Interpretarea modului de dispersie a poluantilor aerului

Interpretarea modului de dispersie a poluantilor aerului

1.    Modul de dispersie al poluantilor aerului

Din punct de vedere ecologic, pericolul de poluare legat de atmosfera are doua aspecte :unul direct, legat de compozitia atmosferica daca ea ar suferi alterari pe termen scurt, si altul legat de rolul de vehicul pe care il poate juca atmosfera in transportul rapid a 414c22e l multor factori nocivi (este un vector al agentilor poluanti).

Modul de dispersie al agentilor poluanti pe calea aerului depinde de factorii meteorologici si de modul de evacuare prin cosurile intreprinderilor.

   Factorii meteorologici care influenteaza dispersia sunt :

• Vantul este cel mai important factor care contribuie la dispersarea poluantilor

in atmosfera. El se manifesta printr-o miscare orizontala a atmosferei care antreneaza poluantii in masele de aer purtate de vant. Difuziunea poluantilor in atmosfera este direct proportionala cu viteza vantului. Vantul uniform si de viteza mica mentine concentratii ridicate de poluanti in stratul de aer in care au ajuns. Cu cat vantul are o viteza mai mare, cu atat volumul de aer in care se disperseaza agentul poluant este mai mare si concentratiile rezultate vor fi mai mici. Vantul este deci un factor pozitiv in lupta contra acumularii de agenti poluanti, dar tot el este vinovat si pentru dispersarea nedorita a agentilor poluanti de pe sol

• Calmul atmosferic este cea mai favorabila conditie meteorologica pentru

Poluarea aerului, pentru ca pe masura producerii de poluanti de catre diversele surse, acestia se acumuleaza in vecinatatea locului de eliminare si concentratia lor creste continu.

• Turbulenta aerului este un fenomen complex ce rezulta din diferentele de

temperatura, miscare si frecare dintre straturile in miscare, a unor portiuni mici ale maselor de aer, care determina o continua stare de agitatie interna. Turbulenta favorizeaza dispersarea transversala fata de directia vantului a agentilor poluanti, ea se afla in legatura directa cu regimul vanturilor. O turbulenta puternica se manifesta prin fluctuatii puternice ale vantului la sol (atat in privinta directiei, cat si a vitezei) care amesteca bine aerul. In cazul unei turbulente medii, caracterizata prin stabilire verticala neutra, fluctuatiilt vantului sunt mai reduse, iar la turbulenta slaba , cu stabilitate verticala, vantul este slab si constant in directie si intensitate.

   Turbulenta este un factor care favorizeaza difuzia si viteza de formare a amestecurilor de poluanti-aer. Din punct de vedere al modului cum se produce, turbulenta atmosferica poate fi :

o       mecanica, are ca masura principala frecarea maselor de aer de suprafata terestra, ea fiind in functie de rugozitatea solului ; este accentuata de cresterea rugozitatii solului si de viteza vantului.

o       termica sau convectiva, este generata de diferenta de temperatura care poate exista intre suprafete si curentul de aer aflat deasupra, fiind datorata repartizarii neuniforme a temperaturii.

1.    Influenta factorilor climatici asupra dispersiei si transportului poluantilor

O problema suparatoare a omenirii o reprezinta, mai acut in acest secol al tehnologiei, legile naturii, adica influenta naturii asupra fenomenului de poluare.Se stie, ca natura este caracterizata printre altele si de factorii sai climatici, factori ce pot influenta fenomenul de poluare prin caracterul lor dispersiv sau transportoriu asupra poluantilor.

                Inainte de a prezenta informatii despre influenta factorilor climatici asupra dispersiei si transportului poluant 19419k109t ilor, trebuie sa se cunoasca fenomenul ce este schimbat, marcat de actiunea acestora si anume poluarea. Fenomenul reprezinta impurificarea atmosferei cu particule de gaze sau vapori produse artificial sau a apelor naturale de suprafata sau subterane cu ape uzate menajere si industriale. Poluarea este rezultatul oricarei modificari a mediului ambiant, care determina un dezechilibru ecologic natural. Orice  adaos  de  substanta  sau  forme de energie (caldura, sunet)  pe  care mediul nu le mai poate dispersa, descompune sau recicla, conduce la aparitia poluarii.

             Desi societate umana se afla intr-o continua dezvoltare se pare ca natura, ca de obicei  imprevizibila, ne poate surprinde, mai ales prin intermediul factorilor sai climatici. Acestia sunt: variatiile de temperature din atmosfera, vantul, turbulenta aerului, umiditatea, precipitatiile si norii, fenomenele macrometeorologice. Factorii climatici pot fi analizati  atat la scara sinoptica (o zona orizontala de cca. 100 km lungime, de mica grosime, sub forma unei calote plate ), cat si la scara aerologica (o zona de cateva zeci sau sute de metrii deasupra solului, unde curentii ascendenti termici si de turbulenta, datorita solului  si a reliefului sau , au o mare influenta asupra dispersiei).

                 Influenta variatiilor de temperatura asupra dispersiei si transportului poluantilor  

 Deoarece temperatura scade odata cu altitudinea, atunci cand un strat de aer rece se absoarbe sub un strat de aer cald ,are loc o inversiune termica, poluantii se acumuleaza la suprafata pamantului fiind mult mai daunatori pentru sanatatea omului. Odata cu acest fenomen are loc si o distrugere a stratului de ozon aflat la aprozimativ 24 km de pamant. Acest strat are rolul de a filtra radiatiile daunatoare ale Soarelui, radiatiile ultraviolete. Cand aceste nu sunt oprite are loc efectul de sera, ce determina cresterea temperaturii medii a planetei, iar ca principal resposabil in formare acestui efect este dioxidul de carbon. Tot legat de inversiunea termica, important este ca stratul de inversiune termica actioneaza ca un capac impiedicand dispersia si transportul poluantilor. Mai mult aceste straturi sunt propice formarii cetei, ca urmare a condensarii vaporilor de apa si a existentei poluarii sub forma de pulberi, deci uneori si a smogului. Temperature poate determina mai multe tipuri de atmosfera, in functie de gradientul adiabatic uscat si anume: atmosfera indiferenta, atmosfera instabila si atmosfera stabila. Gradientul adiabatic uscat reprezinta masura cantitativa a racirii unei particule cand se ridica, adiabatic,in atmosfera uscata. Atmosfera indiferenta esta atunci cand gradientul de descrestere a temperaturii atmosferei este egal cu gradientul adiabatic uscat. Asadar intr-o astfel de atmosfera concentratia de poluantii este aceeasi in toate directiile, oricare ar fi pozitia particulei in masa atmosferei are temperature egala cu atmosfera, deci dispersia si transportul  poluantilor nu sunt influentate, ci depind doar de parametrii cinetici ai jetului de poluant. Atmosfera instabila se formeaza atunci cand conditiile de temperatura sunt supraadiabatice, adica descresterea temperaturii este superioara gradientului adiabatic uscat.pentru un nivel dat, orice particular aflata intr-o miscare de coborare va ramane mai rece decat atmosfera, va ave densitatea mai mare si va continua miscare in jos. Invers, daca particula va fi la orice nivel mai calda decat mediul ambient, deci mai  usoara, va continua sa se ridice. Atmosfera instabila este favorabila dispersiei si transportului poluant 19419k109t ilor, mai putin situatia in care masa de aer incarcata cu poluanti este obligata sa coboare. Atmosfera stabila se intalneste atunci cand descresterea verticala de temperature este inferioara gradientului adiabatic uscat. Daca particular de aer este supusa la o miscare ascendenta ea este mai rece decat mediul ambient, are densitate mai mare si tendinta de a cobora. Daca particula de aer a primit un impuls vertical dirijat in jos, ea este maicalda decat mediul si are tendinta sa urce. Ambele deplasari u ca rezultat revenirea la nivelul initial. In conditiile unei astfel de atmosfere difuzia si transportul poluantilor nu sunt favorizate.

       Vantul

Vantul reprezinta deplasarea orizontala a maselor de aer atmosferic datorita, in principal, diferentelor de presiune dintre zonele de pe suprafata solului,cre se resimte pana la cca. 1 km altitudine. Acesta se caracterizeaza prin directie si viteza. Se considera, conventional, vant daca viteza curentilor de aer este mai mare de 0,5 m/s. Pentu viteze mai mici se considera calm atmosferic, perioada in care vantul nu influenteaza dispersia si transportul poluantilor. Directia vantului reprezinta directia de miscare a poluantilor, de aceea un vant moderat va favoriza  dispersia si transportul poluantilor mult mai bine decat unul cu viteza mare, care are tendinta de a retine poluantii la nivelul solului.

     Turbulenta aerului

Turbulenta reprezinta starea de miscare a aerului in care se formeaza vartejuri, produse de curentii verticali de convectie, in opozitie cu vantul, la care miscarea este orizontala. Este proportionala cu miscare vantului si dependenta de constructiile de pe sol, forme de relief  si de capacitatea de inmagazinare a caldurii. Dupa cauzele care o provoaca, turbulenta se clasifica in termica, datorata diferentelor de temperatura ale aerului din apropierea solului si dinamica, datorata frecarii dintre masele de aer si elementele orografice de la sol. Acest factor climatic favorizeaza dispersia si transportul poluantilor. In opozitie cu miscarea turbulenta este miscarea laminara caracteristica momentelor de acalmie, cand dispersia si transportul poluantilor are loc, dar prin difuzie moleculara si procesul de sedimentare.

          Umiditatea atmosferica, precipitatiile si norii

Umiditatea atmosferica este un factor climatic ce are un aspect nu foarte favorabil asupra dispersiei si transportului poluantilor, ci din potriva ajuta uneori la  formarea unor efecte foarte daunatoare vietii, precum ceata si chiar smogul.Precipitatiile  in opozitie cu ceata,contribuie la dispersia si transportul poluantilor la nivelul atmosferei, insa influenteaza negativ solul si apele, deoarece toti poluantii ajung la nivelul  acestor componenti, unde se infiltreaza schimband proprietatile lor, deci are loc un fenomen de poluare. Solul poate fi poluat :

          -direct, prin deversari de deseuri pe terenuri  urbane sau rurale, sau din ingrasaminte si pesticide aruncate pe terenurile agricole ;

          -indirect, prin depunerea agentilor poluanti ejectati initial in atmosfera, apa ploilor contaminate cu agenti poluanti “spalati” din atmosfera contaminata, transportul agentilor poluanti de catre vant de pe un loc pe altul, infiltrarea prin sol a apelor contaminate.

          In ceea ce priveste poluarea prin intermediul agentilor poluanti din

atmosfera, se observa anumite particularitati. Spre exemplu, ca regula generala, solurile cele mai contaminate se vor afla in preajma surselor de poluare. Pe masura, insa, ce inaltimea cosurilor de evacuare a gazelor contaminate creste, contaminarea terenului din imediata apropiere a sursei de poluare va scadea ca nivel de contaminare dar regiunea contaminata se va extinde in suprafata.

          Nivelul contaminarii solului depinde si de regimul ploilor.Acestea spala in general atmosfera de agentii poluanti si ii depun pe sol, dar in acelasi timp spala si solul, ajutand la vehicularea agentilor poluanti spre emisari. Trebuie totusi amintit ca ploile favorizeaza si contaminarea in adancime a solului. Intr-o oarecare masura poluarea solului depinde si de vegetatia care il acopera, precum si de natura insasi a solului. Poluarea apei se produce atunci cand, in urma introducerii unor substante determinate – solide, lichide, gazoase, radioactive – apele sufera modificari fizice, chimice sau biologice, susceptibile de a le face improprii sau periculoase pentru sanatatea publica, pentru viata acvatica, pentru pescuitul industrial, pentru industrie si turism.

Norii, ca plafon compact, static si de joasa altitudine creeaza un spatiu inchis, in care dispersia si transportul poluantilor nu sunt favorizate, insa atunci cand creeaza un plafon discontinuu si in continua miscare favorizeaza fenomenele de dispersie si transport al poluantilor.

          Fenomenele macrometeorologice

Un rol deosebit de nefavorabil asupra procesului de dispersie si de transport al poluantilor il au masele anticiclonice (cu presiune atmosferica mare in raport cu imprejurarile). Exista zone pe glob unde frecventa si durata maselor anticiclonice este mare, existenta acestora favorizand inversiunea termica, ceata si calmul atmosferic, fenomene ce le-am caracterizat mai sus. Masele anticiclonice au o durat mai mare toamna si iarna, fata de primavara si vara. Datorita acestor motive, cresterea nivelului de poluare in aceste zone a produs primele accidente de masa, zone a caror poluare este sub control legislativ sever.

          Dupa cum se constata factorii climatici au o influenta mare asupra dispersiei si transportului poluantilor.  Importanta lor este cu atat mai mare incat au puterea de a transforma un mediu prielnic vietii in unul total neprielnic si invers. Deci natura ne poate fi atat prieten cat si dusman, de aceea e bine sa o putem intelege si sa traim in perfecta armonie cu regulile ei si aceasta pentru binele societatii umane, intrucat nedreptatea o producem noi si nu aceasta.