1

P E R S P E C T I V AA M B I E N T A L

Març 1997

SUPLEMENT DE

9L ' o z ó

2

Edició:Associació de Mestres Rosa SensatCòrsega, 271 • Tel. 93-237 07 01Fax: 93-415 36 80 • 08008 Barcelona

Fundació TERRALledó, 11 • 08002 BarcelonaTel/Fax: 93-319 52 80Redacció:Jordi Miralles, Ralf Massanés, a partir dels materi-als de la campanya the Watch Trust for EnvironmentalEducation Ltd i de la revista INTEGRAL n 197.Fotografies:Fundació Terra .Llavors de tabac Bel-W3:Departament de Microbiologia de la Universitat deMassachusetts, Estats Units.Assessorament:Dr. Josep Peñuelas, CREAF.Il·lustracions:Montserrat López, a partir de diverses fonts.Fotòlits:RGB Digital ShopImprès en paper ecològicImpressió:Romanyà-VallsDipòsit Legal: B. 2090-1975

L'olor blavaLa llibertat de l'oxigenL'ozó, el nom de l'olorL'ozó estratosfèricLa pèrdua d'ozóL'ozó troposfèricLa formació de l'ozó troposfèricOzó de ciutat, ozó de campL'olor que malmet la salutL'alarma contra l'ozóBioindicadors en alerta

Sobre la pista de l'ozóIntroduccióCom fer créixer el tabac Bel-W3Com fer el registre de la contaminacióAnàlisi dels resultatsInformació sobre la qualitat de l'aire

Sobre amb llavors de tabac Bel-W3 per fergerminar

Full de registre de dades

Març 1997

P E R S P E C T I V AA M B I E N T A L 8

3

AM

BIEN

TAL

* La Fundació TERRA és una fundació privada que téper objectiu canalitzar i fomentar iniciatives queafavoreixin una responsabilitat més gran de la societaten els temes ambientals.

Fundació TERRA*

L’olor blava La llibertat de l’oxigen

Si hi ha algun element de l’atmosfera es-sencial per a la vida és l’oxigen. I, tanma-teix, aquest gas només representa un 21% dela composició de l’aire que respirem; la ma-jor part és nitrogen (78%). Curiosament,l’oxigen que és font de vida, en estat pur ésmortal per als éssers vius. La proporció d’oxi-gen a l’atmosfera no és fruit d’un caprici dela natura sinó el resultat d’un equilibri entrela vida i el seu ambient.

L’ecòleg James Lovelock aporta proves enla seva teoria Gaia que l’atmosfera és el re-sultat d’un complex equilibri de gasos gràciesa la vida. La relació entre els éssers fotosin-tetitzadors que alliberen oxigen cremant eldiòxid de carboni i l’aigua i els animals quegeneren diòxid de carboni mentre consumei-xen oxigen contribueix a mantenir aquestequilibri gasós que fa habitable el nostre pla-neta. Segons la teoria Gaia en una atmosferaamb una concentració d’oxigen per sota del

A les capes altes de l’atmosfera l’ozóprotegeix la vida dels efectes letals dela radiació ultraviolada. A les capesbaixes de l’atmosfera l’ozó és unproducte contaminant, essencialmentprovinent de l’activitat humana. A dalti a baix, l’ozó té comportamentsdiferents com si es tractés d’unanovel·la en la qual interpreta el paperdel Senyor de la Terra. Aquest ésnomés un apunt biogràfic. La històriareal, la vivim i la respirem cada dia.

4

16% no seria possible encendre un foc, men-tre que per damunt del 25% els boscos espodrien encendre de manera espontània.

Tot sembla apuntar que els éssers vius sónels responsables de mantenir l’equilibri de laconcentració d’oxigen a l’aire. El nitrogenactua com a diluent de la toxicitat de l’oxi-gen i és el responsable de la pressió atmosfè-rica. No és estrany que el procés final de lavida sigui precisament que uns bacteris des-componen els elements nitrogenats per con-vertir-los en gas nitrogen que alliberen a l’ai-re. La lliçó de Gaia és que qualsevol pertor-bació d’aquest equilibri entre els gasos at-mosfèrics pot produir canvis perillosos per a

la supervivència de les espècies. Heus acípotser perquè és tan negativa la contamina-ció atmosfèrica.

L’origen de l’oxigen cal cercar-lo ara famés de 2.000 milions d’anys, quanl’atmosfera de la Terra era bàsicamentd’hidrogen, metà, amoníac, monòxid decarboni i sulfur d’hidrogen. Sembla ser que

l’escassetat de gasos lliures com l’hidrogeni el sulfur d’hidrogen va provocar que un grupd’éssers vius intentessin utilitzar com a fontd’energia l’hidrogen extret de l’aigua.L’aparició de l’oxigen provocaria inicialmentl’oxidació de les roques superficials,especialment de ferro i manganès. Però, demica en mica, es va anar acumulant al’atmosfera. Fa uns 1.600 milions d’anys laconcentració de l’oxigen atmosfèric sesituava al voltant de l’1% i es començà aformar la capa d’ozó. Gràcies a aquest filtrenatural de les radiacions ultraviolades, elsorganismes vius van poder començar apropagar-se per les capes superficials del’aigua i per la terra ferma. L’augmentd’oxigen atmosfèric també va propiciar quealguns organismes comencessin a extreurel’energia vital d’aquest element enl’anomenada respiració, en substitució de lafermentació sense oxigen. La respiracióaeròbica és una combustió de molèculesorgàniques en presència d’oxigen, al contraride la fermentació. Sembla que el fet essencialper a aquest canvi és que energèticament larespiració és més rendible que no pas unafermentació. D’una molècula de glucosa ambla respiració es poden obtenir 36 molèculesamb energia, mentre que amb la fermentaciónomés se’n produeixen dos.

Els nivells actuals de la capa d’ozó escalcula que es van assolir ara fa uns 700milions d’anys quan la concentració d’oxigena l’atmosfera era del 7%. Aquest fet foudefinitiu perquè la vegetació s’instal·lés a laterra ferma fa uns 350 milions d’anys i formésun mantell verd que generaria l’espectacularincrement d’oxigen fins als nivells actuals del21%. De llavors ençà, no es coneix que elsnivells d’oxigen atmosfèric hagin variatgaire; de fet, aquesta constància és essencialper garantir l’obtenció de l’energia vital. Enambients particulars, on l’oxigen no potentrar, és on romanen els microorganismes

Concentració de diòxid de carboni al'atmosfera

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

380

360

340

320

300

Parts per mi l l ió segons vo lum

Mesuraments atmosfèricsactuals

Des de finals dels anys 50 es mesura la concentracióde diòxid de carboni a l’atmosfera. De llavors ençà,no ha parat d’augmentar espectacularment. El diòxidde carboni emès a l’atmosfera afavoreix l’incrementde la temperatura global del planeta.

5

anaeròbics que extreuen la seva energia decompostos reduïts.

Sense oxigen no hi hauria ozó i sense ozóno hi hauria vida tal com la coneixem. Cu-riosament, l’oxigen en estat pur acaba ma-tant de la mateixa manera que ho faria l’ozó.Tanmateix, majoritàriament, l’ozó es troba ales capes altes de l’atmosfera on fa de pro-tector per a la vida, però a les capes baixessegueix sent tòxic. En condicions naturals,la formació d’ozó a les capes baixes del’atmosfera és molt rara, però l’activitathumana incrementa la concentració d’ozóque emmetzina els éssers vius, l’espèciehumana inclosa. Heus ací la importància deconèixer a fons les característiques de l’ozó.

L’ozó, el nom de l’olor

L’ozó és un gas d’olor agradable (el termeozó prové del mot grec «ozein» que signifi-ca fer olor) format per tres àtoms d’oxigen(O

3), és a dir que es tracta d’una molècula

d’oxigen (O2) amb la qual es combina un

àtom d’oxigen. Fou descobert al laboratoril’any 1839 pel químic alemany ChristianFriedrich Schönbein (1799-1868). Però, pos-teriorment, va postular que es trobava pre-sent a l’aire i fins i tot va idear un mètode per

detectar-lo: un paper midonat amb una solu-ció de iodur potàssic. Aquest mètode fou per-feccionat pel químic francès Houzeau en elsanomenats papers ozomètrics. A Viena exis-teixen mesures amb aquest mètode recolli-des entre 1853 i 1920. A finals del segle XIXl’estudi de les propietats de l’ozó va ser ex-tens i va fer que es prediguessin grans apli-cacions en el futur.

L’ozó estratosfèric

Curiosament, la presència de l’ozótroposfèric (de les capes baixes de l’atmos-fera, per sota dels 18 km) fou anterior al seupostulat com a integrant de l’estratosfera(zona de l’atmosfera situada per damunt dels18 km). La capa d’ozó estratosfèrica fou pos-tulada l’any 1913 pels científics francesosCh. Fabry i H. Buisson, assegurant que s’ha-via de formar per damunt dels 40 km i percausa de l’acció de la radiació ultraviolada.L’absorció de la radiació ultraviolada perl’ozó ja havia estat detectada l’any 1878 perW. N. Hartley.

Avui, gràcies als nombroses estudis duts aterme en la dècada dels anys 20 i 30, sabemque l’ozó es produeix contínuament a les ca-pes altes de l’atmosfera entre 12 i 50 km en

1

2

34

5

El cicle de les molècules de CFCa l’estratosfera

1. Quan la molècula de CFC arriba a les capesaltes de l’atmosfera la radiació ultraviolada latrenca alliberant un àtom de clor.2. L’àtom de clor ataca la molècula d’ozóconvertint-la en una molècula d’oxigen i unàtom d’oxigen lliure.3. L’oxigen lliure es combina amb l’àtom declor formant monòxid de clor.4. Altres àtoms d’oxigen lliure ataquen elmonòxid de clor alliberant novament l’àtomde clor i formant-se dues molècules d’oxigen.5. El clor lliure repeteix el procés destruintaltres molècules d’ozó.

6

l’anomenada estratosfera. L’ozó és productede l’efecte de les radiacions ultraviolades so-bre l’oxigen de les capes altes de l’atmosfe-ra. A una alçada d’uns 25 km és on la con-centració d’ozó és màxima, i per això es par-la de la capa d’ozó. Tanmateix, no és una capaen el sentit estricte del terme, sinó més aviatcaldria comparar-ho amb una boira irregularque als pols es troba a menys alçada i al’equador a més alçada. Diuen que si es con-centrés tot l’ozó estratosfèric la capa no se-ria més que una pel·lícula gasosa d’uns 3 mmde gruix i que seria d’un color blavós.

L’ozó és un gas força inestable, però entot cas molt reactiu. L’oxigen monoatòmic(O) necessari per a la formació de l’ozó no-més es manté de forma estable a l’atmosferasuperior per causa de l’elevada energia delsfotons provinents del Sol. En aquesta zona,

la radiació ultraviolada (UV-B, de 280 a 320nm i UV-C, de menys de 280 nm) vessa laseva energia per descompondre l’ozó en tresàtoms d’oxigen. Els àtoms lliures tornen im-mediatament a unir-se i el cicle es perpetuacontínuament. Així, la Terra disposa d’unmecanisme inexhaurible per esmorteir l’ener-gia de la radiació ultraviolada. Una partd’aquesta radiació que travessa la capa d’ozósón els raigs ultraviolats menys energètics,els quals estimulen algunes de les cèl·lulesde la pell com els melanòfors. Però un excésde radiació ultraviolada pot produir crema-des i alterar les cèl·lules donant lloc a càn-cers de pell. (La radiació ultraviolada ques’incrementarà amb la disminució de l’ozóserà l’anomenada UV-B, que és la que té efec-tes sobre els éssers vius. La UV-C és mortalper a la vida tal com la coneixem i l’absor-

Forat de la capa d’ozó

19 km Capa d’ozó

10 km Capa de contaminació

L’activitat humana està provocant canvis importants en el comportament de l’atmosfera. La contaminacióde l’aire fa que aquest es comporti com una trampa que no deixa escapar les emissions de calor i altera lacapa d’ozó. Les conseqüències per a la vida humana són imprevisibles; tanmateix, l’augment de la radiacióultraviolada causarà un increment de càncers de pell, afeccions oculars i trastorns immunitaris.

radiació ultra

violada

Emissions de calor

i de gasos tòxics

7

beix tota l’ozó; caldria una destrucció totalde la capa d’ozó perquè ens arribés aquestaradiació letal. Les regions de la Terra situa-des per damunt dels 1.000 m d’alçada rebenuna intensitat superior de radiació ultraviola-da, entre un 10 i un 20% més que arran demar.) Un estudi de les Nacions Unides calcu-la que la reducció d’un 1% de la capa d’ozópermet un augment del 2% de la radiació ul-traviolada (UV-B), que al seu torn pot incidiren un 5% en l’increment de càncers de pell.

La pèrdua d’ozó

La primera alerta sobre la disminució del’ozó sobre l’Antàrtida va ser llançada l’any1982 pel científic japonès Sigeru Chubachi enmedicions fetes a la base antàrtica de Syowa,que registraven des de 1966 una alarmant dis-minució de l’ozó. Tanmateix, foren científicsdel British Antartic Survey qui l’any 1985conseguiren publicar les medicions fetes des dela base anglesa amb dades acumulades de 1956.Els satèl·lits meteorològics confirmaren aques-tes disminucions i així es va iniciar un extensprograma de recerca en el qual no van mancaresforços com ho proven els vols que es van feramb l’avió espia americà ER-2 sobre el cor del’atmosfera antàrtica l’hivern de 1987.

En l’explicació de les causes es van for-mular moltes teories, entre les quals la mésversemblant, ho justificava com a efecte del’activitat solar. Tanmateix, la raó d’aquestfenomen ja havia estat predita pels cientí-fics de la Universitat de Califòrnia a Irvine(EEUU), Mario J. Molina i F. SherwoodRowland l’any 1974. Aquests dos científics,que van ser finalment reconeguts amb el pre-mi Nobel l’any 1995, havien postulat que elclor procedent dels gasos clorofluoro-carbonats (CFC) reaccionava amb l’ozó ar-rancant-li el tercer àtom d’oxigen per for-mar monòxid de clor i oxigen quan era esti-mulat per radiacions ultraviolades.

A l’Antàrtida aquesta predicció no era pos-sible, ja que a les alçades en què es detecta-va la disminució de l’ozó no hi havia oxigenmonoatòmic per realimentar la reacció i, encanvi, l’increment del monòxid de clor (ClO)era inversament proporcional a la disminu-ció de l’ozó. El 1986 el mateix Mario Moli-na i equip aportaven la solució a l’enigmadesprés d’estudiar que el monòxid de clorsense oxigen monoatòmic i baixa concen-tració de diòxid de nitrogen com es donavaa l’Antàrtida podia reaccionar amb ell ma-teix per formar un dímer de diòxid de clor(Cl

2O

2) que sí que era capaç de destruir l’ozó.

1979 1981 1983 1985

1987 1988 1989 1990

Evolució del forat de la capa

8

En tot cas quedava clar que la disminucióde la concentració estratosfèrica d’ozó eraper causa de l’activitat humana i en concretpels compostos clorats, especialment elsgasos CFC. Un sòl àtom de clor pot destruiruna mitjana de 100.000 molècules d’ozóabans de ser inactiva o retornar, eventual-ment, a nivells més baixos de l’atmosferaon els CFC són inerts. Alguns científics as-seguren que el cicle solar també hi influeix.

Tot i que encara hi ha força debat cientí-fic sobre el tema de l’aprimament de la capad’ozó (parlar de forat no seria prou exacteperquè en realitat no és una desaparició to-tal en un indret determinat sinó una dismi-nució) hi ha acord en què la disminució (desde l’any 1979) de la capa d’ozó a l’hemisfe-ri Nord oscil·la entre un 1,1 i un 3,7%, i al’hemisferi Sud pot atènyer fins el 9% per

efecte del forat d’ozó antàrtic que varia cadaany, però que pot arribar a ser del 50%, tot ique després, a l’hivern, es regenera lleugera-ment. Sobre l’Estat espanyol, en la darrera dè-cada, es calcula que la disminució primave-ral assoleix un 10%.

Cal advertir que la producció de gasos CFC,especialment per ser emprats com a propul-sors d’aerosol (62%), agents per a plàsticsexpandits (18%), dissolvents (12%) i refrige-rants (8%), s’inicià a finals dels anys 40. En-tre 1960 i 1974 es passà d’una producciómundial de menys de 50.000 t anuals a mésde 1 milió de tones. La quantitat de CFC pro-duïda és cinc vegades superior a la suposadacapacitat de l’atmosfera per eliminar-los. Tan-mateix, sembla clar que malgrat que es dis-minueixi dràsticament la producció deCFC, la capa d’ozó s’anirà aprimant. Això ésperquè, lògicament, mentre els aerosols s’alli-beren gairebé després de ser produïts, els CFCcontinguts en els equips de refrigeració i a lesescumes sintètiques tenen un alliberamentretardat i, a més, els CFC necessiten un mí-nim de deu anys per arribar a l’alçada de l’es-tratosfera.

Malauradament, avui sabem que els CFCno són les úniques substàncies responsablesde la destrucció de la capa d’ozó. El metà (pro-duït de forma natural en la descomposició),els òxids de nitrogen (procedents de la com-bustió de derivats fòssils) o el bromur de me-til (un plaguicida agrícola), etc. també des-trueixen l’ozó.

A fi d’aturar els efectes dels CFC, l’any1987 fou signat a Montreal un protocol inter-nacional (Espanya en fou un dels països sig-nataris), l’objectiu del qual era reduir fins aun 50% la seva producció mundial abans del1999. Reunions polítiques posteriors han in-tentat avançar que els CFC siguin eliminats,però sembla que hi ha un relaxament en laseva aplicació. Un substitut àmpliament em-prat són els FC (fluorocarbonats), que no ata-

Les mesures d’ozó troposfèric es fan en partsper bilió (ppb) o en micrograms (mg). Aquestessón dues unitats de mesura totalment diferents,que no poden emprar-se per igual.

ppb: Aquesta mesura prové de l’estàndardanglès, i són una unitat per un determinat volum

1 ppb = 1/1000.000.000 part per bilió

mg: En la majoria de països europeus,l’ozó es mesura per unitats de pes permetre cúbic d’aire. Aquestes unitats depes normalment són els micrograms o1x10-6 grams o 0,000001 g.

La manera de relacionar les dues mesuresés ben sencilla.1 ppb = 2,143 mg/m3

100 ppb = 214,3 mg/m3

Per simplificar-ho una mica més, podemarrodonir aquesta xifre dient que:1 ppb = 2 mg/m3

Taula de conversions

9

quen l’ozó estratosfèric, però incrementensubstancialment l’efecte hivernacle.

L’ozó troposfèric

La presència natural de l’ozó a la tropos-fera seria per causa de la fotòlisi del diòxidde nitrogen (NO

2). Aquest precursor de l’ozó

té el seu origen en les erupcions volcàniquesi en l’activitat biològica en general com aradescomposició, fermentacions, etc. Escalcual que al voltant d’un 23% de l’ozó da-valla de les capes de l’atmosfera arrossegatpels corrents d’aire i per l’energia elèctricaalliberada durant les tempestes. En tot cas,la presència per causa natural de l’ozó a latroposfera es calcula en una mitjana anuald’uns 10 µg/m3 d’aire.

La major part de l’ozó troposfèric és el re-sultat de les reaccions produïdes entre pro-ductes derivats de la combustió d’hidrocar-burs (anomenats gasos precursors) ambl’energia de la llum del sol (radiació solar) il’oxigen. L’ozó troposfèric és un producte de-rivat de la industrialització de lanostra societat, la concentració delqual varia segons les condicions cli-màtiques al llarg de l’any. A comen-çaments de segle el nivell de base del’ozó se situava entre 20 i 40 µg/m3

mentre que actualment oscil·la entre60 i 80 µg/m3.

Un fet important és el temps queduren les condicions favorables pera la formació de l’ozó troposfèric.Perquè es produeixi ozó es necessitaque la llum del sol incideixi unesquantes hores sobre els gasos pre-cursors. Per això, les hores del mig-dia a la primavera i a mitja tarda al’estiu són els moments del dia ambuna producció d’ozó més gran. Ambla caiguda del vespre davalla i no tor-narà a iniciar-se fins l’endemà. La

matinada és el moment de menor concentra-ció. L’elevada inestabilitat de l’ozó fa que, pa-radoxalment, els mateixos gasos precursors si-guin corresponsables de la seva destrucció quanla radiació solar disminueix, a més dels cor-rents d’aire. Per això, els efectes de l’ozó sóntambé més patents quan hi ha calma atmosfè-rica. Les inversions tèrmiques en aquest sentitsón fatals, ja que no només propicien la forma-ció d’ozó, sinó la seva permanència en un de-terminat espai pel màxim de temps.

La formació de l’ozó troposfèric

L’ozó troposfèric apareix com a productede les reaccions químiques entre elshidrocarburs i els òxids de nitrogen sotal’efecte de la radiació solar. Per això, elsproductes que es formen s’anomenenoxidants fotoquímics. En general, sónreaccions complexes i encara mal conegudes.Es veuen afavorides per la forta insolació i persituacions estacionàries d’altes pressions(anticiclons).

Concentracions d’ozó i els seus efectessobre l’home

• 20 ppb = 40 mg/m3. Llindar on es pot olorar.• 50 ppb = 100 mg/m3. Aparició de mal de cap.• 60 ppb = 120 mg/m3. Les persones sensibles presententos i irritacions dels ulls. Els malalts d’asma tenensensació d’asfíxia. Els esportistes tenen una davalladade rendiment.• 80 ppb = 160 mg/m3. Les persones normals tenentrastorns pulmonars.• 100 ppb = 200 mg/m3. Irritació de les mucoses, ulls,pulmons, augment de leucòcits en sang.• 120 ppb = 240 mg/m3. Augment dels casos d’asma.• 150 ppb = 300 mg/m3. Els grups de risc presentendanys irreparables.• 200 ppb = 400 mg/m3. Transtorns de la salutirreparables també en persones sanes.

10

La reacció inicial és deguda a la descom-posició del diòxid de nitrogen (NO

2) amb

l’energia de la radiació ultraviolada, que alli-bera l’oxigen monoatòmic que per reaccióamb l’oxigen molecular de l’aire forma ozó.Si no hi ha hidrocarburs (COV

S) a l’atmos-

fera, el monòxid de nitrogen (NO) torna areaccionar amb l’ozó per formar-se novamentdiòxid de nitrogen.

El problema són els anomenatshidrocarburs, que contenen d’un a quatreàtoms de carboni que reaccionen entre ells iamb altres gasos contaminants com ara elsòxids de nitrogen, formant productescomplexos, entre els quals destaca el nitratde perioxiacetilè (conegut per l’acrònimPAN) i el mateix ozó. Aquest tipus decontaminació s’anomena vulgarment “smogfotoquímic”. La contaminació fotoquímicaés especialment greu al matí per causa delsespectaculars augments de les emissionsproduïdes pels cotxes i les indústries sotal’efecte de la llum solar. Cap al vespreaquestes reaccions s’aturen, fet que produeixun descens en la concentració d’ozótroposfèric. En general, l’smog fotoquímic és

més important a l’estiu que a l’hivern, ja quela radiació solar és més intensa a l’estiu. Tantl’ozó com els PAN produeixen efectes sobreels éssers vius. Es consideren contaminantssecundaris perquè són el resultat de reaccionsentre els gasos típics de la combustió dederivats del petroli.

En resum, la llum del sol afecta els conta-minants primaris, especialment els gasos delnitrogen, i es genera una galàxia química gensbeneficiosa per a la vida. Per això, l’únicamanera d’aturar l’augment de l’ozó tropos-fèric és reduir la contaminació atmosfèrica,especialment a les ciutats.

Ozó de ciutat, ozó de camp

L’ozó troposfèric es produeix al camp i ala ciutat. A les zones rurals és per causa delshidrocarburs biogènics i per la contaminacióprocedent de les ciutats. A les ciutats es deusobretot als gasos emesos pels cotxes i lesindústries. Com a conseqüència, els nivellsd’ozó poden ser igualment elevats al campque a la ciutat. Les condicions ambientalscom ara el relleu, la climatologia, el tipus de

NO NO2PAN

O3

RO2

RHO

O2

NO2

O3

O2OH O2

HO2

HO2

OH

OH

COVs

O

EMISIONSDEPOSICIONS

HNO3

Mecanisme bàsicde formació del’ozó troposfèrici d’altr es agentsoxidants foto-químics.Els precursors del’ozó esprodueixen a leszones urbanes acausa de lacontaminacióprocedent de lescombustions isota l’acció de lallum solar, i esdesplacen cap ales àrees rurals.

11

sòl i de vegetació també determinen el nivellde base d’ozó per cada indret. Per exemple,a les zones litorals, la humitat del mar fa méspatents els efectes de l’ozó sobre les plantes.En canvi, en una zona més àrida es necessi-ten concentracions més grans per observarels mateixos efectes. Finalment, el que de-termina el grau de perillositat de l’exposicióa l’ozó és el temps. I aquest té molt a veuretambé amb les condicions ambientals queanomenàvem abans. Així, en un poble en-clotat, l’ozó hi roman més estona i pot tenirefectes més nocius que en una ciutat indus-trial molt airejada.

L’olor que malmet la salut

Ja hem avançat que els efectes de l’ozósobre els éssers vius varien amb la concen-tració i la quantitat de temps que hi està encontacte. Per això, els anomenats llindars deprotecció s’estableixen en unitat de concen-tració per espai de temps.

Els raigs ultraviolats B causen trastorns atots els éssers vius. En aquests darrers anys,els casos de ceguera entre les ovelles del sudde l’Argentina i Xile han augmentatfatalment. Els pastors utilitzen ulleres de sol,però la còrnia ocular del bestiar quedaexposada als efectes de la radiacióultraviolada. A les nostres latituds, les zonesd’alta muntanya són les més afectades. Escalcula que la radiació ultraviolada rebudaaugmenta darrerament al ritme d’un 1% cadaany.

Tanmateix, els raigs ultraviolats B tambécausen trastorns al metabolisme de les plan-tes superiors i, en particular, sobre lesreaccions fotosintètiques, que fa que es freniel creixement dels vegetals. Alguns equipscientífics aporten proves que en els darrers20 anys la producció d’arròs ha caigut un 4%a causa de l’augment de radiació ultraviolada.Altrament, i com a factor molt preocupant,

s’està veient que l’augment de la radiacióUVB provoca primer trastorns d’orientació iposteriorment la mort al fitoplàncton, cosaque pot reduir substancialment la produccióde peix en les properes dècades. Això, sumata la sobrepesca actual, pot dur a una catàstrofealimentària que afectarà sobretot els païsosdel sud del planeta.

L’ozó troposfèric que respirem està cau-sant trastorns respiratoris i cardíacs a les per-sones, especialment a les persones amb pro-blemes respiratoris. Se sap que destrueix lescèl·lules ciliades dels bronquiols que fan defiltre de la pols i els bacteris de l’aire. Elssímptomes més evidents, com ara la tos i lesirritacions a la faringe, els ulls i, en general,el cansament, el mal de cap s’han observaten concentracions d’ozó superiors als 180 µg/m3. És clar que aquests símptomes tambépoden tenir altres causes i ser l’efecte d’al-tres contaminants. Sigui com sigui, semblaclar que l’ozó es comporta com un indicadordel grau de contaminació general de l’aire.

Els cultius també són sensibles a l’ozóambiental, el qual ataca les membranes foliarspertorbant l’equilibri aigua-sals minerals deles plantes i la fotosíntesi. El seu rendimentdavalla dràsticament. L’enverinament per ozóes tradueix en l’engroguiment precoç de lesfulles i en una disminució en la producció degra en els cereals. En aquest sentit, hi ha unadada curiosa d’un estudi suís que demostraque amb un concentració d’ozó de 27 µg/m3

el nombre de grans d’un espiga era de 37 ambun pes mitjà de 34,4 mg, mentre que ambconcentracions de 88 µg/m3 el nombre degrans per espiga era de 26 i el seu pes mitjàde 19,4 mg. Aquest mateix estudi advertiaque l’augment de la concentració d’ozótroposfèric podia produir entre un 5 i un 15%de pèrdues a les collites. A Catalunya, al deltade l’Ebre s’han descrit danys per ozó enalguns cultius d’estiu més sensibles, com arala mongeta i la síndria. La virulència de l’ozó

12

troposfèric sobre els sers vius té per causal’elevat poder oxidatiu d’aquest gas, queprovoca l’envelliment dels sers vius oxidantprimer els lípids, després els grups sulfidrilsde les proteïnes i finalment els àcids nucleics.

L’alarma contra l’ozó

A Catalunya i per extensió a l’Estatespanyol ha estat adaptada una DirectivaComunitària sobre la contaminacióatmosfèrica per ozó que preveu l’establimentd’una vigilància permament dels nivellsd’ozó troposfèric i d’informació i alerta dela població a partir d’un cert llindar. Aquestsllindars no s’han d’interpretar com a fronteresentre una zona sense perill i l’apariciód’efectes perjudicials per a les persones, sinómés aviat com a valors orientatius per evitarel risc. L’actual legislació obliga a informara la població a partir de nivells de 180 µg/m3

durant una hora. El llindar d’alerta i, per tant,d’impedir determinades activitats a l’airelliure, es situa en valors per damunt dels 360µg/m3. A Catalunya, en els darrers anys s’hainstal·lat una important xarxa de vigilànciaambiental de l’ozó troposfèric. Fins ara elsvalors assolits no han superat el llistó dellindar d’alerta i els màxims registrats demitjana se situen al voltant dels 140 µg/m3 aple estiu i durant les hores centrals del dia.Puntualment, s’han donat episodis que hansuperat el llindar d’informació a la població.

El Departament de Medi Ambient de laGeneralitat de Catalunya assenyala com aconsells per disminuir els nivells d’ozó:

• no utilitzar el cotxe per a distàncies curtes,• utilitzar els transports col·lectius o com-

partir el cotxe entre diverses persones,• utilitzar pintures i vernissos solubles amb

aigua, que no continguin dissolvents orgà-nics,

• disminuir l’ús de productes que contin-guin una base dissolvent, com ara ceres de

mobles, abrillantadors de parquets, laques peral cabell i lubricants,

• estalviar energia per disminuir l’emissióde gasos contaminants.

No cal dir que aquestes mesures esdeve-nen especialment importants quan es detec-ten episodis de nivells d’ozó per damunt delsllindars establerts.

Bioindicadors en alerta

El tabac i la trefla són de les plantes méssensibles a l’ozó, el qual els deixa taques decolor sobre les fulles. Per això, aquestesplantes es poden utilitzar com a bioindi-cadors, és a dir com a organismes capaçosde retratar la concentració d’una substànciatòxica ambiental. Altres plantes sensibles sónels espinacs, els naps, els pèsols, etc.

La utilització de bioindicadors no és persi mateixa una mesura exacta, però en canviés un sistema barat, senzill i eficaç per esta-blir la presència d’un tòxic atmosfèric invi-sible, com és el cas de l’ozó troposfèric.

Per a l’elaboració d’aquesta campanya desensibilització al voltant de l’ozó troposfèrichem escollit una varietat de planta de tabac(Nicotiana tabacum L.), l’anomenada Bel- W3,que mostra símptomes aproximadament aconcentracions de 40 µg/m3, és a dir, d’uns 20ppb d’ozó. Aquesta unitat de didàctica ambien-tal també s’acompanya, doncs, de llavors detabac Bel-W3 per poder fer vosaltres mateixosamb els alumnes l’experiència.

Llindars establerts per la legislació espanyola

• Llindar de protecció de la vegetació65 µg en 24 hores o 200 µg en 1 hora

• Llindar de protecció de la salut110 µg en 8 hores

• Llindar d’informació a la població180 µg en 1 hora

• Llindar d’alerta a la població360 µg en 1 hora

(Reial Decret 1494/1995)

13

Introducció

No hi ha activitat més senzilla i estimu-lant que fer germinar i créixer una planta.Però si aquesta és una planta bioindicadoraque ens detectarà allò que els nostres ulls nopoden copsar, en realitat sense deixar de serjardiners ens convertirem en aprenents d’in-vestigadors ambientals. Aquesta propostadidàctica és la primera experiència massivad’implicar les escoles en l’estudi del mediambient. Disposeu d’informació rellevantperquè pugueu comprendre millor el proble-ma de l’ozó troposfèric, però sobretot us hemdonat una eina per estudiar-lo a fons. Unaeina, tanmateix, tan simple com alhora com-promesa de fer germinar una plantabioindicadora. A continuació us donem lesinstruccions bàsiques per fer el treball queus proposem.

AM

BIEN

TAL

Sobre la pista de l’ozó

Aquest és un dossier didàcticeminentment pràctic: esperem que elsdocents us animeu a fer vostra aquestaproposta d’implicar els escolars en elconeixement de la contaminació perozó troposfèric. L’experiència de fercrèixer i observar una plantabioindicadora com el tabac Bel-W3 ésuna activitat inèdita al nostre país.

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Fotografia de les dimensions que pot atènyer la planta detabac al final de la temporada. Els efectes de l ozó troposfèricqueden registrats en forma de taques damnunt les fulles.

14

Instrucccions per fer créixer les llavors de tabac Bel-W3

Preparar les safates amb el compost Sembrar les llavors

Regar després de la sembra Conservar la humitat Calor per germinar

Tenir cura de les plántulesTrasplantar les plàntulesEls primers dies de creixement

Selecció de la planta Aclimatació Ajardinament

12

43

6 5

Planta per mesurar

15

Com fer créixer el tabac Bel-W3

1. Preparar les safates de germinació.Cal prendre dues safates de plàstic (de

margarina, de gelat, etc) i fer-hi uns foratsper sota. Omplirem amb la mateixa terra veg-etal adobada les dues safates i marcarem ambun rotulador resistent a l’aigua cada una deles safates. Una vegada hi haguem col·locatla terra, l’aixafarem lleugerament i lahumitejarem amb un dispersor (no lamulléssiu gaire!).

2. La sembra de les llavorsOmplirem una culleradeta rasa de postres

de sorra seca i la dipositarem en una tasseta.És important que no fem servir més quanti-tat de sorra. A continuació, col·loquem-hi lesllavors del sobre amb la inscripció Bel-W3 ibarrejem-les amb compte. Amb la mateixacullereta les repatirem sobre la safata amb lainscripció Bel-W3. La sorra s’encarrega dedispersar regularment les llavors. És moltimportant que les llavors no es cobreixin ambterra, ja que són tan petites que poden arrelarsense fer-ho. Si ho féssim o utilitzéssim mas-sa sorra per barrejar-les, no arribarien a ger-minar. Després de la sembra fora bo que tor-néssim a ruixar la terra perquè quedi benhumida. Tancarem la safata en una bossa deplástic o la cobrirem amb una pel·lícula deplàstic de cuina perquè conservi la humitat.Hem de procurar que sempre estigui humi-da. En el cas que es formin fongs, treiem elplàstic i deixem de regar-les.

2. La germinacióLa germinació és el primer pas per fer

crèixer una planta. Les llavors de tabacnecessiten una temperatura d’entre 20 i 25°Cper germinar. Per això és molt importantcol·locar les safates en un indret on es puguingarantir aquestes temperatures. Una làmpadade 40 wats a 45 cm per sobre de les safates

és suficient per generar aquest calor si no espoden assolir aquestes temperatures dins del’aula. El millor lloc per a la germinació ésuna habitació amb llum de dia, que no li toquiel sol directament i que sigui temperada.Potser cal bellugar-les entre el dia i la nit a fique sempre es trobin en un lloc temperat. Persota dels 20 °C les llavors no germinen.

Al cap de tres dies d’haver estat sembra-des obrirem la bossa o retirarem el film deplàstic i comprovarem que el compost se-gueix humit. Regarem una mica donat el casque estigués sec. Repetirem aquesta opera-ció cada tres dies. Les llavors han de comen-çar a germinar al voltant dels deu dies. Si als17 dies no han germinat demaneu més lla-vors a la Fundació Terra.

3. Els primers dies de creixementEn el moment que germinin les primeres

llavors haurem de ventilar sovint i, en el mo-ment que la majoria hagi germinat, retiraremel plàstic. S’han de mantenir les plàntulesamb llum de dia amb una temperatura entre18 i 20 °C. Per sota de 18 °C les plàntulesdeixen de créixer i pot ser difícil fer que re-cuperin el creixement. Al començament, lesplàntules són molt xiques i no prendran laconstitució d’una planta fins que atenyin uns25 cm, amb unes llargues fulles.

Si es col·loquen davant d’una finestra(però no directament al sol), llavors cal girarperiòdicament les safates, ja que les plàntu-les tendiran a girar-se cap a la llum. Aquestaoperació l’haurem de repetir diverses vega-des mentre les plàntules creixen. Només aixíaconseguirem que pugin rectes.

4. Transplantament de les plàntulesQuan les plàntules han assolit els 2 cm lla-

vors es poden trasplantar en safates o testosindividuals. Per fer les medicions del nivelld’ozó n’hi ha prou amb unes tres plantes deBel-W3.

16

Retirarem diverses plàntules amb una micade terra i les col·locarem en les safates pre-parades: tres per a la Bel-W3. Aquestes safa-tes han de ser més fondes. Alternativament,poden ser uns tetrabriks tallats per la meitato testos de plàstic.

Traspassar les plàntules és una operaciómolt delicada que cal fer amb cura. Sempreés bo retirar-les amb una mica de terra iprémer-les contra la terra de la nova safataamb el dit. Per treure-les ens podem ajudaramb una forquilla i sempre hem de procurarque no fem malbé les arrels i la plàntula (unabona manera de fer-ho és ficar una part deles plàntules amb el pa de terra en aigua ideixar que aquest s’estovi per treure-les). Alstestos preparats, fem-los forats amb un llapis,on col·locarem finalment les plàntulesescollides. Les regarem després d’aquestaoperació, sense inundar-les. La resta dellavors germinades es poden col·locar enaltres jardineres ja que ens poden servir encas que les que hem escollit no creixin proubé. El creixement d’aquestes plàntuless’allargarà encara fins a 8 setmanes. Duranttot aquest temps cal mantenir-les a tempera-tures entre 15 i 20 °C.

Al cap de dues setmanes observarem qui-nes són les tres plàntules que creixen méssanes i altes. Retirararem les altres de les sa-fates escollides per a l’experiment i les re-plantarem a les jardineres pròpies que hempreparat. A mesura que vagin creixent es ne-cessita mantenir la terra humida, però noméslleugerament humida.

En total les deixarem que creixin unes vuitsetmanes.

5. AclimatacióAbans de col·locar-les a l’indret a l’aire

lliure escollit per dur a terme l’experimentde medició del nivell d’ozó, és bo deixar lasafata en un indret mig arrecerat de l’aire.Per exemple, sota una porxada, en un indret

que quedin protegides de la pluja i el vent.Atenció, que el fred no pugui fer mal a lesfulles. Si és necessari, de nit les entrarem al’aula. A partir d’ara, les plantes comença-ran a ser més resistents a les baixes tempera-tures, però si les col·loquéssim de sobte a foraes podrien estressar i quedar afectades.

6. AjardinamentFinalment, a la novena setmana, trasplan-

tarem definitivament les plantes que ens ser-viran per a l’experiment. Escollirem l’indretadient per a dur a terme les medicions d’ozó.Cal que sigui un indret on l’aire hi pugui cir-cular bé, sense que sigui un lloc excessiva-ment esventat.

Prepararem un test o un forat a terra d’unmínim de 25 cm de diàmetre. Col·locarem laplanta amb la mateixa terra de la safata en eltest o forat que hem omplert de terra. No se-pararem el compost de les arrels de la plantaa l’hora de trasplantar-la. Si plantéssim mésd’una planta a l’exterior, haurem de fer-ho auna distància mínima de 1,5 m, per una ban-da perquè les plantes no competeixin entreelles i perquè tinguem espai a l’hora de ferles medicions.

A fi d’ajudar que la planta creixi millorcol·locarem una canyeta separada uns 6 cm ili lligarem un cordill al voltant.

Atès que, ben segur, disposarem de mol-tes més plantes, podrem repetir la mateixaoperació de trasplantar-ne d’altres i cercaraltres indrets on col·locar-les per a lesmedicions d’ozó o, fins i tot, podríem endur-nos-en a casa nostra per comparar-ho ambels resultats de les plantes de l’escola.

6. Preparades per mesurar l’ozó troposfèricDurant les tres properes setmanes, les plan-

tes treuran noves fulles i creixeran. L’expe-riment es pot dir que començarà a la setma-na novena i s’allargarà durant tres setmanes.A partir de les dotze setmanes les plantes se-

17

guiran creixent, però ja hauran acomplert elseu paper per a aquesta campanya de vigi-lància de l’ozó.

Les plantes Bel-W3 poden començar a re-gistrar taques per contaminació d’ozótroposfèric a concentracions d’un mínim de30 a 40 ppb. Lògicament, a mesura que laconcentració d’ozó augmenti, també ho fa-ran el nombre de taques que apareixen a lafulla. Per saber la intensitat de l’atac per ozófixeu-vos en la il·lustració de la Carta de den-sitat de taques (pàg. 16).

A fi de prendre bé les dades, anomenarema la fulla més baixa la número 1, la següentla 2 i així successivament. Pot ser aconsella-ble col·locar un tros de llana de color grocsobre la fulla 3, un de vermell sobre la fulla6 i un de blau sobre la 9 . Lògicament, a lesvuit setmanes potser no tindreu les nou fu-lles, però tant li fa. Cal recordar sempre decomptar les fulles amb el mateix ordre.Aquestes marques de color ens ajudaran aseguir un mètode per comptar les fulles. Eldia que caigui la fulla 3 es col·loca la cintagroga a la fulla 12 i així successivament ani-rem pujant. Hem de fer-ho de la mateixamanera amb totes les plantes.

Com fer el registre de la contaminació

Les plantes de tabac es poden treure a foraa partir de les nou setmanes o fins i tot abans,però cal que en el moment d’iniciar les lec-tures de contaminació per ozó les plantes tin-guin un mínim de vuit a deu fulles ben des-envolupades.

Per poder elaborar un informe general del’estat de la contaminació per ozó troposfèricamb totes les escoles participants d’arreu deCatalunya ens caldrà que preneu dades decom evolucionen les fulles de les vostresplantes. És una tasca molt senzilla en la me-sura que és simplement comparar el nombrede taques que teniu a cada una de les fulles

de les vostres plantes amb la Carta de densi-tat de taques. La lectura s’ha de fer un soldia per setmana (per exemple el dimecres)durant les quatre setmanes properes que tin-gueu les plantes a l’exterior. Tindrem pre-sent que dins l’aula també poden aparèixeralgunes taques, ja que l’ozó troposfèric tam-bé penetra dins les nostres llars. Tanmateix,realment ens adonarem de la contaminacióobservant les plantes situades a fora.

Per fer aquesta tasca d’observació de lacontaminació per ozó disposeu d’un full deregistre per poder ser llegit per ordinador. Calescollir sempre el mateix dia per fer la lectu-ra; es recomana que sigui, per exemple, eldimecres.

A l’hora de fer la lectura de les vostresobservacions preneu una fotocòpia de la car-ta de densitat de taques que serà la vostra guiai una fotocòpia del full de registre i situeu-vos davant de les vostres plantes. Anoteu l’al-çada de la planta amb un cinta mètrica i fi-xeu-vos en l’estat de les vostres fulles com-parant-les amb la carta de densitat de taques.Us recomanem d’utilitzar una fotocòpia delfull de registre a fi de no malmetre o embru-tar l’original. Després de l’observació, pre-neu l’original i marqueu les caselles amb unllapis tou del número HB. Aquest full de re-gistre original l’haureu d’enviar a la FundacióTerra al final de les quatre setmanes a fi quepuguem preparar l’informe dels resultats.

Fixeu-vos que el full de registre té una co-lumna que fa referència al número de la fullade la planta i una renglera amb les sis cate-gories de nivell de taques. La primera fullaés la que es troba més a sota, és a dir, laprimera que va sortir. Així, la fulla més novasempre serà la darrera, ja que, com les plan-tes segueixen creixent, cada setmana tindreuuna fulla nova per registrar fins a un màximde 15 fulles per planta.

Recordem que la lectura s’ha de fer fullaper fulla de cada planta. Abans de prendre el

18

registre fulla per fulla donarem una ulladageneral a tota la planta i observarem la cartade densitat de taques per fer-nos una ideageneral, ja que no sempre el que us trobareua la fulla de la planta és totalment idèntic alsdibuixos de la carta de densitat de taques. Enaquest sentit és bo que abans de donar percorrecta una lectura l’hàgim discutit entre elsparticipants i n’anotem la categoria que enssembla més clara a tots.

Us advertim que quan la setmana següentfem una nova observació de l’estat de lesfulles, potser alguna de les primeres fullesde la part de baix pot haver mort mentre n’es-tan sortint d’altres per dalt. No anoteu capdada sobre les noves fulles fins que aquestesestigui ben obertes i no mig plegades encara.L’alçada de la planta, preneu-la des d’arrande la capa superior de la terra del test o desdel nivell de terra.

Al final de les quatre setmanes cal que ensretorneu el full de registre d’observacionsomplert amb les dades personals, així comles medicions que heu pres perfectamentmarcades amb llapis tou (número HB) a fique quedi una taca fosca sobre el númeroescollit.

Anàlisi dels resultats

Amb els resultats que ens fareu arribar in-tentarem elaborar el primer mapa d’ordina-dor de l’evolució de la contaminació per ozótroposfèric realitzat per les escoles catalanes.El proper curs escolar us en farem arribar elsresultats globals.

Durant l’estiu les plantes de tabac segui-ran creixent i registrant nous atacs de l’ozósobre les seves fulles. Per això, podeu sugge-rir que alguns dels nois o noies que no vagienlloc aquell estiu tingui cura de la planta du-rant les vacances. Aquesta planta pot arribar acréixer força segons l’ambient on es trobi.

Informació sobre la qualitat de l’aire

La informació sobre l’estat del medi am-bient és pública i correspon a la Generalitatde Catalunya subministrar-la. Adreceu-vos al

• Departament de Medi AmbientDirecció General de Qualitat AmbientalAv. Diagonal, 52508029 BarcelonaTel: 93-419 30 85

Carta de densitat de taques

Compareu aquesta cartaamb els atacs que ob-serveu a les fulles de lesvostres plantes i anoteu-ho al full de registreadjunt. Podeu fer unafotocòpia i ampliar-la perpenjar-la davant la plantaque escolliu com abioindicadora. Feu servirun full per cada plantaque faci de vigilant.