ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA: PRZYCZYNY, KONSEKWENCJE, ZANIECZYSZCZENIA - ŚRODOWISKO - 2026

Zanieczyszczenie powietrza jest wprowadzanie obcych elementów lotniczych lub zmiany normalnego składu, który jest szkodliwy dla żywych istot. Z definicji każdy pierwiastek obecny w atmosferze, który ma wpływ na zdrowie ludzi, jest zanieczyszczeniem.

Na równowagę składu atmosfery mogą mieć wpływ przyczyny naturalne i antropiczne (działanie człowieka). Przyczyny naturalne obejmują emisję gazów z działalności wulkanicznej, pożary lasów i rozmrażanie tundry.

Zanieczyszczenie powietrza przez przemysł papierniczy. Źródło: Estormiz 08:22, 24 września 2006 (UTC)

Antropiczne przyczyny zanieczyszczenia powietrza są różnorodne i mogą powodować emisje zanieczyszczających gazów. Należą do nich działalność przemysłowa, ruch samochodowy, spalanie paliw kopalnych i pożary pochodzenia ludzkiego.

Zanieczyszczenie powietrza powoduje obniżenie jakości powietrza, co wpływa na oddychanie organizmów żywych. Wywołuje również choroby układu oddechowego u ludzi i innych zwierząt, a niektóre zanieczyszczenia są prekursorami kwaśnych deszczy.

Z drugiej strony gazy cieplarniane są odpowiedzialne za wzrost średniej temperatury Ziemi. Zjawisko globalnego ocieplenia powoduje wielkie zachwiania równowagi w funkcjonowaniu planety.

Kraje mają różne stopnie zanieczyszczenia powietrza z różnych przyczyn. W Ameryce Łacińskiej Meksyk i Peru są uważane za kraje o najgorszej jakości powietrza, a Meksyk za miasto z największymi problemami.

W celu ograniczenia zanieczyszczenia powietrza konieczne jest podjęcie działań ograniczających emisję gazów zanieczyszczających. W tym sensie należy podjąć środki prawne, które doprowadzą do ograniczenia emisji gazów do atmosfery.

Podobnie należy zmniejszyć zależność od paliw kopalnych i zwiększyć wykorzystanie czystej energii (hydroelektrycznej, słonecznej, wiatrowej, geotermalnej). Konieczne jest również powstrzymanie wylesiania i wdrożenie programów ponownego zalesiania na dotkniętych obszarach.

Przyczyny

Zanieczyszczenie atmosfery paliwami kopalnymi. Źródło: Alfred T. Palmer

Zanieczyszczenie atmosfery może być spowodowane obecnością gazów zanieczyszczających lub cząstek materiału zanieczyszczającego. Mogą one powstać naturalnie lub w wyniku działalności człowieka.

Naturalne przyczyny to głównie spontaniczne pożary lasów i topnienie tundry, która uwalnia CO2. Jednak czynniki te nie mają znaczącego wpływu na jakość powietrza.

Działalność człowieka szczególnie związana z rozwojem przemysłowym to te, które powodują największe emisje gazów do atmosfery. Wśród nich mamy:

Emisje gazów przemysłowych

Procesy przemysłowe emitują do atmosfery różne gazy, takie jak dioksyny, powstające w przemyśle papierniczym. Z kolei przemysł petrochemiczny produkuje m.in. CO2, tlenki azotu i tlenki siarki.

Branża energetyczna jest tą, która w największym stopniu przyczynia się do emisji CO2, SO2 i rtęci ze względu na wykorzystanie węgla i gazu jako paliwa.

Ruch samochodowy

Za większość CO2 dodawanego do atmosfery odpowiedzialny jest ruch samochodowy. Z drugiej strony spalanie w pojazdach z silnikiem Diesla powoduje emisję do atmosfery setek substancji gazowych i stałych.

Wśród wytwarzanych gazów są tlenek i dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu, węglowodory i ich pochodne. Ponadto 90% NO2 w atmosferze pochodzi ze spalania oleju napędowego.

Z drugiej strony emitowane są cząstki, takie jak węgiel elementarny, związki organiczne i siarczany siarki.

Spalanie paliw kopalnych

Ropa naftowa

Przetwarzanie oleju w celu wytworzenia benzyny, oleju napędowego, smarów, tworzyw sztucznych i innych produktów ubocznych powoduje powstanie dużej ilości zanieczyszczających gazów i cząstek. Wśród uwalnianych gazów znajduje się tlenek węgla, dwutlenek siarki i 30% CO2 zanieczyszczającego atmosferę.

Węgiel

W wielu krajach nadal najpowszechniej stosowanym paliwem grzewczym jest węgiel. Podczas jego spalania powstają duże ilości SO2, a rtęć jest uwalniana do atmosfery.

Spalanie domowe

Szacuje się, że spalanie w domach jest odpowiedzialne za 12% globalnego zanieczyszczenia drobnymi cząstkami (PM2,5) w środowisku.

Pożary lasów

Pożary co roku uwalniają do atmosfery miliony ton gazów cieplarnianych i kwaśnych deszczy. Należą do nich dwutlenek i tlenek węgla, metan i tlenki azotu.

Z drugiej strony wprowadzają do środowiska cząsteczki o różnych średnicach, które zanieczyszczają powietrze i wpływają na zdrowie.

Rolnictwo i hodowla

Ryż

System uprawy ryżu wytwarza duże ilości metanu, który dostaje się do atmosfery. Dzieje się tak, ponieważ roślina ta rośnie na bagnach, gdzie bakterie rozkładają materię organiczną w warunkach beztlenowych i wytwarzają metan.

Szacuje się, że uprawa ryżu na całym świecie może wytwarzać do 20% metanu wprowadzanego do atmosfery.

Trzcina cukrowa

Zarządzanie tą uprawą obejmuje kontrolowane spalanie przed zbiorem, które staje się źródłem CO2 i drobnych cząstek do atmosfery.

Zwierzęta przeżuwające

Przeżuwacze mogą spożywać trawę włóknistą dzięki procesom fermentacji przeprowadzanym przez bakterie w ich układzie pokarmowym. Szacuje się, że zwierzęta przeżuwające są odpowiedzialne za około 18% metanu wytwarzanego do atmosfery.

Konsekwencje

Zanieczyszczenie powietrza przez ruch samochodowy. Źródło: Zakysant

Globalne ocieplenie

Promieniowanie słoneczne przenika ziemię przez atmosferę, a część promieniowania ultrafioletowego jest filtrowana przez warstwę ozonową w stratosferze. Kiedy warstwa ozonowa jest uszkodzona, dostaje się więcej promieniowania ultrafioletowego i ziemia bardziej się nagrzewa.

Podobnie, gdy w atmosferze powstają warunki, które uniemożliwiają wydzielanie się ciepła, następuje globalny wzrost temperatury Ziemi.

Tzw. Gazy cieplarniane (CO2, metan, NO2, SO2 i CFC-11) mogą uszkodzić warstwę ozonową lub uniemożliwić ucieczkę promieniowania cieplnego z Ziemi. Na przykład CO2 odpowiada za 82% wzrostu efektu cieplarnianego w ciągu ostatnich dziesięciu lat.

Globalne ocieplenie powoduje poważne zaburzenia równowagi środowiskowej, takie jak zanik lodowców i lodu polarnego, które powodują wzrost poziomu morza. W związku z tym na obszarach przybrzeżnych występują powodzie, a reżim temperaturowy i prądy oceaniczne ulegają zmianie.

Z drugiej strony uszkodzenie warstwy ozonowej umożliwia penetrację Ziemi większej ilości promieniowania ultrafioletowego. Ten rodzaj promieniowania powoduje mutacje i wpływa na zdrowie żywych istot.

Choroby układu oddechowego

Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) do 2016 roku ponad 90% światowej populacji mieszkało w miejscach o niskiej jakości powietrza. WHO wskazuje, że zanieczyszczenie powietrza jest przyczyną 7 milionów zgonów rocznie na całym świecie.

Choroby spowodowane zanieczyszczeniem powietrza obejmują przewlekłe niedrożności, raka płuc, chorobę niedokrwienną serca i udary.

Kwaśny deszcz

Emisje CO2, NO2 i SO2 z działalności przemysłowej, ogrzewania, pożarów lasów i ruchu samochodowego sprzyjają kwaśnym deszczom. Gazy te ulegają procesom utleniania w atmosferze i ostatecznie tworzą kwasy, które mieszają się z parą wodną i wytrącają.

Kwaśne deszcze wpływają na naturalną florę i faunę, uprawy, zdrowie ludzi, a nawet budynki.

Główne zanieczyszczenia

-Gazowy

Tlenek i dwutlenek węgla (CO i CO2

Gazy te niszczą ozon stratosferyczny i przyczyniają się do powstawania ozonu w warstwie przyziemnej, który tworzy mgły i sprzyja efektowi cieplarnianemu. Z drugiej strony w kontakcie z wilgocią tworzą kwas azotowy, który wytrąca się i tworzy kwaśne deszcze.

Emisje tlenków azotu do atmosfery pochodzą w około 60% ze źródeł naturalnych, a 40% ze źródeł antropicznych. Źródła te obejmują oceany, gleby, spalanie biomasy, stosowanie nawozów i różne procesy przemysłowe.

W 2017 roku stężenie tlenków N2 w atmosferze wyniosło 329,9 ppm, co stanowi 122% jego poziomu z epoki przedindustrialnej.

Dwutlenek siarki (SO2)

Gaz ten jest prekursorem kwaśnych deszczy, a także generuje cząsteczki różnej wielkości, które są wprowadzane do powietrza. Cząstkami tymi mogą być PM10 (zawieszone cząstki o wielkości 10 μm lub mniej) i PM2,5 (zawieszone cząstki o wielkości 2,5 μm lub mniej).

Głównym źródłem dwutlenku siarki jest spalanie paliw kopalnych, zwłaszcza węgla.

Ozon w warstwie przyziemnej (O3) lub ozon w warstwie przyziemnej

Ozon silnie utlenia się i powoduje poważne szkody dla zdrowia ludzi, innych zwierząt i roślinności (w tym upraw). Dodatkowo przyczynia się do efektu cieplarnianego, ponieważ tworzy gęste mgły.

Gromadzenie się ozonu w troposferze jest wynikiem reakcji fotochemicznych, które zachodzą w obecności zanieczyszczających gazów. Gazy te są wytwarzane głównie przez transport samochodowy i przemysł.

Metan

Metan (CH4) to drugi pod względem ważności długożyciowy gaz cieplarniany. Szacuje się, że jego udział w wytworzeniu tego stanu środowiska wynosi około 17%.

Uważa się, że około 40% metanu obecnego w atmosferze pochodzi ze źródeł naturalnych. Za pozostałe 60% odpowiada działalność człowieka (uprawa ryżu, przeżuwacze, wysypiska śmieci, paliwa kopalne).

Atmosferyczny CH4 osiągnął maksymalny poziom 1859 ppm w 2017 r., Czyli obecnie 257% poziomu sprzed epoki przemysłowej.

Lotne związki organiczne (LZO)

Lotne związki organiczne to substancje chemiczne zawierające węgiel, który podczas reakcji z tlenkami azotu tworzy O3. Niektóre przykłady LZO to benzen, formaldehyd i rozpuszczalniki, takie jak między innymi toluen i ksylen.

CFC-11

CFC-11 (trichlorofluorometan) jest silnym gazem cieplarnianym, który zubaża ozon w stratosferze i podlega przepisom Protokołu Montrealskiego. Od momentu podpisania wspomnianego protokołu ochrony warstwy ozonowej udało się zredukować emisje CFC-11.

Jednak w ostatnich latach niektóre kraje, takie jak Chiny, zwiększyły produkcję tego gazu. W związku z tym zmniejsza się stopień redukcji CFC-11 w atmosferze.

Dioksyny i furany

Związki te powstają w wyniku procesów spalania z udziałem chloru, będącego bardzo niebezpiecznym zanieczyszczeniem dla zdrowia. Mogą powstawać zarówno w wyniku procesów naturalnych, jak i działalności człowieka (np. Działalność przemysłowa i spalanie śmieci).

Jednym z głównych źródeł powstawania tych zanieczyszczeń jest spalanie odpadów stałych. W tym sensie masowa obecność tworzyw sztucznych i włókien syntetycznych we współczesnych śmieciach jest szczególnie poważna.

-Cząsteczki materiału (PM)

Pochodzenie

Cząsteczki materiału pochodzą z różnych źródeł, takich jak silniki spalinowe, paliwo stałe i dym ze spalania paliw. Inne źródła obejmują górnictwo, odlewnie, przemysł tekstylny i spalanie odpadów.

Podobnie mogą być generowane przez zdarzenia naturalne, takie jak burze piaskowe i erupcje wulkanów.

Klasyfikacja

Do klasyfikacji cząstek zanieczyszczających używa się wielkości, wśród których mamy PM10, czyli takie, których średnica jest równa lub mniejsza niż 10 μm (0,01 mm). PM2,5 to „drobne cząstki” (średnica 2,5 µm lub mniej), a „ultradrobne cząstki” lub PM0,1 mają średnicę 0,1 µm lub mniej.

Efekty Edytuj

Drobne i ultradrobne cząsteczki wnikają głęboko w płuca powodując poważne stany zapalne. PM0,1 może dostać się do krwiobiegu, powodując wykrzepianie wewnątrznaczyniowe, anemię, a nawet białaczkę.

Dane dotyczące zanieczyszczenia powietrza w Meksyku, Kolumbii, Wenezueli, Peru, Argentynie

Zanieczyszczenie powietrza w Mexico City (Meksyk). Źródło: Lidia Lopez

Według World Air Quality Report (2018), Ameryka Łacińska wykazuje umiarkowane poziomy zanieczyszczenia powietrza w stężeniu PM2,5 (μg / m³) na obszarach miejskich.

Umiarkowany poziom oznacza, że ​​wrażliwe osoby powinny unikać aktywności na świeżym powietrzu, ponieważ mogą wystąpić u nich objawy ze strony układu oddechowego.

Meksyk

Meksyk jest jednym z 10 krajów, które emitują najwięcej gazów cieplarnianych do atmosfery. W 1992 roku Meksyk został uznany za miasto o najwyższym zanieczyszczeniu powietrza na świecie.

Wśród przyczyn tego dużego zanieczyszczenia wymienić należy fizjografię i klimat miasta, w połączeniu z dużym ruchem samochodowym i działalnością przemysłową. W latach 2002 i 2005 WHO ogłosiła miasto Meksyk jako drugie pod względem stężenia dwutlenku azotu.

Jednak kraj poczynił wielki wysiłek, aby zmniejszyć to zanieczyszczenie, a jego wskaźniki poprawiają się. Na rok 2018 był trzecim w Ameryce Łacińskiej o najgorszej jakości powietrza (na umiarkowanym poziomie), wyprzedzonym przez Santiago de Chile i Limę.

Obecnie Meksyk zajmuje 33. miejsce na liście Światowego raportu o jakości powietrza, która obejmuje 73 kraje. Wskaźnik ten oparty jest na stężeniach PM2,5 (μg / m³) obecnych w powietrzu w różnych regionach świata.

Z drugiej strony zajmuje trzecie miejsce wśród krajów o najbardziej zanieczyszczonym powietrzu w Ameryce Łacińskiej. Ponadto pięć miast w tym kraju należy do 15 o najwyższym poziomie zanieczyszczenia powietrza w regionie.

Kolumbia

Główną przyczyną zanieczyszczenia powietrza w tym kraju jest spalanie paliw kopalnych. Kolumbia zajmuje 50. miejsce w Światowym raporcie o jakości powietrza (2018) i piąte w Ameryce Łacińskiej pod względem stężenia PM2,5 (μg / m³).

Generalnie poziomy tlenków azotu i siarki pozostają w dopuszczalnych zakresach. Ze swojej strony ozon w warstwie przyziemnej przekracza poziomy krytyczne na obszarach miejskich.

Wenezuela

Wskazano, że zanieczyszczenie powietrza w głównych ośrodkach miejskich kraju wzrosło na skutek ruchu samochodowego. Z drugiej strony w przemyśle naftowym i petrochemicznym plany konserwacji zapobiegawczej nie działają, powodując poważne problemy z zanieczyszczeniami.

Jeśli chodzi o stężenie cząstek zawieszonych ogółem (PTS) w 2008 r., Na obszarach miejskich osiągnęły one 35 µg / m3. Z drugiej strony PM10 osiągnął 37 µg / m3 w 2009 roku, a do 2010 roku przekroczył 50 µg / m3.

Peru

Jak wskazano w World Air Quality Report (2018), Peru jest krajem o najwyższym zanieczyszczeniu powietrza w Ameryce Łacińskiej i 14. na świecie.

W Limie poziom dwutlenku siarki i azotu, a także zawieszonych cząstek stałych jest wyższy niż dozwolony przez WHO. Główną przyczyną tego dużego zanieczyszczenia jest ruch samochodowy w połączeniu z warunkami klimatycznymi obszaru.

Warunki te stawiają Limę jako drugą stolicę o najgorszej jakości powietrza w Ameryce Łacińskiej (na poziomie umiarkowanym). Obecnie wyprzedza go tylko Santiago de Chile.

Argentyna

W obszarze metropolitalnym Buenos Aires głównym problemem jest ruch pojazdów silnikowych, generujący krytyczne poziomy PM2,5 i tlenku węgla (CO). Na obszarze Bahía Blanca w pobliżu bieguna petrochemicznego występują wysokie poziomy SO2, NOx i NH3.

W mieście Mendoza zimą dochodzi do inwersji termicznej z wysokim poziomem ozonu (O3) na powierzchni.

Rozwiązania

Świadomość

Kluczowym elementem jest uświadomienie obywatelom powagi problemu zanieczyszczenia powietrza, jego przyczyn i skutków. Pozwoli to na wywieranie koniecznej presji, aby zwrócić się do obywateli o zwrócenie uwagi na problem.

W większości przypadków ludzie nie kojarzą problemów zdrowotnych z jakością powietrza, którym oddychają.

Działania legislacyjne

Wzmocnienie międzynarodowych konwencji i porozumień mających na celu redukcję emisji gazów cieplarnianych, takich jak protokół z Kioto. Obecnie wiele krajów, które podpisały porozumienie, nie osiągnęło proponowanych celów.

Z drugiej strony, kilka krajów uprzemysłowionych z wysoką emisją gazów cieplarnianych (USA, Rosja i Kanada) nie przestrzega tego międzynarodowego porozumienia. Dlatego potrzebna jest większa presja międzynarodowa, aby rozwiązać ten poważny problem.

Zastosowania technologiczne

Gospodarowanie odpadami

Konieczne jest zorientowanie problemu odpadów w oparciu o trzy R ekologii (redukcja, ponowne wykorzystanie i recykling). W przeciwnym razie coraz większym problemem będzie emisja gazów i cząstek stałych do atmosfery.

Efektywność procesów przemysłowych i wykorzystanie czystych źródeł energii

Procesy przemysłowe muszą osiągnąć poziomy sprawności technologicznej, które pozwolą na zmniejszenie emisji gazów i cząstek stałych do atmosfery.

Podobnie spalanie paliw kopalnych jest jednym z głównych źródeł zanieczyszczających gazów i cząstek. Dlatego należy promować wykorzystanie czystej energii, takiej jak energia wodna, słoneczna i geotermalna.

Transport

Jedną z głównych przyczyn zanieczyszczenia powietrza w dużych ośrodkach miejskich jest ruch samochodowy. Dlatego należy promować wdrażanie nie zanieczyszczających środowiska środków transportu publicznego, aby zmniejszyć problem.

Lasy jako pochłaniacz dwutlenku węgla

Aby zagwarantować wzrost pochłaniaczy dwutlenku węgla, konieczna jest ochrona lasów i ponowne zalesianie nowych obszarów. Z drugiej strony stymulowanie rozwoju zielonych miast przyczynia się do zmniejszenia emisji CO2 w środowisku.

W tym sensie należy wziąć pod uwagę, że 1000 kg drewna odpowiada około 400 do 500 kg węgla związanego.

Bibliografia

1. Bambill E, Montero C, Bukosky M, Amado L i Pérez D (2017). Wskaźniki jakości powietrza w diagnostyce zrównoważonego rozwoju miasta Bahía Blanca. PROIMCA - PRODECA. 10 pkt.
2. Carmona JC, Bolívar DM i Giraldo LA (2005). Metan w produkcji zwierzęcej i alternatywy do pomiaru jego emisji i zmniejszenia jego wpływu na środowisko i produkcję. Colombian Journal of Livestock Sciences 18: 49–63.
3. Biuro Rzecznika Praw Obywatelskich Republiki Peru (s / f). Jakość powietrza w Limie i jej wpływ na zdrowie i życie mieszkańców. Raport Rzecznika Nr 116. 82 str.
4. Elsom DM (1992). Zanieczyszczenie atmosfery: problem globalny. Blackwell, Oxford, Wielka Brytania. 434 pkt.
5. IDEAM (Instytut Hydrologii, Meteorologii i Studiów Środowiskowych) (2012). Raport o stanie jakości powietrza w Kolumbii w latach 2007-2010. Ministerstwo Środowiska i Zrównoważonego Rozwoju. Bogotá DC 311 str.
6. IQAir 2018 Światowy raport o jakości powietrza - region i miasto Ranking PM2,5. 21 pkt.
7. INE (2011). Boliwariańska Republika Wenezueli: Wskaźniki środowiskowe 2010. Narodowy Instytut Statystyki. Boliwariańska Republika Wenezueli. 160 pkt.
8. Molina MJ i Molina LT (2004). Megamiasta i zanieczyszczenie atmosfery. Journal of the Air & Waste Management Association 54: 644–680.
9. VITALIS (2013). Sytuacja środowiskowa Wenezueli 2012. Analiza postrzegania sektora. Redaktorzy i kompilatorzy: D. Díaz Martín, Y. Frontado, M. Da Silva, A. Lizaraz, I. Lameda, V. Valera, C. Gómez., E. Monroy, Z. Martinez, J. Apostolic i G. Suárez . 42 s. Dostępne online pod adresem: www.vitalis.net. Wyświetlono: 8 lipca 2019 r.