Aerul ca factor de mediu

Stoia SinzianaUniversitatea Iuliu Hatieganu Cluj-NapocaOctombrie 2011

Aerul ca factor de mediu1.Compozitia chimica normala a aerului si importanta sa pentru viataAerul reprezinta un factor de mediu care conditioneaza in mare parte existenta vietii pe pamant,fiind suportul respiratiei animale si vegetale.Cel mai important component al aerului este oxigenul a carui concentratie in aerul atmosferic este de 20,93%(in vol% din atmosfera uscata).Alaturi de oxigen,in compozitia aerului intra bioxidul de carbon(0,03%) si azot(78,09%).Cele trei gaze reprezinta un procentaj total de circa 99% care este completat de alte componente:argon(0,92),neon,heliu,cripton,xenon,ozon,radon,hidrogen,metan,vapori de apa. Omul poate supravietui cateva saptamani fara hrana, cateva zile fara apa, insa numai cateva minute fara aer. Aerul este esential pentru viata. Cinci minute fara aer provoaca leziuni ireversibile la nivelul celulelor nervoase, cu consecinte grave asupra sanatatii, amenintand viata. De ce este aerul atat de important? Pentru ca el contine oxigen. Cand inspiram aerul in plamani, oxigenul este transferat in globulele rosii ale sangelui, care il vor duce mai departe la toate celulele organismului. La nivelul acestora au loc reactii chimice vitale. In urma lor, rezulta bioxidul de carbon, pe care tot globulele rosii il transporta la plamani, care il vor da afara din corp, prin expiratie, caci este un produs rezidual. Cu alte cuvinte, aerul ne furnizeaza oxigenul datator de viata. Zilnic prin plamanii nostri trec 10.000 litri de aer. Aerul contine, pe langa oxigen si hidrogen, azot si, din pacate, uneori si elemente nocive din cauza poluarii atmosferei pamantului nostru. Aerul, care patrunde prin caile respiratorii - nas, gura, trahee, bronhii, bronhiole, este filtrat, umezit si incalzit la temperatura corpului. In final, el ajunge in cele mai mici camarute ale plamanilor, numite alveole, care sunt tapetate cu o retea de vase de sange foarte mici, numite capilare. La nivelul acestor capilare, se realizeaza schimbul de gaze - oxigen si bioxid de carbon. Acest schimb are loc rapid -in aproximativ 1 minut, tot sangele trece prin plamani, fiind oxigenat. Este foarte importanta calitatea aerului pe care-l respiram. Cel mai bun aer se afla in apropierea zonelor verzi, a padurilor, langa lacuri, mari si oceane. De aceea ne simtim atat de bine la munte, la mare sau in parc. Acest aer contine din abundenta oxigen si ioni negativi.

2.Poluarea aerului atmosfericIn atmosfera libera,compozitia aerului este frecvent modificata prin supraadaugarea unor compusi de natura chimica sau biologica,asociati in marea lor parte cu fenomenele de 2

poluare.Acesti produsi ridica risc pentru sanatatea umana si pentru integritatea mediului inconjurator;efectele lor sunt imediate sau se instaleaza dupa o perioada de latenta,cu o intensitate dependenta de caracteristicile poluantului si de particularitatile de teren. In spatiile interioare,concentratia elementelor supraadaugate aerului este dependenta de existenta surselor de poluare proprii mediului interior si de ventilatie.Chiar in absenta elementelor supraadaugate,compozitia aerului se modifica in incaperi neventilare si supraaglomerate,deoarece aerul expirat prezinta variatii procentuale ale principalelor gaze componente:concentratia oxigenului scade la circa 19%,concentratia bioxidului de carbon creste la 0,1-0,5%,azotul ramanand constant. Cele mai importante aspecte ale relatiei dintre om,mediu si calitatea aerului vor fi analizate in continuare. Poluarea atmosferica reprezinta modificarea compozitiei normale a aerului,cu efect nociv asupra omului si asupra factorilor de mediu si care include atat compusii supraadaugati,cat si variatiile semnificative ale constituentilor normali ai aerului atmosferic. Poluarea aerului nu este un fenomen nou;ea a fost reprezentata de-a lungul timpului prin sursele naturale de poluare:eruptii vulcanice,descompunerea materialului organic;erodarea solului(genereaza nori masivi de praf);pulberi de meteoriti.Toate aceste surse naturale constituie insa,numai in mod excetional un risc pentru sanatate. Adevarata poluare a aerului este realizata prin activitatea omului care a creat sursele antropogene de poluare,a caror pondere a crescut paralel cu dezvoltarea societatii.Astazi,in conditiile globale de dezvoltare economico-sociala,poluarea aerului a creat probleme majore,care au devenit constante:schimbarile de clima,disparitia unor specii,lezarea sanatatii omului.Sfarsitul secolului XX nu a reusit sa rezolve problemele create pe parcursul ultimei sute de ani.Ne indreptam spre o catastrofa sau exista cai de iesire din criza ecologica a planetei? Prima Conferinta General Europeana pentru Protectia Mediului Inconjurator a actualizat in acest sens,conceptul de poluare a aerului: Poluarea aerului reprezinta introducerea in atmosfera de catre om,direct sau indirect,de substante sau energie cu actiune nociva,de natura sa puna in pericol sanatatea omului,sa dauneze resurselor biologice si ecosistemelor,sa deterioreze bunurile materiale si sa aduca atingere utilizarii legitime a mediluli Aceasta definitie reliefeaza rolul determinant al omului in producerea fenomenelor poluante ale aerului atmosferic; arata ca poluarea aerului nu are consecinte individuale,ci genereaza probleme globale.

3.Influenta poluarii aerului asupra starii de sanatate a populatieiIn fuctie de actiunea dominanta asupra organismului uman,poluantii aerieni sunt clasificati in urmatoarele categorii: Poluanti iritanti:gaze si suspensii Poluanti asfixianti:monoxid de carbon,hidrogen sulfurat,acid clorhidric,cianuri Poluanti toxici sistemici:metale grele(plumb,mercur,cadmiu),fluor Poluanti cancerigeni:organici(hidrocarburi policiclice aromatice,clorura de vinil,amine aromatice) si anorganici(arsen,crom,nichel,cadmiu) Poluanti fibrozanti:suspensii cu dioxid de siliciu,cu oxizi de fier Poluanti alergizanti:polen,praf de casa etc. Monoxidul de carbon-actiunea hipoxica are repercursiuni in primul rand asupra organismului cu nevoi sporite de oxigen(fatul,copilul in crestere,adultul care efectueaza o activitate fizica 3

intensa) si asupra celor cu boli preexistente care le maresc susceptibilitatea la efectele adverse ale monoxidului de carbon(hipoxie cronica,boli cardiovasculare).Intoxicatia cu monoxid de carbon poate fi acuta sau cronica,in functie de concentratia si durata de expunere. Expunerea gravidelor la monoxid de carbon,are efecte asupra fatului;prin blocarea hemoglobinei de catre monoxidul de carbon. Studii recente arata implicarea monoxidului de carbon in aterogeneza si in aparitia hipertensiunii arteriale. Expunerea cronica la concentratii de monoxid de carbon care sa determine un nivel constant al carboxihemoglobinei de peste 15%,determina aparitia sindromului Shinshu,manifestat clinic prin oboseala,dureri musculare,dispnee,angor pectoris,iar la nivel cardiac leziuni valvulare si miocardoza. Studiile de expunere controlata la monoxide de carbon pe voluntari,au reliefat efecte neurolugice,consecinta hipoxiei cerebrale:reducerea perceptiei vizuale si auditive,scaderea capacitatii de concentrare si a dexteritatii manuale. Plumbul-este cunoscut inca din antichitate,cand se incerca transformarea lui in aur(alchimie);era cunoscuta si toxicitatea lui,descrisa ca delirium.In ciuda acestor cunostinte stravechi,proprietatile fizice(mai ales punctul scazut de topire) l-au facut larg folosit in viata cotidiana; pana in anii `50 se puteau cumpara jucarii de plumb,unelte de pescuit din plumb,etc. In zilele noastre sursele de plumb sunt numeroase.Este utilizat in aliajele din care se fabrica conductele de aductiune ale apei si conductele de canalizare,la fabricarea acumulatoarelor acide,a ecranelor de protectie impotriva radiatiilor penetrante,a containerelor pentru transportul substantelor radioactive,la confectionarea utilajelor sau ambalajelor cu care se lucreaza sau in care se pastreaza acid fluorhidric si sulfuric.Oxizii sai se folosesc ca pigmenti la fabricarea sticlei cristal si a sticlei optice,a emailurilor pentru portelan. Pana la anumite concentratii,plumbul este tolerat de organism.El este un poluant omniprezent in mediul ambiental ceea ce face ca absorbtia lui sa fie inevitabila.Riscul pe termen scurt nu este important,dar tinand cont ca plumbul se acumuleaza in organism,orice aport suplimentar(prin aer,apa sau alimente)reperzinta un risc potential. Toxicitatea subcronica a plumbului la cei fara expunere profesionala consta in interferarea sintezei mitocondriale a hemului cu aparitia unei anemii hipocrome microcitare.La copii,grupa populationala cu risc maxim in expunerea la plumb,toxicitatea acestui metal prezinta aspecte particulare,manifestandu-se predominant asupra sistemului nervos central(ameteli,iritabilitate,insomnii,cefalee,voma) Cadmiul-in aerul atmosferic,emisii semnificative rezulta prin topirea minereurilor de cupru,plumb si zinc,din gazele de esapament auto si prin procesul tehnologic de fabricare al aliajelor. Rinichiul este organul asupra caruia se exercita preponderent toxicitatea cadmiului,prin lezarea cortexului renal si a tubilor proximali. Spre deosebire de expunerea la plumb sau la mercur,produsul; de conceptie este partial protejat de toxicitatea cadmiului,prin sinteza placentara de metalotioneina,in conditii expunerii ridicate aceasta protectie este insa anulata.

4

Fumatul pasiv-fumul de tutun este un amestec complex de gaze,vapori si suspensii apartinand mai multor clase de compusi chimici;prezenta fumului de tutun in aerul interior creste concentratia particulelor respirabile,a nicotinei,a hidrocarburilor policiclice aromatice,a monoxidului de carbon,a dioxidului de azot,a acroleinei.Nivelul concentratiei acestor compusi in aerul interior depinde de numarul de fumatori,de intensitatea fumului,de rata de ventilatie a incaperii. Desi difuzia in aerul incaperii reduce concentratiile acestor componenti inhalati de fumatorul pasiv,fumatul pasiv reprezinta un risc major pentru sanatate. Grupa populationala cea mai vulnerabila la efectele adverse ale fumatului pasiv sunt copiii,datorita imaturitatii pulmonare si imunitatii mai reduse la infectii respiratorii.Fumatul pasiv al copiilor creste semnificatia riscului de aparitie a afectiunilor urechii medii. La adulti,fumatul pasiv creste riscul bolilor ischemice coronariene.Este considerat un factor de intretinere si de agravare a astmului bronsic urmata de bronhospasm. Fumatul pasiv este asociat cauzal cu cancerul pulmonar.

4.Influenta poluarii aerului asupra mediului ambiant(inclusiv schimbari de clima)Pe langa consecintele nefaste pe care emisiile poluante atmosferice le exercita direct si tintit asupra sanatatii omului,poluarea aerului are un impact puternic asupra mediului inconjurator,prin care degradeaza profund ceilalti factori de mediu,afectand de multe ori inevitabil ecosistemele si exercitand un efect negativ indirect asupra sanatatii. Gaurile de ozon Rolul stratului de ozon este important si benefic: -constituie un filtru de absorbtie pentru radiatiile solare ultraviolete,care in acest mod isi exercita doar efectul sanogen,nu si efectul distructiv asupra formelor de viata -prin absorbtia radiatiilor ultraviolete,stratul de ozon se incalzeste si contribuie la structurarea atmosferei,delimitand troposfera(atmosfera densa incarcata cu apa,caracterizata de alternanta acalmiei atmosferice cu cicloane puternice) de stratosfera(atmosfera calma,cu aer rarefiat) In contextul vietii moderne a omului contemporan,activitatea industriala,cat si cea domestica determina emisii atmosferice masive de compusi halogenati.Dintre acestia,compusii clorurati si mai ales freonul(CFC-clorofluorocarbonati)folosit in industria maselor plastice,a solventilor,incorporat in lichide de refrigerare,in produse tip spray,are rol primordial in producerea gaurilor de ozon. Distrugerea stratului de ozon,va duce la pierderea distinctiei dintre troposfera si stratosfera,determinand o incalzire globala planetara cu consecinte ecologice extreme:inundatii,extinderea desertului,disparitia

5

biodiversitatii speciilor care va dezechilibra grav ecosistelele,periclitand in final insasi existenta umana. Efectul de sera Teoria efectului de sera cosidera ca prin arderea masiva a combustibililor fosili,in atmosfera se degaja volume uriase de dioxid de carbon,care vor produce o ecranare a radiatiilor infrarosii provenite de la nivelul solului.Cumularea radiatiilor infrarosii in atmosfera va duce la o incalzirea acesteia,ce va determina la randul ei incalzirea globala planetara. In ultimele decenii,efectul de sera trece de la stadiul de teorie la acela al realitatii incontestabile.Cercetarile au aratat ca desi ponderea efectului de sera revine in primul rand dioxidului de carbon(55%),sunt implicate si alte emisii gazoase:freonul(24%),metanul(15%) si oxizii de azot(6%). Analizarea modelelor simulate de clima arata ca o dublare a concentratiei dioxidului de carbon din atmosfera fata de anul 1850 ar putea cauza o crestere a temperaturii medii globale cu 1,5 pana la 4,5 grade Celsius.Efectele incalzirii climatice vor fi evidente:inundarea unor insule si a unor delte fluviale,desertizarea braului semiarid al Pamantului,salinizarea rezervelor de ape freatice,pierderea unor terenuri arabile prin diminuarea umiditatii din sol si a eroziunii accentuate,tot mai frecvente incendii de paduri,extinderea bolilor tropicale spre nord,diminuarea salinitatii marine. Ploi acide Termenul de ploi acide a fost introdus in 1872 in Marea Britanie.La originea lor stau emisiile de dioxid de sulf si oxizi de azot din aerul atmosferic.40% din volumul emisiilor este datorat traficului auto,35%este aferent proceselor tehnologice industriale si 25% se datoreaza producerii energiei termice in mediul industrial sau domestic. Dupa emisie,in straturile inalte ale atmosferei dioxidul de sulf si de azot formeaza cu oxigenul atmosferic,pentaoxizii respectivi care din punct de vedere chimic sunt anhidridele acizilor sulfuric si azotic.Prin urmare pentaoxidul de sulf(SO5) si cel de azot(N2O5) sunt sovatati cu usurinta in picaturile de apa,care se intorc pe pamant sub forma de ploi acide,ceata acida sau ninsoare acida. In mod normal apa de precipitatii are un caracter usor acid;prezenta in compozitia ei a acidului sulfuric sau azotic,ca urmare al poluarii atmosferice,ii creste aciditatea foarte mult,dezechilibrand ecosistemul natural si afectand sanatatea omului.Valoarea pH-ului ploii acide este mai mic de 5,6;in cazul cetii acide scade si mai mult(pH=1,7-3) In mediul inconjurator,efectele imediate asociate ploilor acide sunt reprezentate de cresterea aciditatii apelor de suparafata,urmata de moartea pestilor(la pH-ul apei mai mic de 5 supravietuirea pestilor nu este posibila),iar pe termen lung s-a observat inhibarea reproducerii multor specii de animale acvatic si distrugerea vegetatiei agricole.Prin spalarea solului de catre ploile acide,au loc reactii chimice care elibereaza din roci,metale cu potential toxic.Este cazul aluminiului,care prin apele de siroire poate ajunge in apele de suprafata,fiind incriminat in blocarea functiei respiratorii la pesti.

5.Influenta schimbarilor de clima asupara organismuluiSchimbarile climatice vor avea un impact major asupra vietii fiecaruia dintre noi. 6

Schimbarile de presiune atmosferica produc modificari la nivelul celulelor si al tesuturilor, creand disconfort in functionarea organismului. Cand valorile acesteia nu sunt in limite normale, persoanele cu hipertensiune arteriala au dureri de cap, palpitatii, senzatie de greutate in piept.Presiunea atmosferica scazuta duce la tahicardie si la cresterea tensiunii. Masele de aer reci cresc tensiunea arteriala, ingreuneaza gandirea si provoaca apatie. Aerul foarte uscat este daunator aparatului respirator, iar cel umed favorizeaza nefritele si bolile infecto-contagioase. Vremea inchisa este un factor de agravare a depresiilor, mai ales din cauza faptului ca oamenii petrec mai mult timp in casa. Se vorbeste din ce in ce mai mult de factorul meteorologic - vreme inchisa, ploaie. Acestea pot influenta tulburarile psihice. Exista multe persoane care, pe o asemenea vreme, acuza o stare de oboseala acuta, o astenie fizica si psihica, o stare de somnolenta continua si chiar depresie, cu toate ca se odihnesc corespunzator noaptea. Caldurile excesive cresc relativ brusc valorile tensiunii arteriale si determina dureri anginoase. Aerul cald si umed este un adevarat cosmar pentru persoanele sensibile. Cand un asemenea front atmosferic se abate asupra noastra, foarte multi oameni se plang de migrene, astm, depresii, probleme de circulatie, dereglari de somn sau infectii. Coagularea sangelui are de suferit si apare pericolul trombozelor. Fronturile de aer umed agraveaza diferitele forme de reumatism cronic degenerativ. Vantul rece declanseaza crize de angina pectorala zilele cu vant persistent de primavara si vara activeaza alergii la polen. Migrenele, nevralgiile (sciatic sau trigemen) au si ele mari conditionari meteo. Eruptiile solare intensifica starile depresive. Intre retragerea unui front atmosferic si apropierea celuilalt, asupra noastra actioneaza - intr-o perioada scurta de timp, o multime de influente meteorologice. Temperatura, presiunea aerului, umiditatea, incarcatura electrica din aer, lumina si circulatia aerului se modifica si nu toti oamenii suporta la fel de bine aceste modificari care se petrec datorita poluarii din ce in ce mai des.

6.Masuri de prevenire si combatere a poluarii aeruluiCele mai sensibile strategii de control ale poluarii atmosferice implica metode ce reduc, colecteaza, capteaza sau retin poluanti inainte ca ei sa intre in atmosfera. Din punct de vedere ecologic, reducand emisiile poluante cu o marire a randamentului energetic si prin masuri de conservare, precum arderea de mai putin combustibil este strategia preferata. 7

Influentand oamenii sa foloseasca transportul in comun in locul autovehiculelor personale ajuta de asemenea la imbunatatirea calitatii aerului urban. Potentiali poluanti pot exista in materialele ce intra in procese chimice sau in procese de combustie (ca de exemplu plumbul din benzina). Metode de controlare a poluarii atmosferice includ si indepartarea materialelor poluante direct din produsul brut, inainte ca acesta sa fie folosit, sau imediat dupa ce s-a format, dar si alterarea proceselor chimice ce duc l-a obtinerea produsului finit, astfel incat produsii poluanti sa nu se formeze sau sa se formeze la nivele scazute. Reducerea emisiilor de gaze din arderea combustibililor folositi de catre automobile este posibila si prin realizarea unei combustii cat mai complete a carburantului sau prin recircularea gazelor provenite de la rezervor, carburator si motor, dar si prin descompunerea gazelor in elemente putin poluante cu ajutorul proceselor catalitice. Poluantii industriali pot fi la randul lor captati in filtre, precipitatori electrostatici. Efectiv: -Dotarea marilor intreprinderi industriale, a exploatarilor miniere subterane cu dispozitive, care epureaza si neutralizeaza substantele poluante (exhaustoare cu filtre etc.); -Amplasarea noilor obiective industriale in afara zonelor de locuit; -Pentru controlul tehnic al vehiculelor, serviciul de circulatie dispune de analizatoare de gaze, filmetru si sonometru; -Amplasarea in locuri speciale a rampelor de gunoi si transportul acestuia cu autovehicule inchise; -Realizarea unei perdele vegetale de protectie, in jurul unor intreprinderi industriale, raspunzatoare de poluarea aerului atmosferic; -Plantarea de arbori si arbusti, extinderea parcurilor etc.; -Suprainaltarea cosurilor, la unitatile care genereaza mari cantitati de fum si gaze etc. -Impotriva poluarii aerului de catre autovehicule se preconizeaza: folosirea turbinelor cu gaz, a unui combustibil combinat (benzina si gaz nepoluant) si extinderea automobilului electric. Schimbarile marunte pot avea efecte foarte mari. Iata cum poti contribui la limitarea schimbarilor climatice: - Nu lasa televizorul, calculatorul sau telefonul in asteptare. Un televizor consuma 45% din energia totala in pozitia in asteptare - Foloseste becuri eficiente din punct de vedere energetic si stinge luminile atunci cand iesi. Nu economisesti numai energie, ci si bani - Nu lasa incarcatorul de la telefonul mobil in priza dupa ce telefonul s-a incarcat. Astfel se risipeste 95% din electricitate. - Economiseste apa calda facand dus in loc de baie se consuma de patru ori mai putina energie. - Masinile sunt sursa a 12% din emisiile de CO2 din UE. Foloseste transportul public. Mersul pe bicicleta sau pe jos sunt si mai sanatoase si mai ieftine.

8

BIBLIOGRAFIE

1) http://www.ecomagazin.ro/schimbarile-climatice/ 2) C.Ionut si col-Compediu de Igena,Ed.Medicala UniversitaraIuliu Hatieganu ClujNapoca,2004 3) Monica Popa-Concepte si tendinte privind poluarea mediului inconjurator,Ed.QUO VADIS Cluj-Napoca 2011 4) http://filtruaer.ro

9