1. Tema 9: Impactes: L’aire

3. 1. Les fonts de la contaminació de l’aire Classificació de les fonts: Fonts naturals : * Erupcions volcàniques : CO 2 , SO x i partícules (pols i cendres) * Incendis forestals : CO 2 i cendres * Erosió eòlica : tempestes de sorra Fonts antropogèniques : * Mitjans de transport : NO x , CO 2 , SO x , HC, partícules i metalls (plom) * Processos industrials : Compostos halogenats, aerosols àcids, metalls (Cd) * Calefaccions

4. 2. Els agents contaminants Classificació Es classifiquen en dos grans grups: a) segons la seva naturalesa i mida: * Partícules ( deposició humida i seca ). Transport pel vent. * Gasos . Transport pel vent i procés de difusió. b) Segons la seva forma de aparició: * Contaminants primaris : emesos directament des de la font contaminant * Contaminants secundaris : s’originen després de reaccionar amb altres components atmosfèrics: Ozó i PAN (nitroperòxids d’acil). És important el temps de residència : temps de permanència en l’atmosfera: Partícules : depèn de l’estat atmosfèric i de la grandària ( nuclis de condensació ) Gasos : depèn de la capacitat de reacció

5. 2. Els agents contaminants Classificació

7. 2. Els agents contaminants Normativa Per el cas dels òxids de nitrogen, i diòxid de nitrogen, els valors límit venen fixats en el R.D. 1073/2003, transpost de la Directiva 1999/30/CE 19 de julio de Ninguno 20 µg/m 3 Año civil e invierno (del 1 de Octubre al 31 de Marzo) Valor límite para la protección de los ecosistemas 1 de enero de 2005 Ninguno 125 µg/m 3 , valor que no podrá superarse en más de 3 ocasiones por año civil 24 horas Valor límite diario para la protección a la salud humana 1 de enero de 2005 (43%) a la entrada en vigor de la directiva, con una reducción lineal a partir del 1 de enero del 2001, hasta alcanzar el 0% el 1 de enero de 2005. 350 µg/m 3 , valor que no podrá superarse más de 24 ocasiones por año civil hora Valor límite horario para la protección a la salud humana Fecha de cumplimiento valor límite Margen de Tolerancia Valor límite Periodo de promedio Tipo de límite

8. 2. Els agents contaminants 2.1. Les partícules Genèricament s’anomenen aerosols i són fums (gasos o líquids) i pols (sòlids): a) Metalls pesants : molt baixa concentració però no es degraden i entren a la cadena tròfica (bioacumulables) arribant a concentracions cancerígens, semiletals o letals. Són bioacumulables, com el plom i el cadmi. b) Fums : transporten cendres i gotes de combustible de les combustions c) Partícules de pols : materials de construcció, activitats mineres i erosió Filtrador de polvo

9. 2. Els agents contaminants 2.1. Les partícules L’activitat industrial o minera genera gran quantitat de pols voladures Manipulació i tractaments dels materials Transport

11. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos H 2 S: és tòxic .olor a ous podrits. L’emissió és per indústries papereres, refineries, indústries d’adobament de la pell i de colorants, les depuradores d’aigües o per putrefacció de matèria orgànica en condicions anaeròbiques. Es transforma fàcilment en SO 2 .

12. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos 2. NO x : es produeixen en processos de combustió a altes temperatures en els motors d’explosió i calderes (3O 2 + 2N 2 2N 2 O 3 NO 2 ). El NO 2 és de color fosc, asfixiant i tòxic a elevades concentracions. Qualsevol activitat que impliqui l’ús de combustibles fòssils.

13. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos Concentració de NO 2 en ppb

14. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos 3. COx : El CO es produeix per la combustió incompleta de combustibles orgànics. El CO 2 per activitats industrials i desforestació

15. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos 4. Compostos orgànics : Els HC com el CH 4 estan produïts fonamentalment per processos naturals (zones pantanoses o pous petrolífers). L’home l’allibera a la indústria petrolera de dissolvents i en el tractament del gas natural. Si reaccionen amb NO x produeixen una boira fotoquímica. COV : Per evaporació de substàncies orgàniques (com dioxines i furans en el tractament de compostos clorats). Diverses dioxines Els furans són cancerígens

16. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos

17. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos 5. Dioxines i PCB (bifenoles policlorados): són compostos organoclorats i són utilitzats com components de plaguicides, olis industrials blanqueadors, fungicides, etc. Només es coneix la toxicitat de 17 dels 210 existents. Ara bé, també es alliberen en la combustió i el tràfic i una vegada són alliberades circulen globalment per l’efecte llagosta (evaporació-deposició-evaporació) arribant molt lluny del focus emissor. A més, són molt estables i solubles en greixos, per la qual cosa s’acumulen en el teixit adipós i són bioacumulables) Efectes d’algunes dioxines molt tòxiques en nens

18. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos 6. Compostos halogenats : Compostos de Cl 2 que expulsen els motors i el HCl. Compostos de fluor (HF) en indústries d’alumini, ceràmiques i de vidre. CFC o freons que no són inflamables i són utilitzats com a sistemes de refrigeració Clorofluorocarburs: Molècules orgàniques formades per àtoms de Cl i F units a C. Per exemple CCl 3 F (Freó-11) o CCL 2 F 2 (Freó-12). Tenen una vida mitja de més de 100 anys.

19. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos 7. Oxidants: Ozó i PAN (nitroperòxid d’acil) que apareixen en condicions de boira fotoquímica o produïts per automòbils. Amb combinació fotoquímica de llum solar NOx i HC. Olors: Substàncies que presenten un llindar d’olor com H 2 S o mercaptans que valors superiors a 0,00047 ppm ja es nota la seva presència.

20. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos Smog fotoquímic

21. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos Cal preveure que la immissió sigui baixa

22. 2. Els agents contaminants 2.2. Els gasos Cal preveure que els focus contaminants estiguin lluny de la població

24. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: factors

25. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: factors Depèn de l’emissió i d’un conjunt de factors que poden augmentar o disminuir les conseqüències de la primera: c) El vent : Si aquest és abundant i turbulent la contaminació se’n va o es barreja i per tant és dispersa la contaminació. A determinades latituds 30º N i 30º S no hi ha vents forts dominants i apareixen problemes de contaminació (Mèxic DF, El Caire, Santiago de Xile) d) Humitat relativa : si aquesta és elevada s’afavoreixen determinades reaccions químiques (SO 2 , NO x + H 2 O H 2 SO 4 , HNO 3 ) produint substàncies molt corrosives. e) Les precipitacions : com va acompanyada de vents sempre fa una neteja de contaminants però, a més de les reaccions químiques ja anomenades, incorpora els contaminats al sòl, a la vegetació i els materials

26. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Boirum (smog) Les conseqüències d’aquesta contaminació, a part dels problemes respiratoris i pell en els animals (home), una disminució del procés fotosintètic a les plantes o un afebliment dels materials, són: El boirum ( smog ): boira fotoquímica, produint-se quan els HC, NOx i l’O 2 reaccionen amb els raigs UV produint substàncies molt oxidants com l’ozó i els PAN (nitroperòxids d’acil). Un efecte típic és que esquerda el cautxú i les gomes. En humans irrita les vies respiratòries amb cansament i mal de cap e irrita les mucoses dels ulls. Important : * radiació solar (hora del dia) * inversiò tèrmica :durant l’anticicló en hivern. * relleu en vall de difícil dispersió * intensitat del trànsit

27. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: inversió tèrmica

28. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: inversió tèrmica

29. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Boirum (smog)

30. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Boirum (smog)

31. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Boirum (smog) Gestió : * promoció del transport públic * ús de carburants nets * depuració dels gasos dels vehicles (ús de catalitzadors) Peroxiacil : Radical oxidant, de fòrmula CH 3 COO 2 -. Amb NO 2 forma el nitrat de peroxiacil (PAN) que es considera el millor indicador del grau de contaminació fotoquímica. Es millor indicador que l’ozó per que la seva concentració en la atmosfera, en condicions normals, és pràcticamente cero.

32. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Pluja àcida Pluja àcida : Les reaccions dels SO x i NO x amb l’aigua es donen en els núvols i quan hi ha precipitació les gotes tenen un caràcter àcid , pH< 5,6 ( deposició humida ), provocant seriosos problemes a nivell aqüàtic, en els animals, vegetals i materials. Les principals productores d’aquestes substàncies són les centrals tèrmiques. També aquests compostos poden sofrir una deposició seca que pot ser tant important com la humida. - 65% SO 2 + O 2 SO 3 + O - + H 2 O H 2 SO 4 - 30% NO 2 + H 2 O H 2 NO 3 HNO 3 - + H + - 5% H Cl Aquests gasos són transfronterers de tal manera que els produïts per UK i Alemanya afecten en gran quantitat als països nòrdics. Aquests compostos generen pluja de pH=3-4 o boira de pH=2-3

33. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Pluja àcida

34. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Pluja àcida Efectes sobre materials de carbonat càlcic com calcàries o marbre Efectes sobre boscos per dificultar l’absorció de minerals

35. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Pluja àcida L’acidificació del sòl provoca la caiguda de fulles especialment en coníferes

36. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Pluja àcida L’home també pot provocar alteracions climàtiques: * Augment de les temperatures: les ciutats tenen moltes fonts de calor i a més estructures (asfalt, ciment) amb gran capacitat de retenir la calor. * Disminució de la humitat atmosfèrica: El clavegueram i la falta de vegetació eliminen amb rapidesa la humitat de la pluja. * Disminució de la visibilitat: la pols i les partícules disminueixen la radiació i la visibilitat * Augment de les precipitacions: l’augment del calor i de les partícules que actuen com nuclis de condensació ho provoquen. * Vents poc intensos i variables: Els edificis són obstacles al vent.

37. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Contaminació acústica Contaminació acústica: El soroll és un factor contaminant molt important a les ciutats afectant a la qualitat ambiental. La intensitat es mesura en decibelis (dB) i va de 0 a 120 on ja és doloròs, en ser una escala logarítmica un lleuger augment és un valor gran. Un augment de 3 dB és un augment del doble de soroll. Soroll = 40.000 hz = 20 dB

38. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Contaminació acústica Les principals fonts de soroll són: * Els mitjans de transport (especialment els camions pessats i els avions). La part superior de la pavimentació és la responsable de la major part del soroll a més de 50 km/h. * Maquinària industrial i de construcció * Els electrodomèstics i treball industrial (tèxtil, hospitals) * Els moments d’oci units a la música Un dilluns qualsevol després d’un cap de setmana de marxa sotmés a un elevat nombre de dB.

40. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Contaminació acústica Les fonts de soroll han de sotmetre’s a una normativa que legisla l’Estat. Hi ha una normativa dels nivells sonors però no n’hi ha una que reguli els mitjans que s’han de posar perquè sigui efectiva. La Unió Europea va establir un reglament amb el Llibre verd de la lluita contra el soroll (considera el soroll d’immissió com contaminació i delimita zones amb sensibilitat acústica) i a Catalunya s’ha establert la Llei de protecció contra la contaminació acústica ( 2002 ) on s’expressa la necessitat de prevenir i corregir la contaminació acústica. S’ha hauria de: * Planificació territorial i urbanística (on s’edifica, quins paviments absorbents, zones enjardinades, aïllament d’activitats més sorolloses) * Insonorització d’edificis alhora de construir-los * Disminució de sorolls de les fonts emissores (tubs d’escapament, maquinàries) * Imposició de multes o taxes per a l’incompliment * Sensibilització ciutadana * Educació ambiental de l’alumnat.

41. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 1. Efectes locals: Contaminació acústica

42. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Augment efecte hivernacle Són el conjunt de gasos (molècules com a mínim amb 3 àtoms) que absorbeixen part de la calor que la Terra irradia i permeten una temperatura de 15 ºC de mitjana. Aquests gasos són, per ordre d’importància: * CO2 : produït per els éssers vius al respirar, les erupcions volcàniques i per l’home al cremar cada any més de 5.000 milions de Tn de combustibles fòssils i és absorbit per processos fotosintètics i de formació d’estructures calcàries. (50%) * CFC (25 %) * Metà CH 4 (15 %) * NO 2 (10 %)

43. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Augment efecte hivernacle Això podria provocar a nivell mundial diferents efectes: * Els pols i glaciars es desglaçarien amb augment de 30-60 cm d’alçada * Alteració del règim de pluges. Desertització * Extinció d’espècies * Augment de precipitacions al nord d’Europa i disminució al Mediterrani * Eliminació de sòls. * Salinització d’aqüífers per augment de l’evapotranspiració.

44. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Augment efecte hivernacle Solucions: * Reforestació i convertir els deserts en zones de rec gota a gota * Potenciar el creixement d’organismes amb esquelet calcari. * Eliminar les fonts, disminuir la producció dels gasos responsables i recerca de nous recursos energètics renovables i nets. * Promoure el transport públic Els aerosols sulfatats (DMS) al reflectir les radiacions provinents del sol contraresten l’efecte hivernacle. Es produeixen en l’activitat orgànica del fitoplancton i en processos volcànics.

45. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Augment efecte hivernacle Precipitador electrostàtic Precipitador per gravetat Precipitador per humitat

46. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó Ho considerem local perquè s’ha presentat durant l’hivern a l’Antàrtida i al pol Nord. En els primers km (0-13) és un gas contaminant, mentre que l’estratosfèric és filtrador del UV. Síntesi Destrucció O 2 + hv c O· + O· Cl + O 3 Cl O + O 2 O· + O 2 + X O 3 + X Cl O + O 2 Cl + O 2 O 3 + hv b O· + O 2 Si disminueix 1% de [O3] Augment 2-3 % UVb Augment 4-6 % Càncer pell

47. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó

48. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó

49. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó La capa d’ozó ha anat minvant-se fins arribar en algun cas al 50 %. Els principals contaminants són: * Compostos clorats, els CFC (gasos clorofluorocarburs) o freons, utilitzats com a propel·lents (empenyent), com a refrigerants, com a dissolvents. S’han substituït per altres molt més reactius com els HFC i els HCFC però encara no es coneixen prou bé. * Metà: el CH 4 es pot fotodissociar i produir compostos d’H que provoquen cicles catalítics de l’ozó. * NOx : alliberats per els avions i trenquen la molècula d’ozó. * Bromur de metil : plaguicida amb brom que actua com el clor.

50. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó

51. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Efectes globals: Afebliment capa d’ozó El Protocol de Montreal els 29 països de la Unió Europea (Consumeixen el 82% dels productes responsables) es comprometen a eliminar-los. Els CFC són molt estables i alguns com el CFC-12 (CCl 3 F) romanen 111 anys mentre que altres dissolvents com el metil-cloroform únicament són estables durant uns 8 anys. A les zones polars es generen núvols estratosfèrics que retenen als CFC. Les raons per les quals s’utilitzen són: * molt estables * molt barats * inerts pel metabolisme dels éssers vius L’ozó moltes vegades es localitza en zones llunyanes de les fonts d’emissió per què és molt volàtil i el SO x i el NO x també el destrueixen.

52. 3. Efectes de la contaminació atmosfèrica 3. 2. Indicadors de la contaminació atmosfèrica Els diferents tipus de líquens, amb diferents sensibilitats per substàncies de l’aire, ens poden indicar la presència de contaminants per absència o única presència de líquens coriàcits (molt més resistents a la contaminació que els de tipus foliàcit)

53. 4. La qualitat de l’aire Emissió : producció i alliberació de substàncies l’atmosfera (aquesta pot ser dispersada , concentrada o canviada). Immissió : concentracions de contaminants de l’aire en un determinat indret. Emissió Immissió

54. 4. La qualitat de l’aire S’ha d’establir un límit en els nivells d’immissió i emissió: * Xarxes de control urbanes * XVPCA: Xarxa de Vigilància i Previsió de la Contaminació Atmosfèrica. * Xarxes de control de contaminació transfronterera * Programes d’anàlisi sobre problemàtiques mundials Control d’immissió Exposició

55. 4. La qualitat de l’aire 4.1. Xarxa de vigilància i previsió La XVPCA és un conjunt d’aparells de mesura automàtics i manuals que proporcionen permanentment dades sobre els nivells d’immissió i que està en contacte amb els centres d’anàlisi i coordinació. Funcions de la XVPCA : * Localització dels focus d’emissió * Conèixer i estudiar l’evolució de la contaminació * Elaborar mapes de vulnerabilitat i capacitat del territori * Emprendre actuacions per fer complir les normatives amb prevenció i correcció. Fotosonòmetre

56. 4. La qualitat de l’aire 4.1. Xarxa de vigilància i previsió Estructura de la XVPCA (estructura jeràrquica en arbre descendent o convergència) Aquesta xarxa està formada per: * Sensors : són els aparells que mesuren. N’hi ha uns 300 manuals i prop de 100 estacions automàtiques. * Centre d’Anàlisi : Fa un seguiment dels sensors i rebre dades i enviar-les a entitats públiques o privades. * Centre Receptor de Dades : Coordina i supervisa els centres d’anàlisi i inspecciona els seus laboratoris. * Centre Coordinador de Dades : fa estudis evolutius anuals i sistematitza tota la informació i estableix normes respecte a instal·lacions, mètodes de mesura. Pertanyen amb l’anterior al Departament de Medi Ambient.

57. 4. La qualitat de l’aire 4.1. Xarxa de vigilància i previsió Realitza mapes d’emissions i immissions i fa diferents estudis * Local·lització de focus contaminants * Predicció de nivells

58. 4. La qualitat de l’aire 4.1. Xarxa de vigilància i previsió Realitza previsions a llarg termini de canvis.

59. 4. La qualitat de l’aire 4.2. Índex català de qualitat de l’aire ICQA (Índex català de la qualitat de l’aire): valora els nivells de contaminació dels 6 principals contaminants primaris SO 2 , NO 2 , CO, i partícules en suspensió, com els secundaris com O 3 . Com més alt (a prop de 100) millor, si és negatiu (fins a –400, encara que normalment no supera els –50) és que algun contaminant supera la concentració límit acceptable Hi existeixen altres índex com L’ICAIRE (Índice de calidad del aire) i el ORAQI (Oak Ridge Air Quality Index) basats en equacions matemàtiques en les que intervenen nombrosos paràmetres i variables.

60. 4. La qualitat de l’aire 4.2. Índex català de qualitat de l’aire Hi ha tot una sèrie de mesures que poden contribuir a disminuir la contaminació: - Planificació del territori : distribució adequada dels elements a un territori: * Ubicació de les instal·lacions emissores on se n’eviti la concentració * Disseny adequat de la xarxa viària i creació de serveis públics. * Establir zones esmorteïdores de la contaminació (parcs, zones verdes) - Reducció de les emissions de contaminants : * Ús de filtres * Utilització de processos alternatius menys contaminants * Foment de les energies alternatives i dels combustibles nets - Recomanacions als ciutadans : * Ús del transport públic * Evitar el consum innecessari * Ús dels contenidors de recollida selectiva i triar objectes fabricats amb materials reciclats.

61. 4. La qualitat de l’aire 4.2. Índex català de qualitat de l’aire La instalació de filtres de partícules pot ser cara però la tecnologia actual estalvia energia i disminueix la contaminació

62. 4. La qualitat de l’aire 4.3. Legislació Actualment la Legislació és molt pobre (hi ha alguna Directiva sobre la gestió i valors límits com del benzè, CO, plom SO 2 , NO 2 , NO x i partícules) i pretén: * Prevenció: fabricar mapes de vulnerabilitat, planificació territorial i urbanística, estudis d’impacte ambiental i adopció de mesures preventives. * Control: Inspeccions de nivells d’emissió. * Capacitat sancionadora: per l’incompliment de la normativa * Restauració: regeneració del medi

63. 4. La qualitat de l’aire Altres: contaminació lumínica

64. 4. La qualitat de l’aire Altres: contaminació lumínica Londres de nit