LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM

Átírás

1 LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM Levegő Aerodiszperz rendszer összetevői: szilárd, cseppfolyós, légnemű komponensek Környezeti elem, a környezet részeként szennyezettsége érinti a többi elem állapotát is víz légtisztító szerepe vízszennyezés, talajszennyezés Természetes összetevőket, természetes és antropogén eredetű szennyezőket tartalmaz Antropogén források: ipar: energia-, vegy-, fém-, építőanyag ipar közlekedés kommunális mezőgazdaság Miért probléma az antropogén eredetű szennyezés? korlátozott terület, nagy lokális komponenskoncentráció Dr. Barkács Katalin 1

2 A TISZTA LEVEGŐ ÖSSZETÉTELE Összetevők makrokomponens tf% Nitrogén 78,09 ppm Oxigén 20,94 Széndioxid 0, Nemes gázok/argon 0, Természetes eredetű mikro-komponens Nemes gázok/ne, He, Kr, Xe 1-10 Hidrogén 5*10-5 0,5 Metán 1,6 * Kénhidrogén, kéndioxid 2* Nitrogénoxidok 3*10-5 0,5 Ózon 4*10-6 0,02 Dr. Barkács Katalin 2

3 Légszennyező anyagok fajtái halmazállapot és összetétel szerint Gáznemű CO, CO 2 fűtőrendszerek, kohók, hőerőművek, vegyipar, közlekedés SO 2 szén-, olajtüzelés kénsavgyártás cement-mészipar fémkohászat NO x energia műtrágya robbanóanyag közlekedés F-vegyületek széntüzelés porcelán és üvegipar műtrágya CH-nek vegyipar közlekedés energia fotokémiai reakciók Dr. Barkács Katalin 3

4 Szilárd talaj, ipar, mezőgazdaság, közlekedés korom, pernye (tüzelés) aeroszol < 10 m aeroszeszton >10 m szervetlen Pb fémfeldolgozás közlekedés Hg fémfeldolgozás energia Cd kohó, ötvözet Be fémfeldolgozás atomerőmű szerves peszticidek, vírus, baktérium, gomba, spóra, pollen, szorbeált policiklikus CH-nek Dr. Barkács Katalin 4

5 SZILÁRD LÉGSZENNYEZŐ ANYAGOK Dezintegrációs eredetű porok darabolás, őrlés, megmunkálás, szállítás pl. bányászat, ércdúsítók, cement-, téglagyártás, agyag és porcelánipar, malomipar, gép- és textilipar, mezőgazdaság stb. Kondenzációs eredetű porok anyagok gőz vagy gázhalmazállapotú része lehűléskor aggregálódik. A por gazdasági probléma, technológiát és egészséget károsíthat. Az aeroszolok jellemzői: szilárd részecskék a levegőben diszperzitás foka 1 2 µ méretű szemcsék visszatartása a tüdőben átlagos légzési sebesség esetén % nehéz fizikai munka esetén 68% alak és konzisztencia elektromos töltés kémiai és ásványi összetétel /fikai-kémiai aktivitás, fajlagos felület/ oldhatóság inert porok pl. szén, fa, vaspor hatása: nem rostképző Dr. Barkács Katalin 5

6 LÉGSZENNYEZŐ ANYAGOK CSOPORTOSÍTÁSA KÁROS HATÁSUK ALAPJÁN Káros hatás: Üvegházhatás Ózonpajzs károsítás Egészségügyi hatás Toxikus Maró Karcinogén, mutagén, teratogén Irritatív, szenzibilizáló Kumulatív Savas esők, korrozívitás Szmogképződés Tűz- és robbanásveszélyes Sugárzó Fertőző Dr. Barkács Katalin 6

7 HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁS Dr. Barkács Katalin 7

8 FŐBB ÜVEGHÁZ HATÁSÚ GÁZOK JELLEMZŐI Gáz ppm Koncentráció Légkörben élettartam (év) Évi mennyiségi növekedés üteme (%/év) Molekulánkénti üvegház -hatás Része a hőmérséklet növekedésben (%) , Metán 1, Széndioxid Dinitrogénoxid 0, , CFC-ek 0,28* (4) Ózon 0,03 0,1 1, (Vízgőz) 1 Dr. Barkács Katalin 8

9 Széndioxid CO 2 Metán CH 4 Dinitrogénoxid N 2 O Légköri konc. (ppm) Éghajlati kényszer* üvegház-hatás mértéke a CO 2 -hoz viszonyítva Tulajdonságai A legnagyobb mennyiségben előforduló üvegházhatású gáz. Fosszilis tüzelőanyagok elégetésével kerül nagy mennyiségben a légkörbe. 1,72 21 Színtelen, szagtalan, gyúlékony gáz. A mezőgazdaság, valamint a kőolajipar és a gépjárművek bocsátják ki. 0, Émelyítő szagú színtelen gáz, elsősorban a mezőgazdasági tevékenységből ered. Dr. Barkács Katalin 9

10 Ózon O 3 CFC- 12 CF 2 Cl 2 0, A természetes folyamatokon túl a gépjárműforgalom az okozója. 0, Az egyik az ózonlyukért is felelős freon, melynek bár a légköri koncentrációja kicsi, jelentősen befolyásolja az üvegházhatást. Dr. Barkács Katalin 10

11 AZ ÓZONRÉTEG ELVÉKONYODÁSÁÉRT FELELŐS GÁZOK halogénezett szénhidrogének (DuPont elnevezés: freonok) CFC-k HCFC-k Klórozott, fluorozott szénhidrogének. Színtelen, szagtalan egészségre ártalmas!!!! vegyületek. Régen dezodorok hajtógázaként és hűtőkészülékekben alkalmazták. A legnagyobb sztratoszférikus ózonbontó képességgel rendelkeznek, azaz a legkárosabbak az ózonpajzsra. Üvegházhatású gázok, éghajlati kényszer -ük jelentős. Pl.: CF 2 Cl 2 (Freon 12) Hidrogént is tartalmazó klórozott, fluorozott szénhidrogének. Kisebb a sztratoszférikus ózonbontó képességük, mint a CFC-knek, azok kiváltására használják. Üvegházhatású gázok, éghajlati kényszerük jelentős. Pl: CHF 2 Cl (Freon 22) Dr. Barkács Katalin 11

12 HALOGÉNTARTALMÚ VEGYÜLETEK ÉLETTARTAMA ÉS ÓZONBONTÓ (OZP) POTENCIÁLJA OZP élettartam (év) CCl 4 1, CCl 3 F CClF CCl 2 F CHClF 2 0, CH 3 Cl - 1,5 (CClF 2 ) 2 0, CH 3 CCl 3 0,15 7 Dr. Barkács Katalin 12

13 NÉHÁNY LEVEGŐSZENNYEZŐ ANYAG TOXICITÁSA Anyag Szag küszöb érték mg/m 3 Halálos konc. mg/l Időtartam Mérgező hatást kiváltó konc. Acetaldehid 0, h Benzin min. mg/l Benzol min. HCN azonnal H 2 S 0,3 0,5-2,0 azonnal SO 2 9, min. NO x 0,1 1 1h 0,2-0,5 Cl ,5 0,1 CO - 1% 0,1% azonnal 0,5-1 h azonnal 1-2 h 0,01 % 1-2 h O 3 0,1 0,06 μg/l 0,5 h Dr. Barkács Katalin 13

14 TOXIKUS ELEMEK ÉS VEGYÜLETEIK Pd, Pt, Rh koncentrációja nő a vizeletben: emisszió exponenciálisan nő, ha gépkocsi sebessége nő kb ng/g a koncentrációjuk az emberi szövetekben As pl. tej 0,05 mg/kg, hús 0,5 mg/kg, tojás 1,0 mg/kg, hal 5,0 mg/kg Szervetlen elemek vegyértékállapotának szerepe, speciáció pl. As, Cr As toxicitása vegyületfüggő DL 50 mg/kg As 2 O 3 20 Na 3 AsO 3 60 Na 3 AsO CH 3 AsO(OH) arzonsav CH 3 AsO(ONa) (CH 3 ) 2 AsOOH 1600 arzinsav (CH 3 ) 2 AsO(ONa) 2600 (CH 3 ) 3 AsCH 2 COO 4500 Dr. Barkács Katalin 14

15 Szennyezőanyagok sorsa a levegőben tartózkodási idő - perzisztencia légszennyező anyag kihullik, hígul, lebomlik, átalakul száraz, nedves (légköri víz) ülepedés (kimosódás) légköri turbulens diffúzió, gravitáció Emisszió, transzmisszió, imisszió Szilárd szennyezők hatásai Pneumokoniózis Kiülepedés: növényre, vízbe, talajra, korrózió (épület) toxikus anyagok, maró anyagok kimosódása szinenergizmus pl.: por és gáz növényi gázcsere nyílás elzárás, párologtatás gátlása, fényelzárás Pneumokoniózis és/ vagy karcinogenitás? Dr. Barkács Katalin 15

16 LONDONI TÍPUSÚ (TÉLI) SZMOG A london típusú (téli) szmog ipari és városi területeken jellemző Fő okozója az ipar, a fűtés, valamint a gépjárművek által kibocsátott kén-dioxid (SO 2 ), por és koromszemcsék, esetenként kénsavcseppek. A szmog kialakulásának feltétele a nagy légnyomás, nagy páratartalom, és C közötti hőmérséklet. A reduktív, maró hatású szennyeződés légúti megbetegedéseket, asztmát és akár halálos tüdőödémát is okozhat. Először 1989-ben észleltek ilyen típusú szmogot Magyarországon, Miskolcon és Budapesten. A fővárosban télen egy hét párás, mozdulatlan időszak is elég ahhoz, hogy megduplázódjon a légszennyező anyagok koncentrációja I. Edward széntüzelés betiltása Londonban! Dr. Barkács Katalin 16

17 Aeroszolok természetes forrásai: talaj, vulkáni tevékenység, tűzesemények, időjárási tényezők Antropogén emisszió Imissziós előírások: környezeti határértékek ld. szálló- és ülepedő porokra, vízoldhatókra ill. kevéssé oldódókra Légköri aeroszol; szálló por - mg / m 3 ülepedő por - kg/km 2. hónap Köbméterenként 0,25 mg por - tiszta levegő 2 mg por - enyhén szennyezett 3 mg por - szennyezett Munkahelyi légtérben 0,01-1 mg/l por azaz porrészecske/m 3 Fluortartalom Határérték levegőben gázra 5 μg/m 3 vízben oldódó szálló por 10 μg/m 3 vízben oldódó ülepedő por 50 μg/m 3 Nem szennyezett növény szárazanyagában 1-5 g/kg > 50 mg/kg kérődző állatokra veszélyes Dr. Barkács Katalin 17

18 A LEGFONTOSABB LÉGSZENNYEZŐ ANYAGOK Szenynyező vegyület Tulajdonsága, forrása - egészségre gyakorolt hatása ELSŐDLEGES LÉGSZENNYEZŐK (közlekedésből származó) Szénmonoxid (CO) Színtelen, szagtalan gáz, amely szén és szénhidrogén tüzelőanyagok tökéletlen égése során keletkezik. Nagyvárosi területeken a levegő CO tartalmának 80%-a belsőégésű motoroktól származik. Százszor erősebben kötődik a vér hemoglobinjához, mint az oxigén, így kiszorítja az oxigént a vérünkből. Azonnali hatása: fejfájás, szédülés, émelygés, a látás- és hallásképesség csökkenése. Tartós hatása: a szívizmot ellátó koszorúerek keringését csökkenti, elősegíti a koszorúérelmeszesedést, szűkíti a koszorúereket, növeli a szívinfarktus kockázatát. Akadályozza a vér oxigénszállító képességét. Dr. Barkács Katalin 18

19 Széndioxid (CO 2 ) Nitrogénoxidok (pl.: NO 2, NO): Színtelen, szagtalan gáz, amely természetes alkotó eleme a föld légkörének. Fosszilis tüzelőanyagok elégetésével is nagy mennyiségben kerül a légkörbe. Elsődleges üvegházhatású gáz. A közúti közlekedésből származik a globális CO 2 kibocsátás harmada. NO 2 (nitrogén-dioxid): Vörösesbarna, szúrós szagú, a levegőnél nehezebb gáz. Erős oxidálószer és heves reakcióba lép éghető és redukáló anyagokkal. Reagál vízzel salétromsavat képezve. Megtámadja az acélt nedvesség jelenlétében. A gáz és a gőz egyaránt izgatja a szemet, a bőrt és a légzőszervet. Belégzése tüdővizenyőt okozhat, nagymértékű expozíció halálhoz is vezethet. A tünetek késleltetve jelentkezhetnek. Genetikus károsodást is okozhat. Dr. Barkács Katalin 19

20 Nitrogénoxidok (NO): NO (nitrogén-monoxid): Színtelen gáz, amely erős oxidálószer és reakcióba lép éghető és redukáló anyagokkal. Levegővel érintkezve nitrogén-dioxiddá alakul. A nitrogénmonoxid izgatja a szemet és a légzőszervet. Belégzése tüdővizenyőt okozhat, hatással lehet a vérre, okozhat methaemoglobin képződést. Nagy expozíció halált okozhat. A tünetek késleltetve jelentkezhetnek. Nitrogénmonoxid keletkezhet nagy hőmérsékleten a levegő oxigénjéből és nitrogénjéből, illetve nitrogén tartalmú vegyületek elégetésekor. Ezek a folyamatok leggyakrabban belső égésű motorokban játszódnak le, de jelentős NO forrás az ipar és a biomassza égetés is. Városi környezetben elsősorban a gépjárműmotorok felelősek a NO és a NO 2 szennyezésért. Dr. Barkács Katalin 20

21 Szénhidrogének (CH) VOC (Illékony szénhidrogének): Elsődleges forrásuk a közlekedés (35%). Hozzájárulnak a füstköd képződéséhez. Közvetlen hatásuk: fejfájás, hányinger, szédülés. PAH-vegyületek: Policiklikus aromás szénhidrogének. Két vagy több benzolgyűrűt tartalmazó több száz szén-hidrogén vegyület. A háztartási kibocsátásokon túl a gépjárműforgalom is felelős a PAH szennyezésért. Legismertebb PAH-ok: benzapirén(bap), benzantracén, ciklopentopirén, dibenzantracén, 1-metil-fenantrén. Hatásaik: rákkeltők, mutagének, károsítják az immunrendszert. Ha a születés körüli időszakban jutnak be a szervezetbe, megváltoztathatják a hormonok termelését. A BaP az egyik legveszélyesebb vegyület, a WHO szerint az I. veszélyességi kategóriába tartozik, egészségügyi határértéke lakóterületen: 1 nanogramm/m 3. (A budapesti Margit körúton már 54 ng/m 3 értéket is mértek..) Dr. Barkács Katalin 21

22 Szénhidrogének Olefinek: Az egyszeresen telítetlen alifás szénhidrogének csoportja. A szerkezetben levő kettős kötés következtében lényegesen nagyobb a reakcióképességük, mint a telített paraffinoknak. Egyes szakértők szerint az olefineknek szerepük van az ún. talajközeli ózon képződésben, ezért a benzinek olefintartalmát korlátozzák. A szén-hidrogének keletkezésének elsődleges forrása a közúti közlekedés Dr. Barkács Katalin 22

23 Légköri aeroszolok (szálló por) A levegőben, mint közegben diszpergált állapotban előforduló folyékony, vagy szilárd halmazállapotú részecskék. Az aeroszol részecskék élettartama néhány perctől akár több hónapos időtartamig terjedhet a részecskék méretétől és tömegétől függően. Méretük 0,001 és 100 μm közé esik. Az egészségre gyakorolt hatásuk függ a méretüktől is. Tartalmazhatnak kormot, szerves anyagokat, toxikus (szerves és szervetlen) mikroszennyezőket, azbesztet. A légköri aeroszolok képződésében nagy szerepe van a gépjárműforgalomnak. Azbesztszennyezés okoz a fék- és kuplungtárcsák kopása, a kerekek is felverik a port. Pernyealkotók: A levegő által szállított szilárd részecskék, amelyek szén vagy más szilárd tüzelőanyag égetésével keletkeznek. Dr. Barkács Katalin 23

24 Kéndioxid (SO 2 ) Színtelen, szúrós szagú mérgező gáz, amely fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor keletkezik. Magas kéntartalmú kőszenet vagy kőolajat felhasználó erőművek szintén jelentős kén-dioxid források. A kén-dioxid a levegő nedvességtartalmával kénessavat ill. kénsavat képez, melynek eredménye a savas eső. A természetes folyamatokon túl a fűtés, az erőművek és a dízelüzemű motorok felelősek a SO 2 kibocsátásért. Egészségügyi hatások: nagyobb mennyiségben köhögést, görcsöt, tüdőödémát, tudatzavart és halált is okozhat. Dr. Barkács Katalin 24

25 MÁSODLAGOS LÉGSZENNYEZŐK Ózon (O 3 ) Az ózon kékes színű, jellegzetes szagú, nagyon mérgező gáz. A szagára jellemző, hogy még ötszázezerszeres hígításban is érezhető. Igen erőteljes oxidálószer, könnyen bomlik, és a belőle felszabaduló atomos oxigén agresszívan reagál környezetével. Ezért is használjuk fertőtlenítésre, fehérítésre. A sztratoszférában előforduló ózonpajzs (20-22 km magasságban) elnyeli a Napból érkező ibolyántúli sugárzás jelentős hányadát. A troposzférikus (talajközeli) ózon azonban káros egészségügyi hatásokat okoz. Nagy koncentrációja fokozott fizikai fáradtságot, köhögést, a szájban, az orrban, a torokban szárazságérzést, a szem kivörösödését, könnyezését, duzzadását válthatja ki. Légzést, növényeknél sejtműködést gátol, már 60 ppm ózon a felére csökkenti a fotoszintézis mértékét egyes növényeknél. Az ózon az oxidatív szmog fő komponense, másodlagos légszennyező, napfény hatására keletkezik a kipufogógázokból. Dr. Barkács Katalin 25

26 Peroxiacetilnitrát (PAN) Nitrogén és különböző szerves vegyületek fotokémiai reakciójával kialakuló anyagok. Súlyosan egészségkárosító anyagok, a budapesti nyári szmog jellemző anyagai, a szemre irritáló hatást fejtenek ki. Dr. Barkács Katalin 26

27 EGYÉB LÉGSZENNYEZŐK Kén-hidrogén (H 2 S) (Poliklór-, dibenzo-)- Dioxinok és furánok Poliklórozott bifenilek PCB-k Színtelen, jellegzetes (záptojás) szagú, a levegőnél nehezebb gáz. Gyúlékony, égésekor mérgező kén-dioxid keletkezik. Hevesen reagál erős oxidáló szerekkel, tűz- és robbanásveszélyt okozva. Megtámadja a műanyagokat, számos fémet. A dioxin két benzol gyűrűt tartalmaz, melyek két oxigénkötéssel kapcsolódnak egymáshoz, és a hidrogének helyett részben klór atomok találhatók. Fő forrásuk a klórtartalmú anyagok (pl. PVC), hulladékok égetése. Rákkeltők. A legveszélyesebb a 2,3,7,8 TCDD (4 klór atomot tartalmazó dioxin). 209 változat, rákkeltők és idegmérgek Alkalmazásuk: kondenzátorokban, transzformátorokban olajként; festékiparban lakkok, tinták, indigó gyártására; kenőolajok és - zsírok előállítására és korrózióvédelemben Nagyon lassan bomlanak le a környezetben. A levegőben a kevesebb klóratomot tartalmazó, könnyebb PCB-ek találhatóak meg, ezek leginkább az idegrendszerre hatnak. Dr. Barkács Katalin 27

28 PDBE Ftalátok Számos mindennapi termékünkhöz (pl. televízió, számítógép, ruha, bútor, párna, stb.) PBDE-eket (Polibrómozottdifenil-éterek) adnak, hogy tűzállóak legyenek. Májrák és egyéb rákfajták kockázatát növelik. Mérések szerint az emberi szervezetből és az anyatejből egyre nagyobb mennyiségben lehet kimutatni ezen vegyületeket. Az EU-ban várható betiltásuk. A PVC lágyítószerei, számos ftalátról bebizonyosodott, hogy rákkeltő hatású. Veszélyességük miatt tilos egyes ftalátok felhasználása 3 évesnél fiatalabb gyermekek számára készülő gyermekjátékokban. Dr. Barkács Katalin 28

29 Ammónia NH 3 Színtelen, szúrós szagú gáz. Vízben jól oldódik. Az ammónia nitrogén-oxidokkal lép reakcióba ammónium-nitrát képződése közben. Az ammónium-nitrát az egyik leggyakoribb PM2.5 komponens. Általában a mezőgazdasági tevékenység során keletkezik. Toxikus elemek, fémek, nehézfémek Ag, As, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Sn, Pb, Zn Fő forrásuk az ipar, kisebb mértékben a közlekedés és a mezőgazdaság (nővényvédőszerek, műtrágyák). Ércbányászat, kohászat, fémfeldolgozás során, valamint az akkumulátorok és szárazelemek gyártásakor is bekerülnek a környezetbe. Hatásuk igen eltérő, például a higany, az arzén és a kadmium rákkeltő, míg az ólom idegméreg. A levegőben leginkább a légköri aeroszolok alkotóiként vannak jelen. Dr. Barkács Katalin 29

30 Radon Színtelen gáz, általában radioaktív bomlási termék (az uránium rádiummá, majd radonná bomlik). A radon hatásait nagyrészt radioaktív bomlástermékei belégzésének tulajdonítják. A légzőszervben való felhalmozódásuk attól függ, hogy részecskékhez kötve vannak-e vagy nem. A radioaktív anyagokra jellemző a rákkeltő, génkárosító hatás. A természetben is nagy mennyiségben fordul elő, e tekintetben hazánk egyes tájai között nagy az eltérés. Beltéri légszennyező, szinte kizárólag természetes eredetű. A talajból felszivárgó radon a "túl jól" szigetelt lakásokban dúsul fel. Dr. Barkács Katalin 30

31 NÉHÁNY RÁKKELTŐ ANYAG ÉS A FORRÁSA Növényvédő szerek, rovarölő szerek A peszticidek funkciójuknál fogva mérgek, és sok növényvédő szer vagy bomlásterméke rákkeltő, valamint utódkárosító. A Magyarországon engedélyezett növényvédő szerek negyede kb., ami ártalmas. Több veszélyes peszticidet, mint a DDT vagy a lindán már betiltottak, de számos káros hatást kifejtő, mint pl. az acetoklór, alkalmazása még engedélyezett. Dr. Barkács Katalin 31

32 Azbeszt Az azbesztet számos iparág, például az építőipar jó hőálló képessége miatt rendkívül elterjedten használta betiltásáig. Az azbeszt általában belégzés útján kerül az emberi szervezetbe és rákot vagy azbesztózist okozhat. A közúti forgalom is felelős a levegőben megtalálható azbesztszennyezésért (a fék- és kuplungtárcsák kopása következtében). Hazánkban országos programok szolgálnak az azbesztmentesítésre. Dr. Barkács Katalin 32

33 PCB-k C 12 H Cl n kb. 200 vegyület kevéssé gyúlékony, erős méreg: 0,2 ppm halálos a daphniára, 2 ppm a guppira eredet: műanyagipar, festék, gumi, növényvédőszer, csomagolóanyag, transzformátor, kondenzátor hűtőfolyadék a DDT-hez hasonlóan felhalmozódik ivóvíz 0,1 ppb, szennyvíz 10 ppb a megengedett PCB koncentráció lassan bomló vegyületek; a klórtartalom a molekulában növeli a lebomlási időt Dr. Barkács Katalin 33

34 DIBENZO-P-DIOXINOK ÉS DIBENZO- FURÁNOK EGYENÉRTÉK TÉNYEZŐI A dioxinok és furánok összes koncentrációjának (TE) megállapításához a tömegkoncentrációikat összeadás előtt a következő egyenérték-tényezőkkel kell megszorozni 2,3,7,8 1,2,3,7,8 1,2,3,4,7,8 1,2,3,6,7,8 1,2,3,7,8,9 1,2,3,4,6,7,8 Tetraklórdibenzodioxin (TCDD) Pentaklórdibenzodioxin (PeCDD) Hexaklórdibenzodioxin (HxCDD) Hexaklórdibenzodioxin (HxCDD) Hexaklórdibenzodioxin (HxCDD) Heptaklórdibenzodioxin (HpCDD) Oktaklórdibenzodioxin (OCDD) Toxicitási egyenértéktényező 1 0,5 0,1 0,1 0,1 0,01 0,001 Dr. Barkács Katalin 34

35 2,3,7,8 2,3,4,7,8 1,2,3,7,8 1,2,3,4,7,8 1,2,3,6,7,8 1,2,3,7,8,9 2,3,4,6,7,8 1,2,3,4,6,7,8 1,2,3,4,7,8,9 Tetraklórdibenzofurán (TCDF) Pentaklórdibenzofurán (PeCDF) Pentaklórdibenzofurán (PeCDF) Hexaklórdibenzofurán (HxCDF) Hexaklórdibenzofurán (HxCDF) Hexaklórdibenzofurán (HxCDF) Hexaklórdibenzofurán (HxCDF) Heptaklórdibenzofurán (HpCDF) Heptaklórdibenzofurán (HpCDF) Oktaklórdibenzofurán (OCDF) 0,1 0,5 0,05 0,1 0,1 0,1 0,1 0,01 0,01 0,001 Dr. Barkács Katalin 35

36 ORSZÁGOS SZENNYEZŐANYAG- KIBOCSÁTÁS SZENNYEZŐ ANYAGONKÉNT LEVEGŐ Szennyező anyag Országos mennyiség (t/év) Telephelyek száma Települések száma CO SO x (mint SO 2 ) NO x (mint NO 2 ) CO Diklór-etán (1,2-) (DCE) VOC Fluorid és szervetlen vegyületei (mint HF) NH Dr. Barkács Katalin 36

37 Klór és szervetlen vegyületei (mint HCl) Diklór-metán (DCM) Triklór-metán (Kloroform) PM Zn és vegyületei (összes, mint Zn) Ni és vegyületei (összes, mint Ni) Benzol Pb és vegyületei (összes, mint Pb) Dr. Barkács Katalin 37

38 Policiklusos aromás szénhidrogének 1,2 1 1 As és vegyületei (összes, mint As) 0,7 3 3 Cr és vegyületei (összes, mint Cr) 0,6 4 4 Cu és vegyületei (összes, mint Cu) 0,3 2 2 Cd és vegyületei (összes, mint Cd) 0,2 3 3 Hg és vegyületei (összes, mint Hg) 0,2 4 4 Dr. Barkács Katalin 38

39 Dr. Barkács Katalin 39

40 LÉGSZENNYEZŐ ANYAGOK FORRÁS SZERINTI MEGOSZLÁSA ÉS A KIBOCSÁTOTT MENNYISÉGEK IDŐBENI ALAKULÁSA Kéndioxid kt/év lakosság közlekedés hőerőmű ipar mezőgazdaság összesen: NO x kt/év lakosság 22 19, közlekedés hőerőmű ipar mezőgazdaság összesen: Dr. Barkács Katalin 40

41 Széndioxid kt/év lakosság közlekedés hőerőmű ipar mezőgazdaság összesen: Országos összkibocsátási határértékek légszennyezőkre: SO kt/év Nitrogén-oxidok 198 kt/év VOC 137 kt/év Ammónia 90 kt/év Dr. Barkács Katalin 41

42 Dr. Barkács Katalin 42

43 Dr. Barkács Katalin 43

44 Dr. Barkács Katalin 44

45 Kibocsátási adatok országra ill. adott országban egy főre is vonatkozhatnak Dr. Barkács Katalin 45

46 41 % ,5 17, , év 11,5 Szén Olaj Gáz Atom Megújuló Összes energiafelhasználás alakulása szénegyenértékben időszakban: 5 22 milliárd tonna Megújuló energia: nap-, szél-, geotermikus-, vízierő, biomassza, fa, hulladék, stb. Dr. Dr. Barkács Katalin Katalin 46

47 TÜZELŐANYAGOK MINŐSÉGI JELLEMZŐI S% Hamu % Víz % MJ/kg fűtőérték C% éghető Lignit 1,2-1, ,5-6,7 20 Barnaszén 2-3, Kőszén 2-2, ,5 32 Fűtőolaj Földgáz 0, Dr. Barkács Katalin 47

48 KÉNKIBOCSÁTÁSOK ÁGAZATI ÖSSZETÉTELE Dr. Barkács Katalin 48

49 LEVEGŐTISZTASÁG VÉDELEM AZ ÜVEGHÁZ HATÁSÚ GÁZOK KONCENTRÁCIÓJÁNAK ALAKULÁSA Dr. Barkács Katalin 49

50 A LÉGKÖRI SZÉNDIOXID KONCENTRÁCIÓJÁNAK VÁLTOZÁSA Dr. Barkács Katalin 50

51 CO 2 25% kibocsátás növekedés két évtized alatt közt koncentráció változás: ppm, a globális felmelegedés feléért felelős. Kibocsátás a Földön: 220 milliárd t/év CO 2 ennek > 20%-áért az USA felelős! Magyarország 100 millió t CO 2 /év, a világ kibocsátásából 1% fajlagosan: USA 5000 kg/fő*év, Mo kg/fő*év! További ilyen ütemű változás: 2030-ra +3 0 C hőmérséklet emelkedést okozhat. Felmelegedés hatása: Magyarországon, a csapadék csökken (kb. 13 % csapadékcsökkenés várható az Alföldön) IPCC felmérése: 480-ról 680 o -ra tolódhat a hóhatár, ha a CO 2 konc. kétszereződik tengervízszint emelkedés, gleccserek olvadása áradások 7 millió embert érinthetnek vízhiány: Kína, Ausztrália, Európa, USA egyes területein 1-3,2 milliárd embert érint millió ember élelmét érinti A keletkező CO 2 felét a növények felhasználják, tüzelőanyagok és erdőirtások hatása! Dr. Barkács Katalin 51

52 FOSSZILIS TÜZELŐANYAGOK FELHASZNÁLÁSÁBÓL EREDŐ CO 2 ÉS CH 4 KIBOCSÁTÁS Fajlagos CO 2 emisszió kg/gj Tüzelőanyag Barnakőszén Kőszén Olaj Földgáz 111,1 91,7 83,4 52,8 Széndioxid kibocsátás megoszlása Gáz 15 % Olaj 44 % Szén 41 % Energiahordozók okozta metánszennyezés metán emisszió / GJ széndioxid egyenértékben kifejezve az üvegház hatást földgáz 0,13 kg = 2,9 kg kőolajok 0,06 kg = 1,3 kg kőszén 0,35 kg = 7,7 kg Dr. Barkács Katalin 52

53 SZENNYEZŐANYAG KIBOCSÁTÁS HULLADÉKHASZNOSÍTÓ ÉGETÉS SORÁN 1 kg vegyes hulladék elégetésekor keletkezik: 4,2 mg HCl 1,6 mg SO 2 0,5 mg NO 2 0,07 mg NO x ng TCDD Dr. Barkács Katalin 53

54 ÜLEPEDŐ POR MENNYISÉGE g m nap Település Éves Nem fűtési Dunaújváros Fűtési 26,12 24,50 27,78 Vác 19,75 20,35 19,23 Miskolc 9,92 10,47 9,38 Szeged 8,33 8,38 8,33 Dr. Barkács Katalin 54

55 SZÉN-ERŐMŰVEKBEN 1 GW/ÉV VILLAMOS ENERGIA ELŐÁLLÍTÁSAKOR KELETKEZŐ HULLADÉK Hulladék Mennyiség (t) Füstpernye Gipsz SO NO x 6000 Szelén 4000 Fluor 150 Vanádium 63 Nikkel 38 Kobalt 15 Ólom 13 Kadmium 2,5 Urán 2 Dr. Barkács Katalin 55

56 A 300 EZER TONNA FÜSTPERNYE 10 9 Bq AKTIVITÁSA MEGFELEL 100 KG URÁN AKTIVITÁSÁNAK! A PAKSI ATOMERŐMŰ LEVEGŐBE BOCSÁTOTT RADIOAKTIVITÁSA ENNEK EZREDRÉSZE! By IAEA Dr. Barkács Katalin 56

57 ERŐMŰVEK ÁLTAL OKOZOTT RADIOAKTÍV SUGÁRTERHELÉS 1 MW VILLAMOS TELJESÍTMÉNYRE JUTÓ PERNYEAKTIVITÁS-EMISSZIÓ (Bq/s) AJKA 1300 TATABÁNYA 30 VISONTA 1 PAKS (atomerőmű) 0,01 Dr. Barkács Katalin 57

58 A LAKOSSÁGI TÖBBLET- SUGÁRTERHELÉS Egy tipikus szénerőmű füstpernyéjében lévő radioaktivitás (Bq/kg): 40 K U Ra Pb Po Th Th Ra 130 ÖSSZESEN: 3650 Dr. Barkács Katalin 58

59 Dr. Barkács Katalin 59

60 VILLAMOSENERGIA-TERMELÉS A magyar villamosenergia-rendszerben működő erőművek döntő többsége hőerőmű. Az erőművek közül tíznek a teljesítménye haladja meg a 100 MW-ot, ezek adják a termelés 90 %-át. Atomerőmű: Paks (1760 MW, urán, ez adja a hazai villamos energia igény 50 %-át) Energia felhasználás a Földön jelenleg 10 milliárd t C - egyenérték nagyságrendű évente, azaz 318 t/s, ez 100 éve 25 t/s volt! Magyarország 710 kwh/fő energiafogyasztás, Ausztria ennek kétszerese Háztartási energiafogyasztás megoszlása: 30 % forró-víz szükséglet 22 % hűtők 13 % világítás % fűtés, sütés, főzés 5-5 % TV, mosógép Dr. Barkács Katalin 60

61 ENERGIAHORDOZÓK MEGOSZLÁSA AZ EU TELJES ENERGIA FOGYASZTÁSÁBAN (%) % Víz Egyéb Biomassza Nukleáris Szén Gáz Olaj Az energia felét fűtésre, egyre növekvő részét hűtésre használjuk Dr. Barkács Katalin 61

62 KÖZELJÖVŐ - MEGOLDÁSI LEHETŐSÉGEK Dr. Barkács Katalin 62

63 ENERGIA - TENDENCIÁK Dr. Barkács Katalin 63

64 Dr. Barkács Katalin 64

65 MENNYI LEVEGŐT TISZTÍTUNK NAPONTA? Percenkénti levegővétel: nyugalomban 10-16, nehéz fizikai munka esetén 35 0,25 L - 4 L O 2 (10-35 lélegzetvétel, 0,5-5 L levegő/lélegzet) egy légvétel levegőmennyisége (L) 0,5 5,0 légzés percvolumene (L) O 2 igény L/min 0,25 4 CO 2 kiválasztás L/min 0,2 3,5 0,25 * 60 * L O 2 naponta 150 m 3 /év, 250 kg O 2 / év (számítás ellenőrzése: 7 m 3 levegő 4-5 %-a O 2, ez L O 2 /nap, gépkocsi km, 5-15 t O 2 /év fő oxigénfogyasztása) 5 közepes élő fa adja egy fő éves O 2 szükségletét Oxigénfogyasztást tekintve: 1 autó = 760 fő 1 repülő = 6000 autó Dr. Barkács Katalin 65

66 A KÖZLEKEDÉS OKOZTA LÉGSZENNYEZÉS A múlt században: az ipari termelés volt a légszennyezés legjelentősebb forrása Napjainkban: az ipari és fűtési technológiák korszerűsítése, a nagyüzemek városokból történő kitelepítése következtében a közúti gépjárművek okozta légszennyezés a döntő. A közúti gépjárművek alapvetően két csoportja a felhasznált tüzelőanyag szerint: benzinnel és dízelolajjal üzemeltetett járművek. Dr. Barkács Katalin 66

67 Járművek összehasonlítása a működéskor kibocsátott komponensek koncentrációi alapján Összetevő Benzinüzemű Dízelmotor tf% tf% nitrogén oxigén 0, vízgőz 3-6 0,5-6 széndioxid szénmonoxid 0,5-10 0,1-2 ppm ppm NOx CH mg/m 3 mg/m 3 korom benzpirén 0,01-0,02 0-0,01 Pb lehet nincs Dr. Barkács Katalin 67

68 BENZIN ÉS DIEZELÜZEMŰ JÁRMŰVEK LÉGSZENNYEZŐ HATÁSA A kibocsátott vegyületek relativ mennyiségének összevetése (%) Vegyület Benzinüzemű motor kibocsátott gáz Diezelüzemű motor kibocsátott gáz Nitrogén 72,3 76 Vízgőz 12,7 7 Széndioxid 12,3 7 Oxigén 0,7 9,7 Argon vegyületek 1,0 - Szénmonoxid 0,85 0,05 Nitrogénoxidok 0,085 0,15 Szénhidrogének 0,05 0,03 Kéndioxid - 0,02 Szén(korom) 0,005 0,05 Dr. Barkács Katalin 68

69 GÉPJÁRMŰ KÖZLEKEDÉSBŐL SZÁRMAZÓ EMISSZIÓ A benzin és a levegő keverékének tökéletes égésekor széndioxid (CO 2 ) és víz keletkezik. Az üzemanyag tökéletes égéséhez szükséges optimális levegő-üzemanyag tömegarány 14,5. Ettől való eltérés tökéletlen égést eredményez, amely levegőszennyező gázok: szénmonoxid (CO), nitrogénoxidok (NO x ), szénhidrogének (C x H y ), poliaromás szénhidrogének (PAH-ok), illékony szerves vegyületek (VOC-k), valamint aeroszolok (szálló por) jelentős mértékű kibocsátását eredményezi. Dr. Barkács Katalin 69

70 LÉGFELESLEG-TÉNYEZŐ ÉS A SZENNYEZŐANYAG KIBOCSÁTÁS VISZONYA Dr. Barkács Katalin 70

71 összes CO és NOx kibocsátás %-a közlekedés eredetű km/h sebességnövelés: az NO x kibocsátás megkétszereződik Dr. Barkács Katalin 71

72 A városi levegőben a gépjárművek kb. NO x 47%-át, CO 65-80%-át, a szénhidrogének 50%-át emittálják. Egy átlagos gépjármű több, mint 1000 egyéb szennyezőt, közöttük kormot, Zn-et, Ni-t, Cr-ot, benzolt és aldehideket bocsát ki. A levegő-üzemanyag arányon kívül a szennyező anyagok mennyiségét befolyásolja: a motor felépítése, műszaki állapota, a jármű menetállapota (gyorsul, egyenletes halad, fékez, vagy éppen üresjáratban van). A benzinhez adalékanyagokat adnak: legfontosabb adalékanyag az ólom (volt), melyet kopogásgátlóként és kenőanyagként alkalmaztak. A levegőbe került ólom káros, egészségügyi hatása miatt az ólmozott benzint világszerte fokozatosan vonták ki a forgalomból. Magyarországon április 1.-én történt ez meg, ami jelentősen javította nagyvárosaink levegő minőségét. Dr. Barkács Katalin 72

73 Budapest belvárosában például az ólom és a bróm légköri koncentrációja a harmadára-negyedére csökkent, míg a Várhegy-alagútban ez a koncentráció-csökkenés egy nagyságrend volt már néhány hónap után. A dízelüzemű gépjárművek nagyon híg keverékkel üzemelnek, a CO emisszió ezért kismértékű. A részecske-kibocsátásuk, ennek legnagyobb része korom, viszont jelentős, egy nagyságrenddel meghaladja a benzinmotorokét. A koromrészecskék nagy fajlagos felületük miatt hordozóanyagként viselkednek, megkötik az el nem égett szénhidrogéneket. További jelentős szennyező az aeroszol formátumú szulfát, melyért a gázolaj kéntartalma a felelős. Összefoglalva: A benzinüzemű motorokból elsősorban gáznemű légszennyezők, míg a dízelüzemű motorokból főképpen szilárd részecskék (aeroszol) és NO x -ok kerülnek a levegőbe. Ma már a legnagyobb autógyárak speciális korom-szűrő egységgel szerelik a dízelmotorokat, melyek koromkibocsátása ezáltal gyakorlatilag nem kimutatható szintre csökkent! Dr. Barkács Katalin 73

74 A GÁZKIBOCSÁTÁS 100 KM ÚTHOSSZON Komponens (g) Gépkocsi Busz Motorvonat CO NO x C x H y SO Dr. Barkács Katalin 74

75 FÖLDI KÖZLEKEDÉS A katalizátor sem megoldás? A gépjárművek által okozott levegőszennyezési problémákat a katalizátorok is csak részben tudják megoldani. Egyre növekszik az üvegházhatást okozó szén-dioxid kibocsátása, valamint az autók és az utak kopása következtében a levegőbe kerülő súlyosan egészségkárosító anyagok mennyisége. Az újabb kutatások pedig arra irányítják a figyelmet, hogy a katalizátorokból olyan anyagok kerülhetnek a környezetbe, amelyek feltehetően komolyan károsíthatják mindannyiunk egészségét. Szükséges a kipufogógázok utókezelése: a keletkezett levegőszennyezők nem szennyező (vagy legalább is az emberek egészségét közvetlenül nem károsító) vegyületekké való átalakítására. A leginkább elterjedt és legkorszerűbb emisszió-csökkentő módszernek a katalitikus konverter és az elektronikus üzemanyagbefecskendezés közös bevezetése bizonyult. Dr. Barkács Katalin 75

76 1992 óta az Európai Unióban minden új, Ottó-típusú motorral felszerelt gépjárművet katalizátorral kell felszerelni. A kipufogógáz katalizátora a szén-monoxidot (CO) és a szénhidrogéneket (CH) platina (Pt) és palládium (Pd) segítségével széndioxiddá (CO 2 ) és vízzé oxidálja, míg a nitrogénoxidok (NO x ) nitrogénné való redukcióját a ródium (Rh) katalizálja. A katalízis hatásfoka a 80-90%-ot is elérheti. A katalizátor hordozója általában korderit (2MgO 2Al 2 O 3 5SiO 2 ), amely térhálós kerámia. Ennek a felületére viszik fel a katalizátor-anyagokat. A katalizátorok platinatartalma 0,9-2,5 gramm között van, a nemesfémek aránya megközelítőleg a következő: Pt/Pd/Rh=1:14:1-1:28:1. Dr. Barkács Katalin 76

77 A katalizátorok bevezetése és az ólmozott benzin forgalmazásának megszüntetése nagyságrendekkel csökkentette a gépjárművek eddig ismert szennyezőanyag-kibocsátását. Újabb probléma: a katalizátorral felszerelt gépjárművek platinát, palládiumot és ródiumot tartalmazó kipufogógázt bocsátanak ki. A katalizátor felületéről a fizikai és kémiai elhasználódás, a kopás hatására kerülnek a környezetbe a Pt-csoport elemei (platina group elements, PGE). Ezen erősen mérgező fémek koncentrációja növekszik a környezetünkben. A platina és más platinafémek citotoxikus (sejtméreg) és allergizáló hatásúak. Tekintettel arra, hogy ezen anyagok természetes légköri koncentrációja rendkívül kicsi (10-12 ng/m 3 nagyságrendű), a kibocsátott mennyiség viszonylag nagy változást okoz. Dr. Barkács Katalin 77

78 A környezetbe került platinafémek tudományos vizsgálata az autópályák és forgalmas városi utak körüli porban kimutatta a koncentráció növekedését, és azt is, hogy a légkörbe került platinának 30%-a vízoldható formában van jelen, az utakat övező növényzetben is kimutatható. A platinafémek koncentrációja a különböző országokban igen eltérő, például az utak mentén vizsgált pormintákban 12-től 72 μg mennyiséget találtak kilogrammonként. Dr. Barkács Katalin 78

79 Változtatni akarunk? HOGYAN? MIT EREDMÉNYEZ? MILYEN ÁRON? esetleg újabb környezeti problémát okoz-e?! Negatív hatás az egészségi, környezeti mellett erkölcsi, esztétikai, szociális és társadalmi is lehet! Intézkedés a közlekedés területén Eredmény Katalizátor CO, NOx, CxHy csökken CO 2, energia változatlan Toxikus fémkibocsátás nő! Kisebb autók Magán helyett tömegközlekedés Kommunikációs rendszerfejlesztéssel közlekedés-csökkentés Energiaigény kisebb Forgalom változatlan marad Energia, emisszió csökken, de a komfortérzet is! Személyes kapcsolatok elsorvadása Dr. Barkács Katalin 79

80 A LÉGI KÖZLEKEDÉS HATÁSA A LÉGSZENNYEZÉSRE A légi közlekedés környezetterhelése jelentős zajterhelés káros anyagok, melyek a repülőgépek hajtóműveiből áramlanak ki. a repülőterekhez és a gépekhez kapcsolódó infrastruktúra Dr. Barkács Katalin 80

81 Repülőgépek - légszennyezés A repülőgép, is mint minden fosszilis tüzelőanyagot felhasználó gép a természetes CO 2 és víz mellett egyéb káros melléktermékeket bocsát ki. Ez a kibocsátás különösen repülőterek környezetében jelentős, ugyanis ott koncentráltan jelenik meg. Miközben a légi közlekedés utas számban az összes közlekedés csupán 1%-t teszi ki, addig az összes közlekedésre fordított üzemanyag 10-15%-t használja fel. A légi közlekedés energiafelhasználása nagyon pazarló. Ha gáz-fajtánként vizsgáljuk (1 kg-ra vetítve) a káros anyag emissziót: hasonló más közlekedési eszközökéhez; a SO 2 kibocsátás kisebb, a nagy égési hőmérséklet miatt a NOx kibocsátás viszont nagyobb, jellemző még az illékony, el nem égett szénhidrogének kibocsátása, a szilárd részecskék kibocsátása, kismértékű CO emisszió. Dr. Barkács Katalin 81

82 A szennyezőanyag kibocsátás mértéke sok tényezőtől függ. Ezek: a környezeti levegő hőmérséklete, páratartalma, nyomása, a felhasznált kerozin minősége, a repülőgép állapota, és mentállapota (a repülő éppen felszáll, emelkedik, siklik, leszáll, vagy csak taxizik, azaz gurul). A NO x kibocsátás igazán siklás közben nő meg illetve felszálláskor nagyobb, míg leszálláskor és taxizáskor minimális. A szénhidrogén (CH) és a CO kibocsátás viszont a taxizáskor igen nagy. Dr. Barkács Katalin 82

83 A REPÜLŐGÉPEK RÉSZVÉTELE A LOKÁLIS SZENNYEZÉSEN TÚL A GLOBÁLIS KÖRNYEZETSZENNYEZÉSBEN A globális felmelegedést segítik: nagy CO 2 kibocsátásukkal vízkibocsátással 1 kg kerozin elégésekor 1,25 kg víz keletkezik, ami a magas légkörben, 9000 m felett, megfagy, és a kifagyott jégréteg is üvegház hatású. Ebben a magasságban a repülőgépek éves szinten mintegy millió tonna vizet bocsátanak ki. Ennek az úgynevezett cirruszfelhőzetnek 1%-os növekedése számítások szerint 0,2 o C-al növeli a Föld hőmérsékletét. Az ózonlyuk növekedéséhez is hozzájárul az évente mintegy 1 millió tonna NO x kibocsátással. Dr. Barkács Katalin 83

84 NO x kibocsátás különböző közlekedési eszközöknél A kibocsátások változása a le és felszállási ciklus üzemmódok függvényében Dr. Barkács Katalin 84

85 FŐ TENDENCIÁK A LÉGSZENNYEZETTSÉG TERÉN Kiemelkedő a fővárosi agglomeráció és az észak dunántúli ipari vidék terhelése Csökken a terhelés a borsodi, közép-dunántúli és baranyai régióban Csökkent az utóbbi években a kén- és nitrogénoxidok kibocsátása az energia előállítás területén, a közlekedési kibocsátásból származó nitrogénoxid mennyisége viszont növekedett A nagy forgalmú közutak szerepe jelentős a szennyezettség alakulásában A nagyvárosok belterületein, forgalmas főútvonalak mentén a légzési zónában nagy a szennyezettség, helyenként növekvő gyakorisággal mérnek határértéket meghaladó koncentrációkat Csökkent az ólomszennyezettség Jelentősek a nyári felszín-közeli ózonkoncentrációk Dr. Barkács Katalin 85

86 LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM, STRATÉGIA energiatermelésben, egyéb ipari ágazatokban energiahordozók megválasztása, minőségük javítása (szennyezőanyag leválasztás), megújuló energiák térhódítása, fajlagos energiafelhasználás csökkentése, energiahatékonyság erőművi technológiák fejlesztése hulladékmentes, korszerű, zárt technológiák tűzterek/tüzelőszerkezetek kialakítása (légfelesleg tényező) üzemtelepítés egyéni mérő és szabályozó rendszerek gépek korszerűsítése, energiatakarékos berendezések hulladék-hő hasznosítása hálózati veszteségek csökkentése füst- és véggáz-tisztítók üzemtelepítés védőterület / zöldterület növelés Dr. Barkács Katalin 86

87 LEVEGŐTISZTASÁG VÉDELEM, STRATÉGIA A KÖZLEKEDÉS TERÜLETÉN korszerűsítés közlekedésben, áruszállításban közúthálózat fejlesztése, megkerülő utak - elzárt területek, városi és távolsági tömegközlekedés fejlesztése és részarányának növelése, parkolási rendszerek fejlesztése, P and R rendszer, lakóhely és munkahely ill. szolgáltató létesítmények egymáshoz közelítése, infrastruktúra fejlesztés üzemanyag fejlesztés, korszerűbb üzemanyagok járműállomány korszerűsítés, gépkocsi emisszió szabályozás áruszállítás korszerűsítés; vízi és vasúti kombinált fuvarozási módok zöldterület növelés; erdősítés, rekultiváció, parkosítás Dr. Barkács Katalin 87

88 LEVEGŐTISZTASÁG VÉDELEM STRATÉGIA ( - FOLYTATÁS) szigorúbb emissziós előírások termék és betétdíjak emelése, újabbak bevezetése differenciált parkolási díjak és tilalmak adó és vámkedvezmények, kedvezményes hitelek szennyezés-kvóta kereskedelem Péda: Új HEI típusú lámpák energiakímélő világítótestek elterjesztése USA területén ilyen teljes mértékű izzólámpa csere 40 millió tonna, EU szinten pedig 50 millió tonna CO 2 kibocsátás csökkenést eredményezhetne Dr. Barkács Katalin 88

89 MIT TEHETÜNK A LEVEGŐTISZTASÁG VÉDELMÉBEN? Stratégiai megfontolások: mely területeket érint a káros hatás mi a hatás időmértéke alkalmazott alapanyagból származik az emisszió, vagy mellékhatásként jelentkezik kutatás, mérőrendszerek korszerűsítése, monitoring rendszerek, a lakosság egészségi állapotának nyomon követése oktatás, tudatformálás Dr. Barkács Katalin 89

90 PORLEVÁLASZTÁS - SZILÁRD ANYAG EMISSZIÓ CSÖKKENTÉS A GÁZTISZTÍTÁS MÓDSZEREI Fizikai eljárások Kémiai eljárások Szilárd anyagok elválasztása Gázok és gőzök elválasztása Durva porok (>10μm) Ülepítő kamrák, Irányváltásos leválasztók, ciklonok Aeroszolok (<10 μm) Szűrés, elektrosztatikus leválasztók, száraz és nedves leválasztók, mosótornyok, venturi mosók Abszorpció Oldás mosófolyadékban Adszorpció Megkötés molekuláris felületi erők révén, nagy fajlagos felületű adszorbens Kondenzáció Nehezen illó folyadékok leválasztása hűtött felületen, többnyire előleválasztás Dr. Barkács Katalin 90

91 Kémiai eljárások Gázok, gőzök eltávolítása Oxidáció Egyéb kémiai reakció Nedves pl.: szaganyagok megsemmisítése hipoklorit oldattal Száraz termikus, égetés, katalitiku s Pl.: lúgos oldatok alkalmazása H 2 S, SO 2 Cl 2 megkötésére szilárd reagenssel szárazon katalitikus reakció Dr. Barkács Katalin 91

92 értékes termékvisszanyerés káros komponens elválasztása, eltávolítása - mi történjen vele? - ártalmatlanítás átalakítás koncentrálás nedves eljárás: mosófolyadékban dúsítás hasznosíthatóság kérdése szárazzal szemben nedves eljárások előnye: gáz+porszennyezés együtt eltávolítható hátrány: korrózió, energiaigény, mosófolyadék hulladék Dr. Barkács Katalin 92

93 LÉGSZENNYEZŐ ANYAGOK ELTÁVOLÍTÁSÁNAK FONTOSABB MEGOLDÁSAI (ÖSSZEFOGLALÁS) Gáz Leválasztás kondenzáció, szorpció (ab-, ad- és kemiszorpció) Átalakítás oxidáció, redukció (termikus, katalitikus) Szilárd Leválasztás száraz (ülepítés, szűrés, elektrosztatikus) nedves (abszorptív kimosás) Dr. Barkács Katalin 93

94 SO 2 LEVÁLASZTÁS tüzelőanyag megválasztás nagy fűtőérték, kis kéntartalom S-kinyerés megoldása szilárd fázisból: széncseppfolyósítás elgázosítás ezután kénmentesítés SO 2 S (aktív szén, száraz eljárás) SO 4 2- (mészkővel gipszelőállítás, vagy nátriumszulfit-, ammónia-oldatokkal ill. vízzel abszorpció) száraz abszorpció (szorbens a tűztérben) nedves abszorpció (mésztejben, NH 3 - ill. nátriumszulfit oldatban vagy vízben elnyeletés) SO 2 SO 3 reakció oxidatív adalékkal ill. NO 2 hatására és vízben elnyeletés Hőmérséklet szerepe az abszorpciós folyamatokban adszorpció SO 2 +H 2 O g +O 2 H 2 SO o C, szénen adszorbeálódik, SO 2 kiűzés/hasznosítás szelektív katalízis Dr. Barkács Katalin 94

95 A KÉNDIOXID MENNYISÉGÉNEK CSÖKKENTÉSE A VÉG- ÉS FÜSTGÁZOKBAN megelőzés: SO 2 leválasztás tüzelőanyag megválasztással nagy fűtőérték, kis "S" tartalom száraz abszorpció szorbens adagolása a tűztérbe füstgázok tisztítása - csővégi eljárások: abszorpció száraz - kibocsátáskor (mész - megkötés) nedves - nátriumszulfittal, mésztejjel félszáraz (permet, szuszpenzió juttatás a forró gázáramba) mésztej - gipsztermelés, NH 3 - műtrágya adszorpció szelektív katalízis/redukció aktív koksz S Dr. Barkács Katalin 95

96 FÜSTGÁZ KÉNTARTALOM CSÖKKENTÉSÉNEK MEGÍTÉLÉSÉHEZ- PÉLDA 1 t 3,2 % S tartalmú szén égetése légfelesleg nélkül 8700 m 3 füstgáz keletkezik 32 kg S/ 8700 m 3 0,26 tf% SO 2 1% S tartalom esetén ez 0,08 tf% Versenyképes-e gazdasági szempontból a választott eljárás? SO 2 koncentráció változó nagy a gáztérfogat távozó füstgáz hőmérséklete korrozív a gáz szerkezeti anyagok! eltömődés-veszély kísérő szennyező anyagok változó minősége, mennyisége hasznosítható-e az eljárással nyert anyag, avagy hulladékként kezelendő Dr. Barkács Katalin 96

97 NITROGÉNOXIDOK ELTÁVOLÍTÁSA Gázrecirkulációval NO x csökkentés Abszorpció: NO 2 vízben HNO 3 + NO! elnyeletés inkább: NH 3, Ca(OH) 2, NaOH-oldatokban Oxidatív hatás: permanganáttal lúgos közegben NO x N 2 SCR csak NO x -vegyületek eltávolítása NH 3 - ill. H 2 S adagolással 4NO + 4NH 3 + O 2 4N 2 + 6H 2 O 4NH 3 + 2NO 2 + O 2 3N 2 + 6H 2 O 6NO 2 + 8NH 3 7N H 2 O o C SCR: katalizátorral o C, de a katalizátor SO 2 -ra ne legyen pl. érzékeny! NSCR: CO, CH 4, H 2 adagolással más vegyület is redukálódik pl. S keletkezés! katalizátoron kirakódások NO x -ből NO és oxigénmentes közegben N 2 keletkezik Katalitikus eljárások előnye: szennyvíz nem keletkezik, hőmérséklet kedvező, olcsó, hátránya: redukáló anyag feleslegben történő adagolásának szennyező hatása NSCR : aktív koksz: katalizálja az NH 3 +NO 2 reakciót is NO x - mentesítésre alkalmazott egyéb katalizátor: CuO ill. zeolit Dr. Barkács Katalin 97

98 NO X CSÖKKENTÉSI STRATÉGIA Nemzetközi egyezmények alapján előírt; cél 30 kt nagyságú nitrogénoxid kibocsátás csökkentés Magyarországon; Hol csökkentsük? energiatermelés? vagy közlekedés? Alapadatok: 60 kt/év az erőművi kibocsátás, min. 15 kt/év csak Budapesten a közlekedésből származó kibocsátás Dr. Barkács Katalin 98

99 Dr. Barkács Katalin 99

100 NO X CSÖKKENTÉSI STRATÉGIA Erőművi 30 kt/év csökkentés mit jelent? 10 g/m 3 az átlagos nitrogénoxid tartalom a levegőben, 7 g/m 3 ebből külföldi eredetű a modellszámítások szerint 3 g/m 3 helyi emisszióból származó koncentrációt a 30 kt mennyiség csak 0.3 g/m 3 értékkel, azaz 1-3%-kal csökkenti. Dr. Barkács Katalin 100

101 NO X CSÖKKENTÉSI STRATÉGIA Az erőművi kibocsátáskor lerakódás adatok az előbbihez hasonló képet mutatnak: 1,17 kg NO 2 /m 2. év kirakódásból a helyi kibocsátás rész csupán 0,13-ról 0,12-re, vagyis 1 %-kal csökkenthető. A lokális NO x koncentráció csökkentő hatás az erőművi kibocsátás adott mértékű visszafogásával tehát igen kis mértékű lenne. Dr. Barkács Katalin 101

102 KÖZLEKEDÉS EREDETŰ NO X CSÖKKENTÉS VÁRHATÓ HATÁSA Budapesten 40 g/m 3 NO 2 koncentráció 6 g/m 3 NO 2 háttér-koncentráció, nagyobb része közlekedés-eredetű Ha csak itt kb. 7 kt/év értékkel csökkentenék a kibocsátást: akkor 28 g/m 3 -re (34-ről 22-re) csökkenne az NO 2 koncentráció Ez a megoldás 30 %-al kevesebb helyi NO x koncentráció szintet eredményezne! Dr. Barkács Katalin 102

103 KÖZELJÖVŐ LEHETŐSÉGEI, TERVEK A LEVEGŐTISZTASÁG-KLIMAVÉDELEM TERÜLETEN Felmelegedés hatása IPCC felmérése: Kína, Ausztrália, Európa, USA egyes területein - vízhiány 2-3 fokos hőmérséklet növekedés vízhiány - 1-3,2 milliárd embert érint millió ember élelmét érinti a tenger és óceánszint emelkedése áradások 7 millió embert érinthetnek Klímapolitika akcióterv Magyarországon közbeszerzési és adórendszer zöldítése megújuló energiaforrások kutatása, 20%-ra növelt megújuló energiahányad EU üzemanyagok biológiai eredetű komponenstartalmának 10 %-ra emelése energiahatékonyság növelése katasztrófavédelem rendszerének felülvizsgálata éghajlatvédelmi bizottság létesítése 2020-ra üvegházhatású gázkibocsátás 20 %-os csökkentése (bázisévhez viszonyítva) Dr. Barkács Katalin 103

104 Dr. Barkács Katalin 104

105 EGY NÉGYTAGÚ CSALÁD ÉVES SZÉNDIOXID TERMELÉSE 44 tonna ebből a család közvetlenül csak 14 tonnányit tud - saját hatáskörében - ellenőrzötten befolyásolni 5,6 t - lakás/ház fűtés 40% 1,1 t - légi közlekedés 1 % 0,4 t - tömegközlekedés 3% 3,5 t - gépkocsi használat 25 % 3,3 t villamos áram 24 % Dr. Barkács Katalin 105