CTMA II T. 11 :IMPACTES A L’ATMOSFERA

1part

INTRODUCCIÓ: ELS CICLES BIOGEOQUÍMICS • SÓN ELS CAMINS REALITZATS PER LA MATÈRIA A L’ESCAPAR DE LA BIOSFERA A

TRAVÉS D’ALTRES SISTEMES (ATMOSFERA, HIDROSFERA O GEOSFERA-PEDOSFERA) ABANS DE RETORNAR.

• TEMPS DE PERMANÈNCIA EN DIFERENTS MEDIS : VARIABLE.

• MAGATZEM O RESERVA: LLOC DE MÀXIMA PERMANÈNCIA.

• BIOSFERA TRACTA DE RETENIR ELS ELEMENTS, SOBRETOT ELS LIMITANTS ( EX. EL FÒSFOR).

• S’IMPLIQUEN EL CICLE D’AIGUA, EL GEOLÒGIC I PROCESSOS BIOLÒGICS COM FOTOSÍNTESI I RESPIRACIÓ.

• ACTIVITATS HUMANES => ACCELEREN ELS CICLES BIOGEOQUÍMICS => PERILLA L’ AUTOREGULACIÓ.

ACTIVITAT 1:

CICLE CARBONI

EXPLICACIÓ: A) CICLE BIOLÒGIC: BIOSFERA CONTROLA AMB FOTOSÍNTESI I RESPIRACIÓ.

B) C. BIOGEOQUÍMIC: CONTROLA TRANSFERÈNCIES ENTRE RESTA SUBSISTEMES. EL CARBONI A VA A PARAR A: 1)L’ATMOSFERA: CO2 (358ppm.), CO (0,1 ppm.) I CH4 (1,6 ppm.)

2) LITOSFERA: R. CARBONATADES, SILICATS CÀLCICS I COMBUSTIBLES FÒSSILS.

PAS DE CO2 D’ATMOSFERA A LITOSFERA:

RETORN A L’ATMOSFERA:

- CO2 ATACA ROQUES: nº= nº de molècules de CO2 transformades en altres compostos

- EN EL MAR: ANIMALS TRANSFORMEN EL BICARBONAT I IONS DE Ca EN CLOSQUES:

1 2

2 2

2 1

R. CARBONATADES => 1 BICARBONAT VA A CLOSQUES I L’ALTRE PASSA DE NOU A CO2 => EN AQUESTA REACCIÓ NO HI HA PÈRDUA DE CO2 ATMOSFÈRIC. R. SILICATADES => NECESSITEN 2 DE CO2 I SOLS RETORNEN 1 A L’ATMOSFERA => SI PÈRDUA => ÉS UN EMBORNAL

- PER ENTERRAMENT DE ROQUES CARBONATADES => METAMORFISME I FUSIÓ PARCIAL, DESPRÉS => ESCAPA EN ERUPCIONS VOLCÀNIQUES => REACCIÓ SEGÜENT:

WOLLASTONITA

- EMBORNALS FÒSSILS: SI MATÈRIA ORGÀNICA ÉS ENTERRADA => S/ OXIGEN => FERMENTACIÓ PER BACTERIS ANAEROBIS => CARBÓ I PETROLI => BAIXA LA PROPORCIÓ A L’ATMOSFERA DE CO2.

CURIOSITAT:

QUANTITATS ALLIBERADES I CONSUMIDES DE:

CO2

ACTIVITAT 2 ACTIVITAT 3

CICLE FÒSFOR: -LA MAJORIA IMMOBILITZAT EN SEDIMENTS OCEÀNICS( RESERVORIS) => ALLIBERAMENT LENT PER DEPENDRE DE CICLE GEO.( 105 -108 ANYS) => FACTOR LIMITANT => RECURS NO

RENOVABLE. -FORMA PART DE PARTS DURES D’ANIMALS. EL PO4

-3 ÉS ALLIBERAT DE ROQUES FOSFATADES I CENDRES VOLCÀNIQUES, AMB TRANSPORT DE FORMA INSOLUBLE FINS LLACS O MARS=>

PRECIPITA => ROQUES FOSFATADES (RESERVORIS). -TEMPS DE PERMANÈNCIA EN ECOSISTEMES TERRESTRES: 102 – 104 ANYS ( HI HA BACTERIS

QUE RECICLEN). EN AQUÀTICS: 10 ANYS.

ACTIVITAT 4:

C. FÒSFOR

CICLE DEL NITROGEN

EXPLICACIÓ:

• ATMOSFERA ACTUA COM SISTEMA DE RESERVA, TÉ 78% GRÀCIES A ÉSSERS VIUS.

• PRINCIPALS COMPONENTS NITROGENATS:

A. N2 : MAJORITARI, INERT I INACCESSIBLE PER A QUASI TOTS ELS ÉSSERS VIUS.

B. NH3 : D’ ERUPCIONS O DE PUTREFACCIÓ D’ÉSSERS VIUS.

C. NO, N2 O, NO2 (NOX ): ES PODEN DIFONDRE CAP ALTRES SISTEMES TERRESTRES. PROCEDEIXEN D’ERUPCIONS VOLCÀNIQUES I D’OXIDACIÓ ESPONTÀNIA DEL N2 EN TEMPESTES ELÈCTRIQUES. L’HOME EL HA INCREMENTAT DEGUT ALS MOTORS. EVOLUCIÓ:

• NOX + H2O ->HNO3 => PLUJA ÀCIDA.

• NO3 - , PROCEDEIXEN D’ATMOSFERA, DISSOLUCIÓ ROQUES O D’ADOBS (ORGÀNICS O QUÍMICS) => ENRIQUEIXEN EL SÒL . PODEN SER TRANSPORTATS PER RIUS I AIGÜES SUBTERRÀNIES => PODEN ESCAPAR A ATMOSFERA COM N2O o N2 .

• HI HA INDÚSTRIES QUE FIXEN N2 => FAN NH3 I FERTILITZANTS.

• LA MOBILITZACIÓ DE FORMA INACTIVA (N2 ) A L’ACTIVA => PROBLEMES AMBIENTALS.

• BIOSFERA RECICLA N2 => (PLANTES EL CAPTEN PER DONAR GRUP -NH2 D’AMINOÀCIDS DE PROTEÏNES => A XARXA TRÒFICA): A) DIRECTAMENT DEL NO3

- DEL SÒL

B) PER TRANSFORMACIONS DE MICROORGANISMES => DE 2 TIPUS:

NITRIFICANTS, DE 2 TIPUS :

* MINERALITZADORS ( BACTERIS QUIMIOSINTÈTICS): PER PUTREFACCIÓ ORGANISMES ( PER OXIDACIÓ) :

NH3 – (NITROSOMONAS) -> NO2- - (NITROBACTER) -> NO3

-

*FIXADORS: BACTERIS -> DE VIDA LLIURA ( COM AZOTOBACTER ), SIMBIÒTIQUES AMB ARRELS DE PLANTES LLEGUMINOSES ( COM RHIZOBIUM ), CIANOBACTERIS O ALGUES VERD-BLAVES ( DEL FITOPLÀNCTON), I FONGS COM ACTINOMICETO (Frankia) QUE FORMA NÒDULS RADICULARS SOBRE ARBRE DEL PARADÍS (Elaeagnus angustifolia) i ALISO ( Alnus glutinosa, en català VERN).

DESNITRIFICANTS: BACTERIS ANAEROBIS, TRANSFORMEN NO3- EN N2 QUE ESCAPA A ATMOSFERA.

ACTIVITAT 5: A)EN QUINA SUBSTÀNCIA ES CONVERTEIXEN ELS NITRATS?QUINS PROBLEMES GENEREN ELS NITRITS?

B) EXPLICA LES CAUSES PER LES QUALS L’AGRICULTURA BIOLÒGICA ES BASA EN LES SEGÜENTS CARACTERÍSTIQUES.

ACTIVITAT 6:

CICLE DEL SOFRE

CONT. CICLE SOFRE

• MAJORITÀRIAMENT EMMAGATZEMAT A LA HIDROSFERA EN FORMA DE SULFAT SO42- .

• EL PAS TERRA-OCEÀ ES BASTANT LENT.

• EN GEOSFERA: A)PER EVAPORACIÓ DE CONQUES ENDORREIQUES I MARS SOMES => FORMA GUIXOS.

B) SULFATS: ES LIXIVIEN EN ELS SÒLS, + REPOSICIÓ PER PLUGES AMB IÓ SULFAT => SÒLS RICS EN SULFATS.

• EN BIOSFERA:

A) IMPRESCINDIBLES PER SÍNTESI D’ ALGUNES MOLÈCULES ORGÀNIQUES: PLANTES, BACTERIS I FONGS L’ INCORPOREN COM SO4

2- + REDUCCIÓ -> SO3 - I DESPRÈS A H2 S , UTILITZABLE EN SÍNTESI VEGETAL => PASSA A XARXA TRÒFICA .

B)ÉSSERS VIUS AL MORIR ALLIBEREN H2S A TOTS SISTEMES.

• EN OCEANS PROFUNDS I PANTANS => S/ O2 , EL SULFAT ES REDUEIX A H2 S PER BACTERIS SULFATOREDUCTORS => ALLIBERA O2 => APROFITAT PER ALTRES MICROORGANISME.

• EL H2S ES FORMA DE 2 FORMES:

A. DESCENDENT: ES COMBINA AMB FERRO => PRECIPITA PIRITA => ATRAPADA ENTRE L’ARGILA =>PER METAMORFISME + FUSIÓ => S’ALLIBERA PER VULCANISME O QUAN HOME CREMA COMBUSTIBLES FÒSSILS .

B. ASCENDENT:H2S FINS LLOCS OXIGENATS => S’OXIDA A SO42- PER PROCÉS FOTO O QUIMIOSINTÈTIC.

• PAS DE H2S OCEÀ-ATMOSFERA => COMPENSA PÈRDUA DE SO42- CAP A MAR, HO FAN ALGUES DIMETIL SULFUR ( DMS) => TANT

H2S => PUDOR OUS PODRITS I EN POCA QUANTITAT LA BONA OLOR DE MAR.

• ATMOSFERA: H2S S’OXIDA AMB OH- => H2SO4 QUE FAN DE NUCLIS DE CONDENSACIÓ => AFAVOREIXEN PLUGES => TORNA A MAR O CONTINENT => TANCANT CICLE.

• VOLCANS( NATURAL ) I INDUSTRIES I QUEMA DE COMBUSTIBLES FÒSSILS 0> + SO2 => + H2SO4 => PLUJA ÀCIDA

1. LES FONTS DE CONTAMINACIÓ DE L’ AIRE

• 1.1 FONTS NATURALS:

• ERUPCIONS VOLCÀNIQUES => COMPOSTOS DE S,N I C.

• INCENDIS FORESTALS NATURALS=> SOBRETOT CO2 I CENDRES.

• PARTÍCULES DE SEDIMENTS MOLT FINES: EN ZONES S/ VEGETACIÓ.

• 1.2 FONTS ANTROPOGÈNIQUES: • PER CONTAMINANTS ARTIFICIALS O AFAVORIR ELS

NATURALS.

• DEFORESTACIÓ, MINES A CEL OBERT … => + EROSIÓ DEL SÒL => + PARTÍCULES EN SUSPENSIÓ.

• INCENDIS PROVOCATS => GASOS + CENDRES.

• ELS PRINCIPALS:

1) MITJANS DE TRANSPORT

2) PROCESSOS INDUSTRIALS: CONTAMINANTS -> SUBSTÀNCIES ESPECÍFIQUES ( COMPOSTOS HALOGENATS, AEROSOLS D’ÀCIDS, SULFURS, AMONÍAC,METALLS I COMPOSTOS ORGÀNICS COV ) I ALTRES COMUNES COM ÒXIDS DE S, N, C, HIDROCARBURS I PARTÍCULES. INDÚSTRIES + CONTAMINANTS: DEL PETROLI, QUÍMIQUES, METAL·LÚRGIQUES, TRANSFORMACIÓ MINERALS, EXPLOSIUS, PINTURES, CIMENT I ALGUNES D’ALIMENTÀRIES.

3) CALEFACCIONS DOMÈSTIQUES => ÒXIDS DE SOFRE, NITROGEN, CARBONI I PARTÍCULES SÒLIDES I LÍQUIDES.

EX. * EN MILIONS DE TONES

ACTIVITAT 7: taula 1: activitats humanes taula 2 : activitats naturals

Cont. Act. 7

2. AGENTS CONTAMINANTS

• DEFINICIÓ CONTAMINANTS ATMOSFÈRICS: Substàncies alienes a % normal o bé gasos atmosfèrics que es troben en > proporció.

• => problemes ambientals i de salut.

• TIPUS DE CONTAMINANTS:

A. PRIMARIS: emesos directament a atmosfera per font identificable.

B. SECUNDARIS: per reacció dels primaris entre si o amb altres substàncies de l’atmosfera.

• PRIMARIS I SECUNDARIS ES CLASSIFIQUEN EN : PARTÍCULES I GASOS. CAL DEFINIR:

• TEMPS DE RESIDÈNCIA: temps que un contaminant es troba en l’aire. Varia segons contaminant i estat atmosfèric. Per partícules: varia segons grandària. Per gasos segons capacitat de reacció.

• CAL DIFERENCIAR:

-> VALOR LÍMIT: concentracions mitjanes per a un determinat període de temps que no s’han de superar, per evitar, prevenir o reduir efectes nocius.

-> VALOR D’ALERTA: concentracions a partir de les quals una breu exposició => risc per salut. Si % > valor d’alerta => Administració declara situació d’emergència i plans d’actuació.

• AEROSOLS: sòlides o liquides ( ex. Fum , pols.. ) de mida entre 0,01 i 100 um. => romanen en suspensió molt temps.

• METALLS PESANTS: elements químics de massa atòmica elevada com partícules en % petites => perillosos per no degradar-se i acumular-se en cadena tròfica.

2.1 PARTÍCULES: sòlides i líquides

2.2 GASOS:

-Molt diversos=> veure taules -Cal saber les unitats utilitzades: ug/m3 = 1 ppb mg/l = 1 ppm

VEURE TAULES DEL LLIBRE PG. 237/238

ACTIVITAT 8:

3. EFECTES DE LA CONTAMINACIÓ ATMOSFÈRICA: 3.1 EFECTES LOCALS

3.1.1 BOIRUM FOTOQUÍMIC • FORMAT PER REACCIÓ D’HIDROCARBURS + ÒXIDS DE N + O2

PER LA RADIACIÓ ULTRAVIOLADA DEL SOL = OZÓ I ELS PAN( NITROPERÒXIDS D’ACIL O PEROXIACETIL NITRATOS). SOBRETOT EN GRANS CIUTATS + MOLTA RADIACIÓ DEL SOL.

• DEPÈN DE CERTS FACTORS:

1. RADIACIÓ SOLAR:SEGONS ESTACIÓ D’ANY I HORA DEL DIA.

2. INVERSIÓ TÈRMICA: AFAVORIDA PER SITUACIONS ANTICICLÒNIQUES.

3. RELLEU: SI VOREJAT DE SERRALADES => IMPEDEIX DISPERSIÓ.

4. TRÀNSIT: PER EMISSIÓ DE ÒXIDS DE NITROGEN I HIDROCARBURS.

• EFECTES NOCIUS SOBRE PERSONES:

IRRITACIÓ VIES RESPIRATÒRIES.......TOS, ASMA...

“ MUCOSES D’ULLS ( CONJUNTIVITIS)

CANSAMENT, DECAÏMENT I MAL DE CAP

• SOBRE OBJECTES: CORROSIÓ METALLS, ESQUERDES CAUTXÚ I GOMES.

• MESURES PREVENTIVES: UTILITZAR TRANSPORT PÚBLIC, CARBURANTS NETS O REDUCCIÓ GASOS VEHICLES( CATALITZADORS: ESPONJA CERÀMICA EN ZONA D’ESCAPAMENT DE GASOS + METALLS ACTIUS => TRANSFORMEN ÒX. DE N I C , I HIDROCARBURS = N2 , CO2 I H2O).

GRAUS DE PERILLOSITAT PER OZÓ

• TAULA PG. 240

FORMACIÓ BOIRUM

REACCIONS PER FORMAR OZÓ

REACCIONS PER FORMAR ÀCID NÍTRIC A PARTIR D’OZÓ

MICROCLIMA URBÀ:

CANVIEN LES VARIABLES DE TEMPERATURA, INSOLACIÓ I GRAU D’HUMITAT, PER CAUSES DIVERSES:

-URBANITZACIÓ DEL SÒL: EDIFICIS,TURBULÈNCIES I –VENT

-PER + SUPERFÍCIES VERTICALS I + ABSORCIÓ DE RADIACIÓ INCIDENT ( PER + CIMENT...)

- PER + APORTACIÓ CALORÍFICA PER ACTIVITATS ANTROPOGÈNIQUES. => ILLA DE CALOR

- PER BRISES: NO AFAVOREIX DISPERSIÓ

CONT. MICROCLIMA URBÀ: CONTAMINACIÓ DEPÈN DE CONDICIONS METEOROLÒGIQUES:

AUGMENTA AMB INVERSIÓ TÈRMICA (ANTICICLÓ) SITUACIÓ NORMAL:

ACTIVITA T 9:QUÈ POTSER AQUESTA CAPA ROGENCA DEL CEL ? EN QUINA SITUACIÓ ATMOSFÈRICA ES DONA?

CONT. ACT. 9: EN QUINA FOTO HI HA MENOR INTENSITAT DEL FENOMEN ANTERIOR, EN AQUESTA O EN L’ANTERIOR? PER QUÈ?

3.1.2 PLUJA ÀCIDA

• GENERACIÓ DE CONTAMINANTS PRIMARIS:

COMBUSTIÓ A ALTES T => ÒXIDS DE N.

“ CARBÓ I UN POC ELS DERIVATS DEL PETROLI => ÒXIDS DE S .

AQUESTES REACCIONS => PLUJA ÀCIDA

NÚVOLS ÀCIDS ARRIBEN MOLT LLUNY=> DE GRAN BRETANYA I ALEMANYA FINS PENÍNSULA ESCANDINAVA => LLACS ACIDIFICATS.

CONVENI EUROPEU PER FER FRONT A AIXÒ.

QUEDEN AFECTATS: EL SÒL ,ECOSISTEMES TERRESTRES I AQUÀTICS, I MATERIALS.

PRINCIPALS FONTS: CENTRALS TÈRMIQUES. Ex. CERCS (BERGUEDÀ)

PER MINIMITZAR: CARBÓ NET DE SOFRE, I ALTRES MÈTODES + CARS -> POLS DE CaCO3 => FORMA CaSO4 O BÉ FILTRES.

1)PROPAGACIÓ PLUJA ÀCIDA 2)CAUSES D’ABOCAMENT A L’ATMOSFERA DE ÒXIDS DE SOFRE

1)DISMINUCIÓ EN L’AFECTACIÓ D’ECOSISTEMES D’EUROPA 2)AFECTACIÓ A LA P. ESCANDINAVA PER EMISSIONS DE GRAN BRETANYA: ISOLÍNIES DE PH DEL SÒL O D’AIGUA.

3)DISMINUCIÓ A USA I CANADÀ

AFECTACIÓ A MATERIALS I A LA VEGETACIÓ

ACT. 10:BUSCA PER INTERNET QUINES DADES DONEN PER L’ ANY EN CURS.

ACT. 11:

PRÀCTICA: EFECTES DE LA PLUJA ÀCIDA

ACT. 12: