Fenomenul de macropoluare

Din punct de vedere spatial, impactul activitatii umane asupra mediului sau poate avea o intindere planetara, regionala sau locala, fara a identifica prin aceasta intensitatea dezechilibrelor ecologice sau caracterul lor mai mult sau mai putin periculos.

La nivel local este frecventa poluarea prin mirosuri urate, prin zgomot si poluarea estetica. La nivel regional, aparitia dezechilibrelor ambientale este datorata accidentelor de pe platformele industriei chimice, de la centralele nucleare, poluarii apei de suprafata si freatice, precum si poluarii aerului.

La nivel global, planetar, principalele fenomene sunt reprezentate de : efectul de sera (cunoscut si sub denumirea de schimbari climatice, incalzirea climatului central al Terrei), distrugerea (subtierea) paturii protectoare de ozon, distrugerea padurilor ca urmare a efectelor ploilor acide.

Degradarea paturii de ozon

In anul 1985, oamenii de stiinta ce efectuau studii asupra Antarcticii, au descoperit o gaura in stratul de ozon. Aceasta gaura reprezinta o zona in care concentratia de ozon este mai mica decat cea normala.

Ozonul este o molecula simpla, constituita din 3 atomi de oxigen. Concentratia sa maxima este intalnita la aproximativ 30 km inaltime, in zona numita stratosfera, si poarta numele de patura de ozon . Rolul acestei paturi este esential pentru mentinerea vietii pe Pamant, ea oprind razele ultra violete (UV) venite de la Soare. Dintre acestea cele mai periculoase pentru viata sunt ultravioletele B (UVB).

Cum este distrusa patura de ozon ?

In 1974, doi oameni de stiinta americani au descoperit ca substanetele chimice numite clorofluorocarboni (CFC), pot distruge molecula de ozon. Incepand cu acea data, specialistii au demonstrat ca FC-urile si alte substante chimice distrug stratul de ozon al Terrei, avand consecinte foarte grave asupra vietii.

CFC-urile au fost produse pentru prima oara in 1900, fiind folositi pe scara industriala ca agenti de racire. Inaintand in timp, s-au gasit aplicatii ale CFC-urile pentru spalarea materialelor plastice, a metalelor si a componentelor electronice ca propulsori in spray-uri, agenti de spumare pentru spume industriale si poliuretani. Avantejele lor sunt incontestabile : nu sunt toxice pentru oamenii, sunt neimflamabile, usor solubile, au pret de productie scazut. Astefel, s-a ajuns ca productia anului 1986 sa fie de 1209 milioane tone CFC.

Substantele periculoase pentru stratul de ozon

Clorofluorocarboni - au fost considerate ca substante chimice perfecte datorita marilor lor avantaje : cost scazut de productie, posibilitati de depozitare usoara, nu intra in reactie cu alte substante, sunt netoxice, neinflamabile, necorozive si fara miros. CFC-urile sunt in general foarte stabile din punct de vedere chimic, dar in momentul in care patrund in stratosfera, sunt desfacute de catre radiatiile ultraviolete venite de la Soare. Radicalul clor este foare agresiv chimic si este responsabil pentru desfacerea moleculei de ozon. Ramane in atmosfera o perioada indelungata, timp in care distruge mai mult de 100.000 molecule de ozon.

Fluorocarboni (FC) - sunt similari CFC-urilor, dar nu contin clor deci nu au un potential ridicat de distrugere a ozonului. Insa ei au capacitatea de a inmagazina caldura, contribuind astfel foarte mult la accentuarea incalzirii globale.

Fluorocarboni halogenati (HFC) - o parte din atomii de halogen (Cl, Br, I, F) sunt inlocuiti de hidrogen.HFC-urile sunt inrudite cu CFC-urile dar nu contin clor, deci nu au un potential distructiv puternic asupra ozonului. Contribuie insa foarte mult la procesul de incalzire al planetei.

Clorofluorocarboni halogenati - sunt inruditi cu CFC-urile, si deci preferati a fi folositi ca inlocuitori ai acestora. Provoaca insa efectul de sera.

Halonii - sunt substante chimice halogenate in intregime, avand o perioada de viata relativ lunga. Prin desfacerea lor in stratosfera se elibereaza atomi de brom, care sunt de 10-100 de ori mai agresivi decat clorul in ceea ce priveste efectul distructiv al moleculei de ozon. In afara de haloni, care sunt folositi la sistemele de racire ale frigiderelor, o alta sursa de brom este bromura de metil, folosita ca pesticid.

Distrugerea ozonului este un proces extrem de complex. Sa incercam totusi o simplificare a fazelor acestei reactii : CFC-urile si celelate substante periculoase pentru stratul de ozon scapa din sistemele de racire ale frigiderelor, congelatoarelor si aparatelor pentru aer conditionat iesite din uz, din spray-urile care folosesc drept propulsor freonul, din procesele de fabricatie ale spumelor industriale si procesele de spalare a circuitelor electronice, a metalelor. O data scapate, ele urca in straturile superioare ale stratosferei.

Moleculele de CFC ajunse in stratosfera sunt atacate de catre razele ultraviolete solare, eliberand un atom de clor (sau brom). Clorul eliberat se ataseaza curand unei molecule de ozon, legandu-se de unul din atomii de oxigen al acestuia - pe care il desface, lasand in urma lui o molecula obisnuita de oxigen (monoxid de clor) este instabil chimic si se desface rapid.Atomul de oxigen liber se ataseaza unei alte molecule de oxigen. Atomul de clor ramane liber in atmosfera si se ataseaza altor molecule de ozon, continuand actiunea de distrugere pe o perioada mai mare de 100 ani. Clorul reactioneaza ca un catalizator - substanta ce provoaca reactii chimice fara a suporta el insusi nici o schimbare. Gaura de ozon apare in momentul in care concentratia atomilor de clor depaseste 1,5-2 parti de miliard.

Cum sunt folosite CFC-urile si derivatii lor ?

CFC-urile sunt folosite ca agenti de racire in congelatoare, frigidere, aparate pentru aer conditionat si pompe termice, reprezentand 25% din consumul global de CFC.

25-30% din consumul global de CFC este legat de productia de spume si bureti. Industria foloseste aceste substante pentru realizarea de talpi pentru pantofi, bureti pentru scaune si baie, izolatii pentru frigidere si ambalaje.

Aerosolii - CFC-urile care se gasesc in aerosoli reprezinta 27%din totalul de CFC folosit.

Extinctoarele - acestea contin haloni si, desi reprezinta doar 7 % din consumul total de CFC, potentialul lor distructiv trebuie luat in considerare.

Solventii - CFC 113 este folosit ca solvent pentru spalarea circuitelor electronice, a instrumentelor de precizie, a metalelor si a imbracamintei.El reprezinta 16% din consumul total de CFC - industria electonica reprezinta 80% din acest procent.

Consecintele distugerii paturii de ozon

Cresterea nivelului radiatiilor UVB ar provoca consecinte dezastruoase oricarei forme de viata de pe planeta, inclusiv oamenilor :

- arsuri grave in zonele expuse la soare ;

- scaderea activitatii si implicit a efectivitatii sistemului imunitar, care are ca rezultat cresterea semnificativa a procentului de infectii si cancer al pielii ;

- cresterea procentului de cataracte si orbiri ;

-scaderea efectiviyayii programelor de vaccinare, in special la copii.

Cresterea concentratiei de raze UVB provoaca micsorarea dimensiunilor frunzelor la plante ca fasolea, varza, soia etc care devin astfel mai vulnarabile la daunatori si boli. Valoarea culturilor scade ; reducerea culturilor ar avea consecinte mult mai negative asupra cantitatii de hrana, mai ales in tarile in curs de dezvoltare.

Efectele asupra vietii marine se concentreaza mai ales asupra planctonului - o serie de plante si animale microscopice si macroscopice, dar cu dimensiuni extrem de mici, care traiesc in suspensie aproape de suprafata apei. Animalele care se hranesc cu plancton ar scadea ca numar datorita disparitiei surselor trofice. Rapitorii si-ar reduce si ei numarul, din aceeasi cauza.

Efectul de sera

Ce este efectul de sera ?

Principala calitate a unei sere este aceea de a inmagazina caldura. Acest lucru este posibil datorita geamurilor serei care opresc in interior caldura adusa de razele solare, principalul efect fiind cresterea temperaturii mediului interior al serei.

Pamantul este inconjurat de atmosfera, care este un amestec constituit din gaze si vapori de apa. Caldura provenita de la Soare este in mare parte reflectata de scoarta terestra, pirzandu-se apoi in spatiu. Gazele care formeaza atmosfera - in mare parte oxigen si azot, au calitatea de a capta caldura razelor cu lungime mare de unda, realizand astfel efectul natural de sera al Pamantului, in conditiile pe care noi le consideram normale. Fara aceasta calitate a atmosferei, Terra ar fi cu 33 C mai rece, viata devenind astfel imposibila.

Ce este incalzirea globala ?

O data cu cresterea concentratiei de gaze ce produc efectul de sera, o cantitate mai mare de caldura este inmagazinata in aer, rezultatul direct al acestui procesfiind cresterea temperaturii globale. Acest fapt reprezinta incalzirea globala.

De pe urma activitatii umane rezulta o serie de gaze ce isi maresc continuu concentratia in atmosfera, o mate parte din aceste gaze - dioxid de carbon, metan, dioxid de azot, clorofluorocarboni si ozon - au calitatea (sau defectul) de a inmagazina caldura reflectata de Pamant. Astfel, incet dar sigur, temperatura Terrei este in pericol de a creste.

Schimbarile climatice

Clima terestra este rezultatul unui complex de reactii intre atmosfera, oceane, pamant, zapada si alti factori naturali. Este cunoscut faptul ca activitatea umana provoaca climatului serioase dereglari pe termen lung. Media temperaturii globale a crescut in ultimii 100 de ani cu aproximativ 0,5 C. O mare parte a acestei probleme este cauzata de gazele ce rpoduc efectul de sera. Prezicerile savantilor arata ca media temperaturii gloabale va creste cu 1 C /an pana in anul 2030 si cu 3 C pana la sfarsitul secolului viitor. Rezultatele unui asemenea eveniment ar fi catastrofale !

Cauzele efectului de sera

Dioxidul de carbon (CO2) - este un gaz obisnuit al atmosferei noastre. Exista un echilibru foarte important intre cantitatea de CO2 expirata de animale si cea absorbita de plante in timpul fotosintezei.

De unde provine dioxidul de carbon ?

- din procesele de producere a energiei prin arderea carbunelui, petrolului si gazelor naturale in termocentrale. Energia este produsa in cea mai mare parte prin arderea combustibililor fosili, desi multe din metodele utilizate sunt ineficiente.

- din transport. Folosirea autoturismelor - peste 500 milioane in intreaga lume - provoaca o mare poluare cu CO2. Un autoturism produce anual o cantitate de 4 ori mai mare de CO2 decat greutatea sa.

- din procesele industriale. Aceste procese depind aproape in totalitate de arderea combustibililor fosili.

- prin distrugerea padurilor. Arderea padurilor elobereaza o mare cantitate de dioxid de carbon atmosfera. Taierea lor scade absorbtia de CO2 folosit in procesul de fotosinteza, stricand astfel echilibrul natural.

Clorofluorocarbonii (CFC) - aceste gaze produse artificial, sunt folosite in sistemele de racire si izolare ale frigiderelor si congelatoarelor, ale aparatelor de aer conditionat din case si masini si pentru spalarea circuitelor electronice ale calculatoarelor. Ele sunt de 1000 ori mai efective in inmagazinarea caldurii decat CO2, si contribuie in procent de 24% la procesul de incalzire globala. Raman in atmosfera timp foarte indelungat si sunt principalele gaze responsabile pentru distrugerea paturii de ozon.

Metanul (CH4) -este eliberat in principal prin descompunerea materiei organice. De asemenea, el este produs in agricultura, in urma cultivarii orezului si a cresterii vitelor (procesele digestive ale vitelor produc o cantitate foarte mare de metan). Alte surse de metan sunt arderea padurilor, mineritul si ingroparea materiilor organice in gropile de gunoi. Desi metanul se gaseste in cantitati mai mici decat CO2, este un gaz cu un efect de sera mai puternic, fiind responsabil pentru 15% din totalul proceselor de incalzire ale planetei.

Ozonul (O3) - este folositor in straturile superioare ale atmosferei, aparandu-ne de periculoasele raze ultraviolete. Dar ozonul poate apare si in straturile inferioare atmosferice - in troposfera - unde are un efect nociv asupra sanatatii oamenilor si se comporta ca un gaz ce produce efectul de sera. Gazele de esapament ale autoturismelor contin monoxid de carbon, hidrocarburi si oxizi de azot care, prin reactie cu lumina solara, produc ozon.

Efectele incalzirii globale

Cresterea nivelului marilor si oceanelor - acest fapt va fi datorat topirii gheturilor calotelor glaciare si a altor zone reci, cum ar fi Groenlanda, nordul Canadei, nordul Rusiei. Se presupune o crestere cu aproximativ 20 cm pana in anul 2030 si cu 65 cm pana la sfarsitul secolului viitor. Astfel, zone care se afla sub nivelul marii si zone de coasta cum ar fi Bangladeshul, Olanda, Maldivele etc vor disparea sub ape. Apele marilor si oceanelor vor inainta de-a lungul bazinelor fluviale provocand mari inundatii ; sarea acestor ape va distruge multe specii de plante si animale ce traiesc de regula in jurul raurilor si fluviilor.

Efecte asupra habitatelor si vietii - schimbarile climatice datorate incalzirii globale vor influenta foarte grav un numar mare de specii de plante si animale. Foarte multe vor disparea, inmultindu-se in schimb o serie de daunatori, sobolani si tantari. Padurile vor fi foarte sever marcate de aceste schimbari. Copacilor le trebuie un timp indelungat pentru crestere si nu se adapteaza rapid schimbarilor. Padurile tropicale, deja in declin, voe avea enorm de suferit datorita schimbarii sezoanelor ploioase.

Culturile - o crestere cu 2 C produce mari pagube culturilor, in special celor de grau. Incalzirea globala va provoca accentuarea fenomenului de infometare a populatiei - astazi exista aproximativ 400 milioane de oameni afectati de acest fenomen - tinandu-se seama si de cresterea demografica necontrolata.

Rezervele de apa potabila - vor fi de asemenea amenintate de incalzirea globala, acest fenomen provocand scaderea lor.

Sanatatea umana - va fi afectata de cresterea temperaturii prin accentuarea sau revenirea unor boli specifice mediului tropical - de exemplu malaria.

PLOILE ACIDE

Oxizii de sulf si de azot prezenti in concentratie mare in atmosfera proveniti din cresterea consumului de combustibili fosili, industria chimica, metalurgica, eruptii vulcanice sau procese de oxidare ale unor materii biologice, in contact cu apa de ploaie, produc ploile acide.

Aciditatea si alcalinitatea sunt masurate pe o scara numita scara pH si valorile pH-ului se intind de la 1 la 14 ; pH-ul 1 este extrem de acid, iar pH-ul 14 este extrem de alcalin ; pH-ul 7 este neutru (nici acid, nici alcalin).

pH-ul normal al ploii este 5,6.Recordul unei ploi ca aciditate a fost inregistrat in 1974 la Pitlochrz, Scotia, cu un pH de 2,4, care reprezinta o valoare aproape egala cu cea a sucului de lamaie.In sudul Norvegiei, 33 000 km patrati de lacuri au fost afectate de ploile acide ;din acestea, in 13 000 km patrati nu mai exista nici o specie de peste.

Efectele ploilor acide 

Asupra apei :

acidifierea apelor lacurilor si raurilor ; aciditatea apei este mai mare toamna, cand precipitatiile sunt mai frecvente si primavara cand poluantii stocati in zapada sunt cedati in prima faza a topirii zapezii ;

afectarea organismelor din fiecare nivel trofic major ; fitoplanctonul si comunitatile de nevertebrate sunt simplificate prin reducerea numarului de specii, algele perifite acumulandu-se in raurile acide iar descompunerea materialelor organice fiind inhibata la pH coborat ;

populatiile de peste sunt sever afectate (in special somonul si pastravul) ; la pH mai mic decat 5,5-6,0 capacitatea de reproductie a pestilor incepe sa scada ;

caracteristicile geologice, edafice si biologice ale ecosistemelor terestre influenteaza direct asupra chimiei apelor proaspete datorita faptului ca ecosistemele acvatice primesc cea mai mare parte din apa lor si componentele chimice dizolvate in urma scurgerii terestre.

Asupra solului :

Ploile acide conduc la cresterea aciditatii totale a solului. Principalele efecte ale cresterii aciditatii constau in :

reducerea capacitatii de schimb cationic ;

mobilizarea ionilor de aluminiu ;

degradarea mineralelor primare ;

reducerea activitatii biologice ;

pierderea de cationi bazici;

in urma ploilor acide apar pierderi de K,Ca,Na,Mg,Mn,Al ;

in solurile forestiere se reduce respiratia solului.

Asupra plantelor :

contactul ploii acide pe frunze conduce la distrugerea cuticului, a celulelor epidermei de pe suprafata superioara a frunzei, urmata de distrugerea celulelor palisadice si, in final, ambele suprafete ale frunzei sunt afectate. Raspunsul frunzei la precipitatiile acide este dependent de : durata si frecventa expunerii, intervalul dintre ploi, intensitatea ploii si marimea picaturilor ;

afectarea procesului de crestere a plantelor (ploi cu pH sub 4, cultura de sfecla de zahar fiind cea mai sensibila) ;

conditiile de uscaciune urmata de ploi usoare favorizeaza absorbtia elementelor nutritive in timp ce ploile repetate de lunga durata favorizeaza spalarea (ploaia poate spala de pe frunze si din frunze o cantitate importanta de elemente nutritive esentiale, substante pectice, alcali zaharati, aminoacizi, vitamine).

BIBLIOGRAFIE

Berca, Mihai - Ecologie generala si protectia mediului , Editura Ceres, Bucuresti, 2000.

Sima, Cristina ; Petraru, Constantin ; Militaru, Carmen - Ecologie si protectia mediului inconjuraBtor , Editura Independenta Economica, Pitesti, 2000.

Visan, Sanda ; Angelescu, Anca ; Alpapi, Cristina - Mediul inconjurator : poluare si protectie , Editura Economica, Bucuresti, 2000.

CUPRINS

I.Patura de ozon

1.1.Conceptul de patura de ozon

1.2.Substantele periculoase pentru stratul de ozon

1.3.Consecintele distrugerii paturii de ozon

II.Efectul de sera

2.1.Conceptul de efect de sera

2.2.Substantele care provoaca efectul de sera

2.3.Efectele incalzirii globale

III.Ploile acide

3.1.Conceptul de ploaie acida

3.2.Efectele ploilor acide : - asupra apei

- asupra solului

- asupra plantelor

IV.Bibliografie