Protecția calității aerului

În antichitate, aerul era considerat o substanta pura. Primele indicatii asupra complexitatii compozitiei aerului se gasesc în lucrarile alchimistilor chinezi. Dintre acestea Mao-Hoa (secolul VII) da chiar metode de obtinere a oxigenului (IN) si dezvolta notiunea de ardere, foarte asemanatoare în esenta cu conceptiile moderne. În Europa, primul care s-a pronuntat asupra compozitiei aerului a fost Leonardo da Vinci, la sfârsitul secolului XV; confirmarile experimentale dateaza din secolul XVIII.

Aerul pe care-l inspiram este parte din atmosfera, amestecul de gaze ce acopera globul pamântesc. Acest amestec de gaze asigura viata pe pamânt si ne protejeaza de razele daunatoare ale solului.

Pamântul este înconjurat de un strat de gaze, numit atmosfera. Acesta este aerul pe care-l inspiram si care ne apara de efectul daunator al razelor solare.

I.1. Ce este atmosfera?

Atmosfera este formata dintr-un amestec de circa 10 gaze diferite, în mare parte din azot (78%) si oxigen (21%). Acel 1% ramas este format din argon, dioxid de carbon, heliu si neon. Toate acestea sunt gaze neutre, adica nu intra în reactie cu alte substante. Mai exista urme de dioxid de sulf, amoniac, monoxid de carbon si ozon, precum si vapori de apa. Contine si poluanti, cum ar fi gaze nocive, fum, sare, praf si cenusa vulcanica.

I.2. Cum s-a format atmosfera terestra?

Poate pare ciudat, dar la început, în atmosfera timpurie, nu a existat oxigen. Gazele care au rabufnit din adâncul fierbinte al planetei care abia se formase au fost: CO2, N2, CH4, H2O, CO, vapori. Cu timpul, planeta racindu-se, vaporii de apa au condensat formând lacurile si oceanele. Apoi, au aparut aminoacizii si proteinele si mai târziu bacteriile, a caror existenta, prin interventia lor în ciclul natural al azotului, a fost decisiva pentru aparitia si evolutia plantelor primitive. Dezvoltarea lumii vegetale a avut ca urmare schimbarea compozitiei chimice a atmosferei: în urma procesului de fotosinteza a început sa se formeze oxigenul, permitând evolutia organismelor marine si, odata cu formarea stratului protector de ozon, aparitia animalelor terestre.

I.3. COMPOZITIA ATMOSFEREI SI ROLUL EI ECOLOGIC

Prin compozitia sa, atmosfera directioneaza existenta vietii pe Terra. Ea este formata dintr-un amestec fizic de gaze simple, gaze rare, substante gazoase compuse si corpuri straine. Aceste componente au un rol ecologic determinant, care actioneaza constant pozitiv sau negativ asupra biocenozelor. În compozitia sa gazele simple sunt reprezentate de azot 78%, oxigen 20,95% ,iar proportia 1,05%este formata din gaze rare (argon, hidrogen, krypton, xenon, neon, heliu, radon-gaz radioactiv etc.) si substante gazoase compuse (dioxid de carbon, metan, amoniac), vapori de apa si corpuri straine. Aceasta compozitie este specifica zonei inferioare a atmosferei. Pe verticala compozitia se schimba. Dintre toate componentele atmosferei, azotul si oxigenul sunt singurele elemente gazoase care exista pe tot intervalul acesteia. În partea inferioara se gasesc în stare moleculara, iar în cea superioara în stare atomica.

AZOTUL este gazul cel mai raspândit al carui rol ecologic în natura consta în neutralizarea puterii de oxidare a oxigenului.

OXIGENUL determina în mare masura însusirile fizice si chimice ale aerului, însusiri ce fac din atmosfera un adevarat scut la adapostul caruia se desfasoara viata pe Pamânt. El este prezent în viata organismelor vii (plante, animale, bacterii aerobe), participa în toate procesele arderii si descompunerii substantelor organice, este prezent sub forma de combinatie chimica în alcatuirea dioxidului de carbon si a altor substante aflate în aer. În paturile înalte ale atmosferei, oxigenul se gaseste sub forma de ozon.

OZONUL reprezinta starea alotropica a oxigenului. Se formeaza în straturile superioare ale atmosferei prin disocierea moleculelor de oxigen sub actiunea razelor ultraviolete ale Soarelui. În partile inferioare ale atmosferei se formeaza în urma descarcarilor electrice si prin oxidarea unor substante organice, în principal unele alge marine si rasina coniferelor. Aceasta explica prezenta aerului ozonificat în atmosfera padurilor de conifere (brad, molin, pin) sau pe malul marii. În stratosfera stratul de ozon este cuprins între 20-40 km. Concentratia de ozon în atmosfera Pamântului s-a evoluat la 1X10-6 procente volumetrice. La sol, concentratia lui este extrem de scazuta. Rolul sau ecologic este de mare importanta, servind drept scut si calorifer. El retine în paturile superioare ale atmosferei o mare parte din razele ultraviolete periculoase pentru organismele vii: plante, animale si bacterii si reflecta radiatiile cosmice. În ecosistemele Terrei, gratie stratului de ozon, razele ultraviolete nu ajung într-o cantitate mai mare, a caror actiune ucigatoare asupra organismelor vii ar face imposibila viata. Functia de calorifer a ozonului se impune prin însusirea de a fi mai usor încalzit de razele solare si de înmagazinare a caldurii. Variatiile de temperatura din stratosfera se explica prin variatia cantitativa a ozonului între zi si noapte. Ozonul ia nastere numai ziua când asupra oxigenului actioneaza razele ultraviolete, se încalzeste si înmagazineaza caldura. Noaptea, în absenta razelor solare, ozonul se împutineaza, iar temperatura scade. Sub aspect ecologic disparitia stratului de ozon ar face imposibila viata pe Pamânt.

ARGONUL (0,93%), al treilea gaz atmosferic ca proportie, nu are un rol ecologic deosebit.

DIOXIDUL DE CARBON, în stratele inferioare ale atmosferei, se afla în concentratie de 0,03%. În jurul oraselor mari industrializate poate ajunge la 0,05-0,07%. Provine din arderea combustibililor, putrezirea plantelor, animalelor si bacteriilor moarte, eruptiile vulcanilor si respiratia vietuitoarelor. Cantitatea de CO2 variaza pe parcursul unei zile si pe anotimpuri. Este mai redus ziua decât noaptea, mai redus vara decât iarna, mai crescut primavara si toamna decât vara si iarna. În regimul termic al Pamântului, în conditiile de concentratii normale, dioxidul de carbon joaca un rol termoregulator. Slabeste radiatia terestra în timpul noptii. Face posibila mentinerea la suprafata Pamântului a unei temperaturi mai ridicate si cu variatii reduse de la zi la noapte si de la vara la iarna. În lipsa CO2 din atmosfera variatiile ar fi foarte mari. Rolul ecologic prin actiunea sa în regimul termic al Pamântului este benefic pentru biocenoze.