Környezetvédelem2014
III. Előadás
Levegőtisztaság védelem 2.0
Légszennyező Anyagok
Légszennyező anyagok terjedése
Az emisszió (levegőterhelés): valamely anyag vagy energia levegőbejuttatása.
A transzmisszió folyamata során a légszennyező anyagok a légtérbenterjednek, felhígulnak.
Az immisszió (légszennyezettség): a levegőben a levegőterheléshatására kialakult légszennyező anyag koncentrációja, ill., ülepedőanyagok esetén a légszennyező anyag adott időtartam alattfelületekre történt kiülepedése
Az emisszió
A légszennyező anyagot kibocsátó források típusai:
helyhez kötött légszennyező pontforrás
jellemzői: kibocsátott anyag minősége, koncentrációja (mg/m3), atömegárama
kémények , kürtők, kivéve háztartási berendezések forrásai, 140kW alattikizárólag füstgázt kibocsátó berendezések forrásai
helyhez kötött diffúz légszennyező forrás
pontforrásnak nem minősül, biztonsági lefúvató szelep, nyitott ablak ajtó
mozgó légszennyező forrás
közúti, nem közúti jármű, vasúti jármű, vízi, légi
Vonalforrás
nyomvonalas közlekedési létesítmény, elhaladó járművek jellemzőihatározzák meg az egységnyi szakaszból származó légszennyezőanyagkibocsátást
Légszennyező pontforrás
Mozgó légszennyező forrás
A transzmisszió
Összetett folyamat.
A transzmisszió folyamata szimulációs modellekkel számítható
Figyelembe vesszük :
- emisszió értékét
-Kibocsátott szennyezőanyag minősége
-Transzmissziós tényezők
Emissziós tényezők :
-Szél iránya , sebessége,
-Turbulens diffúziók
-Keveredési réteg vastagsága
-Relatív nedvességtartalom
-Napsugárzás erőssége
-Csapadékos intenzitása, csapadékos időszak tartama
Az immisszió
Az immisszió (légszennyezettség) a keveredés során a környezetilevegőbe került gázok és porok (aeroszolok) koncentrációja, ill. akiülepedés mértéke.
Gázok és szálló por esetén g/m3-ben, ülepedő anyagok eseténg/m2/30nap, ill. t/km2/év egységben szokás megadni.
A légszennyezettség időbeli és szezonális alakulását az ÁNTSZfelügyelte Országos Immissziómérő Hálózat keretében működőmérőállomásokon mérik.
levegőminőségi mérésekre kétféle mérőállomás típust alkalmaznak
Off line félautomata mintavevők, 24 órás vagy 30 napos átlagokatreprezentálnak
On line : mintavevő buszok, telepített berendezések 30 perces átlagok
A levegő öntisztulása
Az öntisztulás a természeti környezet elemeinek azonképessége, hogy a szennyeződések bizonyos hányadátkülső beavatkozás nélkül képes elhárítani
A levegő öntisztulásának főbb folyamatai: szedimentáció(ülepedés), adszorpció (felületi megkötődés),abszorpció (elnyelődés), kimosódás, kondenzáció, akozmikus- és UV sugarak valamint a hőmérséklet általkiváltott kémiai reakciók .
A környezeti levegőt szennyező anyagok
A környezeti levegő a légkör egésze, a munkahelyek és azárt terek levegőjének kivételével.
A légszennyező anyag a levegő természetes minőségéthátrányosan befolyásoló olyan anyag, amely káros vagykáros lehet az emberi egészségre, a környezetre, illetvekárosítja vagy károsíthatja az anyagi javakat
Légszennyező anyagok levegőbe kerülhetnek:
-Természetes forrásból
-Emberi tevékenységből származó közvetlen vagyközvetett eredmény ként
Légszennyező anyagok csoportosítása
vírusok, baktériumok,gombák, algák,spórák, pollenek,kis testű rovarok,stb.
fémgőzök,
oldószerek, stb.
azbeszt,
cement,
kvarc,
fémek,
stb.
PAH- vegyületek,
freonok, dioxin,
oldószerek,
metán, stb.
SO2,NOx,CO,
CO2,Cl2,H2S,
HCl, HF,NH3,stb.
folyadék
szilárd
szerves
Szervetlen
Aeroplankton
Aeroszolok
Gáz halmazállapotú légszennyezőanyagok
Aeroszolok : diszperz rendszerek, gázban szilárd vagy folyékonyrészecskék por, köd.
Az aeroplanktonok a levegőben lebegő mikroszkopikus méretű,esetlegesen laza életközösségnek tekinthető szervezetek.
A légszennyező anyagok veszélyességi fokozatai
szálló por, SO2,petróleum, piridin, stb.
Veszélyes
III.
NO2, NOx, CO, H2S,stb.
Fokozottanveszélyes
II.
nem toxikus ülepedőpor, izopropil- benzol,stb.
Mérsékeltenveszélyes
IV.
Pb, O3, Cd, klór,azbeszt, As, benzpirén,Hg, Cr, Ni, stb.
Különösen veszélyes
I.
Példa
Az egészségre és akörnyezetre gyakorolthatás
Veszélyességi fokozat
A légszennyező anyagok koncentráció-egységei
A légszennyező anyagok koncentrációit leggyakrabbang/m3-ben, mg/m3-ben, ill. térfogat%- ban szokásmegadni.
A térfogat% 100cm3 gázban lévő anyag mennyisége cm3-ben.
A ppm (part per million) valaminek a milliomod részétjelenti, azaz azt fejezi ki, hogy hány mg szennyezőanyagvan 1kg gázban, ill. hány cm3 szennyezőanyag van 1m3gázban.
Légszennyező anyagok
A kén-dioxid (SO2)
Tulajdonságai: színtelen, szúrós szagú mérgező gáz, redukáló hatású
Antropogén források: fosszilis tüzelőanyagok elégetése, gépjárművek,erőművek. Földgáz kéntartalma kb 0 , ipari kénsav-gyártás,színesfém előállítása
Az SO2 környezeti hatásai:
Egészségügyi hatás : köhögés, görcs, tudatzavar, halál
Növényzetre: klorofilt kivonja elszinteleníti
Savas esők : a tiszta eső pH 7 , a légkör CO2 miatt 5.6 os a pH ezért az5.6 alatti pH-jú eső a savas eső
A savas eső környezeti hatásai:
növényzet- pusztulás
felszíni vizek, talaj savanyosodása
halállomány- pusztulás
épületek, szobrok, fémek korróziója
A szmog (füstköd) a légszennyező anyagoknak a határértékeket nagyterületen, huzamos időn át, jelentős mértékben meghaladófelhalmozódása
London típusú szmog (redukáló szmog) –magas légnyomás, magaspáratartalom, - mínusz 3 és plusz 5 0C közötti hőmérséklet,szélcsend, ipari és városi területen, SO2 ,por,koromszemcsék,kénsavszemcsék
Szabad légáramláskor a hőmérséklet a légtérben felfelé csökken, akeletkező szennyezőanyagok a Föld felszínétől felfelé áramlanak.
Kedvezőtlen meteorológiai körülmények esetén a hőmérséklet a légköregy adott magasságában megfordul, ezt a jelenséget inverziónaknevezzük. A meleg légréteg megakadályozza a szennyezőanyagokszabad áramlását és kialakul a szmog.
Az SO2- kibocsátás csökkentési lehetőségei:
kis S-tartalmú szénfajták égetése
földgáz-tüzelésre történő átállás
füstgáztisztítás
katalizátorok alkalmazása a gépkocsikban
Az NOx
Az NOx a NO2 +NO elegye.
NO2 (nitrogén-dioxid)
Tulajdonságai: Vörösesbarna, szúrós szagú, a levegőnél nehezebbgáz. Erős oxidálószer és heves reakcióba lép éghető és redukálóanyagokkal. Reagál vízzel, salétromsavat és nitrogén-oxidotképezve. Megtámadja az acélt nedvesség jelenlétében.
Hatása az emberi szervezetre: A gáz és a gőz egyaránt izgatja aszemet, a bőrt és a légzőszervet. Belégzése tüdővizenyőt okozhat,nagymértékű belélegzése halálhoz is vezethet. A tünetek késleltetvejelentkezhetnek. Genetikus károsodást is okozhat.
NO (nitrogén-monoxid)
Tulajdonságai: Színtelen, szagtalan, gáz, erős oxidálószer. Levegővelérintkezve nitrogén-dioxid keletkezik belőle.
Az NOx keletkezése:
Természetes eredetű: villámlás
Antropogén eredete:
salétromsav-gyártás
fosszilis tüzelőanyagok égetése
gépjárművek kipufogó gázai
Hatása az emberi szervezetre:
A nitrogén-monoxid izgatja a szemet és a légzőszervet. Belégzésetüdővizenyőt okozhat, hatással lehet a vérre, okozhatmethaemoglobin képződést. Nagy koncentrációban halált okoz. Atünetek késleltetve jelentkezhetnek.
Hatása a környezetre:
Savas eső
A sztratoszférában az ózonpusztulás katalizátora
Szmog (Los Angeles-típusú) forgalmas nagyvárosokra jellemző,
Okozója : Ózon,kipufogó gázokból keletkező NO2, NO, +szénhidrogének. Nappali UV-sugárzás hatására előbb ózon majd afenti keverékből reaktív szerves gyökök, végül peroxi-alkil-nitrátok.
Fotokémiai szmog erősen izgatja a nyálkahártyát, kötőhártya gyulladástokoz. 25-35 0C hőmérsékleten alacsony páratartalomnál 2m/s alattiszélsebességnél jöhet létre. M.o. 1985 először
![U153P5029T2D549882F31DT20130117092432[1].jpg](data/images/img13.jpg)
A szén-monoxid (CO)
Tulajdonságai: színtelen, szagtalan gáz, mérgező gáz
Keletkezése: tüzelőanyagok tökéletlen égése során (háztartások,ipar, közlekedés)
Hatása az emberi szervezetre: erősebben kötődik a vérhemoglobinjához, mint az oxigén, így kiszorítja az oxigént avérünkből.
Azonnali hatása: fejfájás, szédülés, émelygés, a látás- éshallásképesség csökkenése.
Tartós hatása: a szívizmot ellátó koszorúerek keringését csökkenti,elősegíti a koszorúér-elmeszesedést, szűkíti a koszorúereket, növelia szívinfarktus kockázatát. Akadályozza a vér oxigénszállítóképességét. Mérgezést, halált okozhat.
A szén-dioxid
Tulajdonságai: színtelen, szagtalan, kis reakcióképességű, kissésavanyú ízű gáz
Keletkezése: tökéletes égéskor
Hatása az emberi szervezetre:
Önmagában nem mérgező, de sűrűsége miatt kiszoríthatja a levegőtmélyebben fekvő részeken,és fulladásos halált okozhat.
Környezeti hatása:
üvegházhatás kialakulásában van szerepe
A szén-dioxid és a vízpára a Napból jövő rövidhullámú sugárzást(fény, UV) átengedi, a talajról érkező hosszúhullámúakat (hő) viszontelnyeli, ezáltal a légkör visszatartja a hőt, s felmelegszik.
Gáz halmazállapotú nyomanyagok
Illékony szerves vegyületek (VOC)
Policiklikus aromás szénhidrogének (PAH)
Dioxinok (PCDD)
Freonok
Halonok
Egyéb szórványosan előforduló anropogén légszennyező gázok :
kénhidrogének(H2S), etilén (C2H4), szénhidrogének (CnHm),Hidrogénfluorid(HF) , Ózon (O3)
A freonok
A freonok a halogénezett szénhidrogének vegyületcsoportjának aDu Pont cég által védett elnevezése. A szénhidrogének H-atomjaitfőként klór, fluor és bróm helyettesíti. (pl. a CF2Cl2, CFCl3).
Tulajdonságaik:
kémiai és hőhatásnak ellenállnak
nem égnek , kevéssé mérgezőek
Alkalmazásuk:
aeroszolok hajtógázaként, gyógyszervegyészeti technológiákban
műanyagok habosítására, hűtőgépek hűtőfolyadékaként
a vegytisztításban , elektronikus alkatrészek tisztítására
Környezeti hatásuk
A freonok a károsítják a sztratoszférában lévő ózonréteget
Halon Gáz
A por
A por apró, tetszőleges alakú, struktúrájú és sűrűségű alapvetőenszilárd részekből álló anyag
A porszemcse az a részecske, amely 1bar nyomású, 20 oC-oshőmérsékletű, nyugalomban lévő levegőben rövid gyorsulási szakaszután közel állandó, 3m/s-nál kisebb sebességgel süllyed éslegnagyobb vetületi mérete 2000m-nél kisebb
Eredet szerint a por lehet:
természetes : kozmikus, földi (talaj erózió, vulkánkitörés)
mesterséges eredetű : ipari eredetű (cement gyártás..), közlekedés
A porok csoportosítása szemcseméretük szerint:
Ülepedő por (10 m felett)
Szálló por (10 m alatt)
A porok hatása az emberi szervezetre
Az emberi szervezetre A 0,2-5m szemnagyságú szilárd részecskéka legveszélyesebbek, mert nem tudnak eltávozni a tüdőléghólyagocskáiból, és hurutos állapotot idéznek elő. Az ennélnagyobb részecskék nem jutnak a tüdőhólyagokba, a kisebbek pediga kilégzéskor eltávoznak a tüdőből.
A belélegzett poros levegő tüdőelváltozásokat okoz.
Az egyik legsúlyosabb megbetegedés a szilikózis, amelyet a SiO2módosulatai okoznak. Az alumínium porok aluminózist, az azbesztporok azbesztózist okoznak.
Egyes porok allergén hatásúak lehetnek
A porrészecskék elnyelik az ibolyántúli sugárzás egy részét,megváltoztatják a klímaviszonyokat,(frontátvonulás) amely közérzetiingadozásokat okoz az emberekben.
A porok tartalmazhatnak kormot, szerves anyagokat, nehézfémeket,azbesztet.
A por hatása a növény- és állatvilágra
A kisméretű (3-6m) részecskék felületére lecsapódó víz oldja alégkör savas komponenseit, ez a por eltömi a levelek pórusait, amelya fák pusztulását, az erdők károsodását okozza.
A toxikus porok a talajra lerakódva bekerülnek a táplálékláncba,gátolják a növények és állatok egészséges fejlődését.
Korróziós károk, veszteségek
A por korróziós hatást fejthet ki, vagy rárakódva a berendezésekrezárlatot is okozhat, egyes anyagok porai értékesek lehetnek, ezértazokat visszaforgatják(cementgyártás)
Levegőtisztaság-védelmi határértékek
A levegőtisztaság-védelmi határértékek fajtái:
Immissziós határértékek (A légszennyezettség határértékei)
Emissziós határértékek (Helyhez kötött pontforrásokra vonatkozik)
A légszennyezettség határértékei
A légszennyezettség határértéke lehet:
egészségügyi határérték: a légszennyezettségnek a tudománymindenkori szintje alapján megállapított azon mértéke, amely tartósegészségkárosodást nem okoz
ökológiai határérték: a légszennyezettség azon szintje, amelytúllépése esetén az ökológiai rendszer károsodhat
Az egészségügyi határértékek megállapításakor a légszennyezőanyagokat három csoportba soroljuk:
A./ kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok
B./ ülepedő anyagok: toxikus és nem toxikus porok
C./ rákkeltő anyagok: As és vegyületei, azbeszt, dioxin, higany ésvegyületei, kadmium és vegyületei, króm és króm VI vegyületek, stb.
-
50
40
Szálló por PM10*
200
100
50
Szálló por TSPM
10000
5000
3000
Szén-monoxid
-
110
-
Ózon
100
85
40
Nitrogén-oxid
250
125
50
Kén-dioxid
órás
24 órás
éves
Határértékek ((µg/m3)
Kiemelt jelentőségű légszennyezőanyagok
Kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok határértékei
50 x 103g/m2 /30nap
Vízoldható fluoridok
150 g/m2 /30 nap
Kadmium
10 x 103g/m2 /30nap
Ólom
120 t/km2/ év
16 g/m2 /30 nap
Ülepedő por, toxikus anyagot nem
tartalmaz
Éves
30 napos
Határértékek
Légszennyező anyag
Az ülepedő por és néhány összetevője
A légszennyezettség ökológiai határértékei
Az ökológiai határértékek a légszennyező anyag koncentrációjára, ill.a megengedett ülepedésekre vonatkoznak.
Az ökológiailag sérülékeny területeket két érzékenységi kategóriábasoroljuk: E és T kategória.
E kategória: összefüggően legalább 500ha nagyságú erdők, kivévetelepülésvédelmi erdők, ill. a történelmi borvidékek szőlőterületei
T kategória: legalább 100ha nagyságú természetvédelem alá vontterületek, mező-, kert- és erdőgazdasági kutató és kísérleti területek,arborétumok, botanikus kertek, parkok, génbankok területei, üzemelőfelszín alatti ivóvízbázisok hidrogeológiai "B" védőterülete
Emissziós határértékek
A helyhez kötött légszennyező pontforrás kibocsátási határértékelehet:
technológiai kibocsátási határérték
egyedi kibocsátási határérték
össztömegű kibocsátási határérték
A technológiai kibocsátási határérték fajtái:
általános technológiai kibocsátásihatárérték
eljárás specifikus technológiai kibocsátási határérték
5,0
0,025 vagy ennélnagyobb
C osztály (Cr, Cu, Mn, Pb, Pd, Pt,Rh, Sn és vegyületei, stb.)
1,0
0,005 vagy ennélnagyobb
B osztály
(As, Co, Ni, V, Se, Te ésvegyületei összesen)
0,2
0,001 vagy ennélnagyobb
A osztály
(Cd, Hg, Tl és vegyületeiösszesen)
150
50
0,5-ig
0,5-nél nagyobb
O osztály
(Szilárd anyag)
Kibocsátási
határérték
[mg/m3 ]
Légszennyező anyagtömegárama
[kg/h]
Légszennyező anyag
Szilárd anyag és por alakú szervetlen anyagok általános
technológiai kibocsátási határértékei
Az általános technológiai kibocsátási határérték függ:
a légszennyező anyag tömegáramától (kg/h)
minőségi jellemzőtől
A minőségi jellemző öt osztályba sorolja a légszennyező anyagokat(0, A, B, C, D osztály).
Az általános technológiai kibocsátási határértékek anyag szerinticsoportjai:
Szilárd anyag és por alakú szervetlen anyagok
Gőz- vagy gáznemű szervetlen anyagok
Szerves anyagok
Rákkeltő anyagoki
Eljárás specifikus technológiai kibocsátási határértékek
olyan technológiákra, amelyek fejlettségi szintje bizonyosszennyezőanyagok tekintetében szigorúbb, vagy enyhébbkövetelmények betartását teszi lehetővé. csak az adott eljárásmeghatározott anyagaira vonatkoznak, a technológiákból kikerülőegyéb, szennyező anyagokra az általános technológiai kibocsátásihatárértékeket kell alkalmazni.
Részletesen szabályozott technológiák
Az olyan technológiai folyamatokat, amelyeknek jelentős hatása vana környezetre, és speciális jellemzőik indokolják, részleteselőírásokkal szabályozzák.
Ilyen részletes előírások vonatkoznak, pl.: a tüzelési eljárásokra, ahulladékok égetésére, a gázmotorokra, a motorbenzinek tárolásáraés szállítására, az illékony szerves vegyületek (VOC) felhasználására
Egyedi kibocsátási határértéket
a környezetvédelmi hatóság állapíthat meg engedélyezés,hatásvizsgálat, ill. felülvizsgálat során.
Az egyedi határérték mindig szigorúbb érték, mint a technológiai.
Az össztömegű kibocsátási határértékek
egy meghatározott területre vagy termelési ágra, szennyezőforrás-csoportra megállapított kibocsátásra vonatkoznak, értéküket különjogszabály rögzíti.
Pl. az 50 MWth vagy annál nagyobb bemenő hőteljesítményűtüzelőberendezésekre kerültek megállapításra.