INTRODUCERE

Transportul reprezintă în jur de o treime din totalul consumului final de energie în ţările membre UE şi mai mult de o cincime din emisiile de gaze cu efect de seră. De asemenea, acesta este responsabil de o mare parte a poluării aerului în mediu urban, precum şi de poluarea fonică. Mai mult, transportul are un impact semnificativ asupra peisajului deoarece acesta împarte suprafeţele naturale în mici porţiuni cu serioase consecinţe asupra plantelor şi animalelor.

În acelaşi timp, transportul este un element esenţial pentru societatea noastră modernă: acesta asigură accesul la locuri de muncă, bunuri şi servicii, educaţie, activităţi turistice şi de agrement. Gospodăriile moderne cu două venituri depind şi mai mult de transport deoarece este din ce în ce mai obişnuit ca cel puţin o persoană să trebuiască să facă naveta pe o distanţă semnificativă. Aceasta se datorează în parte specializării în creştere a forţei de muncă.

Sarcini precum cumpărăturile se bazează tot mai mult pe transport datorită tendinţei concentrării zonelor de cumpărături în mai puţine locuri, departe de zonele rezidenţiale care sunt deseori lipsite de posibilitatea de a face cumpărături.

Volumul de transport este în creştere: anual 1,9% pentru pasageri şi 2,7% pentru transportul de mărfuri. Această creştere depăşeşte îmbunătăţirile realizate în eficienţa energetică a diverselor mijloace de transport.

Ca urmare, consumul energetic şi emisiile de gaze cu efect de seră determinate de transport sunt în creştere. Acestea sunt exacerbate în plus printr-o trecere de la un transport mai eficient din punct de vedere ecologic, pe calea ferată şi cu autobuzul, la maşini şi aeronave.

O preocupare aparte o reprezintă aviaţia care este sectorul transporturilor cu cea mai rapidă creştere. Această creştere este determinată în parte de bogăţia în creştere şi de preţurile scăzute (aviaţia nu plăteşte taxa de carburant), care stă la baza unei creşteri puternice în domeniul călătoriilor în scopuri turistice. În prezent, aviaţia determină mai mult de 10% din emisiile de gaze cu efect de seră, dacă se include în statistici aviaţia internaţională.

În ciuda creşterii transportului, emisiile asociate de substanţe nocive precum monoxidul de carbon, hidrocarburile nearse, particulele şi oxizii de azot sunt în scădere deoarece sunt impuse norme mai stricte de emisii pentru autovehicule şi camioane. Totuşi, concentraţiile de pulberi în suspensie (PM) şi ozon nu au arătat, în general, nici-o îmbunătăţire din 1997.

Pulberile fine în suspensie şi ozonul de la nivelul solului sunt în prezent recunoscute în general ca fiind principalele pericole asupra sănătăţii umane determinate de poluarea aerului, iar transportul are o contribuţie principală la producerea acestora .

Unul dintre motivele pentru care persistă unele probleme privind calitatea aerului, în ciuda faptului că vehiculele devin mai curate, este faptul că emisiile în condiţii reale de conducere tind să fie mai mari decât emisiile în condiţii de testare.

Zgomotul din trafic afectează o mare parte a populaţiei. Organizaţia Mondială a Sănătăţii estimează că aproximativ 40% din populaţia UE este expusă zgomotului din traficul rutier la niveluri care depăşesc 55 dB şi că peste 30% din aceeaşi populaţie este expusă unor niveluri care depăşesc 55 dB pe timpul nopţii.

Prezenta lucrare este o analiză a degradării atmosferei provocată de industria transporturilor rutiere, urmărind delimitarea valorilor normale de cele anormale în capitolul aer (noxe, poluanţi) şi evaluarea impactului de mediu apărut în ultimii ani datorită acestui poluator major.

1

Capitolul I

METODOLOGIE

O lucrare de licenţă prezentată în domeniul ecologiei trebuie să trateze o problemă de mediu apărută din cauze naturale sau antropice, se analizează impactul produs asupra unui factor de mediu sau în general asupra tuturor componentelor ce alcătuiesc planeta. În cazul de faţă impactul agresor al mediului este industria transporturilor, iar lucrarea are titlul Poluarea aerului produsă de transporturile rutiere în judeţul Argeş.

Cu ajutorul materialelor bibliografice, pe baza unor cercetări amănunţite şi cu ajutorul acordat de autorităţile în domeniu din judeţul Argeş, am reuşit să alcătuiesc o imagine fidelă a stării atmosferei, implicit a aerului din zona argeşeană, analizând factorul poluare atmosferică produs de industria transporturilor rutiere.

În capitolul II se prezintă o sumară descriere a atmosferei, compoziţie, structură, forme şi limite, pentru a înţelege ce factori participă la fenomenul de poluare, cum sunt alcătuite straturile atmosferice.

În capitolul III prezint degradarea atmosferică provocată de industria transporturilor, emisiile degajate de autoturisme, efectele lor asupra sănătăţii umane şi asupra mediului, iar la sfârşitul capitolului prezint câteva soluţii de minimizare a efectelor negative.

Capitolul IV este o analiză comparativă a transporturilor internaţionale, cu cel naţional şi local, obiectivele politicilor de transport din Uniunea Europeană, din România şi din judeţul Argeş.

Studiul de caz este realizat prin amabilitatea şi cu ajutorul unor specialişti din cadrul Facultăţii de Transporturi - Universitatea Politehnică din Bucureşti, se identifică poluanţii produşi de motoarele cu ardere internă şi se evidenţiază efectele lor asupra mediului.

Scopul acestei lucrări este de a identifica problemele de poluare atmosferică legate strict de industria transporturilor şi de a încerca să găsească soluţii viabile pentru limitarea degajării în atmosferă a emisiilor produse de motoarele cu ardere internă.

Obiectivele urmărite sunt :- identificarea principalilor poluanţi atmosferici care provoacă

degradarea atmosferică;- analiza efectelor nocive ale poluanţilor asupra mediului şi asupra

sănătăţii;- analiza poluării chimice a aerului cu emisii de gaze nocive degajate

de motoarele cu ardere internă;- identificarea metodelor de reducere a poluanţilor atmosferici produşi

de autoturisme aplicate combustibililor.

2

Capitolul II

Considerente generale despre atmosferă

II.1 Structura atmosferei terestreAtmosfera este învelişul gazos al Pământului, care se menţine în jurul lui datorită

gravitaţiei. Moleculele aerului sunt supuse pe de o parte gravitaţiei, iar pe de altă parte forţei centrifuge determinate de rotaţia Pământului (figura 1) .

Figura nr. 1 – Atmosfera terestră

Distanţa la care aceste două forţe se echilibrează constituie grosimea cea mai mare pe care o poate avea atmosfera. În realitate, datorită mişcării lor, moleculele scapă din câmpul gravitaţional terestru cu mult înainte ca această grosime să fie atinsă. Ţinând seama de vitezele moleculelor, corespunzătoare temperaturilor din atmosfera înaltă, s-a calculat că grosimea maximă posibilă a atmosferei este de 3000 km. Masa totală a atmosferei este circa kg105 18⋅ , iar jumătate din aceasta se găseşte între sol şi nivelul situat la km5h ≅ .

Aerul uscat la nivelul mării are următoarea compoziţie (tabelul 1):

Tabelul nr. 1Nr. Crt.

Gazul Masa moleculară

[ u ]

Presiunea Parţială[N/m2]

Concentraţia moleculară

[cm-3]

Cantitatea procentuală

(%)1. Aer uscat 28,9 1,013.105 2,7.1019 1002. N2 28 7,904.104 2,11.1019 78,093. O2 32 2,119.104 5,6.1018 20,954. Ar 39,9 9,5.102 2,5.1017 0,935. CO2 44 30,66 8,1.1015 0,03

3

Tabelul nr. 1Nr. Crt.

Gazul Masa moleculară

[ u ]

Presiunea Parţială[N/m2]

Concentraţia moleculară

[cm-3]

Cantitatea procentuală

(%)6. H2 2 10,66 2,7.1015 0,000057. Ne 20,2 1,1996 3,2.1014 0,00188. He 4 0,3999 1,1.1014 0,00052

După repartiţia verticală a temperaturii aerului, în atmosferă se delimitează următoarele regiuni:

troposfera: de la suprafaţa solului până la înălţimea de 10-15 km, în funcţie de latitudine;

stratosfera: de la 18 km până la 30-35 km; mezosfera: deasupra stratosferei până la 80-100 km; termosfera: de la limita mezosferei până la 1000-1200 km; exosfera: deasupra termosferei până la aproximativ 3000 km.Între aceste regiuni se află zone de tranziţie, cu grosimi variabile de la câteva sute de

metri până la câţiva km. Aceste zone se numesc: tropopauza, stratopauza, mezopauza, termopauza, (figura 2).

Troposfera şi stratosfera, adică zona din atmosfera terestră în care se resimte influenţa suprafeţei Pământului atât din punct de vedere dinamic cât şi din punct de vedere termic reprezintă stratul limită atmosferic. Aici se desfăşoară cvasitotalitatea activităţilor umane care sunt influenţate de vântul din acest strat şi care, la rândul lor, influenţează caracteristicile stratului limită atmosferic. În acest strat au loc importante fenomene termice şi aerodinamice legate de interacţiunea atmosferei cu suprafaţa solului şi a apei, interacţiune care conduce la apariţia de perturbaţii meteorologice şi care apoi, prin mecanisme de transport turbulent, sunt propagate în zona exterioară stratului limită atmosferic, adică în atmosfera liberă, reprezentată de mezosferă, termosferă şi exosferă. În această parte superioară a atmosferei Pământului ionii şi electronii sunt prezenţi în număr suficient de mare pentru a influenţa propagarea undelor radio.

4

Figura nr. 2 – Stratificarea atmosferei Grosimea stratului limită atmosferic depinde de valoarea vitezei medii a vântului din

atmosfera liberă, de stratificarea verticală a temperaturii, de dimensiunile, forma şi repartiţia rugozităţii terenului. Ea poate fi considerată ca egală cu altitudinea la care deplasările verticale ale aerului devin neglijabile.

Fenomenele complexe care se produc în zona stratului limită atmosferic şi care influenţează activităţile umane sunt:

acţiunea vântului; acţiunea combinată a vântului şi zăpezii cu urmărirea aglomerărilor de zăpadă; dispersia poluanţilor gazoşi în atmosferă; captarea energiei eoliene etc.

II.2 Principale componente constante ale atmosferei Este un fapt cunoscut că apariţia şi dezvoltarea tuturor formelor de la suprafaţa terestră şi

din mediul aerian au fost posibile tocmai datorită existenţei atmosferei, în compoziţia prezentată mai sus. Desigur, dintre gazele componente au pentru viaţă o importanţă esenţială, în timp ce altele sunt indiferente (cel puţin în proporţiile menţionate).

Prin ponderea şi însuşirile lor, azotul şi oxigenul, componente constante totalizează laolaltă 99,037% din volumul şi 98,670% din greutatea atmosferei, sunt gazele cele mai importante.

II.2.1 Azotul, este, sub raport cantitativ, principalul gaz component al atmosferei (0, 088 % din volum şi 75,527% din greutate). Singur, el nu întreţine viaţa, în amestec cu oxigenul (în proporţiile din atmosferă) temperează acţiunea acestuia, făcând posibilă dezvoltarea vieţii. Este lipsit de toxicitate, creşterea concentraţiei lui în sângele uman sau animal provoacă „beţia azot”, care poate avea consecinţe grave. Pentru regnul vegetal constituie un important element nutritiv, plantele de pe întregul Pământul consumând circa 25 milioane tone de azot, obţinut fie direct din aer, fie din compuşii azotului formaţi în atmosferă şi aduşi la sol prin mijlocirea precipitaţiilor.

5

Azotul şi compuşii azotului contribuie constant la poluarea atmosferei, bioxidul de azot NO2 este unul din cei mai periculoşi poluanţi.

Sursa principală a acestui gaz o reprezintă motoarele cu ardere internă, în special a automobilelor. NO2 se formează la temperatura ridicata din ţevile de eşapament. Cantităţi importante de NO2 dau naştere şi la arderea cărbunilor.

În afară de faptul că NO2 este toxic ca atare la anumite concentraţii, el contribuie nemijlocit la formarea smogului - fotochimic, un produs complex alcătuit din diverşi compuşi chimici şi având ca substrat fizic particule de aerosoli (suspensii solide sau lichide din atmosferă).

Sub influenţa razelor solare mai ales ultraviolete (UV) între aceşti compuşi se produc reacţii secundare şi terţiare din care iau naştere alte substanţe, ca ozon, PAN, acroleina, formaldehida, peroxiacetilnitraţi, etc. Dintre acestea PAN şi ozonul au efecte toxice deosebit de puternice.

Bioxidul de azot sub acţiunea razelor UV reacţionează şi dă oxid de azot şi oxigen atomic. O parte din acesta se combină cu oxidul de azot regenerând NO2, proces ce duce la menţinerea NO2 în atmosferă. Altă parte a oxigenului atomic se combină cu O2 şi dă ozonul, foarte reactiv şi puternic oxidant. Ozonul reacţionează cu resturile de hidrocarburi care apoi se combină cu PAN. PAN are puternice efecte toxice asupra plantelor, chiar la concentraţii mici producând necroze ale ţesuturilor frunzelor, inhibă fotosinteza.

II.2.2 Oxigenul, în atmosferă deţine locul al doilea sub raport cantitativ (20,949% din volum şi 23,143% din greutate), dar joacă rolul principal din punct de vedere calitativ. Aceasta deoarece, este indispensabil procesului respiraţiei, ceea ce înseamnă că în absenţa lui viaţa ar fi imposibilă.

II.2.3 Bioxidul de carbon, deşi sub raport cantitativ ocupă locul al patrulea printre componenţii aerului uscat (în medie 0,0318% din volum şi 0,0456% din greutate), bioxidul de carbon joacă un rol esenţial în viaţa plantelor. Proporţia bioxidului de carbon din straturile inferioare ale troposferei prezintă, mai ales în regiunile temperate, şi o variaţie ciclică anuală, caracterizată prin descreşteri importante primăvara şi vara, când procesul fotosintezei se intensifică, şi prin creşteri sensibile toamna, când fotosinteza este considerabil diminuată.

Ozonul, constituie o stare alotropică a oxigenului. Este un gaz de culoare albăstruie, cu un miros caracteristic. Identificabil în atmosferă de la 10 până la 60 km înălţime, el înregistrează concentraţii mai ridicate în anumite straturi ale atmosferei (între 20 şi 30 km înălţime, cu maximul la 25 km) şi mezosferei (între 40 şi 55 km, cu maximul la 50 km), cunoscute împreună sub denumirea de ozonosferă.

II.2.4 Aerosolul atmosferic. Particulele solide şi lichide din atmosfera Pământului influenţează în permanenţă viaţa. Ele controlează vizibilitatea în aer, intensitatea radiaţiei solare care atinge suprafaţa Pământului, precum şi proprietăţile electrice, magnetice şi radioactive ale mediului atmosferic. Aceste particule joacă de asemenea un rol foarte important în reglarea ciclului apei în natură.

După timpul lor de viaţă constituenţii gazoşi ai atmosferei se pot împărţi astfel:a) constituenţi cvasi-constanţi (QC) al căror timp de viaţă este de ordinul miilor de

ani (N2, O2, He, Ne, Ar, Kr, Xe);b) constituenţi care variază lent (VL) al căror timp de viaţă este de câteva luni până

la câţiva ani (CH4, O3, N2O, CO2, CO, H2);c) constituenţi care variază rapid (VR) al căror timp de viaţă este de câteva zile

sau mai puţin (SO2, H2S, NO, NO2, NH3). Aerosolul reprezintă sistemul care conţine particule lichide sau solide suspendate într-un

gaz. Dacă gazul este aerul atmosferic atunci aerosolul se numeşte aerosol atmosferic. În această

6

suspensie gazoasă se obişnuieşte să se includă alături de particulele solide, toate particulele lichide, cu excepţia hidrometeorilor (adică picături de ploaie şi cristale de gheaţă).

În stratul limită atmosferic, numit din acest punct de vedere şi omosferă, compoziţia atmosferei este relativ uniformă. În atmosfera liberă compoziţia atmosferei începe să varieze puternic datorită separării gravitaţionale a constituenţilor ei şi datorită radiaţiei solare care disociază unii constituenţi şi stimulează formarea altora. Din acest punct de vedere această parte a atmosferei se mai numeşte şi eterosferă.

Particulele de aerosol atmosferic au dimensiuni variate; de la dimensiunea câtorva molecule până la particule cu diametrul mai mare de 100 µm. Din acest punct de vedere, aerosolul atmosferic se poate împărţi în următoarele grupe dimensionale, împărţire în acord şi cu tehnicile de măsurare:

a) particule Aitken (detectate cu ajutorul detectorului de particule Aitken);b) particule cu: m1,0r05,0 µ≤≤ ;c) particule mari: m0,1r1,0 µ≤≤ ;d) particule gigante: m0,1r µ> .În afară de contribuţia neînsemnată a meteoriţilor şi a polenului, particulele de aerosol

sunt rezultatul a două procese de bază:1) dezintegrarea şi dispersia de materiale de la suprafaţa Pământului:

- de la suprafaţa uscatului;- de la suprafaţa oceanului planetar;

2) reacţiile chimice şi condensarea gazelor şi a vaporilor din atmosferă.

II.3 Temperatura atmosfereiÎn procesele legate de circulaţia maselor de aer din atmosferă, temperatura atmosferei este

un factor foarte important. Ea este determinată, în afară de sursa primară de energie care este radiaţia solară şi de:

- radiaţia terestră, - radiaţia atmosferei terestre, - comprimarea şi dilatarea aerului, - evaporarea şi condensarea vaporilor de apă din aer,- difuzia moleculară turbulentă.

Ultimele trei fenomene care au loc în atmosferă sunt determinante în stabilirea repartiţiei temperaturii în atmosferă şi implicit în definirea profilului de temperatură din zona stratului limită atmosferic.

Variaţia temperaturii cu înălţimea nu se produce după o lege bine determinată. În troposferă temperatura scade uniform cu înălţimea, de la 10-200C, la suprafaţa solului, până la -50oC, gradientul mediu de scădere al temperaturii, numit şi gradient adiabatic uscat, fiind 5-6 o

C/km. Această scădere este conform cu ecuaţia lui Poisson:

γ−γ

=

1

0TT

p

p0

(1)

unde constanta:

V

p

C

C=γ (2)

7

dată de raportul dintre căldura molară la presiune constantă şi cea la volum constant, reprezintă exponentul adiabatic. Scăderea de presiune care apare în cazul maselor de aer ascendent, conduce şi la descreşterea temperaturii.

În stratosferă temperatura rămâne aproximativ constantă, circa -500C, iar apoi, în mezosferă, începe să crească, atingând un maxim de circa -100C, la înălţimea de 50 km, după care scade din nou până la circa -500 C. În termosferă temperatura creşte continuu, atingând la intrarea în exosferă o valoare de 1000-15000 C. În exosferă noţiunea de temperatură începe să-şi piardă înţelesul obişnuit deoarece ciocnirile dintre particule sunt atât de rare încât transferul energetic nu mai este posibil.

II.4 Forme ale degradării atmosfereiII.4.1 Modificarea climei. Modificarea caracteristicilor climei a fost pusă în evidenţă în

jurul anilor 1987, prin semnalarea încălzirii globale a mediului înconjurător. Programe de cercetare au identificat un proces clar de schimbare a climei şi au permis formarea certitudinii că se fac simţite efecte ale schimbării climei.

În ultimii ani au apărut şi alţi indicatori ai schimbării climei. Astfel, cu ajutorul unui satelit militar, a fost detectată o creştere a nivelului mării cu trei milimetrii în perioada 1993 – 1996. Datele la care are lor schimbarea anotimpurilor pot servi drept barometru al schimbării climei. La începutul anului 1995 au fost publicate primele rezultate ale studiilor ce investighează o perioadă de peste 700 ani, privind schimbarea anotimpurilor. S-a pus în evidenţă procesul de modificare a acestor date începând cu anul 1940. Este deja acceptat faptul că astfel de schimbări nu sunt determinate de cauze naturale. Preocupările actuale ale cercetătorilor sunt îndreptate spre anticiparea cât mai corectă a viitoarei structuri a climei, prin folosirea celor mai moderne şi complete modele de circulaţie globală a atmosferei.

Un alt aspect al modificărilor climatice este legat de creşterea frecvenţei şi gravităţii furtunilor. Cercetări recente arată că încălzirea atmosferei şi a mărilor are ca rezultat un mai mare schimb de energie, mărind astfel viteza de deplasare pe verticală a curenţilor, fapt observat în dezvoltarea cicloanelor tropicale, a tornadelor, a furtunilor cu descărcări electrice şi a celor cu grindină. Aceste consecinţe nu sunt însă confirmate în totalitate. Totuşi, numărul mare de dezastre naturale, cu pagube materiale considerabile, produse în ultimii ani, constituie un indiciu al efectelor determinate de încălzirea globală. În acest sens, o creştere cu 3 – 4 oC a temperaturii mării va determina o creştere a potenţialului distructiv al uraganelor cu 50% şi va genera forme de vânt cu viteze de până la 350 km/h.

II.4.2 Creşterea nivelului mărilor şi oceanelor este un alt efect al încălzirii globale. În decursul ultimului secol nivelul mărilor a crescut cu 20 – 40 cm, iar estimările pentru anul 2100 conduc la valori de 10 – 12 cm. Aceste creşteri vor determina inundarea zonelor de uscat şi a deltelor, a unor zone locuite, afectarea surselor de apă potabilă, etc.

II.4.3 Efectul de seră. Procesul prin care radiaţia termică a suprafeţei Pământului, a cărei lungime de undă este mai mare decât a radiaţiei solare, este reţinută de gazele componente ale atmosferei se numeşte efect de seră. Ca urmare temperatura mediului înconjurător creşte. Principalul component al aerului atmosferic responsabil de acest efect este dioxidul de carbon (CO2). Oxizii de azot (NOx), metanul (CH4), compuşii organici ai carbonului cu clorul şi fluorul (CFC), clorofluorocarburile, influenţează în mai mică măsură componentul termic al atmosferei (figura 3).

8

Figura nr. 3 - Efectul de serăÎncălzirea globală are pe lângă creşterea temperaturii şi alte efecte perturbatoare, cu

consecinţe, cu consecinţe negative importante asupra ecosistemului:- modificarea regimului precipitaţiilor,- epuizarea resurselor de apă,- creşterea nivelului mărilor şi oceanelor.

Temperaturile medii globale sunt astăzi cu 0,60C mai mari decât în urmă cu un secol. Prognozele pe modele fizice conduc la concluzia că la sfârşitul secolului următor creşterea temperaturii va fi de 2,5 – 5,50C. În zonele polare această creştere va fi mai mare, ajungând până la 6 – 80C. Dacă aceste prognoze se vor confirma este posibil ca nivelul oceanului planetar să crească cu aproximativ 1 m. Pericolul este cu atât mai mare cu cât sunt ameninţate zonele de coastă în care sunt situate o serie de oraşe mari.

Carbonul este unul din cele mai răspândite elemente dispersate în atmosferă de industrie. În anul 2006 au fost eliminate în atmosferă circa 5,66 miliarde tone de carbon din activităţi industriale. La acestea se mai adaugă încă 1 – 2 miliarde tone eliberate prin tăierea şi ardere pădurilor. Fiecare tonă de carbon emisă în aer formează 3,7 tone de dioxid de carbon, gaz care este inofensiv, dar care determină creşterea temperaturii terestre.

Emisiile de CO2 au depăşit încă în urmă cu aproape un secol capacitatea de absorbţie a carbonului de către vegetaţia terestră şi de oceane. De atunci concentraţia de CO2 creşte continuu.

Astfel numai în perioada 2000 – 2006 concentraţia a crescut cu 30%. În martie 2000, Comisia Europeanã a lansat primul Program European pentru

Schimbarea Climei (ECCP). Acesta a fost creat pentru a genera politici, mãsuri şi o schemã a schimbului de emisii care sã asigure faptul cã Uniunea Europeanã va reduce emisiile cu 8% sub nivelul din anii 1990 pânã în perioada 2008-2012, fiind în concordanţã cu angajamentele fãcute în cadrul Protocolului Kyoto. Dezvoltarea primului Program European pentru Schimbarea Climei a implicat toate grupurile relevante de participanţi, incluzând aici persoane din diferite directorate generale ale Comisiei, oficiali din Statele Membre, din cadrul industriilor şi a grupurilor de mediu. Programul a acoperit o gamã variatã de iniţiative, inclusiv promovarea energiei regeneratoare şi utilizarea autovehiculelor ecologice.

9

Faza a doua a Programului European pentru Schimbarea Climei (ECCP II) a fost lansatã în octombrie 2005. Consistã din diverse grupuri de lucru: revizuirea fazei unu a programului (ECCP I), aviaţia, dioxidul de carbon şi automobilele, captarea carbonului şi depozitarea acestuia, mãsuri de adaptare şi revizuirea schemei de schimb a emisiilor.

Schema schimbului de emisii a gazelor cu efect de serã ale Uniunii Europene EU ETS joacã un rol cheie în lupta împotriva schimbãrii climei. A devenit operaţionalã în 2005 fiind cea mai cuprinzãtoare astfel de schemã din lume, incluzând o multitudine de ţãri precum şi o multitudine de sectoare care opererazã pe baza schimbului de emisii a gazelor. Aceastã schemã permite de asemenea companiilor sã depãşeascã nivelul propriu al emisiilor de dioxid de carbon prin cumpãrarea permiselor verzi – contribuind în acest mod la atingerea obiectivului Uniunii Europene în cadrul Protocolului Kyoto.

În ianuarie 2007 Comisia a propus reducerea cu 20% pânã în 2020 a emisiilor de gaze cu efect de serã, acestea fiind comparate cu nivelul din anii 1990. Comisia a sperat cã o astfel de propunere va determina o nouã revoluţie industrialã. Obiectivul ambiţios propus de Comisie a fost aprobat cu ocazia summit-ului de primãvarã din martie 2007. Uniunea Europeanã va trebui sã respecte acest obiectiv în mod unilateral, indiferent de obţinerea sau nu a unui nou acord ce vizeazã protecţia mediului dupã ce Protocolul Kyoto expirã în 2012. Uniunea Europeanã sperã de asemenea sã fie un exemplu de urmat pentru ţãri ca Statele Unite sau China. Pentru a atinge acest obiectiv, Comisia a propus armonizarea completã a pieţelor de electricitate şi de gaz din cadrul Uniunii Europene. De asemenea, din volumul total al energiei existente, 20% trebuie sã provinã din surse de energie regeneratoare, precum energia solarã sau cea eolianã, iar din totalul combustibililor folosiţi, 10% trebuie sã fie de naturã bio. Un obiectiv ulterior este reducerea cu pânã la 20% a energiei consumate.

Capitolul IIIDegradarea atmosferică provocată

de industria transporturilor

Degradarea atmosferică este un proces de modificare a compoziţiei chimice normale a mediului aerian, prin propagarea în acesta de substanţe chimice agresive sau de discomfort, din cauza activităţilor multiple ale omului în scopul creşterii calităţii vieţii materiale a speciei umane.

În Convenţia de la Geneva, din noiembrie 1979, ratificată de România prin Legea nr. 8/25 ianuarie 1991, la art. 1 se precizează „Expresia poluarea atmosferică desemnează introducerea în atmosferă de către om, direct sau indirect de substanţe sau energie care au o acţiune nocivă de natură să pună în pericol sănătatea omului, să dăuneze resurselor bilogice şi ecosistemelor, să deterioreze bunurile materiale şi să aducă atingere sau să păgubească valorile de agrement şi alte utilizări legitime ale mediului înconjurător...”.

Plecând de la compoziţia normală, poluarea atmosferică corespunde prezenţei substanţelor străine sau unei variaţi importante a proprietăţilor componentelor aerului, variaţie care este susceptibilă să provoace efect nociv sau discomfort. Astfel, bioxidul de carbon constituent normal al atmosferei, este poluant atmosferic atunci când concentraţia lui depăşeşte 300 p.p.m. (părţi pe un milion).

Poluanţi atmosferici pot fi de natură :

gazoasă – CO2 ,CO, SO2 , NO, NO2 , NNH3;

10

lichidă - particule lichide care reprezintă emanaţii din diferite procese de condensare chimică;

solidă – care reprezită particule solide sub formă de pulberi în fumuri de ardere, prafuri industriale, vulcanice sau prafuri provenite de la explozile atomice (conţinând în special 2 izotopi radioactivi, 90Sr, 131I).Sursele de poluare atmosferică de natură artificială, produse de om, sunt:

surse industriale –uzine de produşi anorganici; uzine de produşi organici; uzine de hârtie şi celuloză;industrie alimentară; uzine termoenergetice; fabrici de ciment şi materiale de construcţie; uzine siderlurgice; uzine de metalurgie neferoasă;

mijloace de transport – autovehicule; locomotive; nave; avioane;

surse casnice – crematorii de bloc, cartier, oraş; sisteme de încălzire individuale şi colective (figura 4).

Figura nr. 4 -Structura emisiilor de bioxid de carbon, internaţional, 2007

III.1 Efecte nocive ale poluării provocate de transporturi Astfel de studii (impactul transportului asupra mediului şi asupra sănătăţii) pur şi simplu

nu au fost făcute sau, cel puţin, nu s-au făcut într-un mod coerent, sistematic şi consistent.Gazele de eşapament provoacă probleme serioase de sănătate persoanelor suferinde de

astmă şi alte boli respiratorii, cardiacilor, gravidelor, vârstnicilor şi copiilor.Agenţia Internaţională de Cercetări asupra Cancerului clasifică benzenul şi particulele

emise ca fiind substanţe cancerigene, gazele de eşapament de la motoarele pe benzină ca fiind posibil cancerigene.

În 1990, Agenţia Suedeză de Protecţie a Mediului a estimat că, din totalul populaţiei Suediei de 8,4 milioane locuitori, un număr cuprins între 300 şi 2000 de persoane se vor îmbolnăvi de cancer în fiecare an din cauza poluării generale a aerului. Principalele substanţe vinovate pentru creşterea riscului de cancer sunt particulele şi hidrocarburile aromatice policiclice, ambele fiind emise de autovehicule. Raportul a conchis că emisiile poluante cauzatoare de cancer trebuie să fie reduse cu 90% în zonele urbane pentru protejarea sănătăţii publice (figura 5).

11

Structura emisiilor de dioxid de carbon, internaţional, 2007

Alte industrii energetice

5%

Menaje8%

Transporturi interne

21%

Industria prelucratoare si constructii

19%

Altele (comerţ,

sector public, agricultura)

6%

Electricitate si termoficare

41%

Figura nr. 5 – Emisii poluante cauzatoare de cancer

Un studiu german a descoperit că funcţionarea anormală a plămânilor, respiraţia şuierată şi acneea la copiii de şcoală erau direct legate de volumul de trafic din cartierele în care trăiau aceşti copii sau în care era situată şcoala. Cercetări din Birmingham (Marea Britanie) au descoperit că internările în spital a copiilor cu astmă se datorau faptului că aceştia locuiau în apropierea unor drumuri aglomerate.

Un program de cercetări pe termen lung din Statele Unite a constatat că creşterea ratei mortalităţii cauzate de cancerul pulmonar, a bolilor cardiace şi respiratorii corespund cu creşterea concentraţiei de particule. Rata mortalităţii cauzată de bolile de inimă sau plămâni din oraşele mai poluate au fost cu 37% mai ridicată decât cea din zonele mai puţin poluate. Alte studii au descoperit legături între poluarea cu particule şi spitalizări din cauza pneumoniei sau bolilor pulmonare cronice obstructive, urgenţe din cauza aceloraşi boli şi astmei, insuficienţa pulmonară la copii, absenţe la şcoală, decese.

Oxizii de azot împreună cu compuşii organici volatili (benzinele şi vopselele pe bază de ulei), în prezenţa căldurii şi luminii solare, contribuie la formarea ozonului troposferic. Deşi acest gaz este foarte folositor în straturile superioare ale atmosferei, la nivelul solului are efect toxic asupra sănătăţii umane, iritând gâtul şi plămânii şi agravând astma şi problemele respiratorii. Ei sunt, de asemenea, un precursor major al ploilor acide. În S.U.A, în 1990, aproximativ 45% din emisiile de NOx proveneau de la surse mobile (camioane şi automobile), 35% de la centralele electrice şi 15 % din arderea de combustibili industriali.

Monoxidul de carbon determină alimentarea deficitară a organismului cu oxigen şi poate provoca toropeală şi dureri de cap.Plumbul se acumulează în organism şi afectează dezvoltarea mentală la copii.Particulele de carbon provenind de la motoarele Diesel stau la baza mirosului neplăcut şi a murdăriei produsă de trafic. Ele pot provoca cancer.

În acest moment, sectorul de transport este responsabil pentru un sfert din totalul consumurilor de energie la nivel mondial, şi este sursa pentru o cincime din totalul emisiilor de dioxid de carbon (CO2) rezultate din arderea combustibililor fosili. Transportul este unul din sectoarele cu cea mai rapidă creştere atât în ţările dezvoltate cât şi în ţările în curs de dezvoltare. Scenariile sugerează că utilizarea energiei de către transporturi va creşte cu 40 până la 100% până în anul 2025, în ciuda creşterii costurilor sociale şi de mediu datorate utilizării maşinii (date la nivelul anului 2000). Un procent de 90% din viitoarea creştere a emisiilor de CO2 va reveni sectorului de transport, un autoturism emiţând anual în atmosferă în medie de 4 ori mai mult CO2

decât greutatea sa. În acest context preocuparea de bază a UE, exprimată şi într-o comunicare a

12

Comisiei devine identificarea politicilor ce trebuie puse în aplicare pentru obţinerea obiectivului privind reducerea gazelor cu efect de seră.

Trebuie reţinut că problema poluării atmosferice este complexă şi că compoziţia de detaliu a aerului poluat variază foarte mult în funcţie de zona geografică, de configuraţia geometrică a surselor poluante, temperatură, umiditate, intensitatea luminii, etc. Astfel, se vorbeşte mult de străpungerea centurii de ozon în emisfera nordică a Pământului, ori nimic mai normal dacă avem în vedere că atacarea stratului de ozon estecauzată de CFC – uri, că anual omenirea disipează anual în atmosferă 400 mii tone de CFC – uri şi că 98 mii tone, adică 25 % emană din SUA şi Canada.

Reluând problema surselor de poluare atmosferică voi prezenta câteva aspecte ale poluării datorate transportului în special, subiectul analizat în lucrarea de faţă.

Mijloacele de transport reprezintă o categorie importantă şi foarte diversificată de accesorii indispensabile ale civilizaţiei şi concomitent, produc producători ai poluării factorilor naturali. Din această categorie a mijloacelor de transport ca surse poluante atmosferic, pe primul loc se situează autovehiculele, mai ales în ţările cu o densitate mare a acestora.

Mijloacele de transport cu motoare cu abur (locomotive, nave) produc o inpurificare a atmosferei prin fumul pe care îl evacuează pe coşuri.

Avioanele, la rândul lor, consumă benzină de calitate superioară, fapt care determină eliminarea unor produşi mai puţin poluanţi. Însă, efectul negativ este amplificat de faptul că zborul avioanelor la înălţimi din ce în ce mai mari injectează poluanţii în straturile superioare ale atmosferei, direct în straturile protectoare de CO2 şi de ozon, cu consecinţe negative asupra acestora.

Disiparea în atmosferă a peste 22 miliarde tone de CO2 anual din activităţile umane este cauza esenţială a creşterii procentului de bioxid de carbon în atmosferă datorită măriri exacerbate a parcului auto (figura 5) .

Figura nr. 5 - Parc autoLa începutul revoluţiei industriale, cu baza energetică axată pe cărbuni şi petrol,

procentul de CO2 din atmosferă era situat la valoarea de 0,03 %. Actualmente, acest procent este 0,033 %, iar pentru anul 2050 se prefigurează (la menţinerea actuală a ritmului de creştere) o valoare de circa 0,06 %. Aceste cifre sunt neliniştitoare din mai multe motive.

13

În primul rând, bioxidul de carbon este un gaz mai greu decât oxigenul şi azotul şi deci el se va acumula prepoderent în straturile inferioare ale atmosferei, odată cu micşorarea valorii raportului O2/ CO2

Prin arderea combustibililor, transporturile reprezintă o puternică sursă de emisii poluante în atmosferă. Principalele noxe sunt: CO2 , hidrocarburi şi NxOy

Se constată că transporturile rutiere contribuie cel mai mult la poluare.III.2 Efectele poluării atmosferei cu monoxid de carbon III.2.1 Efectele asupra organismului uman. În concentraţii mici, la o expunere foarte

lungă,oxidul de carbon produce o intoxicaţie cronică, la concentraţii mari chiar la o expunere de scurtă durată cauzează o intoxicaţie acută. Acţiunea toxică a monoxidului de carbon se produce la nivelul sângelui,monoxidul de carbon formând un compus cu hemoglobină-carboxihemoglobină(COHb). Ca urmare oxigenul este împiedicat să se combine cu hemoglobina,deoarece afinitatea hemoglobinei pentru monoxidul de carbon este de 250 de ori mai mare decât cea pentru oxigen. Acest proces diminuează capacitatea hemoglobinei de a trasporta oxigenul fiind responsabil de efectele toxice ale monoxidului de carbon asupra sistemului respirator.

La concentraţii reduse ale monoxidului de carbon(<30ppm)un organism sănătos poate compensa blocarea hemoglobinei (5% COHb) prin intensificarea volumului de sânge circulat (coronorian). Evident că efectele nocive ale oxidului de carbon, mergând până la modificări structurale în cord şi creier vor fi mai grave la persoanele care suferă de boli ale aparatului cardiovascular. Se consideră că o creştere a concentraţiei carboxihemoglobinei de la valoarea normală de 0.5% la circa 2.5% nu are efecte dăunătoare asupra organismului uman,depăşirea acestei valori conducând la deteriorări ale facultăţii de a dicrima intervalele de timp, alternări ale funcţiei vizuale şi ale performanţelor pshiomotorii(caracteristici în general unei stări de oboseală avansată). Concentraţia carboxihemoglobinei în sânge este în funcţie de concentraţia oxidului de carbon în aerul inhalat şi creşte în timp până la stabilirea echilibrului, această atingându-se la o expunere de 10-12 ore. III.2.2 Efectele asupra mediului. Concentraţiile admisibile în aer sunt de 13 ppm CO medie pe oră. Faţă de concentraţiile admisibile ale CO, aglomerările urbane prezintă de multe ori concentraţii de câteva ori mai mari, cauzate în primul rând de gazele de eşapament ale autovehiculelor (ponderea emisiilor depăşind cotă de 70%).

III.3 Efectele poluării atmosferei cu dioxid de carbon - gaze de seră Procesul prin care radiaţia termică a suprafeţei Pământului, a cărei lungime de undă este

mai mare decât a radiaţiei solare, este reţinută de gazele componente ale atmosferei se numeşte efect de seră. Prin intensificarea acestui efect temperatura mediului înconjurător creşte, fenomen cunoscut sub numele de încălzire globală. Principalul component al aerului atmosferic responsabil de acest efect este dioxidul de carbon (CO2).

Carbonul este unul din cele mai răspândite elemente dispersate în atmosferă de industrie. În anul 1988 au fost eliminate în atmosferă circa 5,66 miliarde tone de carbon din activităţi industriale. La acestea se mai adaugă încă 1 - 2 miliarde tone eliberate prin tăierea şi ardere pădurilor. Fiecare tonă de carbon emisă în aer formează 3,7 tone de dioxid de carbon, gaz care este inofensiv, dar care determină creşterea temperaturii terestre.

14

Dar, pe de altă parte acumularea de CO2 în atmosferă împreună cu alţi compuşi are drept urmare modificarea regimului de transfer al căldurii de la nivelul solului în atmosferă şi favorizează efectul de seră (figura 6).

Comisia temporară pentru schimbările climatice a hotărât reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră cu 80% până în 2050 şi creşterea gradului de utilizare a energiei regenerabile cu până la 20% până în 2020

Deputaţii europeni consideră că „schimbarea climatică are efecte adverse mai rapide şi mai grave decât s-a crezut iniţial” şi au cerut includerea problemei schimbării climatice în toate politicile şi sferele de activitate ale UE.

Raportul se bazează pe obiectivele Uniunii Europene de a limita gradul de încălzire globală sub 2°C. Comisia Europeană ar trebui să monitorizeze gradul în care obiectivele UE pot fi atinse, evitând schimbarea climatică.

Principalele recomandări ale raportului sunt:

Reducerea cu 25 - 40% a emisiilor de gaze cu efect de seră până în 2020 şi cu cel puţin 80% până în 2050, în comparaţie cu 1990;

Creşterea gradului de eficienţă a energiei regenerabile cu 20% până în 2020;

Dioxid de carbon64%

Metan19%

Protoxid de azot6%

Freoni11%

Figura nr. 6- Contribuţia gazelor de seră la încălzirea globală

III.4 Efectele poluării atmosferei cu metale grele Metalele grele sunt compuşi care nu pot fi degradaţi pe cale naturală, având timp

îndelungat de remanentă în mediu, iar pe termen lung sunt periculoşi deoarece se pot acumula în lanţul trofic. Metalele grele pot proveni de la surse staţionare şi mobile: procese de ardere a combustibililor şi deşeurilor, procese tehnologice din metalurgia metalelor neferoase grele şi traficul rutier.

Metalele grele pot provocă afecţiuni musculare, nervoase, digestive, stări generale de apatie care pot afecta procesul de dezvoltare al plantelor, împiedicând desfăşurarea normală a fotosintezei, respiraţiei sau transpiraţiei.

Substanţele chimice aeropurtate (mercur,plumb,cadmiu,zinc,fier,cupru) sunt antrenate uşor de vânt, ele pot fi găsite uneori la distante mari de locul emisiei în atmosferă. Oamenii sunt expuşi direct la aceste substanţe toxice în primul rând prin inhalare. Expunerea indirectă poate surveni,după căderea pe sol sau în apa a particulelor aeropurtate, afectând apa potabilă, culturile, animalele şi peştii consumaţi de populaţie. Aceşti poluanţi au că sursă principală diferite procese industriale, pentru plumb adaugandu-se şi poluarea produsă de gazele de eşapament provenite de la motoare cu ardere internă cu aprindere cu scânteie. Fără a fi foarte răspândiţi, cu excepţia plumbului, se caracterizează printr-o toxicitate ridicată (figura 7) .

15

Fig. nr. 7 - Emisii de metale grele (kg/an)

III.5 Efectele poluării atmosferei cu oxizii de azotIII.5.1 Impactul asupra mediului. Prezenţa oxizilor de azot în atmosferǎ produce

prejudicii asupra plantelor. Este însǎ dificil de determinat cu exacitate, care efecte sunt rezultatul direct al acţiunii oxizilor de azot şi care al acţiunii poluanţilor secundari produşi în ciclul fotolitic al oxizilor de azot. S-a dovedit cǎ unii dintre aceşti poluanţi secundari sunt foarte vǎtǎmǎtori pentru plante. Acţiunea concentraţiilor ridicate de dioxid de azot asupra plantelor s-ar putea datora şi formǎrii de acid azotic. La o expunere de o orǎ la concentraţii relativ ridicate de dioxid de azot, de exemplu de 25 ppm, se produce cǎderea frunzelor. La o expunere de ora, la concentraţii de 4-8 ppm, se observǎ la unele plante o necrozǎ care cuprinde aproximativ 5% din suprafaţa frunzei.

III.5.2 Impactul asupra animalelor. Cercetǎrile asupra mortalitǎţii animalelor indicǎ faptul cǎ dioxidul de azot este de patru ori mai toxic decât monoxidul de azot. În atmosferǎ poluatǎ, monoxidul de azot nu este iritat şi nu este considerat un pericol pentru sanatate. Pericolul privind prezenţa monoxidului de azot în atmosfera poluatǎ constǎ în faptul cǎ se oxideaza la dioxid de azot care este mult mai toxic. În testele fǎcute pe animale expuse la concentraţii foarte mari de monoxid de azot s-au observat o paralizie a sistemului nervos central şi convulsii. Dioxidul de azot exercitǎ un efect toxic foarte puternic. Informaţiile respective provin mai ales din studiile de laborator facute asupra animalelor. Concentraţiile de dioxid de azot mai mari de 100 ppm sunt mortale pentru cele mai multe specii de animale şi 90% din decese sunt cauzate de edem pulmonar. Sunt foarte rare speciile de animale care prezintǎ rezistenţǎ la expuneri de dioxid de azot în concentraţii de la 1 la 100 ppm. În general, în experimentele efectuate la aceste concentraţii moartea survine de la 10 minute pînǎ la aproximativ 21 ore de expunere, în funcţie de animal. Efectele toxice ala dioxidului de azot asupra animalelor se manifestǎ prin schimbǎri în funcţionarea plǎmânilor, modificǎri în structura proteinelor, schimbǎri celulare, mǎrirea veziculelor pulmonare, modificǎri hematologice şi enzimale, pierderi în greutate, susceptibilitatea la infecţii respiratorii etc.

16

III.5.3 Impactul asupra omului. Informaţiile referitoare la efectele toxice ale dioxidului de azot asupra omului se gǎsesc în literaturǎ, în numǎr redus şi numai în legǎturǎ cu concentraţii mai mari decât cele prezente in aerul ambiant. Exista numeroase imprejurari in care expunerile profesionale la acţiunea monoxidului de azot pot afecta sǎnǎtatea oamenilor.

Pot apare mai multe tipuri clinice de otrăvire cu oxizi de azot. La unele cazuri apar o iritaţie severǎ cum manifestǎri de arsuri şi sufocǎri, tuse violentǎ însoţitǎ de expectoraţie de culoare galbenǎ. La alte cazuri apare voma, somnolenţa, slabiciune, pierderea cunoştinţei. Persoanele care suferǎ ascest tip de otrǎvire nu prezintǎ edem pulmonar şi dacǎ sunt scoase din mediu îşi pot reveni complet. Astfel intoxicare poate deveni fatală. Al treilea tip, care suferǎ asa-zisa intoxicaţie de ,,şoc’’, prezintǎ simptome severe de asfixiere, convulsii şi oprirea respiraţiei. Aceste cazuri de intoxicare pot rezulta în urma inhalǎrilor de oxizi de azot în concentraţii ridicate.

Expunerile cronice intermitente la concentraţii de ordinul 10-40 ppm dioxid de azot pot provoca în ultimǎ instanţǎ enfizem.Pragul pentru perceperea mirosului de dioxid de azot la om pare a fi de aproximativ 0,12 ppm.

III.6 Soluţii de minimizare a efectelor negative ale poluării provocate de transportul rutier

S-a estimat, pe bază calculelor de prognoză, că în următorii ani transportul rutier îşi va dubla numărul maşinilor aflate în circulaţie, ajungându-se la saturare dacă nu vor fi luate măsuri restrictive. Taxele pe consumul de benzină aplicate în ţările Uniunii Europene au redus emisiile de gaze poluante. În 1991, circa 30% din vehiculele aflate în circulaţie foloseau benzină fără plumb. Emisiile de CO2, CO şi hidrocarburi au început să fie reduse prin introducerea catalizatorilor şi îmbunătăţirea funcţionării motoarelor.

Există un consens în sectorul transport în privinţa faptului că funcţionarea sa nu este durabilă. Modul în care societatea noastră a organizat transportul de pasageri şi de bunuri este parţial inechitabil social, economic şi din punct de vedere al impactului asupra mediului. Există şi un consens asupra principiilor fundamentale ale transportului durabil, precum internalizarea externalitatilor, principiul "utilizatorul plăteşte", al competiţiei corecte între diferitele moduri de transport; însă acest consens nu merge mai departe de atât.

O reducere a transportului duce la creşterea eficienţei economice şi a producţiei. Stimulează o utilizare mai eficientă a resurselor şi creşte productivitatea economică în zonele care au avut de suferit din cauza unei distribuţii dezechilibrate a valorilor datorită concentrării spaţiale şi proceselor de centralizare.

Durabilitatea se sprijină pe trei piloni - economic, social şi de mediu. Problemele sociale legate de transport sunt deseori neclare sau nu sunt luate în considerare iar factorii sociali/psihologici ce sprijină modelele de transport sunt adeseori ignoraţi. Sistemele durabile de transport măresc coeziunea socială, reduc problemele de mediu şi ajută în crearea unei economii mai eficiente şi la creşterea calităţii vieţii.

Transportul reprezintă un factor important în dezvoltarea socioeconomică, care însă dacă nu este dezvoltat în mod durabil impune costuri semnificative pentru societate în ceea ce priveşte impactul asupra mediului şi sănătăţii.

Un raport al Agenţiei Europene de Mediu arată că principala provocare în această direcţie pentru statele membre şi ţările în curs de aderare este menţinerea avantajului pe care îl au privind unele aspecte ale transportului şi mediului în comparaţie cu Uniunea Europeană şi în acelaşi timp

17

satisfacerea necesităţilor de creştere a nivelului de trai şi de mobilitate. Având o cotă mai mare a căilor ferate, consum mai mic de energie în transporturi şi nivel mai redus de emisii per locuitor, precum şi o fragmentare mai mică a teritoriului, noile State Membre şi ţările în curs de aderare au încă presiuni ale transportului asupra mediului mai reduse decât în Uniunea Europeană.

Transportul rutier de marfă a avut o creştere masivă în ultimele decenii, cu un volum mai mare decât orice alt mod de transport, aducând prosperitate celor din această industrie. Această creştere are, însă, asociate şi câteva probleme, şi anume:

- creşterea emisiilor de substanţe poluante şi gaze cu efect de seră - poluarea fonica - creşterea numărului de accidente şi a victimelor acestora

- costuri mai mari pentru întreţinerea şi reparaţiile infrastructurii rutiere cauzate de autocamioane, care plătesc pentru o parte dar nu toate daunele pe care le cauzează.

Emisiile de substanţe poluante, precum oxizi de azot, hidrocarburi, monoxid de carbon, pulberi cauzează sau exacerbează o serie de probleme de sănătate. În cadrul impactului asupra sănătăţii atribuit traficului se numără incidenţa mai mare a cancerului şi bolilor de inimă, a problemelor respiratorii şi a gravităţii acestora. Îmbunătăţirile tehnologice, ce au redus nivelul emisiilor, au fost compensate de o creştere a traficului, astfel încât emisiile sunt încă în creştere. Autovehiculele, şi în special autoturismele, sunt principala sursă de poluare a aerului în zonele urbane la nivel european. Sectorul transporturi este responsabil pentru 63% din emisiile de NOx, 47% din emisiile de compuşi organici volatili, precum benzenul, 10-25% din pulberi şi 6,5% din emisiile de SO2 în mediul rural - valorile fiind mai mari în zonele urbane. Femeile însărcinate şi copiii, tinerii, bătrânii şi cei cu probleme respiratorii sunt supuşi celor mai mari riscuri de sănătate. La nivelul Uniunii Europene, circa 28% din emisiile de gaze cu efect de seră sunt datorate transportului, 84% din aceste emisii provenind din transportul rutier. Mai mult de 10% din emisiile de dioxid de carbon provin în UE din traficul rutier din zonele urbane.

Municipalităţile pot adopta strategii de management pentru transport care să promoveze alternative la utilizarea autoturismelor, reducerea numărului de autoturisme din trafic va reduce dramatic poluarea şi nivelul de zgomot. Pe bază principiului "poluatorul plăteşte", utilizatorii de transport trebuie să fie responsabili financiar de costurile călătoriilor, inclusiv pentru daunele rezultate din acţiunile lor asupra mediului natural şi celui construit, societăţii şi economiei. Taxarea pentru utilizarea infrastructurii, taxele de mediu sau pentru congestiile de trafic ar face mult în ceea ce priveşte diminuarea impactului negativ al transportului asupra sănătăţii. Sistemul de taxare din Londra introdus pentru eliminarea congestiilor de trafic oferă dovadă faptului că implementarea sistemelor de taxare este posibilă politic. Studiile arată că politicile de transport ce pornesc de la premisele unui impact cât mai redus asupra mediului nu numai că vor îmbunătăţi calitatea vieţii şi starea de sănătate a populaţiei urbane ci vor duce şi la o rată mai mare de angajare. În Germania s-a preconizat un câştig de 207 000 locuri de muncă dacă va avea loc o trecere la o mobilitate durabilă, cu impact mai redus asupra mediului. Strategii simple pot ajuta în reducerea daunelor cauzate de transport sănătăţii umane: chiar şi implementarea riguroasă a unor limitări de viteză şi a unor reglementări privind parcarea pot duce în multe oraşe la limitarea emisiilor, creşterea siguranţei şi o cerere crescută pentru transport public. Creşterea temperaturii de ardere în interiorul motoarelor a dus la creşterea eficienţei şi reducerea emisie de CO2. Folosirea motoarelor Diesel elimină o serie din inconvenientele

18

motoarelor pe benzină, fiind mai eficiente, dar generează noi probleme legate de emisia de gaze poluante.

Capitolul IV

Contribuţia transportului auto la poluarea atmosferei la nivel internaţional, naţional şi local

IV.1 Considerente generale Autoturismele reprezintă un mijloc de transport foarte convenabil iar costurile aferente -

în special cel al combustibilului - sunt relativ scăzute. Însă adevăratul preţ al folosirii autoturismelor devine foarte ridicat în momentul în care luăm în considerare bani cheltuiţi pentru construcţia de drumuri şi şosele, mai ales când ţinem cont de poluarea şi de celelalte efecte nocive asupra mediului pe care le provoacă acest mijloc de transport. Acum exact 10 ani tendinţele de creştere a parcului auto mondial păreau extrem de nedurabile.

Din 1950, populaţia lumii s-a dublat, însă numărul de maşini a crescut de aproape 10 ori. În 1996 existau aproape 500 milioane de maşini iar producţia anuală de automobile era cu puţin mai mare de 36 milioane . Două treimi din parcul auto mondial (333 milioane de maşini) erau în Statele Unite, Japonia şi Europa de Vest (figura 8), unde creşterea şi producţia este în acest moment în stagnare (şi în unele cazuri în descreştere ). Dar numărul de maşini creşte impresionant în multe părţi ale Europei de Est, Americii Latine şi Asiei. Parcul auto din estul Europei a crescut în ultimii ani cu 10% , la 37 milioane de maşini, în timp ce vânzările au crescut cu 10%. Numărul de maşini din Rusia a crescut cu 6% , la un total de 14 milioane de autovehicule. Vânzările din Cehia şi Polonia au crescut cu 25% respectiv 29%.

19

Fiura. nr. 8- Stradă în Shanghai

Parcul auto din America Latină a crescut de asemenea cu 4 % în 1996 ajungând la un total de 33,4 milioane maşini. Vânzările anuale au atins în 2008 două milioane de automobile. În Brazilia, atât producţia cât şi vânzările aproape s-au dublat faţă de 1992. Cea mai mare creştere a numărului de maşini are loc în Asia, fără Japonia, unde parcul auto a crescut cu 15 % la aproape 20 milioane de maşini. În China, producţia a crescut de aproape 10 ori din 1991 (letser broun) . Călătoriile şi excursiile cu automobilul, distanţa dintre locuinţă şi locul de muncă, magazine şi şcoală, presiunea timpului sunt motivele principale ce încurajează utilizarea mijloacelor de transport.

Felul în care ne deplasăm are o importanţă deosebită pentru sănătatea noastră şi a mediului înconjurător. Aerul din jurul nostru devine din ce în ce mai irespirabil, problemele de sănătate cauzate de acest fapt sunt din ce în ce mai frecvente, strada devine din ce în ce mai mult un loc destinat autoturismelor şi nu oamenilor.

Multe din noile democraţii apărute în Europa Centrală şi de Est se confruntă cu o creştere necontrolată a traficului auto, care este de multe ori însoţită de privatizarea (sau dispariţia) sistemelor de transport public şi de programe importante de construcţii de drumuri.

În multe ţări, aceste procese au loc fără o evaluare prealabilă a consecinţelor sociale, economice şi ecologice şi fără o dezbatere publică bine organizată. Iar România se află şi ea printre aceste ţări.

Într-adevăr, una din cele mai mari probleme se pare că este lipsa generală de informaţii despre impactul transportului asupra mediului . În lucrarea de faţă, scopul fiind urmărirea poluării atmosferei de către activităţile industriale, implicit de transporturi, voi puncta numai impactul poluării acestor activităţi .

IV.2 Obiective ale Uniunii Europene în privinţa transporturilorÎn sectorul transporturilor auto, prioritatea UE constă în limitarea consumului de

carburanţi al autovehiculelor. În anul 2008, consumul autovehiculelor particulare a fost de 170 Mtep, reprezentând circa 10% din consumul energetic total al UE.

Consumul mediu de combustibili al autovehiculelor s-a redus în ultimii 10 ani, dar rezultatele nu au fost vizibile din cauza creşterii numărului de maşini înmatriculate şi a tendinţei de achiziţionare a unor autovehicule din ce în ce mai performante din alte puncte de vedere (viteză,tracţiune,capacitate etc). Şi dezechilibrele între diverse moduri de transport s-au accentuat în acest început de sec. XXI, transportul rutier fiind în prezent cel mai mare consumator energetic (80% din consumul total de carburanţi) şi cel mai mare poluator. Creşterea economică din

20

deceniul actual a contribuit la mărirea cererii şi activităţii de transport, pentru perioada 2001-2010 fiind prevăzută o majorare a traficului de mărfuri cu 38% şi a celui de pasageri cu 19%. Menţinerea tendinţelor din anii sfârşitului de secol XX va accentua dezechilibrele din sectorul transportului şi îndeosebi, expansiunea transportului rutier.

De la o pondere de 50% din totalul transportului continental de mărfuri în 1970, transportul rutier poate ajunge la o pondere de 90% în 2010. Mai ales în cazul transportului rutier trebuiesc făcute eforturi de diminuare a emisiilor, care pot spori cu 40% în perioada 1990-2010. De aceea, Comisia a stabilit pentru 2010 obiectivul ambiţios al menţinerii cotelor de piaţă ale diferitelor moduri de transport la nivelul anului 1998. Obiectivul a fost dificil de atins în condiţiile în care se contura un declin cert al unor moduri de transport, cum este cel feroviar, care a fost liberalizat în 2008 (la mărfuri).

Asigurarea până în 2011, a unei ponderi a biocarburanţilor pe piaţa carburanţilor auto, de cel puţin 5,75% din totalul conţinutului energetic al tuturor tipurilor de benzină şi motorină folosite în transport.

IV.2.1 Instrumente tactice de atingere a obiectivelor. Programul CARS 21 a luat în discuţie câteva măsuri care ar putea conduce la economii majore de energie în viitor.Cu ajutorul acordurilor voluntare încheiate cu producătorii de maşini, UE doreşte să ajungă, în medie, emisii de bioxid de carbon de 120g/km pentru autovehiculele de pasageri care se comercializează pe piaţa Uniunii. În acest program sunt implicaţi producătorii din Europa, Japonia şi Coreea de Sud, ţinta pentru 2008-2009, fiind un consum mediu de 5,8 litri de benzină sau 5,25 litri de diesel la suta de kilometri. Pe ansamblu, atingerea unui asemenea consum mediu s-ar traduce într-o economie de circa 25% comparativ cu consumul anului 1998.

Sistemul de etichetare a autovehiculelor presupune obligaţia statelor membre de a se asigura că informaţiile referitoare la consumul de combustibil şi la emisiile de CO2 sunt disponibile pentru consumatori. Fiecare maşină oferită spre vânzare trebuie să fie însoţită de o plăcuţă vizibilă care să atenţioneze cumpărătorul potenţial asupra acestor elemente.

La impozitarea vehiculelor este necesar ca taxa să fie calculată pe baza consumului de carburant şi a emisiilor de CO2 şi particule. Alte măsuri fiscale trebuie să descurajeze maşinile uzate şi să le încurajeze pe cele care utilizează carburanţi ,,curaţi”.

Comisia Europeană este conştientă de faptul că măsurile luate şi ţintele propuse sunt ameninţate de tendinţa spre maşini mai mari, mai puternice, mai grele. Această tendinţă este dificil de combătut şi poate fi contracarată numai prim mesaje politice ferme şi prin campanii ecologiste eficiente.

IV.2.2 Tehnologii ecologice în sectorul transporturilor. Eforturile de cercetare se îndreaptă şi spre utilizarea unor carburanţi alternativi pentru autovehicule (biocarburanţi) precum şi spre managementul mai inteligent a tehnicii informaţionale, care îşi poate procura parţial energia necesară funcţionării din mediul înconjurător cum ar fi mişcările efectuate de utilizator, căldura corpului uman sau căldura solară.

Eforturile întreprinse la nivel naţional şi comunitar, cu finanţarea asigurată de diverse programe, au condus la realizarea de noi tehnologii cu consumuri reduse dar care nu sunt foarte competitive. Prin urmare anumite programe comunitare ar trebui să promoveze dezvoltarea unor pieţe care să absoarbă noile tehnologii prin intermediul producţiei bazată pe economiile de scară. Îmbunătăţirea concentrării programelor şi a diseminării mai largi a rezultatelor lor sunt condiţii indispensabile pentru ca descoperirile tehnologice să fie utilizate rapid pe scară largă.

21

În opinia Comisiei, în pofida costurilor ridicate, o măsură importantă în favoarea dezvoltării surselor regenerabile o constituie creşterea ponderii biocarburanţilor şi a altor carburanţi alternativi celor petrolieri, în oferta totală de carburanţi auto. În categoria biocarburanţilor intră, în principal, biodieselul (fabricat, în cea mai mare parte, din uleiuri vegetale), şi alcoolii (obţinuţi din sfeclă, grâu, sorg, etc.) Numeroase opţiuni de producţie suntposibile, dar se constată o preferinţă pentru culturile cu un randament înalt şi cu un input intermediar scăzut, care nu afectează biodiversitatea. Biodieselul poate fi utilizat ca un substitut al dieselui normal, fără probleme tehnice majore. Alcoolii pot fi amestecaţi cu benzina auto convenţională până la un nivel de 15%, fără a fi necesare modificări tehnice ale parcului de autovehicule.

În ceea ce priveşte impactul asupra atmosferei şi implicit a mediului, biocarburanţii sunt foarte atractivi, emiţând cu 40-80% mai puţine gaze cu efect de seră, comparativ cu diverşi combustibili fosili. De asemenea ei emit mai puţine particule şi mai puţin monoxid de carbon. Biocarburanţii pot crea locuri de muncă în zonele rurale şi contribui la conservarea structurii rurale, oferind noi debuşeuri pentru producţia agricolă. Pe de altă parte , trebuie avut în vedere ca biocarburanţii să nu conducă la utilizarea intensivă a terenurilor agricole.

Prin prisma costurilor, biodieselul nu este, în general, competitiv în raport cu dieselul petrolier, dacă nu beneficiază de subvenţii sau de o taxare stimulativă1, exceptând cazurile în care preţurile ţiţeiului sunt foarte mari (situaţia actuală) iar preţurile uleiurilor vegetale sunt scăzute. Biodieselul prezintă, însă, un avantaj major faţă de dieselul petrolier, şi anume acela că este o sursă reînnoibilă şi este evident, mai puţin poluant. În anul 2003, Comisia a prevăzut ca, până în anul 2010, ponderea bio-carburanţilor în consumul de carburanţi (benzină şi Diesel) al UE să crească până la min. 5,75, iar atingerea acestui obiectiv nu este posibilă dacă nu sunt îndeplinite următoarele condiţii:

ţările membre să se angajeze ferm că vor realiza obiectivul fixat în Cartea Albă pentru 2010 şi, de asemenea, să stabilească ca obiectiv pentru 2020, o pondere de 20% pentru ansamblul carburanţilor de substituţie; ecartul între preţurile biocarburaţilor şi cele ale produselor concurente să fie redus prin măsuri care, într-o primă fază, ar putea fi de ordin fiscal;

companiile petroliere să se angajeze ca distribuţia pe scară largă să fie organizată mai degrabă prin acorduri voluntare decât prin reglementări comunitare; intensificarea cercetării în acest sector, în scopul identificării unor soluţii noi privind utilizarea surselor alternative de energie, cum ar fi hidrogenul.

Spre exemplificare: Comisionarul pentru Energie, Pielbags a prezentat de curând prototipul vehiculului ,, Microjoule” construit de nişte elevi francezi de la Liceul La Joliverie din St Sebastien/Loire, bursieri al Sell Eco-Marathon. Vehiculul, pe bază de etanol este în măsură să parcurgă 2885 km cu 1 litru de combustibil. Cu alte cuvinte, orice este posibil. Programul cadru de cercetare 7 va oferi oportunităţi similare, precum şi proiecte demonstrative pe o seamă de probleme urbane de mediu, mai ales pentru substituenţii de combustibili biogeni.

IV.3 Obiectivele politicii de transport în RomâniaAglomeraţiile din orele de vârf, costul destul de ridicat al tichetelor de călătorie, împreună

cu numărul insuficient de maşini şi starea lor destul de proastă, face ca folosirea transportului în comun să fie evitată de cei ce pot folosi în mod curent un autoturism ( tabelul 2).

1 În Germania de exemplu, biodieselul este exceptat de la taxele percepute pentru carburantul mineral

22

De asemenea, trenul – cel mai nepoluant dintre mijloacele de transport public este evitat ori de câte ori este posibil din cauza condiţiilor improprii de transport.

Un studiu al Registrului Auto Român (RAR) arată că 80% dintre automobile nu respectă standardele de poluare şi că o mare parte din maşinile care şi-au efectuat verificările tehnice au fost găsite cu probleme mecanice importante. Emisiile anuale de plumb pe vehicul, generate de traficul auto din România, sunt de 2 până la 12 ori mai mari decât în ţările Uniunii Europene, iar nivelul de SO2 este cu 25% mai mare decât cel din Germania (figura 9).

Figura nr. 9 – Stradă în Bucureşti

În momentul de faţă în România nu există statistici oficiale cu privire la numărul persoanelor care folosesc autovehiculele proprietate personală, ci doar cele referitoare la traficul interurban şi internaţional. Astfel în anul 2006 s-au înregistrat un număr total de 318.666.000 călători, din aceştia 228.009.000 (71,5%) au călătorit pe cale rutieră, iar 94.441.000 au ales trenul ca mijloc de transport

Impactul transportului se manifestă la nivelul tuturor factorilor de mediu prin:• aglomerări de trafic şi accidente – în cazul transporturilor rutiere;• poluarea aerului prin emisii de metale grele şi noxe;• poluarea fonică şi vibraţiile – în marile intersecţii, de-a lungul şoselelor, în

apropierea nodurilor feroviare şi a aeroporturilor;• poluarea solului, apei prin deversarea produselor petroliere;• ocuparea unor suprafeţe de teren din intravilan pentru parcări; • schimbarea peisajul eco-urban;• generarea de deşeuri solide (anvelope uzate, acumulatoare, altele).

Calitatea generală proastă a pieselor de schimb utilizate pentru autovehiculele din România contribuie la accentuarea problemelor legate de siguranţa autovehiculelor şi a nivelului de emisii. Numărul autovehiculelor echipate cu convertoare catalitice reprezintă sub 3 % din totalul parcului.

Tabel nr. 2Starea actuală a Infrastructurilor de Transport din România

TRANSPORT RUTIER COMENTARIIDensitate drumuri publice 33,3 km/100 Km2 În UE - 15 116 km/100km2

Număr de maşini îmatriculate 136/1000 locuitori UE – 15 = 495; EU – 25 = 463

Pasageri transportaţi 231077 (mii pasageri) (2007) Înseamnă rata anuală de creştere de 3,7% din 2000 ; creştere congestie, poluare cu efecte asupra mediului, sănătăţii şi bunăstării.

23

Lungimea totală a drumurilor – 80 893 km (2007)- 5 983 km europene - 74 910 km judeţene şi comunale

Resurse financiare limitate doar pentru reparaţii, numai 28,36 % au fot reparate , restul sunt impracticabile pentru activităţi comerciale.

Autostrăzi 281 km cu slabă conectivitatecu atractorii de creştere

Ungaria 448, Polonia 398, Cehia 517 km

Transportul rutier de mărfuri a crescut de la 26,9 mil. tone (2000) la 556,6 mil tone (2007)

Înseamnă o creştere medie de 21,3 % - tendinţă de creştere

Parcursul mărfurilor (mil. tone-km ) 59 517 Creştere considerabilă în ultimii ani

Schematizarea impactului semnificativ al transportului rutier asupra atmosferei Activitatea de

transportCine poluează Poluanţi Efecte

Transport rutier

Combustie de produse petroliereEmisii : NOx,CO, CO2, COV, pulberi sedimentabile

Impact global şi local asupra mediului Efecte asupra sănătăţiiOzonul din troposferă şi PAN

Folosirea şi abandonarea de combustibili şi aditivi

Pb şi COV ( benzen)

Efecte asupra sănătăţii

Zgomot Vibraţii Efecte asupra sănătăţii

Majoritatea benzinei comercializate în România conţine plumb şi este de calitate inferioară. Până în 1998, România a avut cea mai mare limită pentru cantitatea de plumb în benzină din Europa (0,5 g/l), aceasta scăzând în curul aceluiaşi an la 0,32g/l, reprezentând încă mai mult decât dublul nivelului admis de Uniunea Europeană (0,15 g/l). De asemenea, România deţine cel mai mic procent (5%) de vehicule comerciale care utilizează benzină fără plumb din Europa

În 1998 s-a adoptat o nouă lege importantă pentru transporturi ,,Regimul Legal al Drumurilor” ( Legea 82/1989). Legea prevede cerinţele legale privind proiectarea , modificările şi reparaţiile drumurilor, precum şi modul în care drumurile trebuie să fie utilizate pentru a asigura cele mai bune condiţii de trafic2. În plus, legea conţine cadrul legal al oricărui drum nou, public sau privat.

IV.4. Obiectivele politicii de transport în judeţul ArgeşPrincipalele forme de poluare a mediului în judeţul Argeş exercitate de activitatea de

transport de mărfuri şi persoane sunt poluarea aerului şi cea sonoră. Sub aspectul reducerii poluării atmosferei, prin HG 1336 / 2000 privind reducerea

conţinutului de sulf din motorină, după anul 2005 a fost introdusă pe piaţă şi se va utiliza numai motorină cu conţinut de sulf mai mic de 0,05%

De asemenea, în vederea armonizării legislaţiei Statelor Membre ale Uniunii Europene referitoare la măsurile luate împotriva emisiilor de gaze şi particule poluante provenite de la motoare cu combustie internă instalate pe echipamente rutiere (tabel 3).

Tabel nr. 3 Emisiile generate de transportul rutier, feroviar si aerian

Nr. Poluantul Transport rutier Alte surse Total

2 Un autocamion de 38 tone provoacă asupra unei porţiuni de şosea pagube egale cu cele provocate de 200 000 de autoturisme ; transportul pe calea ferată produce pe o distanţă de un kilometru, jumătate din cantitatea de CO2

emanată de un autoturism pe aceeaşi distanţă.

24

crt. [t/an]1. CO2 124,46 2092.60 2217,062. SO2 278,34 13221.85 13500,193. NOx 960,69 3972.03 4932,724. NMVOC 1061,02 5137.87 6198,895. CH4 16,52 20108.72 20124,87

Se observă că emisiile provenite din trafic constituie aproximativ 10% din cantitatea totală de emisii la nivelul judeţului.

IV.4.1 Evoluţia transporturilor şi acţiuni desfăşurate în scopul reducerii emisiilor din transporturi. Emisiile din transporturi au fost foarte bine evidenţiate pe teritoriul Municipiului Piteşti prin monitorizarea de către APM Argeş, cu ajutorul autolaboratorului mobil aflat în dotare, în unele zone de trafic, situaţia parcului auto este prezentată în tabelul 4.

Valorile măsurate de monoxid de carbon nu au depăşit limitele admise de legislaţie, înregistrându-se depăşiri momentane la orele de vârf ale traficului (9.00 – 11.00 si 15.00 – 17.00)

Pentru diminuarea emisiilor din transportul rutier in municipiul Piteşti a fost construită centura sud de ocolire a municipiului Piteşti Coridorul IV Transeuropean.

IV.4.2 Situaţia parcului auto la nivelul judeţului Argeş. În tabelul numărul 5 sunt prezentate pe categorii numărul total al autoturismelor din judeţul Argeş.

Tabel nr.4

Parcul auto activ în judeţul Argeş pe anul 2007Nr. crt.

Categoria Totalparc

Persoanefizice

Persoanejuridice

1. Autoturisme 111886 100292 115942. Microbuze 744 144 6003. Autobuze 506 16 4904. Autoutilitare 12670 6606 60645. Automobile mixte 2685 1532 11536. Autospecializate 2453 652 18017. Autospeciale 424 11 4138. Autotractoare 955 24 9319. Autoremorchere 17 - 1710. Autorulote 5 4 111. Autovehicul special 154 18 13612. Tractoare 256 148 10813. Tractor rutier 2174 1542 63214. Motociclete 408 364 4415. Motociclu 525 313 21216. Motocvadriciclu 6 3 317. Motocare 3 3 -18. Motorete 54 48 619. Masina autopropulsată 42 - 4220. Moped 18 14 421. Remorci 3943 2794 114922. Remorca lentă 18 1 1723. Remorca specială 150 104 4624. Scuter 28 14 14

25

25. Semiremorci 1564 18 154626. Semiremorca specială 4 - 4Total 141692 114636 27056

IV.4.3 Obiective pentru reducerea poluării aerului generate de traficul auto. Obiectivul principal este reducerea poluării aerului generat de traficul auto în localităţile

urbane din judeţul Argeş ca şi reducerea nivelului de zgomot generat de acesta. Dintre măsurile care se vor adopta amintim:

resistematizarea circulaţiei in interiorul localităţilor urbane prin instituirea unor căi rutiere cu un singur sens;

realizarea de noi spaţii de parcare pentru evitarea blocajelor în intersecţii (a fost realizata o parcare supraetajata in municipiul Pitesti);

realizarea unor centuri ocolitoare a principalelor municipii din judeţ. În cursul anului 2007 a fost terminată şi pusă în funcţiune Centura Sud de ocolire a municipiului Piteşti - coridorul IV European.

Capitolul V

Poluanţii produşi de motoarele cu ardere internă şi efectele lor asupra mediului. Studiu de caz

V.1. Consideraţii generaleLuând în considerare punctul de vedere ecologist „un om curat într-o

lume curată“, există nemulţumiri privind impactul m.a.i. (motoare cu aprindere prin injecţie) asupra ambianţei terestre pe care o poluează prin emisii de gaze nocive şi zgomot, în principal, dar şi prin alte inconveniente, aparent de o mai mică însemnătate, cum ar fi scurgeri de uleiuri şi combustibili, deşeuri din procesul de fabricaţie sau de reciclare al vehiculelor, perturbaţii electromagnetice.

Atenţia deosebită acordată sectorului de transporturi rutiere cu un grad ridicat de motorizare este justificată prin aceea că în prezent acesta consuma circa 20% din producţia de petrol extras anual, folosind 25-30% din energia mondială.

Efectul poluant cel mai important al m.a.i se datorează emisiilor de gaze nocive existente în gazele de evacuare, emisii care apar datorită arderii defectuoase, incomplete, a combustibilului în m.a.i.

26

Poluanţii se găsesc în principal în gazele de evacuare, dar şi în gazele de carter şi emisiile evaporative ( la motoarele cu aprindere prin scânteie).

În camera de ardere a unui m.a.i., arderea are un caracter real datorită timpului foarte redus de reacţie, dificultăţilor de formare a amestecului, pierderilor de căldură şi altele.

V.2 Poluanţi specifici produşi de sectorul de transporturi rutiere

Din cele aproximativ 1000 de substanţe distincte existente în gazele de evacuare, din cauza efectului nociv dovedit, s-au limitat prin reglementări legislative următoarele:

hidrocarburile – HC; monoxidul de carbon – CO; oxizii de azot – NOx ( NO + NO2 ); particulele – PT (doar pentru motoarele cu aprindere prin comprimare –

m.a.c.); fumul – măsură a efectului vizibil produs de gazele arse.

Efecte nocive incontestabile produc şi alte substanţe, pentru care sunt în discuţie unele propuneri de limitări.

V.2.1 Dioxidul de carbon – CO2, considerat până de curând un produs „curat“ al arderii, este acuzat în prezent de producerea efectului de seră, cu consecinţe nefaste asupra mediului înconjurător, singura metodă de a limita acest poluant fiind reducerea consumului specific de combustibil. Din păcate, jumătate din dioxidul de carbon ajuns în atmosferă între 1900 – 1970 se găseşte încă aici, neputând fi prelucrat de către clorofila plantelor;

V.2.2 Oxizii de sulf – SOx ( SO2 + SO3 ), împreună cu NOx cauzează ploile acide, care distrug vegetaţia, metoda de limitare a acestor poluanţi constă în reducerea conţinutului de sulf din combustibil.

Plumbul şi compuşii săi. Este cunoscut pentru nocivitatea sa foarte mare, se impune evitarea folosirii tetraetilului de plumb ca aditiv antidetonant şi găsirea unor înlocuitori nepoluanţi.

V.2.3 Benzo(a)pirena şi alte substanţe chimice din grupa HC au efecte cancerigene sau mutagene dovedite.

Transporturile rutiere realizate cu autovehicule echipate cu motoare cu ardere internă au o contribuţie însemnată asupra poluării mediului înconjurător afectând practic toate ecosistemele. Principalele efecte sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul nr. 5 Elementul natural

Efectele

Aer – Emisii de NOx, CO, CO2 , compuşi organici volatili (VOC), PT,care produc înrăutăţirea stării de sănătate

27

– Emisiile de NOx şi VOC produc O3 troposferic şi peroxiacetil nitrat (PAN)– Folosirea şi evaporarea combustibililor cu aditivi duce la creşterea emisiei de plumb– Poluare sonoră

Întrucât s-a dovedit că un procent important din populaţie este afectat de maladii cauzate de poluarea mediului ambiant, se impune întrebarea : care este rolul transporturilor cu motoare cu ardere internă la declanşarea unor asemenea situaţii dramatice, care este contribuţia acestuia în raport cu alte surse poluante.

Contribuţia procentuală a transporturilor rutiere la degradarea mediului este, conform ultimelor aprecieri :

– schimbări de climă– prin producerea efectului de seră, 17 %;– prin reducerea stratului de ozon, 2 %;– acidificare, 25 %;– eutroficare cu azot ( 5 % ), cu fosfor ( 2 % );– zgomot, 90 %;– miros, 38 % .

Faţă de alte surse de poluare principalii poluanţi produşi de trafic au ponderile din tabelul 6. Studiul s-a efectuat într-un oraş din Germania.

Tabelul nr 6Poluant Industrie Centrale electrice Utilizări

civileTransporturi

CO 15,2 0,5 10,6 73,7NOx 9,8 24,6 4,8 60,8SOx 23,7 60,8 10,7 4,8HC* 44,3 0,6 3,5 51,6CO2 21,0 33 24 21PT* 63,6 15,3 8,1 13

* incluzând solvenţii** incluzând praful

V.3 Natura şi efectele emisiilor produse de motoarele cu ardere internă

Aşa cum s-a menţionat, efectele cele mai periculoase ale poluării produse de m.a.i. se manifestă la nivelul atmosferei prin emisiile de gaze nocive iar în cele ce urmează se voi face referiri mai ales asupra poluării chimice a aerului.

28

Compuşii care se formează în gazele de evacuare contribuie la poluarea aerului, atât global cât şi local, direct sau indirect, prin reacţii chimice în atmosferă. Schimbarea compoziţiei locale a atmosferei poate produce efecte asupra stării de sănătate a populaţiei, cum ar fi cele produse de emisia de CO, particule şi ozon. La nivelul întregii planete, creşterea concentraţiei de gaze care produc efectul de seră va conduce la încălzirea globală, cu consecinţe imprevizibile asupra mediului şi a vieţii.

Caracterizarea principalelor grupe de substanţe dăunătoare, bazată pe efectele pe care acestea le produc asupra sănătăţii oamenilor, asupra vegetaţiei şi asupra mediului înconjurător, este prezentată în cele ce urmează .

V.3.1 Hidrocarburile. În această categorie intră produsele gazoase ale arderii incomplete şi componentele din combustibil care se pot vaporiza. S-au identificat circa 400 de compuşi individuali în gazele de evacuare, care reprezintă majoritatea claselor de compuşi organici, incluzând hidrocarburi alifatice saturate şi nesaturate, hidrocarburi aromatice şi compuşi policiclici, compuşi oxigenaţi cum sunt aldehidele, cetonele, alcoolii, eterii, acizii şi esterii, precum şi compuşi azotaţi, sulfaţi şi organometalici.

Compuşii emişi includ mulţi dintre compuşii existenţi în combustibil şi care au trecut neschimbaţi prin motor. Există diferenţe în compoziţia hidrocarburilor din gazele de evacuare ale m.a.s. şi m.a.c., în general, m.a.c. conţin o proporţie mai mare de hidrocarburi cu masă moleculară mare.

S-a observat că prin combustia unui singur compus – izooctanul – au rezultat 11 hidrocarburi distincte, demonstrând complexitatea produşilor organici ai arderii amestecurilor de combustibili cum sunt motorinele.

Întrucât metanul contribuie foarte puţin la formarea rapidă a ozonului, legislatorii americani au introdus categoria hidrocarburilor fără metan (NMHC), pentru ca restul componentelor să aibă relevanţă sporită în aprecierea tendinţei de formare rapidă a ozonului. Această categorie nu include compuşii oxigenaţi, cum ar fi aldehidele, alcoolii, eterii şi cetonele. Categoria gazelor organice fără metan (NMOG) include însă aceşti compuşi, având o contribuţie mai mare decât NMHC la formarea ozonului.

Hidrocarburile, privite ca un ansamblu numeros de compuşi chimici, considerate ca şi substanţe primare care rezultă din procesul nemijlocit de schimb de gaze şi de ardere în m.a.i., au nocivitate foarte diversă, cuprinzând componenţi netoxici, cum ar fi metanul, dar şi componenţi foarte toxici, cum ar fi 4-hidroxibifenilul. Unele sunt iritante şi au efecte sistemice reduse, în timp ce altele pot avea consecinţe toxicologice grave, cum ar fi disfuncţionalitatea sistemului nervos central şi a căilor respiratorii, efecte cancerigene ş.a.

Ca substanţe poluante secundare care rezultă prin interacţiunea dintre substanţele primare sau dintre acestea şi aer în anumite condiţii de umiditate, temperatură şi radiaţia solară , HC sunt un factor important în formarea smogului fotochimic.

Smogul fotochimic, specific unor zone cu circulaţie verticală redusă a aerului şi insolaţie puternică (Tokio, California), se produce în urma a circa 13

29

reacţii, la care participă peste 200 compuşi. Mecanismul acestor reacţii nu se cunoaşte, ceea ce nu a permis reproducerea sa în laborator. Smogul uscat sau fotochimic se instalează brusc, reducând vizibilitatea la zero şi este dăunător mai ales pentru persoanele cu suferinţe cardio-respiratorii.

Cercetările biologice ale nocivităţii hidrocarburilor,în special şi a altor substanţe poluante, în general, se desfăşoară în două categorii de studii biologice:

a) studiul in vitro pe lame de laborator, care se bazează pe corelaţia dintre efectul cancerigen şi mutaţiile genetice provocate de bacterii, cel mai cunoscut este testul Ames (1975), care comportă tratarea cu substanţele considerate cancerigene a unui mamifer, care metabolizează substanţa, pentru ca, apoi, pe anumite componente ale ficatului să se aplice culturi de bacterii (Salmonella), care evidenţiază mutaţiile genetice; acest test este foarte răspândit, iar rezultatele sale sunt considerate relevante.

b) studii in vivo, care urmăresc capacitatea substanţelor considerate cancerigene, introduse prin piele subcutanat sau prin sistemul respirator al animalelor de studiu, de a provoca tumori canceroase.

Transferarea acestor rezultate asupra oamenilor prezintă un grad variabil de incertitudine, totuşi, există studii epidemiologice care arată o frecvenţă mai înaltă a cancerului pulmonar la categoriile profesionale expuse inhalării gazelor de evacuare.

V.3.2 Compuşii organici volatili (COV). Compuşii organici volatili (COV) cuprind o gamă largă de substanţe:

– hidrocarburi ( alcani, alchene, compuşi aromatici );– halocarburi ( tricloretilena );– compuşi oxigenaţi (alcooli, aldehide, cetone).Toţi aceştia sunt compuşi organici carbonaţi suficient de volatili pentru

a exista sub formă de vapori în atmosferă. Majoritatea măsurărilor de COV se fac funcţie de conţinutul lor de carbon, fără analiza componentelor individuale.

Nu se pot face generalizări ale efectelor asupra sănătăţii produse de aceste substanţe; unele sunt toxice şi chiar suspectate de a fi cancerigene.

Multe dintre COV contribuie la formarea secundară a poluanţilor şi la reducerea stratului de ozon stratosferic.

V.3.3 Aldehidele. Aldehidele reprezintă substanţele cu contribuţia cea mai mare la formarea ozonului. În special formaldehida şi acetaldehida sunt prezente în gazele de evacuare; ele sunt toxice şi posibil cancerigene.

V.3.4 Olefinele. Sunt compuşi nesaturaţi foarte reactivi, cu mulţi atomi de carbon în moleculă şi care pot accepta atomi de hidrogen sau de clor ; ei au tendinţa de a forma ozon şi sunt foarte toxici. Una dintre olefinele cele mai periculoase este 1,3-butadiena.

V.3.5 Compuşii aromatici. Sunt compuşi ai carbonului, în care atomii de carbon formează inele ciclice hexagonale, compuşii cu două sau mai multe inele, hidrocarburile aromatice policiclice (PAH) se formează ca rezultat al pirolizei, în timpul arderii.

30

V.3.6 Oxizii de azot (NOx). Oxizii de azot se formează prin reacţia oxigenului atmosferic cu azotul la temperaturi şi presiuni mari, specifice camerei de ardere. Pe măsură ce creşte temperatura, creşte şi ponderea NOx în gazele de evacuare.

Dintre diverşii oxizi, NO este constituentul principal. În gazele de evacuare este prezentă şi o anumită cantitate de dioxid de azot, NO2, cantitate ce sporeşte la ieşirea NO în atmosferă, prin oxidarea lui suplimentară.

NO2 este considerat în general ca cel mai important pentru sănătatea omului, astfel că statisticile asupra riscurilor de îmbolnăvire şi asupra concentraţiilor ambiante, precum şi normele şi standardele, sunt exprimate adesea cu referinţă directă la NO2 şi nu la categoria mai generală a NOx.

Dioxidul de azot este astfel considerat dăunător, având efecte toxice moderate prin inhalarea de către om, producând disfuncţii pulmonare, afecţiuni respiratorii acute, iritarea ochilor şi în general a mucoaselor, ca substanţă primară. Ca substanţă secundară, efectele dăunătoare asupra mediului pe care le produc NO2 şi restul NOx includ ploile acide, cu consecinţe nefaste asupra vegetaţiei. NOx sunt esenţiali în formarea ozonului. Când NO2 este supus radiaţiei ultraviolete solare, un atom de oxigen se separă de moleculă, iar dacă el se combină cu o moleculă de oxigen (O2), se formează ozonul (O3).

Emisiile de NOx constituie al doilea component ca pondere, care contribuie la producerea efectului de seră, după CO2 şi, de asemenea, au o contribuţie importantă la formarea smogului fotochimic.

V.3.7 Monoxidul de carbon. Monoxidul de carbon este un gaz incolor, inodor şi insipid, care este mai puţin dens decât aerul, este un compus relativ stabil şi participă în mică măsură la reacţiile chimice atmosferice. CO este un produs intermediar prin care trec toţi compuşii carbonului când sunt oxidaţi. În prezenţa unei cantităţi suficiente de O2, CO produs în timpul arderii este imediat oxidat, obţinându-se CO2 , dar acest lucru nu se întâmplă în cazul funcţionării motorului în regim de mers în gol sau de decelerare. În condiţii obişnuite de funcţionare, motoarele diesel produc cantităţi mici de CO, comparativ cu motoarele cu benzină.

Afinitatea CO de a se combina cu hemoglobina este de 220 de ori mai mare decât pentru O2, rezultând carboxihemoglobina, ceea ce produce, chiar şi pentru doze mici, afecţiuni ale sistemului nervos, respirator şi cardiovascular. Reacţia este reversibilă şi expunerea intoxicaţilor timp de câteva ore la aer curat duce la eliminarea gazului din corp. Regula lui Henderson şi Haggard arată că există o corelaţie strânsă între concentraţia gazului şi timpul de expunere. Produsul dintre părţi CO / 10 000 şi timpul de expunere, în ore, dă o cifră orientativă cu privire la toxicitatea gazului.

CO participă, ca substanţă secundară, la o serie de reacţii atmosferice incluzând şi formarea ozonului, în mod indirect, prin reacţia cu radicalii hidroxili (OH) pe care îi consumă şi care ar fi contribuit la neutralizarea unor gaze cu potenţial mai mare de producere a efectului de seră, cum ar fi metanul.

31

Intoxicaţia cu CO conduce la dureri de cap, oboseală, ameţeli, tulburări de vedere, irascibilitate, palpitaţii, vomă, leşin, comă, moarte.

V.3.8 Particulele. Particulele reprezintă un amestec de substanţe organice şi anorganice prezente în atmosferă atât în formă lichidă, cât şi solidă şi care provin din gazele arse; definirea particulelor se face implicit prin procedeul de măsurare a acestora, fiind în cazul m.a.c. „materia colectată pe un filtru special la trecerea gazelor arse emise de un motor cu aprindere prin comprimare, gaze diluate cu aer curat până la obţinerea temperaturii acestora de maximum 52°C “ .

După mărime, se consideră particule mari acele particule care au un diametru mai mare de 2,5 μm, iar particule mici cele sub 2,5 μm diametru. Emisia de particule a m.a.c. este mult mai mare decât a m.a.s., chiar utilizând benzine etilate. Raportul acestor emisii variază între 6 şi 22 (4 –7 g/l pentru autovehicule grele, faţă de 0,65 g/l pentru motoarele cu benzină), iar dacă raportarea se face în g / km, valoarea emisiei de particule m.a.c./ m.a.s. este 500 : 1.

Există o îngrijorare crescândă asupra efectelor pe care le produc particulele asupra sănătăţii. S-au făcut cercetări asupra fracţiunii de carbon din particule ; carbonul nu este toxic, dar proprietăţile sale fizice pot afecta funcţia celulară a plămânilor. Particulele de carbon emise de motoarele diesel sunt foarte mici şi penetrează adânc în plămâni, unde se acumulează. În timp, acumularea carbonului poate întârzia mecanismul de curăţare pulmonară.

V.3.9 Ozonul şi peroxiacetil-nitratul (PAN). Ozonul este forma triatomică a oxigenului molecular, este unul dintre agenţii oxidanţi cei mai puternici, fapt care îl face puternic reactiv. PAN este un agent de oxidare format de reacţia compuşilor organici cu radicalul OH şi apoi cu O2 şi NO2. Ozonul şi ceilalţi oxidanţi produc o serie de efecte cum ar fi iritaţii ale mucoaselor, insuficienţe respiratorii, tuse, dureri de cap etc.

Prin „rupturile“ în stratul de mare altitudine de ozon ce din păcate se extind, nu mai este filtrată radiaţia ultravioletă, ceea ce conduce la creşterea incidenţei cancerului de piele în ultimul timp.

V.3.10 Compuşii cu sulf. Petrolul nerafinat conţine o fracţiune de compuşi cu sulf, deoarece aceştia sunt concentraţi în fracţiunile grele, există în cantităţi mai mari în motorină decât în benzină. Cantitatea de sulf din motorină depinde de ţiţeiul din care este extrasă motorina şi de măsura în care aceasta este tratată pentru reducerea sulfului. Când combustibilul este ars, majoritatea sulfului se transformă în bioxid de sulf, iar o cantitate mică (2 %) este oxidată până la trioxid de sulf, care se combină cu apă şi cu alţi compuşi ai gazelor de evacuare, formând acidul sulfuric şi sulfaţii, ce contribuie la emisia totală de particule.

Transporturile rutiere reprezintă un contribuant minor la emisia de compuşi de sulf, iar presiunea de a reduce conţinutul de sulf din motorină izvorăşte mai mult din necesitatea de a limita particulele decât din necesitatea de a limita bioxidul de sulf .

32

Deoarece limitele emisiei de particule sunt din ce în ce mai mici, producătorii de motoare pot utiliza aplicarea unor sisteme de post-tratare a gazelor arse, în scopul respectării reglementărilor. O tehnică eficientă de reducere a particulelor şi a VOC este folosirea catalizatorilor de oxidare. Când aceştia sunt utilizaţi, ei favorizează oxidarea bioxidului de sulf în trioxid de sulf, care este emis sub formă de particule. Dacă conţinutul de sulf este, de exemplu, în jur de 0,3 %, atunci emisia totală de particule poate creşte de 3 ori când se folosesc catalizatori, deşi se obţine o reducere importantă a fracţiunii alcătuite din hidrocarburi.

V.3.11 Dioxidul de carbon (CO2). CO2 nu joacă un rol semnificativ în producerea ozonului şi nu este toxic; el contribuie la producerea efectului de seră, în proporţie de 50 %, căci absoarbe energia radiată de suprafaţa terestră.

Cu toate că nu este o noxă, dioxidul de carbon, CO2 este considerat, de curând, ca poluantul cel mai periculos al planetei noastre, perturbând clima, topind gheţurile eterne şi icebergurile, prin efectul de seră pe care îl produce.

S-a calculat că automobilele introduc în atmosferă circa 4 tone CO2 pe an şi km2. Fără a se ţine seama de rolul dioxidului de carbon în procesul de fotosinteză şi de acţiunea clorofilei plantelor, se poate arăta că numai respiraţia umană introduce anual 300 kg CO2 pe locuitor, ceea ce pentru o densitate de 100 locuitori pe km2 duce la 30 t pe an. Aceasta înseamnă că, în limitele valorilor acceptate, automobilul produce o emisiune de dioxid de carbon de 12 %, ceea ce nu poate fi considerat actualmente ca o calamitate, dar poate deveni, date fiind tendinţele tot mai accentuate de motorizare.

V.4 Poluarea aerului şi pragurile nocive Termenul de poluare a aerului presupune un anumit tip de noxe

atmosferice de la care poate fi observată o variaţie a calităţii acestuia. Orice împrejurare prin care, adăugând compuşi chimici la constituenţii obişnuiţi ai aerului, alterarea proprietăţilor fizice şi chimice ale acestuia este suficient de pregnantă pentru a fi detectată, se numeşte poluare.

Se consideră poluanţi numai substanţele care, apărute în concentraţie suficientă, pot produce un efect măsurabil asupra omului, animalelor şi materialelor.

Poluantă poate fi orice substanţă ce poate fi aeropurtată, indiferent de starea de agregare, ea devenind extrem de periculoasă dacă depăşeşte anumite limite.

Noxele din atmosferă sunt periculoase doar când depăşesc un nivel maxim admis al concentraţiilor (numit prag nociv). Stabilirea pragurilor nocive este foarte grea, deoarece se poate face numai cu ocazia unor accidente, pragurile stabilite pentru alte mamifere neputând fi reproductibile la om.

Pentru CO sunt admise 70 – 80 p.p.m. la o expunere de circa 8 ore. În habitaclul unui autoturism se măsoară frecvent 75 p.p.m. CO. Informativ, la inhalarea unui fum de ţigară se inspiră de la 42000 – 45000 p.p.m.CO.

33

Pragul nociv al hidrocarburilor este mult mai mic (5 p.p.m. aldehidă, timp de 8 ore, produce o iritare puternică a ochilor, concentraţii de câteva ori mai mici fiind suficiente pentru producerea smogului fotochimic).

Pragul nociv al NOx este de 5 p.p.m. pentru 8 ore, concentraţii de 10–20 ori mai mici putând conduce la smogul fotochimic. Fumul de ţigară conţine 250 p.p.m. NOx .

Pentru SOx limita este 0,5 – 1,5 p.p.m., peste care aerul devine sufocant. Deoarece combustibilii m.a.i. conţin puţin sulf, deşi contribuţia motoarelor este de circa 50 % din totalul poluării aerului, din punct de vedere al toxicităţii, ele contribuie cu 8 – 22 %.

V.5 Compararea emisiilor M.A.S. şi M.A.C.Transporturile rutiere, cea mai frecventă aplicaţie a m.a.i., folosesc

două tipuri de motoare cu ardere internă, motoarele cu aprindere prin scânteie (m.a.s.) şi motoarele cu aprindere prin comprimare (m.a.c). M.a.s. sunt folosite cu predilecţie la motociclete, autoturisme şi autoutilitare mici şi mijlocii, iar m.a.c. la autoturisme, autoutilitare, autocamioane şi autobuze.

M.a.s. au fost folosite mai ales la autoturisme, unde este necesară o putere specifică mare. Ele sunt mai ieftin de executat şi oferă performanţe mai bune de accelerare decât m.a.c. echivalente. Pentru vehiculele mai mari, cum ar fi camioanele şi autobuzele, m.a.c. sunt folosite aproape în exclusivitate datorită economicităţii şi a durabilităţii crescute.

În ultimii ani, s-au dezvoltat m.a.c. de capacitate mică şi s-a redus diferenţa de preţ, observându-se treptat trecerea la folosirea lor, mai ales la autoturisme şi autoutilitare. Multe din aceste vehicule uşoare au fost dotate cu m.a.c. supraalimentate, pentru creşterea puterii specifice.

În ultimul deceniu, vehiculele echipate cu motoare diesel au devenit din ce în ce mai răspândite, reducându-se astfel decalajul faţă de vehiculele echipate cu motoare cu benzină, în ceea ce priveşte performanţele, zgomotul şi preţul de cost.

Substanţele nocive reprezintă în cazul m.a.s. circa 1% din total gaze eşapate.În cazul m.a.c. substanţele nocive reprezintă circa 0,3% din total gaze eşapate.

Din punct de vedere al emisiilor poluante, există păreri divergente în ceea ce priveşte aprecierea gradului de toxicitate al m.a.c. şi m.a.s.

Până nu demult, motoarele diesel erau considerate numai după caracteristicile exterioare (fumul negru şi mirosul neplăcut al gazelor) ca fiind principalul pericol asupra mediului, motorul cu aprindere prin scânteie, datorită emisiilor sale invizibile, părând a fi motorul „curat“ al viitorului.

Măsurările efectuate de firma italiană VM asupra acestor două tipuri de motoare au arătat că, în ciuda fumului şi a mirosului, gazele emise de m.a.c. sunt mai puţin toxice decât HC şi CO emise de m.a.s. Testele efectuate asupra autoturismelor dotate cu m.a.c. şi m.a.s. au scos în evidenţă faptul că m.a.s. emite de 10 ori mai mult CO, de 12 – 14 ori mai mult HC, aproximativ de 2 ori mai mult NOx . M.a.c. are emisii mult mai mari de particule (de circa 3 ori) şi de SOx (de circa 4 ori) faţă de nivelurile m.a.s.

34

Referitor la emisiile nelegiferate, s-a constatat că, în general, m.a.c. emit mai puţine hidrocarburi uşoare decât m.a.s. cu catalizator, cu câteva excepţii notabile : etilena, propilena şi 1–butena care sunt cunoscute ca având un rol important în formarea ozonului.

Compuşii aromatici, pe lângă efectul fotochimic important, au o semnificaţie aparte datorată efectului cancerigen potenţial. De exemplu, emisia de benzen este de trei ori mai mare la m.a.s. cu catalizator decât la m.a.c.. Pentru toluen, diferenţa este de un ordin de mărime, dar 1,3– butadiena este prezentă în gazele emise de m.a.c. în concentraţii mai mari decât la m.a.s. cu catalizator.

S-a constatat că emisiile autovehiculelor sunt mai mari în cazul funcţionării cu motorul rece. Pe vreme caldă, un vehicul cu m.a.s. va trebui să fie condus circa 10 km în oraş pentru a se încălzi şi a funcţiona eficient în condiţii similare, vehiculul cu m.a.c. necesită numai 5 km. În concluzie, în ultimii ani au fost multe discuţii privind efectele asupra mediului pe care le au m.a.s. şi m.a.c., discuţii care urmăreau promovarea m.a.c. la autoturisme, cântărirea diferitelor avantaje şi dezavantaje nu este simplă, iar răspunsul este încă echivoc.

În timp ce autoturismele diesel sunt considerate a avea emisii mai mici comparativ cu m.a.s. convenţionale, în comparaţie cu m.a.s. cu catalizator avantajele devin mult mai puţin marcante, iar unele dezavantaje devin mai evidente. Adesea se pune întrebarea, de către cei neavizaţi în domeniu : sunt autoturismele diesel mai poluante decât autoturismele cu benzină ? Răspunsul nu este simplu, căci între ele există două diferenţe majore. Mai întâi, este greu să se ştie exact ce tipuri anume de vehicule se compară, astfel încât să fie compatibile m.a.s. şi m.a.c. după criterii cum ar fi capacitatea cilindrică, puterea motorului, turaţia maximă sau alţi parametri.

Ignorând dificultăţile de comparare fiecare cu fiecare, se ridică, în al doilea rând, problema: care poluant este mai periculos ? În general, autoturismele diesel comparate cu autoturismele m.a.s. cu catalizatori au emisii mai reduse de CO şi CO2 , dar mai crescute de NOx şi PT, chiar dacă în general numai cota de NO2 este mai redusă.

Care din aceste emisii sunt mai importante? Răspunsul este greu de găsit. Mai ales că este greu de spus care criteriu este mai important.

Dacă criteriul „sănătatea oamenilor“ este considerat a fi criteriul dominant, atunci, din nou, nu se poate spune care dintre m.a.s. sau m.a.c. este mai dăunator, datorită lipsei unei legături plauzibile din punct de vedere biologic dintre cauză şi efect, lipsă care persistă, în ciuda numărului mare de studii efectuate. În ipoteza că acest criteriu este cel mai important, s-au făcut o serie de considerente de ierarhizare a poluanţilor funcţie de efectul lor dăunător asupra oamenilor şi asupra mediului înconjurător .

Dacă criteriul dominant este, de exemplu, depunerea de carbon de pe clădiri, atunci se poate spune cu certitudine că m.a.c. este sursa cea mai mare de emisii de fum negru în oraşe.

Trăsătura pozitivă a motoarelor diesel este randamentul termodinamic mai ridicat decât al m.a.s. şi deci emisiile mai mici de CO2 pe kilometru. Ele

35

emit, de asemenea, mai puţine gaze care produc efect de seră, metan şi NO2, contribuind într-o măsură mai mică la efectul global de încălzire.

Principalele avantaje ale m.a.c. comparativ cu m.a.s. cu catalizator sunt următoarele:

– produc mai puţin CO şi HC;– emisiile evaporative sunt reduse;– randament termodinamic mai mare;– emisie mai mică de CO2, NO2 şi CH4.

Principalele dezavantaje ale m.a.c. sunt emisiile mari de NOx şi PT, mai ales pentru motoarele cu injecţie directă (DI – „Direct Injection“).

V.6 Metode de reducere a poluanţilor produşi de autoturisme Metodele de reducere a poluanţilor se împart în metode aplicate

combustibililor, metode pasive (care acţionează asupra emisiilor după formarea acestora, mai ales prin post-tratarea chimică şi mecanică a poluanţilor în instalaţia de evacuare) şi metode active (care acţionează încă din faza de geneză a emisiilor, combătându-le chiar din procesul de combustie).

V.6.1 Metode aplicate combuctibililor. Studii efectuate de diverse instituţii de cercetare, producători de motoare , cât şi de specialiştii din industria petrochimică au relevat influenţa compoziţiei combustibililor asupra emisiilor poluante. Cercetările s-au desfăşurat de cele mai multe ori separat, iar condiţiile particulare pentru fiecare test au dus la obţinerea unor rezultate comparabile numai din punct de vedere calitativ. Problema găsirii compoziţiei optime a combustibilului este dificilă datorită :

− variaţiei mari a comportamentului motoarelor la schimbarea calităţii combustibilului;− interdependenţei diferitelor variabile ale combustibilului;− rezultatelor, adesea contradictorii, ale multor studii din acest

domeniu.Există cel puţin trei avantaje în folosirea unor combustibili mai curaţi :

mai întâi, combustibilii mai curaţi pot fi folosiţi la toate motoarele chiar şi la cele mai vechi, apoi, reducerea semnificativă a particulelor şi de asemenea reducerea emisiilor ca urmare a posttratării din instalaţia de evacuare.

V.6.2 Metode aplicate benzinelor. Benzinele auto sunt reformulate adică sunt modificate în sensul reducerii efectelor poluante şi de unificare a caracteristicilor lor pe plan mondial. Principalele direcţii de modificare sunt:

Reducerea conţinutului de sulf,de la 500 ppm în anul 2000, la 50 ppm în 2005 şi către 10 ppm în 2008;

Reducerea conţinutului de benzen de la 5% la1% sau chiar 0,2% pentru a scădea nivelul de toxicitate ( benzenul este cancerigen) şi tendinţa de formare a smogului fotochimic;

Reducerea conţinutului de olefine fiindcă acestea suntcomponente foarte volatile, de la18% la 10% în 2008;

36

Reducerea conţinutului de plumb –cerinţa pieţei ca acesta să fie eliminat total şi cât mai rapid din benzine;

Creşterea conţinutului de oxigen prin adăugare de etanol sau eteri de tipul ETBE, MTBE,dar nu mai mult de 2,7% oxigen.

Menţinerea densităţii într-o plajă îngustă de valori; Reducerea temperaturii finale de distilare şi a temperaturii de distilare

a 90% din volum va conduce la reducerea hidrocarburilor din gazele de evacuare cu circa 20%.V.6.3 Metode aplicate motorinelor. Definirea largă a motorinei

auto ca fiind amestecul de hidrocarburi care rezultă din distilarea petrolului în procesul de rafinare la temperaturi cuprinse între 170 şi 370° C a dus la variaţii importante ale proprietăţilor de bază,care au o influenţă considerabilă la formarea emisiilor.

Principalele proprietăţi ale combustibililor, care influenţează semnificativ emisiile sunt : densitatea, cifra cetanică, conţinutul de aromate, conţinutul de sulf, curba de distilare, viscozitatea, ca şi aditivarea. Multe dintre aceste proprietăţi sunt cuplate, fiind dificilă studierea efectului fiecăreia.

În viitorul apropiat, combustibilii fosili rămân principala sursă de energie care va pune în mişcare motoarele pentru autovehicule. Combustibilul motoarelor diesel va fi tot motorina, care pentru a satisface cerinţele ecologice necesită a fi reformulată.

Deşi potenţialul reducător al emisiilor poluante dat de aplicarea metodelor active şi pasive specifice motoarelor diesel este foarte mare, este neîndoielnic faptul că factorul combustibil are resurse considerabile de scădere a emisiilor, resurse care, în condiţiile aspririi legislaţiei antipoluare, trebuie exploatate.

Cercetări efectuate de mai multe firme au condus la concluzia că parametrii combustibilului sunt în mare măsură intercorelaţi şi, de aceea, sunt foarte dificil de separat efectele modificării fiecărui parametru; acest lucru esteposibil numai prin realizarea unor combustibili cu caracteristici extreme, neobişnuite, care implică dificultăţi tehnologice în procesul de rafinare.

Efectul de diminuare se manifestă cel mai puternic asupra emisiilor de particule şi într-o mult mai mică măsură asupra emisiilor poluante gazoase : CO, HC, NOx .

S-au făcut multe încercări de găsire a variabilelor independente care caracterizează relaţia emisia de particule−parametrii combustibilului; cele mai multe dependenţe sunt liniare şi au ca variabile unele din mărimile: S%, A%, CC, d, T90, T10.

Sensul variaţiei parametrilor combustibililor şi efectele lor sunt următoarele :

Reducerea sulfului are cea mai mare contribuţie asupra scăderii particulelor; funcţie de ciclul de încercare şi de tipul motorului, sursele bibliografice apreciază reducerea particulelor cu 30% la o scădere a

37

sulfului de la 0,3 la 0,05%; reducerea sub acest prag nu este nici economică şi nu mai duce la reduceri semnificative ale particulelor. Asupra emisiilor poluante gazoase nu s-au înregistrat modificări.

Reducerea aromatelor, deşi contestată de cercetările firmei Shell, a fost adoptată de legislaţia californiană (A ≤ 10%), apreciindu-se că reducerea acestora de la 30% la 10% duce la scăderea particulelor cu 15 – 20%.

Creşterea CC duce la micşorarea întârzierii la autoaprindere, producând o ardere mai lină şi zgomot redus. S-a înregistrat o scădere semnificativă a duratei de pornire. Creşterea CC duce la scăderea particulelor cu 5 – 20%, funcţie de poziţia şi mărimea intervalului de creştere pe scara CC; mărirea CC are efecte diferite asupra emisiilor gazoase, funcţie de mărimea motorului şi ciclul de încercare corespunzător: pentru autoturisme (ciclurile europene şi ale S.U.A.) s-au constat scăderi ale HC, CO, NOx , menţinându-se aproximativ constant; pentru autovehicule grele (ciclul din Regulamentul 49 şi din testul S.U.A. tranzitoriu ) s-a constatat scăderea NOx cu 6 – 11 % la creşterea CC cu 10 unităţi. Prin aditivare se obţin aceleaşi efecte de micşorare a emisiilor poluante, ca şi în cazul creşterii naturale a CC, cuantificate prin scăderea particulelor cu 7,5 %, a NOx cu 2,5% şi a CO cu 13,8% (ciclul din Regulamentul 49).

Micşorarea densităţii într-un anumit interval ( 0,845 la 0,825 kg / l ) duce la scăderea particulelor (5 – 15% în ciclul tranzitoriu şi 0 – 5% în ciclul din Regulamentul 49 ), dar produce şi o scădere a puterii produse pe ciclu; se dovedeşte importantă menţinerea valorilor densităţii într-un interval îngust care duce la dispersii foarte mici ale cantităţii de combustibil injectate pe ciclu; în acest scop se recomandă folosirea injecţiei electronice.

Micşorarea viscozităţii duce la îmbunătăţirea calităţii amestecului, controlând mărimea picăturii din jetul de combustibil şi implicit a emisiilor poluante .

Scăderea T90 cu 50°C duce la scăderea particulelor cu 8 – 10 %, dar duce la pierderi considerabile în procesul de rafinare ( 3 – 15 % ).

Aditivarea pentru regenerarea filtrelor de particule serveşte ca metodă pasivă de scădere a particulelor ( asupra acestora se acţionează după ce s-au produs în procesul de combustie ) obţinându-se eficienţe de reducere de 70 – 90 %.O tendinţă nouă în construcţia motoarelor diesel o reprezintă adaptarea

unor dispozitive care să realizeze variaţia unor parametri ai motorului, funcţie de caracteristicile combustibilului. În acest sens se pot folosi sonde pentru măsurarea conţinutului de oxigen, senzori de densitate, senzori ai presiunii din camera de ardere, care să urmărească corelarea fenomenului de ardere cu CC, prin modificarea începutului de injecţie.

Din punct de vedere economic, reformularea implică tehnologii sau pierderi care măresc costul motorinei; s-a dovedit că, în prezent, numai

38

reducerea sulfului prin hidrogenare este acceptabilă ca preţ, restul modificărilor fiind încă nerentabile. Calculele economice făcute de industria prelucrătoare din S.U.A. arată că reducerea sulfului din combustibil până la 0,05% măreşte costul tonei cu 6,6 $, reducerea aromatelor până la 10% măreşte costul cu 43,5 $, iar realizarea unei compoziţii fracţionate uşoare ridică costul tonei de combustibil cu 66 $. Calculele economice efectuate în Germania, care includ şi costul instalaţiilor de desulfurare şi procesul propriu-zis, duc la creşterea cu 0,02 DM a preţului la litrul de motorină. Scăderea T90 duce la pierderi de 3 – 15 % în procesul de rafinare, ceea ce duce, de asemenea, la creşterea preţului.

Din punct de vedere ecologic, reformularea implică consumuri suplimentare de energie, care înseamnă emisii mărite de CO2. Există pericolul ca efectul global de poluare a atmosferei prin emisia de CO2 să fie mai mare decât reducerea emisiilor poluante obţinute prin modificarea combustibilului.

Bibliografie

39

1. Badea, A., Apostol, T.,Dinca, C., - Evaluarea impactului asupra mediului utilizând analiza ciclului de viaţă, Editura Politehnică Press, Bucureşti,2004.

2. Banu, Al., Radovici,O., – Elemente de ingineria şi protecţia mediului, Editura tehnică, Bucureşti, 2007.

3. Dănciulescu,D, Dănciulescu, C, Atmosfera şi calitatea aerului, Editura Crepuscul, Bucureşti, 2008.

4. Georgescu, L., - Poluare şi economie de combustibil la automobile- Lucrări practice, Editura Alma, Craiova, 2007.

5. Ionel I., Popescu Francisc, Ungureanu C., - Metode moderne de investigare a imisiilor de poluanţi, Analele Univ din Oradea, Fasc. de Energetica Vol II, 2001.

6. Manoleli, D., - Politici de mediu, Editura Ars Docendi, Bucureşti, 2006.7.8. Negrea, V., Sandu, V., - Combaterea poluarii mediului în transporturile rutiere, Editura

tehnică, Bucureşti, 2000.9. Lester Brown et al, Vital Sings 1997-1998, Earthscan, London, 1997.10. Prisecaru, I. Petre, coord., Bălţatu, Laurenţiu - Politici comune ale Uniunii

Europene, Bucureşti, Editura Economică, 2004.11. Stănciulescu, M., - Compuşi poluanţia ai mediului, Editura Printech, Bucureşti, 2008.12. ** Scientific American, - Transportation, Octombrie 199713. ***EUROTRAC-2,SATURN- Studying Atmospheric Pollution în Urban

Areas, Annual report 1999,Münich, Germany14. Ministerul Mediului şi Gospodăriri Apelor; Departamentul de Mediu, Legislaţie:

www.mmediu.ro.

CUPRINS

40

Introducere................................................................................................................................ 1Cap. I Metodologie ............................................................................................................... 2Cap. II Considerente generale despre atmosferă................................................................... 3

II.1 Structura atmosferei terestre................................................................................ 3 II.2 Principale componente constante ale atmosferei ................................................ 5

II.2.1 Azotul………………………………………………………………….. 5II.2.2 Oxigenul……………………………………………………………….. 5II.2.3 Bioxidul de carbon…………………………………………………….. 5II.2.4 Aerosolul atmosferic…………………………………………………… 6

II.3 Temperatura atmosferei........................................................................................ 7 II.4 Forme ale degradării atmosferei........................................................................... 7

II.4.1 Modificarea climei…………………………………………………….. 7 II.4.2 Creşterea nivelului mărilor şi oceanelor.................................................. 8

II.4.3 Efectul de seră......................................................................................... 8Cap. III Degradarea atmosferică provocată de industria transporturilor................................ 10

III.1 Efecte nocive ale poluării provocate de transporturi ........................................ 11 III.2 Efectele poluării atmosferei cu monoxide de carbon ………………………… 13

III.2.1 Efectele asupra organismului uman....................................................... 13III.2.2 Efectele asupra mediului……………………………………………… 14

III.3 Efectele poluării atmosferei cu dioxid de carbon - gaze de seră .................... 14 III.4 Efectele poluării atmosferei cu metale grele …………………………………. 15 III.5 Efectele poluării atmosferei oxizii de azot……………………………………. 16

III.5.1 Impactul asupra mediului…………………………………………….. 16III.5.2 Impactul asupra animalelor…………………………………………… 16III.5.3 Impactul asupra omului……………………………………………… 16

III.6 Soluţii de minimizare a efectelor negative provocate de poluarea transportului rutier................................................................................................................. 17

Cap. IV Contribuţia transportului auto la poluarea atmosferei la nivel internaţional, naţional şi local.......................................................................................................... 19IV.1 Considerente generale ………………………………………………………….. 19IV.2 Obiective ale Uniunii Europene în privinţa transporturilor…………………… 20

IV.2.1 Instrumente tactice de atingere a obiectivelor………………………… 20IV.2.2 Tehnologii ecologice în sectorul transporturilor…………………….. 21

IV.3 Obiectivele politicii de transport în România………………………………….. 22IV.4 Obiectivele politicii de transport în judeţul Argeş……………………………... 24

IV.4.1 Evoluţia transporturilor şi acţiuni desfăşurate în scopul reducerii emisiilor din transporturi………………………………………………. 24

IV.4.2 Situaţia parcului auto la nivelul judeţului Argeş…………………… 24IV.4.3 Obiective pentru reducerea poluării aerului generate de traficul auto... 25

Cap. V Poluanţii produşi de motoarele cu ardere internă şi efectele lor asupra mediului.

Studiu de caz ............................................................................................................. 26

V.1 Consideraţii generale ……………………………………………………………… 26

41

V.2 Poluanţi specifici produşi de sectorul de transporturi rutiere………………………26

V.2.1 Dioxidul de carbon – CO2………………………………………………... 26V.2.2 Oxizii de sulf – SOx……………………………………………………… 26V.2.3 Benzo(a)pirena…………………………………………………………… 27

V.3 Natura şi efectele emisiilor produse de motoarele cu ardere internă ……………… 28

V.3.1 Hidrocarburile……………………………………………………………. 28V.3.2 Compuşii organici volatili

(COV).............................................................. 29V.3.3 Aldehidele……………………………………………………………….. 29V.3.4 Olefinele…………………………………………………………………. 29V.3.5 Compuşii aromatici……………………………………………………… 29V.3.6 Oxizii de azot (NOx)……………………………………………………. 29V.3.7 Monoxidul de carbon……………………………………………………. 30V.3.8 Particulele………………………………………………………………... 30V.3.9 Ozonul şi peroxiacetil-nitratul

(PAN)........................................................ 30V.3.10 Compuşii cu sulf……………………………………………………….. 31V.3.11 Dioxidul de carbon (CO2)……………………………………………… 31

V.4 Poluarea aerului şi pragurile nocive ........................................................................ 31

V.5 Compararea emisiilor M.A.S. şi M.A.C………………………………………….. 32V.6 Metode de reducere a poluanţilor produşi de autoturisme

……………………….. 34V.6.1 Metode aplicate combuctibililor………………………………………… 34V.6.2 Metode aplicate

benzinelor........................................................................ 34V.6.3 Metode aplicate

motorinelor..................................................................... 34Concluzii...................................................................................................................................... 37Bibliografie ................................................................................................................................. 38

42