Zanieczyszczenie powietrza

Powietrze jest mieszaniną gazów, z których składa się atmosfera ziemska. Głównymi jego składnikami są; azot stanowiący ok. 78% i tlen ok. 21%. Pozostałą część stanowią inne gazy: argon, dwutlenek węgla oraz w niewielkich ilościach; neon, hel, krypton, ksenon i wodór. Ponadto powietrze zawiera różną, zależną od warunków otoczenia ilość pary wodnej.

Do zanieczyszczeń powietrza należą:
a) gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu, amoniak (NH3)
b) cząstki stałe nieorganiczne i organiczne (pyły), np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich
c) mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj lub ilość odbiega od składu naturalnej mikroflory powietrza
d) kropelki cieczy, np. kwasów, zasad, rozpuszczalników

Zanieczyszczenie atmosfery powodują gazowe związki siarki - SO2, SO3, H2S, kwas siarkowy H2SO4 i siarczany różnych metali. Dwutlenek siarki (SO2) jest bezbarwnym, silnie toksycznym gazem o duszącym zapachu. Wolno rozprzestrzenia się w atmosferze ze względu na duży ciężar właściwy. Powstaje m. in. w wyniku spalania zanieczyszczonych siarką paliw stałych i płynnych (np. węgla, ropy naftowej) w silnikach spalinowych, w elektrociepłowniach, elektrowniach cieplnych. Największy udział w emisji SO2 ma przemysł paliwowo-energetyczny.

Związki azotu. W atmosferze występuje wiele związków azotu: tlenek azotu (NO), dwutlenek azotu (NO2), podtlenek azotu (N2O), nadtlenek azotu (NO3), trójtlenek azotu (N2O3, pięciotlenek azotu (N2O5), amoniak (NH3) oraz kwasy: azotawy (HNO2 i azotowy (HNO3). Wiele z nich, głównie tlenki azotu, to naturalne składniki atmosfery, tworzące się w efekcie np. wybuchów wulkanów. W niewielkich ilościach nie są substancjami toksycznymi, jednak ich nadmiar powstający podczas procesów produkcyjnych (obróbka wysokotermiczna, komory paleniskowe elektrowni) oraz w silnikach spalinowych powoduje, że stają się one niebezpiecznymi zanieczyszczeniami atmosfery. W szczególności groźne są bezbarwny i bezwonny tlenek azotu oraz brunatny o duszącej woni dwutlenek azotu. Mogą się one kolejno utleniać do pięciotlenku azotu, który w obecności pary wodnej tworzy kwas azotowy - HNO3, jeden ze składników kwaśnych deszczów.

Tlenek węgla powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla lub jego związków.
Głównym źródłem tego gazu są:
- spaliny z silników pojazdów mechanicznych, w szczególności
benzynowych (70-80% ogólnej emisji CO);
- przemysł metalurgiczny, elektromaszynowy i materiałów budowlanych;
- elektrociepłownie, elektrownie cieplne;
- koksownie, gazownie;
- paleniska domowe.

Tlenek węgla jest gazem silnie toksycznym. Ze względu na mały ciężar właściwy, łatwo rozprzestrzenia się w powietrzu atmosferycznym. Jest szczególnie niebezpieczny, ponieważ jest to gaz bez smaku, zapachu, barwy, a więc zmysły ludzkie nie ostrzegają przed nim.

Dwutlenek węgla (CO2) powstaje podczas wszelkich procesów spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych, a także w procesie oddychania organizmów żywych. Dwutlenek węgla w atmosferze nie stanowi bezpośredniej groźby pod warunkiem, że nie nastąpi naruszenie równowagi biologicznej, spowodowane nadmierną jego emisją do atmosfery.

ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA

Do źródeł zanieczyszczeń powietrza zaliczamy:

A. Źródła naturalne takie jak:
a. wulkany (ok. 450 czynnych wulkanów na świecie)
b. pożary lasów, sawann i stepów
c. bagna wydzielające m.in. metan (CH4)
d. gleby i skały podlegające korozji (pyły)

B. Źródła nienaturalne (powstające w związku z działalnością człowieka):
a. energetyczne – spalanie paliw
b. przemysłowe – procesy przemysłowe w hutach, elektrowniach, rafineriach, kopalniach i cementowniach
c. komunikacyjne – transport kołowy, wodny i lotniczy
d. komunalne – gospodarstwa domowe, oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków

Zanieczyszczenia powietrza ulegają rozprzestrzenianiu, którego intensywność zależy m.in. od warunków meteorologicznych i terenowych. Następnie zachodzi proces samooczyszczania w wyniku osadzania się zanieczyszczeń (sorpcja) lub ich wymywania przez wody atmosferyczne. Wszystkie składniki powietrza w wyniku nieustannego ruchu ulegają ciągłemu mieszaniu; przy niekorzystnym ukształtowaniu terenu i bezwietrznej pogodzie, na niewielkiej przestrzeni gromadzi się duża ilość zanieczyszczeń - wzrost ich stężenia powoduje niekiedy powstanie gęstej mgły zwanej - smogiem. Szczególnie jest to widoczne i dokuczliwe w rejonach wysoko zurbanizowanych oraz dużych miastach.