Poluanți majori ai atmosferei

I. GENERALITATI

Atmosferă, cuvânt compus de origine greacă (athmos = aer și spherein = sferă, înveliș sferic), desemnând învelișul de aer al Pământului (a se vedea planeta Pămant). Atmosfera planetei noastre este practic 100 % gazoasă, conținând însă și urme de substanțe solide, prezente în stare fin divizată. Atmosfera de astăzi a Pământului conține azot (sau nitrogen) bimolecular (N2) în proporție de aproape 4/5 (78,2 %), oxigen bimolecular (O2) (20,5 %), argon, Ar, (0,92 %), dioxid de carbon, CO2, (0,03 %), ozon, oxigen trimolecular (O3) și alte gaze, praf, fum, alte particule în suspensie, etc. Compoziția atmosferei s-a schimbat de-a lungul celor aproximativ 2,5 - 2,8 miliarde de ani de când există, de la o atmosferă primitivă (a se vedea atmosfera primitivă a Pământului) la cea actuală, trecând prin mai multe faze intermediare, în decursul cărora atmosfera și-a schimbat nu numai compoziția chimică, dar și alte caracteristici precum ar fi densitate, grosime, transparență, și altele. Atmosfera este numită în vorbirea curentă aer.

Procesele de formare a atmosferei sunt legate de compoziția sa chimică, care la rândul său a influențat procesele climatice. În urmă cu 4,56 miliarde de ani, când a avut loc formarea globului pământesc, hidrogenul (H2) și heliul (He) erau deja prezente. Ulterior, datorită densității scăzute a acestor două gaze, ele nu vor mai putea fi atrase de planetă, disipându-se progresiv în spațiul cosmic.

Datorită procesului de răcire lentă a Terrei, respectiv a activității vulcanice, au fost aduse la suprafață diverse gaze, care rezultaseră din reacțiile chimice ale straturilor interne ale globului. Prin aceste procese a luat naștere o atmosferă cu o compoziție de circa 80 % vapori de apă (H2O), 10 % de dioxid de carbon (CO2) și 5 până la 7 % hidrogen sulfurat. Această combinație de gaze poate fi și astăzi întâlnită în emanațiile și erupțiile vulcanice.

Lipsa precipitațiilor din acea perioadă de formare este explicabilă că în ciuda prezenței apei, inclusiv în stare de vaporii de apă, suprafața fierbinte a Pământului nu permitea condensarea acestora.

Proveniența apei pe pământ este, de fapt, o temă controversată. Prin scăderea temperaturii atmosferei sub punctul de fierbere al apei, aerul saturat, adesea supra-saturat cu vapori de apă, determină condensarea apei sub forma unor ploi de scurtă durată. În această perioadă, s-au format, foarte probabil, mările și oceanele.

Radiația ultravioletă intensă a determinat o descompunere fotochimică a moleculelor de apă, metan și amoniac, prin acest proces acumulându-se dioxid de carbon și azot. Gazele mai ușoare, precum hidrogenul și heliul au urcat în straturile superioare ale atmosferei, ulterior disipându-se în spațiul cosmic pe când gazele mai grele, aidoma dioxidului de carbon, s-au dizolvat în mare parte în apa oceanelor. Azotul inert din punct de vedere chimic, în condițiile existente atunci, a rămas neschimbat în atmosferă, fiind încă înainte cu circa 3,4 miliarde de ani partea componentă cea mai importantă a atmosferei.

Oxigenul O2 care joacă un rol esențial în evoluția și existența vieții pe pământ, a apărut sub formă liberă, gazoasă, acum circa 3,5 miliarde de ani, fiind eliberat datorită activității de fotosinteză a bacteriilor care descompuseseră produsele ce conțineau grupe cianhidrice.

Oxigenul format s-a dizolvat în mare parte în apa oceanelor oxidând metalele feroase. În urmă cu circa 350 milioane de ani, o parte din oxigen a format prin ionizare în straturile superioare a atmosferei ozonul, combinație alotropică a oxigenului, ce protejează pământul de razele ultraviolete. Se consideră că, începând cu acea perioadă și pănâ astăzi, compoziția aerului atmosferic rămâne relativ stabilă.

Părți componente:

Atmosfera terestră are o masă de ca. 4,9 • 1018 kg și este alcătuită in funcție de temperatură din mai multe straturi, partea superioară a fiecărui strat terminându-se cu o zonă de așa-numită „pauză” :

• Troposfera între 0 km deasupra munților înalți și 7 km în zona polara și 17 km la tropice (inclusiv tropopauza). Ea are o grosime medie de ≈11 km (1/600 din raza de 6371 km a Pământului). Dacă se închipuie un Pământ cu diametrul de 1 m, atunci troposfera ar avea o grosime de numai 0,863 mm. Troposfera constituie 3/4 din masa totală a atmosferei.

• Stratosfera între 7 - 17 până la 50 km (inclusiv stratopauza)

• Mezosfera între 50 și 80 km (inclusiv mezopauza)

• Termosfera numită și „ionosferă” între 80 și 640 km; denumirea de „termo-” este legată de creșterea relativ bruscă a temperaturii cu altitudinea, iar cea de „iono-” de fenomenul de ionizare a atomilor de oxigen și azot existenți, care astfel devin buni conducători de electricitate și au influență asupra transmisiilor radio.

• Exosfera între 500 și 1000 km până la ca. 100.000 km cu o trecere la spațiul interplanetar

Troposfera stratul inferior al atmosferei aici au loc fenomenele metereologice.

II. SURSE MAJORE DE POLUARE A ATMOSFEREI

Sursele de poluare a aerului pot fi clasificate in surse naturale si surse artificiale.

- Surse natuarale sunt:

• Solul, care sub influenta diferentelor de temperatura, a ploilor si a curentilor de aer, sufera fenomene de eroziune si macinare cu eliberarea de particule foarte fine

• plantele si animalele, care pot elimina in aer diverse elemente ca polen, par, pene, fulgi

• gazele si vaporii naturali, eliminati din sol direct in aerul atmosferic si care se gasesc in anumite zone caracteristice din punct de vedere geologic

• eruptiile vulcanice, care arunca in aer, in anumite momente, mari cantitati de gaze, vapori de apa si particule solide.