Atmosfera i contaminació.Capa d’OzòEfecte hivernacleEscalfament global

IMPACTES SOBRE L’ATMOSFERA

¿Què és la contaminació atmosfèrica?

• El concepte de contaminació atmosfèrica fa esment a l’alteració de la atmosfera terrestre susceptible de causar un impacte ambiental per l’adició de gasos o partícules sòlides o líquides suspeses en proporcions diferents a les naturals.

• Els principals mecanismes de contaminació atmosfèrica són els processos industrials que impliquen combustió, tant en industries com en automòbils i calefaccions residencials, que generen diòxid i monòxid de carboni, óxids de nitrogen i sofre , entre altres contaminants.

• Així mateix, algunes industries emeten gasos nocius en els seus processos productius, com clor o hidrocarburs que no han realitzat una combustió completa

Principals factors contaminants de l’aire

Contaminació atmosfèrica

1) Primaris: Quans són afegits directament a l’aire, i poden ser el resultado d’un procés natural o industrial:

• Neó (Ne), heli (He), metà (CH4), kriptó (Kr), hidrogen (H2), monòxid de nitrogen (N2O), xenó (Xe), ozò (O3), diòxid de sofre(SO2), diòxid de nitrogen (NO2), amoníac (NH3) i monòxid de carboni (CO).

• Òxids de nitrogen NO i NO2 + H2O = NH3 “àcid nítric”.• Òxids de sofre principalment el SO3 + H2O = H2SO4 “àcid sulfúric”.

2) Secundaris: Es formen com a products de reaccions on participa un contaminant primari):

• Acetilè• Alquens• Aldehids• CFC• Ozò troposfèric

PM10 (Partícules) Aquests contaminants són partícules considerades inerts però que constituixen el component sòlid del smog. PM10 significa “Particulate Material de 10 µm”

Contaminació atmosfèrica

Refineria/plantes químiquees

Automòbils

Fàbriques

Ozò

COV,

NOx

COV,

NOx

COV,

NOx

Partícules Fines

NOx SOx,

NOx,

Partículas

Camiones, autobuses,locomotoras

SOx, NOx,

PartículesSOx, NOx, CO

Partícules

SOx, NOx,

Partícules

SOx, NOx, Partícules

Smog

COV = Comosts Orgànics Volàtis

NOx= Òxids de Nitrogen

SOX =Òxids de Sofre

Com s’origina la contaminació atmosfèrica ?

Causa del camvi climàtic

Revolució industrial

Augment de GEI en l’atmosfera

Efecte hivernacle

Escalfament Global

Camvi Climàtic

Conseqüències

Capa d’Ozò

Què és l’ozò i on es troba?

• L’ozò és un gas que es troba de manera natural en l’atmosfera.

• Cada molècula d’ ozò està formada per TRES àtoms d’oxigen.

• La seua fòrmula química és O3.

• Té, per tant, un àtom més que una molècula d’oxigen normal: O2.

• El 90 % es troba en l’estratosfera (regió de l’atmosfera entre els 15 km. i els 50 km. D’altura).

O2 + UVB O + O

Com es forma l’ ozò en l’atmosfera?

• Es forma a través dun procés químic múltiple que requereix la presència de llum solar.

• En l’estratosfera, el procés s’inicia amb el trencament d’una molécula d’oxigen (O2) mitjançant la llum ultraviolada procedent del Sol, és un procés natural.

• En la troposfera, l’ozò es forma por reaccions químiques que involucren a gasos hidrocarburs i composts de nitrogen.

O + O2 O3

Ozò de l’estratosfera: producte de l’acció de la radiació UV i les molècules d’oxigen.

O + O3 O2 + O2No totes las molècules de O2 esdevenen ozò. Els àtoms lliures es combinen amb l’ O3.

O3 + UVB O + O2L’ O3.absorbe UVB, i es transforma en molècules i àtoms lliures de O2

Fets importants sobre l’acció dels CFC.

•1972: James Lovelock descriu la presència de CFC, en l’atmosfera, descubreix que les seues quantitats eren gairebé iguals a les produïdes por la indústria. •1974: Mario Molina i Sherwood Rowland demostren que els CFC danyen l’atmosfera.CFCl3 + UV Cl + CFCl3

CFC estables en la troposfera, de 60 a 100 anys; la radiació UVB els descompondria i alliberaria àtoms de clor.

Els àtoms de Cl es poden unir a molècules d’ozò, tot trencant-les. Es produeix monòxid de clor i oxigen.

Cl + O3 ClO + O2

ClO + ClO 2 ClO + O2

Dos molècules de ClO reaccionen i alliberen más clor i un O2. El cloro actua com a catalitzador i no es consumeix.

Es calcula que 1 àtom de Cl en la seua su “vida mitjana” potdestruir 100 000 molèculas de ozò.

Com se classifica l’ozò?

• “L’ozò estratosfèric” absorbeix una part important de la radiació solar ultraviolada. A causa d’aquest efect, hom coneix a l’ozò present a l’estratosfera com “ozò bo“.

• Per altra banda, l’ ozò present als nivells propers a la superfície terrestre “ozò troposfèric” és originat por la presència de substàncias contaminants i es coneix com a “ozò roí” ja que té efectoes nocivous per a humans, animals i plantes.

Què és una unitat Dobson?• La mesura del’ ozò total contingut en una columna vertical s’expressa en

Unidades Dobson. Suposem que comencem en el cim de l’atmosfera a recollir molècules d’ ozò i tor baixant fins a la superfície les confinàrem en un recipient ideal (sense massa) com un cilindre de motor ambel pistó dotat de moviment lliure a una temperatura de zero grauscentígrads i c una pressió exterior de 101325 KPa, l’altura que assoliria el pistó que confina en el seu interior totes les molècules d’ ozò apilades ens dóna la mesura del contingut total de l’ ozò. L’altura o gruixde la capa, expresada en centèsimas de mil·límetre és lo que anomenem Unitats Dobson.

• Així que 100 UD tenen aproximadament 1mm de gruixr.

Disminució de la capa d’ ozò

Dades:

• Forat d’ozò del 17 de Setiembre del 2008.

• Áàrea 27 milions de quilómetresquadrats.

• Ozò mínim 106 Unidats Dobson, el 23 de Setembre del 2008.

Situació del forat en la capa d’ ozò

Tipo de Halocarboni

Activitat antropogènic

a

Producció - Milions de

Kg./any

Potencial d’escalfamen

t global *%

CFC-11Aerosols,

refrigeració i escumas

450 7300 60

CFC-12 350 3500 17

CFC-113Netejade

components electrònics

150 4200 13

CFC-22Refrigeració,

polímers140 1500 3

CH3 C CL3Desengrasants

industrials545 100 2

* Representen els efectes integrats, durant 100 anys d’una unitat de massa del compost, en relació al CO2

Efecte hivernacle

Què és l’efecte hivernacle?• L’efecte hivernacle és un fenomen atmosfèric natural

que permet mantenir la temperatura del planeta, en retenir part de l’energia provenent del Sol.

• L’augment de la concentració de diòxid de carboni (CO2) proveient de l’ús de combustibles fòssils ha provocat la intensificació del fenòmen i el consequent augment de la temperatura global, la fusió dels gels polars i l’augment del nivell dels oceans.

• L’efecte hivernacle parla del camvi en l’estat d’equilibri de temperatura en un planeta a causa de la presència d’una atmosfera gasosa que absorbeix emet radiació infrarroja (calor).

• Els gasos d’efecte hivernacle (el vapor d’aigua, diòxid de carboni i metà) escalfen l’atmosfera per una eficient absorció tèrmica de la radiació infrarroja emesa per la superfície terrestre, l’atmosfera i els núvols.

¿Què causa l’efecte hivernacle?• Energia

• Matèrias Primeres

• Aigua

• Aire

• Espai

• FEm• Rebuig Químcs• Soroll

• Calor• Contaminació

¿Qui descobrí l’efecte hivernacle?

• l’efecte hivernacle fou descobert per Joseph Fourier el 1824; els primers experiments confiables foren realitzats per John Tyndall el 1858 i fou comunicat per primera vegada de manera quantitativa per Svante Arrhenius en 1896.

• El vapor d’aigua, el diòxid de carboni (CO2) i el gas metà formen una capa natural en l’atmósfera terrestre que reté part de l’energia provinent del Sol. L’ús de combustibles fòssils i la deforestació ha provocat l’augment de les concentracions de CO2 i metà, a més d’altres gasos, com l’òxid nitrós, que augmenten l’efecte hivernacle.

Radiació solar reflectidaa 103 W per m2

Radiació solar entrant 343 W per m2

Radiació solar neta entrant 240 W per m2

1. La Terra absorbeix els raigs solars.

2. La Terra torna una part de l’energia solar cap al cielo a a

l’espai.

3. Una capa de gasos i de vapors impideix que ierta quantitat de

radiació torne a l’espai

4. El calor romanent es queda en la Terra i provoca un escalfament.

Concentració de CO2 actualizat el 09.16.08

Nivells històrics de CO2 en l’atmosfera.

Nivells històrics de CO2 en l’atmosfera en els darrers 50

anys.

Escalfament Global

L’escalfament global es un terme utilitzat habitualment en dos sentits:

o És el fenomen observat en les mesures de la temperatura que mostra en promedi un augmento en la temperatura de l’atmosfera terrestre i dels oceans al llarg de les últimes dècades.

o És una teoria que prediu, a partir de projeccions basades en simulacions computacionals, un creixement futur de les temperatures.

¿Què és l’escalfament global?

Existeixen 2 teories de l’escalfament globall :

1) Teoria dels GEI

2) Teoria de la Variació Solar

Teoria de los GEI

La hipòtesi fou postulada extensament per primera vegada a finals del s. XIX per Svante Arrhenius, com a un intent d’explicar les eres glacials.

• Si l’adició de CO2 a l’atmosfera augmenta lleument la temperatura, s’espera que més vapor d’aigua s’evapore des de la superfície dels oceano.

• Les indústries contribueixen amb prop de 22.000 milions de tones de CO2 i altres gasos d¡efecte hivernacle a l’atmosfera terrestre cada any. La concentració atmosfèrica de CO2 s’ha incrementat fins a un 31% per damun dels nivells pre-industrials, des de 1750.

• Aquesta concentració és considerablement més alta que en cualsevol moment dels últims 420.000 anys, del període del cual s’han pogut obtenir dades fiables a partir de nucleos de gel.

• Es creu, a partir d’una evidència geològica menys directa, que els valors de CO2 estigueren a aquest nivell per darrera vegada fa 40 miliones d’anys.

Quines són les fonts de l’escalfament global?

• La principal font de contaminació per l’emissió de CO2 són las plantes de generació d’energia a base de carbó, ja que emeten 2,500 milions de tones per any. La segona causa principal, són els automòbile que emeten gairebé 1,500 milions de tones/any.

¿Quin país és el principal causant de l’escalfament global

• Els Estats Units. Tot i que els seus habitants solament representen el 4% de la població mundial, produeixen el 25% de la contaminació por emissió de CO2 gràcies a la crema de combustibles fòssiles, superant en mayor grau a les emissions de cualsevol altre país com la Xina, la India i el Japó junts.

El mapa de la izquierda muestra los niveles históricos de las mareas obtenidas de 23 mediciones anuales.El mapa de la derecha muestra el nivel promedio del océano desde 1993 obtenido de mediciones satelitales, actualizado mensualmente.

Nivel del mar actualizado por última ves 09.16.08

La il·lustració de l’esquerra mostra les àrees de fusió del gel produïdes per l’efecte hivernacle el 2007.

Masses de gel actualizades el setembre 2008

Temperatura mitjana global actualizada en setembre 2008

La línia de iemps representa la mitjana de temperatura en conjunt de la superficie de l’ aigua i de la terra des de 1850 – 2007.

Mostra el record de temperatura de l’any 2007.

Quines són les principals conseqüències?

l’escalfament global és un fenomen complex i els seus impactes a gran escala són difícies de predir amb certesa. Tanmateix, cada any els científics tenen més informació sobre la forma en què l’escalfament global afecta al planeta i moltes dades concorden en que és probable que algunes conseqüències tindran lloc si continuen les tendèncias actuales. Entre altres:

• La fusió i desaparició de glaceres, la fusió primerenca de la neu i les grans sequeres.

• L’augment en els nivells del mar. • , • Augmentaran les plagues i malalties.

• Transformació dels hàbitats i extinció de moltes espècies