Zanieczyszczenia atmosferyczne

Objętościowy skład czystego powietrza atmosferycznego w ppm (częściach na milion)

Azot	N2	780 840
Tlen	O2	209 500
Argon	Ar	9 300
Dwutlenek węgla	CO2	325
Neon	Ne	18
Hel	He	5
Metan	CH4	2
Krypton	Kr	1
Wodór	H2	0,5
Podtlenek azotu	N2O	0,3
Ksenon	Xe	0,08
Amoniak	NH3	0,04
Jod	I2	0,01
Dwutlenek azotu	NO2	0,01
Ozon	O3	Ilość zmienna
Tlenek węgla	CO	Ilość zmienna
Para wodna	H2O	Ilość zmienna

Emisja zanieczyszczeń:
- niska (z palenisk domowych)
- wysoka (przemysłowa)
- liniowa (komunikacyjna)
- wydzielanie gazów
(z odpadów, nawozów, roztworów, osadów itp.)

Zanieczyszczenia gazowe

Gazy cieplarniane: CO₂, CH₄, N₂O, haloalkany, freony, O₃

Gazy zakwaszające środowisko: CO₂, SO₂, NO_x, NH₃

Amoniak tworzy z kwasem siarkowym siarczan amonu,
a z kwasem azotowym azotan amonu - związki silnie zakwaszające

Do grupy NO_x należą: NO, NO₂, N₂O, N₂O₃, N_2­O₄, N₂O₅

Z grupy NO_x, przy spalaniu paliw powstaje głównie NO (85-90%)

Udział rolnictwa w globalnej emisji gazów:

● amoniak (NH₃) - 80-90 %
● dwutlenek węgla (CO₂) - 20 %
● metan (CH₄) - 30 %
● podtlenek azotu (N₂O) - 65 %

Z RAPORTU MIĘDZYRZĄDOWEGO PANELU ONZ DS. ZMIAN KLIMATU (Paryż, 2 lutego 2007 roku)
W ciągu XX wieku średnia temperatura globu wzrosła o 0,6 °C Ⴑ 0,2 °C

Od roku 2000 do roku 2100:
► średnia temperatura na Ziemi wzrośnie o 1,8-4,0 °C
(najwyższy możliwy wzrost - o 6,4 °C)
► poziom oceanu światowego podniesie się o 28-42 cm
(najwyższy możliwy wzrost - o 59 cm)

Zmiany te w 95 % będą spowodowane antropogeniczną emisją gazów cieplarnianych, a tylko w 5 % czynnikami naturalnymi.

Zanieczyszczenia pyłowe

Podstawowe składniki pyłów:

wapń (w różnych związkach), magnez, ołów, cynk, dwutlenek manganu, siarczki, kadm, miedź, tlenki żelaza, chrom, nikiel, pyłki roślinne, SiO₂, tlenki glinu, pył węglowy

Średnia roczna zawartość pyłu w powietrzu atmosferycznym [ μg/m³ ]

w latach 1986-1999

Miejscowość	1986	1987	1988	1989	1990	1991
Sosnowiec	218	216	187	162	128	140
Dąbrowa Górnicza	237	224	164	165	130	126
Gliwice	190	182	162	128	83	92
Wodzisław Śląski	179	195	149	134	94	122
Ojców	152	150	134	105	94	88
Czechowice-Dziedzice	166	175	153	151	123	130

Miejscowość	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999
Sosnowiec	131	126	118	103	98	81	56	67
Cieszyn	51	49	42	41	44	42	39	33
Ojców	89	93	85	82	75	31	32	30

Duże zapylenie (do lat 80. XX wieku) neutralizowało gazy wywołujące zakwaszenie opadów (SO₂, NO_x, NH₃)
W ostatnim 20-leciu zapylenie atmosfery uległo zmniejszeniu

Zmniejszeniu zapylenia towarzyszył wzrost kwasowości deszczów

Obecnie stężenie pyłu utrzymuje się zwykle na poziomie 10-50 μg/m³

Pył PM10 - średnica cząstek poniżej 10 μm
Obecna norma stężenia pyłu zawieszonego PM10:
= 50 μg/m³ (średnia z 24 godzin)
= 40 μg/m³ (średnia z całego roku)

Poziom zanieczyszczeń atmosferycznych regulują:

Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu
(Dziennik Ustaw nr 47 z 2008 roku, poz. 281)

Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie dokonywania oceny poziomów substancji w powietrzu
(Dziennik Ustaw nr 5 z 2009 roku, poz. 31)

Czynniki sprzyjające powstawaniu smogu:
● stan równowagi stałej atmosfery (inwersja temperatury powietrza)
● wysokie ciśnienie
● mała prędkość wiatru
● niska temperatura (wzrost emisji)
● brak opadów

Smog fotochemiczny (biały, jasny, utleniający) ma postać jasnej mgiełki

Powstaje przy silnym nasłonecznieniu i dużej ilości spalin samochodowych

Tlenki azotu i węglowodory obecne w spalinach w mocnym świetle wchodzą w reakcje prowadzące do powstania silnych utleniaczy, zwłaszcza ozonu

NO + ½ O₂ → NO₂

NO₂ + hv → NO + O

O + O₂ → O₃

Ozon agresywnie reaguje z produktami spalania tworząc szkodliwe związki, np. nadazotan acetylu, formaldehyd, akroleina

Znaczenie katalizatorów spalin:
● utlenianie H₂ do H₂O
● utlenianie CO do CO₂
● utlenianie węglowodorów do CO₂ i H₂O
● redukcja NO i NO₂ do N₂

ZANIECZYSZCZENIA ATMOSFERYCZNE

POWODUJĄCE DEGRADACJĘ LASÓW

● gazy - SO₂, F₂, HF (fluorowodór), fluorki, NO_x
● pyły opadające i zawieszone, zwłaszcza z metalami - cynk, ołów, kadm, glin

Zamieranie lasów
Faza inkubacji (5-12 lat)
- wnikanie substancji do wnętrza tkanki roślin
- hamowanie fotosyntezy
- zakłócanie oddychania i transpiracji
- usztywnianie aparatów szparkowych
- blokowanie aparatów szparkowych liści i przetchlinek w korze przez pyły
- karlenie systemu korzeniowego
- hamowanie wzrostu drzew i przyrostu na grubość
- zmniejszenie odporności na wpływy klimatyczne i gradacje owadów
Faza chorobowa (najwcześniej drzewa starsze, a zwłaszcza świerki)
- żółknięcie lub brunatnienie liści i igieł, a następnie ich opadanie
- deformacje przekroju drzew

R. Siwecki (red.), 1987: Reakcje biologiczne drzew na zanieczyszczenia przemysłowe. UAM, Poznań.

Międzynarodowe działania w zakresie ochrony atmosfery

1963 - Moskwa - Porozumienie o zakazie prób atomowych w atmosferze
1979 - Genewa - Konwencja na temat transgranicznego transportu zanieczyszczeń powietrza na duże odległości. W ramach tej konwencji podpisywano kolejne

protokoły:
● I Protokół Siarkowy - Helsinki 1985
● I Protokół Azotowy - Sofia 1988
● Protokół Genewski - Genewa 1991 (dot. lotnych związków organicznych)
● II Protokół Siarkowy - Oslo 1997
● Protokół w sprawie metali ciężkich - Aarhus 1998
● Protokół w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych - Aarhus 1998
● II Protokół Azotowy - Göteborg 1999

1985 - Wiedeń - Konwencja w sprawie ochrony warstwy ozonowej

1992 - Rio de Janeiro - Konwencja w sprawie zmian klimatu

1997 - Kioto - Protokół z Kioto (wszedł w życie w lutym 2005) dotyczy redukcji emisji

gazów cieplarnianych do 2012 r.

Przemieszczanie mas powietrza w Karpatach Zachodnich

Oddziałujące ośrodki baryczne:

Zimą
niż islandzki oraz wyż wschodnioeuropejski (będący częścią wyżu azjatyckiego)

Latem
wyż azorski oraz niż islandzki

oraz wiele małych ośrodków wyżowych i niżowych przemieszczających się najczęściej w kierunku wschodnim

►Częstość występowania sytuacji wyżowych i niżowych jest zbliżona

►W skali roku najczęściej występują sytuacje niżowe ze spływem z sektora południowo-zachodniego i północno-zachodniego

►Sytuacje baryczne ze spływem powietrza z sektora wschodniego są zazwyczaj sytuacjami wyżowymi

►Nad Karpatami Zachodnimi dominuje spływ powietrza z sektora południowo-zachodniego (charakterystyczny dla miesięcy jesiennych i zimowych) i północno-zachodniego (charakterystyczny dla miesięcy wiosennych i letnich)

►Spływ powietrza z sektora północno-wschodniego pojawia się najczęściej wiosną, natomiast z sektora południowo-wschodniego jesienią

---