ΑΝΘΡΑΚΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ CO 2, CO, CH 4, NMHC Συνολική ποσότητα άνθρακα στην ατμόσφαιρα: 700 x 10 9 tn Διοξείδιο του άνθρακα CO 2 : Άχρωμο και άοσμο αέριο Πηγές: Καύσεις Παραγωγή τσιμέντου Βιολογικές διαδικασίες Καταβόθρες: Φωτοσύνθεση Διάλυση σε νερό Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το σημαντικότερο θερμοκηπικό αέριο
Μεθάνιο CH 4 : Σχετικά άφθονο και σταθερό αέριο Φυσικές πηγές Υγροβιότοποι Τερμίτες 20 Ωκεανοί 15 165 Τg/y Ανθρωπογενείς πηγές Ενέργεια 110 Τg/y Μηρυκαστικά 115 Καλλιέργεια ρυζιού 60 Καύση βιομάζας 40 Ορυχεία 40 Κατεργασία αποβλήτων 25 Καταβόθρες: Χημικοί μετασχηματισμοί Απορρόφηση από το έδαφος, τους πάγους και τους ωκεανούς Βακτηριδιακή δράση
Μονοξείδιο του άνθρακα CO: Άχρωμο, άοσμο και άγευστο αέριο Πηγές: (Ατελείς) καύσεις ορυκτών καυσίμων (ιδιαίτερα σε μέσα μεταφοράς) (Ατελείς) καύσεις βιομάζας Οξείδωση μεθανίου Οξείδωση NMHC Βιολογικές διαδικασίες Καταβόθρες: Οξείδωση προς CO 2 Διάλυση σε νερό Καύσεις ορυκτών καυσίμων: ~330 Tg/y Καύσεις βιομάζας: ~370 Tg/y Οξείδωση NMHC ~620 Tg/y Οξείδωση CH 4 ~720 Tg/y Παγκόσμιες εκπομπές: ~2040 Tg/y
Σταθμός Βενιζέλου 6 CO (mg/m 3 ) CO (mg/m 3 ) CO (mg/m 3 ) 4 2 0 6 4 2 0 6 4 2 0 Σταθμός Λαγκαδά Σταθμός Μαρτίου 1998 1999 2000
Οι επιδράσεις του CO στην ανθρώπινη υγεία οφείλονται, κατά κύριο λόγο στον σχηματισμό της καρβοξυαιμοσφαιρίνης (HbCO) η οποία υπονομεύει την ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου στους ιστούς του οργανισμού. Φυσιολογικά: Hb + O 2 HbO 2 Όμως ακόμη και χαμηλές, σχετικά, συγκεντρώσεις CO 2 μπορούν να δεσμεύσουν σημαντική ποσότητα αιμοσφαιρίνης: Hb + CO HbCO 30 Μη Καπνιστές (Χειμερινή Περίοδ 25 Αριθμός Περιπτέρων 20 15 10 5 0 0-0,1 0,1-0,2 0,2-0,3 0,3-0,4 0,4-0,5 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-0,9 0,9-1,0 1,4-1,5 Ποσοστό Καρβοξυαιμοσφαιρίνης (%) 25 Kαπνιστές (Χειμερινή Περίοδος) 20 Αριθμός Περιπτέρων 15 10 5 0 0-0,4 0,4-0,8 0,8-1,2 1,2-1,6 1,8-2,2 2,2-2,4 2,4-2,8 2,8-3,2 3,2-3,6 3,6-4,0 8-8,4 9,6-10,0 Ποσοστό Καρβοξυαιμοσφαιρίνης(%)
ΕΝΩΣΕΙΣ ΘΕΙΟΥ Η 2 S, SO 2, SO 4 = Παγκόσμιες Εκπομπές Θείου ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΙΣ ΠΗΓΕΣ <120 10 6 1880: ΑΜΕΛΗΤΕΕΣ ΤΌΝΟΥΣ/ΕΤΟΣ 1950: <50 10 6 ΤΌΝΟΥΣ/ΕΤΟΣ 1993: ~150 10 6 ΤΌΝΟΥΣ/ΕΤΟΣ Διαχρονική εξέλιξη των εκπομπών του θείου στην Ευρώπη, Β. Αμερική και Ασία.
Υδρόθειο H 2 S: εύφλεκτο, άχρωμο αέριο με χαρακτηριστική οσμή κλούβιων αυγών. Εμφανίζεται φυσικά στο αργό πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, τα ηφαιστειακά αέρια και τις ιαματικές πηγές. Μπορεί επίσης να παραχθεί από τη βακτηριδιακή αποσύνθεση οργανικής ύλης. Παράγεται επίσης από ανθρώπινα και ζωικά περιττώματα. Εκπέμπεται από βιομηχανικές δραστηριότητες όπως η επεξεργασία τροφών, οι φούρνοι κοκ, τα βυρσοδεψία, η παραγωγή χαρτιού και τα διυλιστήρια. Το Η 2 S θεωρείται γενικά δηλητήριο ευρέως φάσματος γιατί μπορεί να δηλητηριάσει πολλά όργανα του σώματος. Διοξείδιο του θείου SO 2 : Άχρωμο αέριο, ισχυρή οσμή σε συγκεντρώσεις > 500 ppbv Πηγές: Ηφαίστεια Καύση ορυκτών καυσίμων Οξείδωση υδρόθειου Καταβόθρες: Χημικές αντιδράσεις Υγρή και ξηρή απόθεση Κυριότερες πηγές και καταβόθρες του SO 2 Πηγές Καταβόθρες Ηφαίστεια Καύση ορυκτών καυσίμων Οξείδωση DMS Οξείδωση υδρόθειου Χημικές αντιδράσεις Υγρή και ξηρή απόθεση
Το διοξείδιο του θείου μπορεί να προκαλέσει σοβαρά αναπνευστικά προβλήματα στον άνθρωπο αλλά και αλλοιώσεις στη βλάστηση και τα μέταλλα. Μειώνει την ορατότητα της ατμόσφαιρας και αυξάνει την οξύτητα των επιφανειακών υδάτων (λιμνών και ποταμών). Μια από τις σημαντικότερες επιπτώσεις του SO 2 είναι η συνεισφορά του στο φαινόμενο της όξινης βροχής.
ΕΝΩΣΕΙΣ ΑΖΩΤΟΥ 1. Μοριακό άζωτο, Ν 2 2. Αμμωνία, NH 3 3. Οξείδια του αζώτου, ΝΟ x 4. Οργανικές ενώσεις αζώτου Μοριακό άζωτο Ν 2 : Το αέριο με την μεγαλύτερη συγκέντρωση (~78.08 %) Δεσμεύεται από μικροοργανισμούς οι οποίες το μετατρέπουν σε οργανικές ενώσεις ενώ βακτηρίδια ανάγουν τις νιτρικές (ΝΟ 3- ) και νιτρώδεις ενώσεις (ΝΟ2-) Η βιολογική δέσμευση είναι δύο φορές μεγαλύτερη από την ανθρωπογενή Το μεγαλύτερο μέρος της δέσμευσης του αζώτου επιτελείται από βακτήρια του χώματος, τόσο ελευθέρων όσο και αυτών που ζούν στις ρίζες των φυτών (όσπρια, τριφύλλι κ.ά.)
Υποξείδιο του Αζώτου Ν 2 Ο: Άχρωμο, υπόγλυκο, μη τοξικό αέριο Τυπικές συγκεντρώσεις ~0.2 ppm Μέσος χρόνος παραμονής ~4 χρόνια Παρουσιάζει ενδιαφέρον μόνο στη χημεία της στρατόσφαιρας όπου οξειδώνεται σε ΝΟ Θερμοκηπικό αέριο (συνεισφορά ~9% στις εκπομπές της Ευρωπαϊκής Ένωσης) Ενίσχυση κινητήρα αγωνιστικών αυτοκινήτων Αμμωνία ΝΗ 3 : Άχρωμο αέριο με οξεία, ερεθιστική οσμή. Με φυσικό τρόπο η αμμωνία παράγεται από την αναερόβια αποσύνθεση οργανικού υλικού. Τεράστιες ποσότητες αμμωνίας παράγονται σε όλο τον κόσμο για βιομηχανική χρήση (70% για λιπάσματα) Η αμμωνία είναι το μοναδικό βασικό αέριο στην ατμόσφαιρα. Είναι εξαιρετικά διαλυτή στο νερό και έχει σχετικά μικρό χρόνο παραμονής στην ατμόσφαιρα
Μονοξείδιο του Αζώτου ΝΟ: Άχρωμο, άγευστο και άοσμο Το ΝΟ εκπέμπεται από μικρόβια στο χώμα και τα φυτά Στις υψηλές θερμοκρασίες που αναπτύσσονται στις μηχανές καύσης. N + O 2NO 2 2 Στον αέρα το ΝΟ οξειδώνεται σχετικά γρήγορα και παράγει διοξείδιο του αζώτου. Διοξείδιο του Αζώτου ΝΟ 2 : Κόκκινο-καφέ χρώμα, ερεθιστική οσμή, εξαιρετικά τοξικό ΝΟ+ ΝΟ 2 =ΝΟ x Από τα συνολικά NΟx που εκπέμπονται από μία μηχανή εσωτερικής καύσης το 90% είναι με την μορφή μονοξειδίου και μόνο το 10% με την μορφή του διοξειδίου του αζώτου. Το ΝΟ 2 απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα κυρίως μέσω φωτόλυσης και χημικών αντιδράσεων αλλά και μέσω διάλυσης στο νερό των ωκεανών.
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.
NO RO NO + RO + 2 2 NO + O + 3 NO2 O2 ( 280 nm) NO O NO + h 430 + 2 ν O O + M O + + 2 3 M 1. Για την παραγωγή όζοντος είναι απαραίτητη η φωτοδιάσπαση του ΝΟ 2 η οποία οφείλεται στην ηλιακή ακτινοβολία. 2. Το ΝΟ και το Ο 3 αντιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας ΝΟ 2. Κατά συνέπεια σε περιοχές με υψηλά επίπεδα ΝΟ (π.χ. σε ένα δρόμο με υψηλή κυκλοφορία οχημάτων) το Ο 3 εμφανίζει χαμηλές συγκεντρώσεις. 3. Το Μ παίζει το ρόλο καταλύτη και στην ατμόσφαιρα είναι συνήθως ένα αδρανές αέριο, κυρίως το Ο 2 και το Ν 2.
Ημερήσια πορεία των επιπέδων φωτοχημικής ρύπανσης σε αστική περιοχή. Εκπομπές των προδρόμων ρύπων του όζοντος στην Ευρωπαϊκή Ένωση ανά τομέα (1999)