2. Ozonul troposferic: informații de fond
2.1 Problema ozonului în Europa
Poluarea fotochimică este formată din emisiile de oxizi de azot (NOx, unde NOx = NO + NO2) și de compuși organici volatili (COV) și monoxid de carbon (CO) în prezența luminii solare. Ozonul (O3), principalul poluant fotochimic, este transportat dincolo de frontierele naționale (Simpson și Malik, 1996). Emisiile de NOx sunt responsabile pentru o mare parte din formarea ozonului care are loc în zonele rurale. În regiunile mai dens populate, în special în apropierea orașelor, formarea ozonului este intensificată de emisiile de COV. COV sunt emiși în principal din traficul rutier și din utilizarea produselor care conțin solvenți organici. NOx și CO sunt emise în principal din transporturi și procese de ardere. După eliberare, acești precursori sunt împrăștiați de vânt și de turbulențele atmosferice. Poluanții proaspăt emiși se amestecă cu alți poluanți, inclusiv cu ozonul, prezenți în aerul de fond, și are loc un proces complicat de reacții chimice și diluție continuă.
Expunerea la ozon induce efecte asupra sănătății și mediului,provocând dificultăți respiratorii la persoanele sensibile și posibile deteriorări ale vegetației și ecosistemelor (OMS, 1996a, b). Reacții semnificative atât la oameni, cât și la plante, apar la concentrațiile actuale de ozon din mediul ambiant sau în apropierea acestora (UN-ECE, 1996). Valorile de prag stabilite pentru protecția sănătății umane, a vegetației și a ecosistemelor sunt depășite frecvent în majoritatea țărilor europene și, prin urmare, se pot aștepta efecte negative pe scară largă asupra populației, culturilor și vegetației naturale europene (de Leeuw și van Zantvoort, 1996; Hjellbrekke et al., 1996). Ozonul din troposferă are, de asemenea, relevanță pentru problema schimbărilor climatice, deoarece ozonul este un gaz cu efect de seră. În prezent, se estimează că ozonul troposferic adaugă 0,4 W.m-2 la forțarea climatică sporită actuală de 2,45 W.m-2. Forțarea totală este rezultatul creșterii numai a compușilor cu durată lungă de viață (CO2, CH4, N2O, halocarburi) (IPCC, 1995). Problema formării, efectelor și reducerii ozonului este complexă și, datorită naturii sale transfrontaliere, va fi necesar un efort internațional pentru a dezvolta o politică coerentă pentru a face față problemei (Amann et al., 1996).
2.2 Formarea chimică a ozonului
Reacția fotochimică în lanț care produce ozonul este inițiată și întreținută de radicalii reactivi. În acest proces, se formează și alți produși, cum ar fi peroxiacetil nitrat, acidul azotic, aldehide, acizi organici, particule și multe specii radicale cu durată de viață scurtă. COV acționează ca „combustibil” în procesul de formare a ozonului, în timp ce NO funcționează mai mult sau mai puțin ca un catalizator, deoarece este regenerat în procesul de formare. NO joacă, de asemenea, un rol esențial în regenerarea radicalilor reactivi și în evoluția ulterioară a reacțiilor. Fotochimia simplificată a ozonului, care este în realitate un proces complex și foarte neliniar, este prezentată în caseta 1.
Concentrațiile ridicate de NO proaspăt emis elimină local O3, un proces care duce la formarea de NO2. În apropierea surselor, acest proces de titrare poate fi considerat ca un rezervor de ozon. În plus, concentrațiile ridicate de NO2 deviază etapa inițială de oxidare a COV-urilor prin formarea altor produse (de exemplu, acidul azotic), ceea ce împiedică formarea netă de O3. Din cauza acestor reacții, o scădere a NOx poate duce la o creștere a O3 la un raport COV/NOx scăzut, așa cum se întâmplă în orașe. În acest regim adesea numit regim limitat de COV, controlul emisiilor de compuși organici este mai eficient pentru a reduce valorile de vârf ale poluării cu ozon la nivel local.
În timp ce o masă de aer se îndepărtează de un centru urban, raportul COV/NOx se modifică din cauza altor reacții fotochimice, a proceselor meteorologice și a apariției de noi emisii. Concentrația de NOx scade mai repede decât cea de COV și, în consecință, raportul COV/NOx se amplifică. La un raport COV/NOx ridicat, care apare în situații de fond, chimia tinde spre cazul în care NOx este limitat, iar reducerile de NOx sunt considerate mai eficiente pentru reducerea ozonului în aceste situații. Lucrări recente (Kramp et al., 1994; Flocke et al., 1994) indică faptul că fotochimia în coloanele urbane se desfășoară mai repede decât se presupunea anterior. Oxidarea COV-urilor conduce la o cantitate mai mare de ozon într-o perioadă mai scurtă de timp și la o eliminare mai rapidă a NOx-urilor. Prin urmare, regimul în care formarea ozonului este controlată de concentrația de NOx este atins mai repede decât se credea anterior (Borrell et al., 1995).
Căsuța 1: Fotochimia formării ozonului în formă simplificată
| VOC + OH + O2 ® RO2 + H2O RO2 + NO + O2 ® NO2 + HO2 + CARB HO2 + NO ® NO2 + OH 2(NO2 + hv +O2 ” NO + O3) |
|
|
net: |
(NOx + OH +) VOC + 4O2 ® 2O3 + CARB + H2O (+ NOx + OH) |
| VOC înseamnă compus organic volatil și CARB pentru compuși carbonilici, care joacă rolul de hidrocarburi în etapele ulterioare de oxidare. OH și HO2 sunt radicali cu durată scurtă de viață, care joacă un rol important în procesul de formare a ozonului. | |
Complexitatea efectului reducerii emisiilor de NOx asupra formării O3 poate fi ilustrată de „efectul de week-end”. Dumont (1996) a documentat faptul că nivelurile de O3 din conurbațiile belgiene s-au dovedit a fi semnificativ mai ridicate în week-end decât în timpul săptămânii. În timpul verilor cu „smog”, vârful mediu de după-amiază a fost cu aproximativ 20% mai mare sâmbăta și duminica, în comparație cu vârful de după-amiază din „zilele lucrătoare”. Modelul opus a avut loc pentru NO2; această specie a fost mult mai mică în zilele de sâmbătă și duminică. Cu toate acestea, suma dintre O3 și NO2, adesea numită Ox, a fost similară indiferent de ziua în care a fost luată în considerare. Acest lucru poate fi explicat prin conversia mai mică a O3 de către NO în NO2, ca urmare a nivelului scăzut al emisiilor de NOx în timpul weekendului în orașele belgiene (cu aproximativ 30% mai puțin). În acest caz, acest efect local de diminuare a ozonului este mai important decât reducerea ozonului ca urmare a reducerii emisiilor de precursori (NOx și COV). Alte variații ale ozonului în timpul săptămânii sugerează contribuții suplimentare, altele decât cele locale. În Austria, la stațiile din Viena sau din apropierea acesteia, concentrațiile maxime medii de ozon prezintă, de asemenea, un model săptămânal distinct, dar cu cele mai scăzute niveluri în zilele de luni și marți. Se crede că acest lucru reflectă reducerea ozonului ca urmare a reducerii emisiilor de precursori pe o suprafață mai mare și a efectului transportului (Schneider, 1998). Brönniman și Neu (1997) concluzionează, în urma analizei datelor elvețiene, că există două modele distincte în ciclul săptămânal al ozonului. Atunci când meteorologia nu este favorabilă producerii de ozon, au fost observate concentrații mai mari în timpul sfârșitului de săptămână. Cu toate acestea, în condiții favorabile, vârful mediu de ozon în zilele de duminică a fost cu 10-15% mai mic decât în zilele lucrătoare.
Este demn de remarcat faptul că numai ca urmare a unor reduceri inițiale și mici ale NOx, în absența unor reduceri concomitente ale emisiilor de COV, poate apărea „efectul contraproductiv de week-end”. Pentru a atinge niveluri acceptabile de ozon și pentru a depăși pragul inițial de contraproductivitate, este necesară reducerea unei fracțiuni majore atât a emisiilor de NOx, cât și a emisiilor de COV.
2.3 Scări spațiale
Formația ozonului are loc la diferite scări, de la cea locală, ca în zone urbane precum Atena și Milano, la cea regională, ca în centrul și nord-vestul Europei, până la cea emisferică, ca în cazul creșterii concentrațiilor de fond la latitudinile medii nordice. Oxidanții formați la nivel local prezintă, în general, variații temporale și spațiale mari, cu concentrații maxime ridicate cauzate de emisii care au loc în principal în aceeași zi. Formarea de oxidanți la nivel regional are loc cel mai adesea în legătură cu presiuni înalte stabile, iar concentrațiile ridicate pot rămâne timp de mai multe zile (Cox et al., 1977; Guicherit și van Dop, 1975; Grennfelt și Schjoldager, 1984; Borrell et al., 1995). Echilibrul dintre formarea (locală) și transportul (pe distanțe lungi) în climatologia ozonului într-o anumită zonă determină eficacitatea gamei de reduceri de emisii locale până la cele paneuropene.
2.3.1 Fenomenologia ozonului rural în Europa
Grennfelt et al. (1987; 1988) și Feister și Pedersen (1989) au fost primii care au raportat niveluri de ozon de vară în Europa care prezintă un gradient crescător dinspre partea de nord-vest spre partea de sud-est a rețelei OXIDATE. Din păcate, analiza lor nu s-a extins mult la sud de Alpi din cauza disponibilității limitate a datelor din sudul și estul Europei. Rapoarte ulterioare (NILU/CCC 1990 ~1996) au confirmat modelul gradientului de ozon.
O estimare cantitativă a ozonului în timpul verii și iernii a fost furnizată de Beck și Grennfelt (1994). Pe baza măsurătorilor de la 68 de stații rurale și de fond, ei au constatat că maximul diurn mediu în timpul verii a variat de la 60-80 μg.m-3 în partea de nord-vest la 120-140 μg.m-3 în partea centrală a Europei. Figura 1 ilustrează o versiune modelată a gradientului concentrației maxime medii diurne de ozon în timpul verii în Europa (Simpson et al., 1997). Concentrația de fond a stratului limită marin european, și anume concentrația din aerul advectat din Atlantic, a fost stabilită la 60-65 μg.m-3 (Borrell et al., 1995). Ar putea fi util să se remarce faptul că informațiile raportate în cadrul directivei nu permit alcătuirea acestei imagini generale pentru ozonul rural. Au fost utilizate date măsurate din rețelele Eurotrac-TOR și EMEP și din activitățile modelului EMEP. De asemenea, trebuie remarcat faptul că distribuția spațială a ozonului în Europa variază considerabil de la un an la altul și depinde de statistica luată în considerare (a se compara figura 1 pentru maximul zilnic de vară cu figura 16 pentru AOT60).
Figura 1: Media modelată pe 5 ani a concentrației maxime zilnice de ozon pe timp de vară. Calculul a fost efectuat utilizând emisii constante la nivelul anului 1990 și meteorologia din 5 veri (1989, 1990, 1992, 1993 și 1994). 1 ppb O3 ” 2 μg.m-3. Sursa: Simpson et al., 1997
Variația sezonieră a ozonului, cu un maxim larg de vară și un minim de iarnă, este observată în multe situri individuale de pe continent. Pe bază sezonieră, procesele atmosferice din stratul limită european poluat adaugă 30-40% la concentrația de fond a stratului limită în timpul verii. Majoritatea stațiilor rurale din interiorul țării prezintă un model diurn tipic în timpul lunilor de vară, cu un minim dimineața și un maxim după-amiaza. Scăderea din timpul nopții și dimineața devreme este cauzată de depunerile uscate. La stațiile influențate îndeaproape de emisii, efectul reflectă, de asemenea, titrarea din NO. După răsăritul soarelui, începe formarea fotochimică din precursori și crește treptat pe măsură ce crește cantitatea de lumină solară. Amestecul de aer din straturile superioare și din troposfera liberă joacă, de asemenea, un rol important. Stațiile de coastă nepoluate și stațiile de mare altitudine prezintă adesea o variație diurnă mai puțin pronunțată datorită influenței reduse a depunerilor uscate și advecției aerului omogen și relativ neperturbat.
2.3.2 Fenomenologia episoadelor
Episoadele de creștere a ozonului apar în fiecare vară în cea mai mare parte a Europei. În timpul acestor episoade, dintre care multe durează mai multe zile consecutive, concentrațiile de ozon cresc de mai multe ori față de fondul stratului limită pe suprafețe mari din Europa. Fenomenul episoadelor apare, de obicei, în condiții anticiclonice care coincid cu o lumină solară crescută, temperaturi ridicate și viteză redusă a vântului. Ele sunt observate atât în zonele urbane poluate, cât și în regiunile rurale mai puțin poluate. În situația urbană și suburbană, concentrațiile ridicate se datorează în principal producerii fotochimice din precursori care sunt în mare parte emiși în interiorul zonei. La scară continentală, concentrațiile ridicate sunt consecința atât a chimiei in situ, cât și a transportului din alte regiuni. Cu toate acestea, Bouscaren (1991) a concluzionat că, în sudul Europei, smogul fotochimic are adesea un caracter local.
În general, în apropierea surselor din centrele orașelor, concentrațiile de ozon sunt mai mici decât cele din suburbii și zonele rurale, în principal ca urmare a absorbției ozonului de către oxidul de azot provenit din trafic. În timpul episoadelor, nivelurile de ozon pot fi considerabil ridicate în suburbii și mai departe sub vânt față de zonele cu surse urbane. Acumularea de ozon din cauza reacțiilor fotochimice durează câteva ore și, prin urmare, cele mai ridicate niveluri de fotooxidanți pot fi așteptate la o anumită distanță în direcția vântului față de surse. Lin et al. (1995) și Lindsay și Chameides (1988) au constatat că concentrația de ozon într-un penaj urban era cu ușurință de două ori mai mare decât nivelul de fond.
Câteva orașe, în special cele din sudul Europei, înregistrează niveluri maxime de ozon în centrele lor urbane. Acest lucru se întâmplă adesea ca urmare a condițiilor de aer stagnant sau a brizei marine în situațiile anticiclonice din timpul verii. În Marea Mediterană, se stabilesc celule de circulație la scară largă, iar emisiile de coastă pot fi reținute timp de mai multe zile în briza de uscat-mare. Cele mai grave episoade de oxidare fotochimică din Marea Mediterană sunt probabil legate de sistemele de circulație a brizei de uscat și de mare, afectând în special regiunile cu orașe mari, cum ar fi Barcelona, Marsilia, Roma și Atena (Borrell et al., 1995). Studii de caz privind aceste fenomene sunt raportate pentru Atena, Valencia și Lisabona de către Moussiopoulos (1994), Millán (1993) și Borrego et al. (1994). O scurtă discuție asupra ozonului în Marea Mediterană este prezentată în Anexa 3.
2.4 Tendințe ale ozonului troposferic
Primele măsurători cantitative ale raportului de amestec O3 în Europa au fost făcute la Observatoire de Montsouris lângă Paris, între 1876 și 1886. Concentrația medie pe 24 de ore a fost atunci de aproximativ 20 μg.m-3 (Volz și Kley, 1988). Ar putea fi interesant de remarcat faptul că aceste date (1 000 de eșantioane) arată depășiri ale pragului actual al UE pentru protecția vegetației (65 μg.m-3 media pe 24 ore) în timpul a ceva mai puțin de 1% din toate observațiile. (Volz-Thomas, com. pers.). Cele mai multe dintre aceste ocazii au apărut în februarie, iar una a avut loc în mai și reflectă influența aerului cu origine troposferică liberă care ajunge la nivelul solului.
În anii 1950, nivelurile medii de ozon din mediul rural pe 24 ore au crescut la 30 – 40 μg.m-3 și au continuat să crească până la 60 μg.m-3 în anii 1980 (Feister și Warmbt, 1987). La sfârșitul anilor 1990, concentrațiile medii zilnice sunt cu cel puțin un factor de două ori mai mari decât în epoca preindustrială (Borrell et al., 1995, Staehelin et al., 1994). Cea mai mare parte a creșterii O3 a avut loc în anii 1970, asociată cu creșterea extraordinară a emisiilor de NOx din acea perioadă. În ultimul deceniu, în general, nu s-a înregistrat nicio creștere sau o creștere redusă a ozonului în Europa rurală. În Țările de Jos, concentrațiile au scăzut puțin (Roemer, 1996), în timp ce în sudul Germaniei mai multe situri raportează o tendință de creștere anuală de 2% (Scheel et al., 1997). Pe litoralul irlandez de coastă al Atlanticului se observă o tendință de creștere de aproximativ 1% pe an în timpul verii, din cauza aerului poluat din Europa continentală (Simmonds, 1993).
S-a lucrat puțin la derivarea tendințelor de apariție a episoadelor de ozon în Europa. Cu toate acestea, unele țări au raportat date privind concentrațiile maxime ale percentilei 98 care acoperă perioada 1989 – 1996 în cadrul Directivei privind ozonul (a se vedea capitolele 4 și 5). Această bază de date indică o tendință semnificativă de creștere a percentilei 98 de câțiva μg.m-3 la 2 stații din Belgia și Luxemburg, în timp ce la 18 stații din Regatul Unit și Țările de Jos se observă o tendință semnificativă de scădere în perioada 1989 – 1996. Nu a existat nicio dovadă a vreunei tendințe la 35 de stații din aceste patru țări (de Leeuw și van Zantvoort, 1997). Nu a apărut o imagine clară pentru o țară sau o regiune. Un cuvânt de precauție este necesar aici. Nu au fost disponibile date colocviale privind NOx, ceea ce ne împiedică să verificăm dacă tendințele observate sunt cauzate sau mascate de schimbările în concentrațiile de NOx. Recomandăm utilizarea sumei NO2 și O3, adesea numită Ox, ca parametru pentru a depăși influența efectului de titrare, deoarece Ox este insensibil la titrare (Guicherit, 1988). În plus, schimbările în tehnicile de măsurare sau în procedurile de operare pot distorsiona detectarea tendințelor (Roemer, 1997).
Existenta istorică ocazională, derivată doar din măsurători semicantitative, este disponibilă pentru ozonul din mediul urban. Mediile anuale de ozon de 40 – 60 μg.m-3 au fost măsurate în Atena în primele două decenii ale acestui secol (Cartalis și Varotsos, 1994). Niveluri similare în anii 1890 au fost documentate pentru Zagreb (Lisac și Grubisic, 1991).
Percentilul 98 anual de ozon din centrul Londrei a variat între 60 și 140 μg.m-3 și a prezentat o tendință semnificativă de -2,8 μg.m-3 pe an între 1973 și 1992 (PORG, 1987; Bower et al. 1991, 1994). Statisticile de bază privind ozonul de la alte câteva stații urbane din nord-vestul Europei indică valori în intervale comparabile în ultimii 5-10 ani. O înregistrare de la o stație dintr-o suburbie a Atenei (Liosia) arată că concentrația medie lunară a prezentat o rată medie de creștere de aproximativ 15% pe an în perioada 1984-1989. În 1987, valorile medii lunare au început să depășească 110 μg.m-3 (Moussiopoulos, 1994). Rețineți că această valoare reprezintă valoarea limită medie actuală a UE pe 8 ore pentru protecția sănătății umane. În 1988, acest prag a fost depășit în 140 de zile la această stație de monitorizare.
Identificarea unei tendințe a episoadelor de ozon în mediul urban poate fi mai importantă. Tabelul 3 prezintă numărul de depășiri ale concentrației medii pe 8 ore (12-20 h) de 110 μg.m-3 la mai multe situri urbane. Tabelul arată că depășirile au loc în toate siturile urbane. Pe parcursul anilor disponibili pentru acest raport, nu poate fi detectată nicio tendință semnificativă. Este probabil ca variația meteorologică de la an la an să fie cauza principală a variației interanuale mari.
Tabel 3: Numărul de depășiri ale concentrației de 110 μg.m-3, valoarea de prag medie pe 8 ore la o selecție de situri (sub)urbane în perioada 1982 – 1995
| Țară | Stație | Oraș | 1982 | 1983 | 1984 | 1985 | 1986 | 1987 | 1988 | 1989 | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1994 | 1995 | ||||
| Belgia | I.R.M. Av. Circulaire | Bruxelles | * | * | * | * | * | 10 | 10 | 10 | 4 | . 37 | 23 | 11 | 18 | 21 | 34 | 42 | |||
| Belgia | St.Kruiswinkel | Gent | * | * | * | * | 10 | 8 | 14 | 7 | 16 | 33 | 7 | 21 | 9 | 20 | 21 | ||||
| Belgia | Namur Ville en Waret-Vezin | Sites de fond | * | * | * | * | * | 6 | 10 | 12 | 39 | 41 | 0 | 11 | 9 | 31 | 32 | ||||
| Grecia | Patission 147 | Atena | * | 0 | 0 | * | * | 10 | 17 | 17 | 14 | 1 | * | * | * | * | |||||
| Grecia | Cimentăria Smyrni din N Smyrni | Atena | * | * | * | * | * | * | 20 | 48 | 60 | 34 | 71 | * | * | * | * | * | |||
| Grecia | . Aspropyrgos | Atena | * | 23 | 9 | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | |||
| Grecia | Pireas Platia Dimotikou Theatrou | Atena | * | * | * | * | * | * | 59 | 83 | 30 | 8 | * | * | * | * | |||||
| Olanda | Florapark | Amsterdam | * | * | * | . * | * | 7 | 9 | 8 | 27 | 30 | 6 | 19 | 9 | 14 | 20 | ||||
| Olanda | Const.Rebecqueplein | Den Haag | * | * | * | * | * | 0 | 11 | 8 | 28 | 37 | 17 | 23 | 9 | 20 | 19 | ||||
| Olanda | Schiedamsevest | Rotterdam | * | * | * | * | * | 8 | 9 | 7 | . 32 | 20 | 11 | 11 | 20 | * | * | * | * | ||
| Olanda | Kard. De Jongweg | Utrecht | * | * | * | * | * | * | * | * | 0 | . 10 | 24 | 17 | 1 | 10 | 8 | 17 | 20 | ||
| Olanda | Witte Vrouwenstraat | Utrecht | * | * | * | * | * | * | * | * | 0 | 0 | 5 | 4 | * | 4 | * | * | * | ||
| Olanda | Tuin Utrechtse Bibliotheek | Utrecht | * | Utrecht | * | * | * | * | * | 0 | 4 | 12 | 24 | 9 | 24 | 4 | 17 | 32 | |||
| Țările de Jos | Amsterdamse poort | Haarlem | * | * | * | * | * | 18 | 4 | 7 | 3 | * | * | * | * | * | * | * | * | * | |
| Țările de Jos | Keizer Karelplein | Nijmegen | * | * | * | * | * | * | * | 1 | 6 | 2 | * | * | * | * | * | * | * | ||
| Țările de Jos | Arnhemseweg | Apeldoorn | * | * | * | * | * | * | * | * | * | 33 | 9 | 20 | 8 | 22 | 17 | ||||
| Olanda | Floreslaan | Vlaardingen | * | * | * | * | * | 3 | 5 | 6 | 25 | 13 | * | 9 | 4 | 15 | 19 | ||||
| Portugalia | Lisabona Bairro Alto – R. do Seculo 51 | Lisboa | * | * | * | * | * | * | * | * | * | 4 | . 6 | 1 | 1 | 1 | 2 | * | * | * | * |
| Portugalia | Montes Chaos | Sines | * | * | * | * | * | 2 | 2 | 2 | 13 | 88 | . | 4 | 0 | 10 | * | * | * | * | |
| Spania | Plaza Castilla – Avenida Castellana | Madrid | * | * | * | * | * | * | * | * | * | . | * | * | * | * | 1 | * | * | * | * |
| Spania | Poble Nov – Pl.Doctor Trueta | Barcelona | * | * | * | * | * | * | * | 30 | 39 | 8 | 1 | 13 | 16 | * | * | * | * | * | |
| Spania | Molina Pl. | Barcelona | * | * | * | * | * | * | 11 | 20 | 16 | 16 | 0 | 5 | 9 | 1 | * | * | * | ||
| Spania | Montcada I Reixach | Barcelona | * | * | * | * | * | * | 0 | 0 | * | . | * | 0 | 2 | * | * | * | * | ||
| Marea Britanie | Central London Lab.Minster House | Greater London | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 | 8 | 1 | 0 | 1 | 0 | 13 | 2 | * | * | * | * | * | * | * |
| Marea Britanie | Bridge Place | Greater London | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | * | 4 | 0 | 0 | * | * | 0 | 0 |
| Marea Britanie | Stevenage – WSL | Stevenage | 0 | 23 | 31 | 10 | 9 | 4 | 2 | * | * | * | * | * | * | * | * | * |
Datele au fost calculate din toate siturile urbane conectate la baza de date AIRBASE. * : nu există date
2.5 Potențialul de creare a ozonului fotochimic
Diferiți COV au capacități diferite de generare a ozonului. Baza chimică a acestor diferențe este acum rezonabil de bine înțeleasă. Conceptul de potențial de creare a ozonului fotochimic (POCP) este o abordare utilizată pe scară largă pentru a estima importanța relativă a COV-urilor individuale pentru producerea pe termen scurt de O3 (Derwent și Jenkin, 1991; Simpson, 1995). POCP se definește ca fiind variația O3 mediu atunci când o anumită specie este redusă în raport cu variația O3 mediu atunci când se reduce etena. Definiția POCP face obiectul unor discuții, deoarece nu se referă la: (1) scalele de timp de transport față de scalele de timp de reacție fotochimică, (2) nivelurile de radicali peroxi și NOx necesare în timpul producerii de O3 și (3) problema limitării COV sau NOx. Atunci când intenția este de a reglementa pe baza potențialului de formare a O3, mai degrabă decât pe baza masei totale, evaluările POCP evidențiază toluenul, etena, butanul și propenul ca fiind cei mai eficienți producători de ozon pe termen scurt dintre cei mai abundenți COV. Cu toate acestea, dacă se evaluează valorile POCP pe intervale de timp mai lungi (de exemplu, 96-h), alcanii cu reacție lentă devin din ce în ce mai importanți (Andersson-Sköld et al., 1992).
2.6 Relațiile sursă-receptor
Relațiile sursă-receptor s-au dovedit a fi un instrument foarte puternic în dezvoltarea strategiilor de reducere a emisiilor, în special în cazul acidificării (Alcamo et al., 1990). În multe dintre aplicații, au fost abordate componente care prezintă un comportament liniar. În cazul acidificării, depunerea totală pe o zonă poate fi calculată prin însumarea tuturor contribuțiilor din toate sursele și speciile relevante, care pot fi organizate fie din punct de vedere geografic, fie în funcție de sectorul de emisie. În cazul O3, situația este mai complexă din cauza relației neliniare dintre speciile sursă COV și NOx și din cauza influenței troposferei de fond.
Mai mulți lucrători au făcut rapoarte pe această temă (Kleinman și Benkovitz, 1987; Stedman și Williams, 1992; Simpson, 1992), cu toate acestea, în mare parte din aceste lucrări, relațiile dezvoltate au fost valabile doar în circumstanțe fixe, de exemplu, rapoarte HOx/NOx fixe. Simpson (1992) a constatat că, în regimuri limitate de COV, ozonul prezintă în mare măsură o dependență liniară de modificările emisiilor de COV. Relațiile sursă-receptor privind depășirile pragurilor de ozon mediate pe perioade mai lungi de timp (3 până la 6 luni) au părut mult mai solide decât cele privind concentrația maximă zilnică, de exemplu (Simpson și Malik, 1996).
Cererea de relații sursă-receptor pentru ozon cu un interval de valabilitate mult mai larg a crescut din cauza solicitării de dezvoltare a unor strategii de reducere a emisiilor eficiente din punct de vedere al costurilor și diferențiate din punct de vedere spațial. Problema ozonului va fi, de asemenea, legată de acidificare și eutrofizare, pentru a obține reduceri optime ale emisiilor în vederea atingerii obiectivelor de rezolvare a tuturor acestor probleme. Heyes et al. (1996) au dezvoltat relații sursă-receptor pentru ozon sub forma unor diagrame isoplet, care pot fi utilizate în abordarea multi-poluant / multi-efect. Lucrările lui Heyes et al. (1996) vor fi aplicate pentru a sprijini Comisia Europeană în elaborarea strategiei sale de reducere a ozonului (Amann et al., 1997) și CEE-ONU în activitatea sa privind cel de-al doilea protocol NOx.
.