ΦΥΣΙΚΗ ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Ενότητα: Φυσική Ατμοσφαιρικού Περιβάλλοντος -2 Δημήτρης Μελάς Καθηγητής
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠAΝΣΗ Ορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Ατμοσφαιρική ρύπανση ονομάζεται η παρουσία στην ατμόσφαιρα ρύπων, δηλαδή κάθε είδους ουσιών, θορύβου ή ακτινοβολίας σε ποσότητα, συγκέντρωση ή διάρκεια τέτοια ώστε να είναι δυνατόν να προκληθούν αρνητικές συνέπειες στην ανθρώπινη υγεία, στους ζωντανούς οργανισμούς και στα οικοσυστήματα. «Επίσημος» ορισμός της ρύπανσης, (οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης 2008/50/ΕΚ για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα και καθαρότερο αέρα για την Ευρώπη) «ρύπος», οιαδήποτε ουσία εμφανίζεται στον ατμοσφαιρικό αέρα και ενδέχεται να έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου και/ή στο περιβάλλον στο σύνολό του. «ατμοσφαιρικός αέρας»: ο αέρας της τροπόσφαιρας στους εξωτερικούς χώρους, εξαιρουμένου του αέρα στους χώρους εργασίας
Διαφορετικές κλίμακες ρύπανσης Τοπική ή αστική κλίμακα (<100 km). Κυριότερες επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου. Περιφερειακή κλίμακα (regional scale) (μερικές εκατοντάδες - μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα). Όξινη βροχή, καταστροφή καλλιεργειών, ευτροφισμός. Παγκόσμια κλίμακα. Κλιματική αλλαγή, αραίωση του στρώματος του όζοντος.
Φωτοχημικό νέφος «Νέφος» - SMOG SMOke (αιθάλη) + fog (ομίχλη) 1. Βιομηχανική αιθαλομίχλη: προκαλείται σχεδόν αποκλειστικά από την κατανάλωση καυσίμων υλών, ειδικά κάρβουνου, σε στάσιμες πηγές όπως είναι οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας και τα χυτήρια. Βασικά συστατικά της είναι τα οξείδια του θείου και τα αιωρούμενα σωματίδια. 2. Φωτοχημική αιθαλομίχλη: προκαλείται από εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα, οξειδίων του αζώτου και υδρογονανθράκων τα οποία με την παρουσία του ηλιακού φωτός αντιδρούν μεταξύ τους.
Τομέας Καύση σε σταθερές πηγές Εκπομπές ανά τομέα στην Ελλάδα Εκπομπές (tn/year) 917 Μεταφορές 1383 Διαχείριση απορριμμάτων Διαδικασίες παραγωγής 2 42 Λοιπά 120
Τύποι ατμοσφαιρικών ρύπων Πρωτογενείς: Οι ρύποι αυτοί εκπέμπονται άμεσα στην ατμόσφαιρα από τις πηγές ρύπανσης (π.χ. CO, SO 2 κτλ). Δευτερογενείς: Οι ρύποι οι οποίοι παράγονται σαν δευτερογενή προϊόντα χημικών αντιδράσεων οι οποίες περιλαμβάνουν πρωτογενείς (προδρόμους) ρύπους (π.χ. όζον) Οι πρωτογενείς ρύποι οι οποίοι συνεισφέρουν στον σχηματισμό άλλων ρύπων ονομάζονται πρόδρομοι. Για παράδειγμα, πρόδρομοι ρύποι είναι οι υδρογονάνθρακες εκτός του μεθανίου (NMHC) και τα οξείδια του αζώτου (NOx) οι οποίοι συνεισφέρουν στο φωτοχημικό σχηματισμό του όζοντος.
ΦΩΤΟΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΡΟΠΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΟΖΟΝΤΟΣ NO 280 nm NO O h 430 2 O O2 M O3 M NO O 3 NO2 O2 NO RO2 NO2 RO
Ημερήσια πορεία των επιπέδων φωτοχημικής ρύπανσης σε αστική περιοχή
1. Για την παραγωγή όζοντος είναι απαραίτητη η φωτοδιάσπαση του ΝΟ2 η οποία οφείλεται στην ηλιακή ακτινοβολία. 2. Το ΝΟ και το Ο3 αντιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας ΝΟ2. Κατά συνέπεια σε περιοχές με υψηλά επίπεδα ΝΟ (π.χ. σε ένα δρόμο με υψηλή κυκλοφορία οχημάτων) το Ο3 εμφανίζει χαμηλές συγκεντρώσεις. 3. Το Μ παίζει το ρόλο καταλύτη και στην ατμόσφαιρα είναι συνήθως ένα αδρανές αέριο, κυρίως το Ο2 και το Ν2.
Συγκεντρώσεις Ο3 το 2014 (Πηγή: ΕΕΑ, 2016)