2006 creaf avila

Jornada sobre Canvi Global: Efectes i estratègies de gestió Barcelona, 30 novembre de 2006

Canvis en la qualitat de l’aire Anna Avila

Qualitat de l’aire o contaminació atmosfèrica Contaminació atmosfèrica: – Presència a l’aire de substàncies que no formen part de la composició habitual de l’atmosfera, o bé d’aquelles que tot i formar-ne part de forma natural, ho fan en quantitats superiors (La qualitat de l’aire. Generalitat de Catalunya)

– Introducció a l’atmosfera de substàncies o formes d’energia que, per sí sols o com a conseqüència de la seva transformació, presenten un risc per a la salut humana, el medi ambient o els ecosistemes (Llei d’atmosfera Galícia)

Transport atmosfèric

vent dominant

Transformació física i/o química

Emissions Immissions Antròpiques

Naturals

deserts volcans sòls

Deposició atmosfèrica

Efectes de la contaminació atmosfèrica 1.Disminució de la visibilitat

Lanzarote 26/3/00

26/02/00

2.Degradació de materials 26/02/00 Imatge SeaWiFS (NASA/GSFC) 1908 1969 Herten Castle (Ruhr-Alemanya) 1702

3.Canvis globals Disminució ozó estratosfèric Canvi climàtic

Efectes de la contaminació atmosfèrica

• Impacte en la salut humana • Impacte en els ecosistemes

Emissions. Composició química Fonts estacionaries Combustió hidrocarburs fòssils centrals tèrmiques, calefaccions, indústria

Transport rodat, aeri, trens dipòsits combustible

UF-PM, Sb, Ba (Pb), Cl-

Processos industrials, incineració V, Ni (As, Se,..)

CO2, CO, HC, NOx, PM, Corg+Celem, SO2

H+

Varis agricultura, incendis urbans, combustió de biomasa

Font: X. Querol

químics, metal·lúrgics, petroquímics, minerals alimentaris, incineració

NH3, K+

Cu, Zn, Hg, V, Ni F-, NH3, As, Pb, Fe, P, Al, Cl Si, Ca,..

Cl-, Na+

biogèniques, Emissions naturals resuspensió, marina, tempestes, volcans, incendis

HC = hidrocarburs; PM = partícules; UF-PM = partícules ultrafines

% Massa de partícules

Emissions. Característiques físiques: la mida Compostos de C

0,01 µm

Matèria mineral Aerosol marí

Compostos de S Compostos de N

0,1 µm

1 µm

Diàmetre de partícula PM1 (fines en terminologia de ciències atmosfèriques) PM2,5 (fines en terminologia ambiental i epidemiològica) PM10 PST

Warneck 1988, Harrison & van Grieken 1998. Adaptat de X. Querol

10 µm

Londres, 5-8 desembre 1952 aprox. 4.000 morts

1956: Llei de l’Aire Pur a UK 1963: Llei de l’Aire Pur a USA

Deposició de partícules en el sistema respiratori Efectes excita mecanismes de protecció resposta transitòria (e.g. atac asmàtic)

deteriora a llarg termini cèl·lules epitelials fibrosis

tumors

Percent increase in mortality

Informe Air Pollution on Health

Augment en el % de morts diĂ ries associades a un increment de 10Îźg/m3 en els nivells de PM10 a ciutats europees Katsouyanni et al Epidemiology 2001;12:521-531

-1

0

1

2

L’aire que respirem Filtre d’un mesurador de partícules (PM10) després de filtrar un volum determinat d’aire urbà

color original del filtre

La Vanguardia, 13 octubre 2006

Legislació en PM Valors límit anuals, diaris i nombre de superacions permeses pel Reial Decret 1321/1992 i per la nova Directiva Europea 1999/30/CE per a partícules en suspensió.

* no vigents per no haver estat ratificats per la avaluació de la directiva (any 2005).

μg/m3

Mitjana PM10 Espanya 1996-2004 Estacions classificades per tipus d’activitat

70

60

50

Tràfic Industrial ó T. intens

40

Fons rural

2005

Fons urbà Estacions EMEP

30

2010 20

10

Dades X.Querol; IJA-CSiC

0 Galícia Euskadi Cat+Val Andalusia Centre Canàries

Nombre de superacions del valor límit diari de 50 µg/m3

Nº 100

Barcelona Huelva tràfic Tarragona urbana urbana

50

2005, n<35

Las Palmas urbana Alcobendas Llodio urbana urbana Bemantes rural

a

0 Episodi africà

Dades X.Querol; IJA-CSiC

Episodis no africans

Impacte en els ecosistemes Acidificació Slamba Poremba, Poland (C. Martin, The Environmental Picture Library)

Eutrofització

Exposició a l’ozó i altres contaminants

S’ha observat una correlació negativa entre la presència de Vaccinium vitis-idaea i la deposició de nitrogen en boscos caducifolis a Suècia Ribas et al. (1998) Water Air and Soil Poll. 197

Conveni UN-ECE CLRTAP “Transport de contaminants atmosfèrics a llarga distancia” 1979 • Protocol del sofre (Helsinki 1985, 1994) • Protocol del N (Sofia 1988, Gothenburg 1999) • Protocol dels COVs (Ginebra 1991) • Protocol dels metalls pesants i POPs (Aarhus 1998)

Protocol de Gothenburg “Multipollutants-multieffects” (1999) proposa valors màxims d’emissió de S, NOx, COVs, NH3 per país signatari per tal d’arribar a les següents reduccions l’any 2010 respecte a les emissions del 1990:

63% S 43% NOx 40% COVs 17% NH3

Reduccions (%) previstes i reals: NH3 NO2 COV SO2

17 43 40 63

10 30 45 70

Càrregues crítiques per l’acidesa Concepte de càrrega crítica: quantitat de deposició de compostos acidificadors per sota de la qual no hi ha canvis perjudicials als ecosistemses Excedència de la càrrega critica: s’obté per diferència entre les quantitats d’àcid depositades i les càrregues critiques

1980

1990 93 106 ha

207 106 ha

-80% 2000 38 106 ha

2010 15 106 ha estabilització

Arees on les càrregues crítques d’acidesa s’excedien al 1980, 1990, 2000 i previsió pel 2010 (segons protocol Goteborg)

Càrregues crítiques pel N Nivells de càrrega crítica calculats pel balanç de massa, en eq/ha/any que poden tolerar els ecosistemes. A cada nivell de càrrega, el 95 per cent dels ecosistemes del quadrat estan protegits.

Cel.les que excedeixen les carregues critiques 1990 2000 2000

44% 33%

CLRTAP-1999 protocol de Gothenburg S’estima que quan s’hagi implementat el protocol de Göteborg, s’ hauran aconseguit les següents millores: Any 1990

Any 2010

Arees amb excés d’acidificació (ha)

93 x 106

15 x 106

Arees amb excés d’eutrofització (ha)

165x 106

108 x 106

Nº dies excessius nivells d’ozó

Reduïts 50%

Morts prematures per exposició a ozó i PM

Reduïdes en 47.500

Exposició de la vegetació a excessius nivells d’ozó

Reduïda en 44%

Es recuperen els ecosistemes?

Estudis de llarga durada en rieres no pertorbades mostren una recuperació de l’alcalinitat i una disminució dels sulfats Hubbard Brook (NH, EUA) Periode 1960-1995

Vikedal, Noruega Periode 1981-2001

pH

SO4 pH SO4 Al [SO4] = a + b (temps)

reestabliment d’invertebrats sensibles

Es recuperen els ecosistemes?

Estudis regionals Distribució dels pendents de les tendències de variació en el temps de paràmetres químics a les rieres, per regions d’Europa i Nord Amèrica (ICP-Waters) Període 1990-2001.

SO4: totes b baixen!

Alcalinitat: augmenta!

NO3: b variable, baixa més a Nordamèrica

Skjelvale et al. 2005. Regional scale evidence for improvements in surface water chemistry 1990-2000. Environmental Pollution 137, 165-176

Comparació dels pendents en rieres i en la pluja Pluja pluja Rieres i llacs

Els pendents generalment són menors en rieres que en la pluja, per l’acció del tamponament dels sòls. Pero hi ha disminució de la concentració de SO4, o sigui, recuperació de l’alcalinitat dels ecosistemes aquàtics

Periode 1990-2000

Skjelvale et al. 2005 Regional scale evidence for improvements in surface water chemistry 1990-2000. Environmental Pollution 137, 165-176

Impactes en ecosistemes. Estudis a Catalunya

Llac Redò, Pirineus Foto: Jordi Catalan

La Castanya, Montseny

So

Prades

Estacions Xarxa Pluja Àcida Be SMP

Central tèrmica de Cercs, Berguedà

Dpt. Medi Ambient i Habitatge, Generalitat Catalunya

LS

Emissions a Espanya del 1990 al 2002 i objectius pel 2010, segons els â&#x20AC;&#x153;sostresâ&#x20AC;? acordats en el protocol de Gothenburg 106 T/any

1.6 106T/any

2 1.2 1.5 0.8

1 0.5

0.4

0

0

106T/any

1.6

T/any

400

1.2

300

0.8

200

0.4

100

0

103 T/any

Reducció de les concentracions de S a la pluja en àrees rurals SO4*LC SO4*SM SO4*Be SO4*LS

80 -1

3000

en la pluja

2500

60

3

-1

emissió SO Espanya (x10 tonnes yr )

emissio SO2

concentracions SO pluja (µeq L )

a Espanya

4

2000 40

2

1500 20

1000

objectiu emissions 2010 500 1980

0 1985

1990

1995

2000

2005

Augment de les concentracions de NO3 a la pluja en àrees rurals NO3 NO3 NO3 NO3

en la pluja 80 -1

1500 60

3

1300

1100

40

2

3

-1

emissió NO (x10 tonnes yr )

emissio NO2

LC SM Be LS

900

concentracions NO pluja (µeq L )

a Espanya

objectiu emissions 2010 20

700

500 1980

0 1985

1990

1995

2000

2005

Estabilitat de les concentracions de NH4 a la pluja en àrees rurals NH4 LC NH4 SM NH4 Be NH4 LS

emissio NH3

100

-1

emissió NH (x10 tonnes yr )

-1

500

en la pluja concentracions NH pluja (µeq L )

a Espanya

75

objectiu emissions 2010

4

3

400

50

200

25

100

0

3

300

1980

1985

1990

1995

2000

2005

Emissions NH3 segons inventari EMEPEstiu

Emissions NOx segons inventari EMEPEstiu

Cortesia del Laboratori de Modelització Atmosfèrica, Carlos Pérez (Barcelona SuperComputing Centre) A partir de dades de l’inventari d’emissions EMEP per cel.les de 50x50 km

Emissions SO2 segons inventari EMEPEstiu

Grau de compliment dels objectius d’emissió, per països

Consum d’energia a Espanya base 1980 = 100 180

160

Energia primària per habitant Energia primària per unitat de PIB

140

120

100

80

1980

1985

1990

1995

Font: La Energía en España 2004. Dirección Gral. de Política Energética y Minas.

2000

2004

De Acid News, publicació del Swedish NGO Secretariat on Acid Rain, Setembre 2004

As Pontes Spain 315.000

Maritsa Bulgaria 332.000

1400 MW 5% de l’energia electrica espanyola

Krivoy Rog Ucrain 213.000 Tones SO2/any

Setembre 2006. Comunicat d’Endesa conforme central As Pontes obté certificat ambiental europeu (EMAS).

Plà de substitució progessiva dels lignits locals (6-8% en S) per carbó importat d’Indonèsia (a completar l’any 2008)

Gràcies per la seva atenció

Agraïments al grup de geoquímica ambiental de l’Institut Jaume Almera-CSIC, especialment a Xavier Querol, Sonia Castillo i Miguel Escudero., al Departament de Medi Ambient i Habitatge de la Generalitat Catalunya i al Ministerio de Educación y Ciencia.