Környezetszennyezés: anyagok, energiák gyorsabb ütemű áramlása a környezetbe, mint ahogy azt a környezet feldolgozni képes Emisszió: szennyező anyagok időegységre vetített kibocsátása; mértékegysége: m 3 /nap, kg/év stb. a szennyezést kibocsátó forrás lehet: pontszerű nagy mennyiségű kibocsátás jellemzi vonal forrás diffúz nincs határozott helye vagy kis mennyiségű szennyező anyagot bocsát ki Transzmisszió: a kibocsátási helytől hogyan jut el a szennyező anyag a végső helyre Immisszió: az emisszió során kibocsátott szennyező anyagok környezetben kialakuló koncentrációja; mértékegysége: mg/m 3, ppm stb. 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 1 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 2 A levegő vertikális szerkezete A LEVEGŐ 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 3 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 4
A légszennyező anyagok forrásai 1. Természetes eredetűek: a. hidroszféra: - Na, K, Ca sók - tengeri élővilág b. litoszféra: - homok, talajpor; - vulkáni tevékenység (H 2 S, SO 2, HCl) - bozót- és erdőtüzek c. légköri élőlények: vírusok, baktériumok, gombák, algák pollen 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 5 A légszennyező anyagok forrásai 2. Mesterséges eredetűek: a. Ipar: - energiaipar: fosszilis energiahordozók (SO 2, NO x, CH 4, CO, CO 2 ) - kohászat: Aluminium-ipar (HF) fémkohászat (SO 2 ) - szervetlen vegyipar: cementgyárak (por) b. Mezőgazdaság: - növényvédelem - műtrágyák: nitrogén-tartalmú (N 2 O) - rizstermelés, szarvasmarhatartás (CH 4 ) - biomassza égetése (CO, N 2 O, NO x ) c. közlekedés: közúti! d. háztartások 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 6 A tiszta levegő összetétele - 78% N 2, 21% O 2, 0,9% nemesgáz - nyomgázok koncentráció tartózkodási idő Long term > 1 év Short term < 1 év Long term szennyezők: önmagukban nem feltétlenül veszélyesek, a koncentráció állandó növekedése okozza a problémát (hosszú távon, globális problémák) - CO 2 - CH 4 - halogénezett szénhidrogének (BCFC, HFC, stb.) - N 2 O - por 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 7 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 8
A long term szennyezők jellemzői szén-dioxid CO 2 (mustgáz) színtelen, szagtalan, a levegőnél nehezebb tart. idő: 10-15 - 100 év forrás: fosszilis tüzelőanyagok égetése (energiaipar, közlekedés), erdőirtás évi növekedés: 0,4% hatás: üvegházhatás fokozása A long term szennyezők jellemzői metán CH 4 (mocsárgáz) színtelen, szagtalan, kékes lánggal ég forrás: mezőgazdaság (rizstermesztés, állattartás), fosszilis en. h. kitermelése (földgáz, szénbányászat), hulladék bomlása (lerakók) évi növ. 1% (bizonytalanság) tart. idő: 10 év hatás: üvegházhatás fokozása 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 9 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 10 A long term szennyezők jellemzői halogénezett szénhidrogének (CFC-k) Cl, F CFC (hajtógáz, hűtőközeg, habosító stb.), Br halon (tűzoltás) Fluorozott vegyületek: SF 6, HFC, PFC tart. idő: 100-200 év hatás: üvegházhatás fokozása, ózonréteg pusztítása A long term szennyezők jellemzői dinitrogén-oxid N 2 O (kéjgáz) forrás: mezőgazdaság (szerves és műtrágyák), ipar, közlekedés (katalizátorok miatt) tart. idő: 150 év hatás: üvegházhatás fokozása por: mikroméretű 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 11 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 12
Troposzféra Az üvegházhatás Látható fény (rövid hullámhossz) Visszavert sugárzás Infravörös (hő) sugárzás Az üvegházhatású gázok hozzájárulása a 33 C-os átlaghőmérséklet-többlethez vízgőz troposzférikus ózon metán 7,2 szén-dioxid dinitrogén-oxid egyéb 2,4 1,4 0,8 0,6 Az üvegházhatású gázok által elnyelt hősugárzás 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 13 Forrás: Mindentudás Egyeteme, 2004. szeptember 20,6 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 14 A globális felmelegedés következményei jégsapkák olvadása tengervízszint emelkedés csapadékviszonyok megváltozása (árvizek, aszály) növénytakaró átalakulása, termesztett növények hozamváltozása tengeráramlatok A globális felmelegedés ellenérvei hígabb tengervíz, magasabb fagyáspont fotoszintézis fokozódása porkoncentráció növekedése Bizonytalanság: felhők, óceánok szerepe 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 15 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 16
A vízgőzön kívüli légköri nyomgázok hozzájárulása az üvegházhatáshoz (Forrás: Természet Világa 1996/I. ksz.) 17% CO2 CH4 Trop. O3 CFC-k N2O 13% 20% 5% 45% Nemzetközi megállapodások 1992: Égh. vált-i Keretegyezmény (Rio de Janeiro) 1995: Berlin 1997: Kiotó: első konkrét, kötelező jellegű Magyarország: 6%-os csökkentés (2008-ra, 1985/87-hez képest) (Marrakech: részletes szabályok) 2005: Montreál: 2012-re 5%-os csökkenés helyett 10%-os növekedés 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 17 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 18 Kiotó emissziós céljai az első kötelezettségi szakaszban (2008-2012) Ország/régió Cél (1990-2008/12) (%) Jelenlegi emisszió (C) (1990-2000) (%) Ausztrália +8 +28,8 (USA -7) +18,1 Európai Unió -8-1,4 Japán -6 +10,7 Kanada -6 +12,8 Oroszország 0-30,7 Korábbi keleti tömb -5,2-1,7 Forrás: A világ helyzete, 2002 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 19 Az üvegházhatású gázok kibocsátásának változása (1990-2001) Forrás: EEA Környezeti jelzések 2002 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 20
Az EU kiotói vállalásának részletei CO 2 : 3-4% növekedés CH 4 : 30% csökkentés N 2 O: 16% csökkentés fluorozott gázok (SF 6, HFC, PFC): 60-70% növekedés Egy lehetséges forgatókönyv (1990-2100) 1,4-5,8 o C-os átlaghőmérséklet emelkedés 0,1-0,9 m tengervízszint emelkedés a gleccserek, jégsapkák folyamatos csökkenése Európa: 0,5 o C-os hőmérséklet növekedés 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 21 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 22 Mit tehetünk a folyamat lassítása érdekében? Szén-dioxid kibocsátás csökkentése fosszilis energiahordozókon belüli váltás hatékonyságnövelés energiaigény csökkentése nem fosszilis források növekvő használata Metán kibocsátás csökkentése állatállomány csökkentése energiakinyerés az új hulladéklerakókon komposztálás arányának növelése Dinitrogén-oxid kibocsátás csökkentése műtrágya-felhasználás csökkentése Az ózonréteg vékonyodása sztratoszféra (20-50 km) Antarktisz, 1975 megbomlik az ózon képződésének egyensúlyi folyamata okozója: elsősorban a halogénezett szénhidrogének 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 23 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 24
Ezer tonna 1500 Klór-fluór-szénhidrogének világtermelése 1950 és 1995 között 1200 900 600 300 Forrás: CMA, DuPon 1950 1960 1970 1980 1990 2000 kemény CFC-k és halonok lágy CFC-k (HCFC-k, az ózonréteget kevésbé bontják) HFC-k (az ózonréteget nem bontják, üvegházhatásuk jelentős) Cl F C Cl Cl F H C Cl Cl F H C F H 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 25 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 26 Nemzetközi egyezmények (I.) Bécsi egyezmény (1985): az ózonkárosító anyagok önkéntes csökkentése. Magyarország: 1985 Montreáli jegyzőkönyv (1987): konkrét kötelezettség öt freon- és három halonvegyületre. Magyarország: 1989 Londoni konferencia (1990): az eredetileg szabályozásba vont anyagok 2000-ig történő kiváltása; újként bevonva: széntetraklorid, metil-kloroform. Magyarország: 1993 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 27 Nemzetközi egyezmények (II.) Koppenhágai tanácskozás (1992): határidők módosítása, új anyagok bevonása (HCFC, HBFC, metil-bromid) Bécsi tárgyalás (1995): CFC-k kivonása 1996. jan. 1-ig Montreáli találkozó (1997 ősz): További szigorítások Peking (1999): bróm-klór-metán 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 28
A sztratoszférikus ózon védelmére született egyezmények A két globális probléma megoldása közti különbség okai Mennyiség (ppb) 20 16 12 Egyezmény nélkül Montreal 1987 London 1990 Helyettesítési lehetőség Globális felmelegedés Nincs (fosszilis en. hordozók) Ózonréteg vékonyodása Van (HFC-k, PFC-k) 8 4 Koppenhága 1992 Bécs 1995 Hatás Tudományos megítélés Nyertesek, vesztesek bizonytalanabb Csak vesztesek elfogadott Montreál 1997 1980 2020 2060 2100 év 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 29 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 30 Short term szennyezők: rövid távon, helyi szinten okoznak problémát, általában mérgezőek - CO - SO 2 - NO x - troposzférikus O 3 - NH 3 - halogének - szénhidrogének - por stb. 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 31 szén-monoxid színtelen, szagtalan, magas hőmérsékleten reakcióképes mérgező (oxigén-szállítást akadályozza) tartózkodási idő: hónapok forrás: tökéletlen égés (fosszilis tüzelőanyagok égetése) hatás: csökkenti a légkör öntisztuló képességét 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 32
kén-dioxid színtelen, szúrós szagú, mérgező vízben jól oldódik forrás: magas kéntartalmú szenek stb. égetésekor hatás: savasodás (savas eső, száraz ülepedés), irritáció tart. idő: napok, hetek nitrogén-oxidok NO és NO2 forrás: fosszilis tüzelő- és üzemanyagok (kipufogógáz) tart. idő: napok hatás: savasodás, ózonpusztító,... 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 33 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 34 troposzférikus ózon mérgező, jellegzetes szag forrás: nem elsődleges szennyező, kémiai reakciók során keletkezik (VOC, NOx, CO, CH 4 ) jelentős üvegházhatás szénhidrogének: benzpirén rákkeltő, mérgező forrás: fossz. tüzelő- és üzemanyag klór, ammónia mérgezőek balesetek por: makroméretű 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 35 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 36
Öntisztuló képesség Ennek során a szennyező anyagok: felhígulnak eltávoznak pl. a levegőből közömbös anyaggá alakulnak át. A szmog 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 37 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 38 A levegő szennyeződése hőmérsékleti inverzió nélkül A levegő szennyeződése hőmérsékleti inverzióval tengerszint feletti magasság nincs inverzió Hőmérsékleti grádiens: -6,5 C tengerszint feletti magasság hideg inverzió meleg inverziós szint meleg hőmérséklet hőmérséklet 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 39 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 40
A Los Angeles-i és a londoni szmog jellemzői Ismertetőjelek Los Angeles-i szmog Londoni szmog A levegő hőmérséklete 24-32 o C 1-4 o C Inverziótípus lesüllyedt inverzió (1500m) kisugárzási inv. (7-800m) A leggyakoribb augusztus-szeptember december-január előfordulás A legfontosabb komponensek NOx, ózon, szénhidrogének, PAN kén-dioxid, CO, por (széntüzelés) (motorizáció) Hatása a oxidáció redukció reakciópartnerre Maximális délben reggel és esete koncentráció Terhelés az élő szervezet károsítása 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 41 Aktív csökkenti a környezet fizikai terhelését Extenzív Környezetvédelem Passzív csökkenti a kibocsátott szennyező anyag káros hatását Intenzív 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 42 Az extenzív (csővégi) környezetvédelem Az extenzív környezetvédelem jellemzői nyersanyagok energiák segédanyagok energiák Termelési technológia H 1 Csővégi technológia termék Megakadályozza a szennyező anyagok, hulladékok környezetbe való kijutását reaktív (csővégi, end-of-pipe ) - utólagos kezelés általában kis beruházási költségű, de hosszú távon nem költséghatékony H 2 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 43 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 44
Az intenzív környezetvédelem Az intenzív környezetvédelem jellemzői nyersanyagok energiák Tisztább technológia H 1 termék Megakadályozza a szennyező anyagok, hulladékok keletkezését proaktív (megelőző) - relatíve kevesebb hulladék általában magas beruházási költségű, de hosszú távon kifizetődő 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 45 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 46 A passzív környezetvédelem eszközei magas kémény késleltetett szennyvízkibocsátás védőtávolság 2008. 02. 06. Marjainé Szerényi Zsuzsanna 47