωμένοι υδρογονάνθρακες(18%)

40 Συνέπειες φαινομένου του Θερμοκηπίου Αύξηση των βροχοπτώσεων και χιονοπτώσεων στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη Τα μέσα γεωγραφικά πλάτη θα καταστούν πιο ξηρά, ιδιαίτερα κατά τους καλοκαιρινούς μήνες Προβλέπεται ένταση των βροχοπτώσεων και των μουσώνων που πλήττουν τη ΝΑ Ασία Ακραίες καιρικές συνθήκες σε περισσότερα σημεία του πλανήτη θα προκαλέσουν τυφώνες, πλημμύρες κ.λπ. Άνοδος της στάθμης της θάλασσας κατά 0,5-1,5 m Τεράστιες αλλαγές στη βλάστηση  μετατόπιση εύφορων περιοχών προς υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη

41 Απαισιόδοξοι - Σκεπτικιστές Οι «σκεπτικιστές»  αμφισβητούν τις προβλέψεις Οι σκεπτικιστές λένε ότι: Θα μειωθεί το κόστος θέρμανσης κατά 25% και το κόστος κλιματισμού κατά 10% Η περίοδος της καλλιεργητικής περιόδου θα επιμηκυνθεί Η ναυσιπλοΐα κοντά στους πόλους της γης θα γίνει πλέον αρκετά πιο βιώσιμη

42 Πρωτόκολλο του Κυότο- Μέτρα Οι ανεπτυγμένες χώρες πρέπει να περιορίσουν τις εκπομπές του CO 2 και των άλλων αερίων του θερμοκηπίου κατά 5,2% μέχρι το 2012 (το έτος παρήλθε!) Οι αναπτυσσόμενες χώρες μόνο προαιρετικά (χωρίς υποχρέωση) μπορούν να κάνουν περιορισμό των εκπομπών Υιοθετείται η αρχή του «εμπορίου» των ρυπογόνων εκπομπών  χώρες που ξεπερνούν τα δικά τους ποσοστά, μπορούν να «αγοράζουν» δικαιώματα χρήσης από άλλες Χώρες με εκτεταμένη κάλυψη από δάση μπορούν να αυξήσουν το ποσοστό εκπομπής ανάλογα με τα δασικά συμπλέγματα που βρίσκονται στην επικράτειά τους Δε συγκροτήθηκε κανένας μηχανισμός που να επιφέρει κυρώσεις σε αυτούς που παραβιάζουν τη συμφωνία