Influenta Traficului Rutier Asupra Microflorei Aerului

CUPRINS

INTRODUCERE

Poluarea mediului ambiant este una dintre problemele cele mai actuale și cele mai importante ale omenirii. Această problemă a fost tratată cu îngăduință până acum 15-20 de ani, dar în condițiile dezvoltării tehnico-stiintifice, pe de o parte, și a tendinței obținerii unei rate cât mai mari a profitului, pe de altă parte, problema protejării naturii a devenit o preocupare majoră atât pentru oamenii de știință din diverse domenii cât și pentru oamenii politici.

Produsele concentrate poluante sunt reduse chimic de amestecurile moleculare din atmosfera, ce depind de condițiile atmosferice, ca de exemplu temperatura, viteza vântului și mișcările sistemelor depresionare care interacționează cu topografia locală, modelând munții și văile. În mod normal, temperatura descrește odată cu creșterea altitudinii. Dar când o pătură atmosferica de aer rece se poziționează sub o pătura de aer mai cald, producându-se o inversiune termică, amestecurile chimice atmosferice între componentele atmosferice și poluanți sunt încetinite, la fel ca și procesele reducătoare, iar poluanții se pot acumula la altitudini joase, aproape de nivelul solului. Aceste inversiuni termice pot surveni sub un front atmosferic staționar de presiune ridicată cuplat cu viteze scăzute ale vântului.

Cei mai expusi pericolului unei îmbolnăviri din cauza poluarii sunt cei foarte tineri, bătrânii, fumătorii, cei care muncesc într-un mediu în care sunt expusi direct la materialele poluante, și mai ales persoanele cu afecțiuni cardiace sau pulmonare. Alte efecte negative ale poluării sunt deteriorarea culturilor agricole și chiar îmbolnăvirea animalelor. Primele efecte vizibile ale poluării sunt cele estetice care nu sunt neapărat periculoase și care includ scăderea vizibilitătii datorită acumulărilor de particule pe praf aflate în suspensie în aer, mirosul urât produs de hidrogenul sulforos emanat din fabricile de celuloza și hârtie.

Lucrarea prezentată este structurată pe trei capitol foarte importante, cu foarte mare impact asupra omenirii. În primul capitol am prezentat poluarea, tipurile acesteia, dar și anumite cause de îmbolnavire pe care le produce acest „intrus”.

CAPITOLUL I: POLUAREA AERULUI ȘI CONSECINȚELE EI

ATMOSFERA

Mediul înconjurǎtor este format din patru mari elemente: atmosfera, hidrosfera, litosfera și biosfera. Atmosfera este un înveliș gazos, fragil și aproape transparent care reprezintǎ un factor esențial al existenței vieții pe Pǎmânt. Ea furnizeazǎ aerul pe care îl respirǎm zi de zi, regleazǎ temperatura și filtreazǎ radiațiile solare periculoase. Privitǎ din spațiu, atmosfera, este asemenea unui voal subțire albastru, și este menținutǎ de gravitație pentru a nu se dispersa în spațiul cosmic.

Groasǎ de aproximativ 1000 de km de la nivelul mǎrii, ea ne protejeazǎ și de meteoriții din spațiu. Compoziția atmosferei este un amestec de circa 10 gaze dintre care componentele

principale, dupǎ volum, sunt azotul (78%), oxigenul (21%) și argonul (0,93%), gaze care

controlează temperatura și compoziția chimicǎ a atmosferei. Existǎ de asemenea cantitǎți mici din alte gaze: dioxid de carbon, neon, heliu, metan, kripton, xenon, ozon, hidrogen, radon, la acestea adǎugându-se proporții variabile de vapori de apă (în medie 0,2 – 3%).

În ultimii ani cercetǎrile științifice au arǎtat cǎ structura chimicǎ a atmosferei este în

schimbare din cauze naturale sau antropogene (provocate de activitățile omului), de aceea atenția

este focalizatǎ asupra impactului activitǎții umane asupra atmosferei. Omenirea prin activitǎțile ei, contribuie la creșterea cantitǎții de gaze poluante eliminate în atmosferǎ, contribuind astfel și la încǎlzirea globalǎ, la distrugerea stratului de ozon și la multe alte dereglǎri ale mediului natural.

Figura 1. Atmosfera

Echilibrul atmosferic

Aerul, împreunǎ cu apa, are cea mai mare contribuție la întreținerea vieții pe Pǎmânt. Dupǎ cunoștințele actuale, fǎrǎ aceste douǎ elemente viața nu ar fi posibilǎ. Dintre componenții aerului, oxigenul este indispensabil respirației vegetale și animale, fenomenul de oxidare reprezentând principala sursǎ de energie în procesele vitale. Dioxidul de carbon din aer intervine în asimilația clorofiliană, iar azotul atmosferic reprezintă una din verigile circuitului azotului în

natură.

În evoluția lui, omul a acționat fǎrǎ sǎ își dea seama cǎ deregleazǎ pânǎ la distrugere

echilibrul dintre producția de oxigen și consumul acestuia, atât de necesar vieții. Rezerva de oxigen din atmosferǎ este reânnoitǎ de vegetație, aceastǎ reânnoire nefiind însǎ suficientǎ pentru a compensa pierderea de oxigen datoratǎ consumului. Aici intervine oceanul care produce mai mult de 70% din oxigenul care trece anual prin atmosferǎ cu ajutorul fitoplanctonului. Existǎ deci un echilibru între aer și ocean datoritǎ cǎruia oxigenul din atmosferǎ se pǎstreazǎ în cantitǎți suficiente. Tot de circulația oxigenului este legatǎ și cea a dioxidului de carbon, pentru cǎ acesta este absorbit de vegetația care îl descompune în carbonul pe care îl asimileazǎ la creștere și în oxigen pe care îl redǎ atmosferei. Acest ciclu ar trebui sǎ ducǎ teoretic la existența unui echilibru stabil al atmosferei. Existǎ de asemenea, descompuneri de materii vegetale și animale, incendii, erupții vulcanice și alți factori naturali care emit în atmosferǎ particule solide și gaze care nu au lăsat niciodatǎ atmosfera sǎ fie complet purǎ, dar toate aceste dezechilibre naturale nu au periclitat niciodatǎ existența vieții, deoarece într-un timp relativ scurt, ele s-au reintegrat stării de echilibru.

Poluarea atmosfericǎ este o problemǎ social-economicǎ gravǎ care în unele pǎrți ale lumii, în special în țǎrile puternic industrializate, a luat proporții masive care au impus adoptarea unor metode de limitare a poluǎrii.

POLUAREA AERULUI

Termenul de poluare (lat. pollo, polluere – a murdări, a profana) desemnează orice activitate care, prin ea însăși sau prin consecințele sale, aduce modificări echilibrelor biologice, influențând negativ ecosistemele naturale și artificiale cu urmări nefaste pentru activitatea economică, starea de sănătate și confortul speciei umane.

Prin poluarea aerului se înțelege prezența în atmosferă a unor substanțe străine de

compoziția normală a acestuia, care în funcție de concentrație și timpul de acțiune provoacă

tulburări în echilibrul natural, afectând sănătatea și comfortul omului sau mediul de viațǎ al florei și faunei. De aici rezultǎ că – pentru a fi considerate poluante – substanțele prezente în atmosferă

trebuie să exercite un efect nociv asupra mediului de viațǎ de pe Pǎmânt. Principalele substanțe ce contribuie la poluarea atmosfericǎ sunt: oxizii de sulf și azot, clorofluoro-carbonii, dioxidul și monoxidul de carbon; aceștia fiind doar o parte din miliardele de tone de materiale poluante pe care le genereazǎ în fiecare an dezvoltarea industriei, și care afecteazǎ ecosistemele acvatice și terestre în momentul în care poluanții se dizolvǎ în apǎ sau precipitǎ sub formǎ de poaie acidǎ.

Primele mǎsuri legate de poluarea aerului din istorie sunt:

În anul 1273, Parlamentul Britanic a adoptat o lege prin care se interzicea arderea cǎrbunilor în Londra. Regele Carol al VI-lea dǎ un edict în anul 1383, în care se interzice emiterea de fumuri rǎu mirositoare, iar în anul 1510, la Rouen în Franța, s-au luat mǎsuri contra fumului provenit de la cǎrbuni.

Consiliul European pentru protecția mediului a dat în raportul din 14 septembrie 1967 urmǎtoarea definiție poluǎrii aerului: “Se considerǎ poluat aerul când se constatǎ prezența unor substanțe strǎine sau variații importante ale acestora în proporția pǎrților componente ale aerului care, ținând seama de cunoștințele specifice ale momentului pot provoca efecte dǎunǎtoare sau creazǎ acțiuni jenante”.

România adoptǎ Legea nr. 9 din 20 iunie 1973 prin care se iau anumite mǎsuri de

prevenire și de combatere chiar din faza incipientǎ a tendințelor de poluare a mediului. Conform

acestei legi prin mediu înconjurǎtor se înțelege totalitatea factorilor naturali și a celor creați prin

acțiuni umane care influențeazǎ echilibrul ecologic, determinând condițiile de viațǎ pentru om și

dezvoltarea societǎții. Echilibrul ecologic este definit prin raportul relativ stabil creat în decursul

vremii între diferite grupe de plante, animale și microorganisme, precum și interacțiunea acestora cu condițiile mediului în care trǎiesc. În spiritul acestei legi, poluarea mediului constǎ în acele acțiuni care pot sǎ producǎ ruperea echilibrului ecologic sau dǎuneazǎ sǎnǎtății, liniștii și stării de confort a oamenilor.

Asociația Francezǎ de Normalizare AFNOR definește ca poluant orice corp solid, lichid

sau gazos existent în atmosferǎ care nu face parte din compoziția normalǎ a aerului sau care este

prezent în cantitǎți anormale.

Surse de poluare

Sursele de poluare reprezintǎ locul de producere și de evacuare în mediul înconjurǎtor a

unor emisii poluante. Dupǎ natura poluanților, emisiile poluante acestea pot fi sub formă de

pulberi și gaze, emisii radioactive și emisii sonore; în funcție de proveniența poluanților surse de

poluare sunt naturale și artificiale.

Sursele naturale produc o poluare accidentalǎ care se integreazǎ repede în ciclul ecologic și adesea sunt situate la distanțe mari de centrele populate.

Vulcanii pot polua atmosfera cu pulberi solide, gaze și vapori, substanțe toxice datoritǎ

conținutul lor mare de compuși ai sulfului, ce rezultǎ în urma erupției și a pulverizǎrii lavei

vulcanice în aer. Vulcanii activi polueazǎ continuu prin produse gazoase emise prin crater și

crǎpǎturi, numite fumarole. Dintre marile erupții vulcanice o amintim pe cea a vulcanului Krakatoa (Indonezia, 1883), când a fost proiectatǎ o cantitate de 50×106 tone de material vulcanic. Aceastǎ erupție a provocat o scădere cu 10% a transparenței atmosferei timp de mai multe luni și a produs peste 100 000 de victime umane. O altǎ erupție importantǎ o constituie cea a vulcanului Mont Saint- Helens, din mai 1980 în SUA, care a fost însoțitǎ de o emisie de 3×106 tone, dintre care 1,4×106 au ajuns în stratosferǎ. Un exemplu mai recent de erupție vulcanicǎ

este cel din 1991 când vulcanul Pinatubo din Filipine, a produs un dezastru asupra mediul înconjurǎtor și a fǎcut 700 de victime.

În țara noastrǎ majoritatea vulcanilor sunt stinși și nu mai au activitate specificǎ. Un exemplu este și Ciomatu Mare, în al cǎrui crater s-au acumulat apele singurului lac vulcanic

din România, Sfânta Ana.

Furtunile de praf provocate de uragane, cicloane etc. asociate cu eroziunea solului produc

poluare atmosferică pe mari întinderi, ce pot cuprinde mai multe țǎri sau pot chiar trece de pe un

continent pe altul. Pulberea poate fi ridicatǎ pânǎ la mare înǎlțime și odatǎ ajunsǎ într-o zonǎ

anticiclonicǎ, începe sǎ se depunǎ. Se estimeazǎ cǎ în fiecare an, atmosfera poartǎ peste 30 de

milioane de tone de praf, ceea ce a produs îngroparea în timp a multor vestigii ale antichitǎții. La

scarǎ globalǎ a fost sesizat faptul cǎ, în absența unor mǎsuri împotriva erodǎrii solului, acesta va

pierde 20% din suprafața terenurilor cultivabile din lume pânǎ în 2010.

Circulația prafului în atmosferǎ poate dura zeci de zile, cum a fost cazul unei furtuni din

Kansas din 1903, al cǎrei praf a circulat 68 de zile. În Romania cea mai puternicǎ furtunǎ de acest fel a fost cea din 6-7 aprilie 1960, cu sursa în sudul Rusiei; aceasta a redus radiația solarǎ vizibilǎ și UV cu 50%. Cantitǎți mici de pulberi meteorice pǎtrund în mod constant în atmosferǎ, acestea estimându-se cam la 10 000 tone/zi. Pulberile se depun cu o vitezǎ extrem de micǎ deoarece au dimensiuni coloidale și se considerǎ cǎ de la 10 km în sus, aerosolul de origine extraterestrǎ este preponderent.

Trǎsnetul și temperaturile ridicate din timpul sezoanelor calde sunt cauzele declanșǎrii

incendiilor din pǎduri, care se întind uneori pe suprafețe de sute de hectare, formând nori de fum.

Cele m.

Cele mai periculoase sunt incendiile pǎdurilor de conifere din regiunile temperate, care, datoritǎ

rǎșinii și terebentinei, accelereazǎ propagarea focului.

Descompunerea reziduurilor organice. Poluarea atmosferei cu NH3, H2S, CO2 poate fi

produsǎ și de o serie de gaze rezultate din descompunerea anaerobǎ sau aerobǎ, enzimaticǎ sau

bacterianǎ a reziduurilor precum: deșeuri organice industriale sau alimentare, cadavre, dejecții

umane și animale, frunze. Putrefacția sau descopunerea anaerobǎ, elibereazǎ în aer substanțe toxice, rǎu mirositoare și inflamabile. Fermentația nǎmolului în bazine, în stații de epurare, rampe de gunoi, canale, ape stǎtǎtoare, gropi septic poate dura chiar și zeci de ani, reacția fiind urmatǎ de creșterea presiunii gazelor, ce poate produce explozii și incendii, uneori la o distanțǎ mare de sursǎ. În nod natural descompunerea cadavrelor este un foarte bun îngrǎșǎmânt pentru noi forme de viațǎ.

Particulele vegetale precum polenurile, sporii, mucegaiurile, algele, ciupercile și fermenții pot polua atmosfera, deși sunt produse de arbori și ierburi care ajutǎ la combaterea poluǎrii aerului. Polenurile au diametre de 10-50 μm (micrometri) și au fost identificate chiar și la altitudini de 12 000 m, iar sporii și ciupercile pânǎ la 1600 m. Spre deosebire de praf, acestea sunt mai periculoase deoarece o singurǎ particulǎ poate provoca îmbolnǎvirea unui organism viu. Aceste particule vegetale alǎturi de bacterii, microbi și viruși reprezintǎ principalii poluanți patogeni ai aerului.

Ceața este frecventǎ în zonele situate în vecinǎtatea oceanelor și a mǎrilor, care aduc în

atmosfera continentalǎ cristale de sare ce constituie nuclee de condensare a vaporilor de apǎ. Ceața din zona londonezǎ este principala cauzǎ a formǎrii smogului reducǎtor acid, deosebit de grav sǎnǎtǎții. Ionizarea atmosferei este cauzatǎ în straturile înalte de intensificarea activitǎții solare, în anumite perioade de timp, iar în straturile inferioare de micșorarea sau perforarea stratului de ozon, lǎsând astfel cale liberǎ radiațiilor ultraviolete, cu acțiune ionizantǎ.

Sursele artificiale sunt mai numeroase și cu emisii mult mai dǎunǎtoare, totodatǎ fiind și

într-o dezvoltare continuǎ datoratǎ extinderii tehnologiei și a proceselor pe care acestea le genereazǎ. Emiterea în atmosferǎ a poluanților artificiali se poate face prin două moduri. Unul

organizat, prin canale și guri de evacuare cu debite și concentrații de impuritǎți cunoscute și

calculate și unul neorganizat, prin emiterea poluanților direct în atmosferǎ discontinuu și în cantitǎți puțin sau chiar deloc cunoscute. Categoriile de materiale ce pot fi agenți poluanți sunt:

Materii prime (cǎrbuni, minerale etc.), impuritǎți din materiile prime (sulf, plumb, mercur, arsen, fluor etc.),

substanțe intermediare, obținute în anumite faze ale procesului tehnologic (sulfați, hidrocarburi etc.),

produse finite (ciment, clor, negru de fum, diferiți acizi etc.).

Poluarea atmosferei cu particule solide este cea mai veche și mai evidentǎ categorie de poluare artificialǎ. Dintre surse putem aminti procesele industriale principale și combustibilii, nici una dintre aceste surse însǎ nu degajǎ în atmosferǎ numai poluanți solizi.

Industria termoenergeticǎ eliminǎ în atmosferǎ poluanți cum ar fi: praful (cenușǎ, particule de cǎrbune nears, zgurǎ), oxizii de sulf și de azot, iar în cantitǎți mai mici: hidrocarburi, funingine, sulfați și acizi organici. Toți combustibilii uzuali (pǎcurǎ, cocs, cǎrbune) conțin cenușǎ provenitǎ din substanțele solide necombustibile. În mod normal, combustibilii

gazoși sau cei distilați nu conțin impuritǎți solide, dar în condiții de ardere necorespunzǎtoare ei produc funingine. Partea vizibilǎ a emisiilor este concretizatǎ prin fum care, în funcție de natura combustibilului și felul combustiei are culori diferite. De exemplu, la arderea cǎrbunelui inferior, de la care rezultǎ multǎ cenușǎ, fumul este de culoare gri albicioasǎ. La arderea incompletǎ a cǎrbunelui și a produselor petroliere se eliminǎ mult combustibil nears, iar fumul capǎtǎ o culoare neagrǎ.

Dintre poluanții din metalurgia metalelor neferoase grele, cel mai important este plumbul,

deosebit de toxic și cu proprietatea rǎspândirii la mari distanțe. La început constituit din vapori, el se oxideazǎ și se transformǎ în oxid de plumb care, prin încǎrcare electricǎ, se poate aglomera și poate sedimenta.

Metalurgia metalelor neferoase ușoare este caracterizatǎ în special prin industria aluminiului și a beriliului. În cazul prelucrǎrii primului se emanǎ în aer acid fluorhidric și fluoruri. Din prelucrarea beriliului ajung în aer particule în concentrații reduse, dar deosebit de toxice. Poluanții atmosferici rezultați din aceastǎ industrie sunt: beriliul metalic, oxidul, sulfatul, fluorura, hidroxidul și clorura de beriliu.

Industria materialelor de construcție are la bazǎ prelucrarea, fie la cald, fie la rece, a unor

roci naturale (silicați, argile, magnezit, calcar, ghips etc.) cele mai poluante fiind industria

cimentului, azbestului, magneziului și gipsului.

Industria cimentului este una dintre cele mai importante în privința poluǎrii atmosferice, dând adesea un aspect tipic terenurilor învecinate. Producția cimentului a ridicat probleme legate de protecția atmosferei și a mediului înconjurǎtor, deși s-au luat mǎsuri esențiale atât în ceea ce privește materia primǎ utilizatǎ, cât și a tehnologiilor de prelucrare. Praful produs se poate împrǎștia și depune pe distanțe de peste 3 km de sursǎ, iar în apropierea acestora concetrațiile pot varia între 500-2000 tone/hm2/an.

Industria magneziului este asemǎnǎtoare cu cea a cimentului. Prin arderea carbonatului de magneziu se eliminǎ dioxidul de carbon obținându-se oxidul de magneziu (magnezitul). Din acest procedeu rezultǎ pulberi ce se pot întinde pe raze de pânǎ la 5 km. Industria gipsului are la bazǎ prelucrarea sulfatului de calciu prin ardere și mǎcinare. Pulberea de gips este foarte finǎ și depunerile din vecinǎtatea fabricilor devin vizibile pânǎ la peste 1 km distanțǎ. De asemenea este foarte importantǎ și industria azbestului care, asemenea celei a gipsului, produce un praf cu o concentrație ridicatǎ și foarte greu de reținut în aparatele de epurare. Industria chimicǎ are ca poluanți principali emisiile de gaze, dar foarte rar se întâmplǎ sǎ se facǎ numai eliminǎri ale acestora, de cele mai multe ori ele fiind amestecate cu particule solide sau lichide. Pentru a vedea amploarea pe care o are poluarea chimicǎ asupra atmosferei, trebuie sǎ știm cǎ, din cele 5 milioane de substanțe înregistrate pânǎ în 1990, 30 000 sunt fabricate la scarǎ industrialǎ.

Perfecționarea proceselor tehnologice a dat o largǎ dezvoltare chimiei organice la care

poluarea cu gaze și vapori este mult mai diversǎ, mai puternicǎ și mai periculoasǎ decât poluarea cu particule solide. Dupǎ cercetǎri fǎcute în SUA, se constatǎ cǎ în timp ce eliminarea de fum, cenușǎ și praf industrial însumeazǎ o masǎ de 12×106 t/an, eliminarea de oxizi de sulf și diverși vapori depǎșește 60×106 t/an, iar eliminarea de oxid de carbon singurǎ, are aproximativ aceeași valoare. În majoritatea cazurilor gazele eliminate în atmosferǎ sunt reprezentate de substanțe toxice mai nocive decât particulele solide. Prin interacțiunea chimicǎ a acestor substanțe din aer cu diversele forme fizice ale apei, precum și ale altor substanțe și prin intervenția unor catalizǎri fizico-chimice rezultǎ substanțe chimice foarte toxice. Dintre acestea cele mai importante ar fi: oxizii sulfului și ai carbonului, sulfurǎ de carbon, hidrogen sulfurat, acetonǎ, formaldehide, cloropren, dicloretan, tetraetil de plumb etc.

Industria petrolului este necesarǎ deoarece creazǎ o sursǎ importantǎ de energie, însǎ pe

cât este de necesarǎ, pe atât de periculoasǎ este din punct de vedere ecologic. În funcție de compoziția petrolului, rafinarea este un procedeu complex ce constǎ din separǎri, distilǎri,

desulfurǎri, procese în urma cǎrora se emit numeroși poluanți (hidrocarburi, oxizi de sulf și de

carbon, aldehide, acizi organici, amoniac etc.). Petrolul și substanțele rezultate din prelucrarea

acestuia contribuie de asemenea la apariția smogului. Se estimeazǎ cǎ anual, în urma deversǎrilor

petroliere accidentale, în oceane pǎtrund pânǎ la 200 000 de tone de țiței. Cantitǎți și mai mari

provin în urma proceselor de extracție, transport și prelucrare. În afara dezastrului ecologic astfel

format, evaporarea în atmosferǎ este destul de intensǎ, astfel circa 25% din pelicula de petrol se

evaporǎ în câteva zile și pǎtrunde în aer sub formǎ de hidrocarburi.

În concluzie, nu existǎ ramurǎ industrialǎ care sǎ nu polueze cu: fum, pulberi, vapori, gaze, deșeuri toxice etc. și de aceea, înaintea amplasǎrii și funcționǎrii unui obiectiv industrial este necesar sǎ se stabileascǎ cu precizie riscurile potențiale pentru mediu înconjurǎtor și sǎ se impunǎ mijloace eficiente de protejare a acestuia.

Poluarea prin mijloacele de transport

O altǎ sursǎ importantǎ de poluare a aerului o constituie mijloacele de transport. În aceastǎ categorie intrǎ: autovehiculele, locomotivele, vapoarele, avioanele etc. Cea mai mare pondere de gaze ce polueazǎ aerul provine însǎ de la autovehicule, datoritǎ în primul rând numǎrului foarte mare al acestora. În numai o jumǎtate de secol (1930-1980), de când au început sǎ se foloseascǎ, numǎrul lor s-a înzecit, ajungând ca, în SUA, numǎrul lor sǎ ajungǎ unul la douǎ persoane. În Los Angeles numǎrul lor este de unul pentru fiecare persoanǎ. Cum majoritatea autovehiculelor sunt concentrate în zonele urbane (93 % în SUA) se poate înțelege rolul lor deosebit de important în poluarea orașelor (tot în SUA s-au evaluat 76,6×106 t/an substanțe toxice ce ajung în atmosferǎ). Indiferent de tipul motorului, autovehiculele polueazǎ aerul cu oxizi de carbon și de azot, hidrocarburi nearse, oxizi de sulf, aldehide, plumb, azbest, funingine, etc.

Dacǎ am reveni astăzi la tracțiunea animalǎ, atmosfera orașelor ar deveni nepoluatǎ; dar

pentru a înlocui caii putere cu “caii fizici” care sǎ asigure tracțiunea, poluarea produsǎ de grajduri ar fi îngrijorǎtoare. Cea mai importantǎ sursǎ de CO din poluarea generalǎ a atmosferei (60%) este produsǎ de gazele de eșapament. S-a estimat cǎ 80% din cantitatea de CO este produsǎ în primele 2 minute de funcționare a motorului și reprezintǎ 11% din totalul gazelor de eșapament.

În ultimii 30 de ani s-au intensificat preocupǎrile privind îmbunǎtǎțirea calitǎții aerului prin diminuarea poluǎrii produse de motoarele autovehiculelor. În present, vehiculele polueazǎ de 8-10 ori mai puțin decât cele care au existat în circulație acum 30 de ani. Acest lucru s-a realizat prin optimizarea procedeului de ardere și prin utilizarea dispozitivelor antipoluante. Cele mai importante realizǎri sunt:

– emisiile de CO, în perioada 1970-1995, s-au diminuat de 12 ori;

– emisiile de hidrocarburi, pe vehicul, au scǎzut, în medie, de la 120 kg la 5 kg pe an;

– emisiile de particule s-au micșorat, în medie, de la 110 la 21 μg/m3 ;

– emisiile de oxizi de azot s-au micșorat mai lent, 167 μg/m3 în 1993, fațǎ de 185 μg/m3 în

1988;

– reînnoirea parcului de automobile, prin facilitǎți fiscale, a fǎcut ca vehiculele mai vechi de 8

ani, în unele țǎri occidentale, sǎ reprezinte numai 40%. Dacǎ acestea ar fi înlocuite cu altele

noi, poluarea s-ar micșora de 3 ori;

– intensificarea studiilor privind utilizarea energiilor de substituție: electricitate, gaze

petroliere lichefiate, gaze naturale comprimate, bio-combustibili.

Poluarea produsǎ de avioane prezintǎ caracteristici specifice combustiei și extinderii zborului în stratosferǎ. Particularitǎțile stratosferei accentueazǎ poluarea, din cauza rarefierii aerului. Agenții poluanți au un timp mai lung de acțiune, iar vaporii de apǎ rezultați sunt solidificați în cristale fine de gheațǎ, ce formeazǎ o nebulozitate ce diminueazǎ radiația solarǎ. S-a calculat cǎ la traversarea Atlanticului se consumǎ 0,12 kg carburant pe pasager și kilometru; la un zbor de 6000 km aceasta înseamnǎ 720 kg carburant pentru fiecare pasager și eliminarea în atmosferǎ a 900 kg vapori de apǎ și peste 1000 kg CO2. Cu toate acestea, avioanele produc o poluare mai redusă decât alte mijloace de transport, datoritǎ utilizǎrii de turbine cu gaz și a unui combustibil înalt rafinat. Vapoarele utilizeazǎ motoare cu ardere internǎ și produc o poluare specificǎ acestora, asemenea autovehiculelor, iar locomotivele folosesc motoare Diesel electrice care emit cei mai puțini poluanți dintre toate vehiculele.

Dispersia poluanților în atmosferǎ

Din nefericire elementele poluante nu rǎmân la locurile unde sunt produse, ci, datoritǎ unor factori influenți, ele se depǎrteazǎ mult de acestea. Aflate în concentrație mare la sursa emitentǎ, pe mǎsurǎ ce se depǎrteazǎ, se împrǎștie și, datoritǎ unor fenomene fizice sau chimice, în anumite zone sau regiuni ele cad pe pǎmânt, sau se descompun realizând o autopurificare a atmosferei. De foarte multe ori aceastǎ autopurificare nu este posibilǎ și datoritǎ unor cauze naturale ele sunt purtate la mare distanțǎ, aglomerate sau concentrate, dând naștere unor adevǎrate calamitǎți, atât asupra oamenilor și animalelor, cât și asupra mediului înconjurǎtor.

Procesele care influențeazǎ actiunea agenților poluanți din atmosferǎ se pot încadra în douǎ mari categorii: procese fizice și procese chimice. Distanța la care proprietǎțile naturale ale

atmosferei se pot restabili prin autopurificare este dependentǎ de concentrația de elemente poluante și de factorii meteorologici și topografici.

Principalii factori meteorologici care contribuie la mișcarea poluanților în atmosferǎ sunt:

temperatura, umiditatea, vântul, turbulența și fenomenele macrometeorologice. Temperatura aerului nu este o mǎrime constantǎ, ea prezentând douǎ feluri de variații: periodice și accidentale.

Variația aerului în funcție de presiune și de înǎlțime este un factor important care intervine în deplasarea maselor de aer și implicit în rǎspândirea în atmosferǎ a impurifianților.

Stǎrile atmosferice care prezintǎ cea mai mare importanțǎ pentru dispersia poluanților sunt instabilitatea și inversiunea termică. În primul caz se realizeazǎ o dispersie rapidǎ, iar în al doilea caz dispersia este împiedicatǎ aproape total.

Aerul atmosferic conține în permanențǎ o cantitate oarecare de apǎ sub formǎ de vapori,

care îi dau o stare de umiditate. Aceasta se opune difuziei poluanților și respectiv micșorǎrii

concentrației lor, împiedicând particulele sǎ se deplaseze. Umiditatea crescutǎ duce la formarea

ceții, care produce concentrarea impuritǎților. În zone poluate ceața se formeazǎ frecvent, dând

naștere smogului. În general, cu cât este mai mare proporția de vapori de apǎ în atmosferǎ, cu atât se agraveazǎ și poluarea. La apariția precipitaților se produce spǎlarea de impuritǎți a atmosferei; ploaia realizeazǎ spǎlarea atmosferei în principal de gaze, iar zǎpada de particule solide. Vântul nu este altceva decât mișcarea orizontalǎ a aerului, iar datoritǎ acestui fapt el este

considerat cel mai important factor ce contribuie la împrǎștierea poluanților. Acesta reprezintǎ

procesul prin care impuritǎțile se deplaseazǎ și creeazǎ fenomenul prin care acestea se difuzeazǎ în bazinul aerian. Difuzia este direct proporționalǎ cu viteza vântului. Dacǎ acesta este uniform și de vitezǎ micǎ menține concentrații ridicate de poluanți în stratul de aer în care au ajuns. Cu cât viteza este mai mare, cu atât înǎlțimea la care ajung poluanții eliminați prin sursǎ este mai micǎ. Calmul atmosferic este cea mai nefavorabilǎ condiție meteorologicǎ pentru poluarea aerului, deoarece pe mǎsura producerii de poluanți, aceștia se acumuleazǎ în vecinǎtatea sursei și concentrația lor crește progresiv.

Prin turbulențǎ se înțelege un fenomen complex, permanent, care rezultǎ din diferențele de temperaturǎ, mișcare și frecare dintre straturile în mișcare, a unor porțiuni mici ale maselor de aer, care determinǎ o continuǎ stare de agitație internǎ. Acest fenomen favorizeazǎ repede amestecurile și de aceea difuzia impuritǎților în masa de aer turbulent se face mai repede.

Studiile meteorologice au scos în evidențǎ rolul maselor mari de aer ca factori de care

depinde difuzia poluanților eliminați de surse aflate la sol. Pe glob existǎ regiuni în care, în cursul unui an se înregistreazǎ mișcǎri de mase mari de aer. De exemplu în sud-estul Americii apar frecvent mase anticiclonice care depǎșesc durata a câtorva zile și favorizeazǎ stagnarea, acumularea și transportul impuritǎților, cu vitezǎ mare pe distanțe apreciabile. În țara noastrǎ masele anticiclonice se manifestǎ de obicei în lunile decembrie-ianuarie și iulie-august. În regiunile cu mase anticiclonice, vântul este slab sau absent, presiunea atmosfericǎ este ridicatǎ, iar inversiunea termicǎ se produce frecvent, motiv pentru care aceste fenomene macrometeorologice sunt strâns corelate cu concentrația poluanților din zonǎ.

Efectele poluǎrii

Omul poate suferi direct de pe urma agenților poluanți, spre exemplu din acțiunea smogului produs de industrie, sau indirect, unde putem lua ca exemplu acțiunea toxicǎ a petrolului deversat în oceane asupra peștilor, ce se poate transmite omului în urma utilizǎrii acestuia ca hranǎ. Agenții poluanți altereazǎ și perturbǎ relațiile normale ale omului cu mediul înconjurǎtor și pe cele formate între ecosisteme. Gradul de perturbare poate merge de la un simplu inconfort pânǎ la o acțiune toxicǎ evidentǎ. Existǎ mai multe cǎi de deteriorare a confortului omului și a senzațiilor sale vizuale, olfactive, sonore etc. și anume: poluarea sonorǎ, degradarea ambianței (prin defrișǎri, eroziuni etc.), gustul apei potabile poluate (date de substanțe ca: petrol, clor, fenoli, sulf), mirosul neplǎcut al substanțelor rǎu mirositoare din apǎ sau aer, murdǎria și toxicitatea produsǎ de fum, aglomerarea necontrolatǎ a deșeurilor domestice și industriale.

Agenții nocivi eliminați în atmosferǎ care pot provoca efecte dǎunǎtoare asupra felului de

viațǎ al oamenilor, animalelor și plantelor sunt de cele mai multe ori sub forma unui complex de

substanțe toxice în compoziția cǎrora intrǎ atât particule solide cât și gaze. În unele situații, acțiunea nocivǎ este datǎ însǎ numai de particule solide sau numai de gaze, de o singurǎ naturǎ.

În continuare vom enumera cele mai importante efecte ale poluǎrii și vom evidenția efectul lor nociv.

Poluarea aerului cu aerosoli are ca efect o acțiune iritantǎ, toxicǎ, cancerigenǎ, alergicǎ, infectantǎ și de scǎdere generalǎ a rezistenței organismului. Aerosolii eliminați în atmosferǎ pot fi netoxici (aceștia devin nocivi numai când particulele aerosolice au dimensiuni mari) și toxici (sunt mai puțin rǎspândiți, dar sunt mult mai agresivi). Aceștia din urmǎ reprezintǎ categoria care are cele mai nocive efecte, dar din fericire numai unele din aceste particule sunt întâlnite în mediul ambient și anume: plumbul, fluorul, arsenul, beriliul, manganul etc.

Gazele și vaporii care au un efect dǎunǎtor asupra organismului se împart în: toxice

respiratorii, sanguine, hepatice și neuroleptice. Dintre diferitele gaze care polueazǎ atmosfera, unele produc efecte nocive atât prin concentrațiile mai mari, cât și prin frecvența mai ridicatǎ cu care sunt întâlnite. Cele mai importante în acest sens sunt: oxidul de carbon (foarte întâlnit atât în mediul industrial cât și în mediul de locuit), dioxidul de carbon, amestecul de oxizi de azot (în cea mai mare concentrație fiind dioxidul de azot), clorul, hidrogenul sulfurat și ozonul.

Efectele nocive asupra plantelor. Plantele sesizeazǎ timpuriu și masiv influența nocivǎ a poluanților aerului, constituind prin leziunile ce le suferǎ, indicatori importanți asupra gradului de poluare. Pagubele generate de poluarea plantelor pot duce la pierderi economice importante (alimente, furaje, arbori). Prin spǎlarea atmosferei de cǎtre precipitații și prin sedimentarea particulelor și gazelor toxice se poate produce o modificare a compoziției apei și solului și o creștere a substanțelor toxice din acestea, lucru ce produce tulburǎri de dezvoltare a plantelor.

Efectele nocive asupra animalelor. Studiul acestor efecte are o importanțǎ directǎ prin consecințele de ordin economic din cauza pierderilor suferite printre animale și o importanțǎ indirectǎ, prin concluziile utile patologiei umane. Cei mai importanți poluanți atmosferici în ceea ce privește efectele asupra animalelor sunt aceia care persistǎ și se concentreazǎ pe plante.

Asupra animalelor pot acționa și acei compuși care dǎuneazǎ sǎnǎtǎții omului. Un alt efect nociv al poluanților este modificarea factorilor meteorologici naturali. Acest lucru este posibil prin prezența în atmosferǎ a poluanților sub formǎ de pulberi și gaze ce pot crea un mediu atmosferic diferit de cel natural, prin modificǎrile ansamblului microclimatic. Cele mai importante modificǎri meteorologice sunt legate de creșterea în localitǎțile poluate a numǎrului zilelor cu ceațǎ.

Smogul este un amestec de ceațǎ solidǎ sau lichidǎ și particule solide rezultate din poluarea industrialǎ. Acest amestec se formeazǎ când umiditatea este crescutǎ, iar condițiile atmosferice nu împrǎștie emanațiile poluante, ci din contrǎ, permit acumularea lor lângǎ surse. Smogul reduce vizibilitatea naturalǎ și adesea iritǎ ochii și cǎile respiratorii. În așezǎrile urbane cu densitate crescutǎ, rata mortalitǎții poate sǎ creascǎ considerabil în timpul perioadelor prelungite de expunere la smog. Acest lucru este favorizat și de procesul de inversiune termicǎ ce creazǎ un plafon de smog ce stagneazǎ deasupra orașului. Smogul fotochimic este o ceațǎ toxică produsǎ prin interacțiunea chimicǎ între emisiile poluante și radiațiile solare. Cel mai întâlnit produs al acestei reacții este ozonul. Smogul apare îndeosebi în zonele orașelor de coastă și

este o adevarată problemǎ a poluǎrii aerului în mari orașe precum Londra, Atena, Los

Angeles, Tokyo. În Los Angeles s-a demonstrat cǎ în 90% din cazuri ceața se datoreazǎ poluǎrii

și numai 10% cauzelor naturale. Și în București, deși nu este un oraș cu poluare ridicatǎ, numǎrul

zilelor cu ceațǎ a crescut progresiv în ultimii ani.

Poluanții din aer pot determină degradarea și deteriorarea ulterioarǎ a unor obiecte, materiale și substanțe cu care vin în contact prin fenomene fizico-chimice complexe, diferite dupǎ natura poluanților și a stratului material afectat. Cele mai importante sunt fenomenele de coroziune, decolorare și spǎlare a unor materiale, reducerea elasticitǎții și rezistenței unor compuși organici. Durata de viațǎ a construcțiilor metalice se reduce de 2-3 ori în zonele intens populate datoritǎ fenomenului de coroziune la care sunt expuse. Compușii agresivi din aer proveniți din surse de poluare, agenții meteorologici, cât și precipitațiile și umiditatea, determinǎ coroziunea superficialǎ a metalelor provocând pagube considerabile. Cețurile acide sunt cele mai agresive, deoarece formeazǎ sǎruri sfǎrâmicioase. Viteza de coroziune depinde de factorii menționați mai sus și este uneori de 100 de ori mai mare în zonele intens populate decât în zonele fǎrǎ poluare și lipsite de condiții meteorologice care sǎ favorizeze coroziunea.

Prin reacția unor substanțe din aer cu materialele de construcție (calcar, mortar, marmurǎ) se produc substanțe chimice noi cu rezistențǎ și durabilitate mai redusǎ. Astfel, carbonații din care sunt constituite aceste materiale se transformǎ în prezența oxizilor de sulf, în sulfați, substanțe cu o solubilitate mai mare, ce pot fi antrenate de ploaie. Durata obișnuitǎ de 20-30 de ani fǎrǎ reparații și renovǎri, a unor materiale de construcție poate fi redusǎ la numai 4-5 ani datoritǎ poluanților atmosferici. Cel mai rǎspândit agent agresiv este dioxidul de sulf, acesta provocând degradarea construcțiilor prin transformare lui în acid sulfuros și sulfuric. Alți agenți agresivi cum ar fi vaporii de apǎ și particulele de praf se infiltreazǎ în ziduri și fisuri, accelerând procesul de distrugere. Valoarea unor construcții se reduce și prin depunerile de poluanți sub formǎ de fum, funingine, praf sau prin modificǎrile de culoare.

Pielea, cauciucul, hârtia și materialele sintetice sunt atacate de poluanți și se întǎresc, se

crapǎ, își pierd elasticitatea, pierd strǎlucirea și maleabilitatea. Hârtia, celuloza, bumbacul, fibrele sintetice sunt foarte ușor atacate de oxidul de sulf. Vopseaua își schimbǎ culoarea și compoziția chimicǎ prin reacția cu gaze ca hidrogenul sulfurat, clorul, oxizii de azot, ozonul și dioxidul de sulf. Prin mecanismele de corodare, dar și prin alte reacții fizico-chimice, se poate reduce și gradul de conductibilitate electricǎ a unor conductori în zonele intens poluate.

Depunerile de materiale pe conductorii și izolatorii electrici, cât și coroziunea acestora, reduc calitǎțile inițiale, mǎrindu-le rezistența electricǎ și favorizând pierderile de electricitate.

Conceptul de dezvoltare durabilă a fost formulat de Comisia Brundtland (1987) în raportul „Viitorul nostru comun”, referindu-se la dezvoltarea unei societăți umane, ca fiind “acea dezvoltare care se axează pe satisfacerea nevoilor actuale fără a compromite nevoile generațiilor

viitoare”, iar atingerea acestor obiective impune un proces de schimbare, adaptând utilizarea

resurselor, distribuirea investițiilor, concentrarea dezvoltării tehnologice și structurile instituționale la acoperirea nevoilor actuale, dar și a celor viitoare.

Consecințele majore ale poluǎrii aerului

Pǎmântul începe sǎ se încǎlzeascǎ, ghețurile veșnice se topesc, nivelul oceanului planetar

crește, stratul de ozon se subțiazǎ, ploile acide sunt din ce în ce mai frecvente. Toate acestea au la bazǎ nu numai fenomene naturale (care se integreazǎ în ciclurile normale ale naturii), dar și

poluarea excesivǎ cu care ne confruntǎm în ultimul timp. O creștere de 5°C a temperaturii pe tot

Pǎmântul poate topi complet calotele arctice, crescând astfel nivelul oceanelor și inundând o mare parte din uscat; unele state insulare pot fi acoperite complet de apǎ. În astfel de condiții de încǎlzire globalǎ, recoltele nu vor mai putea crește normal în unele zone, cǎderile de ploaie nu vor mai putea fi absorbite în timp util, iar plantele și animalele vor migra sau vor avea mari greutǎți de adaptare.

CAPITOLUL II: AUTOMOBILIL

Automobilul a schimbat lumea secolului XX, în special în țările industrializate, modificările s-au produs atât în ceea ce privește modul de deplasare dar și în ceea ce privește peisajul, apariția drumurilor, șoselelor. În momentul de față, automobilul a devenit indispensabil și este un element important al economiilor industriale. Pe lângă oferirea unei mobilități crescute și crearea de locuri de muncă, automobilele produc atât o poluare a aerului cât si o poluare fonică, iar accidentele de automobile se află printre primele cauze ale deceselor în lume. Cu toate aceste aspecte, bune sau rele, adevărul este că automobilul va continua să definească în continuare cultura și economia secolului XXI.

Majoritate automobilelor funcționează pe baza unui motor cu combustie internă (motor

termic) care folosește drept combustibil benzina (motorul cu aprindere prin scânteie) sau motorină (motorul cu aprindere prin comprimare sau motorul diesel), dar există și alte tipuri de combustibili printre care: electricitatea, gazele naturale, energia solară, sau combustibili derivați din methanol (alcool din lemn) și etanol (alcool obținut din cereale), hidrogen.

Motorul cu ardere (combustie) internă. Motorul cu ardere internă este un tip de motor termic, un dispozitiv care produce energie mecanică, utilizând diferența de temperatură dintre o sursă rece și o sursă caldă. Alte tipuri de motoare termice: motorul cu aburi, cu gaz, motorul cu reacție.

Definiție: Se numește motor cu combustie internă orice dispozitiv care produce energie

mecanică direct din energie chimică prin arderea unui combustibil într-o cameră de combustie

care este parte integrantă a motorului.

Există de fapt patru tipuri de bază, de motoare cu ardere internă după cum urmează:

motorul Otto (motor cu aprindere internă în patru timpi),

motorul Diesel,

motorul cu turbină pe gaz și

motorul rotativ.

Motorul Otto este denumit astfel după numele inventatorului sau Nikolaus August Otto, iar motorul Diesel în aceeași manieră după numele Rudolf Diesel. Motorul Diesel este folosit pentru generatoare de energie electrică, de asemenea el este utilizat și la camioane și autobuze precum și în unele automobile. Motorul Otto este motorul folosit pentru majoritatea automobilelor. Modul de funcționare a a unui motor Otto (în patru timpi): motorul Otto standard este un motor în 4 timpi în care pistonul face 4 curse.

Timpul 1: Admisie – pistonul pornește de la capătul superior al cilindrului și în cilindru este aspirat amestecul de aer și benzină deoarece supapa de admisie este deschisă la sfârșitul acestui timp, pistonul ajunge la capătul inferior și supapa de admisie este închisă.

Timpul 2: Compresie adiabatică (fenomen fizico-chimic care se produce fără transfer de

căldură), amestecul se încălzește până cînd pistonul ajunge la capătul superior.

Timpul 3: Ardere și destindere adiabatică; o descărcare electrică a bujiei aprinde amestecul carburant a cărui ardere are loc rapid, ca o explozie. De aici provine și denumirea alternativă de motor cu explozie. Presiunea și temperatura în cilindru cresc brusc și pistonul este împins. Timpul 3 este timpul motor, în care se efectuează lucru mecanic asupra pistonului. La motoarele mari acționează mai multe pistoane și mai mulți cilindri în succesiune rapidă, pentru a produce lucru mecanic mai uniform. La sfârșitul acestui timp se deschide supapa de evacuare.

Timpul 4: Evacuarea gazelor arse în atmosferă începe printr-un proces de răcire, până când gazele ajung la presiunea atmosferică. Pistonul se ridică și gazele sunt evacuate, supapa de evacuare fiind deschisă. La capătul ciclului, supapa de evacuare se închide, supapa de admisie se deschide și începe un nou ciclu.

Randamentul unui motor Otto modern este de 20-25 %, cu alte cuvinte doar acest procent

din energia calorică a combustibilului fiind transformat în energie mecanică utilă. 38% din energie se pierde prin căldură emanată, 36% prin încălzirea apei, 6% prin frecare.

Automobilul a avut un impact enorm asupra felului în care oamenii trăiesc, muncesc și își

desfășoarǎ activitățile zilnice, și milioanele de automobile vândute anual în lume reafirmă rolul lor de simbol al libertății de mișcare și al avuției. Dar toate aceste avantaje aduse de automobile au fost însoțite de: poluare, probleme de trafic, dependența de petrol și preocuparea pentru siguranță. Pentru a rezolva aceste problem, cercetătorii caută soluții inovatoare pentru producerea unor automobile care să emită mai puțini poluanți și să depindă de surse de energie diferite, nepoluante.

Necesitatea găsirii unor alternative viabile combustibililor fosili a apărut atât datorită

poluării cât și faptului că rezervele de petrol sunt limitate și se estimează că până în 2050 acestea se vor epuiza, între timp vom asista, însă, la o creștere a prețului. Cu toate acestea, benzina va fi cu greu înlocuită ca sursă de energie pentru funcționarea automobilelor, deoarece este ușor de transportat și de vândut, costul pe unitate de energie este mic. Într-un rezervor de 38 de litri de benzină este stocată o energie de 2100 KJ.

Toți producătorii de autovehicule încearcă să realizeze modele de automobile care să

utilizeze combustibili alternativi, cum ar fi: motorina, gaze naturale, etanol, metanol, electricitate, etc. Convertorii catalitici convenționali nu pot fi adaptați cu ușurință pentru a ameliora emisiile în cazul motoarelor Diesel, deoarece substanțele care contribuie la formarea smogului nu pot fi eliminate. De aceea, producătorii de autovehicule caută, în prezent, soluții pentru îmbunătățirea acestei probleme. Unul dintre dezavantajele automobilelor care funcționează pe bază de gaze naturale este legat de costurile necesare instalării unor stații specializate de alimentare. În schimb, avantajele folosirii acestui tip de combustibil constau în uzura redusă a motorului și nivelul emisiilor extrem de scăzut.

Vehiculele care funcționează pe bază de etanol, spre deosebire de cele care folosesc

combustibil fosil, elimină în mare parte riscurile epuizării resurselor. Un alt avantaj major al acestui tip de combustibil este acela că, vehiculele convenționale pot fi adaptate cu mare ușurință pentru utilizarea etanolului, necesitând doar unele ajustări minore. Rezultă deci că, eforturile de a realiza un autovehicul al cărui motor să aibă un consum redus de combustibil sunt orientate către o gamă variată de soluții, fiecare cu propriile avantaje și dezavantaje.

Automobilul – ceasornic al lui Leonardo da Vinci. Dacă va veni timpul când aproape toate rezervele de combustibili vor „seca“, automobiliștii ar putea găsi o soluție în opera lui Leonardo da Vinci. Printre invențiile acestui geniu există un desen a ceea ce s-ar putea să fie primul vehicul auto-propulsat, un „automobil-ceasornic“. Căruța de lemn a lui Da Vinci era pusă în mișcare de niște arcuri care se răsuceau în direcție opusă celei de mers. Un sistem rudimentar de frâne era, de asemenea, încorporat. Dacă Leonardo ar fi inventat și prima linie de asamblare în secolul al XV-lea, istoria automobilului ar fi fost complet diferită.

Profesorul Paolo Galluzzi, șeful unei echipe care a construit recent un vehicul conform desenului lui Da Vinci, afirma: „Este o mașina foarte puternică. Dacă dă peste ceva, poate să producă pagube serioase”.

Surse de energie pentru automobile.

Pila de combustie hidrogen–oxigen este alcătuită dintr-un electrod de hidrogen cuplat cu un electrod de oxigen. Hidrogenul este combustibil. Aceste pile formează baterii care se întrebuințează pentru a acționa motoare în automobile cu o rază de acțiune redusă, submarine mici, pentru a lumina faruri sau geamanduri. Pilele de combustie cu hidrogen reprezintă o tehnologie care ar putea avea un impact major, putând înlocui chiar convenționalul motor cu ardere internă. Aceasta este de două ori mai eficientă decât tehnologia convențională în ceea ce privește transformarea combustibilului în energie mecanică sau electrică, nu necesită aproape deloc întreținere, este silențioasă și singurii produși de emisie sunt vaporii de apă. De asemenea, motoarele care folosesc pilele de combustie pot produce energie electrică și în timpul staționării energia rezultată putând fi folosită pentru alimentarea locuințelor.

Experții consideră alternativa vehiculelor cu pilă de combustie (Fuel Cell Electric Vehicles – FCEV) ca fiind cea mai bună opțiune pentru automobilele cu adevărat ecologice ale viitorului. Pilele de combustie sunt realizate ca un sandwich ce utilizează straturi de catalizator de platină si polimeri (compus chimic, macromolecular, obținut prin îmbinarea monomerilor – substanțe cu masă moleculară mică și compoziție simplă) electroconductori. Hidrogenul este dirijat în această mixtură și reacția chimică declanșată în prezența oxigenului din aer generează electricitate. Sistemul nu produce emisii și are ca rezultat doar un nivel minim de bioxid de carbon, motiv pentru care producătorii de autovehicule din întreaga lume se află într-o acerbă competiție pentru a perfecționa acest principiu și a realiza o sursă ideală de energie pentru produsele lor. Există două tipuri de FCEV.

Primul este sistemul pe bază de stocare de hidrogen, caz în care un rezervor de stocare a hidrogenului este instalat în vehicul pentru a asigura furnizarea directă a acestuia.

Al doilea tip este cel bazat pe modificarea metanolului. În acest caz, în vehicul este instalat un rezervor de metanol lichid, care este apoi transformat în hidrogen la bordul vehiculului. Deși sistemul de stocare a hidrogenului este atractiv, deoarece nu generează emisii de bioxid de carbon, el prezintă totuși dezavantajul existenței unui spațiu pentru instalarea unui rezervor suficient de mare, precum și a unei rețele de stații de alimentare. Deși sistemul bazat pe modificarea metanolului generează unele emisii de bioxid de carbon pe parcursul transformării metanolului în hidrogen, această variantă nu necesită existența unor rezervoare prea mari. În plus, dacă metanolul va putea fi procurat de la stațiile service ca și benzină, nu va mai fi nevoie de o rețea independentă pentru alimentare. Marii constructori de de automobile au început să investească serios în dezvoltarea unor motorizări alternative, capabile să ofere performanțe similare celor „produse” azi de propulsoarele pe benzină sau Diesel. Una dintre variantele propuse este utilizarea hidrogenului pe post de combustibil pentru motor cu avantaje evidente atât pe planul protecției mediului, cât și cel al eliminării dependenței de o resursă finită (petrolul). Acest tip de motor este unul cu ardere internă, bazându-se tot pe principiul folosit de toți producătorii de automobile în ultimii 100 de ani, însă este modificat pentru a arde hidrogen în combinație cu aerul în locul amestecului de aer și vapori de benzină.

Automobilul electric – vehicul cu motor electric alimentat de un sistem de baterii

reîncărcabile. Mecanismul de funcționare este mai simplu și mai durabil decât cel al autovehiculelor ce folosesc motorul cu ardere internă, în plus aceste vehicule nu folosesc resurse neregenerabile și poluează mai puțin decât cele ce folosesc benzina pe post de combustibil, în plus acestea sunt foarte silențioase.

Automobilele electrice par să fie soluția cea mai promițătoare pentru eliminarea emisiilor de dioxid de carbon. Principala barieră în calea comercializării acestora este însă autonomia redusă de deplasare la o singură încărcare. În ultima vreme, se pare că, noile baterii realizate din nichel hidrogen au ameliorat această autonomie de deplasare (practic, au dublat-o) comparativ cu bateriile pe bază de plumb. Mai mult, noile baterii au și o durată de viață de trei ori mai mare decât cea a bateriilor cu plumb. Pe lângă acest tip de baterii, realizarea unor baterii pe bază de litiu, cu o capacitate de stocare de 1,5 ori mai mare decât cea a bateriilor de nichel hidrogen se pare că, va face posibilă comercializarea acestor vehicule într-un orizont de timp nu foarte îndepărtat. Automobilele electrice realizează o reducere de circa 90% a emisiilor de noxe, comparativ cu vehiculele cu motor diesel, în timp ce emisiile de dioxid de carbon sunt reduse aproape la jumătate.

Firma Honda a realizat un vehicul electric spre sfârșitul secolului trecut. Totuși, aceste

vehicule care funcționează integral pe bază electrică sunt de trei până la zece ori mai costisitoare

decât cele convenționale. Alte probleme rămase încă de rezolvat sunt cele legate de autonomia

redusă de deplasare între două încărcări și performanțele slabe în materie de accelerație. Acest tip de vehicul reprezintă o cale mai eficientă de transformare a combustibililor fosili (petrol, gaze naturale, cărbune) în energie necesară punerii în mișcare a automobilelor. Combustibilii fosili sunt arși în centrale electrice care produc electricitatea necesară reîncărcării bateriilor, astfel eliberarea în aer de substanțe poluante poate fi mai ușor controlată decât în cazul evacuării acestora prin țevile de eșapament ale milioanelor de autoturisme ce folosesc drept combustibil benzina. Automobilele electrice din ziua de azi sunt mai eficiente decât cele cu motor cu ardere internă ce folosesc benzină, fiind considerate o modalitate mai ușoară și eficientă de a utiliza sursele de energie existente – orice sursă de energie poate fi convertită în electricitate. În plus, pentru utilizarea acestora, nu este necesară o nouă tehnologie pentru livrarea combustibilului – electricitatea este distribuită în aproape toate locuințele și locurile de muncă. Singurul sistem care necesită o îmbunătățire este cel de reîncărcare a bateriilor. Marii constructori de autoturisme încearcă crearea unui sistem standard pentru reîncarcarea bateriilor. Automobilele electrice pot fi obținute prin transformarea celor ce folosesc motoare cu ardere internă.

Vehiculele solare reprezintă o variantă de perspectivă a vehiculelor electrice. Acestea sunt vehicule electrice, în general foarte ușoare, care își reâncarcă bateriile prin intermediul energiei electrice produse de o suprafață de celule voltaice. Performanțele vehiculelor solare de curse sunt remarcabile, ajungând la 86 de km/oră în 1996, fapt ce a dus la transferarea rezultatelor asupra unor autoturisme de oraș, de dimensiuni reduse. Vehiculele solare reprezintă un mijloc de transport individual care păstrează avantajele automobilului electric reducând aspectele negative ale utilizării acestuia. În plus, apare problema costului mare al energiei electrice produse de bateriile fotovoltaice și de suprafață mare necesară pentru a asigura energia necesară. Prima problemă este legată de răspândirea tehnologiilor voltaice, reprezentând prețul pe care trebuie să-l plătim ori de câte ori se introduce o sursă de energie regenerabilă. A doua problemă poate fi depășită printr-un compromis între numărul mașinilor solare și gradul de îmbunătățire a calității mediului pe care vrem să-l atingem. Din punct de vedere al emisiilor poluante, în ipoteza înlocuirii parcului de autoturisme convenționale al unui oraș mare cu mașini solare, se asigură o reducere considerabilă a nivelului de poluare a aerului.

Automobile hibride. Pentru mult timp s-a considerat că motorul cu combustie internă este superior oricărui altul, cel electric și cel cu aburi fiind date uitării. Apare însă o nouă tehnologie: un automobil care îmbină cele două tipuri de motoare: motorul electric și motorul cu combustie internă. „Sistemul hibrid” este un termen general pentru un sistem care combină și utilizează două tipuri de surse de energie.

Această combinație este ideală din mai multe puncte de vedere: motoarele electrice pornesc foarte repede, motoarele cu gaz sunt mai eficiente atunci când funcționează la o viteză constantă (produc electricitate), energia electrică poate fi generată în timpul frânării, recuperând energia piedută altfel prin căldură. Deoarece discuțiile despre încălzirea globală apar din ce în ce mai des, iar problema poluării aerului a devenit una foarte serioasă, producătorii auto își orientează producția către crearea unui automobil cât mai puțin poluant. Și dacă în acest moment automobilele electrice sau cele ce folosesc alte surse de energii alternative nu sunt încă eficiente din punct de vedere economic, automobilul hibrid se pare că oferă soluția de compromis.

Cum funcționează aceste automobile? Există în acest moment trenuri care funcționează pe baza acestei tehnologii folosind un motor care arde combustibili fosili (benzină), în combinație cu un sistem electric compus dintr-un motor, un generator și o baterie. În funcție de sistem, motorul pe bază de benzină poate pune singur în mișcare vehiculul, sau poate pune în funcțiune doar sistemul electric care în final e cel care pune trenul în mișcare, acest lucru poate fi realizat doar de sistemul electric sau ambele sisteme pot funcționa împreună în același timp. Un automobil obișnuit poate avea un motor cu o putere de 200 de cai putere. Automobilul va folosi întreaga sa putere foarte rar, doar pentru depășiri rapide sau la urcarea unor dealuri mai abrupte.

În cea mai mare parte a timpului, însă, motorul va funcționa la o putere mai mică. Odată aflat în mișcare continuă va folosi 20-30 de cai putere pentru a se menține în mișcare. De fapt, cei mai mulți șoferi apelează foarte rar sau deloc la întrega capacitate a motorului. Oamenii au nevoie, de fapt, de cei 200 de cai putere din când în când, ceva mai des de 100 de cai putere și cel mai adesea de 30-40 de cai putere.

Poate oare un automobil electric să rezolve această problemă? Automobilul electric este unul silențios și lin și nu produce emisiile generate de motoarele ce funcționează pe bază de benzină, însă după aproape un secol de cercetări nu s-a găsit încă o baterie potrivită care să satisfacă pe deplin cerințele pieței și care să facă profitabilă înlocuirea automobilului cu motor cu combustie internă cu cel electric. Acesta are aceleași neajunsuri ca și acum 100 de ani – parcurgerea unei distanțe limitate până la urmatoarea reâncărcare care poate dura ore. Iar alimentarea unui automobil cu motor cu benzină durează câteva minute.

În câteva cuvinte concluzia ar fi că automobilul electric nu are destulă putere atunci când

este nevoie, iar automobilele convenționale au prea multă atunci când nu este nevoie. Așadar, autovehiculul hibrid rezolvă aceste probleme. Una dintre cele mai cunoscute forme de vehicul hibrid este locomotiva diesel-electrică. Acestea au motoare diesel enorme care pun în funcțiune generatoarele, care la rândul lor furnizează energia necesară motoarelor electrice, care pun în mișcare roțile. Acest tip de locomotivă are o eficiență ridicată în ceea ce privește utilizarea combustibilului. Dar bineânteles, odată pornit trenul, acesta circulă de obicei cu o viteză constantă. Automobilele însă, circula cu viteze diferite în funcție de condițiile de trafic. Pornesc, staționează, sunt folosite în drumeții scurte cu familia sau pentru vacanțe, sunt blocate în trafic – toate acestea creează probleme în legătură cu consumul și emisiile de gaze. Pentru a rezolva aceste două problem, autovehiculele hibride sunt alcătuite dintr-un motor cu benzină relativ mic care pune în mișcare roțile sau generatorul, sau pe amândouă odată. Există, de asemenea, și un motor electric, care pune în mișcare roțile, singur sau împreună cu motorul convențional. Un sistem de baterii alimentează motorul electric și un generator produce curentul electric necesar pentru a reâncărca bateria. Acest mecanism este supravegheat de un sistem electronic, asemenea unui software pentru computer.

În general, sistemele hibride sunt clasificate în cele în serie și în paralel. Sistemele hibride în serie utilizează electromotorul doar pentru a pune în mișcare un generator electric, energia astfel obținută fiind folosită pentru a pune în mișcare motorul care, la rândul său acționează roțile. Sistemul este considerat a fi un hibrid "în serie" pentru că, energia trece printr-o serie de legături succesive. Avantajele sistemului constau în faptul că un motor cu un randament redus poate fi operat eficient într-un mod cvasi-staționar, în timp ce bateriile sunt încărcate corespunzător. În cazul sistemului hibrid paralel, motorul și electromotorul acționează roțile. Forța propulsoare a unuia sau a celuilalt este folosită în funcție de localizare și viteză. Numele sistemului provine din faptul că legăturile forței propulsoare sunt paralele. În cazul acestui sistem, energia motorului poate asigura încărcarea bateriilor în timpul deplasării. Dată fiind actuala infrastructură, problema principală care se pune în cazul motoarelor hibride este aceea a menținerii performanțelor la un nivel comparativ cu cele ale motoarelor cu combustie. Este luată în calcul și menținerea acestei noi orientări a producției și chiar diminuarea costurilor, dacă se va considera că sistemul trebuie promovat. Pe de altă parte, atâta timp cât sistemul include și o componentă electrică (bateriile), dezvoltarea si perfecționarea motoarelor hibride nu mai este exclusiv o preocupare a producătorilor de autovehicule, deoarece ei nu au cum să diminueze, singuri costurile cu bateriile. Progresul în acest domeniu va fi, deci, legat de eliminarea barierelor industriale. Oricare dintre cele două tipuri de automobile au avantajul de a reduce semnificativ emisiile din gazele de eșapament.

Cel mai sofisticat produs de acest tip este până acum Toyota Prius, realizat în 2004. Acest

tip de automobil are un motor cu combustie internă pe bază de benzină care este conectat direct

pentru a pune în mișcare roțile și, de asemenea, în timpul funcționării, alimentează un generator care menține bateria încărcată. Generatorul furnizează energie electrică motorului electric sau bateriei, după cum este necesar.

În timpul staționării motorul cu benzină este oprit. În felul acesta nu se mai irosește

combustibil și se reduc emisiile de gaze poluante. În cazul accelerării la o viteză medie, Prius-ul

folosește motorul electric, alimentat de baterie. Pe măsură ce bateria se descarcă, motorul cu ardere internă reacționează alimentând generatorul electric, care reîncarcă bateria. Motorul cu benzină are două sarcini pe parcursul traseului, punerea în mișcare a roților și alimentarea generatorului iar în cazul unei accelerări bruște, ca în cazul depășirilor sau o demarare mai rapidă, ambele motoare pun în mișcare rotile.

Rezultatul este un vehicul care funcționează pe baza motorului cu ardere internă cu benzină, motor care pune în mișcare atât roțile cât și generatorul care alimentează electromotorul. Iar motorul este atât de mare cât este necesar. Și în plus nu este pornit tot timpul, iar în cazul unei accelerări bruște ambele motoare împart efortul. Motorul la automobilele Prius funcționeză exclusive pe bază de benzină iar în cazul părții electrice a sistemului, acesta nu necesită ore de reâncarcare, deci această problemă este rezolvată.

Așadar, acest tip de automobil rezolvă ambele probleme legate de poluare și de perioadă

lungă de timp necesară reâncărcării bateriei.

Catalizatorii sunt substanțe care activează o reacție chimică accelerând viteza de reacție

fără ca ea însăși să sufere modificări. Catalizatorii sunt de două tipuri: omogeni și eterogeni.

Catalizatorii eterogeni: atunci când reactanții și catalizatorii se află în faze diferite, aceștia au capacitatea de a absorbi pe suprafața lor, molecule ale unor gaze sau lichide. Un asemenea tip de catalizator este cel folosit pentru a cataliza reacția monoxidului de carbon cu oxigenul pentru a forma dioxidul de carbon. Această reacție este folosită la convertoarele catalitice montate automobilelor pentru a elimina monoxidul de carbon care rezultă din arderea combustibililor fosili și care este eliminat în atmosferă prin gazele de eșapament. Compușii care conțin plumb reduc eficiența catalizatorului; de aceea, un automobil echipat cu un convertor catalitic pentru controlul emisiilor de gaze nocive trebuie să fie alimentat cu benzină fără plumb.

Catalizatorii au o foarte mare importanță în lumea industrială de azi. Cea mai mare parte a industriei și transporturilor se bazează pe arderea de combustibili fosili, ca de exemplu benzina. Pe măsură ce acești combustibili sunt arși, chimicale și particule de materie sunt eliminate în

atmosferă. Există un număr destul de mare de substanțe care contribuie la poluarea aerului, dintre

care mai frecvente sunt cele care conțin carbon, sulf si azot. Aceste substanțe chimice interacționează între ele și împreună cu razele ultraviolete emise de soare produc efecte negative. Smogul, de obicei întâlnit în zonele urbane unde circulă multe automobile, se formează

când oxizii de azot din gazele de eșapament reacționează cu hidrocarburile din aer și rezultă o ceață deasă, amestecată cu fum. Smogul poate afecta destul de mult sănătatea. Când dioxidul de sulf și oxidul de azot (substanțe existente în gazele de evacuare ale automobilelor și pentru care există anumite reglementări privind limitarea lor), sunt trasformate în acid sulfuric, în atmosferă, se întorc pe pământ sub forma precipitațiilor: ploia acidă. Aceasta cauzează probleme serioase la nivel global deoarece foarte puține specii pot supraviețui unui mediu atât de acid. Pentru a reduce cantitatea emisă în atmosferă din aceste substanțe se utilizează unele soluții pasive: convectoare catalitice (unde protecția este dată de catalizatorii platină, paladiu, rhodiu fin, divizați depuși pe un suport ceramic). Acțiunea catalizatorilor de acest gen se bazează pe proprietatea acestora de a reduce substanțial pragul energetic, pentru declanșarea reacțiilor de oxidare și de reducere, și de a accelera viteza de reacție a acestor procese.

Deci, catalizatorii joacă un rol din ce în ce mai mare în acțiunile de protecție a mediului, deoarece prin intermediul lor se pot distruge agenții poluanți cu eficiența reducerii de circa 80-95%. Reacțiile chimice din interiorul convertorului catalitic transformă cea mai mare parte a hidrocarburilor, a monoxidului de carbon și a oxizilor de azot, produse de motor, în vapori de apa și dioxid de carbon (CO2) gaze mai puțin poluante, dar care accelerează efectul de seră.

CAPITOLUL III: POLUAREA AERULUI ȘI SĂNĂTATEA OMULUI

În cursul unui act respirator, prin plǎmânii omului trece o cantitate de 500 cm3 de aer, volum care crește mult în cazul efectuării unui efort fizic, fiind direct proporțional cu acest efort.

În 24 de ore omul respiră în medie circa 15-25 m3 de aer. Comparativ cu consumul de alimente și apă, în timp de 24 ore, omul inhalează în medie 15 kg de aer în timp ce consumul de apă nu depășește de obicei 2,5 litri, iar cel de alimente 1,5 kg. Rezultă din aceste date importanța pentru sănătate a compoziției aerului atmosferic, la care se adaugă și faptul că bariera pulmonară reține numai în mică măsură substanțele pătrunse până la nivelul alveolei, odată cu aerul inspirat.

Din punct de vedere al igienei, aerul influențează sănătatea atât prin compoziția sa chimică, cât și prin proprietățile sale fizice (temperatură, umiditate, curenți de aer, radiații, presiune). Efectele directe sunt reprezentate de modificările care apar în starea de sănătate a populației ca urmare a expunerii la agenți poluanți. Aceste modificări se pot traduce în ordinea gravității prin:

creșterea mortalității,

creșterea morbidității,

apariția unor simptome sau modificării fizio-patologice,

apariția unor modificări fiziologice directe și/sau încărcarea organismului cu agentul sau agenții poluanți.

Efectele de lungă durată sunt caracterizate prin apariția unor fenomene patologice în urma expunerii prelungite la poluanții atmosferici. Aceste efecte pot fi rezultatul acumulării poluanților în organism, în situația poluanților cumulativi (plumb, fier), până când încărcarea atinge pragul toxic. De asemenea modificările patologice pot fi determinate de impactul repetat al agentului nociv asupra anumitor organe sau sisteme. Efectele de lungă durată apar după intervale lungi de timp de expunere care pot fi de ani sau chiar de zeci de ani. Manifestările patologice pot îmbrăca aspecte specific poluanților (intoxicații cronice, alergii, efecte carcinogene, mutagene și teratogene) sau pot fi caracterizate prin apariția unor îmbolnăviri, în care poluanții să reprezinte unul dintre agenții determinanți sau agravanți (boli respiratorii acute și cronice, anemii ).

3.1. Tipuri de poluanți și acțiunea lor

Poluanții iritanți realizează efecte iritative asupra mucoasei oculare și îndeosebi asupra

aparatului respirator. În această grupă intră pulberile netoxice, precum și o sumă de gaze și vapori ca dioxidul de sulf, dioxidul de azot, ozonul și substanțele oxidante, clorul, amoniacul etc.

Poluarea iritantă constituie cea mai răspândită dintre tipurile de poluare, rezultând în primul rând din procesele de ardere a combustibilului, dar și din celelalte surse. Poluanții fibrozanți produc modificări fibroase la nivelul aparatului respirator. Printre cei mai răspândiți sunt dioxidul de siliciu, azbestul și oxizii de fier, la care se adaugă compușii de cobalt, bariu etc. Sunt mult mai agresivi în mediul industrial unde determină îmbolnăviri specifice. Poluarea intensă cu pulberi poate duce la modificări fibroase pulmonare. Poluanții asfixianți sunt cei care împiedică asigurarea cu oxigen a țesuturilor organismului. Dintre poluanții atmosferici cu efect asfixiant cel mai important este oxidul de carbon, care formează cu hemoglobina un compus relativ stabil (carboxihemoglobina) și împiedică astfel oxigenarea sângelui și transportul de oxigen către țesuturi. În funcție de concentrația din aer și timpul de expunere, se realizează o anumită proporție de carboxihemoglobină care poate depăși 60% din hemoglobina totală.

Intoxicația acută este relativ rară, apărând practic numai în spații închise în prezența unor surse importante de CO (în încăperi în care sistemele de încălzit funcționează defectuos, garaje, pasaje subterane pentru autovehicule etc.).

Poluanții alergenici din atmosferă sunt cunoscuți de multă vreme. Putem menționa aici cazul poluanților naturali (polen) precum și a prafului din casă, responsabili de un număr foarte mare de alergii respiratorii sau cutanate. Pe lângă acestea se adaugă poluanții proveniți din surse artificiale – în special industriale – care pot emite în atmosferă o sumă de alergeni compleți sau incompleți. Pe primul loc din acest punct de vedere, se găsește industria chimică (industria maselor plastice, industria farmaceutică, fabricile de insecticide etc.). Sunt semnalate și situații cu apariția unor fenomene alergice în masă, un exemplu poate fi cel produs la New Orleans în 1958 în care alergenul a fost identificat în praful provenit de la deșeurile industriale.

Poluanți cancerigeni. Există foarte multe dificultăți în estimarea rolului poluanților atmosferici ca factori generatori ai cancerului. Totuși, creșterea frecvenței cancerului îndeosebi în mediul urban, a impus luarea în considerare și a poluanților atmosferici ca agenți cauzali posibili, cu atât mai mult cu cât în zonele poluate au fost identificate în aer substanțe cancerigene. Putem clasifica substanțele carcinogene prezente în aer în substanțe organice și substanțe anorganice.

Dintre poluanții organic cancerigeni din aer, cei mai răspândiți sunt hidrocarburile policiclice aromatice ca benzopiren, benzontracen, benzofluoranten etc. Cel mai răspândit este benzopirenul, provenind din procese de combustie. Substanța cancerigenă este cunoscută de multă vreme, iar prezența în aer indică un risc crescut de cancer pulmonar. Efecte cancerigene se atribuie și insecticidelor organoclorurate precum și unor monomeri folosiți la fabricarea maselor plastice.

Dintre poluanții cancerigeni anorganici menționăm azbestul, arsenul, cromul, cobaltul, beriliul, nichelul și seleniul.

3.2. Efectele poluǎrii aerului asupra omului

Principalele efecte asupra sănătății umane cauzate de agenți de poluare ai aerului, par a fi răni ale țesuturilor delicate, realizate de obicei prin deteriorarea membranelor celulare. Acest lucru determină un răspuns inflamator, o serie complexă de interacțiuni între celulele deteriorate, țesutul înconjurator și sistemul imunitar. Unul dintre primele simptome ale inflamării este scurgerea de fluid (plasmă) din vasele de sânge. Expunerea țesuturilor respiratorii la iritanți severi poate duce la formarea unui edem (acumularea de fluid) în plămâni, încât unul dintre ei se înneacă efectiv.

Bronșita este o inflamare persistentă a bronhiilor și bronhiolelor (căi mici și mari de trecere a aerului prin plămân) ce cauzează o tuse dureroasă, o mare producție de salivă (mucus și celule moarte) și spasme musculare involuntare care contractă căile respiratorii. Bronșita acută poate obstrucționa căile respiratorii atât de tare încât se poate ajunge la deces. Fumatul este fară îndoială cea mai mare cauză a bronșitei cronice în majoritatea țărilor. Smogul persistent și aerosolii acizi pot de asemenea să cauzeze această boală. Bronșita severă poate conduce la emfizem, o boală pulmonară obstructivă și ireversibilă ce constă în contractarea permanentă a căilor respiratorii și deteriorarea sau chiar distrugerea alveolelor. Aerul închis în căile blocate, ce stagnează, umflă sacii mici de aer din plămâni (alveolele), blocând circulația aerului. Atunci când celulele mor din cauza lipsei de oxigen și nutrienți, pereții alveolelor cedează, creând spații goale mari, incapabile să realizeze schimbul de gaze. Pereții îngroșați ai bronhiolelor își pierd elasticitatea, îngreunând respirația. Victimele emfizemului realizează un sunet șuierat caracteristic, atunci când respiră. De multe ori au nevoie de oxigen suplimentar pentru a compensa capacitatea respiratorie redusă.

Presiunea cardio-vasculară este o complicație frecventă în cazul bolilor pulmonare obstructive din cauza lipsei de oxigen din sânge. Aproximativ de două ori mai mulți oameni mor de insuficiență cardiacă decât cei care mor de cancer de plămîni. Iritanții din aer sunt atât de răspândiți încât jumătate din numărul plămânilor examinați la autopsie în Statele Unite, aveau un oarecare grad de deteriorare alveolară.

Oficiul de Evaluare al Tehnologiei estimează că 250.000 de oameni suferă de bronșită și emfizem, cauzate de poluare, și în jur de 50.000 de morți în plus în fiecare an sunt atribuite complicațiilor acestor boli, care sunt probabil pe locul doi, după atacurile de cord.

Astma este o boală supărătoare caracterizată de insuficiențe respiratorii ce nu pot fi prevăzute, cauzate de episoade bruște de spasme musculare în pereții bronhiali. Aceste atacuri sunt declanșate deseori de inhalarea alergenilor, cum ar fi praful, polenul, părul de animale sau gazele corozive. În anumite cazuri, în aparență nu există nici un factor extern cauzator, astfel eliberarea internă de agenți declanșatori este suspectată. Nu se cunoaște dacă astma este genetică, datorată mediului sau o combinație a celor două.

Degenerescența fibroasă este numele dat acumulării de țesut cicatrizat în plămân. Printre

materialele care cauzează această boală se numără: siliciul sau praful de cărbune, azbestul, fibra de sticlă, beriliul și aluminiul, vaporii de metal, scamele de bumbac și chimicalele iritante. Fiecare din aceste boli are un nume individual (silicoză, boală pulmonară cauzată de beriliu), dar de fapt sunt foarte asemănătoare ca dezvoltare și efecte. Celulele răspund la iritanți și materiale străine din plămâni prin închiderea zonelor afectate cu țesut cicatrizat (produs fie de celule interstițiale din pereții căilor respiratorii, fie de „căptușeala” epitelială). În timp ce plămânul se umple cu țesut fibrotic, respirația este blocată și persoana se sufocă treptat. În unele cazuri creșterea celulară determinată de prezența materialelor străine din plămân poate cauza formarea unor tumori. Cancerul de plămân este deseori mortal.

CAPTOLUL IV: INFLUENȚA TRAFICULUI RUTIER ASUPRA MICROFLOREI AERULUI

Microflora aerului este de origine umană, animală și terestră. Oamenii și animalele elimină microorganisme atât pe cale respiratorie, cât și prin secreții și dejecții, care, în urma uscării, devin sursă de praf care, în majoritate, conțin germeni.

Gradul de contaminare microbiană a aerului și suprafețelor reflectă un risc potențial de îmbolnăvire, care crește proporțional cu densitatea bacteriilor și cu prezența speciilor potențial patogene. Contaminarea aerului este în strânsă legătură cu gradul de contaminare a obiectelor și suprafețelor, acestea fiind frecvent contaminate cu flora microbiană din aer. De pe suprafețe, odată cu ridicarea prafului, ajung în aer numeroase microorganisme. În aer există două tipuri de floră microbiană:

Psihrofilă: se dezvoltă la o temperatură cuprinsă între 15 și 22ºC. Ea provine din sol, apă, de pe vegetații.

Mezofilă: are un nivel optim de dezvoltare între 35 și 40ºC. Este de proveniență umană sau animală putând fi eliminată atât de omul bolnav (în perioada prodromală, de incubație, de stare, convalescență), cât și de omul aparent sănătos (purtătorul de germeni). Ea se găsește în nazofaringe, urină, materii fecale, pe tegumente, dar și pe suprafețele și obiectele înconjurătoare.

Din punct de vedere al patogenității, flora microbiană mezofilă poate fi saprofită, condiționat patogenă.
Afecțiuni care se transmit pe calea aerului. Cele mai frecvente afecțiuni care se transmit pe calea aerului sunt bolile infecto-contagioase ale copilăriei: rujeola, rubeola, varicela, parotidita epidemică, tusea convulsivă. Pe aceeași cale se transmit și gripa, difteria, tuberculoza.

În mod frecvent, aceste afecțiuni întâlnesc condiții favorabile de răspândire în încăperi închise și aglomerate (colectivități de copii – creșe, grădinițe, școli, cămine de bătrâni, săli de așteptare, săli de spectacole, mijloace de trasport în comun, unități medico-sanitare cu număr crescut de germeni și persoane receptive – secții de pediatrie, nou-născuți, prematuri, ATI, maternități, chirurgie, urologie, stomatologie, boli infecțioase, laboratoare de microbiologie etc.).
Poarta de intrare este nazofaringele sau conjunctiva oculară. Calea de trasmitere este aerul, iar eliminarea se face prin nazofaringe (cel mai frecvent).
Formele de eliminare ale germenilor. Microorganismele care constituie aeromicroflora nu se găsesc sub formă de corpi microbieni izolați, ci în general, sunt înglobate sau aderente la particulele de praf sau vaporii de apă. În aer se găsesc sub trei forme:

Picăturile Flugge eliminate în aer, datorită dimensiunilor mari, ele nu pot fi propagate la o distanță mai mare de 1-2,5 metri. În schimb, au patogenitate și virulență foarte crescute. Ei se elimină prin tuse, expectorație, strănut, vorbit (mai ales când se pronunță consoane).

Nucleii de picătură Wels. În mediul extern, în condiții de umiditate scăzută, picăturile Flugge își pierd învelișul hidric și rămân doar nucleii, care au patogenitate și virulență scăzute, dar datorită dimensiunilor mici pot fi propagați la o distanță de 10-12 metri.

Praful bacterian. Atât picăturile Flugge, cât și nucleii de picătură pot adera pe particulele de pulberi, formând praful bacterian care sedimentează. Prin anumite manevre, praful bacterian este antrenat din nou în aer: la deschiderea și închiderea ușilor, ferestrelor; schimbarea lenjeriei de pat; scuturarea covoarelor; măturatul uscat; ștergerea uscată a prafului. Din punct de vedere al patogenității, praful bacterian are o infecțiozitate scăzută.

Importanța igienico-sanitară. Determinarea florei microbiene din aer se efectuează periodic în spitale, instituții de copii, laboratoare de bacteriologie, unități alimentare, fabrici de medicamente, în scopul stabilirii potențialului aerului de transmitere a infecțiilor sau pentru aprecierea condițiilor sanitare dintr-o încăpere.
Indicatori sanitari bacteriologici. Numărul total de germeni mezofili aerobi (N.T.G.M.A.). Aceștia se dezvoltă la 37°C și dau indicații generale asupra condițiilor de igienă. Prezintă dezavantajul că temperatura de 37°C permite dezvoltarea, pe lângă germenii mezofili și a celor psihrofili, într-o proporție însemnată.

4.1. Diminuarea poluării dată de automobile

Pentru a rezolva aceste probleme, orașele, statele și guvernul federale, emit legi pentru protecția calității aerului și au fost adoptate mai multe legi care limitează poluarea care poate fi produsă de mașini. Pentru a ține pasul cu aceste legi, producătorii de mașini au realizat multe îmbunătățiri ale motoarelor și sistemelor de alimentare ale mașinilor. Pentru a reduce și mai mult emisiile, aceștia au dezvoltat un dispozitiv interesant numit convertizor catalitic, care tratează gazele de eșapament înainte ca acestea să fie evacuate și elimină o parte importantă a poluanților.

Convertizorii catalitici sunt dispozitive surprinzător de simple, de aceea este incredibil să descoperiți ce impact major au aceștia!
Poluanți produși de motorul unei mașini. Pentru a reduce emisiile de poluanți, motoarele moderne controlează cu precizie cantitatea de carburant pe care o consumă. Acestea încearcă să mențină raportul aer-carburant foarte aproape de punctul stoichiometric, care reprezintă raportul ideal calculat pentru aer și carburant. Teoretic, la acest raport, tot carburantul ar fi ars utilizând tot oxigenul din aer. Pentru benzină, raportul stoichiometric este de aproximativ 14,7:1, adică pentru fiecare livră de benzină vor fi arse 14,7 livre de aer. Amestecul carburant variază în realitate de la raportul ideal destul de mult în timpul funcționării motorului. În unele cazuri amestecul poate fi sărac (un raport aer-carburant mai mare de 14,7) iar în alte cazuri amestecul poate fi bogat (un raport aer-carburant mai mic de 14,7). Principalele emisii ale unui motor de mașină sunt:

Azot (N2) – Aerul este format din 78 la sută azot și cea mai mare parte din acesta trece neschimbat prin motorul mașinii.

Dioxid de carbon (CO2) – Acesta este unul dintre produsele combustiei. Carbonul din carburant se leagă cu oxigenul din aer.

Vapori de apă (H2O) – Aceștia sunt un alt produs al combustiei. Hidrogenul din carburant se leagă cu oxigenul din aer. Aceste emisii sunt în general nedăunătoare (deși se crede că emisiile de dioxid de carbon contribuie la încălzirea globală). Dar, deoarece procesul de combustie nu este niciodată perfect, în motoarele mașinilor sunt produse de asemenea cantități mai mici de emisii, mai dăunătoare.

Monoxid de carbon (CO) – un gaz toxic incolor și inodor.

Hidrocarburi sau compuși organici volatili (COV) – produși în principal datorită carburantului nears care se evaporă. Lumina soarelui desface acești compuși formând oxidanți, care reacționează cu oxizii azotului și crează ozon (O3) la nivelul solului, unul dintre componentele principale ale smogului.

Oxizi de azot (NO și NO2, denumiți împreună NOx) – contribuie la formarea smogului și a ploii acide, și produc de asemenea iritații ale membranelor mucoase umane.

Cum reduc convertizorii catalitici poluarea. Majoritatea mașinilor moderne sunt echipate cu convertizori catalitici cu trei acțiuni. "Trei acțiuni" se referă la cele trei emisii reglementate la a căror reducere ajută catalizatorul – moleculele de monoxid de carbon, COV și NOX. Convertizorul utilizează două tipuri diferite de catalizatori, un catalizator de reducere și un catalizator de oxidare. Ambele tipuri constau dintr-o structură ceramică acoperită cu un catalizator metalic, în general platină, rodiu și/sau paladiu. Idee este de a crea o structură care expune o suprafață maximă de catalizator la fluxul de eșapament, minimizând în același timp cantitatea de catalizator necesară (catalizatorii sunt foarte scumpi).

Un convertizor catalitic cu trei acțiuni: Observați cei doi catalizatori separați

Există două tipuri principale de structuri utilizate în convertizorii catalitici – fagure și bile ceramice. Majoritatea mașinilor din prezent utilizează structura-fagure.

Fagure-ceramic catalizator

Catalizatorul de reducere. Catalizatorul de reducere este prima treaptă a convertizorului catalitic. Aceasta utilizează platină și rodiu pentru a ajuta la reducerea emisiilor de NOx. Când o moleculă de NO sau NO2 ia contact cu catalizatorul, catalizatorul desface atomul de azot din moleculă și îl reține, eliberând oxigenul sub formă de O2. Atomii de azot se leagă cu alți atomi de azot fixați pe catalizator formând N2. De exemplu:

2NO => N2 + O2 or 2NO2 => N2 + 2O2

Catalizatorul de oxidare. Catalizatorul de oxidare este a doua treaptă a convertizorului catalitic. Acesta reduce hidrocarburile nearse și monoxidul de carbon prin arderea (oxidarea) acestora asupra unui catalizator din platină și paladiu. Catalizatorul ajută reacția dintre CO și hidrocarburi și oxigenul rămas în gazul de eșapament. De exemplu:

2CO + O2 => 2CO2

Sistemul de control. A treia treaptă este un sistem de control care monitorizează fluxul de eșapament și utilizează aceste informații pentru controlul sistemului de injecție a carburantului. Există un senzor de oxigen montat înaintea convertizorului catalitic, adică mai aproape de motor decât convertizorul. Acest senzor comunică computerului motorului cât oxigen există în gazul de eșapament. Computerul motorului poate mări sau micșora cantitatea de oxigen din gazul de eșapament modificând raportul aer-carburant. Acest sistem de control permite computerului motorului să asigure funcționarea motorului în apropierea punctului stoichiometric și de asemenea permite să se asigure existența a suficient oxigent în gazul de eșapament pentru ca, convertizorul catalitic să poată arde hidrocarburile nearse și CO.

Alte metode de reducere a poluării. Convertizorul catalitic reduce mult poluarea, dar această reducere poate fi îmbunătățită substanțial. Unul dintre cele mai mari neajunsuri este faptul că acesta funcționează doar la temperaturi destul de mari. Când porniți mașina de la rece, convertizorul catalitic nu acționează aproape deloc pentru reducerea poluanților din gazul de eșapament.

O soluție simplă constă în deplasarea convertizorului catalitic mai aproape de motor. Astfel, gazele de eșapament mai fierbinți ating convertizorul și acesta se încălzește mai rapid, dar această soluție poate reduce de asemenea viața convertizorului prin expunerea acestuia la temperaturi extrem de mari. Majoritatea producătorilor de mașini poziționează convertizorul sub scaunele din față ale pasagerilor, destul de departe de motor pentru a menține temperatura la un nivel care să nu îi dăuneze acestuia.

Preîncălzirea convertizorului catalitic este o metodă bună pentru reducerea emisiilor. Cea mai simplă metodă de preîncălzire a convertizorului este de a utiliza încălzitoare cu rezistență electrică. Din păcate, sistemele electrice la 12 volți existente pe majoritatea mașinilor nu oferă destulă energie sau putere pentru a încălzi destul de rapid convertizorul. Majoritatea oamenilor nu ar aștepta câteva minute pentru ca acel convertizor catalitic să se încălzească înainte de a porni mașina. Mașinile hibrid care dispun de pachete mari de baterii de voltaj mare oferă destulă putere pentru a încălzi convertizorul catalitic foarte rapid.

CONCLUZII

Calitatea aerului este unul din domeniile în care Uniunea Europeană a adoptat foarte multe acte legislative, pe care România le-a transpus în legislația națională și pentru care și-a asumat obligația de a le implementa în termen legal. Scopul principal a fost să se dezvolte o strategie completă, unitară prin stabilirea obiectivelor privind calitatea aerului pe termen lung. În anul 1996, Consiliul de Mediu a adoptat Directiva Cadru 96/62/EC privind managementul și estimarea calității aerului, directivă care a introdus noi standarde de calitate pentru poluanții atmosferici respectiv:

• Definirea și stabilirea obiectivelor pentru calitatea aerului în Uniunea Europeană, proiectate pentru a evita, preveni asupra sănătății umane și a mediului ca întreg;

• Estimări comune;

• Obținerea informațiilor adecvate privind calitatea aerului;

Strategia națională privind protecția atmosferei este dezvoltată astfel încât obiectivele privind calitatea aerului, prevăzute de legislația în vigoare, să poată fi atinse în perioada 2007 – 2010. După anul 2010 vor continua eforturile de atingere a obiectivelor acquisului în domeniu.

Implementarea obiectivelor strategice în domeniul protecției atmosferei, cuprinse

în legislația europeană, transpuse în legislația națională, precum și a obligațiilor ce decurg în convențiile și tratatele internaționale la care România este parte implică eforturi precum:

a) evaluarea și gestionarea integrată a calității aerului;

b) implementarea cerințelor de prevenire și control integrat al poluării (IPPC);

c) implementarea cerințelor de limitare de la instalații mari de ardere;

d) implementarea cerințelor de limitare a emisiilor de compuși organic proveniți din utilizarea solvenților în anumite activități și instalații;

e) respectarea prevederilor naționale în domeniul schimbărilor climatice;

Industria de transport reprezintă peste 6% din produsul intern brut (PIB) al Uniunii Europene (UE), peste 6% din forța de muncă, 40% din investițiile Statelor Membre și 30% din consumul de energie din UE. Acest sector a înregistrat o creștere constantă în ultimele două decenii, de 2,3% pe an la transportul de bunuri și 3,1% la cel de pasageri. În același timp,

a crescut presiunea exercitată de sectorul transport asupra mediului și societății. Corelația dintre creșterea traficului rutier și a riscurilor de sănătate nu este imposibil de schimbat. Problema nu poate fi insă rezolvată printr-o singură măsură sau politică, ci este necesară o abordare integrată pentru a reduce efectele negative atât ale emisiilor, cât și ale zgomotului.

Municipalitățile, de exemplu, pot adopta strategii de management în transport care să promoveze alternative la utilizarea autoturismelor – reducerea numărului de autoturisme din trafic, și respective utilizarea mijloacelor de transport în comun, mersul pe bicicletă sau pe jos, vor reduce dramatic poluarea și nivelul de zgomot.

Pe baza principiului „poluatorul plătește”, toți utilizatorii de transport (firmele de transport, conducătorii auto, călătorii) trebuie să fi e responsabili financiar de costurile călătoriilor, inclusiv pentru daunele rezultate din acțiunile lor asupra mediului natural și cel construit, societății și economiei. Taxarea pentru utilizarea infrastructurii, taxele de mediu sau

pentru congestiile de trafic, ar determina reducerea trafi cului și respectiv impactul transporturilor asupra sănătății și mediului; ar fi disponibile astfel și fondurile de investiții în acest sens.

Studiile arată că politicile de transport ce pornesc de la premisele unui impact cât mai redus asupra mediului nu numai că vor imbunătăți calitatea vieții și starea de sănătate a populației ci vor duce și la o rată mai mare de angajare.

Strategii simple pot ajuta în reducerea daunelor cauzate de transport sănătății umane: chiar și implementarea riguroasă a unor limitări de viteză și unor reglementări privind parcarea pot duce în multe orașe la limitarea emisiilor, creșterea siguranței și a utilizării transportului public.

BIBLIOGRAFIE

Dițoiu Valeria, Holban Nina (2005) – Modificări antropice ale mediului

Engelking P. – Pollution

Tratatul de aderare Romania – Uniunea Europeană, Anexa VII – Mediul

Lixandru B. – Ecologie și protecția mediului, Timișoara, Ed. Presa Universală, 1999

Măcărescu B. Igiena și protecția mediului în industrie, Chișinau, Editura Tehnică-Info, 2003

Negrea V., Sandu V. – Combaterea poluării mediului în transporturi rutiere, București, Editura Tehnică, 2000

Popescu M. – Ecologie aplicată, Editura Matrixrom, 2000

Arborele lumii

www.mt.ro (Ministerul Transporturilor)

www.wikipedia.org

BIBLIOGRAFIE

Dițoiu Valeria, Holban Nina (2005) – Modificări antropice ale mediului

Engelking P. – Pollution

Tratatul de aderare Romania – Uniunea Europeană, Anexa VII – Mediul

Lixandru B. – Ecologie și protecția mediului, Timișoara, Ed. Presa Universală, 1999

Măcărescu B. Igiena și protecția mediului în industrie, Chișinau, Editura Tehnică-Info, 2003

Negrea V., Sandu V. – Combaterea poluării mediului în transporturi rutiere, București, Editura Tehnică, 2000

Popescu M. – Ecologie aplicată, Editura Matrixrom, 2000

Arborele lumii

www.mt.ro (Ministerul Transporturilor)

www.wikipedia.org