Impactul Transporturilor Asupra Aerului Atmosferic

Transportul reprezintă în jur de o treime din totalul consumului final de energie în țările membre UE și mai mult de o cincime din emisiile de gaze cu efect de seră. De asemenea, acesta este responsabil de o mare parte a poluării aerului în mediu urban, precum și de poluarea fonică. Mai mult, transportul are un impact semnificativ asupra peisajului deoarece acesta împarte suprafețele naturale în mici porțiuni cu serioase consecințe asupra plantelor și animalelor.

În același timp, transportul este un element esențial pentru societatea noastră modernă: acesta asigură accesul la locuri de muncă, bunuri și servicii, educație, activități turistice și de agrement. Gospodăriile moderne cu două venituri depind și mai mult de transport deoarece este din ce în ce mai obișnuit ca cel puțin o persoană să trebuiască să facă naveta pe o distanță semnificativă. Aceasta se datorează în parte specializării în creștere a forței de muncă.

Sarcini precum cumpărăturile se bazează tot mai mult pe transport datorită tendinței concentrării zonelor de cumpărături în mai puține locuri, departe de zonele rezidențiale care sunt deseori lipsite de posibilitatea de a face cumpărături.

Volumul de transport este în creștere: anual 1,9% pentru pasageri și 2,7% pentru transportul de mărfuri. Această creștere depășește îmbunătățirile realizate în eficiența energetică a diverselor mijloace de transport.

Ca urmare, consumul energetic și emisiile de gaze cu efect de seră determinate de transport sunt în creștere. Acestea sunt exacerbate în plus printr-o trecere de la un transport mai eficient din punct de vedere ecologic, pe calea ferată și cu autobuzul, la mașini și aeronave.

O preocupare aparte o reprezintă aviația care este sectorul transporturilor cu cea mai rapidă creștere. Această creștere este determinată în parte de bogăția în creștere și de prețurile scăzute (aviația nu plătește taxa de carburant), care stă la baza unei creșteri puternice în domeniul călătoriilor în scopuri turistice. În prezent, aviația determină mai mult de 10% din emisiile de gaze cu efect de seră, dacă se include în statistici aviația internațională.

În ciuda creșterii transportului, emisiile asociate de substanțe nocive precum monoxidul de carbon, hidrocarburile nearse, particulele și oxizii de azot sunt în scădere deoarece sunt impuse norme mai stricte de emisii pentru autovehicule și camioane. Totuși, concentrațiile de pulberi în suspensie (PM) și ozon nu au arătat, în general, nici-o îmbunătățire din 1997.

Pulberile fine în suspensie și ozonul de la nivelul solului sunt în prezent recunoscute în general ca fiind principalele pericole asupra sănătății umane determinate de poluarea aerului, iar transportul are o contribuție principală la producerea acestora .

Unul dintre motivele pentru care persistă unele probleme privind calitatea aerului, în ciuda faptului că vehiculele devin mai curate, este faptul că emisiile în condiții reale de conducere tind să fie mai mari decât emisiile în condiții de testare.

Zgomotul din trafic afectează o mare parte a populației. Organizația Mondială a Sănătății estimează că aproximativ 40% din populația UE este expusă zgomotului din traficul rutier la niveluri care depășesc 55 dB și că peste 30% din aceeași populație este expusă unor niveluri care depășesc 55 dB pe timpul nopții.

Prezenta lucrare este o analiză a degradării atmosferei provocată de industria transporturilor rutiere, urmărind delimitarea valorilor normale de cele anormale în capitolul aer (noxe, poluanți) și evaluarea impactului de mediu apărut în ultimii ani datorită acestui poluator major.

Capitolul I

METODOLOGIE

O lucrare de licență prezentată în domeniul ecologiei trebuie să trateze o problemă de mediu apărută din cauze naturale sau antropice, se analizează impactul produs asupra unui factor de mediu sau în general asupra tuturor componentelor ce alcătuiesc planeta. În cazul de față impactul agresor al mediului este industria transporturilor, iar lucrarea are titlul Poluarea aerului produsă de transporturile rutiere în județul Argeș.

Cu ajutorul materialelor bibliografice, pe baza unor cercetări amănunțite și cu ajutorul acordat de autoritățile în domeniu din județul Argeș, am reușit să alcătuiesc o imagine fidelă a stării atmosferei, implicit a aerului din zona argeșeană, analizând factorul poluare atmosferică produs de industria transporturilor rutiere.

În capitolul II se prezintă o sumară descriere a atmosferei, compoziție, structură, forme și limite, pentru a înțelege ce factori participă la fenomenul de poluare, cum sunt alcătuite straturile atmosferice.

În capitolul III prezint degradarea atmosferică provocată de industria transporturilor, emisiile degajate de autoturisme, efectele lor asupra sănătății umane și asupra mediului, iar la sfârșitul capitolului prezint câteva soluții de minimizare a efectelor negative.

Capitolul IV este o analiză comparativă a transporturilor internaționale, cu cel național și local, obiectivele politicilor de transport din Uniunea Europeană, din România și din județul Argeș.

Studiul de caz este realizat prin amabilitatea și cu ajutorul unor specialiști din cadrul Facultății de Transporturi – Universitatea Politehnică din București, se identifică poluanții produși de motoarele cu ardere internă și se evidențiază efectele lor asupra mediului.

Scopul acestei lucrări este de a identifica problemele de poluare atmosferică legate strict de industria transporturilor și de a încerca să găsească soluții viabile pentru limitarea degajării în atmosferă a emisiilor produse de motoarele cu ardere internă.

Obiectivele urmărite sunt :

– identificarea principalilor poluanți atmosferici care provoacă degradarea atmosferică;

– analiza efectelor nocive ale poluanților asupra mediului și asupra sănătății;

– analiza poluării chimice a aerului cu emisii de gaze nocive degajate de motoarele cu ardere internă;

– identificarea metodelor de reducere a poluanților atmosferici produși de autoturisme aplicate combustibililor.

Capitolul II

Considerente generale despre atmosferă

II.1 Structura atmosferei terestre

Atmosfera este învelișul gazos al Pământului, care se menține în jurul lui datorită gravitației. Moleculele aerului sunt supuse pe de o parte gravitației, iar pe de altă parte forței centrifuge determinate de rotația Pământului (figura 1) .

Figura nr. 1 – Atmosfera terestră

Distanța la care aceste două forțe se echilibrează constituie grosimea cea mai mare pe care o poate avea atmosfera. În realitate, datorită mișcării lor, moleculele scapă din câmpul gravitațional terestru cu mult înainte ca această grosime să fie atinsă. Ținând seama de vitezele moleculelor, corespunzătoare temperaturilor din atmosfera înaltă, s-a calculat că grosimea maximă posibilă a atmosferei este de 3000 km. Masa totală a atmosferei este circa , iar jumătate din aceasta se găsește între sol și nivelul situat la .

Aerul uscat la nivelul mării are următoarea compoziție (tabelul 1):

După repartiția verticală a temperaturii aerului, în atmosferă se delimitează următoarele regiuni:

troposfera: de la suprafața solului până la înălțimea de 10-15 km, în funcție de latitudine;

stratosfera: de la 18 km până la 30-35 km;

mezosfera: deasupra stratosferei până la 80-100 km;

termosfera: de la limita mezosferei până la 1000-1200 km;

exosfera: deasupra termosferei până la aproximativ 3000 km.

Între aceste regiuni se află zone de tranziție, cu grosimi variabile de la câteva sute de metri până la câțiva km. Aceste zone se numesc: tropopauza, stratopauza, mezopauza, termopauza, (figura 2).

Troposfera și stratosfera, adică zona din atmosfera terestră în care se resimte influența suprafeței Pământului atât din punct de vedere dinamic cât și din punct de vedere termic reprezintă stratul limită atmosferic. Aici se desfășoară cvasitotalitatea activităților umane care sunt influențate de vântul din acest strat și care, la rândul lor, influențează caracteristicile stratului limită atmosferic. În acest strat au loc importante fenomene termice și aerodinamice legate de interacțiunea atmosferei cu suprafața solului și a apei, interacțiune care conduce la apariția de perturbații meteorologice și care apoi, prin mecanisme de transport turbulent, sunt propagate în zona exterioară stratului limită atmosferic, adică în atmosfera liberă, reprezentată de mezosferă, termosferă și exosferă. În această parte superioară a atmosferei Pământului ionii și electronii sunt prezenți în număr suficient de mare pentru a influența propagarea undelor radio.

Figura nr. 2 – Stratificarea atmosferei

Grosimea stratului limită atmosferic depinde de valoarea vitezei medii a vântului din atmosfera liberă, de stratificarea verticală a temperaturii, de dimensiunile, forma și repartiția rugozității terenului. Ea poate fi considerată ca egală cu altitudinea la care deplasările verticale ale aerului devin neglijabile.

Fenomenele complexe care se produc în zona stratului limită atmosferic și care influențează activitățile umane sunt:

acțiunea vântului;

acțiunea combinată a vântului și zăpezii cu urmărirea aglomerărilor de zăpadă;

dispersia poluanților gazoși în atmosferă;

captarea energiei eoliene etc.

II.2 Principale componente constante ale atmosferei

Este un fapt cunoscut că apariția și dezvoltarea tuturor formelor de la suprafața terestră și din mediul aerian au fost posibile tocmai datorită existenței atmosferei, în compoziția prezentată mai sus. Desigur, dintre gazele componente au pentru viață o importanță esențială, în timp ce altele sunt indiferente (cel puțin în proporțiile menționate).

Prin ponderea și însușirile lor, azotul și oxigenul, componente constante totalizează laolaltă 99,037% din volumul și 98,670% din greutatea atmosferei, sunt gazele cele mai importante.

II.2.1 Azotul, este, sub raport cantitativ, principalul gaz component al atmosferei
(0, 088 % din volum și 75,527% din greutate). Singur, el nu întreține viața, în amestec cu oxigenul (în proporțiile din atmosferă) temperează acțiunea acestuia, făcând posibilă dezvoltarea vieții. Este lipsit de toxicitate, creșterea concentrației lui în sângele uman sau animal provoacă „beția azot”, care poate avea consecințe grave. Pentru regnul vegetal constituie un important element nutritiv, plantele de pe întregul Pământul consumând circa 25 milioane tone de azot, obținut fie direct din aer, fie din compușii azotului formați în atmosferă și aduși la sol prin mijlocirea precipitațiilor.

Azotul și compușii azotului contribuie constant la poluarea atmosferei, bioxidul de azot NO2 este unul din cei mai periculoși poluanți.

Sursa principală a acestui gaz o reprezintă motoarele cu ardere internă, în special a automobilelor. NO2 se formează la temperatura ridicata din țevile de eșapament. Cantități importante de NO2 dau naștere și la arderea cărbunilor.

În afară de faptul că NO2 este toxic ca atare la anumite concentrații, el contribuie nemijlocit la formarea smogului – fotochimic, un produs complex alcătuit din diverși compuși chimici și având ca substrat fizic particule de aerosoli (suspensii solide sau lichide din atmosferă).

Sub influența razelor solare mai ales ultraviolete (UV) între acești compuși se produc reacții secundare și terțiare din care iau naștere alte substanțe, ca ozon, PAN, acroleina, formaldehida, peroxiacetilnitrați, etc. Dintre acestea PAN și ozonul au efecte toxice deosebit de puternice.

Bioxidul de azot sub acțiunea razelor UV reacționează și dă oxid de azot și oxigen atomic. O parte din acesta se combină cu oxidul de azot regenerând NO2, proces ce duce la menținerea NO2 în atmosferă. Altă parte a oxigenului atomic se combină cu O2 și dă ozonul, foarte reactiv și puternic oxidant. Ozonul reacționează cu resturile de hidrocarburi care apoi se combină cu PAN. PAN are puternice efecte toxice asupra plantelor, chiar la concentrații mici producând necroze ale țesuturilor frunzelor, inhibă fotosinteza.

II.2.2 Oxigenul, în atmosferă deține locul al doilea sub raport cantitativ (20,949% din volum și 23,143% din greutate), dar joacă rolul principal din punct de vedere calitativ. Aceasta deoarece, este indispensabil procesului respirației, ceea ce înseamnă că în absența lui viața ar fi imposibilă.

II.2.3 Bioxidul de carbon, deși sub raport cantitativ ocupă locul al patrulea printre componenții aerului uscat (în medie 0,0318% din volum și 0,0456% din greutate), bioxidul de carbon joacă un rol esențial în viața plantelor. Proporția bioxidului de carbon din straturile inferioare ale troposferei prezintă, mai ales în regiunile temperate, și o variație ciclică anuală, caracterizată prin descreșteri importante primăvara și vara, când procesul fotosintezei se intensifică, și prin creșteri sensibile toamna, când fotosinteza este considerabil diminuată.

Ozonul, constituie o stare alotropică a oxigenului. Este un gaz de culoare albăstruie, cu un miros caracteristic. Identificabil în atmosferă de la 10 până la 60 km înălțime, el înregistrează concentrații mai ridicate în anumite straturi ale atmosferei (între 20 și 30 km înălțime, cu maximul la 25 km) și mezosferei (între 40 și 55 km, cu maximul la 50 km), cunoscute împreună sub denumirea de ozonosferă.

II.2.4 Aerosolul atmosferic. Particulele solide și lichide din atmosfera Pământului influențează în permanență viața. Ele controlează vizibilitatea în aer, intensitatea radiației solare care atinge suprafața Pământului, precum și proprietățile electrice, magnetice și radioactive ale mediului atmosferic. Aceste particule joacă de asemenea un rol foarte important în reglarea ciclului apei în natură.

După timpul lor de viață constituenții gazoși ai atmosferei se pot împărți astfel:

constituenți cvasi-constanți (QC) al căror timp de viață este de ordinul miilor de ani (N2, O2, He, Ne, Ar, Kr, Xe);

constituenți care variază lent (VL) al căror timp de viață este de câteva luni până la câțiva ani (CH4, O3, N2O, CO2, CO, H2);

constituenți care variază rapid (VR) al căror timp de viață este de câteva zile sau mai puțin (SO2, H2S, NO, NO2, NH3).

Aerosolul reprezintă sistemul care conține particule lichide sau solide suspendate într-un gaz. Dacă gazul este aerul atmosferic atunci aerosolul se numește aerosol atmosferic. În această suspensie gazoasă se obișnuiește să se includă alături de particulele solide, toate particulele lichide, cu excepția hidrometeorilor (adică picături de ploaie și cristale de gheață).

În stratul limită atmosferic, numit din acest punct de vedere și omosferă, compoziția atmosferei este relativ uniformă. În atmosfera liberă compoziția atmosferei începe să varieze puternic datorită separării gravitaționale a constituenților ei și datorită radiației solare care disociază unii constituenți și stimulează formarea altora. Din acest punct de vedere această parte a atmosferei se mai numește și eterosferă.

Particulele de aerosol atmosferic au dimensiuni variate; de la dimensiunea câtorva molecule până la particule cu diametrul mai mare de 100 µm. Din acest punct de vedere, aerosolul atmosferic se poate împărți în următoarele grupe dimensionale, împărțire în acord și cu tehnicile de măsurare:

particule Aitken (detectate cu ajutorul detectorului de particule Aitken);

particule cu: ;

particule mari: ;

particule gigante: .

În afară de contribuția neînsemnată a meteoriților și a polenului, particulele de aerosol sunt rezultatul a două procese de bază:

dezintegrarea și dispersia de materiale de la suprafața Pământului:
– de la suprafața uscatului;
– de la suprafața oceanului planetar;

reacțiile chimice și condensarea gazelor și a vaporilor din atmosferă.

II.3 Temperatura atmosferei

În procesele legate de circulația maselor de aer din atmosferă, temperatura atmosferei este un factor foarte important. Ea este determinată, în afară de sursa primară de energie care este radiația solară și de:

radiația terestră,

radiația atmosferei terestre,

comprimarea și dilatarea aerului,

evaporarea și condensarea vaporilor de apă din aer,

difuzia moleculară turbulentă.

Ultimele trei fenomene care au loc în atmosferă sunt determinante în stabilirea repartiției temperaturii în atmosferă și implicit în definirea profilului de temperatură din zona stratului limită atmosferic.

Variația temperaturii cu înălțimea nu se produce după o lege bine determinată. În troposferă temperatura scade uniform cu înălțimea, de la 10-200C, la suprafața solului, până la
-50oC, gradientul mediu de scădere al temperaturii, numit și gradient adiabatic uscat, fiind 5-6 o C/km. Această scădere este conform cu ecuația lui Poisson:

(1)

unde constanta:

(2)

dată de raportul dintre căldura molară la presiune constantă și cea la volum constant, reprezintă exponentul adiabatic. Scăderea de presiune care apare în cazul maselor de aer ascendent, conduce și la descreșterea temperaturii.

În stratosferă temperatura rămâne aproximativ constantă, circa -500C, iar apoi, în mezosferă, începe să crească, atingând un maxim de circa -100C, la înălțimea de 50 km, după care scade din nou până la circa -500 C. În termosferă temperatura crește continuu, atingând la intrarea în exosferă o valoare de 1000-15000 C. În exosferă noțiunea de temperatură începe să-și piardă înțelesul obișnuit deoarece ciocnirile dintre particule sunt atât de rare încât transferul energetic nu mai este posibil.

II.4 Forme ale degradării atmosferei

II.4.1 Modificarea climei. Modificarea caracteristicilor climei a fost pusă în evidență în jurul anilor 1987, prin semnalarea încălzirii globale a mediului înconjurător. Programe de cercetare au identificat un proces clar de schimbare a climei și au permis formarea certitudinii că se fac simțite efecte ale schimbării climei.

În ultimii ani au apărut și alți indicatori ai schimbării climei. Astfel, cu ajutorul unui satelit militar, a fost detectată o creștere a nivelului mării cu trei milimetrii în perioada 1993 – 1996. Datele la care are lor schimbarea anotimpurilor pot servi drept barometru al schimbării climei. La începutul anului 1995 au fost publicate primele rezultate ale studiilor ce investighează o perioadă de peste 700 ani, privind schimbarea anotimpurilor. S-a pus în evidență procesul de modificare a acestor date începând cu anul 1940. Este deja acceptat faptul că astfel de schimbări nu sunt determinate de cauze naturale. Preocupările actuale ale cercetătorilor sunt îndreptate spre anticiparea cât mai corectă a viitoarei structuri a climei, prin folosirea celor mai moderne și complete modele de circulație globală a atmosferei.

Un alt aspect al modificărilor climatice este legat de creșterea frecvenței și gravității furtunilor. Cercetări recente arată că încălzirea atmosferei și a mărilor are ca rezultat un mai mare schimb de energie, mărind astfel viteza de deplasare pe verticală a curenților, fapt observat în dezvoltarea cicloanelor tropicale, a tornadelor, a furtunilor cu descărcări electrice și a celor cu grindină. Aceste consecințe nu sunt însă confirmate în totalitate. Totuși, numărul mare de dezastre naturale, cu pagube materiale considerabile, produse în ultimii ani, constituie un indiciu al efectelor determinate de încălzirea globală. În acest sens, o creștere cu 3 – 4 oC a temperaturii mării va determina o creștere a potențialului distructiv al uraganelor cu 50% și va genera forme de vânt cu viteze de până la 350 km/h.

II.4.2 Creșterea nivelului mărilor și oceanelor este un alt efect al încălzirii globale. În decursul ultimului secol nivelul mărilor a crescut cu 20 – 40 cm, iar estimările pentru anul 2100 conduc la valori de 10 – 12 cm. Aceste creșteri vor determina inundarea zonelor de uscat și a deltelor, a unor zone locuite, afectarea surselor de apă potabilă, etc.

II.4.3 Efectul de seră. Procesul prin care radiația termică a suprafeței Pământului, a cărei lungime de undă este mai mare decât a radiației solare, este reținută de gazele componente ale atmosferei se numește efect de seră. Ca urmare temperatura mediului înconjurător crește. Principalul component al aerului atmosferic responsabil de acest efect este dioxidul de carbon (CO2). Oxizii de azot (NOx), metanul (CH4), compușii organici ai carbonului cu clorul și fluorul (CFC), clorofluorocarburile, influențează în mai mică măsură componentul termic al atmosferei (figura 3).

Figura nr. 3 – Efectul de seră

Încălzirea globală are pe lângă creșterea temperaturii și alte efecte perturbatoare, cu consecințe, cu consecințe negative importante asupra ecosistemului:

modificarea regimului precipitațiilor,

epuizarea resurselor de apă,

creșterea nivelului mărilor și oceanelor.

Temperaturile medii globale sunt astăzi cu 0,60C mai mari decât în urmă cu un secol. Prognozele pe modele fizice conduc la concluzia că la sfârșitul secolului următor creșterea temperaturii va fi de 2,5 – 5,50C. În zonele polare această creștere va fi mai mare, ajungând până la 6 – 80C. Dacă aceste prognoze se vor confirma este posibil ca nivelul oceanului planetar să crească cu aproximativ 1 m. Pericolul este cu atât mai mare cu cât sunt amenințate zonele de coastă în care sunt situate o serie de orașe mari.

Carbonul este unul din cele mai răspândite elemente dispersate în atmosferă de industrie. În anul 2006 au fost eliminate în atmosferă circa 5,66 miliarde tone de carbon din activități industriale. La acestea se mai adaugă încă 1 – 2 miliarde tone eliberate prin tăierea și ardere pădurilor. Fiecare tonă de carbon emisă în aer formează 3,7 tone de dioxid de carbon, gaz care este inofensiv, dar care determină creșterea temperaturii terestre.

Emisiile de CO2 au depășit încă în urmă cu aproape un secol capacitatea de absorbție a carbonului de către vegetația terestră și de oceane. De atunci concentrația de CO2 crește continuu. Astfel numai în perioada 2000 – 2006 concentrația a crescut cu 30%.

În martie 2000, Comisia Europeanã a lansat primul Program European pentru Schimbarea Climei (ECCP). Acesta a fost creat pentru a genera politici, mãsuri și o schemã a schimbului de emisii care sã asigure faptul cã Uniunea Europeanã va reduce emisiile cu 8% sub nivelul din anii 1990 pânã în perioada 2008-2012, fiind în concordanțã cu angajamentele fãcute în cadrul Protocolului Kyoto. Dezvoltarea primului Program European pentru Schimbarea Climei a implicat toate grupurile relevante de participanți, incluzând aici persoane din diferite directorate generale ale Comisiei, oficiali din Statele Membre, din cadrul industriilor și a grupurilor de mediu. Programul a acoperit o gamã variatã de inițiative, inclusiv promovarea energiei regeneratoare și utilizarea autovehiculelor ecologice.

Faza a doua a Programului European pentru Schimbarea Climei (ECCP II) a fost lansatã în octombrie 2005. Consistã din diverse grupuri de lucru: revizuirea fazei unu a programului (ECCP I), aviația, dioxidul de carbon și automobilele, captarea carbonului și depozitarea acestuia, mãsuri de adaptare și revizuirea schemei de schimb a emisiilor.

Schema schimbului de emisii a gazelor cu efect de serã ale Uniunii Europene EU ETS joacã un rol cheie în lupta împotriva schimbãrii climei. A devenit operaționalã în 2005 fiind cea mai cuprinzãtoare astfel de schemã din lume, incluzând o multitudine de țãri precum și o multitudine de sectoare care opererazã pe baza schimbului de emisii a gazelor. Aceastã schemã permite de asemenea companiilor sã depãșeascã nivelul propriu al emisiilor de dioxid de carbon prin cumpãrarea permiselor verzi – contribuind în acest mod la atingerea obiectivului Uniunii Europene în cadrul Protocolului Kyoto.

În ianuarie 2007 Comisia a propus reducerea cu 20% pânã în 2020 a emisiilor de gaze cu efect de serã, acestea fiind comparate cu nivelul din anii 1990. Comisia a sperat cã o astfel de propunere va determina o nouã revoluție industrialã. Obiectivul ambițios propus de Comisie a fost aprobat cu ocazia summit-ului de primãvarã din martie 2007. Uniunea Europeanã va trebui sã respecte acest obiectiv în mod unilateral, indiferent de obținerea sau nu a unui nou acord ce vizeazã protecția mediului dupã ce Protocolul Kyoto expirã în 2012. Uniunea Europeanã sperã de asemenea sã fie un exemplu de urmat pentru țãri ca Statele Unite sau China. Pentru a atinge acest obiectiv, Comisia a propus armonizarea completã a piețelor de electricitate și de gaz din cadrul Uniunii Europene. De asemenea, din volumul total al energiei existente, 20% trebuie sã provinã din surse de energie regeneratoare, precum energia solarã sau cea eolianã, iar din totalul combustibililor folosiți, 10% trebuie sã fie de naturã bio. Un obiectiv ulterior este reducerea cu pânã la 20% a energiei consumate.

Capitolul III

Degradarea atmosferică provocată

de industria transporturilor

Degradarea atmosferică este un proces de modificare a compoziției chimice normale a mediului aerian, prin propagarea în acesta de substanțe chimice agresive sau de discomfort, din cauza activităților multiple ale omului în scopul creșterii calității vieții materiale a speciei umane.

În Convenția de la Geneva, din noiembrie 1979, ratificată de România prin Legea nr. 8/25 ianuarie 1991, la art. 1 se precizează „Expresia poluarea atmosferică desemnează introducerea în atmosferă de către om, direct sau indirect de substanțe sau energie care au o acțiune nocivă de natură să pună în pericol sănătatea omului, să dăuneze resurselor bilogice și ecosistemelor, să deterioreze bunurile materiale și să aducă atingere sau să păgubească valorile de agrement și alte utilizări legitime ale mediului înconjurător…”.

Plecând de la compoziția normală, poluarea atmosferică corespunde prezenței substanțelor străine sau unei variați importante a proprietăților componentelor aerului, variație care este susceptibilă să provoace efect nociv sau discomfort. Astfel, bioxidul de carbon constituent normal al atmosferei, este poluant atmosferic atunci când concentrația lui depășește 300 p.p.m. (părți pe un milion).

Poluanți atmosferici pot fi de natură :

gazoasă – CO2 ,CO, SO2 , NO, NO2 , NNH3;

lichidă – particule lichide care reprezintă emanații din diferite procese de condensare chimică;

solidă – care reprezită particule solide sub formă de pulberi în fumuri de ardere, prafuri industriale, vulcanice sau prafuri provenite de la explozile atomice (conținând în special 2 izotopi radioactivi, 90Sr, 131I).

Sursele de poluare atmosferică de natură artificială, produse de om, sunt:

surse industriale –uzine de produși anorganici; uzine de produși organici; uzine de hârtie și celuloză;industrie alimentară; uzine termoenergetice; fabrici de ciment și materiale de construcție; uzine siderlurgice; uzine de metalurgie neferoasă;

mijloace de transport – autovehicule; locomotive; nave; avioane;

surse casnice – crematorii de bloc, cartier, oraș; sisteme de încălzire individuale și colective (figura 4).

Figura nr. 4 -Structura emisiilor de bioxid de carbon, internațional, 2007

III.1 Efecte nocive ale poluării provocate de transporturi

Astfel de studii (impactul transportului asupra mediului și asupra sănătății) pur și simplu nu au fost făcute sau, cel puțin, nu s-au făcut într-un mod coerent, sistematic și consistent.

Gazele de eșapament provoacă probleme serioase de sănătate persoanelor suferinde de astmă și alte boli respiratorii, cardiacilor, gravidelor, vârstnicilor și copiilor.

Agenția Internațională de Cercetări asupra Cancerului clasifică benzenul și particulele emise ca fiind substanțe cancerigene, gazele de eșapament de la motoarele pe benzină ca fiind posibil cancerigene.

În 1990, Agenția Suedeză de Protecție a Mediului a estimat că, din totalul populației Suediei de 8,4 milioane locuitori, un număr cuprins între 300 și 2000 de persoane se vor îmbolnăvi de cancer în fiecare an din cauza poluării generale a aerului. Principalele substanțe vinovate pentru creșterea riscului de cancer sunt particulele și hidrocarburile aromatice policiclice, ambele fiind emise de autovehicule. Raportul a conchis că emisiile poluante cauzatoare de cancer trebuie să fie reduse cu 90% în zonele urbane pentru protejarea sănătății publice (figura 5).

Figura nr. 5 – Emisii poluante cauzatoare de cancer

Un studiu german a descoperit că funcționarea anormală a plămânilor, respirația șuierată și acneea la copiii de școală erau direct legate de volumul de trafic din cartierele în care trăiau acești copii sau în care era situată școala. Cercetări din Birmingham (Marea Britanie) au descoperit că internările în spital a copiilor cu astmă se datorau faptului că aceștia locuiau în apropierea unor drumuri aglomerate.

Un program de cercetări pe termen lung din Statele Unite a constatat că creșterea ratei mortalității cauzate de cancerul pulmonar, a bolilor cardiace și respiratorii corespund cu creșterea concentrației de particule. Rata mortalității cauzată de bolile de inimă sau plămâni din orașele mai poluate au fost cu 37% mai ridicată decât cea din zonele mai puțin poluate. Alte studii au descoperit legături între poluarea cu particule și spitalizări din cauza pneumoniei sau bolilor pulmonare cronice obstructive, urgențe din cauza acelorași boli și astmei, insuficiența pulmonară la copii, absențe la școală, decese.

Oxizii de azot împreună cu compușii organici volatili (benzinele și vopselele pe bază de ulei), în prezența căldurii și luminii solare, contribuie la formarea ozonului troposferic. Deși acest gaz este foarte folositor în straturile superioare ale atmosferei, la nivelul solului are efect toxic asupra sănătății umane, iritând gâtul și plămânii și agravând astma și problemele respiratorii. Ei sunt, de asemenea, un precursor major al ploilor acide. În S.U.A, în 1990, aproximativ 45% din emisiile de NOx proveneau de la surse mobile (camioane și automobile), 35% de la centralele electrice și 15 % din arderea de combustibili industriali.

Monoxidul de carbon determină alimentarea deficitară a organismului cu oxigen și poate provoca toropeală și dureri de cap.Plumbul se acumulează în organism și afectează dezvoltarea mentală la copii.Particulele de carbon provenind de la motoarele Diesel stau la baza mirosului neplăcut și a murdăriei produsă de trafic. Ele pot provoca cancer.

În acest moment, sectorul de transport este responsabil pentru un sfert din totalul consumurilor de energie la nivel mondial, și este sursa pentru o cincime din totalul emisiilor de dioxid de carbon (CO2) rezultate din arderea combustibililor fosili. Transportul este unul din sectoarele cu cea mai rapidă creștere atât în țările dezvoltate cât și în țările în curs de dezvoltare. Scenariile sugerează că utilizarea energiei de către transporturi va crește cu 40 până la 100% până în anul 2025, în ciuda creșterii costurilor sociale și de mediu datorate utilizării mașinii (date la nivelul anului 2000). Un procent de 90% din viitoarea creștere a emisiilor de CO2 va reveni sectorului de transport, un autoturism emițând anual în atmosferă în medie de 4 ori mai mult CO2 decât greutatea sa. În acest context preocuparea de bază a UE, exprimată și într-o comunicare a Comisiei devine identificarea politicilor ce trebuie puse în aplicare pentru obținerea obiectivului privind reducerea gazelor cu efect de seră.

Trebuie reținut că problema poluării atmosferice este complexă și că compoziția de detaliu a aerului poluat variază foarte mult în funcție de zona geografică, de configurația geometrică a surselor poluante, temperatură, umiditate, intensitatea luminii, etc. Astfel, se vorbește mult de străpungerea centurii de ozon în emisfera nordică a Pământului, ori nimic mai normal dacă avem în vedere că atacarea stratului de ozon este

cauzată de CFC – uri, că anual omenirea disipează anual în atmosferă 400 mii tone de CFC – uri și că 98 mii tone, adică 25 % emană din SUA și Canada.

Reluând problema surselor de poluare atmosferică voi prezenta câteva aspecte ale poluării datorate transportului în special, subiectul analizat în lucrarea de față.

Mijloacele de transport reprezintă o categorie importantă și foarte diversificată de accesorii indispensabile ale civilizației și concomitent, produc producători ai poluării factorilor naturali. Din această categorie a mijloacelor de transport ca surse poluante atmosferic, pe primul loc se situează autovehiculele, mai ales în țările cu o densitate mare a acestora.

Mijloacele de transport cu motoare cu abur (locomotive, nave) produc o inpurificare a atmosferei prin fumul pe care îl evacuează pe coșuri.

Avioanele, la rândul lor, consumă benzină de calitate superioară, fapt care determină eliminarea unor produși mai puțin poluanți. Însă, efectul negativ este amplificat de faptul că zborul avioanelor la înălțimi din ce în ce mai mari injectează poluanții în straturile superioare ale atmosferei, direct în straturile protectoare de CO2 și de ozon, cu consecințe negative asupra acestora.

Disiparea în atmosferă a peste 22 miliarde tone de CO2 anual din activitățile umane este cauza esențială a creșterii procentului de bioxid de carbon în atmosferă datorită măriri exacerbate a parcului auto (figura 5) .

Figura nr. 5 – Parc auto

La începutul revoluției industriale, cu baza energetică axată pe cărbuni și petrol, procentul de CO2 din atmosferă era situat la valoarea de 0,03 %. Actualmente, acest procent este 0,033 %, iar pentru anul 2050 se prefigurează (la menținerea actuală a ritmului de creștere) o valoare de circa 0,06 %. Aceste cifre sunt neliniștitoare din mai multe motive.

În primul rând, bioxidul de carbon este un gaz mai greu decât oxigenul și azotul și deci el se va acumula prepoderent în straturile inferioare ale atmosferei, odată cu micșorarea valorii raportului O2/ CO2

Prin arderea combustibililor, transporturile reprezintă o puternică sursă de emisii poluante în atmosferă. Principalele noxe sunt: CO2 , hidrocarburi și NxOy

Se constată că transporturile rutiere contribuie cel mai mult la poluare.

III.2 Efectele poluării atmosferei cu monoxid de carbon

III.2.1 Efectele asupra organismului uman. În concentrații mici, la o expunere foarte lungă,oxidul de carbon produce o intoxicație cronică, la concentrații mari chiar la o expunere de scurtă durată cauzează o intoxicație acută.

Acțiunea toxică a monoxidului de carbon se produce la nivelul sângelui,monoxidul de carbon formând un compus cu hemoglobină-carboxihemoglobină(COHb). Ca urmare oxigenul este împiedicat să se combine cu hemoglobina,deoarece afinitatea hemoglobinei pentru monoxidul de carbon este de 250 de ori mai mare decât cea pentru oxigen. Acest proces diminuează capacitatea hemoglobinei de a trasporta oxigenul fiind responsabil de efectele toxice ale monoxidului de carbon asupra sistemului respirator.

La concentrații reduse ale monoxidului de carbon(<30ppm)un organism sănătos poate compensa blocarea hemoglobinei (5% COHb) prin intensificarea volumului de sânge circulat (coronorian).

Evident că efectele nocive ale oxidului de carbon, mergând până la modificări structurale în cord și creier vor fi mai grave la persoanele care suferă de boli ale aparatului cardiovascular.

Se consideră că o creștere a concentrației carboxihemoglobinei de la valoarea normală de 0.5% la circa 2.5% nu are efecte dăunătoare asupra organismului uman,depășirea acestei valori conducând la deteriorări ale facultății de a dicrima intervalele de timp, alternări ale funcției vizuale și ale performanțelor pshiomotorii(caracteristici în general unei stări de oboseală avansată).

Concentrația carboxihemoglobinei în sânge este în funcție de concentrația oxidului de carbon în aerul inhalat și crește în timp până la stabilirea echilibrului, această atingându-se la o expunere de 10-12 ore.

III.2.2 Efectele asupra mediului. Concentrațiile admisibile în aer sunt de 13 ppm CO medie pe oră. Față de concentrațiile admisibile ale CO, aglomerările urbane prezintă de multe ori concentrații de câteva ori mai mari, cauzate în primul rând de gazele de eșapament ale autovehiculelor (ponderea emisiilor depășind cotă de 70%).

III.3 Efectele poluării atmosferei cu dioxid de carbon – gaze de seră

Procesul prin care radiația termică a suprafeței Pământului, a cărei lungime de undă este mai mare decât a radiației solare, este reținută de gazele componente ale atmosferei se numește efect de seră. Prin intensificarea acestui efect temperatura mediului înconjurător crește, fenomen cunoscut sub numele de încălzire globală. Principalul component al aerului atmosferic responsabil de acest efect este dioxidul de carbon (CO2).

Carbonul este unul din cele mai răspândite elemente dispersate în atmosferă de industrie. În anul 1988 au fost eliminate în atmosferă circa 5,66 miliarde tone de carbon din activități industriale. La acestea se mai adaugă încă 1 – 2 miliarde tone eliberate prin tăierea și ardere pădurilor. Fiecare tonă de carbon emisă în aer formează 3,7 tone de dioxid de carbon, gaz care este inofensiv, dar care determină creșterea temperaturii terestre.

Dar, pe de altă parte acumularea de CO2 în atmosferă împreună cu alți compuși are drept urmare modificarea regimului de transfer al căldurii de la nivelul solului în atmosferă și favorizează efectul de seră (figura 6).

Comisia temporară pentru schimbările climatice a hotărât reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră cu 80% până în 2050 și creșterea gradului de utilizare a energiei regenerabile cu până la 20% până în 2020

Deputații europeni consideră că „schimbarea climatică are efecte adverse mai rapide și mai grave decât s-a crezut inițial” și au cerut includerea problemei schimbării climatice în toate politicile și sferele de activitate ale UE.

Raportul se bazează pe obiectivele Uniunii Europene de a limita gradul de încălzire globală sub 2°C. Comisia Europeană ar trebui să monitorizeze gradul în care obiectivele UE pot fi atinse, evitând schimbarea climatică.

Principalele recomandări ale raportului sunt:

Reducerea cu 25 – 40% a emisiilor de gaze cu efect de seră până în 2020 și cu cel puțin 80% până în 2050, în comparație cu 1990;

Creșterea gradului de eficiență a energiei regenerabile cu 20% până în 2020;

Figura nr. 6- Contribuția gazelor de seră la încălzirea globală

III.4 Efectele poluării atmosferei cu metale grele

Metalele grele sunt compuși care nu pot fi degradați pe cale naturală, având timp îndelungat de remanentă în mediu, iar pe termen lung sunt periculoși deoarece se pot acumula în lanțul trofic. Metalele grele pot proveni de la surse staționare și mobile: procese de ardere a combustibililor și deșeurilor, procese tehnologice din metalurgia metalelor neferoase grele și traficul rutier.

Metalele grele pot provocă afecțiuni musculare, nervoase, digestive, stări generale de apatie care pot afecta procesul de dezvoltare al plantelor, împiedicând desfășurarea normală a fotosintezei, respirației sau transpirației.

Substanțele chimice aeropurtate (mercur,plumb,cadmiu,zinc,fier,cupru) sunt antrenate ușor de vânt, ele pot fi găsite uneori la distante mari de locul emisiei în atmosferă. Oamenii sunt expuși direct la aceste substanțe toxice în primul rând prin inhalare. Expunerea indirectă poate surveni,după căderea pe sol sau în apa a particulelor aeropurtate, afectând apa potabilă, culturile, animalele și peștii consumați de populație.

Acești poluanți au că sursă principală diferite procese industriale, pentru plumb adaugandu-se și poluarea produsă de gazele de eșapament provenite de la motoare cu ardere internă cu aprindere cu scânteie. Fără a fi foarte răspândiți, cu excepția plumbului, se caracterizează printr-o toxicitate ridicată (figura 7) .

Fig. nr. 7 – Emisii de metale grele (kg/an)

III.5 Efectele poluării atmosferei cu oxizii de azot

III.5.1 Impactul asupra mediului. Prezența oxizilor de azot în atmosferǎ produce prejudicii asupra plantelor. Este însǎ dificil de determinat cu exacitate, care efecte sunt rezultatul direct al acțiunii oxizilor de azot și care al acțiunii poluanților secundari produși în ciclul fotolitic al oxizilor de azot. S-a dovedit cǎ unii dintre acești poluanți secundari sunt foarte vǎtǎmǎtori pentru plante. Acțiunea concentrațiilor ridicate de dioxid de azot asupra plantelor s-ar putea datora și formǎrii de acid azotic.

La o expunere de o orǎ la concentrații relativ ridicate de dioxid de azot, de exemplu de 25 ppm, se produce cǎderea frunzelor. La o expunere de ora, la concentrații de 4-8 ppm, se observǎ la unele plante o necrozǎ care cuprinde aproximativ 5% din suprafața frunzei.

III.5.2 Impactul asupra animalelor. Cercetǎrile asupra mortalitǎții animalelor indicǎ faptul cǎ dioxidul de azot este de patru ori mai toxic decât monoxidul de azot. În atmosferǎ poluatǎ, monoxidul de azot nu este iritat și nu este considerat un pericol pentru sanatate. Pericolul privind prezența monoxidului de azot în atmosfera poluatǎ constǎ în faptul cǎ se oxideaza la dioxid de azot care este mult mai toxic.

În testele fǎcute pe animale expuse la concentrații foarte mari de monoxid de azot s-au observat o paralizie a sistemului nervos central și convulsii.

Dioxidul de azot exercitǎ un efect toxic foarte puternic. Informațiile respective provin mai ales din studiile de laborator facute asupra animalelor. Concentrațiile de dioxid de azot mai mari de 100 ppm sunt mortale pentru cele mai multe specii de animale și 90% din decese sunt cauzate de edem pulmonar. Sunt foarte rare speciile de animale care prezintǎ rezistențǎ la expuneri de dioxid de azot în concentrații de la 1 la 100 ppm. În general, în experimentele efectuate la aceste concentrații moartea survine de la 10 minute pînǎ la aproximativ 21 ore de expunere, în funcție de animal.

Efectele toxice ala dioxidului de azot asupra animalelor se manifestǎ prin schimbǎri în funcționarea plǎmânilor, modificǎri în structura proteinelor, schimbǎri celulare, mǎrirea veziculelor pulmonare, modificǎri hematologice și enzimale, pierderi în greutate, susceptibilitatea la infecții respiratorii etc.

III.5.3 Impactul asupra omului. Informațiile referitoare la efectele toxice ale dioxidului de azot asupra omului se gǎsesc în literaturǎ, în numǎr redus și numai în legǎturǎ cu concentrații mai mari decât cele prezente in aerul ambiant. Exista numeroase imprejurari in care expunerile profesionale la acțiunea monoxidului de azot pot afecta sǎnǎtatea oamenilor.

Pot apare mai multe tipuri clinice de otrăvire cu oxizi de azot. La unele cazuri apar o iritație severǎ cum manifestǎri de arsuri și sufocǎri, tuse violentǎ însoțitǎ de expectorație de culoare galbenǎ. La alte cazuri apare voma, somnolența, slabiciune, pierderea cunoștinței. Persoanele care suferǎ ascest tip de otrǎvire nu prezintǎ edem pulmonar și dacǎ sunt scoase din mediu își pot reveni complet. Astfel intoxicare poate deveni fatală. Al treilea tip, care suferǎ asa-zisa intoxicație de ,,șoc’’, prezintǎ simptome severe de asfixiere, convulsii și oprirea respirației. Aceste cazuri de intoxicare pot rezulta în urma inhalǎrilor de oxizi de azot în concentrații ridicate.

Expunerile cronice intermitente la concentrații de ordinul 10-40 ppm dioxid de azot pot provoca în ultimǎ instanțǎ enfizem.Pragul pentru perceperea mirosului de dioxid de azot la om pare a fi de aproximativ 0,12 ppm.

III.6 Soluții de minimizare a efectelor negative ale poluării provocate de transportul rutier

S-a estimat, pe bază calculelor de prognoză, că în următorii ani transportul rutier își va dubla numărul mașinilor aflate în circulație, ajungându-se la saturare dacă nu vor fi luate măsuri restrictive.

Taxele pe consumul de benzină aplicate în țările Uniunii Europene au redus emisiile de gaze poluante. În 1991, circa 30% din vehiculele aflate în circulație foloseau benzină fără plumb. Emisiile de CO2, CO și hidrocarburi au început să fie reduse prin introducerea catalizatorilor și îmbunătățirea funcționării motoarelor.

Există un consens în sectorul transport în privința faptului că funcționarea sa nu este durabilă. Modul în care societatea noastră a organizat transportul de pasageri și de bunuri este parțial inechitabil social, economic și din punct de vedere al impactului asupra mediului. Există și un consens asupra principiilor fundamentale ale transportului durabil, precum internalizarea externalitatilor, principiul "utilizatorul plătește", al competiției corecte între diferitele moduri de transport; însă acest consens nu merge mai departe de atât.

O reducere a transportului duce la creșterea eficienței economice și a producției. Stimulează o utilizare mai eficientă a resurselor și crește productivitatea economică în zonele care au avut de suferit din cauza unei distribuții dezechilibrate a valorilor datorită concentrării spațiale și proceselor de centralizare.

Durabilitatea se sprijină pe trei piloni – economic, social și de mediu. Problemele sociale legate de transport sunt deseori neclare sau nu sunt luate în considerare iar factorii sociali/psihologici ce sprijină modelele de transport sunt adeseori ignorați. Sistemele durabile de transport măresc coeziunea socială, reduc problemele de mediu și ajută în crearea unei economii mai eficiente și la creșterea calității vieții.

Transportul reprezintă un factor important în dezvoltarea socioeconomică, care însă dacă nu este dezvoltat în mod durabil impune costuri semnificative pentru societate în ceea ce privește impactul asupra mediului și sănătății.

Un raport al Agenției Europene de Mediu arată că principala provocare în această direcție pentru statele membre și țările în curs de aderare este menținerea avantajului pe care îl au privind unele aspecte ale transportului și mediului în comparație cu Uniunea Europeană și în același timp satisfacerea necesităților de creștere a nivelului de trai și de mobilitate. Având o cotă mai mare a căilor ferate, consum mai mic de energie în transporturi și nivel mai redus de emisii per locuitor, precum și o fragmentare mai mică a teritoriului, noile State Membre și țările în curs de aderare au încă presiuni ale transportului asupra mediului mai reduse decât în Uniunea Europeană.

Transportul rutier de marfă a avut o creștere masivă în ultimele decenii, cu un volum mai mare decât orice alt mod de transport, aducând prosperitate celor din această industrie. Această creștere are, însă, asociate și câteva probleme, și anume:

– creșterea emisiilor de substanțe poluante și gaze cu efect de seră

– poluarea fonica

– creșterea numărului de accidente și a victimelor acestora

– costuri mai mari pentru întreținerea și reparațiile infrastructurii rutiere cauzate de autocamioane, care plătesc pentru o parte dar nu toate daunele pe care le cauzează.

Emisiile de substanțe poluante, precum oxizi de azot, hidrocarburi, monoxid de carbon, pulberi cauzează sau exacerbează o serie de probleme de sănătate. În cadrul impactului asupra sănătății atribuit traficului se numără incidența mai mare a cancerului și bolilor de inimă, a problemelor respiratorii și a gravității acestora. Îmbunătățirile tehnologice, ce au redus nivelul emisiilor, au fost compensate de o creștere a traficului, astfel încât emisiile sunt încă în creștere.

Autovehiculele, și în special autoturismele, sunt principala sursă de poluare a aerului în zonele urbane la nivel european. Sectorul transporturi este responsabil pentru 63% din emisiile de NOx, 47% din emisiile de compuși organici volatili, precum benzenul, 10-25% din pulberi și 6,5% din emisiile de SO2 în mediul rural – valorile fiind mai mari în zonele urbane. Femeile însărcinate și copiii, tinerii, bătrânii și cei cu probleme respiratorii sunt supuși celor mai mari riscuri de sănătate.

La nivelul Uniunii Europene, circa 28% din emisiile de gaze cu efect de seră sunt datorate transportului, 84% din aceste emisii provenind din transportul rutier. Mai mult de 10% din emisiile de dioxid de carbon provin în UE din traficul rutier din zonele urbane.

Municipalitățile pot adopta strategii de management pentru transport care să promoveze alternative la utilizarea autoturismelor, reducerea numărului de autoturisme din trafic va reduce dramatic poluarea și nivelul de zgomot.

Pe bază principiului "poluatorul plătește", utilizatorii de transport trebuie să fie responsabili financiar de costurile călătoriilor, inclusiv pentru daunele rezultate din acțiunile lor asupra mediului natural și celui construit, societății și economiei. Taxarea pentru utilizarea infrastructurii, taxele de mediu sau pentru congestiile de trafic ar face mult în ceea ce privește diminuarea impactului negativ al transportului asupra sănătății. Sistemul de taxare din Londra introdus pentru eliminarea congestiilor de trafic oferă dovadă faptului că implementarea sistemelor de taxare este posibilă politic.

Studiile arată că politicile de transport ce pornesc de la premisele unui impact cât mai redus asupra mediului nu numai că vor îmbunătăți calitatea vieții și starea de sănătate a populației urbane ci vor duce și la o rată mai mare de angajare. În Germania s-a preconizat un câștig de
207 000 locuri de muncă dacă va avea loc o trecere la o mobilitate durabilă, cu impact mai redus asupra mediului. Strategii simple pot ajuta în reducerea daunelor cauzate de transport sănătății umane: chiar și implementarea riguroasă a unor limitări de viteză și a unor reglementări privind parcarea pot duce în multe orașe la limitarea emisiilor, creșterea siguranței și o cerere crescută pentru transport public.

Creșterea temperaturii de ardere în interiorul motoarelor a dus la creșterea eficienței și reducerea emisie de CO2. Folosirea motoarelor Diesel elimină o serie din inconvenientele motoarelor pe benzină, fiind mai eficiente, dar generează noi probleme legate de emisia de gaze poluante.

Capitolul IV

Contribuția transportului auto la poluarea atmosferei

la nivel internațional, național și local

IV.1 Considerente generale

Autoturismele reprezintă un mijloc de transport foarte convenabil iar costurile aferente – în special cel al combustibilului – sunt relativ scăzute. Însă adevăratul preț al folosirii autoturismelor devine foarte ridicat în momentul în care luăm în considerare bani cheltuiți pentru construcția de drumuri și șosele, mai ales când ținem cont de poluarea și de celelalte efecte nocive asupra mediului pe care le provoacă acest mijloc de transport. Acum exact 10 ani tendințele de creștere a parcului auto mondial păreau extrem de nedurabile.

Din 1950, populația lumii s-a dublat, însă numărul de mașini a crescut de aproape 10 ori. În 1996 existau aproape 500 milioane de mașini iar producția anuală de automobile era cu puțin mai mare de 36 milioane . Două treimi din parcul auto mondial (333 milioane de mașini) erau în Statele Unite, Japonia și Europa de Vest (figura 8), unde creșterea și producția este în acest moment în stagnare (și în unele cazuri în descreștere ). Dar numărul de mașini crește impresionant în multe părți ale Europei de Est, Americii Latine și Asiei. Parcul auto din estul Europei a crescut în ultimii ani cu 10% , la 37 milioane de mașini, în timp ce vânzările au crescut cu 10%. Numărul de mașini din Rusia a crescut cu 6% , la un total de 14 milioane de autovehicule. Vânzările din Cehia și Polonia au crescut cu 25% respectiv 29%.

Fiura. nr. 8- Stradă în Shanghai

Parcul auto din America Latină a crescut de asemenea cu 4 % în 1996 ajungând la un total de 33,4 milioane mașini. Vânzările anuale au atins în 2008 două milioane de automobile. În Brazilia, atât producția cât și vânzările aproape s-au dublat față de 1992. Cea mai mare creștere a numărului de mașini are loc în Asia, fără Japonia, unde parcul auto a crescut cu 15 % la aproape 20 milioane de mașini. În China, producția a crescut de aproape 10 ori din 1991 (letser broun) . Călătoriile și excursiile cu automobilul, distanța dintre locuință și locul de muncă, magazine și școală, presiunea timpului sunt motivele principale ce încurajează utilizarea mijloacelor de transport.

Felul în care ne deplasăm are o importanță deosebită pentru sănătatea noastră și a mediului înconjurător. Aerul din jurul nostru devine din ce în ce mai irespirabil, problemele de sănătate cauzate de acest fapt sunt din ce în ce mai frecvente, strada devine din ce în ce mai mult un loc destinat autoturismelor și nu oamenilor.

Multe din noile democrații apărute în Europa Centrală și de Est se confruntă cu o creștere necontrolată a traficului auto, care este de multe ori însoțită de privatizarea (sau dispariția) sistemelor de transport public și de programe importante de construcții de drumuri.

În multe țări, aceste procese au loc fără o evaluare prealabilă a consecințelor sociale, economice și ecologice și fără o dezbatere publică bine organizată. Iar România se află și ea printre aceste țări.

Într-adevăr, una din cele mai mari probleme se pare că este lipsa generală de informații despre impactul transportului asupra mediului . În lucrarea de față, scopul fiind urmărirea poluării atmosferei de către activitățile industriale, implicit de transporturi, voi puncta numai impactul poluării acestor activități .

IV.2 Obiective ale Uniunii Europene în privința transporturilor

În sectorul transporturilor auto, prioritatea UE constă în limitarea consumului de carburanți al autovehiculelor. În anul 2008, consumul autovehiculelor particulare a fost de 170 Mtep, reprezentând circa 10% din consumul energetic total al UE.

Consumul mediu de combustibili al autovehiculelor s-a redus în ultimii 10 ani, dar rezultatele nu au fost vizibile din cauza creșterii numărului de mașini înmatriculate și a tendinței de achiziționare a unor autovehicule din ce în ce mai performante din alte puncte de vedere (viteză,tracțiune,capacitate etc). Și dezechilibrele între diverse moduri de transport s-au accentuat în acest început de sec. XXI, transportul rutier fiind în prezent cel mai mare consumator energetic (80% din consumul total de carburanți) și cel mai mare poluator. Creșterea economică din deceniul actual a contribuit la mărirea cererii și activității de transport, pentru perioada 2001-2010 fiind prevăzută o majorare a traficului de mărfuri cu 38% și a celui de pasageri cu 19%. Menținerea tendințelor din anii sfârșitului de secol XX va accentua dezechilibrele din sectorul transportului și îndeosebi, expansiunea transportului rutier.

De la o pondere de 50% din totalul transportului continental de mărfuri în 1970, transportul rutier poate ajunge la o pondere de 90% în 2010. Mai ales în cazul transportului rutier trebuiesc făcute eforturi de diminuare a emisiilor, care pot spori cu 40% în perioada 1990-2010. De aceea, Comisia a stabilit pentru 2010 obiectivul ambițios al menținerii cotelor de piață ale diferitelor moduri de transport la nivelul anului 1998. Obiectivul a fost dificil de atins în condițiile în care se contura un declin cert al unor moduri de transport, cum este cel feroviar, care a fost liberalizat în 2008 (la mărfuri).

Asigurarea până în 2011, a unei ponderi a biocarburanților pe piața carburanților auto, de cel puțin 5,75% din totalul conținutului energetic al tuturor tipurilor de benzină și motorină folosite în transport.

IV.2.1 Instrumente tactice de atingere a obiectivelor. Programul CARS 21 a luat în discuție câteva măsuri care ar putea conduce la economii majore de energie în viitor.Cu ajutorul acordurilor voluntare încheiate cu producătorii de mașini, UE dorește să ajungă, în medie, emisii de bioxid de carbon de 120g/km pentru autovehiculele de pasageri care se comercializează pe piața Uniunii. În acest program sunt implicați producătorii din Europa, Japonia și Coreea de Sud, ținta pentru 2008-2009, fiind un consum mediu de 5,8 litri de benzină sau 5,25 litri de diesel la suta de kilometri. Pe ansamblu, atingerea unui asemenea consum mediu s-ar traduce într-o economie de circa 25% comparativ cu consumul anului 1998.

Sistemul de etichetare a autovehiculelor presupune obligația statelor membre de a se asigura că informațiile referitoare la consumul de combustibil și la emisiile de CO2 sunt disponibile pentru consumatori. Fiecare mașină oferită spre vânzare trebuie să fie însoțită de o plăcuță vizibilă care să atenționeze cumpărătorul potențial asupra acestor elemente.

La impozitarea vehiculelor este necesar ca taxa să fie calculată pe baza consumului de carburant și a emisiilor de CO2 și particule. Alte măsuri fiscale trebuie să descurajeze mașinile uzate și să le încurajeze pe cele care utilizează carburanți ,,curați”.

Comisia Europeană este conștientă de faptul că măsurile luate și țintele propuse sunt amenințate de tendința spre mașini mai mari, mai puternice, mai grele. Această tendință este dificil de combătut și poate fi contracarată numai prim mesaje politice ferme și prin campanii ecologiste eficiente.

IV.2.2 Tehnologii ecologice în sectorul transporturilor. Eforturile de cercetare se îndreaptă și spre utilizarea unor carburanți alternativi pentru autovehicule (biocarburanți) precum și spre managementul mai inteligent a tehnicii informaționale, care își poate procura parțial energia necesară funcționării din mediul înconjurător cum ar fi mișcările efectuate de utilizator, căldura corpului uman sau căldura solară.

Eforturile întreprinse la nivel național și comunitar, cu finanțarea asigurată de diverse programe, au condus la realizarea de noi tehnologii cu consumuri reduse dar care nu sunt foarte competitive. Prin urmare anumite programe comunitare ar trebui să promoveze dezvoltarea unor piețe care să absoarbă noile tehnologii prin intermediul producției bazată pe economiile de scară. Îmbunătățirea concentrării programelor și a diseminării mai largi a rezultatelor lor sunt condiții indispensabile pentru ca descoperirile tehnologice să fie utilizate rapid pe scară largă.

În opinia Comisiei, în pofida costurilor ridicate, o măsură importantă în favoarea dezvoltării surselor regenerabile o constituie creșterea ponderii biocarburanților și a altor carburanți alternativi celor petrolieri, în oferta totală de carburanți auto. În categoria biocarburanților intră, în principal, biodieselul (fabricat, în cea mai mare parte, din uleiuri vegetale), și alcoolii (obținuți din sfeclă, grâu, sorg, etc.) Numeroase opțiuni de producție suntposibile, dar se constată o preferință pentru culturile cu un randament înalt și cu un input intermediar scăzut, care nu afectează biodiversitatea. Biodieselul poate fi utilizat ca un substitut al dieselui normal, fără probleme tehnice majore. Alcoolii pot fi amestecați cu benzina auto convențională până la un nivel de 15%, fără a fi necesare modificări tehnice ale parcului de autovehicule.

În ceea ce privește impactul asupra atmosferei și implicit a mediului, biocarburanții sunt foarte atractivi, emițând cu 40-80% mai puține gaze cu efect de seră, comparativ cu diverși combustibili fosili. De asemenea ei emit mai puține particule și mai puțin monoxid de carbon. Biocarburanții pot crea locuri de muncă în zonele rurale și contribui la conservarea structurii rurale, oferind noi debușeuri pentru producția agricolă. Pe de altă parte , trebuie avut în vedere ca biocarburanții să nu conducă la utilizarea intensivă a terenurilor agricole.

Prin prisma costurilor, biodieselul nu este, în general, competitiv în raport cu dieselul petrolier, dacă nu beneficiază de subvenții sau de o taxare stimulativă, exceptând cazurile în care prețurile țițeiului sunt foarte mari (situația actuală) iar prețurile uleiurilor vegetale sunt scăzute. Biodieselul prezintă, însă, un avantaj major față de dieselul petrolier, și anume acela că este o sursă reînnoibilă și este evident, mai puțin poluant. În anul 2003, Comisia a prevăzut ca, până în anul 2010, ponderea bio-carburanților în consumul de carburanți (benzină și Diesel) al UE să crească până la min. 5,75, iar atingerea acestui obiectiv nu este posibilă dacă nu sunt îndeplinite următoarele condiții:

țările membre să se angajeze ferm că vor realiza obiectivul fixat în Cartea Albă pentru 2010 și, de asemenea, să stabilească ca obiectiv pentru 2020, o pondere de 20% pentru ansamblul carburanților de substituție;

ecartul între prețurile biocarburaților și cele ale produselor concurente să fie redus prin măsuri care, într-o primă fază, ar putea fi de ordin fiscal;

companiile petroliere să se angajeze ca distribuția pe scară largă să fie organizată mai degrabă prin acorduri voluntare decât prin reglementări comunitare;

intensificarea cercetării în acest sector, în scopul identificării unor soluții noi privind utilizarea surselor alternative de energie, cum ar fi hidrogenul.

Spre exemplificare: Comisionarul pentru Energie, Pielbags a prezentat de curând prototipul vehiculului ,, Microjoule” construit de niște elevi francezi de la Liceul La Joliverie din St Sebastien/Loire, bursieri al Sell Eco-Marathon. Vehiculul, pe bază de etanol este în măsură să parcurgă 2885 km cu 1 litru de combustibil. Cu alte cuvinte, orice este posibil. Programul cadru de cercetare 7 va oferi oportunități similare, precum și proiecte demonstrative pe o seamă de probleme urbane de mediu, mai ales pentru substituenții de combustibili biogeni.

IV.3 Obiectivele politicii de transport în România

Aglomerațiile din orele de vârf, costul destul de ridicat al tichetelor de călătorie, împreună cu numărul insuficient de mașini și starea lor destul de proastă, face ca folosirea transportului în comun să fie evitată de cei ce pot folosi în mod curent un autoturism ( tabelul 2).

De asemenea, trenul – cel mai nepoluant dintre mijloacele de transport public este evitat ori de câte ori este posibil din cauza condițiilor improprii de transport.

Un studiu al Registrului Auto Român (RAR) arată că 80% dintre automobile nu respectă standardele de poluare și că o mare parte din mașinile care și-au efectuat verificările tehnice au fost găsite cu probleme mecanice importante. Emisiile anuale de plumb pe vehicul, generate de traficul auto din România, sunt de 2 până la 12 ori mai mari decât în țările Uniunii Europene, iar nivelul de SO2 este cu 25% mai mare decât cel din Germania (figura 9).

Figura nr. 9 – Stradă în București

În momentul de față în România nu există statistici oficiale cu privire la numărul persoanelor care folosesc autovehiculele proprietate personală, ci doar cele referitoare la traficul interurban și internațional. Astfel în anul 2006 s-au înregistrat un număr total de 318.666.000 călători, din aceștia 228.009.000 (71,5%) au călătorit pe cale rutieră, iar 94.441.000 au ales trenul ca mijloc de transport

Impactul transportului se manifestă la nivelul tuturor factorilor de mediu prin:

aglomerări de trafic și accidente – în cazul transporturilor rutiere;

poluarea aerului prin emisii de metale grele și noxe;

poluarea fonică și vibrațiile – în marile intersecții, de-a lungul șoselelor, în apropierea nodurilor feroviare și a aeroporturilor;

poluarea solului, apei prin deversarea produselor petroliere;

ocuparea unor suprafețe de teren din intravilan pentru parcări;

schimbarea peisajul eco-urban;

generarea de deșeuri solide (anvelope uzate, acumulatoare, altele).

Calitatea generală proastă a pieselor de schimb utilizate pentru autovehiculele din România contribuie la accentuarea problemelor legate de siguranța autovehiculelor și a nivelului de emisii. Numărul autovehiculelor echipate cu convertoare catalitice reprezintă sub 3 % din totalul parcului.

Majoritatea benzinei comercializate în România conține plumb și este de calitate inferioară. Până în 1998, România a avut cea mai mare limită pentru cantitatea de plumb în benzină din Europa (0,5 g/l), aceasta scăzând în curul aceluiași an la 0,32g/l, reprezentând încă mai mult decât dublul nivelului admis de Uniunea Europeană (0,15 g/l). De asemenea, România deține cel mai mic procent (5%) de vehicule comerciale care utilizează benzină fără plumb din Europa

În 1998 s-a adoptat o nouă lege importantă pentru transporturi ,,Regimul Legal al Drumurilor” ( Legea 82/1989). Legea prevede cerințele legale privind proiectarea , modificările și reparațiile drumurilor, precum și modul în care drumurile trebuie să fie utilizate pentru a asigura cele mai bune condiții de trafic. În plus, legea conține cadrul legal al oricărui drum nou, public sau privat.

IV.4. Obiectivele politicii de transport în județul Argeș

Principalele  forme de poluare a mediului în județul Argeș exercitate de activitatea de  transport de mărfuri și persoane sunt poluarea aerului și cea sonoră.

Sub aspectul reducerii poluării atmosferei, prin HG 1336 / 2000 privind reducerea conținutului de sulf din motorină, după anul 2005 a fost introdusă pe piață și se va utiliza numai motorină cu conținut de sulf mai mic de 0,05%

De asemenea, în vederea armonizării legislației Statelor Membre ale Uniunii Europene referitoare la măsurile luate împotriva emisiilor de gaze și particule poluante provenite de la motoare cu combustie internă instalate pe echipamente rutiere (tabel 3).

Se observă că emisiile provenite din trafic constituie aproximativ 10% din cantitatea totală de emisii la nivelul județului.

IV.4.1 Evoluția transporturilor și acțiuni desfășurate în scopul reducerii emisiilor din transporturi. Emisiile din transporturi au fost foarte bine evidențiate pe teritoriul Municipiului Pitești prin monitorizarea de către APM Argeș, cu ajutorul autolaboratorului mobil aflat în dotare, în unele zone de trafic, situația parcului auto este prezentată în tabelul 4.

Valorile măsurate de monoxid de carbon nu au depășit limitele admise de legislație, înregistrându-se depășiri momentane la orele de vârf ale traficului (9.00 – 11.00 si 15.00 – 17.00)

Pentru diminuarea emisiilor din transportul rutier in municipiul Pitești a fost construită centura sud de ocolire a municipiului Pitești Coridorul IV Transeuropean.

IV.4.2 Situația parcului auto la nivelul județului Argeș. În tabelul numărul 5 sunt prezentate pe categorii numărul total al autoturismelor din județul Argeș.

IV.4.3 Obiective pentru reducerea poluării aerului generate de traficul auto. Obiectivul principal este reducerea poluării aerului generat de traficul auto în localitățile urbane din județul Argeș ca și reducerea nivelului de zgomot generat de acesta.

Dintre măsurile care se vor adopta amintim:

resistematizarea circulației in interiorul localităților urbane prin instituirea unor căi rutiere cu un singur sens;

realizarea de noi spații de parcare pentru evitarea blocajelor în intersecții (a fost realizata o parcare supraetajata in municipiul Pitesti);

realizarea unor centuri ocolitoare a principalelor municipii din județ. În cursul anului 2007 a fost terminată și pusă în funcțiune Centura Sud de ocolire a municipiului Pitești – coridorul IV European.

Capitolul V

Poluanții produși de motoarele cu ardere internă

și efectele lor asupra mediului. Studiu de caz

V.1. Considerații generale

Luând în considerare punctul de vedere ecologist „un om curat într-o lume curată“, există nemulțumiri privind impactul m.a.i. (motoare cu aprindere prin injecție) asupra ambianței terestre pe care o poluează prin emisii de gaze nocive și zgomot, în principal, dar și prin alte inconveniente, aparent de o mai mică însemnătate, cum ar fi scurgeri de uleiuri și combustibili, deșeuri din procesul de fabricație sau de reciclare al vehiculelor, perturbații electromagnetice.

Atenția deosebită acordată sectorului de transporturi rutiere cu un grad ridicat de motorizare este justificată prin aceea că în prezent acesta consuma circa 20% din producția de petrol extras anual, folosind 25-30% din energia mondială.

Efectul poluant cel mai important al m.a.i se datorează emisiilor de gaze nocive existente în gazele de evacuare, emisii care apar datorită arderii defectuoase, incomplete, a combustibilului în m.a.i.

Poluanții se găsesc în principal în gazele de evacuare, dar și în gazele de carter și emisiile evaporative ( la motoarele cu aprindere prin scânteie).

În camera de ardere a unui m.a.i., arderea are un caracter real datorită timpului foarte redus de reacție, dificultăților de formare a amestecului, pierderilor de căldură și altele.

V.2 Poluanți specifici produși de sectorul de transporturi rutiere

Din cele aproximativ 1000 de substanțe distincte existente în gazele de evacuare, din cauza efectului nociv dovedit, s-au limitat prin reglementări legislative următoarele:

hidrocarburile – HC;

monoxidul de carbon – CO;

oxizii de azot – NOx ( NO + NO2 );

particulele – PT (doar pentru motoarele cu aprindere prin comprimare – m.a.c.);

fumul – măsură a efectului vizibil produs de gazele arse.

Efecte nocive incontestabile produc și alte substanțe, pentru care sunt în discuție unele propuneri de limitări.

V.2.1 Dioxidul de carbon – CO2, considerat până de curând un produs „curat“ al arderii, este acuzat în prezent de producerea efectului de seră, cu consecințe nefaste asupra mediului înconjurător, singura metodă de a limita acest poluant fiind reducerea consumului specific de combustibil. Din păcate, jumătate din dioxidul de carbon ajuns în atmosferă între 1900 – 1970 se găsește încă aici, neputând fi prelucrat de către clorofila plantelor;

V.2.2 Oxizii de sulf – SOx ( SO2 + SO3 ), împreună cu NOx cauzează ploile acide, care distrug vegetația, metoda de limitare a acestor poluanți constă în reducerea conținutului de sulf din combustibil.

Plumbul și compușii săi. Este cunoscut pentru nocivitatea sa foarte mare, se impune evitarea folosirii tetraetilului de plumb ca aditiv antidetonant și găsirea unor înlocuitori nepoluanți.

V.2.3 Benzo(a)pirena și alte substanțe chimice din grupa HC au efecte cancerigene sau mutagene dovedite.

Transporturile rutiere realizate cu autovehicule echipate cu motoare cu ardere internă au o contribuție însemnată asupra poluării mediului înconjurător afectând practic toate ecosistemele. Principalele efecte sunt prezentate în tabelul 5.

Întrucât s-a dovedit că un procent important din populație este afectat de maladii cauzate de poluarea mediului ambiant, se impune întrebarea : care este rolul transporturilor cu motoare cu ardere internă la declanșarea unor asemenea situații dramatice, care este contribuția acestuia în raport cu alte surse poluante.

Contribuția procentuală a transporturilor rutiere la degradarea mediului este, conform ultimelor aprecieri :

– schimbări de climă

– prin producerea efectului de seră, 17 %;

– prin reducerea stratului de ozon, 2 %;

– acidificare, 25 %;

– eutroficare cu azot ( 5 % ), cu fosfor ( 2 % );

– zgomot, 90 %;

– miros, 38 % .

Față de alte surse de poluare principalii poluanți produși de trafic au ponderile din tabelul 6. Studiul s-a efectuat într-un oraș din Germania.

V.3 Natura și efectele emisiilor produse de motoarele cu ardere internă

Așa cum s-a menționat, efectele cele mai periculoase ale poluării produse de m.a.i. se manifestă la nivelul atmosferei prin emisiile de gaze nocive iar în cele ce urmează se voi face referiri mai ales asupra poluării chimice a aerului.

Compușii care se formează în gazele de evacuare contribuie la poluarea aerului, atât global cât și local, direct sau indirect, prin reacții chimice în atmosferă. Schimbarea compoziției locale a atmosferei poate produce efecte asupra stării de sănătate a populației, cum ar fi cele produse de emisia de CO, particule și ozon. La nivelul întregii planete, creșterea concentrației de gaze care produc efectul de seră va conduce la încălzirea globală, cu consecințe imprevizibile asupra mediului și a vieții.

Caracterizarea principalelor grupe de substanțe dăunătoare, bazată pe efectele pe care acestea le produc asupra sănătății oamenilor, asupra vegetației și asupra mediului înconjurător, este prezentată în cele ce urmează .

V.3.1 Hidrocarburile. În această categorie intră produsele gazoase ale arderii incomplete și componentele din combustibil care se pot vaporiza. S-au identificat circa 400 de compuși individuali în gazele de evacuare, care reprezintă majoritatea claselor de compuși organici, incluzând hidrocarburi alifatice saturate și nesaturate, hidrocarburi aromatice și compuși policiclici, compuși oxigenați cum sunt aldehidele, cetonele, alcoolii, eterii, acizii și esterii, precum și compuși azotați, sulfați și organometalici.

Compușii emiși includ mulți dintre compușii existenți în combustibil și care au trecut neschimbați prin motor. Există diferențe în compoziția hidrocarburilor din gazele de evacuare ale m.a.s. și m.a.c., în general, m.a.c. conțin o proporție mai mare de hidrocarburi cu masă moleculară mare.

S-a observat că prin combustia unui singur compus – izooctanul – au rezultat 11 hidrocarburi distincte, demonstrând complexitatea produșilor organici ai arderii amestecurilor de combustibili cum sunt motorinele.

Întrucât metanul contribuie foarte puțin la formarea rapidă a ozonului, legislatorii americani au introdus categoria hidrocarburilor fără metan (NMHC), pentru ca restul componentelor să aibă relevanță sporită în aprecierea tendinței de formare rapidă a ozonului. Această categorie nu include compușii oxigenați, cum ar fi aldehidele, alcoolii, eterii și cetonele. Categoria gazelor organice fără metan (NMOG) include însă acești compuși, având o contribuție mai mare decât NMHC la formarea ozonului.

Hidrocarburile, privite ca un ansamblu numeros de compuși chimici, considerate ca și substanțe primare care rezultă din procesul nemijlocit de schimb de gaze și de ardere în m.a.i., au nocivitate foarte diversă, cuprinzând componenți netoxici, cum ar fi metanul, dar și componenți foarte toxici, cum ar fi 4-hidroxibifenilul. Unele sunt iritante și au efecte sistemice reduse, în timp ce altele pot avea consecințe toxicologice grave, cum ar fi disfuncționalitatea sistemului nervos central și a căilor respiratorii, efecte cancerigene ș.a.

Ca substanțe poluante secundare care rezultă prin interacțiunea dintre substanțele primare sau dintre acestea și aer în anumite condiții de umiditate, temperatură și radiația solară , HC sunt un factor important în formarea smogului fotochimic.

Smogul fotochimic, specific unor zone cu circulație verticală redusă a aerului și insolație puternică (Tokio, California), se produce în urma a circa 13 reacții, la care participă peste 200 compuși. Mecanismul acestor reacții nu se cunoaște, ceea ce nu a permis reproducerea sa în laborator. Smogul uscat sau fotochimic se instalează brusc, reducând vizibilitatea la zero și este dăunător mai ales pentru persoanele cu suferințe cardio-respiratorii.

Cercetările biologice ale nocivității hidrocarburilor,în special și a altor substanțe poluante, în general, se desfășoară în două categorii de studii biologice:

a) studiul in vitro pe lame de laborator, care se bazează pe corelația dintre efectul cancerigen și mutațiile genetice provocate de bacterii, cel mai cunoscut este testul Ames (1975), care comportă tratarea cu substanțele considerate cancerigene a unui mamifer, care metabolizează substanța, pentru ca, apoi, pe anumite componente ale ficatului să se aplice culturi de bacterii (Salmonella), care evidențiază mutațiile genetice; acest test este foarte răspândit, iar rezultatele sale sunt considerate relevante.

b) studii in vivo, care urmăresc capacitatea substanțelor considerate cancerigene, introduse prin piele subcutanat sau prin sistemul respirator al animalelor de studiu, de a provoca tumori canceroase.

Transferarea acestor rezultate asupra oamenilor prezintă un grad variabil de incertitudine, totuși, există studii epidemiologice care arată o frecvență mai înaltă a cancerului pulmonar la categoriile profesionale expuse inhalării gazelor de evacuare.

V.3.2 Compușii organici volatili (COV). Compușii organici volatili (COV) cuprind o gamă largă de substanțe:

– hidrocarburi ( alcani, alchene, compuși aromatici );

– halocarburi ( tricloretilena );

– compuși oxigenați (alcooli, aldehide, cetone).

Toți aceștia sunt compuși organici carbonați suficient de volatili pentru a exista sub formă de vapori în atmosferă. Majoritatea măsurărilor de COV se fac funcție de conținutul lor de carbon, fără analiza componentelor individuale.

Nu se pot face generalizări ale efectelor asupra sănătății produse de aceste substanțe; unele sunt toxice și chiar suspectate de a fi cancerigene.

Multe dintre COV contribuie la formarea secundară a poluanților și la reducerea stratului de ozon stratosferic.

V.3.3 Aldehidele. Aldehidele reprezintă substanțele cu contribuția cea mai mare la formarea ozonului. În special formaldehida și acetaldehida sunt prezente în gazele de evacuare; ele sunt toxice și posibil cancerigene.

V.3.4 Olefinele. Sunt compuși nesaturați foarte reactivi, cu mulți atomi de carbon în moleculă și care pot accepta atomi de hidrogen sau de clor ; ei au tendința de a forma ozon și sunt foarte toxici. Una dintre olefinele cele mai periculoase este 1,3-butadiena.

V.3.5 Compușii aromatici. Sunt compuși ai carbonului, în care atomii de carbon formează inele ciclice hexagonale, compușii cu două sau mai multe inele, hidrocarburile aromatice policiclice (PAH) se formează ca rezultat al pirolizei, în timpul arderii.

V.3.6 Oxizii de azot (NOx). Oxizii de azot se formează prin reacția oxigenului atmosferic cu azotul la temperaturi și presiuni mari, specifice camerei de ardere. Pe măsură ce crește temperatura, crește și ponderea NOx în gazele de evacuare.

Dintre diverșii oxizi, NO este constituentul principal. În gazele de evacuare este prezentă și o anumită cantitate de dioxid de azot, NO2, cantitate ce sporește la ieșirea NO în atmosferă, prin oxidarea lui suplimentară.

NO2 este considerat în general ca cel mai important pentru sănătatea omului, astfel că statisticile asupra riscurilor de îmbolnăvire și asupra concentrațiilor ambiante, precum și normele și standardele, sunt exprimate adesea cu referință directă la NO2 și nu la categoria mai generală a NOx.

Dioxidul de azot este astfel considerat dăunător, având efecte toxice moderate prin inhalarea de către om, producând disfuncții pulmonare, afecțiuni respiratorii acute, iritarea ochilor și în general a mucoaselor, ca substanță primară. Ca substanță secundară, efectele dăunătoare asupra mediului pe care le produc NO2 și restul NOx includ ploile acide, cu consecințe nefaste asupra vegetației. NOx sunt esențiali în formarea ozonului. Când NO2 este supus radiației ultraviolete solare, un atom de oxigen se separă de moleculă, iar dacă el se combină cu o moleculă de oxigen (O2), se formează ozonul (O3).

Emisiile de NOx constituie al doilea component ca pondere, care contribuie la producerea efectului de seră, după CO2 și, de asemenea, au o contribuție importantă la formarea smogului fotochimic.

V.3.7 Monoxidul de carbon. Monoxidul de carbon este un gaz incolor, inodor și insipid, care este mai puțin dens decât aerul, este un compus relativ stabil și participă în mică măsură la reacțiile chimice atmosferice. CO este un produs intermediar prin care trec toți compușii carbonului când sunt oxidați. În prezența unei cantități suficiente de O2, CO produs în timpul arderii este imediat oxidat, obținându-se CO2 , dar acest lucru nu se întâmplă în cazul funcționării motorului în regim de mers în gol sau de decelerare. În condiții obișnuite de funcționare, motoarele diesel produc cantități mici de CO, comparativ cu motoarele cu benzină.

Afinitatea CO de a se combina cu hemoglobina este de 220 de ori mai mare decât pentru O2, rezultând carboxihemoglobina, ceea ce produce, chiar și pentru doze mici, afecțiuni ale sistemului nervos, respirator și cardiovascular. Reacția este reversibilă și expunerea intoxicaților timp de câteva ore la aer curat duce la eliminarea gazului din corp. Regula lui Henderson și Haggard arată că există o corelație strânsă între concentrația gazului și timpul de expunere. Produsul dintre părți CO / 10 000 și timpul de expunere, în ore, dă o cifră orientativă cu privire la toxicitatea gazului.

CO participă, ca substanță secundară, la o serie de reacții atmosferice incluzând și formarea ozonului, în mod indirect, prin reacția cu radicalii hidroxili (OH) pe care îi consumă și care ar fi contribuit la neutralizarea unor gaze cu potențial mai mare de producere a efectului de seră, cum ar fi metanul.

Intoxicația cu CO conduce la dureri de cap, oboseală, amețeli, tulburări de vedere, irascibilitate, palpitații, vomă, leșin, comă, moarte.

V.3.8 Particulele. Particulele reprezintă un amestec de substanțe organice și anorganice prezente în atmosferă atât în formă lichidă, cât și solidă și care provin din gazele arse; definirea particulelor se face implicit prin procedeul de măsurare a acestora, fiind în cazul m.a.c. „materia colectată pe un filtru special la trecerea gazelor arse emise de un motor cu aprindere prin comprimare, gaze diluate cu aer curat până la obținerea temperaturii acestora de maximum 52°C “ .

După mărime, se consideră particule mari acele particule care au un diametru mai mare de 2,5 μm, iar particule mici cele sub 2,5 μm diametru. Emisia de particule a m.a.c. este mult mai mare decât a m.a.s., chiar utilizând benzine etilate. Raportul acestor emisii variază între 6 și 22 (4 –7 g/l pentru autovehicule grele, față de 0,65 g/l pentru motoarele cu benzină), iar dacă raportarea se face în g / km, valoarea emisiei de particule m.a.c./ m.a.s. este 500 : 1.

Există o îngrijorare crescândă asupra efectelor pe care le produc particulele asupra sănătății. S-au făcut cercetări asupra fracțiunii de carbon din particule ; carbonul nu este toxic, dar proprietățile sale fizice pot afecta funcția celulară a plămânilor. Particulele de carbon emise de motoarele diesel sunt foarte mici și penetrează adânc în plămâni, unde se acumulează. În timp, acumularea carbonului poate întârzia mecanismul de curățare pulmonară.

V.3.9 Ozonul și peroxiacetil-nitratul (PAN). Ozonul este forma triatomică a oxigenului molecular, este unul dintre agenții oxidanți cei mai puternici, fapt care îl face puternic reactiv. PAN este un agent de oxidare format de reacția compușilor organici cu radicalul OH și apoi cu O2 și NO2. Ozonul și ceilalți oxidanți produc o serie de efecte cum ar fi iritații ale mucoaselor, insuficiențe respiratorii, tuse, dureri de cap etc.

Prin „rupturile“ în stratul de mare altitudine de ozon ce din păcate se extind, nu mai este filtrată radiația ultravioletă, ceea ce conduce la creșterea incidenței cancerului de piele în ultimul timp.

V.3.10 Compușii cu sulf. Petrolul nerafinat conține o fracțiune de compuși cu sulf, deoarece aceștia sunt concentrați în fracțiunile grele, există în cantități mai mari în motorină decât în benzină. Cantitatea de sulf din motorină depinde de țițeiul din care este extrasă motorina și de măsura în care aceasta este tratată pentru reducerea sulfului. Când combustibilul este ars, majoritatea sulfului se transformă în bioxid de sulf, iar o cantitate mică (2 %) este oxidată până la trioxid de sulf, care se combină cu apă și cu alți compuși ai gazelor de evacuare, formând acidul sulfuric și sulfații, ce contribuie la emisia totală de particule.

Transporturile rutiere reprezintă un contribuant minor la emisia de compuși de sulf, iar presiunea de a reduce conținutul de sulf din motorină izvorăște mai mult din necesitatea de a limita particulele decât din necesitatea de a limita bioxidul de sulf .

Deoarece limitele emisiei de particule sunt din ce în ce mai mici, producătorii de motoare pot utiliza aplicarea unor sisteme de post-tratare a gazelor arse, în scopul respectării reglementărilor. O tehnică eficientă de reducere a particulelor și a VOC este folosirea catalizatorilor de oxidare. Când aceștia sunt utilizați, ei favorizează oxidarea bioxidului de sulf în trioxid de sulf, care este emis sub formă de particule. Dacă conținutul de sulf este, de exemplu, în jur de 0,3 %, atunci emisia totală de particule poate crește de 3 ori când se folosesc catalizatori, deși se obține o reducere importantă a fracțiunii alcătuite din hidrocarburi.

V.3.11 Dioxidul de carbon (CO2). CO2 nu joacă un rol semnificativ în producerea ozonului și nu este toxic; el contribuie la producerea efectului de seră, în proporție de 50 %, căci absoarbe energia radiată de suprafața terestră.

Cu toate că nu este o noxă, dioxidul de carbon, CO2 este considerat, de curând, ca poluantul cel mai periculos al planetei noastre, perturbând clima, topind ghețurile eterne și icebergurile, prin efectul de seră pe care îl produce.

S-a calculat că automobilele introduc în atmosferă circa 4 tone CO2 pe an și km2. Fără a se ține seama de rolul dioxidului de carbon în procesul de fotosinteză și de acțiunea clorofilei plantelor, se poate arăta că numai respirația umană introduce anual 300 kg CO2 pe locuitor, ceea ce pentru o densitate de 100 locuitori pe km2 duce la 30 t pe an. Aceasta înseamnă că, în limitele valorilor acceptate, automobilul produce o emisiune de dioxid de carbon de 12 %, ceea ce nu poate fi considerat actualmente ca o calamitate, dar poate deveni, date fiind tendințele tot mai accentuate de motorizare.

V.4 Poluarea aerului și pragurile nocive

Termenul de poluare a aerului presupune un anumit tip de noxe atmosferice de la care poate fi observată o variație a calității acestuia. Orice împrejurare prin care, adăugând compuși chimici la constituenții obișnuiți ai aerului, alterarea proprietăților fizice și chimice ale acestuia este suficient de pregnantă pentru a fi detectată, se numește poluare.

Se consideră poluanți numai substanțele care, apărute în concentrație suficientă, pot produce un efect măsurabil asupra omului, animalelor și materialelor.

Poluantă poate fi orice substanță ce poate fi aeropurtată, indiferent de starea de agregare, ea devenind extrem de periculoasă dacă depășește anumite limite.

Noxele din atmosferă sunt periculoase doar când depășesc un nivel maxim admis al concentrațiilor (numit prag nociv). Stabilirea pragurilor nocive este foarte grea, deoarece se poate face numai cu ocazia unor accidente, pragurile stabilite pentru alte mamifere neputând fi reproductibile la om.

Pentru CO sunt admise 70 – 80 p.p.m. la o expunere de circa 8 ore. În habitaclul unui autoturism se măsoară frecvent 75 p.p.m. CO. Informativ, la inhalarea unui fum de țigară se inspiră de la 42000 – 45000 p.p.m.CO.

Pragul nociv al hidrocarburilor este mult mai mic (5 p.p.m. aldehidă, timp de 8 ore, produce o iritare puternică a ochilor, concentrații de câteva ori mai mici fiind suficiente pentru producerea smogului fotochimic).

Pragul nociv al NOx este de 5 p.p.m. pentru 8 ore, concentrații de 10–20 ori mai mici putând conduce la smogul fotochimic. Fumul de țigară conține 250 p.p.m. NOx .

Pentru SOx limita este 0,5 – 1,5 p.p.m., peste care aerul devine sufocant. Deoarece combustibilii m.a.i. conțin puțin sulf, deși contribuția motoarelor este de circa 50 % din totalul poluării aerului, din punct de vedere al toxicității, ele contribuie cu 8 – 22 %.

V.5 Compararea emisiilor M.A.S. și M.A.C.

Transporturile rutiere, cea mai frecventă aplicație a m.a.i., folosesc două tipuri de motoare cu ardere internă, motoarele cu aprindere prin scânteie (m.a.s.) și motoarele cu aprindere prin comprimare (m.a.c). M.a.s. sunt folosite cu predilecție la motociclete, autoturisme și autoutilitare mici și mijlocii, iar m.a.c. la autoturisme, autoutilitare, autocamioane și autobuze.

M.a.s. au fost folosite mai ales la autoturisme, unde este necesară o putere specifică mare. Ele sunt mai ieftin de executat și oferă performanțe mai bune de accelerare decât m.a.c. echivalente. Pentru vehiculele mai mari, cum ar fi camioanele și autobuzele, m.a.c. sunt folosite aproape în exclusivitate datorită economicității și a durabilității crescute.

În ultimii ani, s-au dezvoltat m.a.c. de capacitate mică și s-a redus diferența de preț, observându-se treptat trecerea la folosirea lor, mai ales la autoturisme și autoutilitare. Multe din aceste vehicule ușoare au fost dotate cu m.a.c. supraalimentate, pentru creșterea puterii specifice.

În ultimul deceniu, vehiculele echipate cu motoare diesel au devenit din ce în ce mai răspândite, reducându-se astfel decalajul față de vehiculele echipate cu motoare cu benzină, în ceea ce privește performanțele, zgomotul și prețul de cost.

Substanțele nocive reprezintă în cazul m.a.s. circa 1% din total gaze eșapate.În cazul m.a.c. substanțele nocive reprezintă circa 0,3% din total gaze eșapate.

Din punct de vedere al emisiilor poluante, există păreri divergente în ceea ce privește aprecierea gradului de toxicitate al m.a.c. și m.a.s.

Până nu demult, motoarele diesel erau considerate numai după caracteristicile exterioare (fumul negru și mirosul neplăcut al gazelor) ca fiind principalul pericol asupra mediului, motorul cu aprindere prin scânteie, datorită emisiilor sale invizibile, părând a fi motorul „curat“ al viitorului.

Măsurările efectuate de firma italiană VM asupra acestor două tipuri de motoare au arătat că, în ciuda fumului și a mirosului, gazele emise de m.a.c. sunt mai puțin toxice decât HC și CO emise de m.a.s. Testele efectuate asupra autoturismelor dotate cu m.a.c. și m.a.s. au scos în evidență faptul că m.a.s. emite de 10 ori mai mult CO, de 12 – 14 ori mai mult HC, aproximativ de 2 ori mai mult NOx . M.a.c. are emisii mult mai mari de particule (de circa 3 ori) și de SOx (de circa 4 ori) față de nivelurile m.a.s.

Referitor la emisiile nelegiferate, s-a constatat că, în general, m.a.c. emit mai puține hidrocarburi ușoare decât m.a.s. cu catalizator, cu câteva excepții notabile : etilena, propilena și 1–butena care sunt cunoscute ca având un rol important în formarea ozonului.

Compușii aromatici, pe lângă efectul fotochimic important, au o semnificație aparte datorată efectului cancerigen potențial. De exemplu, emisia de benzen este de trei ori mai mare la m.a.s. cu catalizator decât la m.a.c.. Pentru toluen, diferența este de un ordin de mărime, dar 1,3– butadiena este prezentă în gazele emise de m.a.c. în concentrații mai mari decât la m.a.s. cu catalizator.

S-a constatat că emisiile autovehiculelor sunt mai mari în cazul funcționării cu motorul rece. Pe vreme caldă, un vehicul cu m.a.s. va trebui să fie condus circa 10 km în oraș pentru a se încălzi și a funcționa eficient în condiții similare, vehiculul cu m.a.c. necesită numai 5 km. În concluzie, în ultimii ani au fost multe discuții privind efectele asupra mediului pe care le au m.a.s. și m.a.c., discuții care urmăreau promovarea m.a.c. la autoturisme, cântărirea diferitelor avantaje și dezavantaje nu este simplă, iar răspunsul este încă echivoc.

În timp ce autoturismele diesel sunt considerate a avea emisii mai mici comparativ cu m.a.s. convenționale, în comparație cu m.a.s. cu catalizator avantajele devin mult mai puțin marcante, iar unele dezavantaje devin mai evidente. Adesea se pune întrebarea, de către cei neavizați în domeniu : sunt autoturismele diesel mai poluante decât autoturismele cu benzină ? Răspunsul nu este simplu, căci între ele există două diferențe majore. Mai întâi, este greu să se știe exact ce tipuri anume de vehicule se compară, astfel încât să fie compatibile m.a.s. și m.a.c. după criterii cum ar fi capacitatea cilindrică, puterea motorului, turația maximă sau alți parametri. Ignorând dificultățile de comparare fiecare cu fiecare, se ridică, în al doilea rând, problema: care poluant este mai periculos ? În general, autoturismele diesel comparate cu autoturismele m.a.s. cu catalizatori au emisii mai reduse de CO și CO2 , dar mai crescute de NOx și PT, chiar dacă în general numai cota de NO2 este mai redusă.

Care din aceste emisii sunt mai importante? Răspunsul este greu de găsit. Mai ales că este greu de spus care criteriu este mai important.

Dacă criteriul „sănătatea oamenilor“ este considerat a fi criteriul dominant, atunci, din nou, nu se poate spune care dintre m.a.s. sau m.a.c. este mai dăunator, datorită lipsei unei legături plauzibile din punct de vedere biologic dintre cauză și efect, lipsă care persistă, în ciuda numărului mare de studii efectuate. În ipoteza că acest criteriu este cel mai important, s-au făcut o serie de considerente de ierarhizare a poluanților funcție de efectul lor dăunător asupra oamenilor și asupra mediului înconjurător .

Dacă criteriul dominant este, de exemplu, depunerea de carbon de pe clădiri, atunci se poate spune cu certitudine că m.a.c. este sursa cea mai mare de emisii de fum negru în orașe.

Trăsătura pozitivă a motoarelor diesel este randamentul termodinamic mai ridicat decât al m.a.s. și deci emisiile mai mici de CO2 pe kilometru. Ele emit, de asemenea, mai puține gaze care produc efect de seră, metan și NO2, contribuind într-o măsură mai mică la efectul global de încălzire.

Principalele avantaje ale m.a.c. comparativ cu m.a.s. cu catalizator sunt următoarele:

– produc mai puțin CO și HC;

– emisiile evaporative sunt reduse;

– randament termodinamic mai mare;

– emisie mai mică de CO2, NO2 și CH4.

Principalele dezavantaje ale m.a.c. sunt emisiile mari de NOx și PT, mai ales pentru motoarele cu injecție directă (DI – „Direct Injection“).

V.6 Metode de reducere a poluanților produși de autoturisme

Metodele de reducere a poluanților se împart în metode aplicate combustibililor, metode pasive (care acționează asupra emisiilor după formarea acestora, mai ales prin post-tratarea chimică și mecanică a poluanților în instalația de evacuare) și metode active (care acționează încă din faza de geneză a emisiilor, combătându-le chiar din procesul de combustie).

V.6.1 Metode aplicate combuctibililor. Studii efectuate de diverse instituții de cercetare, producători de motoare , cât și de specialiștii din industria petrochimică au relevat influența compoziției combustibililor asupra emisiilor poluante. Cercetările s-au desfășurat de cele mai multe ori separat, iar condițiile particulare pentru fiecare test au dus la obținerea unor rezultate comparabile numai din punct de vedere calitativ. Problema găsirii compoziției optime a combustibilului este dificilă datorită :

− variației mari a comportamentului motoarelor la schimbarea calității combustibilului;

− interdependenței diferitelor variabile ale combustibilului;

− rezultatelor, adesea contradictorii, ale multor studii din acest domeniu.

Există cel puțin trei avantaje în folosirea unor combustibili mai curați : mai întâi, combustibilii mai curați pot fi folosiți la toate motoarele chiar și la cele mai vechi, apoi, reducerea semnificativă a particulelor și de asemenea reducerea emisiilor ca urmare a posttratării din instalația de evacuare.

V.6.2 Metode aplicate benzinelor. Benzinele auto sunt reformulate adică sunt modificate în sensul reducerii efectelor poluante și de unificare a caracteristicilor lor pe plan mondial. Principalele direcții de modificare sunt:

Reducerea conținutului de sulf,de la 500 ppm în anul 2000, la 50 ppm în 2005 și către 10 ppm în 2008;

Reducerea conținutului de benzen de la 5% la1% sau chiar 0,2% pentru a scădea nivelul de toxicitate ( benzenul este cancerigen) și tendința de formare a smogului fotochimic;

Reducerea conținutului de olefine fiindcă acestea suntcomponente foarte volatile, de la18% la 10% în 2008;

Reducerea conținutului de plumb –cerința pieței ca acesta să fie eliminat total și cât mai rapid din benzine;

Creșterea conținutului de oxigen prin adăugare de etanol sau eteri de tipul ETBE, MTBE,dar nu mai mult de 2,7% oxigen.

Menținerea densității într-o plajă îngustă de valori;

Reducerea temperaturii finale de distilare și a temperaturii de distilare a 90% din volum va conduce la reducerea hidrocarburilor din gazele de evacuare cu circa 20%.

V.6.3 Metode aplicate motorinelor. Definirea largă a motorinei auto ca fiind amestecul de hidrocarburi care rezultă din distilarea petrolului în procesul de rafinare la temperaturi cuprinse între 170 și 370° C a dus la variații importante ale proprietăților de bază,care au o influență considerabilă la formarea emisiilor.

Principalele proprietăți ale combustibililor, care influențează semnificativ emisiile sunt : densitatea, cifra cetanică, conținutul de aromate, conținutul de sulf, curba de distilare, viscozitatea, ca și aditivarea. Multe dintre aceste proprietăți sunt cuplate, fiind dificilă studierea efectului fiecăreia.

În viitorul apropiat, combustibilii fosili rămân principala sursă de energie care va pune în mișcare motoarele pentru autovehicule. Combustibilul motoarelor diesel va fi tot motorina, care pentru a satisface cerințele ecologice necesită a fi reformulată.

Deși potențialul reducător al emisiilor poluante dat de aplicarea metodelor active și pasive specifice motoarelor diesel este foarte mare, este neîndoielnic faptul că factorul combustibil are resurse considerabile de scădere a emisiilor, resurse care, în condițiile aspririi legislației antipoluare, trebuie exploatate.

Cercetări efectuate de mai multe firme au condus la concluzia că parametrii combustibilului sunt în mare măsură intercorelați și, de aceea, sunt foarte dificil de separat efectele modificării fiecărui parametru; acest lucru esteposibil numai prin realizarea unor combustibili cu caracteristici extreme, neobișnuite, care implică dificultăți tehnologice în procesul de rafinare.

Efectul de diminuare se manifestă cel mai puternic asupra emisiilor de particule și într-o mult mai mică măsură asupra emisiilor poluante gazoase : CO, HC, NOx .

S-au făcut multe încercări de găsire a variabilelor independente care caracterizează relația emisia de particule−parametrii combustibilului; cele mai multe dependențe sunt liniare și au ca variabile unele din mărimile: S%, A%, CC, d, T90, T10.

Sensul variației parametrilor combustibililor și efectele lor sunt următoarele :

Reducerea sulfului are cea mai mare contribuție asupra scăderii particulelor; funcție de ciclul de încercare și de tipul motorului, sursele bibliografice apreciază reducerea particulelor cu 30% la o scădere a sulfului de la 0,3 la 0,05%; reducerea sub acest prag nu este nici economică și nu mai duce la reduceri semnificative ale particulelor. Asupra emisiilor poluante gazoase nu s-au înregistrat modificări.

Reducerea aromatelor, deși contestată de cercetările firmei Shell, a fost adoptată de legislația californiană (A ≤ 10%), apreciindu-se că reducerea acestora de la 30% la 10% duce la scăderea particulelor cu 15 – 20%.

Creșterea CC duce la micșorarea întârzierii la autoaprindere, producând o ardere mai lină și zgomot redus. S-a înregistrat o scădere semnificativă a duratei de pornire. Creșterea CC duce la scăderea particulelor cu 5 – 20%, funcție de poziția și mărimea intervalului de creștere pe scara CC; mărirea CC are efecte diferite asupra emisiilor gazoase, funcție de mărimea motorului și ciclul de încercare corespunzător: pentru autoturisme (ciclurile europene și ale S.U.A.) s-au constat scăderi ale HC, CO, NOx , menținându-se aproximativ constant; pentru autovehicule grele (ciclul din Regulamentul 49 și din testul S.U.A. tranzitoriu ) s-a constatat scăderea NOx cu 6 – 11 % la creșterea CC cu 10 unități. Prin aditivare se obțin aceleași efecte de micșorare a emisiilor poluante, ca și în cazul creșterii naturale a CC, cuantificate prin scăderea particulelor cu 7,5 %, a NOx cu 2,5% și a CO cu 13,8% (ciclul din Regulamentul 49).

Micșorarea densității într-un anumit interval ( 0,845 la 0,825 kg / l ) duce la scăderea particulelor (5 – 15% în ciclul tranzitoriu și 0 – 5% în ciclul din Regulamentul 49 ), dar produce și o scădere a puterii produse pe ciclu; se dovedește importantă menținerea valorilor densității într-un interval îngust care duce la dispersii foarte mici ale cantității de combustibil injectate pe ciclu; în acest scop se recomandă folosirea injecției electronice.

Micșorarea viscozității duce la îmbunătățirea calității amestecului, controlând mărimea picăturii din jetul de combustibil și implicit a emisiilor poluante .

Scăderea T90 cu 50°C duce la scăderea particulelor cu 8 – 10 %, dar duce la pierderi considerabile în procesul de rafinare ( 3 – 15 % ).

Aditivarea pentru regenerarea filtrelor de particule servește ca metodă pasivă de scădere a particulelor ( asupra acestora se acționează după ce s-au produs în procesul de combustie ) obținându-se eficiențe de reducere de 70 – 90 %.

O tendință nouă în construcția motoarelor diesel o reprezintă adaptarea unor dispozitive care să realizeze variația unor parametri ai motorului, funcție de caracteristicile combustibilului. În acest sens se pot folosi sonde pentru măsurarea conținutului de oxigen, senzori de densitate, senzori ai presiunii din camera de ardere, care să urmărească corelarea fenomenului de ardere cu CC, prin modificarea începutului de injecție.

Din punct de vedere economic, reformularea implică tehnologii sau pierderi care măresc costul motorinei; s-a dovedit că, în prezent, numai reducerea sulfului prin hidrogenare este acceptabilă ca preț, restul modificărilor fiind încă nerentabile. Calculele economice făcute de industria prelucrătoare din S.U.A. arată că reducerea sulfului din combustibil până la 0,05% mărește costul tonei cu 6,6 $, reducerea aromatelor până la 10% mărește costul cu 43,5 $, iar realizarea unei compoziții fracționate ușoare ridică costul tonei de combustibil cu 66 $. Calculele economice efectuate în Germania, care includ și costul instalațiilor de desulfurare și procesul propriu-zis, duc la creșterea cu 0,02 DM a prețului la litrul de motorină. Scăderea T90 duce la pierderi de 3 – 15 % în procesul de rafinare, ceea ce duce, de asemenea, la creșterea prețului.

Din punct de vedere ecologic, reformularea implică consumuri suplimentare de energie, care înseamnă emisii mărite de CO2. Există pericolul ca efectul global de poluare a atmosferei prin emisia de CO2 să fie mai mare decât reducerea emisiilor poluante obținute prin modificarea combustibilului.

Bibliografie

Badea, A., Apostol, T.,Dinca, C., – Evaluarea impactului asupra mediului utilizând analiza ciclului de viață, Editura Politehnică Press, București,2004.

Banu, Al., Radovici,O., – Elemente de ingineria și protecția mediului, Editura tehnică, București, 2007.

Dănciulescu,D, Dănciulescu, C, Atmosfera și calitatea aerului, Editura Crepuscul, București, 2008.

Georgescu, L., – Poluare și economie de combustibil la automobile- Lucrări practice, Editura Alma, Craiova, 2007.

Ionel I., Popescu Francisc, Ungureanu C., – Metode moderne de investigare a imisiilor de poluanți, Analele Univ din Oradea, Fasc. de Energetica Vol II, 2001.

Manoleli, D., – Politici de mediu, Editura Ars Docendi, București, 2006.

Negrea, V., Sandu, V., – Combaterea poluarii mediului în transporturile rutiere, Editura tehnică, București, 2000.

Lester Brown et al, Vital Sings 1997-1998, Earthscan, London, 1997.

Prisecaru, I. Petre, coord., Bălțatu, Laurențiu – Politici comune ale Uniunii Europene, București, Editura Economică, 2004.

Stănciulescu, M., – Compuși poluanția ai mediului, Editura Printech, București, 2008.

** Scientific American, – Transportation, Octombrie 1997

***EUROTRAC-2,SATURN- Studying Atmospheric Pollution în Urban Areas, Annual report 1999,Münich, Germany

Ministerul Mediului și Gospodăriri Apelor; Departamentul de Mediu, Legislație: www.mmediu.ro.

CUPRINS

Introducere……………………………………………………………………………………………………………….. 1

Cap. I Metodologie ………………………………………………………………………………………………… 2

Cap. II Considerente generale despre atmosferă…………………………………………………………. 3

II.1 Structura atmosferei terestre…………………………………………………………………….. 3

II.2 Principale componente constante ale atmosferei ………………………………………… 5

II.2.1 Azotul………………………………………………………………….. 5

II.2.2 Oxigenul……………………………………………………………….. 5

II.2.3 Bioxidul de carbon…………………………………………………….. 5

II.2.4 Aerosolul atmosferic…………………………………………………… 6

II.3 Temperatura atmosferei……………………………………………………………………………. 7

II.4 Forme ale degradării atmosferei………………………………………………………………… 7

II.4.1 Modificarea climei…………………………………………………….. 7

II.4.2 Creșterea nivelului mărilor și oceanelor………………………………………….. 8

II.4.3 Efectul de seră…………………………………………………………………………….. 8

Cap. III Degradarea atmosferică provocată de industria transporturilor………………………….. 10

III.1 Efecte nocive ale poluării provocate de transporturi …………………………………. 11

III.2 Efectele poluării atmosferei cu monoxide de carbon ………………………… 13

III.2.1 Efectele asupra organismului uman………………………………………………. 13

III.2.2 Efectele asupra mediului……………………………………………… 14

III.3 Efectele poluării atmosferei cu dioxid de carbon – gaze de seră ……………….. 14

III.4 Efectele poluării atmosferei cu metale grele …………………………………. 15

III.5 Efectele poluării atmosferei oxizii de azot……………………………………. 16

III.5.1 Impactul asupra mediului…………………………………………….. 16

III.5.2 Impactul asupra animalelor…………………………………………… 16

III.5.3 Impactul asupra omului……………………………………………… 16

III.6 Soluții de minimizare a efectelor negative provocate de poluarea transportului rutier………………………………………………………………………………………………….. 17

Cap. IV Contribuția transportului auto la poluarea atmosferei la nivel internațional,

național și local……………………………………………………………………………………………. 19

IV.1 Considerente generale ………………………………………………………….. 19

IV.2 Obiective ale Uniunii Europene în privința transporturilor…………………… 20

IV.2.1 Instrumente tactice de atingere a obiectivelor………………………… 20

IV.2.2 Tehnologii ecologice în sectorul transporturilor…………………….. 21

IV.3 Obiectivele politicii de transport în România………………………………….. 22

IV.4 Obiectivele politicii de transport în județul Argeș……………………………… 24

IV.4.1 Evoluția transporturilor și acțiuni desfășurate în scopul reducerii

emisiilor din transporturi………………………………………………. 24

IV.4.2 Situația parcului auto la nivelul județului Argeș…………………… 24

IV.4.3 Obiective pentru reducerea poluării aerului generate de traficul auto… 25

Cap. V Poluanții produși de motoarele cu ardere internă și efectele lor asupra mediului.

Studiu de caz ………………………………………………………………………………………………. 26

V.1 Considerații generale ……………………………………………………………… 26

V.2 Poluanți specifici produși de sectorul de transporturi rutiere……………………… 26

V.2.1 Dioxidul de carbon – CO2………………………………………………… 26

V.2.2 Oxizii de sulf – SOx……………………………………………………… 26

V.2.3 Benzo(a)pirena…………………………………………………………… 27

V.3 Natura și efectele emisiilor produse de motoarele cu ardere internă ……………… 28

V.3.1 Hidrocarburile……………………………………………………………. 28

V.3.2 Compușii organici volatili (COV)…………………………………………………….. 29

V.3.3 Aldehidele……………………………………………………………….. 29

V.3.4 Olefinele…………………………………………………………………. 29

V.3.5 Compușii aromatici……………………………………………………… 29

V.3.6 Oxizii de azot (NOx)……………………………………………………. 29

V.3.7 Monoxidul de carbon……………………………………………………. 30

V.3.8 Particulele………………………………………………………………… 30

V.3.9 Ozonul și peroxiacetil-nitratul (PAN)……………………………………………….. 30

V.3.10 Compușii cu sulf……………………………………………………….. 31

V.3.11 Dioxidul de carbon (CO2)……………………………………………… 31

V.4 Poluarea aerului și pragurile nocive ……………………………………………………………… 31

V.5 Compararea emisiilor M.A.S. și M.A.C………………………………………….. 32

V.6 Metode de reducere a poluanților produși de autoturisme ……………………….. 34

V.6.1 Metode aplicate combuctibililor………………………………………… 34

V.6.2 Metode aplicate benzinelor……………………………………………………………… 34

V.6.3 Metode aplicate motorinelor…………………………………………………………… 34

Concluzii…………………………………………………………………………………………………………………….. 37

Bibliografie ………………………………………………………………………………………………………………… 38