ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓ ΑΣΙΑ

Transcript

1 \-\ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓ ΑΣΙΑ ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΑ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΑΣΤΙΚΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΟΙΝΟΦΥΤΑ ΒΟΙΩΤΙΑΣ Σπυδαστές: ΠΑΠΠΑΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ (Α.Μ.: 34156) ΣΤΑΥΡΑΚΑ ΒΑΣΙΛΙΚΗ (Α.Μ.: 35544) Επιβλέπων Καθηγητής: Αθαν. Γ. Παλιατσός ΑΘΗΝΑ 2013 ; ~ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ ;~ ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΠΗΓΕΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΙΣ ΠΗΓΕΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΙ ΡΥΠΟΙ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΟΞΕΙΔΙΑ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟ ΟΖΟΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΥΣ ΔΕΙΚΤΕΣ ΠΡΟΤΥΠΟΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΑΕΡΑ τ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΩΝ ΟΙΝΟΦΥΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΩΝ ΟΙΝΟΦΥΤΩΝ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟ ΟΖΟΝ ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΩΝ ΟΙΝΟΦΥΤΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΕΠΕΙΣΟΔΙΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΚΟΝΗΣ ΑΠΟ ΤΗ ΣΑΧΑΡΑ ΣΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΡΜ ΕΞΕΛΙΞΗ ΕΠΕΙΣΟΔΙΩΝ ΤΗΣ ΣΚΟΝΗΣ ΤΗΣ ΣΑΧΑΡΑΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η πτυχιακή αυτή εργασία απτελεί συμβλή στη μελέτη της πιότητας τυ ατμσφαιρικύ π ε ριβάλλντς στην περιχή τυ περιαστικύ-βιμηχανικύ σταθμύ πυ βρίσκεται στα Οινόφυτα, τυ νμύ Βιωτίας, όσν αφρά τυς ρύπυς: διξείδι τυ θείυ, ξείδια τυ αζώτυ, όζν και αιωρύμενα σωματίδια με αερδυναμική διάμετρ μικρότερη των 1 Ομm, για την 4 - ετή χρνική περίδ Τα δεδμένα λήφθηκαν από σταθμό της ΔΕΑΡΘ/ΥΠΕΚΑ πυ βρίσκεται εγκατεστημένς στην υπό μελέτη περιχή, Οινόφυτα - Βιωτίας. Μελετήθηκαν η μέση ημερήσια πρεία, η μέση ετήσια πρεία και ι μέσες ετήσιες τιμές τυ διξείδι τυ θείυ, των ξειδίων τυ αζώτυ και τυ επιφανειακύ όζντς. Επίσης, μελετήθηκαν ι ημερήσιες, ι μηνιαίες και ι ετήσιες τιμές συγκέντρωσης των αιωρύμενων σωματιδ ί ων με αερδυναμική διάμετρ μικρότερη των 1 Ομm (ΡΜ 1 0 ) στη διάρκεια της εξεταζόμενης χρνικής περιόδυ. Τέλς, εξετάσθηκαν πιθανές υπερβάσεις των θεσμθετημένων ριακών τιμών των εξεταζόμενων ρύπων. Στη συνέχεια επιχειρήθηκε εκτίμηση της πιότητας της ατμόσφαιρας στη συγκεκριμένη περιαστική-βιμηχανική περ ι χή με τη βήθεια περιβαλλντικών δεικτών. Ειδικότερα, υπλγίσθηκαν ι ημερήσιες τιμές τυ Δείκτη Πιότητας Αέρα (Air Qυality lndex-aqi) σε σχέση με τις ημερήσιες τιμές συγκέντρωσης τυ διξειδίυ τυ θείυ και των αιωρύμενων σωματιδίων με αερδυναμική διάμετρ μικρότερη των 1 Ομm, τις μέγιστες ανά ημέρα 8 -ωρες τιμές συγκέντρωσης επιφανειακύ όζντς. Στη συνέχεια έγινε απτίμηση της πιότητας της ατμόσφαιρας με βάση τις αριθμητικές τιμές τυ δείκτη AQI και διατυπώθηκαν πιθανές επιπτώσεις στην υγεία των κατίκων της περιχής. Τέλς, έγινε πρσπάθεια πρσδιρισμύ των ρύπων πυ θεωρύνται «ένχι» για τν υπβιβασμό της πιότητας τυ ατμσφαιρικύ περιβάλλντς της συγκεκριμένης περιχής. Η ανάθεση και η επίβλεψη της Πτυχιακής μας Εργασίας έγινε από τν Δρα Αθανάσι Γ. Παλιατσό, καθηγητή τυ Τ.Ε. Ι. Πειραιά, τν πί και ευχαριστύμε για τη βήθειά τυ στην λκλήρωση της Πτυχιακής μας Εργασίας. 3

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Η ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Ατμόσφαιρα νμάζεται τ α έ ρι πε ρίβλημα τυ πλανήτη Γη, τ πί τν περιβάλλει και τν ακλυθεί στ σύνλ των κινήσεών τυ. Αν και εκτείνεται μέχρι αρκετές εκατντάδες χιλιόμετρα πάνω από τη Γη, εντύτις τ 99% σχεδόν τυ ατμσφαιρικύ αέρα βρίσκεται στα πρώτα 40km. Η σύσταση και η θερμκρασία τυ αέριυ αυτύ μίγματς δεν είναι σταθερές, αλλά μεταβαλλόμενες σημαντικά με τ ύψς. Η ατμόσφαιρα της Γης λιπόν, είναι ένα λεπτό αεριώδες περίβλημα τ πί, απτελείται κυρίως από μριακό άζωτ και ξυγόν. Οι επιστήμνες υπλγίζυν την ηλικία της Γήινης ατμόσφαιρας σε περίπυ 4.6 δισεκατμμύρια χρόνια. Η αρχική σύσταση της ατμόσφαιρας διέφερε πλύ από την σημερινή και πιθανότατα θα ήταν τξική για τα περισσότερα σημερινά έμβια όντα. Αυτή η αφιλόξενη πρώτη ατμόσφαιρα υπέστη μεγάλες αλλαγές από την δράση πλλών χημικών, γεωλγικών και βιλγικών μηχανισμών. Μέσα από μια πλύπλκη εξελικτική πρεία διαμρφώθηκε πριν περίπυ από μισό δισεκατμμύρι χρόνια μια ατμόσφαιρα της πίας η σύσταση δεν διέφερε πλύ από τη σημερινή. Σημαντικές διαφρπιήσεις στην σύσταση παρυσιάσθηκαν, κυρίως μετά τη βιμηχανική επανάσταση, μόν στις συγκεντρώσεις κάπιων αερίων έχυν μικρή συμμ ε τχή στη σύσταση της ατμόσφαιρας. Ένας τρόπς να χωρισθεί η ατμόσφαιρα της γης σε στρώματα είναι με βάση την σύστασή της. Η βασική σύσταση της ατμόσφαιρας σε Ν 2 και 0 2 παραμένει σταθερή μέσα στην μιόσφαιρα, τ ατμσφαιρικό στρώμα τ πί εκτείνεται από τ έδαφς μέχρι τ ύψς περίπυ των 80km. Στ στρώμα αυτό, η τυρβώδης ρή τυ αέρα είναι αρκετά έντνη ώστε τ μριακό μίγμα των κυριότερων αερίων να διατηρείται σε σταθερή αναλγία. Η τάση διαχωρισμύ των αερίων σύμφωνα με τ μριακό τυς βάρς εξυδετερώνεται μέσα στην μιόσφαιρα από τν μηχανισμό μίξης. Αξίζει εδώ να σημειωθεί ότι τα πρώτα 65-80km πάνω από την επιφάνεια της γης περιλαμβάνυν τα 99% της συνλικής μάζας τυ ατμσφαιρικύ αέρα. Τ στρώμα πυ βρίσκεται πάνω από την μιόσφαιρα νμάζεται ετερόσφαιρα και, όπως υπδηλώνει τ όνμά τυ, η σύστασή τυ δεν είναι μιγενής καθώς τα βαρύτερα άτμα και μόρια τείνυν να κατακάθνται στ κάτω μέρς τυ ενώ τα ελαφρύτερα αέρια επιπλ έ υν στην κρυφή. Ένας άλλς τρόπς διαχωρισμύ της ατμόσφαιρας στηρίζεται στη μεταβλή της θερμκρασίας με τ ύψς. Κατ ' αυτό τν τρόπ η ατμόσφαιρα μπρεί να χωριστεί στις εξής βασικές περιχές (Μελάς 2000): Τρπόσφαιρα: Πρόκειται για την κατώτερη περιχή της ατμόσφαιρας, στην πία διαμρφώννται όλα τα καιρικά φαινόμενα. Εκτείνεται από τ έδαφς μέχρι τ ύψς των 4

5 10km κατά μέσ όρ. Ακριβέστερα, υπεράνω τυ ισημερινύ η τρπόσφαιρα έχει ύψς 16km, ενώ στα μεγαλύτερα πλάτη χαμηλώνει, για να φτάσει τα 8km πάνω από τυς πόλυς. (παρατήρηση : τ καλκαίρι κ αι τν χειμώνα η τρπόσφαιρα στυς πόλυς είναι ακαθόριστη). Στην τρπόσφαιρα η θερμκρασία πέφτει όσ ανεβαίνυμε μ ε μέσ ρυθμό 6.5 C/km, δηλαδή όσ αυξάνει η απόσταση από την επιφάνεια της Γης. Τέλς σε αυτή την περιχή της ατμόσφαιρας λαμβάνει χώρα σε συντριπτικό πσστό η εκπμπή των ρύπων. Τ τέλς της τρπόσφαιρας συνιστά την τρπόπαυση,ένα πλύ λεπτό στρώμα πυ διαχωρίζει την τρπόσφαιρα από τ αμέσως παραπάνω στρώμα πυ νμάζεται στρατόσφαιρα. Τ ύψς της μεταβάλλεται με την αλλαγή της θερμκρασίας τυ αέρα και των επχών τυ χρόνυ, καθώς κ αι με τ γεωγραφικό πλάτς τυ τόπυ. Στρατόσφαιρα: Τ ατμσφαιρικό στρώμα τ πί καταλαμβάνει την περιχή μεταξύ της τρπόπαυσης και των 50km από τ έδαφς. Μέρς της στρατόσφαιρας καταλαμβάνεται από την περιχή τυ όζντς, η πία περιλαμβάνεται μεταξύ των 35km και 60km ύψυς. Τ όζν αυτό είναι ένα είδς φίλτρυ των υπεριωδών ακτινβλιών τυ ηλιακύ φωτός, ι πίες, όπως είναι γνωστό, βλάπτυν τν ανθρώπιν ργανισμό). Μέσα στη στρατόσφαιρα η διακύμανση της θερμκρασίας μπρεί να αναλυθεί κατά δύ κατευθύνσεις, την κατακόρυφη και την ριζόντια. Κατά την κατακόρυφη κατεύθυνση η θερμκρασία παραμένει σταθερή ως τα 35km ύψυς (ισόθερμη περιχή), ενώ πι πάνω και μέχρι τ τέλυς τυ στρώματς, λόγω της ύπαρξης τυ όζντς, η θερμκρασία ανεβαίνει απότμα στυς +10 C. Κατά την ριζόντια κατεύθυνση η θερμκρασία στη βάση της στρατόσφαιρας (τρπόπαυση) κυμαίνεται μεταξύ των ρίων -55 C και -75 C, ανάλγα με τν τόπ όπυ γίννται ι παρατηρήσεις, δηλαδή κυμαίνεται μεταξύ των ίδιων ρίων της θερμκρασίας τυ ανώτερυ τέλυς της τρπόσφαιρας. Αυτές ι θερμκρασίες παραμένυν σταθερές μέχρι τ ύψς των 35km, λόγω της κατακόρυφης ισθερμίας. Πάνω από τα 35km, η θερμκρασία είναι περίπυ 10 C, γιατί εκτείνεται η περιχή τυ όζντς. Η στρατόσφαιρα διαχωρίζεται από τ αμέσως επόμεν στρώμα της ατμόσφαιρας με ένα λεπτό στρώμα πυ νμάζεται στρατόπαυση (Σχήμα 1.1 ). Τ πλάτς της είναι 5km και εκτείνεται μεταξύ των 50km και 55km. 5

6 ΙΙQ:ι: ΑΙ Α 90 - Μ8:ι::ι: Α 80 ΙrιΙξΣ ΟΠΑΥΣΗ Ε 60 ~ 60 w Ξt- > Π ΑΤQΙ:.eΑΙ. Α r-~~--"'--ς::-:.:..:::..:::=:..::..~~~ θερμοκρασια (oc) Σχήμα 1.1. Μέση κατανμή της θερμκρασίας στα διάφρα ύψη και ι περιχές πυ καθρίζνται από αυτήν, στην μιόσφαιρα (Reid 2000). Μεσόσφαιρα: Εκτείν ε ται από την στρατόπαυση μέχρι τα 80km περίπυ και είναι η πι ψυχρή περιχή της γήινης ατμόσφαιρας. Στ κατώτερ άκρ η θερμκρασία ε ίναι +10 C λόγω της ύπαρξης των τελευταίων μαζών τυ όζντς, αλλά μετά, όσ αυξάνεται τ ύψς, η θερμκρασία ελαττώνεται με γρήγρ ρυθμό και φτάνει στ ανώτερ όρι της μεσόσφαιρας τυς -90 C, πυ είναι και η χαμηλότερη θερμκρασία της ατμόσφαιρας. Τ λεπτό στρώμα πυ διαχωρίζει τη μεσόσφαιρα από τ αμέσως επόμεν στρώμα (θερμόσφαιρα), νμάζεται μεσόπαυση ( Σχήμα 1.1 ). Θερμόσφαιρα: Ακριβώς πάνω από τη μεσόπαυση πυ είναι η ανώτερη επιφάνεια της μεσόσφαιρας, σε ύψς 80km, αρχίζει τ τέταρτ στρώμα της ατμόσφαιρας πυ νμάζεται θερμόσφαιρα και φθάνει σε ύψς τα 800km. Η θερμκρασία στ στρώμα αυτό διαπιστώθηκε ότι αυξάνει αλματωδώς μέχρι περίπυ τα km. Αυτός είναι και λόγς για τν πί νμάσθηκε «θερμόσφαιρα». Η δε διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ της θερμόσφαιρας και τυ τελευταίυ ατμσφαιρικύ στρώματς, της εξώσφαιρας καλείται θερμόπαυση (θεωρητική ζώνη ριθέτησης, ελάχιστυ πάχυς). Η θερμκρασία στη θ ε ρμόσφαιρα αρχίζει από -92 C και φθάνει μέχρι μερικές χιλιάδες βαθμύς στα 400km. Στ ύψς των 1600km μέχρι των πίων επεκτείνεται η Γήινη ατμόσφαιρα χαρακτηρίζεται από μεγάλη αραίωση τυ αέρα. Επειδή η ατμόσφαιρα έχει πλύ μικρή πυκνότητα σε αυτό τ ύψς, η υψηλή "θερμκρασία" 6

7 της θερμόσφαιρας δεν αναφέρεται σε " ζέστη" όπως τη γνωρίζυμε εμπειρικά. Ενας άνθρωπς στη θερμόσφαιρα θα αισθανόταν κρύ, ακριβώς γιατί η ατμόσφαιρα είναι τόσ αραιή. Η θερμκρασ ία αναφέρεται στη μέση κινητική ενέργεια των μρίων της ατμόσφαιρας πυ βρίσκεται σε αυτό τ ύψς, και η πία είναι υψηλή γιατί τα μόρια απρρφύν ηλιακή ακτινβλία και αλληλεπιδρύν με τα σωματ ίδια τυ ηλιακύ ανέμυ. Τέλς, η θερμόσφαιρα είναι η περιχή όπυ βρίσκεται Διεθνής διαστημικός σταθμός και όπυ κινύνται τα διαστημικά λεωφρεία και δρυφόρι. Εξώσφαιρα: νμάζεται τ πέμπτ και πλ έ ν εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας, όπως ρ ίζεται στη Μετεωρλγία, πυ εκ της θέσεώς τυ φείλει και τ όνμά τυ. Η εξώσφαιρα είναι τ ανώτατ και τελευταί στρώμα της ατμόσφαιρας πυ βρίσκεται πάνω από τη θερμόσφαιρα και επεκτείνεται μέχρι τ κσμικό διάστημα, με τ πί και βαθμιαία αναμιγνύεται. Αρχίζει από τη θερμόπαυση, δηλαδή από τα 800km. ύψς, και φθάνει στα 2000km ή στα 3500km όπως θεωρητικά υπλγίζεται ότι φθάνει τ μέγιστ ύψς (πάχς) της ατμόσφαιρας ή και λίγ περισσότερ, μέχρι τ σημεί όπυ η βαρύτητα της Γης δεν μπρεί πλέν να συγκρατήσει τα τελευταία μόρια της ατμόσφαιρας. Η πυκνότητα πάντως είναι έστω και κατά τι μεγαλύτερη εκείνης τυ Ηλιακύ ανέμυ πυ διαχέεται στ Ηλιακό σύστημα. Η κινητική ενέργεια των ιόντων των αερίων στην εξώσφαιρα πιθανώς αντιστιχεί σε θερμκρασία 2500 C. Η θερμκρασία αυτή φε ίλεται σε συγκρύσεις με τα σωματίδια της κσμικής ακτινβλίας. Αντιθέτως, την νύχτα η θερμκρασία των σωματιδίων στην εξώσφαιρα πέφτει σχεδόν στ απόλυτ μηδέν. Κλείνντας θα πρέπει να αναφερθύμε και στην σπυδαιότητα της Γήινης ατμόσφαιρας καθώς σε αυτήν φείλεται η ύπαρξη ζωής, αφύ αυτή είναι υπεύθυνη για την απρρόφηση μεγάλυ τμήματς της υπεριώδυς ακτινβλίας όπως επίσης και για τη μείωση της διαφράς των ακραίων θερμκρασιών πυ θα υπήρχαν μεταξύ ημέρας και νύχτας χωρίς αυτήν. Πρσφέρει τ μέσ για την ανακύκλωση της ενέργειας, των θρεπτικών συστατικών και τυ νερύ στν πλανήτη ενώ ταυτόχρνα μας παρέχει τ ξυγόν (0 2 ) για τυς ανθρώπυς και τα ζώα, τ άζωτ (Ν 2 ) για τη σύνθεση των πρωτεϊνών, τ διξείδι τυ άνθρακα (C0 2 ) για τη φωτσύνθεση των φυτών και λειτυργεί σαν μέσ μεταφράς τυ νερύ καθώς χωρίς αυτή δε μπρεί να λειτυργήσει υδρλγικός κύκλς Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ Με τν όρ ατμσφαιρική ρύπανση εννύμε την παρυσία στην ατμόσφαιρα κάθε είδυς υσιών, θρύβυ ή ακτινβλίας σε πσότητα, συγκέντρωση ή διάρκεια τέτια ώστε να είναι δυνατόν να πρκληθύν αρνητικές συνέπειες στην ανθρώπινη υγεία, στυς ζωντανύς ργανισμύς και στα ικσυστήματα (Καραθανάσης 2006). 7

8 1.2.1 Ι ΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔ ΡΟΜΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟ Σ ΤΗ Σ ΑΤΜΟ Σ ΦΑΙΡΙΚΗ Σ ΡΥΠΑΝ Σ Η Σ Η πε ριβ αλλντική ρύπανση δεν είναι φ α ινόμ εν τ η ς επχή ς μα ς. Έν ας από τυ ς λ όγυ ς π υ ανάγκαζαν τις πρώτες φυλές να ζυν ως νμάδες, ήταν η αν άγκη να απ μακρύνν τ αι πε ριδ ικ ά από τη δ υσσμ ία τ ην π ία δημιυργύσαν τα απόβλη τα των ζώων κα ι των ανθρώπων. Η ανα κάλυψη της φωτιάς δημιύργησ ε πρόσθετα πρβλήματα ρυπα ίνντας τν αέρα, στις περιχές πυ κατι κ ύσαν, με πρϊόντα ατελύς καύσης. Η ανα κάλυψη της καμιν άδας μ ετατόπισ ε τ πρ ό βλημ α πρ ς τ ην ε υρ ύ τερ η π ε ριχή κ αι ε fχε σαν απτ έ λ ε σμ α η ατμόσφαιρα σ ε π υκνκατικημέν ε ς περιχ έ ς να ε ίναι καπνώ δ ης. Τ έτς 1157, η σύζυγς τυ βασιλιά Ερρίκυ τυ 2υ της Αγγλ ί ας, Ελ ε νόρα, μετακόμισ ε από τ Tutbury Castle τυ Nottingham (Ζάνης 2008) γιατί θεώρησ ε ανυπόφρη τ η ρύπανση τυ α έ ρα ε ξ αιτ ί ας τη ς καύσης των ξύλων. Άλλ ε ς αναφρ έ ς από τ ν Μ ε σαίωνα περιγράφυν τα πρβλήματα καπνύ πυ δημιυργύσε η καύση τυ κάρβυνυ, με απτέλεσμ α, Βασιλιάς Εδυάρδς Α ' να απαγρεύσει τ έτς 1307 τη χρήση τυ κάρβυνυ στις ασβεστκάμινυς τυ Λνδίνυ. Μαρτυρίες αναφέρυν ότι ένα άτμ τιμωρήθηκε με απαγχνισμό για παράβαση τυ νόμυ. Η βιμηχανική επανάσταση, τν 190 αιώνα, δήγησε στην εντατική χρήση κυρίως τυ κά ρβυνυ και σ ε μικρότερ βαθμό τυ πετρ ε λαίυ, για την παραγωγή εν έ ργε ια ς, κ ίνησης ατμμηχανών και πλίων, καθώς και ικιακής θέρμανσης, με απτέλεσμα να υπάρχυν πλύ μεγάλα περιβαλλντικά πρβλήματα από τν καπνό και την στάχτη (Εικόνα 1.2. α). Τ πρώτ σβαρό επεισόδι ατμσφαιρικής ρύπανσης συνέβη τ έτς 1875 στ Λνδίν, όπυ σημειώθηκαν αρκετί θάνατι ανθρώπων και ζώων. Παρόλ, λιπόν, πυ η ατμσφαιρική ρύπανση δεν μπρεί να θεωρηθεί απκλειστικό πρνόμι της σύγχρνης επχής, μια σειρά από μεγάλα επεισόδια τις τελευτα ίες δεκαετ ί ες μα ς υ πενθύμισαν τ μ έγ ε θς τυ πρβλήμα τ ς και την ανάγκη ε λ έ γχυ τη ς πιότ ητας τυ αέρα πυ αναπνέυμε. Η αιθαλμίχλη, τ έτς 1909, στη Γλασκόβη και τ Εδιμβύργ θεωρήθηκε η κύρια αιτία για 1000 περίπυ θανάτυς ανθρώπων. Τ έτς 1930, πάλι σε επεισόδι αιθαλμίχλης, στη βιμηχανική περιχή της κιλάδας τυ Meυse σ τ Β έλγι αρρώστησαν εκατντάδες άτμα, από τα πία 60 πέθαναν τις επόμενες μέρες. Τ έτς 1948 στην πόλη Donora των Ηνωμένων Πλιτειών κατά την διάρκεια ενός τετραήμερυ επεισδίυ ρύπανσης σημ ειώθηκαν 20 θάνατι και εμφαν ίσθηκαν 6000 άτμα πυ ασθ ένησαν μ ε συμπτώματ α πυ συνδ έ θηκαν με την α έ ρια ρύπανση. Για να ε κτιμηθε ί σωστά τ μέγ ε θς τυ πρβλήματς θα πρέπει να λάβυμε υπόψη ότι πληθυσμός της πόλης ήταν μόν κάτικι. Τ μεγαλύτερ, όμως, επεισόδι συνέβη στ Λνδίν τ έτς 1952, 5-9/12/1952, όταν μια εβδμάδα υψηλών επιπέδων ρύπανσης ε ίχε σαν απτέλεσμα να πρκληθύν 4000 «πλενάζντες» θάνατι (σύγκριση των ρυθμών θανάτυ πριν και μετά τ επεισόδι) ι 8

9 πίι απδόθηκαν στην ρύπανση (Σχήμα 1.2). Παρόμια φαινόμενα ρύπανσης στ Λνδίν, καταγράφηκαν κατά τα έτη 1956, 1957 και 1962 με απλγισμό θύματα. Σαν απτέλεσμα τ Λνδίν και πάλι υιθέτησε τη συμβυλή τυ Εδυάρδυ τυ Α' και θέσπισε αυστηρά μέτρα ελέγχυ για την ατμσφαιρική ρύπανση (Boubel et al ). Τ 1963 ι υψηλές πε ρ ι εκτι κότη τες ρυπαντών συσσωρ ε ύτηκαν στν αέ ρα τ η ς Ν έ ας Υόρ κ η ς πρκαλώντας τ θάνατ σε 300 ανθρώπυς. Άλλα επεισόδια στη Νέα Υόρκη, στ Λς Άντζελες και σε μεγάλες πλιτείες της δεκαετίας τυ 1960 δήγησαν στην εφαρμγή αυστηρότερων πργραμμάτων για τν έλεγχ της ατμσφαιρικής ρύπανσης από τη δεκαετία τυ Όταν άνθρακας αντικαταστάθηκε με τ πετρέλαι και λόγω των αυξημένων αναγκών τ πρόβλημα της ρύπανσης έγινε ξύτερ και ένας άλλς τύπς ρύπανσης έκανε την εμφάνιση τυ, αρχικά στ Λς Άντζελες των ΗΠΑ. Μετέπειτα παρατηρήθηκε σε πλλές μεγαλυπόλεις τυ κόσμυ, μη εξαιρετέας και της Αθήνας (Boubel et al. 1994). Σχήμα 1.2. Εικόνες από τ επεισόδι αιθαλμίχλης τυ Λνδίνυ, 5-9/12/1952 ( Όταν άνθρακας αντικαταστάθηκε από τ πετρέλαι και λόγω των αυξημένων αναγκών, τ πρόβλημα της ρύπανσης έγινε ξύτερ καθώς και ένας άλλς τύπς ρύπανσης, η φωτχημική ρύπανση, έκανε την εμφάνισή τυ, αρχικά στ Λς Άντζελες των ΗΠΑ στις αρχές της δεκαετίας τυ 1940 (Σχήμα 1.3). Γενικότερα μετά τν Β Παγκόσμι Πόλεμ, η αύξηση τυ πληθυσμύ, η συγκέντρωση στα αστικά κέντρα, ι συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις σε αγαθά, η ανάπτυξη της βιμηχανίας, η απρόσεκτη χρησιμπίηση της τεχνλγίας και γενικά η αξιλόγηση όλων των παραμέτρων μόν με ικνμικά μεγέθη, χωρίς να γίνεται ταυτόχρνη συνεκτίμηση των συνεπειών τόσ για τ περιβάλλν όσ και για την πιότητα ζωής, είχαν σαν απτέλεσμα τη ραγδαία άνδ της ατμσφαιρικής ρύπανσης, πυ από 9

10 περιρισμέν τπικό πρόβλημα, έγινε ευρύτερα σβαρό ζήτημα, με τάση να καταστεί παγκόσμι και να επηρεάσει όλη τη Γη. Σχήμα 1.3. Φωτχημική αιθαλμίχλη στ Las Vegas ( http : //www. e n ν -edu.gr ) ΠΗΓΕΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ Αντίθετα με την κινή αντίληψη, τ μεγαλύτερ πσστό των παραγόμενων αέριων ρύπων πρέρχεται από καθαρά φυσικές πηγές, ενώ τ υπόλιπ πσστό πρέρχεται από την ανθρωπγενή δραστηριότητα (Σχήμα 1.4) Με τν όρ φυσικές πηγές αναφερόμαστε στις πηγές εκπμπών αερίων ρύπων πυ δεν φείλνται στην ανθρώπινη δραστηριότητα. Παρόλα αυτά ι ανθρωπγενείς εκπμπές είναι κυρίως υπεύθυνες για τα μεγάλα περιβαλλντικά πρβλήματα πυ έχυν εμφανισθεί. Αυτό φείλεται βεβαίως στην ανατρπή της φυσικής ισρρπίας αλλά επίσης και στην μεγάλη πυκνότητα των εκπμπών από ανθρωπγενείς δραστηριότητες πυ συγκεντρώννται σε μικρές γεωγραφικές περιχές (κυρίως αστικές περιχές και βιμηχανικές ζώνες). 10

11 -- & rα ιιfι -88 "8 ιιι.. -c:.toon.-- ι.ong R"'NOE T RANSPOR T OF AEROSOLS AND OASES TAOPOSPHERE Σχήμα 1.4. Χημικές διεργασίες, μεταφράς και κύριες πηγές εκπμπής ρύπων στην ατμόσφαιρα ( tam υ.edu/resources/oceanography-book/atmosphere. html ). Αντίθετα, η καλή διασπρά των φυσικών πηγών ανά την υφήλι πρσφέρει τη δυνατότητα καλύτερης ανάμιξης των ρύπων με τν καθαρό αέρα. Κατά συνέπεια, με κάπιες μικρές εξαιρέσεις, ι εκπμπές αερίων ρύπων από φυσικές πηγές από μόνες τυς δεν δηγύν σε υψηλές συγκεντρώσεις Φυσικές Πηγές Η χλωρίδα της Γης απτελεί την μεγαλύτερη φυσική πηγή εκπμπής αερίων ρύπων. Τα δέντρα και τα φυτά, παρά τη συμβλή τυς στην μετατρπή, μέσω της φωτσύνθεσης, τυ διξειδίυ τυ άνθρακα της ατμόσφαιρας σε ξυγόν, απτελύν τα ίδια τη μεγαλύτερη πηγή υδργνανθράκων τυ πλανήτη. 11

12 Σχήμα 1.5. Ο «πνεύμνας» τυ πλανήτη - Τ τρπικό δάσς τυ Αμαζνίυ ( /02/05/). Χαρακτηριστικά αναφέρεται ως παράδειγμα η καταστρφική ξηρασία πυ έπληξε τα δάση τυ Αμαζνίυ κατά τ έτς 201 Ο έχει αναγκάσει τυς «πνεύμνες τυ κόσμυ» να παράγυν περισσότερ διξείδι τυ άνθρακα από ότι απρρφύν, επιταχύνντας έτσι επικίνδυνα την υπερθέρμανση τυ πλανήτη. Σύμφωνα με μάδα Βρετανών και Βραζιλιάνων επιστημόνων, η ξηρασία θα έχει ως απτέλεσμα την έκλυση περίπυ κτώ δισεκατμμυρίων τόνων διξειδίυ τυ άνθρακα από τα «δάση βρχής», πσότητα μεγαλύτερη από εκείνη πυ εκλύυν ετησίως ι Ηνωμένες Πλιτείες. Η αιτία είναι ότι από πλλά από τα δέντρα πυ απαρτίζυν τα δάση βρχής ξεράθηκαν και πέθαναν. Μέχρι τώρα τα πυκνά δάση τυ Αμαζνίυ (Σχήμα 1.5) απρρφύσαν τ ένα τέταρτ των εκπμπών αερίων τυ θερμκηπίυ πυ παράγνταν παγκσμίως, γεγνός πυ τα καθιστύσε κρίσιμης σημασίας «τείχς» ενάντια στην κλιματική αλλαγή και την παγκόσμια άνδ της θερμκρασίας ( ). Οι ωκεανί απτελύν τη δεύτερη σημαντικότερη πηγή «φυσικών» ρύπων. Η δράση των βενθικών και φυτπλαγκτνικών ργανισμών δηγεί στην παραγωγή μεγάλων πστήτων θειύχων ενώσεων (Σχήμα α). Επιπλέν, η μηχανική δράση των κυμάτων πρκαλεί τη διάβρωση των πετρωμάτων και την παραγωγή σωματιδίων με μέγεθς ικανό ώστε να είναι δυνατή η αιώρησή τυς στην ατμόσφαιρα (Σχήμα β). Τέλς, άνεμς συμπαρασύρει υδρσταγνίδια πυ περιέχυν άλατα απτελώντας, έτσι, συνεχή πηγή ατμσφαιρικών αιωρημάτων (αερζόλ). 12

13 Σχήμα 1.6. (α) Μηχανισμός της φωτσύνθεσης πυ πρκαλεί την εκπμπή διξειδίυ τυ άνθρακα τη νύχτα ( http : //www. protothema.gr/enνironmenuartic l e/?aid = 8911 Ο ). (β) Δημιυργία κυμάτων από την επίδραση ισχυρύ ανέμυ ( ). Σχήμα 1.7. Ισχυρί άνεμι μεταφέρυν σκόνη Σαχάρας από την Αίγυπτ και από την Λιβύη πάνω από την Μεσόγει θάλασσα στη διάρκεια τυ επεισδίυ της 17ης Απριλίυ τυ 2005 ( http: //earthobservatory. nasa. qoν/iotd /νiew. php?id=543 7). Ατμσφαιρικά αιωρήματα δημιυργύνται ωστόσ και από την επίδραση τυ ανέμυ στ έδαφς και τα στιχεία πυ βρίσκνται στην επιφάνειά τυ. Σε κάπιες περιπτώσεις, τα αιωρύμενα σωματίδια είναι δυνατό να φτάσυν ή και να ξεπεράσυν τις θεσπισμένες ριακές για την πρστασία της δημόσιας υγείας. Απτέλεσμα των υψηλών συγκεντρώσεων απτελεί η μείωση της ρατότητας της ατμόσφαιρας. Ειδικότερα, πρόκειται για τ φαινόμεν μεταφράς σκόνης από την έρημ Σαχάρα (Σχήμα 1. 7). Πρόκειται για ένα μετεωρλγικό φαινόμεν πυ επηρεάζει σε μεγάλ βαθμό την ατμόσφαιρα πάνω από τν Ευρωπalκό χώρ καθώς και χώρυς πέραν τυ Ατλαντικύ εδώ και δεκαετίες. Η επίδραση της σκόνης εκτός από τη μείωση της ρατότητας στην α τ μόσφαιρα και την πρόκληση κάπιων καιρικών 13 ΒΙΒΛ\ΟΘΗΚ.1

14 φαινμένων, ευθύνεται για τη δημιυργία πρβλημάτων στη δημόσια υγεία πυ σχετίζνται με τ αναπνευστικό σύστημα. Η πι σημαντική όμως επίπτωση από τη μεταφρά σκόνης από τη Σαχάρα είναι η επιβάρυνση της ατμόσφαιρας των χωρών της Νότιας Ευρώπης σε τέτι βαθμό ώστε να πρκαλύνται υπερβάσεις των ριακών τιμών, των συγκεντρώσεων των αιωρύμενων σωματιδίων, πυ έχυν τεθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση για την πρστασία της ανθρώπινης υγείας (EC 1999). Μια άλλη σημαντική πηγή φυσικών ρύπων απτελεί και η καύση της βιμάζας. Με τν όρ αυτό αναφερόμαστε στις εκτεταμένες πυρκαγιές πυ λαμβάνυν χώρα σε δάση και λειβαδικές εκτάσεις και πυ δεν φείλνται στις ανθρώπινες δραστηριότητες. Τέτιες πυρκαγιές συναντάμε συχνά κατά τις θερινές περιόδυς τυ έτυς, λόγω των υψηλών θερμκρασιών πυ σημειώννται, είτε μετά από ισχυρές καταιγίδες, λόγω των κεραυνών (Μελάς 2000). Τέλς, αναφερόμενι στις φυσικές πηγές, θα ήταν υσιαστική παράληψη η μη αναφρά στη δράση των ηφαιστείων. Κατά την έκρηξη ενός ηφαιστείυ εκλύνται μεγάλες πσότητες τόσ σωματιδιακής ύλης, όσ και αερίων όπως τ διξείδι τυ θείυ, τ μεθάνι και τ υδρόθει. Επειδή ι κρατήρες των ηφαιστείων βρίσκνται σε μεγάλα ύψη, κατά τις εκρήξεις των ηφαιστείων τα σωματίδια μπρεί να εκτιναχθύν σε πλύ μεγάλ ύψς μέσα στην τρπόσφαιρα, ενδεχμένως δε και στη στρατόσφαιρα. Έχει παρατηρηθεί ότι σε μέτριες εκρήξεις ηφαιστείων, έχει σχηματισθεί αχλής (σκτεινιά) σε απόσταση 3000km μακριά από τ ηφαίστει. Η έκρηξη τυ ηφαιστείυ Krakatoa στις Ανατλικές Ινδίες τ 1983, επηρέασε τ κλίμα για πλλά χρόνια. Τ ίδι παρατηρήθηκε και κατά την έκρηξη τυ ηφαιστείυ της Αγίας Ελένης στα Β. Δ. των ΗΠΑ, τ 1980 και τ Οι εκρήξεις των ηφαιστείων ΕΙ Chichόn στ Μεξικό τ 1982 και Pinatubo στις Φιλιππίνες τ 1991 (Σχήμα 1.8) επίσης πρκάλεσαν επιδράσεις στ κλίμα ( products/38 clima.htm J

15 Εικόνα 1.8. Η έκρηξη τυ Mt. Pinatubo στις Φιλιππίνες, τ 1991, ήταν η μεγαλύτερη τυ 20υ αιώνα. Μετά από μια έκρηξη ηφαιστείυ απαιτύνται δύ περίπυ χρόνια ώστε να επανέλθυν ι τιμές των αερζόλ στα «καννικά» τυς επίπεδα ( html ). Έχει διαπιστωθεί ότι μετά από μια έκρηξη ηφαιστείυ απαιτύνται δύ περίπυ χρόνια ώστε να επανέλθυν ι τιμές των αερζόλ στα «καννικά» τυς επίπεδα ( html ) Ανθρωπγενείς Πηγές Τρεις είναι ι κυριότερες κατηγρίες ανθρωπγενών πηγών ρύπανσης: η βιμηχανική δραστηριότητα (συμπεριλαμβανμένυ και τυ τμέα παραγωγής ενέργειας), ι μεταφρές και ι κεντρικές θερμάνσεις. Η βιμηχανία απτελεί τη μεγαλύτερη πηγή αερίων ρύπων καθώς τ μεγαλύτερ μέρς της απτελείται από σταθμύς παραγωγής ενέργειας (Σχήμα 1.9). Οι μεγάλες πσότητες ρυκτών καυσίμων πυ χρησιμπιύνται δηγύν στην παραγωγή εξίσυ μεγάλων πστήτων διξειδίυ τυ θείυ και ξειδίων τυ αζώτυ. Επίσης, είναι η κυριότερη πηγή βαρέων μετάλλων σε πσστό πυ πλησιάζει τ 100%. Στην Ελλάδα είναι χαρακτηριστική η υπερ-συγκέντρωση των βιμηχανικών δραστηριτήτων στις περιχές των μεγάλων αστικών κέντρων της Αθήνας και της Θεσσαλνίκης. Ωστόσ, ειδικά για την Αθήνα, η συμμετχή της στ πρόβλημα της ατμσφαιρικής ρύπανσης στην πόλη είναι μικρής κλίμακας. Η χωρθέτησή της σε σχέση με τ αστικό συγκρότημα σε συνδυασμό με τις επικρατύσες μετεωρλγικές συνθήκες δεν επιτρέπυν τη συχνή μεταφρά ρύπων πρς τ κέντρ της πόλης. 15

16 Σχήμα 1.9. Η βιμηχανία απτελεί την κύρια ανθρωπγεvή πηγή αερίων ρύπων ( Μέσα στην πληθώρα των ρυπγόνων δραστηριτήτων μιας σύγχρνης πόλης, η χρήση τυ ιδιωτικύ αυτκινήτυ απτελεί ενδεχμένως τη σημαντικότερη ανθρωπγενή συνεισφρά στη ρύπανση μιας αστικής περιχής. Παρά τη μικρή, σχετικά, συνεισφρά κάθε μεμνωμένυ αυτκινήτυ, η ρύπανση από τ μεγάλ αριθμό των κυκλφρύντων αυτκινήτων λειτυργεί αθριστικά με απτέλεσμα να απτελεί τη μεγαλύτερη απειλή για τν υπβιβασμό της πιότητας τυ ατμσφαιρικύ περιβάλλντς των μεγαλυπόλεων. Όπως είναι γνωστό, η ισχύς πυ είναι απαραίτητη για την κίνηση τυ αυτκινήτυ, πρέρχεται από την καύση τυ καυσίμυ στν κινητήρα τυ (μηχανή εσωτερικής καύσης). Όμως, η ρύπανση πρέρχεται τόσ από τα πρϊόντα της καύσης (τα τυπικά εκλυόμενα από την εξάτμιση τυ αυτκινήτυ) καθώς και από την εξάτμιση τυ καύσιμυ, κυρίως στη διάρκεια της θερμής περιόδυ τυ έτυς, λόγω υψηλών θερμκρασιών. Θα πρέπει να πρστεθύν τα επαναιωρύμενα σωματίδια κατά την κυκλφρία, ιδίως σε μη ασφαλτστρωμένυς δρόμυς, όπως και αυτά πυ πρέρχνται κατά τη λειτυργία τυ συστήματς πέδησης. Η συνεισφρά της λειτυργίας των συστημάτων θέρμανσης στα πρβλήματα ατμσφαιρικής ρύπανσης έχει καθαρά επχικό χαρακτήρα και έγκειται στην παραγωγή καπνύ, διξειδίυ τυ θείυ και σε μικρότερ πσστό, ξειδίων τυ αζώτυ και τελευταία αιωρύμενων σωματιδίων (Σχήμα 1.10). Αν και ι ρύπι, πυ παράγνται σε ετήσια βάση από τη λειτυργία των συστημάτων θέρμανσης, απτελύν ένα μικρό πσστό σε σχέση με την παραγωγή των ίδιων ρύπων από άλλες πηγές, τ διξείδι τυ θείυ απτελύσε στις πρηγύμενες δεκαετίες τυ '70 και τυ ao, στις αστικές περιχές, δείκτη τυ συνλικύ φόρτυ της αέριας ρύπανσης μιας περιχής. Ακόμη σημαντικό στιχεί είναι ι μικρύ ύψυς καμινάδες πυ χρησιμπιύνται ι πίες αδυνατύν να διασπείρυν τυς ρύπυς στην ευρύτερη περιχή 16

17 με απτ έλεσμα να δημιυργύνται σε πλλέ ς π ε ριπτώσεις αυξημένα τπι κά πρβλήματα. Τ πρόβλημα της ρύπανσης, μ ε γάλων αστικών κ έντρων, από δ ι ξείδ ι τυ θείυ ε μφάνισ ε πρ ε ία β ε λ τίωσης, αφ ενός λόγω β ε λτίωσης της πιότητας των χρησιμπ ι ύμ ενων καυσίμων (χα μηλότ ε ρη π ε ρ ι ε κ τι κότητα σ ε θε ί ), α φ ε τ έ ρ υ λόγω τη ς αντι κα τάσταση ς τwν παλαιών κα υσ τή ρων μ ε ν έυ ς πυ λ ε ι τυργύν μ ε φυ σ ι κό αέ ρι. Παλαιότερα, ι αιχμ έ ς πυ παρατηρύνταν στις τιμές των ρύπων, παρυσιάζνταν τις πρώτες πρωιν έ ς και τις πρώτες βραδιν έ ς ώ ρ ε ς. Αν δε κατά τις ώρ ε ς της μ έ γιστης έ κλυσης διξε ι δίυ τυ θείυ επ ι κρατύσαν δ υ σμενείς μ ετεωρλ γ ικέ ς συνθήκες (π. χ. άπν ι α κα ι θερμκρασιακή αναστρφή), τότε πρκαλ είτ συσσώρευση τυ εκπεμπόμενυ διξειδίυ τυ θ ε ίυ πυ κατ έληγε στ σχηματισμό ν ε φών καπνμίχλης. Σχήμα Χρήση βιμάζας και άνθρακα για θέρμανση απτελεί έναν ακόμη ρυπγόν παράγντα πυ συντ ε λε ί στην επιβάρυνση της α τ μόσφαιρας αστι κών π ε ριχών { archiνe. html ) ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΙ ΡΥΠΟΙ Μνξείδι τυ άνθρακα Τ μνξε ίδ ι τυ άνθρακα (CO) είναι α έ ρι άχρωμ, άσμ, άγευστ και διαλύεται ελάχιστα σ τ νερό. Ε ίναι αναφλέξιμ και κα ίγεται μ ε μπλ ε φλόγα. Σ ε υψηλές συγκεντρώσεις (>100ppm) είναι και θανατηφόρ (Βασιλικιώτης 1989). Η πι σημαντική πηγή τυ είναι η ατελής καύση τυ άνθρακα και των υδργνανθράκων γενικότερα. Τ μεγαλύτερ πσστό τυ παγκόσμια ε κλυόμενυ CO πρέρχεται από την κυκλφρία των αυτκινήτων. 'Αλλες πηγέ ς εκπμπής CO ε ίναι τα ηφαίστεια, ι δασικέ ς πυρκαγιές και διάφρες βακτηριακές δράσεις. 17

18 Η τξική τυ δράση φείλεται στη μεγάλη χημική συγγένεια πυ έχει με την αιμγλβίνη (Hb), τη χημική υσία στα ερυθρά αιμσφαίρια πυ μεταφέρει ξυγόν από τυς πνεύμνες στα κύτταρα τυ σώματς και C0 2 από τα κύτταρα στυς πνεύμνες. Επιπτώσεις στην υγεία και τ περιβάλλν : Η αύξηση τυ CO στ αίμα επηρεάζει διάφρα ανθρώπινα όργανα και πρώτα - πρώτα αυτό στ πί η έ λλειψη ξυγόνυ έχει άμεσες συνέπειες, τν εγκέφαλ. Τα απτελέσματα είναι η μείωση της φυσικής και πνευματικής ικανότητας τυ ανθρώπυ. Είναι φανερό ότι τις συνέπειες αυτές υφίστανται ι δηγί αυτκινήτων πυ τ επάγγελμα τυς υπχρεώνει να κινύνται σε πλυσύχναστυς δρόμυς στενύς δρόμυς με πλυώρφα κτίρια και κακό αερισμό, δηλαδή υφίστανται τις επιπτώσεις τυ φαινμένυ της δικής χαράδρας. Επίσης, τα όργανα της τάξεως ή και άλλες κατηγρίες ανθρώπων πυ είναι υπχρεωμένι να περνύν πλλές ώρες σε κυκλφριακύς κόμβυς. Τ γεγνός αυτό πρέπει να παίρνεται υπόψη ώστε χρόνς παραμνής τυς να είναι κατά τ δυνατόν μικρότερς. Συνεχής έκθεση σε υψηλά επίπεδα συγκέντρωσης CO έχει ως απτέλεσμα ξαφνική απώλεια της συνειδήσεως χωρίς αναπνευστικές διαταραχές, πυ συνεχιζόμενη πρκαλεί τ θάνατ. Θάνατι από CO συνέβαιναν συχνά στ παρελθόν όταν κόσμς χρησιμπιύσε μαγκάλια για θέρμανση, διότι λόγω έλλειψης αρκετής πσότητας αέρα (02) δεν γίννταν τέλεια καύση με απτέλεσμα έκλυση CO τ πί επέφερε τ θάνατ. Ο καπνός τυ τσιγάρυ περιέχει μεγάλες συγκεντρώσεις CO, με απτέλεσμα να σχηματίζεται αρκετή πσότητα καρβξυαιμγλβίνης σε μικρό χρνικό διάστημα. Τ γεγνός αυτό πρέπει να τ παίρνει σβαρά υπόψη κανείς, όταν μάλιστα ζει στ περιβάλλν μιας πόλεως όπυ η ατμόσφαιρα είναι επιβαρημένη με διάφρυς αέριυς ρύπυς η συνεργιστική δράση των πίων, σε πλλές περιπτώσεις, δεν έχει ακόμα εκτιμηθεί. Καθαρή ατμόσφαιρα πλύσια σε ξυγόν έχει ως απτέλεσμα να καθαρίζεται άνθρωπς από την καρβξυαιμγλβίνη πυ υπάρχει στ αίμα τυ. Είναι φανερή επμένως και γι αυτό τ λόγ η σημασία των εξρμήσεων τ Σαββατκύριακ στην εξχή. Ο περιρισμός της ρύπανσης από CO της ατμόσφαιρας των αστικών κυρίως περιχών έχει άμεση σχέση με τν περιρισμό των εκπμπών από τα αυτκίνητα, γεγνός πυ μπρεί να επιτευχθεί τόσ με την καλύτερη λειτυργία τυ κινητήρα, όσ και με τη χρησιμπίηση ειδικών αντιδραστήρων μέσα από τυς πίυς διχετεύνται τα καυσαέρια Για την εκτίμηση των επιπτώσεων τυ μνξειδίυ τυ άνθρακα στη δημόσια υγεία έχει καθιερωθεί διεθνώς να λαμβάνεται υπόψη η κτάωρη συγκέντρωση τυ μνξειδίυ τυ άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Η επιλγή αυτής της διάρκειας φείλεται στ γεγνός ότι απαιτείται χρνικό διάστημα 4 έως 12 ωρών για να επέλθει ισρρπία μεταξύ της συγκέντρωσης τυ μνξειδίυ τυ άνθρακα στν εισπνεόμεν αέρα 18

19 και της καρβξυαιμγλβίνης (ένωσης αιμγλβίνης και μνξειδίυ τυ άνθρακα).τ πσστό της καρβξυαιμγλβίνης στ αίμα, πυ πρτείνει η Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας (ΠΟΥ) σαν ανεκτό για την πρστασία τυ γενικύ πληθυσμύ, συμπεριλαμβανμένων και των ευαίσθητων μάδων, είναι 2.5-3%.Τ πρτεινόμεν από την ΠΟΥ όρι για τ μνξείδι τυ άνθρακα στην ατμόσφαιρα είναι 10mg/m 3, συγκέντρωση πυ αντιστιχεί σε πσστό καρβξυαιμγλβίνης στ αίμα ίση με 1.60% (σημαντικό περιθώρι ασφαλείας).στην Ελλάδα τ θεσμθετημέν όρι επιφυλακής υπηρεσιών για την περιχή της Αθήνας είναι τα 15mg/m 3, πυ αντιστιχύν σε ένα πσστό καρβξυαιμγλβίνης στ αίμα ίσ με 2.25%, γεγνός πυ δεν αφήνει πρακτικά κανένα περιθώρι ασφαλείας (bttp:// Η Ευρωπαϊκή Ένωση δεν έχει εκδώσει ακόμη Οδηγία με την πία να καθρίζνται ι ριακές και κατευθυντήριες τιμές για τις συγκεντρώσεις μνξειδίυ τυ άνθρακα στην ατμόσφαιρα, τα περισσότερα όμως ευρωπαϊκά κράτη έχυν θεσπίσει σαν ριακή τιμή της πιότητας της ατμόσφαιρας τ πρτεινόμεν όρι από την ΠΟΥ, πυ είναι 1 Omg/m Διξείδι τυ θείυ (502) Τ διξείδι τυ θείυ είναι ανόργανη χημική ένωση με τύπ S0 2 Τ διξείδι τυ θείυ (S0 2 ) είναι ένας από τυς κύριυς ρύπυς των αστικών περιχών. Είναι αέρι, άχρωμ, με χαρακτηριστική δυσάρεστη σμή. Τ διξείδι τυ θείυ απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα κατά τις εκρήξεις των ηφαιστείων, ενώ άλλες σημαντικές ανθρωπγενείς πηγές διξειδίυ τυ θείυ είναι η διύλιση πετρελαίυ και η βιμηχανική κατεργασία θειύχων ενώσεων. Επιπτώσεις στην υγεία και τ περιβάλλν : Ως ευδιάλυτ, απρρφάται από τα υγρά στ ανώτερ κυρίως τμήμα τυ αναπνευστικύ συστήματς πρκαλώντας έκκριση βλέννας. Τελικά, πλύ μικρό πσστό φτάνει καννικό στ κατώτερ αναπνευστικό σύστημα. Σε συνδυασμό με τν καπνό και τα σωματίδια, με τα πία συνήθως συνυπάρχει, μεταφέρεται στυς πνεύμνες. Διαλύεται στην υγρασία τυ ατμσφαιρικύ αέρα μετατρεπόμεν σε θειώδες ξύ. Σε ξηρό αέρα ξειδώνεται σε S0 3, τ πί μετατρέπεται σε θειικό ξύ HzS04, κύρι συστατικό της όξινης βρχής. Όξινη βρχή νμάζεται τ φαινόμεν των ασυνήθιστα όξινων μετεωρλγικών κατακρημνισμάτων, όπως για παράδειγμα βρχή, χαλάζι, χιόνι, μίχλη, πάχνη, έως και ξηρή σκόνη (Σχήμα 1.11). Τ επίθετ «ασυνήθιστα» χρησιμπιείται, γιατί συνήθως και η γήινη βρχή έχει όξιν χαρακτήρα, λόγω της διάλυσης σε αυτήν αερίων συστατικών της με όξινη συμπεριφρά, όπως τ διξείδι τυ άνθρακα (C02). Η όξινη βρχή επιφέρει καταστρφικά απτελέσματα σε ικσυστήματα, καλλιέργειες, πλιτιστικά μνημεία αλλά και περιυσιακά στιχεία των πλιτών. Οι βαριές επιπτώσεις τυ 19

20 φαινμένυ ανάγκασαν, τα τελευταία χρόνια, πλλές κυβερνήσεις να επιβάλλυν νόμυς και άλλα μέτρα με σκπό τη μείωση, τυλάχιστν, τυ φαινμένυ και άρα των επιπτώσεών τυ. Η όξινη βρχή έχει έντνες επιπτώσεις στα φυσικά ικσυστήματα (δάση, υδρβιότπυς, έδαφς), σκτώνντας άμεσα ή έμμεσα διάφρες μρφές ζωής, αλλά και στα ικιστικά ικσυστήματα, διαβρώνντας ιστρικά μνημεία, πρκαλώντας ζημ ί ες σε κτίρια και χήματα, αλλά και βλάπτντας άμεσα την ανθρώπινη υγεία. Emissions Effects Σχήμα Ο κύκλς της όξινης βρχής ( http : //cenνironment.bloqspot.gr/2009/11 /epaproposi ng-stronqer -sulfu r-di χί de. html). Η πτώση τυ ph στα επιφανειακά ύδατα από την όξινη βρχή έχει δραματικές επιπτώσεις σε πλλά υδρόβια είδη ζωής και ιδιαίτερα στα αυγά ή τα νεγνά τυς, πυ συνήθως είναι πι ευαίσθητα. Η αντιμετώπιση τυ πρβλήματς γίνεται με πρσθήκη ασβεστόλιθυ. Αυτή η διαδικασία έχει χρησιμπιηθεί εκτενώς σε λίμνες στη Νρβηγία και τη Συηδία. Μια διαδικασία ιδιαίτερα δαπανηρή, η πία πρέπει να γίνεται επαναλαμβανόμενα για να απτρέψει τ νερό να ξαναγυρίσει στην όξινη κατάσταση. Θεωρ ε ίται μια βραχυπρόθεσμη επιδιόρθωση σε συγκεκριμένες περιχές και όχι μια πρσπάθεια μείωσης ή εξάλειψης της μόλυνσης. Επιπλέν, δεν λύνει ευρύτερα πρβλήματα, όπως την αλλαγή της σύστασης τυ εδάφυς, τη μείωση της ρατότητας, την καταστρφή των υλικών και τις επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Ωστόσ, συχνά επιτρέπει στα ψάρια να παραμείνυν σε μια λίμνη, έτσι 20

21 ώστε ενδγενής πληθυσμός να επιζήσει σ αυτό τ μέρς έως ότυ να μειωθεί η εκπμπή ρύπων και η απόθεση ξέων στην περιχή ( http : // gr/periνallontiki/teacher6 6.html ). Τ έδαφς βλάπτεται σβαρά από την όξινη βρχή. Πλλές μρφές ζωής δεν αντέχυν τ χαμηλό ph και εξντώννται. Επ ί σης τα ξέα διαλύυν και ενεργπιύν βαρέα μέταλλα και άλλες τξίνες με ακόμη χειρότερα απτελέσμα τ α. Ωστόσ, ρισμένα αλκαλικά εδάφη εξυδετερώνυν, εν μέρει τυλάχιστν, τ φαινόμ εν ( http : //el. wikipedia. org/wikifoξινn Βρχή). Τα δυσμενή απτελέσματα μπρύν να αφρύν άμεσα την ίδια την όξινη βρχή, ή έμμεσα, όπως τα απτελέσματα τυ ξέ ς στ έδαφς. Τα δάση υψηλύ ύψυς είναι ιδιαίτερα τρωτά όπως περιβάλλνται συχνά από όξινη μίχλη πυ είναι πι όξινη από τη βρχή. Τα υπόλιπα φυτά, καθώς και ι ανθρώπινες καλλιέργειες επίσης βλάπτνται σβαρά από την όξινη βρχή, αλλά ι ζημιές στα τελευταία μειώννται με τη χρήση λιπασμάτων πυ βηθύν τα φυτά να επυλώσυν τις πληγές τυς, ή μιγμάτων λιπασμάτων με ασβεστόλιθ, πυ εξυδετερώνει τα ξέα τυ εδάφυς, Έχει απδειχθεί όμως ότι η τακτική αυτή, εκτός από πλυέξδη, είναι συχνά βλαβερή αν εφαρμστεί στα φυσικά ικσυστήματα ( http : //el. wikipedia. org/wikifoξινn Βρχό ). Σχήμα Καταστρφή μνημείων από την όξινη βρχή ( Η όξινη βρχή μπρεί επίσης να πρκαλέσει τη ζημία σε ρισμένα ικδμικά υλικά και ιδιαίτερα σε ιστρικά μνημεία (Σχήμα 1.12). Αυτό συμβαίνει όταν αντιδρά χημικά τ θειικό ξύ της όξινης βρχής με τις ενώσεις ασβεστίυ στα πετρώματα (ασβεστόλιθς, ψαμμίτης, μάρμαρ και γρανίτης) για να δημιυργήσει ευδιάλυτ και εύθρυπτ γύψ : Επίσης, η όξινη βρχή είναι δυνατόν να πρκαλέσει διάβρωση και ξείδωση μεταλλικών κατασκευών. 21

22 Τέλς, απτελέσματα επιδημιλγικών μελετών έχυν επιβεβαιώσει και άμεσες βλάβες στην ανθρώπινη υγεία από τ διξείδι τυ θείυ. Πι συγκεκριμένα, υπστηρίζεται ότι επιβαρύνεται η αναπνευστική λειτυργία σε ανθρώπυς με πρδιάθεση άσθματς (Glantz 1993, Seaton et al. 1995, Katsoυyanni et al. 1997, Paliatsos et al. 2006a) Αιωρύμενα Σωματίδια Ως αιωρύμενα σωματίδια (Sυspended Particulate Matter - SPM) χαρακτηρίζυμε κάθε σώμα, στερεό ή υγρό, εκτός τυ ύδατς, πυ βρίσκεται σε διασπρά και έχει διάμετρ μεγαλύτερη από Ο.0002μm και μικρότερη από 500μm περίπυ. Η σκόνη, καπνός, η ιπτάμενη τέφρα απτελύν χαρακτηριστικά παραδείγματα αιωρύμενων σωματιδίων. Κάπια σωματ ί δια είναι αρκετά μεγάλα ή σκυρόχρωμα, ώστε καθίστανται ρατά σαν καπνός, ενώ άλλα είναι τόσ μικρά πυ δύνανται να ανιχνευθύν μόν με ηλεκτρνικό μικρσκόπι. Ορισμένα σωματίδια διαφεύγυν απευθείας από τις πηγές τυς, όπως ι καπνδόχι και τα αυτκίνητα. Σε άλλες πάλι περιπτώσεις, α έ ρια όπως CO, S0 2, ΝΟ χ και VOC αντιδρύν με διάφρες ενώσεις τυ αέρα και δημιυργύν έτσι τα λεπτόκκκα σωματίδια. Η φύση τυς και η χημική σύστασή τυς πικίλλει, και εξαρτάται από την τπθεσία, την επχή τυ χρόνυ και τις καιρικές συνθήκες. Διαχωρισμός των αιωρύμενων σωματιδίων (με βάση τη διάμετρ τυς): Τα αιωρύμενα σωματ ίδια δεν είναι ένας ενιαίς ρύπς, αλλά μάλλν είναι ένα μίγμα πλλών ρύπων. Μέτρ της πρσρφητικής ικανότητας των σωματιδίων απτελεί η ειδική επιφάνειά τυς, η πία αυξάνει όσ μειώνεται η διάμετρς των σωματιδίων. Αυτό συγκλ ίνει κ αι με τις τελευταία δημσιευμένες έρευνες (πρόγραμμα CAFE (Clear Air For Eυrope), ΠΟΥ, πρακτική στις ΗΠΑ και Ιαπωνία) σύμφωνα με τις πίες τα πι επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία σωματίδια είναι αυτά με την μικρότερη διάμετρ(ρμ2,5), διότι εισέρχνται στυς μικρότε ρυς βρόγχυς των πνευμόνων και μια σχετικά υψηλή και διαρκής έκθεση σε ΡΜ2. 5 είναι περισσότερ επιβλαβής για την υγεία από ότι μια ευκαιριακή υψηλή επιβάρυνση. Τα αιωρύμενα σωματίδια περιλαμβάνυν σωματίδια με διαφρετική τ καθένα μρφή και σχήμα. Έτσι, η γεωμετρική τυς διάμετρς δεν μπρεί να περιγράψει τις διαστάσεις τυς και δεν επιτρέπει τη μελέτη των ιδιτήτων των σωματιδίων. Με τν όρ «αερδυναμική διάμετρς» ρίζεται η διάμετρς πυ πρέπει να έχει ένα σφαιρικό σώμα πυκνότητας 1g/cm 3, ώ σ τ κ ά τω απ τι r ι ς υν θ ή κ ς ν α έ χ ε ι την ίδ ι ταχ ύτητα κα θ ί ζ ηση ς μ τ υπό εξ "τασ η σω μ ατ ί δ ι (Samet and Krewski aoo7, IJoGkery et a l ι 1993) Η α ε ρδ υν α μ ικ ή δ ι ά μ ε τρ ς ά ρ α τ μ έ γ θ τwν α ιwρ ύμ ε νwν σw μ α τιδ ί ων, ε ίνα ι αυτό πυ καθρίζ ε ι τ χρ όν παραμ νή τ υ ς στ ην ατ μ όσφ αιρα όπω ς κα ι τις φυσ ι κ έ ς κα ι χη μι κ έι; ι δ ι ό τ η τές τυ ς. Έ τσ ι, μ έ σ χρόν 22

23 ζωής τυς στην κατώτερη τρπόσφαιρα είναι πέντε ημέρες, ενώ στην ανώτερη τρπόσφαιρα φθάνει τν ένα μήνα. Όταν τα σωματίδια βρεθύν στη στρατόσφαιρα π.χ. λόγω έκρηξης ηφαιστείυ, χρόνς παραμνής τυς φθάνει τα 2-3 χρόνια. Τ μεγαλύτερ μέρς της μάζας των αερλυμάτων βρίσκεται στην κατώτερη τρπόσφαιρα. Αυτό φείλεται στ γεγνός ότι ι σημαντικ έ ς ε κπμπές βρίσκνται κντά στ έδαφς, πότε ι μικρί σχετικά χρόνι παραμνής των αερλυμάτων στην ατμόσφαιρα δεν αφήνυν μεγάλα χρνικά περιθώρια για τη μεταφρά τυς σε μεγαλύτερα ύψη. Αρχικά, ι μετρήσεις αιωρύμενων σωματιδίων αναφερόταν στα λικά αιωρύμενα σωματίδια (Total Sυspended Particulates, TSP), δίχως να γίνεται διαφρπίησή τυς ανάλγα με τ μέγεθός τυς. Η πρσέγγιση αυτή ωστόσ, εξελίχθηκε με την ανάπτυξη της τεχνλγίας και την ανακάλυψη των διαφρετικών ε πιπτώσεων των σωματιδίων ανάλγα με την αερδυναμική τυς διάμετρ. Τ πρωταρχικό μέτρ TSP αντικαταστάθηκε με τα ΡΜ 10, δηλαδή τα αιωρύμενα σωματίδια με αερδυναμική διάμετρ μικρότερης των 1 Ομm. Μελέτες πυ αφρύν στην μεταφρά και τν μετασχηματισμό των αιωρύμενων σωματιδίων πρτείνυν τν ακόλυθ διαχωρισμό : Αιωρύμενα σωματίδια διαμέτρυ μεταξύ 2.5 και 10μm, χαρακτηρίζνται ως χνδρόκκκα σωματίδια, ΡΜ 2. 5., 0 ("coarse" particles). Τα χνδρόκκκα σωματ ί δια έχυν διάφρες πηγές πρέλευσης, όπως από τη σκόνη πυ μεταφέρεται με τν άνεμ, από χήματα τα πία κινύνται σε άστρωτυς δρόμυς, από μηχανήματα βιμηχανιών συμπιέσεως, λιωσίματς και τρχισμύ διαφόρων υλικών, αλέσματς, κ.ά. Σχηματίζνται υπό την επίδραση, κυρίως, μηχανικών δυνάμεων, όπως η τριβή και η σύνθλιψη. Σωματίδια σκόνης ή χώματς πρέρχνται από την κίνηση τυ ανέμυ, ή από άλλες μηχανικές δράσεις της περιχής. Γύρη και σπόρι απαντώνται ως μ έ ρη των χνδρόκκκων σωματιδίων, και κυριαρχύν ιδιαιτέρως υλικά γεωλγικής πρελεύσεως. Τα ΡΜ 10 επμένως, απτελύνται από λεπτμερώς διαχωρισμένη ανόργανη ύληρυκτά, όπως ξείδια τυ αργιλίυ, πυρίτι, σίδηρ και κάλι. Αιωρύμενα σωματίδια διαμέτρυ μικρότερης των 2. 5μm (<2. 5μm) αναφέρνται ως λεπτόκκκα σωματίδια, ΡΜ 2. 5 ("fine" particles). Ως μέτρ σύγκρισης, να αναφερθεί πως μία ανθρώπινη τρίχα έ χει διάμετρ περίπυ 70μm. Απδίδνται στα σχηματιζόμεν από την αέρια φάση σωμάτια, με διαδχικές συσσωρεύσεις, συμπύκνωση, μεταφρά ή καύση, και αρχικά έχυν διάμετρ περίπυ Ο. 05μm. Αναφέρνται ως πλύ λεπτόκκκα σωματίδια (ultra fine) ή πυρήνες σωματιδίων (nuclei mode ή νery fine nuclei). Τα PM2.s πρκύπτυν από πλλές, διαφρετικές πηγές, όπως από τα καυσαέρια των αυτκινήτων, από διάφρες βιμηχανικές εγκαταστάσεις, από εργστάσια παραγωγής ηλεκτρικής εν έ ργ ε ιας, καθώς επί σης και από ικιακ έ ς ε στί ε ς φωτιάς, τζάκια, φύρνυ ς 23

24 κ. ά., πότε έ τσι η σύστασή τυ ς πι κ ίλλ ε ι. Δημιυργύν τα ι επίση ς από α έ ρια πυρανάφλεξης, τα πία μετατρέπνται με χημικό τρόπ σε σωματ ί δια. Επιπτώσεις στην υγεία και τ περιβάλλν : Η Αμ ε ρικανικ ή Υπηρ ε σ ί α πρ στασία ς πε ριβάλλν τ ς ( E nν ironmenta l Protection Agency - ΕΡΑ) δίνει μία νέα διάσταση και επικεντρώνεται πλέ ν, σε ακόμη μικρότ ερα σωματ ί δια, τα πία διεισδύυν βαθύτερα στυς πνεύμνες και πρκαλύν πλήθς συμπτωμά των. Οι μέχρι τώρα έ ρ ε υν ε ς, δ εί χνυν ότι σωμ ά τια αυτής της τάξ εως μ εγέ θυς (< 2. 5μm) απτ ελύνται από πικίλες πσότητες θειϊκών (So/ ) και νιτρικών (ΝΟ 3) ιόντων, ιόντων αμμωνίυ, άνθρακα, ργανικών ενώσεων τυ άνθρακα, ύδατς, καθώς και μικρών πστήτων χώματς, σκόνης, ενώσεων τυ μλύβδυ και ίχvη άλλων. Τ ε ίδς, αυτύ τυ μεγ έ θυ ς των σωματιδίων, πρ έ ρχ ε ται κυρίως από τ ην ανθρώπινη δραστηριότητα. Οι επιδράσεις των αιωρύμενων σωματιδ ί ων ε ίναι σημαντικ έ ς και πικιλόμρφες σε όλυς τυς τμείς τυ περιβάλλντς, ενώ ειδικότερα στην υγεία εξαρτώνται από τη διάμετρό τυς, τ η χημι κ ή τυ ς σύστα ση καθώς κα ι από τ ην ύπαρ ξ η άλλων ρύπων, μ ε τ υ ς πί υ ς δρ υν συνεργιτικά. Σ ύμφωνα μ ε μελ έ τη τυ Ευρωπdfκύ Οργανισμύ Π ε ριβάλλντς ( Ε Ε Α 2009), κατά τη δ ι ά ρκ ε ια τυ έτυ ς 2005 κα τ αγράφηκαν στην Ε υρώπ η π ερίπυ πρ όωρι θάνα τ ι ατόμων πυ εκτέθηκαν σε αιωρύμενα σωματίδια. Από αυτύς περίπυ 1300 θάνατι ανά εκατμμύρι κατίκυς αντιστιχύν στη χώρα μας. Συνλικά στη Γηραιά Ήπ ε ιρ τ 9% των π λι τών έχ ε ι εκτ ε θ εί σε μ έ σες ε τή σ ι ες συγ κεν τ ρώσε ις α ιωρ ύμ ε νων σω ματι δίων π υ ξ επερνύν τ ην ριακή τιμή πυ έ χ ε ι ρισ τε ί από τ ην Ε υρωπαϊκή Ένωση. Σε έ ξι χώρ ε ς όμως - Ελλάδα, Αλβανία, Βυλγαρία, Κύπρς, ΠΓΔΜ και Ρυμανία - υπλγ ί ζεται ότι τ ένα τέταρτ και πλέν τυ πληθυσμύ εκτίθεται σε συγκεντρώσεις αιωρύμενων σωματιδίων πάνω από τι ς θ εσμθ ετημ έν ες ριακ ές τιμές ( ΕΕΑ 2009). Ε πιπλ έ ν, όπω ς δ ε ίχνυ ν τα στιχ ε ία τυ Παγκόσμιυ Οργανισμύ Υγείας (ΠΟΥ), περίπυ τ 28% τυ πληθυσμύ της Ευρώπης εισπνέει για περισσότερες από 35 ημέρες τν χρόν συγκεντρώσεις σωματιδίων ΡΜ 10 πάνω από τ όρι των 50μg/m 3, δηλαδή πάνω από τη θ ε σμθετημ ένη ημ ε ρήσια ριακή τιμή συγκέντρωσης με βάση την Οδηγ ία 2008/50/ΕΚ Οξείδια τυ αζώτυ Με τν όρ ξείδια τυ αζώτυ εννύνται τ μνξείδι τυ αζώτυ (ΝΟ) και τ διξείδι τυ αζώτυ (ΝΟ 2 ) πυ εμφανίζνται στν αέρα. Τ άζωτ, πυ απτελεί τ 78% της κατ' όγκ π ε ρι ε κτι κότ ητας της ατμόσφαιρα ς, σχηματ ί ζει διάφρα ξε ί δια κατά τη λ ε ιτυργ ί α όλων των μηχανών εσωτερι κ ής κ αύσ εως (π. χ. αυτκ ίνητα) και τ ων μνάδων παραγωγής εν έ ργειας πυ 24

25 για τη λειτυργία τυς χρησιμπιύνται ρυκτά καύσιμα. Η κύρια ένωση τυ αζώτυ πυ παράγεται κατά λειτυργία των αυτκινήτων είναι τ μνξείδι τυ αζώτυ (ΝΟ). Όσ ψηλότερη είναι η θερμκρασία της καύσεως, τόσ μεγαλύτερη είναι και η πσότητα τυ ξειδίυ τυ αζώτυ πυ εκλύεται. Τ σχηματιζόμεν μνξείδι τυ αζώτυ αντιδρά, σε διάστημα μερικών δεκάδων λεπτών, με τ ξυγόν της ατμόσφαιρας, παράγντας διξείδι τυ αζώτυ ( el.wik i pedia. org/wiki/oξείδια τυ αζώτυ (ΝΟχ )) : 2ΝΟ ΝΟ2 Τ μνξείδι τυ αζώτυ είναι αέρι άχρωμ και άσμ. Αντίθετα, τ διξείδι έχει δριμεία μυρωδιά και κόκκιν-κίτριν-καστανό χρώμα. Μαζί με τα αιωρύμενα σωματίδια στην ατμόσφαιρα μειώνει τη φωτεινότητα και απτελεί κύρι συστατικό για τη δημιυργία της φωτχημικής αιθαλμίχλης. Επιπτώσεις στην υγεία και τ φυσικό περιβάλλν: Έκθεση μικρής διάρκειας (π.χ. για λιγότερ από 3 ώρες) σε τρέχντα επίπεδα ΝΟ 2, πιθανόν να δηγήσει σε δυσλειτυργίες της αναπνευστικής ανταπόκρισης και αύξηση των πσστών εμφάνισης αναπνευστικών νόσων, όπως τ παιδικό άσθμα (5-12 ετών). Παρατεταμένη έκθεση πρκαλεί ευαισθησία τυ αναπνευστικύ συστήματς και δύναται να δηγήσει σε σβαρές, μόνιμες αλλιώσεις των πνευμόνων (www. erqoereνnitiki.gr/ N02. htm ) Τα ξείδια τυ αζώτυ συμμετέχυν στην εμφάνιση πικιλίας αρνητικών επιπτώσεων στ περιβάλλν, όπως ι σημαντικές αλλαγές στη σύσταση ρισμένων ειδών βλάστησης υδρβιτόπων και χερσαίων εκτάσεων, τ σχηματισμό της όξινης βρχής, την ξίνιση υδάτινων συστημάτων, την πρόκληση ευτρφισμύ σε υδάτινα συστήματα, τη μείωση της ρατότητας στην ατμόσφαιρα σε συνθήκες φωτχημικής αιθαλμίχλης, την αύξηση των επιπέδων τξικότητας σε διάφρα υδάτινα ικσυστήματα με απτέλεσμα την «εκδίωξη» των διαφόρων ειδών ψαριών και άλλων υδρόβιων ζώων πυ ζυν σε αυτά και σε ακραίες περιπτώσεις τξικότητας την πρόκληση τυ θανάτυ τυς (Παλιατσός 2009) Επιφανειακό Όζν Τ όζν (0 3 ) είναι αλλτρπική μρφή τυ ξυγόνυ και είναι ένας από τυς δευτεργενείς ρύπυς της ατμόσφαιρας. Είναι αέρι άχρωμ, βαρύτερ τυ αέρα με δριμεία σμή και με ισχυρή ξειδωτική δράση. Η χημική αντίδραση τυ σχηματισμύ τυ βασίζεται στη φωτόλυση τυ διξειδίυ τυ αζώτυ σε μήκη κύματς λ<380 nm πότε παράγεται τ ατμικό ξυγόν (Ο) πυ αντιδρά πλύ γρήγρα με τ ελεύθερ ξυγόν τυ αέρα για να σχηματισθεί όζν. Αυτή η φωτχημική παραγωγή τυ όζντς γίνεται κάτω από κάτω από συνθήκες έντνης ηλιακής δραστηριότητας και υψηλής θερμκρασίας. Συνεπώς, τ επιφανειακό όζν είναι 25

26 δευτεργενής ρύπς πυ υπεισέρχεται σε λόκληρη σειρά φωτχημικών αντιδράσεων στις πίες μεγάλη σημασία έχυν και ι εκλυόμενι, στην ατμόσφαιρα, υδργνάνθρακες. Επιπτώσεις στην υγεία και τ φυσικό περιβάλλν: Η σημασία των επιπτώσεων τυ επιφανειακύ όζντς στην ανθρώπινη υγεία, τ ζωικό πληθυσμό, την ανάπτυξη των φυτών, καθώς και τ σημαντικό τυ ρόλ στ ενεργειακό ισζύγι της τρπόσφαιρας έχυν αναφερθεί στη διεθνή βιβλιγραφία (Liρpmann 1991, Schenone and Lorenzini 1992, Braυer and Brook 1997). Έκθεση μικρής χρνικής διάρκειας (1-3 ωρών) και παρατεταμένης διάρκειας (6-8 ωρών) σε περιβάλλν όζντς έχει συνδεθεί με μεγάλ αριθμό σβαρών επιπτώσεων στην υγεία, για παράδειγμα, επείγντα περιστατικά με αναπνευστικά πρβλήματα. Επαναλαμβανόμενη έκθεση σε όζν πρκαλεί στυς ανθρώπυς πόνυς στ στέρν, επίμν βήχα, επιδείνωση πρϋπαρχόντων αναπνευστικών νσημάτων όπως τ άσθμα, σβαρές φλεγμνές των πνευμόνων, ακόμη και μη αναστρέψιμες βλάβες αυτών, πυ τελικά δηγύν σε πρόωρη γήρανση και/ή σε χρόνιες αναπνευστικές ασθένειες. Παιδιά τα πία παίζυν στην ύπαιθρ και άτμα πυ εργάζνται σε εξωτερικύς χώρυς κατά τυς καλκαιρινύς μήνες, όταν δηλαδή ι συγκεντρώσεις τυ όζντς είναι στα υψηλότερα επίπεδα, κινδυνεύυν άμεσα από την εκδήλωση τέτιων συμπτωμάτων ( php ). Τ επιφανειακό όζν είναι ένας ατμσφαιρικός ρύπς πυ βρίσκεται παντύ και θεωρείται υπεύθυνς για τν τραυματισμό των φύλλων, για τις μειώσεις της συγκμιδής και της παραγωγής σπόρυ, και την ανικανότητα αύξησης των δασικών δέντρων (Cheνone and Linzon 1988, Krupa and Manning 1988, Pye 1988, Velissariou et al. 1992, Fuhrer et al. 1997, Lefohn et al. 1997, Jackson et al. 2000, Fumagalli et al. 2001). Τ επιφανειακό όζν επιδρά στη βλάστηση και στα ικσυστήματα, δηγώντας στην υπβάθμιση των αγρτικών εδαφών, στη μείωση της παραγωγικότητας λαχανικών με ταυτόχρνη αύξηση των ασθενειών των φυτών, στην εμφάνιση εντόμων. Καταστρέφει τ φύλλωμα των δέντρων κι έτσι την αισθητική των δασών και των πάρκων. Πρηγύμενες μελέτες πυ ανέλυσαν τα επίπεδα τυ επιφανειακύ όζντς τόσ στην περιχή Αλιάρτυ-Βιωτίας, όσ και στην περιχή τυ Βόλυ, διαπίστωσαν αρνητικές επιπτώσεις στη συγκμιδή γεωργικών πρϊόντων στις υπό μελέτη περιχές (Paliatsos et al. 2006b, Proias et al 2012). 2. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΥΣ ΔΕΙΚΤΕΣ Τα τελευταία χρόνια παρατηρύνται συχνά υπερβάσεις των ρίων πιότητας της ατμόσφαιρας, όπως αυτά έχυν καθριστεί από την Ε. Ε. και την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας (ΠΟΥ). Αυτή λιπόν η συχνή εμφάνιση τέτιων υπερβάσεων, έχει σαν απτέλεσμα την 26

27 επιδείνωση της πιότητας της ατμόσφαιρας αστικών περιχών, γεγνός πυ συνδέεται άμεσα με την υγεία των κατίκων αυτών των περιχών. Από σχετικές μελέτες πυ ήδη έχυν πραγματπιηθεί, έχει διαπιστωθεί ότι η πιότητα της ατμόσφαιρας εξαρτάται τόσ από τις κατά τόπυς επικρατύσες μετεωρλγικές συνθήκες, όσ και από τις ιδιαιτερότητες των υπό μελέτη περιχών. Είναι γνωστό ότι χρησιμπιύνται διάφρα κριτήρια για την απτίμηση της πιότητας της ατμόσφαιρας σε ρυπασμένες περιχές. Λόγω της ανμιμρφίας των χρησιμπιύμενων κριτηρίων, σε παγκόσμια κλίμακα, έχυν εισαχθεί διάφρι περιβαλλντικί δείκτες, των πίων η χρήση καθιστά δυνατή την απτίμηση της πιότητας της ατμόσφαιρας μιας περιχής. Ένας περιβαλλντικός δείκτης είναι μια αριθμητική ή περιγραφική κατηγριπίηση μεγάλυ αριθμύ περιβαλλντικών παραμέτρων, με αντικειμενικό σκπό την παρχή δυνατότητας για εξαγωγή πληρφριών πυ μπρύν να καταστύν χρήσιμες στυς σχετιζόμενυς με την αξιλόγηση της πιότητας της ατμόσφαιρας και τη λήψη των κατάλληλων απφάσεων. Επίσης, ι περιβαλλντικί δείκτες παρέχυν τη δυνατότητα καλύτερης απτίμησης της πιότητας της ατμόσφαιρας, δημιυργώντας παράλληλα δίκτυ λκληρωμένυ συστήματς διαχείρισης πληρφριών και επιστημνικής τυς ανάλυσης (Canter 1996, Thom and Ott 1976, Tunsta/11979, Washington 1984) Πρότυπς Δείκτης Ρύπανσης Ένας περιβαλλντικός δείκτης, κατάλληλς για την εκτίμηση της πιότητας τυ ατμσφαιρικύ αέρα μιας περιχής, είναι πρότυπς δείκτης ρύπανσης (PSI) πυ πρτάθηκε από την Αμερικανική Υπηρεσία Πρστασίας τυ Περιβάλλντς (U.S. Enνironmental Protection Agency και για συντμία ΕΡΑ), περίπυ στα μέσα της δεκαετίας τυ '70 (Ott and Hunt 1976, Ott and Thom 1976, Thom and Ott 1976), με αντικειμενικό σκπό την τυππίηση των εκθέσεων πυ αναφέρνταν στην ατμσφαιρική ρύπανση. Επίσης, η χρησιμπίηση αυτύ τυ δείκτη απβλέπει στη διευκόλυνση των συγκρίσεων πυ σχετίζνται με την πιότητα της ατμόσφαιρας διαφρετικών γεωγραφικών περιχών. Ο δείκτης PSI είναι σύνθετς δείκτης πυ υπλγίζεται από τις συγκεντρώσεις όζντς, διξειδίυ τυ αζώτυ, διξειδίυ τυ θείυ, μνξειδίυ τυ άνθρακα και αιωρυμένων σωματιδίων. Ο δείκτης PSI μετατρέπει τις συγκεντρώσεις των ατμσφαιρικών ρύπων σε απλές αριθμητικές τιμές πυ κυμαίννται από Ο μέχρι 500 και αυτές με τη σειρά τυς αντιστιχίζνται σε κατηγρίες πιότητας της ατμόσφαιρας (Πίνακας 2.1 ). Οπότε ι τιμές τυ δείκτη PSI καθρίζυν την πιότητα της ατμόσφαιρας σύμφωνα με σχετικό πίνακα απτίμησης. 27