Stadtverschmutzung und Luftschadstoffe

Die Luft und Schadstoffe

Luft ist das erste lebensnotwendige Element. Jeden Tag atmen wir ungefähr 14 kg Luft oder 11 Liter.

Menschen bringen Substanzen in die Atmosphäre mit schädlichen Folgen für Gesundheit und Umwelt. Diese Stoffe werden von stationären und mobilen Quellen emittiert: Kessel, industrielle, häusliche und landwirtschaftliche Tätigkeiten, Straßentransport von Personen und Gütern usw.

Schadstoffe werden durch Winde verteilt, durch Regen aufgelöst oder blockiert, wenn die Atmosphäre stabil ist.

Die normale chemische Zusammensetzung von Luft ist: Stickstoff 78%, Sauerstoff 21%, Argon 0,9 und andere Gase 0,1%

Schadstoffe

Die Luft, die wir atmen, kann Hunderte von Schadstoffen in gasförmiger, flüssiger oder fester Form enthalten. Die folgenden Schadstoffe gelten als Indikatoren für die Verschmutzung und unterliegen daher der Regulierung.

Die Herkunft der Hauptschadstoffe

Schwefeldioxid (SO2)

Dieses Gas stammt im Wesentlichen aus der Kombination von Schwefel, der in fossilen Brennstoffen (Kohle, Heizöl, Diesel von schlechter Qualität usw.) enthalten ist, mit dem Luftsauerstoff während ihrer Verbrennung. Industrien und Heizungsanlagen sind die Hauptemittenten.

Stickoxid (NO, NO2)

Sie entstehen durch die Reaktion von Stickstoff und Sauerstoff in der Luft, die bei hohen Temperaturen in Motoren und Verbrennungsanlagen stattfindet. Fahrzeuge emittieren den größten Teil dieser Verschmutzung. dann kommen die Heizsysteme.

Schwebeteilchen (PM10 und PM2,5)

Dies ist Staub mit einem Durchmesser von weniger als 10 um oder 2,5 um, der in der Luft schwebt. Sie entstehen durch Verbrennung, Fahrzeugverschleiß auf der Fahrbahn und Erosion. Dieser Staub kann auch andere Schadstoffe wie Schwermetalle und Kohlenwasserstoffe enthalten. Die Hauptemittenten sind Dieselfahrzeuge, Verbrennungsanlagen, Zementwerke und einige Industrien.

PM2,5 sind besonders gefährlich, weil sie schneller durch den Körper gelangen, während PM10 bereits besser sichtbar ist, aber vor allem leichter von den Schleimhäuten gestoppt werden kann.

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Kohlenmonoxid (CO)

Es resultiert aus der unvollständigen Verbrennung von Kraftstoffen und Kraftstoffen. In der Umgebungsluft ist es hauptsächlich in der Nähe von Straßenverkehrsspuren zu finden.
Vor allem von Benzinfahrzeugen: den letzten kalten Motor, kleiner Motor (zB Gartenarbeit) und nicht katalysierten alte Fahrzeuge vorbei noch technische Inspektion.

Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Sie sind vielfältig, es handelt sich hauptsächlich um Kohlenwasserstoffe, deren Ursprung entweder natürlich ist oder mit menschlicher Aktivität zusammenhängt: Straßentransport, industrielle oder häusliche Verwendung von Lösungsmitteln, Verdunstung aus Ölspeichern und Lagerstätten. Autos und Verbrennung.

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Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

Dies sind Verbindungen, die im Molekül ist zyklisch, hochgiftig und peristants.
Sie bestehen aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffmoleküle, deren Struktur aus mindestens zwei kondensierten aromatischen Ringen. Sie sind Teil von POPs (siehe unten)

"Pyrolytische" PAK entstehen durch unvollständige Verbrennungsprozesse organischer Stoffe bei hohen Temperaturen. Die Mechanismen, die während ihrer Bildung ins Spiel kommen, umfassen die Erzeugung freier Radikale durch Pyrolyse von fossilem Material (Erdöl, Heizöl, organische Stoffe usw.) unter sauerstoffarmen Bedingungen bei hoher Temperatur (≥ 500 ° C). PAK pyrolytischen Ursprungs stammen aus der Verbrennung von Kraftstoffen, der häuslichen Verbrennung (Kohle, Holz), der industriellen Produktion (Stahlwerk), der Energieerzeugung (Kraftwerke mit Erdöl oder Kohle usw.) oder mehr Verbrennungsanlagen.

Persistente organische Schadstoffe (POPs)

Persistente organische Schadstoffe (POPs) sind eine Familie von Schadstoff, sondern eine Klassifizierung, die mehrere Familien umfasst.
So sind sie durch die folgenden Eigenschaften definiert Moleküle:
- Toxizität: Sie haben eine oder mehrere nachgewiesene schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt.
- Persistenz in der Umwelt: Dies sind Moleküle, die dem natürlichen biologischen Abbau widerstehen.
- Bioakkumulation: Moleküle reichern sich in lebenden Geweben an und die Konzentrationen nehmen daher entlang der Nahrungskette zu.
- Ferntransport: Aufgrund ihrer Persistenz und Bioakkumulationseigenschaften neigen diese Moleküle dazu, sehr lange Strecken zurückzulegen und sich weit entfernt von Emissionsorten, typischerweise heißen Umgebungen (mit starker menschlicher Aktivität), in Richtung Umgebungen abzuscheiden kalt (vor allem die Arktis).

Beispiel für POPs: Dioxine, Furane, PCBs, Chlordecon ...

Metalle (Pb, As, Ni, Hg, Cd ...)

Dieser Begriff umfasst alle in der Atmosphäre vorhandenen Metalle. Die wichtigsten mit toxischem Charakter sind: Blei (Pb), Cadmium (Cd), Arsen (As), Nickel (Ni), Quecksilber (Hg). In der Luft kommen sie hauptsächlich in Partikelform vor. Die meisten von ihnen kommen aus dem Straßenverkehr, der Stahlindustrie und Müllverbrennungsanlagen.

Ozon (O3)

Dieses Gas ist das Produkt der photochemischen Reaktion bestimmter Schadstoffe, insbesondere Stickoxide (NOX) und flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs), unter Einwirkung von Sonnenstrahlung. Dieser Schadstoff hat die Besonderheit, nicht direkt von einer Quelle emittiert zu werden; Es ist ein sekundärer Schadstoff. Es wird hauptsächlich im Sommer am Rande der Städte gefunden.

Die Auswirkungen der Umweltverschmutzung

Sie sind zahlreich und müssen von Fall zu Fall untersucht werden! Von allen Umgebungen, mit denen der Mensch in Kontakt steht, ist Luft die einzige, aus der er nicht entkommen kann: Es ist in der Tat notwendig zu atmen, um zu leben.

Die Auswirkungen der Luftverschmutzung hängen von der Schadstoffmenge ab, mit der der Organismus in Kontakt kommt. Wir sprechen von "Dosis". Diese Dosis variiert in Abhängigkeit von 3 Faktoren:

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- Die Konzentration von Schadstoffen in der Atmosphäre,
- Die Dauer der Ausstellung,
- Die Intensität der körperlichen Aktivität,

Die Störungen treten vor allem bei empfindlichen Personen, die:
- Kinder,
- Alte Leute,
- Asthmatiker,
- Die Ateminsuffizienz,
- Herz,
- Chronische Bronchitis,
- Raucher,
- Schwangere Frau,
- Fachleute, die mit Chemikalien in Kontakt stehen (Garagenbesitzer, Bauhandwerker, Industrievertreter usw.).

Gesundheitliche Folgen

Je nach Art der Schadstoffe, sind die gesundheitlichen Folgen unterschiedlich, selbst wenn die verschiedenen schädlichen Bestandteile häufig synergistisch wirken.

Die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit einiger Schadstoffe

Schwefeldioxid (SO2)

Es ist ein reizendes Gas. Es verursacht eine Veränderung der Lungenfunktion bei Kindern und eine Verschärfung der akuten Atemwegsbeschwerden bei Erwachsenen (Husten, Atembeschwerden usw.).
Menschen mit Asthma sind besonders anfällig.

Stickoxid (NO, NO2)

Es ist ein reizendes Gas, das in die feinsten Zweige der Atemwege eindringt und bei Asthmapatienten eine bronchiale Hyperreaktivität und bei Kindern eine erhöhte Empfindlichkeit der Bronchien gegenüber Infektionen verursacht.

Schwebeteilchen (PM10)

Größere Partikel werden von den oberen Atemwegen zurückgehalten. Sie sind daher weniger gesundheitsschädlich als die feineren PM2,5-Partikel (<10 µm Durchmesser), die tiefer in den Körper eindringen.
Sie reizen dann die unteren Atemwege und verändern die Atmungs- und letztendlich auch die Herz-Kreislauffunktion.

Einige, von der Natur, haben auch mutagenen und karzinogenen Eigenschaften.

Kohlenmonoxid (CO)

Tödliches Gas. Es bindet anstelle von Sauerstoff an das Hämoglobin im Blut, was zu einem Mangel an Sauerstoffversorgung des Nervensystems, des Herzens und der Blutgefäße führt. Das Zentralnervensystem und die Sinnesorgane sind die ersten, die betroffen sind und Kopfschmerzen, Schwindel, Asthenie oder sensorische Störungen verursachen. Bei sehr hoher und längerer Exposition kann dies tödlich sein oder irreversible neuropsychische Folgen hinterlassen.

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs), einschließlich Benzol

Diese Moleküle haben je nach Familie sehr unterschiedliche Wirkungen. Einfache olfaktorische Beschwerden (Gerüche), einige verursachen Reizungen (Aldehyde) oder sogar eine Abnahme der Atmungskapazität. Andere, wie Benzol, verursachen mutagene und krebserzeugende Wirkungen.

Metalle (Pb, As, Ni, Hg, Cd ...)

Diese verschiedenen Elemente reichern sich im Körper an, was das Risiko einer Langzeittoxizität mit möglichen krebserzeugenden Eigenschaften birgt.

Ozon (O3)

Dieses sehr oxidierende Gas dringt leicht in die feinsten Atemwege ein. Es verursacht Husten und Lungenschäden, insbesondere bei Kindern und Asthmatikern, sowie Augenreizungen.

Auswirkungen auf die Umwelt

Langfristig können die Auswirkungen auf die Umwelt bei Konzentrationen auftreten, die niedriger sind als die für den Menschen schädlichen.

Die sichtbarsten Folgen sind Schwärzung oft von Gebäuden und Denkmälern, einschließlich der Kosten für die Wiederherstellung ist oft sehr schwer.
Stickoxide und Schwefeldioxid tragen stark zum Phänomen des sauren Regens bei, der die natürliche Umwelt sowie Baumaterialien zerstört.

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Die am stärksten oxidierenden Schadstoffe (Ozon) verringern die photosynthetische Aktivität von Pflanzen, was sich im Auftreten von Flecken (Nekrose) auf der Oberfläche der Blätter der empfindlichsten Pflanzen bemerkbar macht. Dies führt zu Wachstumsverlangsamungen bei Pflanzen. Es wurden sogar Einbußen beim landwirtschaftlichen Ertrag beobachtet.

Der Einfluss des Wetters auf die Umweltverschmutzung

Schadstoffe werden durch Winde verteilt, durch Regen aufgelöst oder blockiert, wenn die Atmosphäre stabil ist.

So tragen die Hochdruckperioden, die durch ruhiges Wetter mit schwachem Wind gekennzeichnet sind und manchmal von einer Temperaturumkehr im Winter begleitet werden, zu einem raschen Anstieg der Schadstoffkonzentration in Bodennähe bei.
Unter normalen Bedingungen nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab. Die warme Luft, die die Schadstoffe enthält, steigt auf natürliche Weise an. Die Schadstoffe verteilen sich vertikal.

In einer Temperaturinversionssituation kühlte sich der Boden über Nacht erheblich ab (z. B. Winter an einem klaren Tag). Die Temperatur in einigen hundert Metern Höhe ist dann höher als die am Boden gemessene. Die Schadstoffe werden somit unter einer "Abdeckung" heißer Luft eingeschlossen, die als Inversionsschicht bezeichnet wird.

Die SFX-Index

Der ATMO-Index wurde auf Initiative des Ministeriums für Regionalplanung und Umwelt entwickelt, um die Luftqualität einer homogenen städtischen Einheit zu qualifizieren.

Dieser Index ist repräsentativ für die städtische Luftverschmutzung eines Ballungsraums, die von der Mehrheit seiner Einwohner wahrgenommen wird. Sie wird über einen Tag berechnet (von 0 h bis 24 h). Um Informationen so schnell wie möglich bereitzustellen, wird am Ende des Tages ein Teilindex mit den bis 16:XNUMX Uhr gemessenen Werten berechnet.

Es ist nicht möglich, bestimmte oder lokalisierte Verschmutzungsphänomene, beispielsweise die Nähe, hervorzuheben. Es ist eine synthetische Figur des Luftzustands, die mit einem Qualifikationsmerkmal verbunden ist:

sehr gut 1
sehr gut 2
3 gut
4 gut
Bedeutet 5
schlechte 6
schlechte 7
8 schlecht
9 schlecht
10 schlecht

Zur Erstellung des ATMO-Index werden vier Schadstoffe verwendet: Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffdioxid (NO2), Ozon (O3) und Schwebeteilchen (PM10).

Diese chemischen Spezies werden als Indikatoren für Luftverschmutzung berücksichtigt.

Für jeden dieser Schadstoffe wird ein Subindex unter Bezugnahme auf eine Korrelationstabelle bestimmt, in der jedem Konzentrationsbereich ein Wert zugeordnet ist. Der endgültige Index ist der Subindex, der der größte ist.

Beispiel für Maßnahmen:
Subindex SO2 = 1
Subindex PM10 = 2
Subindex O3 = 5
Subindex NO2 = 2
SFX index = 5

Mehr Info

- Die Toten der Verschmutzung in Frankreich
- Stadt- und alternative Transport Studie über Umweltverschmutzung

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