1. INTRODUCERE

1.1 Notiuni introductive – poluarea

Introducere

Poluarea este impurificarea atmosferei cu particule de gaze sau vapori produse artificial sau a apelor naturale de suprafata sau subterane cu ape uzate menajere si industriale. Poluarea este rezultatul oricarei modificari a mediului ambiant, care determina un dezechilibru ecologic natural.

Orice adaos de substanta sau forme de energie (caldura, sunet) pe care mediul nu le mai poate dispersa, descompune sau recicla, conduce la aparitia poluarii. Poluarea a constituito problema pentru populatia oraselor inca din antichitate. In Evul Mediu conditiile neigienice favorizau aparitia epidemiilor, iar in secolul XIX depozitarea necorespunzatoare a deseurilor in zonele aglomerate ale marilor orase provocau poluarea aerului si a apei. Astazi datorita tehnologiilor avansate, poluarea este o problema universala.Astfel poluarea este de mai multe tipuri.

-poluarea atmosferei;

-poluarea solurilor ;

-poluarea apei.

In afara poluantilor naturali sunt si poluanti proveniti din activitatile umane, care reprezinta ponderea cea mai mare. Astfel de poluanti sunt : monoxidul de carbon (motoarele vehiculelor, procese industriale), dioxidul de carbon (fabrici de acid sulfuric, carbuni ce contin sulf), oxizii de azot (motoarele vehiculelor, fabrici de acid azotic), plumbul (fabrici de acumulatoare, motoarele vehiculelor).In ajutorul poluarii intervin curentii de aer care transporta agentii poluanti proveniti din sursele enuntate mai sus, in toate zonele globului, determinand o agravare accentuata a poluarii aerului.

Poluarea aerului

Contaminarea umana a atmosferei Pamantului poate lua multe forme si a existat de cand oamenii au inceput sa utilizeze focul pentru agricultura, incalzire si gatitul alimentelor. In timpul Revolutiei Industriale (sec.XVIII si XIX), poluarea aerului a devenit o problema majora.

Poluarea urbana a aerului este cunoscuta sub denumirea de smog. Smogul este in general un amestec de monoxid de carbon si compusi organici din combustia incompleta a combustibililor fosili cum ar fi carbunii si de dioxid de sulf de la impuritatile din combustibili. In timp ce smogul reactioneaza cu oxigenul, acizii organici si sulfurici se condenseaza sub forma de picaturi, intetind ceata. Pana in secolul XX smogul devenise deja un pericol major pentru sanatate.

Un alt tip de smog, cel fotochimic, a inceput sa reduca calitatea aerului deasupra oraselor mari cum ar fi Los Angeles in anii '30. Acest smog este cauzat de combustia in motoarele autovehiculelor si ale avioanelor a combustibilului care produce oxizi de azot si elibereaza hidrocarburi din combustibilii 'nearsi'. Razele solare fac ca oxizii de azot si hidrocarburile sa se combine si sa transforme oxigenul in ozon, un agent chimic care ataca cauciucul, raneste plante si irita plamanii. Hidrocarburile sunt oxidate in substante care se condenseaza si formeaza o ceata vizibila si patrunzatoare.

Majoritatea poluantilor sunt eventual 'spalati' de catre ploaie, zapada sau ceata dar dupa ce au parcurs distante mari, uneori chiar continente. In timp ce poluantii se aduna in atmosfera, oxizii de sulf si de azot sunt transformati in acizi care se combina cu ploaia. Aceasta ploaie acida cade peste lacuri si paduri unde poate duce la moartea pestilor sau plantelor si poate sa afecteze intregi ecosisteme. In cele din urma, lacurile si padurile contaminate pot ajunge sa fie lipsite de viata. Regiunile care sunt in drumul vantului care bate dinspre zone industrializate, cum ar fi Europa si estul Statelor Unite si Canadei, sunt cele mai afectate de ploi acide. Ploile acide pot sa afecteze si sanatatea umana si obiecte create de oameni; ele dizolva incet statui istorice din piatra si fatade din Roma, Atena si Londra.

Una din cele mai mari probleme cauzate de poluarea aerului este incalzirea globala, o crestere a temperaturii Pamantului cauzata de acumularea unor gaze atmosferice cum ar fi dioxidul de carbon. Odata cu folosirea intensiva a combustibililor fosili in secolul XX, concentratia de dioxid de carbon din atmosfera a crescut dramatic. Dioxidul de carbon si alte gaze, cunoscute sub denumirea de gaze de sera, reduc caldura disipata de Pamant dar nu blocheaza radiatiile Soarelui. Din cauza efectului de sera se asteapta ca temperatura globala sa creasca cu 1,4° C pana la 5,8° C pana in anul 2100. Chiar daca aceasta tendinta pare a fi o schimbare minora, cresterea ar face ca Pamantul sa fie mai cald decat a fost in ultimii 125.000 ani, schimband probabil tiparul climatic, afectand productia agricola, modificand distributia animalelor si plantelor si crescand nivelul marii.

Poluarea aerului poate sa afecteze regiunea superioara a atmosferei numita stratosfera. Productia excesiva a compusilor care contin clor cum ar fi clorofluorocarbonatii (CFC) (compusi folositi pana acum in frigidere, aparate de aer conditionat si in fabricarea produselor pe baza de polistiren) a epuizat stratul de ozon stratosferic, creand o gaura deasupra Antarcticii care dureaza mai multe saptamani in fiecare an. Ca rezultat, expunerea la razele daunatoare ale Soarelui a afectat viata acvatica si terestra si ameninta sanatatea oamenilor din zonele nordice si sudice ale planetei.

Metode de producere a poluarii

Gazele emise din trafic contribuie atat la cresterea aciditatii atmosferei, cat si la formarea ozonului troposferic, cu efecte directe si/sau indirecte asupra tuturor componentelor de mediu (vegetatie, fauna, sol, apa). Prezenta metalelor grele in gazele de esapament afecteaza calitatea solului si apelor, starea de sanatate a florei si faunei. De asemenea, are loc poluarea solului cu diferite deseuri (in special in locurile de parcare), cu produse petroliere provenite de la unele defectiuni ale autovehiculelor, precum si cu diferite substante provenite din accidente rutiere.

La ora actuala, conform evaluarilor, la o mie de automobile in fiecare 24 ore revin emisii in cantitati de 2500 kg oxid de carbon, 500 kg hidrocarburi, 300 – 400 kg oxizi de azot, circa 1 kg de aldehide.

Altfel spus, o tona de benzina arsa in cilindrii unui motor de automobil, pe langa bioxidul de carbon si vaporii de apa – compusi netoxici, se mai transforma si in circa 50 kg oxid de carbon, 23 kg hidrocarburi, 16 kg oxizi ai azotului, 2 kg oxizi de sulf, 1 kg aldehide, 04 kg de compusi ai plumbului daca aceasta este asa numita benzina etilata. Majoritatea acestor compusi sunt foarte nocivi, poseda proprietati toxice, cancerigene, excitante.

Dintre produsii chimici rezultati in urma procesului de aredere in MAI amintim pe cei care sunt monitorizati atat pentru efectul direct cat si pentru pericolul pe care il reprezinta:    [5]

Monoxidul de carbon (CO) – „rezultatul arderii incomplete”

gaz color, cu miros caracteristic, monitorizat datorita toxicitatii deosebite

efecte asupra omului: factor de risc pentru suferinzii de boli cardiovasculare, expunerea pe termen indelungat reduce capacitatea de munca si diminueaza dexteritatea manuala.

motivul pentru care a aparut catalizatorul

Surse: MAS 86%, MAC 5%, aeronave: 4%, nave maritime: 1%, cai ferate: <1%, altele: 4% (incluzand dezastrele naturale, incendii, etc.

Oxizii de azot (NO_x)

Gaz cu miros caracteristic avand si culoare specifica care face posibia distingerea lui in spectru luminos

Monitorizat datorita efectelor dramatice asupra modificarilor de mediu pe care le produce

Efecte asupra omului: diminuarea capacitatilor respiratorii, 100ppm NO_x inhalate timp de o ora produce leziuni interne

Bioxidul de sulf (SO₂)

Rezultatul arderii combustibilului cu continut de sulf (motorina)

Gaz cu miros si culoare caracteristica

Efecte asupra mediului: ploi acide, accelerarea efectului de sera

PM (Particulate Matter)

Particule in suspensie

Particule solide sau lichide de dimensiune mica, de ordinul micronilor

PM10, PM25 (<2.5 microni, nu pot fi filtrate de sistemul respirator; intra in organism si nu se mai elimina)

Plumb si oxizii pe baza de plumb (plumbul si oxizii de plumb au fost redusi prin introducerea noilor tipuri de combustibili carenu mai au in compozitia lor plumb)

In combustibilii obtinuti prin tehnologii mai vechi (benzina cu plumb, ECO Premium)

Duce la aparitia daunelor neurologice grave

2. POLUAREA AUTOMOBILELOR. NORME DE POLUARE. NECESITATEA REDUCERII POLUARII

In ultimii ani, odata cu cresterea numarului de autovehicule si necesitatii de transport la nivel global, consumul, respectiv cererea de petrol au crescut foarte mult. Proportional cu acestea este si cresterea de emisii poluante. Chiar daca industia auto nu are cea mai mare contributie la emisiile poluante si emisii de gaze raspunzatoare pentru efectul de sera si incalzirea planetara, masuri trebuie luate in toate domeniile. Urmatoarele grafice si diagrame ilustreaza nivelele actuale si de acum cativa ani ale cererii si productiei de petrol, precum si nivelul alarmant al emisiilor globale de poluanti.

Figura 2.1. Evolutia consumului (cererii) si productiei mondiale de combustibil petrolier    [6]

Figura 2.2. Productia mondiala de combustibil petrolier si cererea viitoare

Graficele de mai sus prezinta evolutia emisiilor de CO₂ (principalul gaz responsabil pentru efectul de sera) in ultimii 50 pana la 150 de ani. Masuratorile concentratiei de CO₂ din aerul atmosferic a fost efectuate de NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration - United States Department of Commerce). In prezent nivelul emisiilor de CO₂ (milioane de tone) este de 7 ori mai ridicat decat era in 1955. [8]

2.1. Normele europene de poluare

Normele europene de poluare EURO 1, EURO 2, EURO 3 si EURO 4 nu au prevederi/limitari clare in ceea ce priveste emisiile de CO₂. Se axeaza mai mult pe CO, NO_x, HC, PM.    [9]

Figura 2.5 prezinta nivelul concentratiilor de NOx si PM din gazele de evacuare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie conforme cu legislatiile EURO 1 pana la EURO 5. Se poate observa ca pentru toate normele nivelul de PM este 0; Emisiile de particule erau specifice motoarelor ce foloseau benzina cu plumb (tetraetil de plumb).

Figura 2.6. Analiza evolutiei normelor de poluare de la non-EURO la EURO 5 - motoare diesel [9]

Normele europene de emisie definesc limitele acceptabile pentru emisiile gazelor de evacuare a vehiculelor noi vandute in statele-membre ale UE. The emission standards are defined in a series of European Union directives staging the progressive introduction of increasingly stringent standards. Standardele de emisie sunt definite intr-o serie de directive a Uniunii Europene de escala la introducerea progresiva a standardelor din ce in ce mai stricte.

Currently, emissions of nitrogen oxide (NO _x ), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO) and particulate matter (PM) are regulated for most vehicle types , including cars, lorries, trains, tractors and similar machinery, barges , but excluding seagoing ships and aeroplanes. In prezent, emisiile de oxid de azot (NOx), hidrocarburi (HC), monoxid de carbon (CO) si particule (PM) sunt reglementate la cele mai multe tipuri de vehicule, inclusiv autoturisme, camioane, trenuri, tractoare si masini similare, barje, dar excluzand navele maritime si avioanele. For each vehicle type, different standards apply. Pentru fiecare tip de vehicul, se aplica diferite standarde. Compliance is determined by running the engine at a standardised test cycle . Respectarea este determinata de rularea motorului in cicluri de incercari standardizate. Non-compliant vehicles cannot be sold in the EU, but new standards do not apply to vehicles already on the roads. Vehiculele neconforme nu pot fi vandute in UE, dar noile standarde nu se aplica pentru vehiculele aflate deja in circulatie pe drumurile publice. No use of specific technologies is mandated to meet the standards, though available technology is considered when setting the standards. Nu utilizarea de tehnologii specifice este necesara pentru a respecta standardele, desi tehnologia disponibila la acel moment este folosita pentru stabilirea standardelor.New models introduced must meet current or planned standards, but minor lifecycle model revisions may continue to be offered with pre-compliant engines.

Transport si incalzirea globala. Tinta fixata la Protocolul de la Kyoto a fost o reducere de 8% a emisiilor in toate sectoarele economiei fata de nivelurile din 1990 pana in 2008-2012.

Standardele europene de emisii pentru autoturisme (categoria M1) sunt prezentate in tabelul 1.

Tabelul 1 [9]:

Standarde europene de emisie pentru autovehicule comerciale usoare, m < 1305kg (categoria N1 – I), [g/km] sunt prezentate in tabelul 2.

Tabelul 2 [9]:

Standarde europene de emisii pentru autovehicule comerciale usoare 1305kg < m < 1760kg (categoria N1 – II), [g/km sunt prezentate in tabelul 3.

Tabelul 3 [9]:

Standarde europene de emisii pentru autovehicule comerciale usoare 1760kg < m < 3500kg (categoria N1 – III), [g/km sunt prezentate in tabelul 4.

Tabelul 4 [9]:

Standardele europene de emisii pentru autocamioane si autobuse, motoare Diesel, g/kWh (fum ^-1) sunt prezentate in tabelul 5.

Tabelul 5 [9].

Standardele europene de emisii pentru vehicule mari de transport marfa, categoria N2, EDC (2000 si peste) sunt rezumte in tabelul 6.

Tabelul 6 [9]:

Evolutia standardelor de emisii diferentia pe poluanti.

Alti factori de producere a poluarii

Zgomotul

Zgomotul provenit din trafic afecteaza indivizii in diferite moduri: cauzeaza atat disconfort cat si probleme de sanatate. Efectele asupra starii fizice includ: un ritm cardiac mai ridicat (deci un risc mai mare de boli cardiovasculare), dereglari psihice si un nivel mare de stres, dereglari de somn, probleme cognitive, de intelegere si concentrare la copii, iar la nivele foarte inalte de zgomot, probleme auditive.

Aglomerarea

Aglomerarea O problema serioasa a devenit parcarea automobililor. Deseori ele ocupa trotuarele, impiedicand circulatia pietoniala. In timpul noptii automobilele sunt parcate in locuri neautorizate si neamenajate, in imediata apropiere a caselor de locuit. Teritoriile sunt poluate cu produse petroliere, zgomotul si gazele de esapament ajung pana in apartamentele oamenilor. Daca numarul de automobile creste, la fel este mai mare si numarul parcarilor neautorizate si mai ales numarul *cimitirelor de masini* create de agenti economici care ar trebui sa desfasoare o activitate in conformitate cu ultimile prescriptii la nivel European, tocmai pentru a reduce efectele si asa foarte mari ale poluarii mediului create de vehicule.

Relatia „transport-sanatate” este de acum de mai multi ani tinuti la evidenta de

comunitatea mondiala si cea europeana.

Insa nu numai prin gazele de esapament automobilul este nociv pentru om si mediu.

El mai este sursa de poluare cu cauciuc, atat de la uzarea anvelopelor cit si de la cele uzate aruncate la intamplare, sau arse in mod necorespunzator.

Automobilul mai este un potential poluator cu acid si plumb de la acumulatoarele de

electricitate daca acestea fiind uzate nu se colecteaza centralizat.

In cazul organizarii proaste a traficului si calitatii nesatisfacatoare a drumuriloroamenii au de suferit din cauza poluarii sonice. In unele orase , pe strazile principale , intensitatea zgomotului in timpul zilei depaseste cu mult normele sanitare, provocand disconfort, agravarea bolilor psihice

IMPACTUL
TRANSPORTULUI PE CALEA FERATA ASUPRA MEDIULUI

Avand in vedere faptul ca in general caile ferate sunt electrificate producerea de noxe la acest mijloc de transport se apropie de o valoarea minima. Totusi un factor important in producerea poluarii pe sistemul de transport feroviar este zgomotul.

Studiile de evaluare a nivelurilor sonore in vecinatatea caii ferate iau in calcul situatiile cele mai defavorizante pentru mediu: debitul de trafic pentru o zi cu trafic maxim si propagarea zgomotului in conditii de camp liber si de sol reflectant. Ele au demonstrat ca in cazul modernizarii tronsoanelor feroviare ce trec prin zone locuite se dovedeste mult mai eficienta adoptarea unor masuri antizgomot inca din faza proiectelor de modernizare, deoarece implica costuri mult mai mici. Pentru protejarea ecosistemelor fragile se pot lua si masuri suplimentare, precum crearea de bariere ecologice si construirea unor noi tipuri de linii.

Transportul pe calea ferata este o sursa mobila de poluare si are un impact negativ asupra mediului inconjurator. Unul din factorii importanti de poluare este zgomotul. Acesta se evidentiaza sub urmatoarele aspecte:

Zgomotul la circulatia vagoanelor ce apare ca rezultat al interactiunii dintre roata si sina

Zgomotul locomotivelor datorita functionarii motorului si a sistemelor de transmisii

Zgomotul aerodinamic produs de curentii de aer ce lovesc peretii frontali ai vagonului si partile proeminente ale acestuia

In domeniul de viteze pana la 160 km/h, principalele zgomote care predomina sunt zgomotul de rulare, zgomotul locomotivelor si zgomotul de franare

Zgomotul de rulare se propaga in interiorul vagonului atat pe cale aeriana, cat si prin conductie solida. Zgomotul de rulare a fost identificat ca sursa de zgomot preponderenta pentru domeniul de viteza 50-300 km/ora. Mecanismul de excitatie al zgomotului este „rugozitatea”(defecte de cativa microni ca amplitudine si de cativa centrimetri ca lungime a undei) asupra rotii si a caii. Aceasta excitatie, prin receptanta dinamica a sistemului roata-sina, face sa rasune roata si sa transmita unde in sina.

Zgomotul de franare

Zgomotul produs de scurgerile de aer din jurul trenului poate fi separat intr-o parte direct generata prin scurgerea aerului in interactiune cu suprafetele rigide si in alta parte, generata de vibratiile induse de curgerea aerului pe structura, a carei cunoastere ramane de aprofundat.

Una dintre dificultatile majore legata de aeroacustica este ca sursele sunt situate in acelasi mediu fizic ca si propagarea si nu este intotdeauna usor de a separa zonele unde fluctuatiile de presiune sunt aerodinamice de zonele de propagare unde fluctuatiile de presiune sunt acustice.

Zgomotul generat de diversele surse aerodinamice poate fi descompus in doua tipuri de fenomene:

• zgomotul generat de scurgerea aerului in jurul elementelor structurale: vartejuri din spatele pantografului si al echipamentului sau, cavitati (cavitatea pantografului, spatiul dintre vagoane, fantele de ventilatie), boghiuri, ventilatoare;
• zgomotul generat de curentul de aer turbulent: perna de aer limitata turbulent pe suprafete, separarea stratului limita pe nasul vehiculului motor din fata si suflul turbulent al vagonului motor din spate.

Pentru reducerea zgomotului se folosesc:

absorbanti de vibratii (din materiale reciclabile) la baza liniei ferate;

ziduri laterale (panouri fonice, ziduri absorbante, coline absorbante);

cladiri cu autoprotejare (ferestre fonoizolante, care nu sunt o solutie foarte buna);

vehicule cu zgomot redus.

EVOLUTIA TRANSPORTURILOR SI ACTIUNI DESFASURATE IN SCOPUL REDUCERII EMISIILOR DIN TRANSPORTURI

Transportul rutier de calatori are o evolutie ascendenta luand in consideratie numarul autovehiculelor inscrise in circulatie in perioada 2001 – 2006. Acestea au crescut cu 25% fata de extinderea si modernizarea drumurilor publice, care au cunoscut in perioada 2001 – 2006 o crestere de doar 1,8%, disproportia aceasta exercitand asupra mediului o presiune ridicata.

In cadrul evolutiei transporturilor de calatori se mentioneaza cresterea numarului de persoane care se deplaseaza cu mijloace de transport proprii si starea degradata a multor cai rutiere, in ciuda lucrarilor de reabilitare care s-au inmultit simtitor in ultimii ani.

Pentru perioada 2001 – 2006 se constata ca scade ponderea utilizarii transportului feroviar al calatorilor de la 36% la 29% si creste ponderea transportului rutier de la 63% la 70%, situatie reprezentata in figura nr. 14.2.1. In anul 2006, din totalul de 324.749 mii pasageri, 70% au folosit modul de transport rutier, in timp ce 29% au folosit modul de transport feroviar.

Figura nr. 14.2.1. Ponderea utilizarii transportului feroviar si rutier de calatori in perioada 2001 – 2006

Sursa: Anuarul Statistic al Romaniei, 2007

De asemenea, in aceasta perioada, numarul total de pasageri transportati, exprimat in pasageri-km a scazut pentru transportul feroviar cu 26% si a crescut pentru transportul rutier cu 66%.

In ceea ce priveste transportul de marfa se remarca urmatoarele aspecte: in perioada 2001 – 2006 volumul de marfuri transportate a crescut cu 67.224 mii tone (conform I.N.S. – editia 2007). In anul 2006 au fost transporate 431.366 mii tone marfuri, dintre care, cu ponderea cea mai ridicata, s-a realizat prin transport rutier. In acest context, pentru perioada 2001 – 2006 se constata ca scade ponderea utilizarii transportului feroviar al marfurilor de la 20% la 16% si creste ponderea transportului rutier de la 74% la 78%, situatie reprezentata in figurile nr. 14.2.2., 14.2.3. si

Figura nr. 14.2.2. Transportul interurban si international de pasageri (milioane pasageri-km) in perioada 2001 – 2006

Sursa: Anuarul Statistic al Romaniei, 2007

Figura nr. 14.2.3. Ponderea utilizarii transportului feroviar si rutier de marfa in perioada 2001 – 2006 c

Sursa: Anuarul Statistic al Romaniei, 2007

Figura nr. 14.2.4. Parcursul marfurilor (milioane tone-km) in perioada 2001 – 2006

Sursa: Anuarul Statistic al Romaniei, 2007

In perioada 2001 – 2006, parcursul marfurilor transportate pe calea ferata, exprimat in milioane tone-km, a scazut pentru transportul feroviar de la 16.102 la 15.791 si a crescut pentru transportul rutier de la 18544 la 57278. asa cum este reprezentat in figura nr. 14.2.5.

Figura nr. 14.2.5. Ponderea transportului de marfuri pe moduri de transport, la sfarsitul anului 2006

Sursa: Anuarul Statistic al Romaniei, 2007

La sfarsitul anului 2006, ponderea transportului rutier de marfuri a fost de 78%, a transportului feroviar

In consecinta, se remarca faptul ca, atat in ce priveste transportul de pasageri cat si in ceea ce priveste transportul de marfa, un procent mare il detine utilizarea modului de transport rutier, in detrimentul celui feroviar. Obiectivele mobilitatii durabile necesita transferarea unui volum din ce in ce mai mare din transporturile de calatori si de marfa de la sosea la calea ferata.

Dezvoltarea caii ferate, un mod de transport ecologic, este una dintre cele mai eficiente masuri in vederea reducerii poluarii, cu ajutorul carora pot aparea rezultate pozitive atat pe termen scurt, cat si pe termen mediu.

Concluzii

Desi in ultimul timp statele, se dezic de aplicarea aditivului de plumb (tetraetil de plumb) in benzina, cautand alte solutii, totusi benzina cu adaos de plumb se mai produce. Si plumbul care s-a acumulat in mediu ca urmare a utilizarii benzinei etilate mai este in circuit.

Acesta s-a acumulat in solul din apropierea autotraselor, trece in plantele cultivate acolo, apoi in organismele animalelor si oamenilor. Plumbul nimerit in organism poate fi cauza nevrozei periferice, anemiei, unor boli de ficat etc.

Oxizii de sulf care se contin in gazele de esapament al automobilelor, pe langa faptul ca participa la afectarea cailor respiratorii, mai participa la acidifierea mediului (prin transformarea in acid sulfuric), fenomen cu impact negativ asupra vegetatiei , constructiilor, instalatiilor.

Cea mai importantǎ sursǎ de CO din poluarea generalǎ a atmosferei (60%) este produsǎ de gazele de esapament. S-a estimat cǎ 80% din cantitatea de CO este produsǎ in primele 2 minute de functionare a motorului si reprezintǎ 11% din totalul gazelor de esapament.