ECOOGIE ŞI PROTECŢIA MEDIULUI ÎN INDUSTRIA ALIMENTARA
REFERAT AER
STUDENT LAZĂR IOAN ANUL I
PROF.UNIV.DR.ING. OVIDIU TIŢA
AERUL
Invelisul gazos reprezentat de atmosfera terestra constitue unul dintre factorii esentiali ai existentei vietii pe pamant. Dintre componentii aerului, oxigenul este indispensabil respiratiei vegetale si animale, fenomenul de oxidare reprezenta principala sursa de energie in procesele vitale. Bioxidul de carbon din aer intervine in asimilatia clorofiliana, iar azotul atmosferic reprezinta una din verigile circuitului azotului in natura. Compozitia normala a aerului Compozitia normala a aerului cuprinde (in vol. % atmosfera uscata): azot 78,09%, oxigen 20,95%, argon 0,92%, bioxid de carbon 0,03%. Acest amestec de gaze reprezinta peste 99,99% din compozitia aerului. Restul de circa 0,01% este alcatuit din alte gaze ca neon, heliu, metan, kripton, xenon, ozon, hidrogen, radon. La acestea se adauga proportii variabile de vapori de apa (in medie 0,2 - 3%). Sursele de poluare a aerului Intelegem prin poluarea aerului prezenta in atmosfera a unor substante straine de compozitia normala a aerului care in functie de concentratie si/sau timpul de actiune provoaca tulburari ale sanatatii omului, creeaza disconfort populatiei dintr-un teritoriu, afecteaza flora si fauna sau altereaza mediu de viata al omului. Rezulta din aceasta definitie ca - pentru a fi considerati poluanti - substantele prezente in atmosfera trebue sa exercite un efect nociv asupra omului sau a mediului sau de viata. Sursele de poluare a aerului pot
2
clasificate in doua grupe: surse naturale si surse artificiale (rezultate din activitaea umana). Actiunea poluarii aerului asupra sanatatii populatiei In cursul unui act respirator, omul in repaus trece prin plamini o cantitate de 500 cm2 de aer, volum care creste mult in cazul efectuarii unui efort fizic, fiind direct proportional cu acest efort. In 24 ore in mediu omul respira circa 15-25 m3 de aer. Luind comparativ cu consumul de alimente si apa, in timp de 24 ore, omul inhaleaza in medie 15 kg de aer in timp ce consumul de apa nu depaseste de obicei 2,5 kg, iar cel de alimente 1,5 kg. In ceea ce priveste compozitia chimica destingem influenta exercitata asupra sanatatii de variatii in concentratia componentilor normali, cit si actiunea pe care o exercita prezenta in aer a unor compusi straini. Efectele directe sunt reprezentate de modificarile care apar in starea de sanatate a populatiei ca urmare a expunerii la agenti poluanti. Aceste modificari se pot traduce in ordinea gravitatii prin: cresterea mortalitatii, crestrea morbiditatii, aparitia unor simptome sau modificarii fizio-patologice, aparitia unor modificari fiziologice directe si/sau incarcarea organismului cu agentul sau agentii poluanti. Efectele de lunga durata sunt caracterizate prin aparitia unor fenomene patologice in urma expunerii prelungite la poluantii atmosferici. Aceste efecte pot fi rezultatul acumularii poluantilor in organism, in situatia poluantilor cumulativi (Pb, F etc.), pina cind incarcarea atinge pragul toxic. De asemenea modificarile patologice pot fi determinate de impactul repetat al agentului nociv asupra anumitor organe sau sisteme. Efectele de lunga durata apar dupa intervale lungi de timp de expunere care pot fi de ani sau chiar de zeci de ani.
3
Manifestarile patologice pot imbraca aspecte specifice poluantilor (intoxicatii cronice, fenomene algerice, efecte carcinogene, mutagene si teratogene) sau pot fi caracterizate prin aparitia unor imbolnaviri cu etiologie multipla, in care poluantii sa reprezinte unul dintre agentii etiologici determinanti sau agravanti (boli respiratorii acute si cronice, anemii etc.). Poluantii iritanti realizeaza efecte iritative asupra mucoasei oculare si indeosebi asupra aparatului respirator. In aceasta grupa intra pulberile netoxice, precum si o suma de gaze si vapori ca bioxidul de sulf, bioxidul de azot, ozonul si substantele oxidante, clorul, amoniacul etc. Poluarea iritanta constitue cea mai raspindita dintre tipurile de poluare, rezultind in primul rind din procesele de ardere a combustibilului, dar si de celelalte surse de poluari. Poluantii fibrozanti produc modificari fibroase la nivelul aparatului respirator. Printre cei mai raspinditi sunt bioxidul de siliciu, azbestul, si oxizii de fier, la care se adauga compusii de cobalt, bariu etc. Sunt mult mai agresivi in mediul industrial unde determina imbolnaviri specifice care sunt exceptionale in conditii de poluare a aerului. Totusi poluarea intensa cu pulberi poate duce la modificari fibroase pulmonare. Poluantii toxici asfixianti sunt cei care impiedica asigurarea cu oxigen a tesuturilor organismului. Dintre poluantii atmosferici cu efect asfixiant cel mai important este oxidul de carbon, care formeaza cu hemoglobina un compus relativ stabil (carboxihemoglobina) si impiedica astfel oxigenarea singelui si transportul de oxigen catre tesuturi. In functie de concentratia din aer si timpul de expunere se realizeaza o anumita proportie de carboxihemoglobina depaseste 60% din hemoglobina totala. Intoxicatia acuta este relativ rara, aparind practic numai in spatii 4
inchise in prezenta unor surse importante de CO (in ?ncaperi in care sistemele de incatzit functioneaza defectuos, garaje, pasajele subterane pentru autovehicule etc.) Poluantii alergenici din atmosfera sunt cunoscuti de multa vreme. Indeosebi este cazul poluantilor naturali (polen, fungi, insecte) precum si a prafului din casa, responsabili de un numar foarte mare de alergii respiratorii sau cutanate. Pe linga acestea se adauga poluantii proveniti din surse artificiale - in special industriale - care pot emite in atmosfera o suma de alergeni completi sau incompleti. Pe primul loc din acest punct de vedere, se gaseste industria chimica (industria maselor plastice, industria farmaceutica, fabricile de insecticide etc.).
a)Schimbarile climatice si efectul de sera Schimbarea climatica e la usa. Ii resimtim toti din ce in ce mai mult efectele. Furtunile si inundatiile sunt din ce in ce mai frecvente, iarna este mai calda, este mai putina zapada si mai multa ploaie. Primavara, aparitia florilor si intoarcerea pasarilor migratoare se face mai devreme. Aceste semne arata accelerarea schimbarii climatice, care se cheama de asemenea incalzire globala planetara. Daca nu facem nimic, punem planeta noastra in pericol si riscam sa pierdem ce ar trebui sa mearga de la sine.
5
Pozele- muntii Kilimandjaro – Japonia. Prima poza este realizata pe 17 Februarie 1993, iar a doua pe 21 Februarie 2003. Chiar daca efectul incalzirii climatice pe calota glaciara nu este foarte clar, aceasta imagina ilustreaza impactul secetei asupra stratului de zapada de pe muntii inalti. Schimbarea climatica se explica prin modul de viata actual, mai ales in tarile dezvoltate ale Uniunii Europene. Centralele care transforma energia in electricitate si in caldura, deplasarile cu autoturismul sau cu avionul, fabricarea bunurilor de consum, agricultura, toate aceste activitati sunt responsabile de schimbarea climatica. Efectul de sera Atmosfera inconjoara Pamantul ca un strat protector, transparent care lasa sa treaca lumina soarelui si retine caldura. Fara el, caldura soarelui s-ar reflecta pe suprafata Pamantului si s-ar intoarce in spatiu. Temperatura ar fi mai joasa de -30°C si totul ar fi inghetat. Atmosfera se comporta ca sticla unei sere, deci, din acest motiv, se vorbeste de « efect de sera”. Gazele cu efect de sera prezente in atmosfera sunt responsabile de aparitia efectului de sera. Majoritatea gazelor cu efect de sera sunt naturale, insa de cand a inceput revolutia industriala in secolul XVIII lea, activitatea umana a determinat cresterea concentratiei lor la un nivel neatins de 420000 ani. 6
Efectul nefast al efectului de sera este de a creste temperaturile terestre: este schimbarea climatica. Gazele cu efect de sera produse de activitatea umana. Dioxidul de carbon (CO2) este principalul gaz cu efect de sera generat de activitatea umana. Reprezinta aproximativ 75 % din totalitatea „efluentilor gazosi cu efect de sera” de pe Pamant. Aceasta expresie inglobeaza toate gaze cu efect de sera aruncate in atmosfera prin fumuri, emisii de gaz de esapament, hornuri, incendii si altele. Dioxidul de carbon este rezultatul combustiei de carbuni, titei si gaz metan. Combustia fosila este principala sursa de energie de astazi. Genereaza electricitate, caldura si este folosita pentru alimentarea masinilor si avioanelor. O cursa de avion genereaza pe calator, o cantitate de dioxid de carbon echivalenta cu cantitatea generata in activitatea domestica a unui locuitor, pe un an de zile. Dioxidul de carbon are un rol important: omul inspira oxigen si expira dioxid de carbon iar arborii si plantele il absorb si produc oxigenul. Se intelege de ce padurile sunt asa de importante: absorb o parte din CO2 excedentar si produc oxigen. Din pacate, defrisarea excesiva este practicata peste tot. Alte gaze cu efect de sera legate de activitatea umana sunt gazul metanul si dioxidul de azot. Sunt emise de pe rampele de gunoi, dejectiile produse in procesul de cresterea a animalelor, cultura orezului, etc.. b)Stratul de ozon In stratosfera, de la înălţimea de 10-15 km si pana la 35 km, concentraţia de ozon este destul de mare si anume cantitatea maxima de ozon in acest strat este de 450 unităţi Dobson. O unitate Dobson (DU) reprezintă cantitatea de ozon care se afla intr-un strat de ozon pur de grosime 0,01 mm, in condiţii normale. Acest strat de ozon este foarte important pentru viata de pe Pământ, deoarece prin reacţia (3) 7
ozonul absoarbe cea mai mare parte a radiaţiilor UV emise de Soare, care in caz contrar ar afecta viata organismelor de pe Pământ. Formarea si grosimea stratului de ozon se poate înţelege astfel: la înălţimi mai mari de 35 km, oxigen molecular este puţin. In consecinţa, se formează puţin oxigen atomic prin reacţia (1) si deci si puţin ozon prin reacţia (2). De la înălţimea de 35 km si pana la 10-15 km, reacţiile (1) si (2) devin predominante, ceea ce contribuie la formarea unui strat cu concentraţia de ozon foarte mare. La înălţimi mai mici de 1015 km doar puţine radiaţii ultraviolete, cu λ<240 nm au rămas neabsorbite, astfel ca prin reacţia (1) se formează mai puţin oxigen atomic, deci si ozon mai puţin. Începând cu anul 1974, mai mulţi oameni de ştiinţa, dintre care amintim pe Molina si Rowland, au arătat ca la Polul Sud si mai puţin la Polul Nord a apărut o „gaura” in stratul de ozon, adică in aceste zone a scăzut foarte mult concentraţia de ozon in stratosfera. S-a arătat ca la distrugerea stratului de ozon contribuie avioanele supersonica prin gazele emanate, precum si unii produşi chimici cum sunt freonii (CF2Cl2, CFCl3),sintetizaţi si utilizaţi in instalaţiile frigorifice sau la spray-uri. Măsurătorile au arătat ca cea mai redusa concentraţie de ozon se observa primăvara iar vara, aceasta se reface parţial. Deoarece activităţile productive prin care se produc agenţii chimici care distrug stratul de ozon sunt inexistenţi la poli, iar avioanele supersonice nu au culoare de zbor in jurul polilor geografici ai Pamatului, s-a pus problema cauzelor care produc aceasta „gaura” in stratul de ozon la poli si nu deasupra Americii de Nord sau deasupra Europei. Marea stabilitate a freonului prezintă si incoveniente. El se acumulează la altitudini cuprinse intre 20-50 km. Când moleculele de freon pătrund in stratul de ozon, sub acţiunea razelor ultraviolete se rup legăturile C-Cl rezultând atomi liberi de Cl. Aceştia catalizează reacţia de descompunere a O3 in O2, reacţia (2). Rezultatul consta in mărirea fluxului de raze ultraviolete care ajung pe Pamant, determinat 8
apariţia cancerului de piele, modificări climatice, etc. In anii `70 Dr. Colin Lea din Marea Britanie a atras atenţia asupra pericolului distrugerii stratului de ozon ca urmare a utilizării clorofluorcarburilor (CFC). In 1987 prin Protocolul de la Montreal s-au stabilit principiile unui control mondial asupra CFC. La acces protocol au aderat circa 180 tari. Ca urmare, emisia de substanţe care distrug stratul de ozon a fost redusa la 10% fata de valoarea maxima din anii `70. Cu toate aceste, refacerea stratului de ozon nu este aşteptata înainte de mijlocul secolului următor. Masuratorile au anuntat ca distrugerea stratului de ozon este mult mai pronuntata la Polul Sud decat la Polul Nord. Oamenii de stiinta au oferit urmatoarea explicatie: iarna, in stratosfera, temperatura este mult mai scazuta la Polul Sud si dureaza un timp mai indelungat, deoarece vartejurile de aici, create in lunile de iarna, sunrt mai stabile si mai puternice decat cele de la Polul Nord. Vara, curentii de aer din stratosfera deplaseaza sper poli cea mai mare parte din ozonul format in zonele ecuatoriale (nepoluate, in general) astfel ca partial concentratia de ozon la poli se reface, dar ramane scazuta in medie, la nivel global. La distrugerea stratului de ozon contribuie si topirea toposferei (din cauza efectului de sera), care induce racirea stratosferei o mare perioada de timp. Pentru a se evita accelerarea disrtugerii stratului de ozon care protejeaza viata pe Pamant, inca in anul 1987 s-a semnat la Montreal de catre mai ulti sefi de state puternic industrializate, un protocol prin care se angajau sa reduca si mai tarziu sa opreasca in tarile lor productia de clorofluorocarburi (freoni). Ulterior, cu ocazia altor Conferinte internationale s-a propus si reducerea emanatiilor de oxizi de azot precum poluarii in general. c)Monitorizarea calitatii aeruluiAtmosfera poate fi afectată de o multitudine de substanţe solide, lichide sau gazoase. Dat fiind faptul că atmosfera este cel mai larg şi în acelaşi timp cel
9
mai imprevizibil vector de propagare al poluanţilor, ale căror efecte sunt resimţite în mod direct şi indirect de om şi de către celelalte componente ale mediului, se impune ca prevenirea poluării atmosferei să constitue o problemă de interes public, naţional şi internaţional. Potenţial, poluarea aerului este cea mai gravă problemă, întrucât are efecte pe termen scurt, mediu şi lung. Pe termen scurt şi mediu, poluarea are efecte negative, de natură să pună în pericol sănătatea omului, să dăuneze resurselor biologice şi ecosistemelor, să provoace pagube economice. Pe termen lung poluarea produce modificări asupra mediului prin: efectul de seră, distrugerea stratului de ozon şi ploile acide. Starea atmosferei este evidenţiată prin prezentarea poluării de impact cu diferite noxe, calitatea precipitaţiilor atmosferice, situaţia ozonului atmosferic, dinamica emisiilor de gaze cu efect de seră şi unele manifestări ale schimbărilor climatice. Monitorizarea calităţii aerului implică urmărirea elementelor incluse în cele patru categorii de probleme ■ sursele şi emisiile de poluanţi atmosferici; ■ transferul poluanţilor în atmosferă; ■ nivelul concentraţiilor de poluanţi în atmosferă şi distribuţia spaţiotemporală a acestora; ■ efectele poluanţilor atmosferici asupra omului şi mediului biotic şi abiotic. Pentru protecţia atmosferei şi îmbunătăţirea calităţii aerului sunt necesare măsuri de control ale emisiilor poluanţilor. Pentru aprecierea gradului de poluare al atmosferei se calculează emisiile de poluanţi şi se determină calitatea aerului înconjurător. Emisiile se măsoară prin metode adecvate de 10
evaluare, specifice fiecărui poluant în parte, bazate pe factori de emisie şi pe indicatori de activitate. Analizele emisiilor la nivel naţional, distribuţia sectorială, ţintele spaţiale şi temporale reprezintă elementele cheie în stabilirea priorităţilor de mediu, în identificarea ţintelor ce trebuie atinse şi politicilor ce trebuie adoptate, atât la nivel local cât şi la nivel naţional. Indicatorii selectaţi trebuie să răspundă criteriilor de identificare şi să fie relevanţi pentru problemele principale privind atmosfera. Principalele obiective ale politicii de mediu din România sunt create pentru a garanta un mediu curat, şi urmăresc să asigure o viaţă sănătoasă populaţiei, să ducă la eliminarea sărăciei şi a degradării mediului, să regenereze economia pe baza principiilor de dezvoltare durabilă şi să armonizeze legislaţia naţională privind protecţia mediului cu cea a Uniunii Europene. Strategia Naţională pentru Protecţia Atmosferei descrie situaţia actuală în ceea ce priveşte calitatea aerului în România, precum şi măsurile pe care Guvernul le-a pregătit în vederea îmbunătăţirii protecţiei atmosferei şi a calităţii aerului, până în anul 2013. Strategia este structurată pe două perioade de timp: • 2004–2006 → perioada de pre-aderare a României la Uniunea Europeană; • 2007–2013 → perioada în care România este deja stat membru al Uniunii Europene. Indicatorii cu privire la calitatea aerului sunt calculaţi pe baza datelor înregistrate de sistemul de monitorizare a calităţii aerului şi sunt consideraţi ca fiind cei mai importanţi, în scopul evaluării situaţiilor concrete, în comparaţie cu ţintele de calitate stabilite de reglementări. Aerul este factorul de mediu cel mai important pentru transportul 11
poluanţilor, deoarece constituie suportul pe care are loc transportul cel mai rapid al acestora în mediul înconjurator, astfel că supravegherea calităţii atmosferei este pe prim loc în activitatea de monitoring. Din datele de calitate ale aerului, obţinute din reţeaua de monitorizare, rezultă o uşoară îmbunătăţire a calităţii aerului datorată diminuării activităţilor economice şi programelor de retehnologizare şi modernizare, realizate la nivelul unor unităţi industriale, precum şi intensificării activităţii agenţiilor de protecţia mediului (creşterea numărului de inspecţii la agenţii economici a căror activitate produce impact asupra calităţii aerului). Supravegherea calităţii aerului a înregistrat o îmbunătăţire în perioada 1995– 2004, prin creşterea numărului de staţii de supraveghere şi a numărului de indicatori monitorizaţi la o singură staţie. Această creştere a fost posibilă datorită dotărilor cu echipamente noi şi moderne, în acest fel realizându-se o monitorizare eficientă a calităţii aerului. Calitatea aerului se caracterizează prin urmărirea poluării de fond ce se face în 2 staţii amplasate în zone convenţional "curate", situate la altitudini cuprinse între 1000–1500 m şi la distanţe de minimum 20 km de centre populate, drumuri, căi ferate, obiective industriale, cât şi a poluării de impact, în peste 1100 puncte de recoltare a probelor. Sursele principale emitente de poluanţi sunt: � sursele fixe industriale, concentrate, de obicei, pe mari platforme preponderent pe verticală); � industriale, dar şi intercalate cu zone de locuit intens populate (dezvoltate
12
13
