Znečištění ovzduší
Zemská atmosféra
Každá planeta sluneční soustavy má atmosféru, všechny cirkulují a vykazují skleníkový efekt.
Zemská má unikátní složení: kyslík biogenního původu udržován aktivitou živých organismů na konstantní
úrovni + přítomnost vodní páry
Struktura atmosféry
S výškou klesá tlak a mění se teplota - ohřívání zdola od povrchu a shora od Slunce
Troposféra - nejnižší vrstva
- vzduch se nejvíc pohybuje, mraky
- ohřívání od povrchu + skleníkový efekt
Stratosféra - ozonová vrstva
Vrchní vrstvy: mezosféra, termosféra
Složení atmosféry
Relativně stálé složky (99,96 %): dusík (N2) = 78 %, kyslík (O2) = 21 %, vzácné plyny – cca 0,9%
Nestálé složky: doba setrvání max. desítky let (cca 100 let - CO2; výjimka: CFCs); doba setrvání je úměrná
koncentraci složky; aerosoly (pevné částice) tvoří kondenzační jádra pro oblaky; vodní pára s proměnlivým
obsahem
Dynamika atmosféry
Pohyb vzduchu – proudění, vítr
- horizontálně i vertikálně
- atmosféra jako prostředek látkového transportu
- přesun látek až tisíce km za několik dnů (např. Saharský prach)
Výměna látek
- nejvíce vodní koloběh
- chemické reakce v ovzduší (hlavně oxidace)
- difuze z troposféry do stratosféry – všechny složky, pomalu
- depozice na zemský povrch
- mokrá = srážky: vodní kapky a sněhové vločky zachytávají všechny látky (tuhé i plynné) z atmosféry
- suchá = prašný spad: gravitační sedimentace větších částic
Znečišťující látky
Pevné (prachové) částice - PM (particulate matter)
- jemné částice rozptýlené ve vzduchu; liší se chemickým složením a velikostí
- většina přírodní původ, ⅓ lidský původ (energetika, průmysl, doprava, spalování odpadů a plodin; vnitřní =
kouření tabáku, neefektivní pece)
- nebezpečné perzistentní organické látky - polycyklické aromatické uhlovodíky (karcinogenní)
- těžké kovy - olovo, sloučeniny rtuti
Působení na zdraví dle fyzických a chemických vlastností - pronikají do plic, menší i do krve a do dalších
orgánů - v EU o 8,6 měsíce kratší střední délka dožití
Frakce pevných částic - velikost částice ovlivňuje jak snadno a jak hluboko se částice dostane do plic
- Částice nad 10 mikrometrů do plic neproniknou + v atmosféře pouze krátkou dobu
- PM10 - částice menší než 10 μm - vnikají do plic
- PM2,5 - částice menší než 2,5 μm - nejvýznamnější látka znečišťující ovzduší a způsobující škodu na zdraví
- PM1 - částice menší než 1 μm - mohou pronikat z plic do krve a těla
Oxid siřičitý (SO2)
- bezbarvý plyn s vůní zkažených vajec; tvoří opar snižující viditelnost
- ⅓ přirozené zdroje, spalování fosilních paliv
- Poškozuje stromy, rostliny, půdu a vodní život; Zhoršuje dýchací potíže
- kyselina sírová (H2SO4), sírany - tvoří kyselou atmosférickou depozici
- Řešení: odsiřovací jednotky, paliva s nízkým obsahem síry
Oxidy dusíku (NOx) a sloučeniny dusíku
- vznikají při spalování - slučování kyslíku a dusíku; dopravní prostředky
- Oxid dusnatý (NO) → Oxid dusičitý (NO2) → dusičnany, kyselina dusičná (HNO3) = součást kyselé
atmosférické depozice
- dráždí nos, hrdlo, oči, zhoršují dýchací potíže
- rostou emise do životního prostředí → eutrofizace prostředí
Oxid dusnatý (NO) - v motorech automobilů, spalování uhlí v průmyslu
Oxid dusičitý (NO2) - fytotoxický; reakce s vodní párou → kyselina dusičná, dusičnany
Oxid dusný (N2O) - motory + hnojiva; skleníkový plyn; snižování ozonu v stratosféře
Amoniak (NH3) - rozkladem dusíkatých látek + chov zvířat; acidifikace půdy
Oxidy uhlíku
Oxid uhelnatý (CO)
- vysoce toxický - blokuje přenášení kyslíku, může způsobit i smrt
- nedokonalé spalování uhlíku a organických látek - vypalování lesů, kouření, neefektivní pece
Oxid uhličitý (CO2)
- 93% z přirozeného cyklu uhlíku; spalování fosilních paliv
- znečišťující látka kvůli podílu na klimatických změnách
Troposférický (přízemní) ozon
- ozon v troposféře = znečištěné ovzduší; stoupá jeho koncentrace v zemích globálního jihu
- vzniká působením slunce z prekurzorů ozonu - těkavé organické látky, oxidy dusíku
- je hlavní složkou fotochemického smogu
- negativní dopady na lidské zdraví (nemoci dýchacího ústrojí, nemoci srdce) a rostliny
Těkavé organické látky (VOCs)
- organické sloučeniny; různé chemické vlastnosti; přírodní a antropogenní zdroje
- vypařováním různých kapalin (např. organická rozpouštědla, pohonné hmoty)
- některé karcinogenní - např. benzen; mnohé se podílí na fotochemickém smogu
- daří se je omezovat
Metan (CH4)
- uhlovodík; Myers and Spoolman (2015) - zařazují mezi VOCs
- podílí se na skleníkovém efektu - stává se znečišťující látkou
- ⅔ lidské zdroje - skládky, rýžová pole, produkce dobytku, úniky při těžbě a přepravě ropy a zemního plynu
- přirozené zdroje - hnijící rostliny, mokřady