LEVEGÕTISZTASÁG-VÉDELEM. Közlekedési emissziók időbeli változása nagy forgalmú ausztriai alagútban végzett mérések alapján Tárgyszavak: levegőszennyezés; közúti alagút; benzol; nemmetán-szénhidrogének; részecskék. Az alagutak közlekedési viszonyait, reális vezetési feltételek mellett, az első kísérleti eredmények közzététele, 979 óta rendszeresen vizsgálják. A gépjárművek kibocsátása az évek során nagy mértékben változott és változik: a járműgyártás fejlődése, a dízel és benzin üzemanyagok relatív használatának alakulása, az emissziócsökkentő és az elektronikusan szabályozott üzemanyag-adagoló rendszerek, továbbá katalizátor nélküli kis teljesítményű járművek (light-duty vehicles, LDV) bevezetése, ill. ezek arányváltozása a nagy teljesítményűekhez (heavy-duty vehicles, HDV) viszonyítva. A gépjárműpark összetétele a tekintetben különbözik az európai országokban pl. 997-ben az LDV-járműveknek Ausztriában, Németországban, Svájcban csak %-a volt személyautó. Bécsi egyetemi kutatók Salzburg tartományi kormányával együttműködve 997 októberében a Tauern-alagútban a gépjármű kipufogógázok valamennyi meghatározó komponensére: szén-dioxid (CO ), szén-monoxid (CO), nitrogénoxidok (NO x ), kén-dioxid (SO ), összes illékony szerves vegyület (total volatile organic compounds, TVOC), szilárd részecskék, egyedi szénhidrogének aldehidek, benzol, toluol, xilolok (BTX), etil-benzol átfogó mennyiségi és megoszlási vizsgálatokat végeztek, a hétköznapi és vasárnapi forgalom és az LDV: HDV-arány függvényében. Az eredményeket összehasonlították más időpontban, de ugyanazon mintavételi módszerrel nyert, valamint az USA néhány alagútjában, hasonló körülmények közt gyűjtött mérési adatokkal.
Kísérleti feltételek és módszerek A Tauern-alagúton halad át a Németországot Olaszországgal összekötő egyik legforgalmasabb autópálya. Az Alpok Hoher Tauern vonulata alatt húzódó m hosszú alagút emelkedése az északi és déli kapuja ( m) között,5%. A forgalmi pálya kétsávos, elválasztás nélküli. Az alagút négy külön szellőzőrendszerekkel bíró szakaszra van osztva. A méréseket az alagút közepén a két belső szakasz határánál végezték, amelyekből egy-egy szellőzőakna egy m-en fekvő legelőhöz vezet, a két külső szakasz kapuinál szellőzőberendezés működik. Ez a rendszer jó keveredésről gondoskodik, ami egyenletessé teszi a szennyezők koncentrációját az alagútban. A szellőzés mértékét a CO-koncentráció és a látási viszonyok alapján szabályozzák, de a mérések időtartamára állandó, 5 m /s km-es áramlást tartottak fenn. Ugyancsak osztrák kutatók készítettek mérés sorozatot a Tauern-alagút ugyanazon pontján 9-ban, nem sokkal a katalizátoros autók európai bevezetése után, 95 m /s km.ventilációs légáram mellett. A mintákat gázvizsgálathoz az út felszínétől számított,5 m, az aeroszolok koncentrációméréséhez m magasságban vették mindkét vizsgálati programhoz. 997. október -án (hétköznap) ködös, nedves, 5-én vasárnap napos idő volt, az alagútban mindkét napon C-os hőmérséklettel és, ill. %-os relatív nedvességtartalommal. Az 9. évi mérések szeptember, ill.. alkalmával, változékony idő mellett az alagútban 7,, ill. 9, C-ot mértek. Az itt ismertetett vizsgálathoz forgalomszámlálás céljából a kilépésnél készült videofelvételekről utólag készítették el a szükséges statisztikát, megkülönböztetve a járművek nyolc típusát a motorkerékpártól, az autóbuszok és a nehéz teherautóig. Megoszlási eredmények: a HDV-típusok aránya hétköznap 7,, vasárnap,%, a személyautók közt a dízelhajtásúak aránya %, ezen belül a csekély kibocsátású kategóriáé % volt, a benzinhajtású LDV-k %-a működött katalizátorral. A járművek mindkét napon csaknem állandó, csupán 7 és 7,5 km sebességgel haladtak át. A második vizsgálathoz kézi úton elemezték a forgalmat. A járművek 9, ill. %-a volt HDV-típusú,, ill. km/h átlagos sebességgel közlekedtek. Az alagúton perc alatt 9-ban hétköznap 77, vasárnap 5, 997-ben hétköznap 5, vasárnap 77 gépjármű haladt keresztül (.,. táblázat)
. táblázat A Tauern-alagútnál 997-ben végzett forgalomszámlálás megoszlási eredménye Járműbesorolás Eredet, % Ausztria Németország Egyéb EUországok Nem EUországok Kis teljesítményű járművek, LDV 5 5 7 Nagy teljesítményű járművek, HDV 5 Összetétel dízelhajtású kis kibocsátású,5, egyéb dízelhajtású,5, benzinhajtású, katalizátor nélküli 7 benzinhajtású katalizátoros járművek 7 5 75. táblázat A Tauern-alagúton fél óra alatt áthaladt járművek száma típusonként Személyautó Személyautó utánfutóval Kis teherautó Nagy teherautó Nagy teherautó utánfutóval Vontató Autóbusz Motorkerékpár Összesen Hétköznap,, 5, 5,,, 7, 7, Átlag Vasárnap,,,,,,,, Átlag 5 9 5 9 5 77 7 57 7 5 9 9 5 5 7 5 9 5 5 9 9 9 5 7 5 7 5 5 7 5 5 5 7 7 5 5 9 5 5 5 55 9 79 5 5 77
Elemzések, számítások Környezeti elemzések elvégzésére szolgáló légkondicionált konténerekre helyezett műszerekkel mértek fokozatosan az elszívott levegőben az alábbi elveken, ill. módszerekkel CO (nem diszperzív IV-spektroszkópia), SO (UI-fluoreszcencia), CO (nem diszpenzív IV-spektroszkópia), NO x (kemilumineszcencia/molibdén-konverter) TVOC, NMVOC, azaz összes vagy kis molekulájú illékony szerves vegyületek (lángionizálás), aldehidek (dinitro-fenilhidrazin-származékká alakítva, folyadékkromatográfia diódasorral), NMHC, azaz kis molekulájú szénhidrogének (kromatográfia), BTX, azaz benzol, toluol, xilolok, valamint n-hexán és n-dekán (oszlopkromatográfia). A kibocsátás mértékének (az emissziós rátának) kiszámításához ismerni kell az adott kipufogógáz-komponens koncentrációját, az elszívott és a friss levegőben, a ventilációs áramlást, az alagúton áthaladt árművek számát. Eszerint az i komponens emissziós rátájának perces átlaga, mg/km jármű: E i = CiV K ahol: Ci: az i komponens alagútban és friss levegőben mért koncentrációjának különbsége; V: ventilációs áram, m /km; K = az áthaladt járművek száma Eredmények, értékelés Az alagútban tetemesen megemelkedik valamennyi légszennyező gáz koncentrációja, többé-kevésbé követve a forgalom (a járműszám) változásait (. ábra), a korrelációs együttható, r =, és, között változik. A CO-ra mért r =, a szén-monoxidnak kb. 5%-át kibocsátó erősen szennyező autók (kb. %) rendszertelen megjelenésének tulajdonítható. Mivel az alagúton átmenő forgalom számszerűen hasonló hétköznap és vasárnap, az egyes káros kibocsátások közti nagy eltérések minőségbeli különbségekre vezethetők vissza. A LD- és HD-jármű típusok hozzájárulását az átlagos emisszióhoz egy 99-ban, amerikai szerzők által ismertetett regreszsziós módszerrel számították ki. Eszerint a meghatározott HDV-arányú forgalmi összetételekhez hozzá kell rendelni egy adott típuson végzett mérésből ismert emissziós rátát, majd a HD% és az emissziós ráta lineáris össze
függés alapján és közé lehet interpolálni a keresett értéket. Megállapítható, hogy a CO-, CO -, NO x -, SO - és szilárdrészecske-emissziók nagyrészt HDV-któl, az illékony vegyületek kibocsátásai főleg LDV-ktől származnak. járműszám/h az áthaladt járművek számának fél órás átlaga, szám/h CO [mg m ], SO [µg m ] CO[µg m - ], NOx [µg m - ] CO, mg/m SO, µg/m CO, µg/m NO x, µg/m hétköznap időpont vasárnap. ábra Félórás forgalmi és koncentrációátlagok a Tauern-alagútban (997) Az 997. és 9. évi vizsgálati eredményeket összehasonlítva a legszembetűnőbb a különbség a CO és a kis molekulájú illékony vegyületek (NMVOC) kibocsátása között a katalizátoros autók elterjedése kilenc év alatt közel 9%-kal csökkentette az értékeket, ennek megfelelően a katalizátoros autók aránya -ról %-ra nőtt. Az egyébként is alacsony SO -emissziókon nem tükröződik ez a különbség, az NO x -értékeken pedig nem javítottak a katalizátorok: továbbra is nagy az emisszió (megjegyzendő azonban, hogy az átlagértéket a járműösszetétel alakítja, tehát egy kedvező műszaki eredményt lebonthat egy rosszabb típus megnövekedett aránya az áthaladó konvojban ). Nagyobb időtáv átfogása céljából régebbi adatokat is bevontak az összehasonlításba, mégpedig észak-amerikai alagutakban 9. és 99. év között közölt közlekedési mérési eredményeket. (A viszonyok a szintkülönbséget és a járművek megengedett haladási sebességét tekintve csaknem azonosak voltak).
A változások jellemzésére alkalmas egy az időben erősen és egy alig változó szennyező kibocsátásból képzett hányados CO/NO x és NMHC/NO x (. táblázat). A Tauern-alagútban a CO/NO x hányados csökkenése 9 és 997 között örvendetesen nagy. A hányados amerikai alagutakban mért kisebb értékei a katalizátoros autók nagyobb arányának köszönhetők (ez pl. a Gubrist-alagútban 7%). Másfelől az autók karbantartása is jelentősen befolyásolja a CO/NO x viszony értékét. CO/NO x és NMHC/NO x tömegarányok összehasonlítása. táblázat CO/NO x NMHC/NO x hétköznap vasárnap hétköznap vasárnap Tauern, 9,±,.99±,,7±,5,79±,7 Tauern, 997,±,,±,,5±,,±, HDV LDV HDV LDV Tauern, 997,7±,,±,9,±,,±, Gubrist (USA), 99,±,5,9±,5,±,,±,5 Fort McHenry (USA), 99,±, 7,±,,±,,7±, Tuscarora (USA), 99,±,,±,5,5±,,7±,5 Cassiar 5,5±,,±, Az NMHC/NO x hányados 9-hoz képest jobban csökkent az előbbinél, különösen munkanapokon. Optimális értékére 997-ben,-ot állapítottak meg. Kis illékony molekulák kibocsátása Aldehidek kibocsátása a Tauern-alagútban vasárnap és hétköznapokon hasonló, kivéve a propion- és krotonaldehidet, amelyeknek hétköznapi magas értéke a könnyű járművek (LDV) megszaporodását jelzi. A Tauern-alagútban a NMVOC-koncentráció kilenc év alatt 9%-kal, a benzolé és a toluolé szintén 9%-kal, a formaldehidé és az acetoné %-kal csökkent. A NMVOC-emissziókból a BTX-csoport hétköznap, vasárnap %-ot képvisel, ezen belül a toluolé a legnagyobb arány. Nagy mértékben csökkent 9 és 997 között a hexánkibocsátás is.
Ebben az időszakban Európában közel nulláról indulva mintegy %-ra nőtt a katalizátoros autók és benzinnel hajtott gépjárművek aránya, s ez a szén-dioxid és a kis molekulájú illékony szerves vegyületek emissziójának 9%-os csökkenését eredményezte, viszont gyakorlatilag nem befolyásolta az NO x -koncentrációt az alagút levegőjében. A légzőszervekre legártalmasabb méretű szilárd részecskék ( PM ) kibocsátása tekintetében jó eredménynek tekinthető, hogy kilenc év alatt nem lett nagyobb, holott a kis teljesítményű gépjárművek (LDV) csoportjában %-ra nőtt a dízelhajtásúak aránya. Az itt ismertetett eredmények figyelmet érdemelnek az emissziós határértékek szigorítására vonatkozó EU-megbeszélésekben. Tekintettel a nehéz járművektől származó évek óta nem vagy alig mérséklődő közlekedési NO x - és PM-emissziókra, ezek kipufogórendszerére vonatkozólag azonnal kellene intézkedni. Ezután szükség volna a különféle járműcsoportok személyautók, teherautók, vontatók, motorkerékpárok emissziós határértékeinek közelítésére. (Dr. Boros Tiborné) Schmid, H.; Pucher E. stb.: Decadal reductions of traffic emissions on a transit route in Austria results of the Tauerntunnel experiment 997. = Atmospheric Environment, 5. k.. sz.. júl. p. 55 59. Sjödin, A.; Persson, K. stb.: On-road emission factors derived from measurements in a traffic tunnel. = International Journal of Vehicle Design,. k.. sz. 99. p. 7 5. Weingartner, E.; Keller, C. stb.: Aerosol emission in a road tunnel. = Environmental Science and Technology,. k. 997. p. 5. EGYÉB IRODALOM Keresztényi I.; Rákosi P.: Levegőtisztaság-védelem biológiai eljárással. = MOL Szakmai Tudományos Közlemények,.. sz. p.. Kezdeti eredmények. = Lélegzet,. k.. sz.. p. 7. Kovács E.: A levegőtisztaság védelméről. = Lélegzet,. k.. sz.. p. 5. Bakó-Biró Zs.; Wargocki P. stb.: Kis szennyezésű beltéri anyagok alkalmazásának hatása a belső levegőminőségre és szellőzési követelményekre. = Magyar Épületgépészet, 5. k.. sz.. p. 7. Németh Sz.: NO x -emisszió csökkentés acélipari izzítókemencék technológiai hőmésékletén és kemencetér-atmoszféráján, osztott tüzelőanyag és égési levegő bevezetéssel. = Energiagazdálkodás,. k.. sz.. p. 7. Lampard G.: Formaldehid az utolsó csepp? = Bőr- és Cipőtechnika-, -piac, 5. k.. sz.. p.. Pós P.: A levegőszennyezés és az asztma. = Lélegzet,. k.. sz.. p. 5.
A Ford Motor Company Természeti és Kulturális Örökségért Díj -ben is elindul a Ford Motor Company Természeti és Kulturális Örökségért Díj Magyarországon, amelynek célja, hogy ösztönözze magánszemélyek és intézmények helyi környezeti és kulturális értékeket megőrző tevékenységeit. A Ford Motor Company Természeti és Kulturális Örökségért Díj világszerte az egyik legnagyobb környezet- és természetvédelmi törekvéseket elismerő program, amely ma már minden kontinensen működik. A programot két kategóriában hirdetik meg: természeti környezet és kulturális örökség. A pályázatok beadási határideje:. október. A zsűri 5 Ft jutalom kiosztásáról dönt. A győztes pénzdíjat és trófeát, minden érvényes pályázó oklevelet kap. A Ford Motor Company Természeti és Kulturális Örökségért Díj idén Magyarországon a következő kategóriákban jutalmazza a kiemelkedő pályázatokat: természeti környezet (a növény- és állatvilág vagy előfordulási helyük védelme) és kulturális örökség (európai elkötelezettséget mutatva a történelmi hagyományok megőrzésében). Jelentkezhetnek magánszemélyek, intézmények, szervezetek vagy egyéb közösségi csoportok. További információért vagy jelentkezési lapért kérjük írjon vagy telefonáljon az alábbi címre: Dr. Lipthay Erzsébet (CRSCOM) Ford Motor Company Természeti és Kulturális Örökségért Díj információs és sajtóirodája 7 Budapest, Lipthay u. 5. Tel./fax: -7 e-mail: event@crscom.hu