Kolegij: EKOTOKSIKOLOGIJA3. predavanje

Doc. dr. sc. Dajana Kučić GrgićE-mail: dkucic@fkit.hr

Zavod za industrijsku ekologiju

2

SADRŽAJ

1. ONEČIŠĆENJE ZRAKA

- onečišćujuće tvari u zraku

- prijenos onečišćujućih tvari zrakom

- utjecaj onečišćenog zraka na čovjeka

- smog

- kisele kiše

- ozonske rupe

- globalno zagrijavanje zemlje

3

ONEČIŠĆUJUĆE TVARI U ZRAKU

Različite onečišćujuće tvari se javljajuu okolišu, prirodni izvori iliantropogeni

Erupcije vulkana, šumski požari,poplave, spaljivanje čvrstog otpada,izgaranje ugljena i dr.

Onečišćeni zrak negativno utječe naljudsko zdravlje i okoliš

Posljedice:

- smog u urbanim sredinama

- kisele kiše

- oštećenje ozonskog sloja

- globalno zagrijavanje ZemljeSTAKLENIČKI PLINOVI :

CO2, CH4, N2O, O3, SO2, CFC

4

LEBDEĆE ČESTICE (PM10, PM2.5)

SUMPOROVI SPOJEVI (SO2, H2S)

DUŠIKOVI SPOJEVI (NO, N2O i NH3)

- NO2, HNO3 - sekundarne onečišćujuće tvari

UGLJIKOVI SPOJEVI (CO, CO2, CH4, VOC)

ORGANSKI SPOJEVI SA Cl, Br, F

O3 (fotokem. reakcija NOx i VOC)

- sekundarne onečišćujuće tvari

AEROSOLI

- sekundarne onečišćujuće tvari

ONEČIŠĆUJUĆE TVARI U ZRAKU

5

KONCENTRACIJA LEBDEĆIH ČESTICA U ZRAKU

(Zračna luka Pleso, 2017.) Zrak je bio II. kategorije s

obzirom na lebdeće česticePM10 zbog nedozvoljenogbroja prekoračenja dnevnegranične vrijednosti

Donji prag procjene (25µg/m3) prekoračen je 148puta, gornji prag (35 µg/m3)prekoračen je 101 put, agranična vrijednost (50µg/m3) prekoračena je 66 puta

Granična vrijednost zavrijeme usrednjavanja 24 satabila je prekoračena tijekom 66dana (dozvoljeno je 35prekoračenja tijekomkalendarske godine) što značida je zrak s obzirom na PM10frakciju lebdećih čestica biona razini II kategorije,odnosno kvaliteta zraka sobzirom na PM10 nije bilazadovoljavajuća

6

LEBDEĆE ČESTICE U ZRAKU

7

PRIJENOS ONEČIŠĆUJUĆIH TVARI ZRAKOM

Onečišćujuće tvari u okoliš mogu se transportirati i širiti putem zraka, vode, tla,živih organizama, hranidbenog lanca

Način i brzina širenja onečišćujuće tvari ovisi o:

- izvoru emisije tvari (nepokretni – npr. postrojenja, pokretni – automobili)

- fizikalno-kemijskim karakteristikama tvari i

- uvjetima u okolišu – meteorološki uvjeti (brzina i smjer vjetra, temperatura,relativna vlažnost, globalno sunčevo zračenje)

Za vrijeme transporta onečišćujuće tvari sa zrakom, tvari podliježu promjenama:

- razrjeđenja zbog miješanja sa zrakom

- izdvajanja ili nagomilavanja

- neke tvari mogu biti ukonjene taloženjem pod silom gravitacije, ispiranja kišom,apsorpcijom biljaka

- fotokemijske reakcije – novi kemijski spojevi

8

Modeliranje onečišćenja zraka – sastavni dio studije utjecaja planiranih industrijskihpostrojenja na okoliš i postupak za kontinuirano procjenjivanje razine onečišćenostisa stanovišta utjecaja na okoliš i čovjekovo zdravlje

Podaci iz državnih i lokalnih mjernih stanica – može se utvrditi razina onečišćenosti,ali ne i utvrditi pravi izvor onečišćenja

Najčešće korišteni modeli:

- Box model,

- Gaussov model,

- Eulerianov model i dr.

Svi modeli disperzije zahtijevaju poznavanje meteoroloških parametara (smjer i brzinavjetra, stabilnost atmosfere

Točnost modela ograničena

MODELI DISPERZIJE

9

UTJECAJ ONEČIŠĆENOG ZRAKA NA ZDRAVLJE LJUDI

Lebdeće čestice i prizemniozon – najviše ugrožavajuljudsko zdravlje – narušavanjerespiratornog sustava dopreuranjene smrti

Sitne lebdeće čestice PM2.5 uzraku – skraćuju trajanje životnedobi u EU za više od 8 mj.

Prema Svjetskoj zdravstvenojorganizaciji (WHO), gotovosedam milijuna ljudi svakegodine umre od posljedicaonečišćenog zraka

Onečišćenju zraka izloženijiljudi koji žive u urbanimsredinama

Onečišćenje zraka u gradovimapostat će do 2050. – glavniokolišni uzrok smrtnosti usvijetu

10

UTJECAJ SMOGA NA EKOSUSTAV

Smog – eng. smoke – dim + fog - magla

Kemijski smog i fotokemijski smog

Kemijski smog (londonski tip) – nastaje zbog ispuštanja SO2 i lebdećih čestica iznepokretnih izvora (SO2 – plin jakog i neugodnog mirisa)

Fotokemijski smog – potječe od pokretnih izvora onečišćenja (automobili) –sunčani dani, odsutnost vjetra (Los Angeles) (sadrži troposferski O3, HCHO,ketone, PAN, aerosole) – žućkasto-smeđi sloj zraka

11

UTJECAJ SMOGA NA LJUDSKO ZDRAVLJE

12

PRIMJER:LONDONSKI SMOG

5. – 9. 12. 1952.

SO2(izgaranje ugljena) reagira sa maglom koji sepretvorio u korozivne kapljice H2SO4

Vidljivost 09.12. iznosila 0 m

do 13.12. umrlo 4000 ljudi

Kroz dva mjeseca dodatnih 8000 ljudi

150 000 – završilo u bolnicama

Brojne životinje su umrle

PM10 - 50 puta više od uobičajene koncentracije

Ispušteno je:

100 t čestica dima, 200 t CO, 140 t solne kiseline, 14t fluorovih spojeva, 370 t SO2 se pretvorilo u 800 tH2SO4

Smog djeluje na respiratorni sustav (bronhitis,upala pluća, astma), ali i na srce

13

UTJECAJ KISELIH KIŠA NA EKOSUSTAV

Kisele kiše - svaka oborina koja ima višu kiselost (nižu vrijednost pH-vrijednost) odone očekivane iz prirodnih izvora (pH oko 5)

Pri procesima sagorijevanja nastaju SO2, dušik oksidi i dr. plinovi koji pospješujunastajanje kiselina

Slobodni nemetalni oksidi – oksidiraju u vlažnoj atmosferi – padaju na zemlju spadalinama (H2CO3, HNO3, H2SO3 i H2SO4)

H2CO3, HNO3, H2SO3 i H2SO4 - stvaraju kisele kiše:

- izumiranje šuma (biljke osjetljive na SO2),

- remeti se proces fotosinteze

- štetno djeluje na oskudne brdske predjele (kiselina rastvara hranjive tvari)

(npr. kalcij iz tankog sloja humusa, pa stabla ostaju bez kalcija)

- u tlu otapaju teške metale i Al – oštećenje krojenje stabla i tkiva

- povećanjem kiselosti tla – ispiru se važne mineralne tvari

- podložne – šume na višim nadmorskim visinama

14

UTJECAJ KISELIH KIŠA NA EKOSUSTAV

15

UTJECAJ KISELIH KIŠA NA EKOSUSTAV

Igličasto drveće – oštećenje iglica, kore, korjenja, anomalija rasta, slabljenjeotpornosti na mraz, infekcije i dr.

Niske pH-vrijednosti jezera – izumiranje mikroorganizama i biljki tj. ekosustava

Uništavanje kulturnih spomenika i starih crkva

16

UTJECAJ KISELIH KIŠA NA EKOSUSTAV

17

UTJECAJ OZONSKIH RUPA NA EKOSUSTAV

Uzroci nastajanja ozonski rupa:

FREONI (dezodoransi, sprejevi, hladnjaci, klima-uređaji)

HALONI (sredstvo za gašenje požara)

Ozonska rupa je geografski ograničena pojava smanjivanja ozonskog sloja u atmosferi

Ozon se oštećuje u prosjeku 4- 5 % po desetljeću

Razgradnja stratosferskog ozona se većinom odvija na arktičkim područjima, ali se svečešće pojavljuje i na drugim područjima

18

UTJECAJ OZONSKIH RUPA NA EKOSUSTAV

Nastajanje ozonskih rupa utječe na:

- povećani prodor štetnih UV-B zraka (280 do 320 nm) na površinu Zemlje:

- UV-B zrake prodiru u stanice gdje ih apsorbiraju nukleinske kiseline,proteini i dr. makromolekule – fotoreaktivno mijenjaju građu stanice

- što je veća valna duljina manja – štetnije djeluje

- prekomjerno zračenje uzrokuje – oštećenje imunološkog sustava, upala ioštećenost kože, očne bolesti, bolne upale kože, rak kože

- smanjenje stratosferskog ozona za 1 % - utječe na porast melanomnihbolesti za 2 %

- brojne biljne vrste – niži rast, kraći članci stabiljka, veće razgranjenost,listovi s debljom kutikulom, tvorba zaštitnih pigmenta

- UV-zrake djeluju na fitoplankton i zooplankton (npr. morske alge imajumanju pokretljivost, gube orjentaciju u pogledu svjetla i sile teže, razvijajumanje pigmenata za asimilaciju

19

Istraživanja na Antarktiku:

- za vrijeme ozonskih rupa primarna produkcija fitoplanktona manja za0-12 % (masimalno do 30 %)

- smanjena apsorpcija CO2 u oceanima – promjene u ekosferi

- UV zrake razorno djeluju na organske spojeve – ograničavaju djelatnostbakterija u vodi

UTJECAJ OZONSKIH RUPA NA EKOSUSTAV

20

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

Efekt staklenika - omogućuje život na Zemlji, jer bi na površini Zemlje umjesto 15°C, vladala hladnoća – 78 °C

Atmosfera propušta velik postotak vidljive Sunčeve svjetlosti koja zagrijava Zemlju, adio te energije reemitira se u obliku dugovalnoga toplinskog zračenja natrag uatmosferu

Najveći dio te energije apsorbira se u atmosferi molekulama vodene pare, ugljikovadioksida, klorofluorougljika, metana, dušikova oksida, heksafluorida i dr. i reflektiranatrag prema Zemlji

Zbog povećanog stvaranja ugljikova dioksida industrijskim procesima, zbogizgaranja fosilnih goriva i uništavanja šuma posljednjih se stotinjak godinastaklenički učinak povećava i dovodi do općeg zagrijavanja atmosfere

Globalno zagrijavanje prepoznato je kao ozbiljan problem tijekom 1990-ih.Predstavnici brojnih država postigli su 1997. u Kyotu sporazum (Protokol iz Kyota)radi smanjivanja emisije ugljikova dioksida i drugih stakleničkih plinova. Protokol jestupio na snagu 2005. a Hrvatska ga je potpisala 2007.

21

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

22

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

23

Posljedice globalnog zagrijavanja:

- otapanje ledenjaka

- broj pingvina se u zadnjih 30 godina smanjio za 20 000

- razina mora se podiže

- leptiri, lisice i biljke su se preselile sjevernije gdje je hladnije

- pospješuje rast invazivnim vrstama

- veća učestalost oluja

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

24

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

25

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

26

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV

27

A. S povećanjem temperature - povećat će se stopa stvaranja ozona, dok će vodena para povećatirazaranje ozona.

B. Povećanje temperature može potaknuti stvaranje sekundarnog PM.C. Povećanje temperature može dovesti do povećane fotorazgradnje POPs.D. Klimatske promjene povećavaju količinu padalina i povećavaju taloženje PM-a, POP-a i pesticida.E. Padaline zajedno sa slabom / stagnacijom mogu povećati razinu PM.F. Otapanje snijega, leda i ledenjaka će osloboditi i remobilizirati POPs koji se nalaze u smrznutim

matricama.G. Povećanje temperature povećat će hlapljivost POPs i drugih pesticida iz tla u atmosferu.H. Povećanje temperature povećat će mikrobnu razgradnju POP i pesticida u tlima i sedimentima.I. Povećana vlažnost tla će povećati hidrolitičku razgradnju pesticida, ali neće utjecati na hidrolizu POP

jer su otporni.J. S povećanjm količine oborina povećat će potencijal ispuštanja pesticida i POP u vodeni sustav, dok će

se s padom oborina smanjiti ispuštanje kemijskih tvari, ali se može povećati njihova postojanost.K. Porast temperature vode povećat će hlapivost POP i drugih pesticida iz vode u atmosferu.L. Porastom temperature vode povećat će se topljivost POPs što ih čini prikladnijim za zadržavanjem u

vodi.M. S povećanjem temperature vode povećat će se mikrobna aktivnost te sukladno s time će se povećati

razgradnja POP i pesticida u tlima i sedimentima.N. Povećanjem temperature vode povećava se hidroliza pesticida na manje ili više bioaktivnih

produkata.LEGENDA: NOx = dušikovi oksidi;; P = oborina; PM = Čestica; POP = Onečišćujuća tvar; SM = vlažnost tla;

VOCs = Hlapljivi organski spojevi.

UTJECAJ GLOBALNOG ZAGRIJAVANJA ZEMLJE NA EKOSUSTAV