Zanieczyszczenia powietrza.

Zanieczyszczenia powietrza są głównymi przyczynami globalnych zagrożeń środowiska. Najczęściej i najbardziej zanieczyszczają atmosferę: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu oraz pyły.

Źródła zanieczyszczeń powietrza

Powietrze zanieczyszczają wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe, znajdujące się w powietrzu w ilościach większych niż ich średnia zawartość. Ogólnie zanieczyszczenia powietrza dzieli się na pyłowe i gazowe. Światowa Organizacja Zdrowia definiuje powietrze zanieczyszczone jako takie, którego skład chemiczny może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt, a także na inne elementy środowiska (wodę, glebę). Zanieczyszczenia powietrza są najbardziej niebezpieczne ze wszystkich zanieczyszczeń, gdyż są mobilne i mogą skazić na dużych obszarach praktycznie wszystkie komponenty środowiska. Głównymi źródłami zanieczyszczeń są:

* uprzemysłowienie i wzrost liczby ludności,
* przemysł energetyczny
* przemysł transportowy.


Rosnące zapotrzebowanie na energie uczyniło ze spalania główne źródło zanieczyszczeń atmosferycznych pochodzenia antropogenicznego.Najważniejsze z nich to:

* dwutlenek siarki (SO2),
* tlenki azotu (NOx),
* pyły węglowe (X2)
* tlenek węgla (CO),
* dwutlenek węgla (CO2),
* ozon troposferyczny (O3),
* ołów (Pb),
* pyły,

źródłami zanieczyszczeń powietrza są m.in.:

* chemiczna konwersja paliw,
* wydobycie i transport surowców,
* przemysł chemiczny,
* przemysł rafineryjny,
* przemysł metalurgiczny,
* cementownie,
* składowiska surowców i odpadów,
* motoryzacja.

Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza to:

* wybuchy wulkanów,
* erozja wietrzna skał,
* pożary lasów i stepów,
* pył kosmiczny,
* niektóre procesy biologiczne.

Zanieczyszczenia powietrza są wchłaniane przez ludzi głównie w trakcie oddychania. Przyczyniają się do powstawania schorzeń układu oddechowego, a także zaburzeń reprodukcji i alergii. W środowisku kulturowym człowieka zanieczyszczenia powietrza powodują korozje metali i materiałów budowlanych. Działają niekorzystnie również na świat roślinny, zaburzając procesy fotosyntezy, transpiracji i oddychania. Wtórnie skażają wody i gleby. W skali globalnej maja wpływ na zmiany klimatyczne. Zanieczyszczenia powietrza zwiększają także kwasowość wody pitnej. Powoduje to wzrost zawartości ołowiu, miedzi, cynku, glinu, a nawet kadmu w wodzie dostarczanej do naszych mieszkań. Zakwaszone wody niszczą instalacje wodociągowe, wypłukując z niej różne substancje toksyczne.

Wyróżnia się trzy główne źródła emisji zanieczyszczeń do atmosfery:

* punktowe - są to głównie duże zakłady przemysłowe emitujące pyły, dwutlenku siarki, tlenku azotu, tlenku węgla, metale ciężkie.
* powierzchniowe (rozproszone) - są to paleniska domowe, lokalne kotłownie, niewielkie zakłady przemysłowe emitujące głównie pyły, dwutlenek siarki.
* liniowe - są to głównie zanieczyszczenia komunikacyjne odpowiedzialne za emisję tlenków azotu, tlenków węgla, metali ciężkich (głównie ołów).

Skutki zanieczyszczeń powietrza

* Kwaśny deszcz - opad atmosferyczny o niskim pH. Zawiera kwas siarkowy, powstały w atmosferze zanieczyszczonej tlenkami siarki ze spalania zasiarczonego węgla oraz kwas azotowy powstały z tlenków azotu. Przyczynia się do zwiększenia śmiertelności niemowląt[potrzebne źródło] i osłabienia płuc[potrzebne źródło], powoduje zakwaszania rzek i jezior, niszczenie flory i fauny, degradację gleby, niszczenie zabytków i architektury.
* Smog - zanieczyszczone powietrze zawierające duże stężenia pyłów i toksycznych gazów, których źródłem jest głównie motoryzacja i przemysł.
* Dziura ozonowa - Spadek zawartości ozonu (O3) na wysokości 15-20 km głównie w obszarze bieguna południowego, obserwowany od końca lat 80. Tempo spadku wynosi ok. 3% na rok. Największe znaczenie mają w tym procesie związki chlorofluorowęglowe (freony), z których uwolniony chlor (pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) atakuje cząsteczki ozonu, prowadząc do wyzwolenia tlenu (O2) oraz tlenku chloru(II) (ClO). Tempo globalnego spadku ozonu stratosferycznego pod wpływem działalności człowieka (z wyjątkiem Antarktydy), oszacowane na podstawie badań satelitarnych, wynosi 0,4-0,8% na rok w północnych, umiarkowanych szerokościach geograficznych i mniej niż 0,2% w tropikach. Powłoka ozonowa jest naturalnym filtrem chroniącym organizmy żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. W celu jej ochrony z inicjatywy UNEP (Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych) przedstawiciele 31 państw podpisali w 1987 Protokół Montrealski - umowę zakładająca 50-procentowy spadek produkcji freonów do roku 2000, w stosunku do 1986. Od 1990 obserwowane jest zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze - z 5% rocznie do mniej niż 3%. W 1995 Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano za badania nad wpływem freonów na ozon atmosferyczny oraz badania nad powstawaniem i reakcjami ozonu atmosferycznego.
* Efekt cieplarniany - zjawisko zachodzące w atmosferze planety powodujące wzrost temperatury planety, w tym i Ziemi. Efekt wywołują gazy atmosferyczne, zwane gazami cieplarnianymi, ograniczające promieniowanie cieplne powierzchni Ziemi i dolnych warstw atmosfery do przestrzeni kosmicznej.

Odkryty przez Jean Baptiste Joseph Fourier w 1824 i zbadany przez Svante Arrheniusa w 1896 roku. Nazwa pochodzi od zjawiska zachodzącego w szklarni gdy Słońce oświetla pomieszczenie przykryte szkłem, panuje w nim temperatura wyższa niż na zewnątrz. Na planetach Mars i Wenus, czy na księżycu Tytan także zachodzi efekt cieplarniany, ale większość artykułu poświęcona jest Ziemi.

Termin "efekt cieplarniany" odnosi się do efektu wywołanego przez czynniki naturalne w atmosferze Ziemi oraz do przypuszczalnych zmian efektu wywołanych przez gazy wyemitowane w wyniku działalności człowieka. Naturalny efekt cieplarniany, jest zjawiskiem bardzo korzystnym dla Ziemi podnosi on temperaturę o około 15 °C (choć podawane są różne wielkości i przyczyny tego efektu). W potocznym rozumieniu ten naturalny efekt jest często pomijany.

Zanieczyszczenia powietrza w Polsce

Stan powietrza atmosferycznego jest uwarunkowany przez emisje zanieczyszczeń do atmosfery z terytorium Polski, transport transgraniczny oraz warunki meteorologiczne. Nadmierne zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego występuje na ponad 20% powierzchni Polski.

Czynnikami powodującymi taki stan są:

* energetyka oparta na węglu kamiennym i brunatnym,
* rozwinięty ale nie doinwestowany ekonomicznie przemysł surowcowy,
* niedobór instalacji oczyszczających gazy odlotowe,
* dynamicznie rozwijający się transport samochodowy (pojazdy i drogi),
* opóźnienie w rozwoju prawa ekonomicznego i jego egzekwowania.

Stan czystości powietrza na Górnym Śląsku zależy od emisji zanieczyszczeń z krajowych źródeł przemysłowych oraz ich napływu z Czech i Niemiec. Z terytorium Polski zanieczyszczenia transportowane są nad terytorium wschodnich i północnych sąsiadów. Polska należy do krajów wymieniających zanieczyszczenia tzn. że wielkość „eksportu” zanieczyszczeń jest zbliżona do wielkości „importu”. Szacuje się, ze w Polsce ogólna emisja zanieczyszczeń gazowych wyniosła w 1994 r. co najmniej 10 mln t, w tym dwutlenku siarki (SO2) - 2,6 mln t (1989- 3,9 mln t, 1991- 3,0 mln t ), tlenków azotu - 1,1 mln t (1989-1,5 mln t, 1991-1,2 mln t), tlenku węgla (CO) - 4,4 mln t, lotnych substancji organicznych - 1,7 mln t, amoniaku (NH3) - 384 tys. t, dwusiarczku węgla (CS2) -20 tys. t, siarkowodoru (H2S) - 9 tys. t i związków fluoru - 4 tys. t, dodatkowo emisja dwutlenku węgla (CO2) jest szacowana na ok. 400 mln t. Emisja pyłów 1989-94 zmniejszyła się z 2,4 mln t do 1,4 mln t rocznie.

Przestrzenny rozkład emisji zanieczyszczeń jest bardzo nierównomierny - największy poziom osiąga ona na obszarach dużych aglomeracji miejskich oraz głównych okręgach przemysłowych. Zdecydowanie najgorsza sytuacja występuje w województwie śląskim, gdzie na obszarze stanowiącym zaledwie 2,1% powierzchni Polski koncentruje się aż 20-25% krajowej emisji dwutlenku siarki (SO2), tlenków azotu i pyłów. Od wielu lat są tu przekraczane wartości dopuszczalnych stężeń wszystkich ważniejszych zanieczyszczeń atmosfery, w tym metali ciężkich, tlenku węgla i węglowodorów. Na obszarach zurbanizowanych, zwłaszcza przy ruchliwych ulicach miejskich występuje podwyższone w stosunku do poziomu dopuszczalnego zapylenie oraz stężenie szkodliwych gazów. Kraków jest drugim co do wielkości miastem w Polsce, zamieszkanym przez 756 tys. ludzi. Aglomeracja ta została doprowadzona do stanu zagrożenia ekologicznego, którego przyczyną jest działalność człowieka. Stan ten przejawia się w zanieczyszczeniu powietrza, wód i degradacji gleb. Głównymi źródłami zagrożeń prócz samego miasta są zakłady przemysłowe. W Krakowie i niektórych miastach Górnego Śląska występuje kwaśny smog typu londyńskiego. Zanieczyszczenie powietrza ma ogromny wpływ na życie człowieka. Smog kwaśny poraża oskrzela, drogi oddechowe, układ krążenia. Doprowadza również do degradacji zabytków.

Żeby oczyścić powietrze należy dokonać:

* zmian technologicznych,
* zamontować skuteczne urządzenia oczyszczające dla źródeł emisji (cyklony, filtry workowe, elektrofiltry, skrubery, odpylacze),
* ustalić prawidłowe kryteria oceny zanieczyszczeń.

Od początku lat 90. obserwuje się zmniejszenie emisji zanieczyszczeń powietrza, co początkowo było spowodowane spadkiem produkcji przemysłowej, obecnie - postępem w instalowaniu urządzeń ochrony powietrza. Wzrasta liczba urządzeń odpylających i ich średnia skuteczność. Powstają nowe instalacje odsiarczania spalin i usuwania z nich tlenków azotu. Ilość zanieczyszczeń zatrzymanych i zneutralizowanych w urządzeniach oczyszczających w przypadku pyłów stanowi ok. 98% zanieczyszczeń wytworzonych, a w przypadku dwutlenku siarki - ok. 26%. Prędkość samooczyszczania się powietrza trwa kilka dób.