1.3 La contaminació atmosfèrica

Es defineix contaminació atmosfèrica com la impurificació de l'atmosfera per la injecció de matèries alienes a la seva composició normal o en una proporció molt superior a l'habitual.

En general, els contaminants primaris ($SO_2$, $NO2$, ...) són alliberats per una font. Aquest procés s'anomena emissió. En l'atmosfera els contaminants es desplacen, es transformen, s'acumulen i es degraden. Altres contaminants, anomenats secundaris, es formen per reaccions químiques entre contaminants o entre aquests i compostos habituals de l'atmosfera, com el vapor d'aigua. A vegades aquestes reaccions són afavorides per la radiació solar. Els més coneguts són l'ozó troposfèric l'àcid sulfúric i l'àcid nítric.

Atenció: El grau de concentració de contaminants es mesura en parts per milió ($ppm$) o en micrograms per metre cúbic ($\mu g/m^3$). La intensitat d'una font emissora es pot mesurar en $kg/s$.

Per mesurar l'efecte dels contaminants s'han establert valors de referència i índexs de qualitat. Uns valors de referència típics són 400 $\mu g/m^3$ per als $SO_x$, 300 $\mu g/m^3$ per a les partícules en suspensió i 200 $\mu g/m^3$ per als $NO_x$. Els valors habituals són 132, 120 i 77 $\mu g/m^3$ a les zones urbanes i 0.5, 37 i 2 $\mu g/m^3$ a les zones rurals. Per al $CO$ no hi ha un valor de referència estàndard i una concentració típica és de 7800 $\mu g/m^3$ a la ciutat i 100 $\mu g/m^3$ al camp.

A partir del grau de contaminació atmosfèrica que es detecta és necessari adoptar mesures preventives o correctores tenint present que existeix una relació entre emissió i immissió. Aquests paràmetres no són necessàriament equivalents doncs les emissions són sotmeses a processos de transport, transformació química i dispersió a l'atmosfera que poden donar com a resultat diferents nivells d'immissió.

Per una altra banda, la vida mitja estimada dels contaminants informa sobre el seu caràcter reactiu o inert. A major vida mitja, creix el seu temps de permanència a l'atmosfera i poden ser transportats més lluny. Per exemple, la vida mitja del $SO_2$ és de l'ordre de dies. Això implica que disposa d'aquest temps per traslladar-se a certa distància abans d'acabar combinant-se amb la humitat de l'atmosfera, provocant el fenomen de la pluja àcida.

Els focus d'emissió de contaminants poden ésser naturals (volcans, incendis, temporals de sorra, ...) o originats per activitats de l'home (focus antropogènics). Els focus antropogènics poden ser fixos (plantes de productes químics, incineració d'escombraries, refineries de petroli, ...) o mòbils (automòbils, trens, vaixells, ...). Per una altra banda, les zones que absorbeixen els contaminants de l'aire s'anomenen claveguerons de contaminació atmosfèrica. Aquests són, en general, el terra, la vegetació, les construccions i, especialment, les grans masses d'aigua (oceans).

Suposem que, per a una determinada massa de contaminants, tenim un únic focus emissor. El vent és el principal fenomen atmosfèric que trasllada el contaminant fins als receptors. A més a més d'aquest desplaçament, la massa de contaminants creix en amplitud i en alçada, degut al procés de barreja que s'experimenta a l'atmosfera. Durant el seu camí es produiran canvis en la direcció i en la velocitat del vent que faran que el contaminant serpentegi. La suma de tots aquests processos provoca la difusió dels contaminants i, en conseqüència, la concentració de contaminants en els receptors és menor que la seva concentració en el focus emissor.

Curiositat: En determinades condicions atmosfèriques, els gasos expulsats per una xemeneia poden ser transportats centenars de quilòmetres abans de dipositar-se a terra.