ZAGAZAGAĐĐEENJNJEE VAZDUHA VAZDUHA

Atmosfera na Zemlji

Atmosfera predstavlja tanak sloj vazduha (gasova) koji okružuje planetu Zemlju.

Debljina atmosfere je samo oko 1% prečnika Zemlje

Ovaj sloj se zadržava oko naše planete zahvaljujući sili gravitacije

Atmosfera na ZemljiUloge atmosfere:

• snabdeva živi svet kiseonikom i ugljen dioksidom

• štiti život na Zemlji od negativnog dejstva ultravioletnog zračenja

• zagreva površinu Zemlje putem efekta staklene bašte

• smanjuje dnevno-noćne temperaturne ekstreme na Zemlji

• izoluje Zemlju od hladnog svemira i kosmičkog zračenja

• obezbeđuje proces kruženja vode i ostalih elemenata

PRIRODNI IZVORI zagadjenja vazduha

• Prašina iz prorodnih izvora, najčešće sa velikih ,,golih,, površina sa malo ili potpuno bez vegetacije (peščane oluje).• Metan, emitovan tokom digestije hrane od strane životoinja(preživari).• Radon gas iz prirodnih radioaktivnih oblasti zemlje.• Dim i CO nasatali tokom šumskih požara.• Vulkanska aktivnost, tokom koje se produkuju sumpor injegovi oksidi , hlor i čestice pepela.• Kosmička prašina• Slana isparenja iz okeana

ANTROPOGENI IZVORI ZAGAĐENJA (1)

– Fabrički dimnjaci– Energetska postrojenje koja svoj rad zasnivaju na

sagorevanju fosilnih goriva– Kontrolisano spaljivenje, koje se koristi u poljoprivredi i šumarstvu.– Izduvni gasovi iz motornih i drugih vozila i prevoznih sredstava.– Sagorevanje drveta, požari i sl.

ANTROPOGENI IZVORI ZAGAĐENJA (2)

– Rafinerije nafte, energetska i sva druga industrijskapostrojenja.– Različite hemikalije koje se u vidu prašine ili gorenjemšire u okolni vazduh.– Komponente boja, lakova za kosu, aerosoli iz sprejeva idrugi rastvarači.– Deponije smeća sa kojih se izdvaja deponijski gas,metan i neprijatni mirisi.– Vojne aktivnosti, kao što su probe nuklearnognaoružanja, toksičnih gasova (bojni otrovi), rakete i sl.

Na globalnom nivou uočavaju se tri glavna problema koja

se javljaju kao posledica zagađenja atmosfere:

pojacan efekat staklene baste i globalno zagrevanje

smanjenje ozonskog omotača Zemlje ili pojava “ozonskih rupa”

kisele kiše smog

Globalno zagrevanje zemljine atmosfere je fenomen povećanja srednje temperature površine Zemlje, vodenih površina, kao i prosečne temperature vazduha izazvan različitim uzročnicima.

Uzročnici: gasovi sa efektom staklene baštečestice čađidirektna sunčeva aktivnost

Efekat staklene bašteEfekat staklene bašte• Efekat staklene bašte je rezultat interakcije Sunčevog zračenja i Zemljine

atmosfere. Ovaj efekat je prirodan efekat i bez postojanja ovog fenomena, na Zemlji ne bi bio moguć život. Bez tzv. gasova staklene bašte, toplotna energija apsorbovana i odbijena od Zemljine površine lako bi se vratila nazad u svemir, pa bi prosečna temperatura na Zemljinoj površini bila oko -19°C, za razliku od sadašnjih 15°C.

26 % Sunčevog zračenja se reflektuje od oblaka nazad u svemir 19 % energije apsorbuju oblaci, gasovi i čestice 4 % se reflektuje sa površine Zemlje u svemir 51 % stiže na Zemlju i raspoređuje se na: zagrevanje okoline, otopljavanje

snega i leda, isparavanje vode i fotosintezu

• Zagrevanje tla Sunčevom energijom uzrokuje da se ono ponaša kao izvor toplotnog zračenja.

• Samo mala količina ovog zračenja odlazi u svemir, a najveći deo apsorbuju tzv. gasovi staklene bašte u atmosferi.

• Pobuđeni gasovi reemituju ovo zračenje i 90% se ponovo vraća na Zemlju gde se ponovo apsorbuje i proces traje sve dok ima ovog dugotalasnog zračenja.

(

(Atmosfera, slično staklu, uglavnom propušta Sunčevo zračenje, ali je slabo propusna za zračenje sa Zemljine površine, pa deo energije koji uđe u sistem Zemlja-atmosfera, kao i u stakleniku, ostaje u njemu i pretvara se u toplotnu energiju, zagrevajući Zemljinu površinu i niže slojeve atmosfere. Ova prirodna pojava „greje“ Zemljinu površinu, što traje već četiri milijarde godina. Molekuli kiseonika i azota, koji sačinjavaju najveći deo atmosfere transparentni su za IR zrake kao i za vidljivi deo spektra. Nasuprot tome, neki molekuli “normalno” ili veštački prispeli u atmosferu, kao što su vodena para, CO2 CH4, N2O, CFCls (freoni) apsorbuju deo infracrvenog zračenja, privremeno sprečavajući njegovo otpuštanje u svemir zadržavajući tako toplotu u Zemljinoj atmosferi. Ovi gasovi potom emituju infracrveno zračenje u svim smerovima, a deo ovako nastale toplote vraća se ka Zemljinoj površini koju dodatno zagreva. )

GLOBALNO ZAGREVANJE ZEMLJINE ATMOSFERE ILI POJAČAVANJE EFEKTA “STAKLENE BAŠTE”

Učešće pojedinih gasova u pojačavanju efekta “staklene bašte”

CO2 - 55 %CFC - 25 %CH4 - 15 %NOx - 5 %

Drugi literaturni podaci:

• Derivat dima i magle. Postoje dva tipa:• 1. Klasični smog• Javlja se u hladnijim• područjima i predstavlja smešu• dima, magle i SO2 .

• 2. Fotohemijski smog• Javlja se u toplim, suvim i• sunčanim klimatskim regijama.• Sadrži visoku koncentraciju• oksidujućih agenasa, pa se• naziva i oksidujući smog.

SMOG

KISELE KISE

• Kontaminiraju vodu za piće• Oštećuju ili uništavaju akvatični biljni i životinjski svet• Utiču na lanac ishrane• Erodiraju skulpture i statue•Erodiraju zgrade i hramove• Uništavaju drveće• Zemljište postaje kiselije ,sto dovodi do:• Degradacije zemljišta• Gubitka rastinja i vegetacije uopšte

Delovanje freona na ozon

Hlor razgrađujee ozon na O2 + ClOOva reakcija,, ponovo dovodi do Cl i slobodnnog OO + O = O21 Cl atom može da razgradi100,000 molekula ozona

Pre oko 2 milijarde godina CO2 je činio oko 75% atmosfere

Tokom poslednjih 600.000 godina, pa sve do početka industrijske revolucije, koncentracija CO2 nije prelazila 280 ppm

Poslednjih 150 godina porasla je na 380 ppm

Povećanjem emisije, koncentracija CO2 bi do 2075. godine dostigla 600 ppm, a do kraja 2100. 1000 ppm

UGLJENDIOKSID COUGLJENDIOKSID CO22

Nastaje: pri potpunom sagorevanju kao i u

procesu disanja aerobnih organizama i raspadanja organskih materija.

tokom krčenja šuma i obrade zemljišta

pri sagorevanju organskih materija pri sagorevanju fosilnih goriva: nafte i

derivata, uglja i drvenog goriva

UGLJENDIOKSID – CO2najznačajniji uzročnik globalnog zagrevanja

METAN – CH4

• Prirodni izvori: vulkani (usijana lava značajan je emiter ovog gasa u atmosferu)

• Antropogeni izvori: krčenje šuma, spaljivanje drveta, raspadanje gnojiva.

• Molekuli CH4 nisu transparentni za IR zrake, apsorbuju ih i zadržavaju u Zemljinoj blizini, dovodeći tako do zagrevanja površine Zemlje.

• Smatra se da CH4 može da poveća toplotni efekat sunčevih zraka čak za 20%.

AZOTNI OKSIDI• Prirodni izvori (N2O): sagorevanje i raspadanje organskih materija,

šumski požari, procesi nitrifikacije u zemljištu, itd. • Antropogeni izvori (NO i NO2): sagorevanje fosilnih goriva na visokoj

temperaturi i pod visokim pritiskom, u automobilskim motorima toplane, termoelektrane, razne vrste teške industrije itd.

OZON – O3• O3 je normalan sastojak vazduha• najveće koncentracije su u stratosferi na visini 20 – 30 km gde predstavlja filter za

UV zrake sa druge strane, O3 u nižim slojevima atmosfere ozon nije normalan sastojak i nastaje kao posledica zagađenja, ima štetne efekte i naziva se loš (troposferski O3).

• troposferska frakcija O3 ima direktno dejstvo staklene bašte.

FREONI – CFCls• velika isparljivost• iako je upotreba freona danas smanjena (Montrealski protokol), njihov značaj se ne

može zanemariti imajući u vidu njihovu veliku reaktivnost i dug život u atmosferi • izazivaju depleciju O3 u stratosferi: oslobođeni u atmosferu ovi gasovi, pod uticajem

Sunčeve svetlosti, daju slobodne radikale, koji ulaze u lančane reakcije uništavanja O3.

• “fizički” blokiraju proces kontrazračenja potencijal freona da izazivaju efekat staklene bašte je izuzetno veliki. 1 molekul freona apsorbuje čak 10.000 puta više zračenja nego CO2.

UGLJEN MONOKSID – CO• sam po sebi, nije gas koji dovodi do globalnog zagrevanja, ali učestvuje u reakcijama

u atmosferi, u kojima nastaju drugi gasovi sa ovakvim efektom, pre svega CO2 i CH4. • takođe “troši” redukujuće radikale u atmosferi i tako onemogućava razgradnju CH4,

dovodeći ne samo do povećanja koncentracije, nego i do produžavanja života CH4 molekula u vazduhu.

Gasovi staklene bašte Koncentracija1750

Koncentracija2003

Procenatpromene Prirodni i antropogeni izvori

Ugljen dioksid 280 ppm 376 ppm 34%

Sagorevanje biomase, šumski požari, vulkani, sagorevanje fosilnih goriva, krčenje šuma, promene u korišćenju zemljišta

Metan 0.71 ppm 1.79 ppm 152%

Vlažna staništa, sagorevanje biomase, aktivnost termita, eksploatacija nafte i gasa, uzgajanje pirinča, gajenje stoke, deponije

Azotni oksidi 270 ppb 319 ppb 18%Šume, livade, okeani, njive, sagorevanje biomase, đubriva, sagorevanje fosilnih goriva

Freoni (CFCs) 0 880 ppt nepoznato Frižideri, sprejovi, rastvori za čišćenje

Ozon nepoznatovarira sa

nadmorskom visinom i geografskom širinom

opada ustratosferi raste

u troposferi

Prirodno se stvara dejstvom Sunčevog zračenja na molekularni kiseonik, a veštački fotohemijskom proizvodnjom smoga

Koncentracije i izvori gasova “staklene bašte”

Negativne posledice intenziviranja efekta “staklene bašte”

1. Podizanje nivoa mora1. Podizanje nivoa mora2. Negativan uticaj na ledeni pokrivač2. Negativan uticaj na ledeni pokrivač3. 3. Uticaj na klimu i na živi svetUticaj na klimu i na živi svet4. Šumski požari4. Šumski požari5. Ekonomske posledice5. Ekonomske posledice6. Čovek kao “žrtva” sopstvenog6. Čovek kao “žrtva” sopstvenog delovanjadelovanja

1. Podizanje nivoa mora1. Podizanje nivoa mora

• Merenja pokazuju da je u poslednjem veku nivo mora porastao u proseku za 15-20 cm. U geološkoj istoriji promene su bile po nekoliko desetina metara.

• Do kraja XXI veka nivo svetskog mora mogao bi da bude viši za 10 do čak 50 cm. Do 2050. godine sadašnji nivo svetskog mora biće 7 – 15 cm viši, a do 2100. godine za 34 cm, samo usled efekta staklene bašte.

• Ove promene mogle bi da izmene odnos morskih i kopnenih površina na svetskoj karti (neke oblasti kao npr. Holandija našle bi se pod morem).

povećanje nivoa morapotapanje velikih povšina na obalama

potapanja priobalnih gradovanestajanje ostrva

2. Negativan uticaj na ledeni pokrivač2. Negativan uticaj na ledeni pokrivač

• Led na polovima pokriva 10% kopna i sadrži 77% zaliha slatke vode.

• Od 150 glečera u 1850. godini na Aljasci i u Kanadi, danas ih ima oko 50.

• Led se na severnoj hemisferi postepeno topi. U poslednjih 35 godina stanjio se za 42%. Nivo mora kod Aljaske i Kanade raste 0.15-0.30 mm godišnje.

• Ovo je dovelo do bržeg plutanja ledničkih masa i njihovih pomeranja. Ako delovi lednika doplove u toplije vode, mogli bi da rashlade tople struje i ugroze živi svet u vodi. Takođe, daljim otapanjem leda oslobodiće se velike količine CH4 (iz vazdušnih džepova), što bi dodatno ubrzalo zagrevanje.

Topljenje lednika na polovima

Topljenje lednika na planinama

3. Uticaj na klimu i na živi svetIzmene klime

• Obilne padavine, poplave (više temperature dovode do pojačanog isparavanja – topao vazduh nosi više vlage, što rezultira većom količinom padavina u umerenim oblastima severne hemisfere)

• Jako visoke letnje temperature i suše (Mediteran i tropi)

• Uragani i oluje

• Smanjivanje količina dostupne slatke vode (procena je da će se do 2100. godine 70% rezervi pijaće vode iscrpiti)

• Predviđa se da će Golfska struja opasti za 25% u narednih 100 godina, a nije isključeno ni da potpuno nestane. Slabljenje tople Golfske struje rezultira hladnim i oštrim zimama.

• Klimatske promene su ireverzibilne

Problemi adaptacije živog svetaProblemi adaptacije živog svetaPoremećaji u lancima ishranePoremećaji u lancima ishrane

Poremećaji u životnim ciklusimaPoremećaji u životnim ciklusima ( (neke biljke cvetaju ranijeneke biljke cvetaju ranije) ) Porast temperature za oko 2Porast temperature za oko 2ooC pomerio bi granice staništa šuma na severnoj polulopti za oko 300 km na C pomerio bi granice staništa šuma na severnoj polulopti za oko 300 km na

severseverPredviđa se potpuno istrebljenje mnogih vrsta jer njihova adaptacija ne može da prati brzinu klimatskih Predviđa se potpuno istrebljenje mnogih vrsta jer njihova adaptacija ne može da prati brzinu klimatskih

promena (minimalna promena temperature okeana dovela bi do nestajanja čuvenih koralnih grebenova, koji promena (minimalna promena temperature okeana dovela bi do nestajanja čuvenih koralnih grebenova, koji se odlikuju velikim diverzitetom faune kako beskičmenjaka tako i riba). Mnoge biljne i životinjske vrste već se odlikuju velikim diverzitetom faune kako beskičmenjaka tako i riba). Mnoge biljne i životinjske vrste već

jesu ozbiljno ugrožene naglim velikim temperaturnim promenamajesu ozbiljno ugrožene naglim velikim temperaturnim promenama

4. Šumski požariČak 70% tropskih šuma će nestati do kraja XXI veka.

5. Ekonomske poslediceŠteta po kultivisane biljke, životinjski svet mogla bi da dovede donestašice hrane.

6. Čovek kao “žrtva” sopstvenog delovanjaPovećanje srednje godišnje temperature i vrela leta ozbiljno ugožavajuljudsko zdravlje. Od posledica vrelog talasa u toku 2003. godine umrloje 30.000 ljudi, a visoke temperature izazvale su i brojne hroničnezdravstvene probleme. Takođe sve prethodno opisane pojave direktno,ili indirektno utiču na čoveka, njegovo zdravlje, pa čak i opstanak.

TEORIJA GLOBALNOG TEORIJA GLOBALNOG HLAĐENJAHLAĐENJA

Povećanje CO2 u atmosferi dovelo bi do isparavanja velike količine vode sa površine svetskog mora što bi uslovilo pojavu gušće atmosfere.

Usled toga, došlo bi do smanjenja količine Sunčevog zračenja koje dolazi do površine Zemlje, što bi dovelo do smanjivanja prosečne globalne temperature.

Znatno je prihvaćenija teorija globalnog zagrevanja

Kjoto protokolKjoto protokol

Otvoren za potpisivanje 1997. godine

Donesen uz Okvirnu Konvenciju UN o promeni klime

Cilj protokola je smanjenje emisije gasova, koji izazivaju efekat “staklene bašte” za 5.2%

Uključuje i smanjenje emisije gasova do 2012. godine na nivo iz 1990. godine

Stupio je na snagu tek 2005. godine kad ga je ratifikovala Rusija, jer je time ostvaren uslov da od zemalja potpisnica 55% moraju biti zemlje zagađivači

Ratifikovalo ga 170 zemalja

Međunarodni sporazumi o smanjenju Međunarodni sporazumi o smanjenju emisije gasova sa efektom staklene bašteemisije gasova sa efektom staklene bašte

zelena – potpisale i ratifikovaležuta – potpisale ali se čeka ratifikacijacrvena – potpisale ali nisu ratifikovale

siva – nemaju stav

KJOTO PROTOKOL

Pravi šok u svetskoj javnosti i među političarima izazvao je, početkom 2007. godine,

Četvrti izveštaj međuvladinog panela za promenu klime.. Glavni zaključci izveštaja

IPCC 2007. godine su bili više nego poražavajući: proces otopljavanja na Zemlji odvija se mnogo brže nego što je to

prognozirano koncentracija gasova staklene bašte u atmosferi je danas dvostruko veća

nego u preindustrijskom periodu (do 1750. godine). Sa održavanjem ovakvog trenda. temperatura vazduha bi u 21. veku porasla u granicama 2 - 4,5 0C.

prisutno je ubrzavanje tranzicije ka otopljavanju Zemlje porast temperature vazduha je veći na većim geografskim širinama (ka

polovima) pa to izaziva ubrzano topljenje leda na polovima, naročito na Arktiku.

dužina trajanja leda na rekama se smanjuje zbog porasta temperature vazduha

registrovana je migracija stanivništva iz regiona koji su pod većim negativnim uticajem klimatskih promena u regione „povoljnije“ klime. Prognozira se da će tokom 21. veka migracija obuhvatiti stotine miliona ljudi, što će biti izuzetan ekonomski udar na društvene sisteme.

Ozonske rupe zapravo i nisu ‘‘rupe’’, već mesta gde je koncentracija ozona znatno smanjena.

Ozon je u gornjim slojevima atmosfere (stratosfera) prisutan u ‘’velikoj meri’’, barem je tako bilo milionima

godina. Međutim, zadnjih decenija je atmosferskim merenjima utvrđeno da sloj ozona u stratosferi postaje

sve tanji. Smanjivanje ozona je najveće na polovima, posebno iznad Antarktika gde se pojavljuju tzv. „ozonske

rupe” na južnoj hemisferi.

Slika najveće Antartktičke “ozonske rupe” ikad izmerene (Septembar 2006).

Smanjenje ozonskog omotača Smanjenje ozonskog omotača zemljezemlje

Proizvođači i proizvodi koji oštećuju ozonski omotač

Glavni uzročnici smanjenja koncetracije ozonskog sloja su:

oksidi azota (NOoksidi azota (NOxx)) (supersonični avioni – veliki izvor azotnih oksida u stratosferi)

hlorofluoro jedinjenja ugljenikahlorofluoro jedinjenja ugljenikapoznatiji kao freoni (CFCl)

Izaziva pojavu raka kože (smanjenje O3 za 1% izaziva četvorostruko povećanje broja obolelih)Oboljenje očiju – kataraktu očnih sočivaSlabljenje imunološkog sistema organizmaSmanjenje prinosa žitarica (bioprodukcije)Oštećenje plastičnih materijalaPovećanje efekta staklene bašte,…

Posledice oštećenja ozonskog omotača posledica su povećanja

intenziteta UV zračenja u troposferi:

GLAVNIGLAVNI UZROUZROČNICČNICI NASTANKA KISELIH KII NASTANKA KISELIH KIŠŠAA

Sumpor dioksid – SO2

Azotni oksidi – NOx

Gasovite organske materije –

Kisela kiša nastaje kada ovi gasovi reaguju u atmosferi sa vodom, kiseonikom i drugim jedinjenjima formirajući kisela jedinjenja tipa azotne i sumporne kiseline.

Sunčeva svetlost ubrzava ove reakcije.

NEGATIVNI NEGATIVNI EFEKTI EFEKTI ““KISELIH KIŠAKISELIH KIŠA” NA:” NA:

Vodene ekosisteme (masovni pomor riba)

Zemljište (narušavanje ravnoteže katjona)

Šumsku i zeljastu vegetaciju (resorpcija aluminijuma; kiseline sprže listove)

Ljudsko zdravlje (bolesti respiratornog sistema i kanceri)

Građevinske objekte i spomenike (korozija, degradacija, razaranje)

Uticaj kiselih kiša na sadržaj kalcijuma i magnezijuma u zemljištu vrlo je indikativan, nastajanje sulfata magnezijuma koji je rastvoran i sulfata kalcijuma (gipsa) koji je slabo rastvoran (oko 2g/dm3 kišnice) ima za posledicu da se vremenom ovi katjoni ispiraju iz zemljišta i ostavljaju za sobom narušenu ravnotežu katjona u zemljištu.

Uticaj na zemljište

Uticaj na građevinske objekte i spomenike

bolesti respiratornih organa (astma, bronhitis) razvoj kancera

Uticaj na ljudsko zdravlje

korozija, degradacija i razaranje

Mere zastite vazduha od zagadjivanja

☼ Iako jos uvek nije moguce potpuno uklanjanje svih otpadnih produkata iz vazduha, postoji vise razlicitih nacina kojima bi se bar smanjio njihov sadrzaj. Zagadjujuce materije se mogu ukloniti postupcima apsorpcije i adsorpcije. Postupak apsorpcije se sastoji u uklanjanju stetnih gasova u rastvorima ili nacvrstim apsorberima

☼ Postupci preciscavanja otpadnih gasova adsorpcijom zasnuju se na koriscenju cvrstih adsorbera(aktivni ugalj, silikagel…). Jedan od racionalnih nacina smanjenja zagadjenja je povecalje zelenih povrsina u gradovima.