Transcript Környezetvédelem 201403 - Mechatronikai és Autótechnikai

Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Környezetvédelem
2014
III. Előadás
Levegőtisztaság védelem 2.0
Pintér Péter Mihály
Email : [email protected]
Szoba : A28
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Légszennyező Anyagok
Légszennyező anyagok terjedése
Az emisszió (levegőterhelés): valamely anyag vagy energia levegőbe
juttatása.
A transzmisszió folyamata során a légszennyező anyagok a légtérben
terjednek, felhígulnak.
Az immisszió (légszennyezettség): a levegőben a levegőterhelés
hatására kialakult légszennyező anyag koncentrációja, ill., ülepedő
anyagok esetén a légszennyező anyag adott időtartam alatt
felületekre történt kiülepedése
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Az emisszió
A légszennyező anyagot kibocsátó források típusai:




helyhez kötött légszennyező pontforrás
jellemzői: kibocsátott anyag minősége, koncentrációja (mg/m3), a
tömegárama
kémények , kürtők, kivéve háztartási berendezések forrásai, 140kW alatti
kizárólag 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 jellemzői
határozzák meg az egységnyi szakaszból származó légszennyezőanyag
kibocsátást
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Az immisszió


Az immisszió (légszennyezettség) a keveredés során a környezeti
levegőbe került gázok és porok (aeroszolok) koncentrációja, ill. a
kiülepedés mértéke.
Gázok és szálló por esetén g/m3-ben, ülepedő anyagok esetén
g/m2/30nap, ill. t/km2/év egységben szokás megadni.
A légszennyezettség időbeli és szezonális alakulását az ÁNTSZ
felügyelte Országos Immissziómérő Hálózat keretében működő
mérőállomásokon mérik.
levegőminőségi mérésekre kétféle mérőállomás típust alkalmaznak
Off line félautomata mintavevők, 24 órás vagy 30 napos átlagokat
reprezentálnak
On line : mintavevő buszok, telepített berendezések 30 perces átlagok
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A levegő öntisztulása
Az öntisztulás a természeti környezet elemeinek azon
képessége, hogy a szennyeződések bizonyos hányadát
külső beavatkozás nélkül képes elhárítani
A levegő öntisztulásának főbb folyamatai: szedimentáció
(ülepedés), adszorpció (felületi megkötődés),
abszorpció (elnyelődés), kimosódás, kondenzáció, a
kozmikus- és UV sugarak valamint a hőmérséklet által
kiváltott kémiai reakciók .
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A környezeti levegőt szennyező anyagok
A környezeti levegő a légkör egésze, a munkahelyek és a
zárt terek levegőjének kivételével.
A légszennyező anyag a levegő természetes minőségét
hátrányosan befolyásoló olyan anyag, amely káros vagy
káros lehet az emberi egészségre, a környezetre, illetve
károsítja vagy károsíthatja az anyagi javakat
Légszennyező anyagok levegőbe kerülhetnek:
- Természetes forrásból
- Emberi tevékenységből származó közvetlen vagy
közvetett eredmény ként
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Légszennyező anyagok csoportosítása
i
Gáz halmazállapotú légszennyező
anyagok
Szervetlen
SO2,NOx,CO,
CO2,Cl2,H2S,
HCl, HF,NH3,
stb.
Aeroszolok
szerves
szilárd
folyadék
PAH- vegyületek,
freonok, dioxin,
oldószerek,
metán, stb.
azbeszt
,
cement,
kvarc,
fémek,
stb.
fémgőzök,
oldószerek
, stb.
Aeroplankton
vírusok, baktériumok,
gombák, algák,
spórák, pollenek,
kis testű rovarok,
stb.
Aeroszolok : diszperz rendszerek, gázban szilárd vagy folyékony
részecskék por, köd.
Az aeroplanktonok a levegőben lebegő mikroszkopikus méretű,
esetlegesen laza életközösségnek tekinthető szervezetek.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A légszennyező anyagok veszélyességi fokozatai
Veszélyességi fokozat Az egészségre és a
környezetre gyakorolt
hatás
I.
Példa
Különösen veszélyes Pb, O3, Cd, klór,
azbeszt, As, benzpirén,
Hg, Cr, Ni, stb.
II.
Fokozottan
veszélyes
NO2, NOx, CO, H2S,
stb.
III.
Veszélyes
szálló por, SO2,
petróleum, piridin, stb.
IV.
Mérsékelten
veszélyes
nem toxikus ülepedő
por, izopropil- benzol,
stb.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A légszennyező anyagok koncentrációegységei



A légszennyező anyagok koncentrációit leggyakrabban
g/m3-ben, mg/m3-ben, ill. térfogat%- ban szokás
megadni.
A térfogat% 100cm3 gázban lévő anyag mennyisége cm3ben.
A ppm (part per million) valaminek a milliomod részét
jelenti, azaz azt fejezi ki, hogy hány mg szennyezőanyag
van 1kg gázban, ill. hány cm3 szennyezőanyag van 1m3
gázban.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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 az
5.6 alatti pH-jú eső a savas eső
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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 nagy
területen, huzamos időn át, jelentős mértékben meghaladó
felhalmozódása
London típusú szmog (redukáló szmog) –magas légnyomás, magas
páratartalom, - mínusz 3 és plusz 5 0C közötti hőmérséklet,
szélcsend, ipari és városi területen, SO2 ,por,koromszemcsék,
kénsavszemcsék
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Szabad légáramláskor a hőmérséklet a légtérben felfelé csökken, a
keletkező szennyezőanyagok a Föld felszínétől felfelé áramlanak.
Kedvezőtlen meteorológiai körülmények esetén a hőmérséklet a légkör
egy adott magasságában megfordul, ezt a jelenséget inverziónak
nevezzük. A meleg légréteg megakadályozza a szennyezőanyagok
szabad áramlását és kialakul a szmog.
Az SO2- kibocsátás csökkentési lehetőségei:
 kis S-tartalmú szénfajták égetése
 földgáz-tüzelésre történő átállás
 füstgáztisztítás
 katalizátorok alkalmazása a gépkocsikban
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Az NOx
Az NOx a NO2 +NO elegye.
NO2 (nitrogén-dioxid)

Tulajdonságai: Vörösesbarna, szúrós szagú, a levegőnél nehezebb
gáz. Erős oxidálószer és heves reakcióba lép éghető és redukáló
anyagokkal. Reagál vízzel, salétromsavat és nitrogén-oxidot
képezve. Megtámadja az acélt nedvesség jelenlétében.

Hatása az emberi szervezetre: A gáz és a gőz egyaránt izgatja a
szemet, a bőrt és a légzőszervet. Belégzése tüdővizenyőt okozhat,
nagymértékű belélegzése halálhoz is vezethet. A tünetek késleltetve
jelentkezhetnek. Genetikus károsodást is okozhat.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
NO (nitrogén-monoxid)
Tulajdonságai: Színtelen, szagtalan, gáz, erős oxidálószer. Levegővel
érintkezve 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. Belégzése
tüdővizenyőt okozhat, hatással lehet a vérre, okozhat
methaemoglobin képződést. Nagy koncentrációban halált okoz. A
tünetek késleltetve jelentkezhetnek.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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 a
fenti keverékből reaktív szerves gyökök, végül peroxi-alkil-nitrátok.
Fotokémiai szmog erősen izgatja a nyálkahártyát, kötőhártya gyulladást
okoz. 25-35 0C hőmérsékleten alacsony páratartalomnál 2m/s alatti
szélsebességnél jöhet létre. M.o. 1985 először
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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 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 koszorúér-elmeszesedést, szűkíti a koszorúereket, növeli
a szívinfarktus kockázatát. Akadályozza a vér oxigénszállító
képességét. Mérgezést, halált okozhat.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A szén-dioxid







Tulajdonságai: színtelen, szagtalan, kis reakcióképességű, kissé
savanyú ízű gáz
Keletkezése: tökéletes égéskor
Hatása az emberi szervezetre:
Önmagában nem mérgező, de sűrűsége miatt kiszoríthatja a levegőt
mélyebben 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) viszont
elnyeli, ezáltal a légkör visszatartja a hőt, s felmelegszik.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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)
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A freonok
A freonok a halogénezett szénhidrogének vegyületcsoportjának a
Du Pont cég által védett elnevezése. A szénhidrogének H-atomjait
főként 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
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A por
A por apró, tetszőleges alakú, struktúrájú és sűrűségű alapvetően
szilárd részekből álló anyag
A porszemcse az a részecske, amely 1bar nyomású, 20 oC-os
hőmérsékletű, nyugalomban lévő levegőben rövid gyorsulási szakasz
után közel állandó, 3m/s-nál kisebb sebességgel süllyed és
legnagyobb vetületi mérete 2000m-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)
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A porok hatása az emberi szervezetre
 Az emberi szervezetre A 0,2-5m szemnagyságú szilárd részecskék
a legveszélyesebbek, mert nem tudnak eltávozni a tüdő
léghólyagocskáiból, és hurutos állapotot idéznek elő. Az ennél
nagyobb részecskék nem jutnak a tüdőhólyagokba, a kisebbek pedig
a kilégzéskor eltávoznak a tüdőből.
 A belélegzett poros levegő tüdőelváltozásokat okoz.
 Az egyik legsúlyosabb megbetegedés a szilikózis, amelyet a SiO2
módosulatai okoznak. Az alumínium porok aluminózist, az azbeszt
porok azbesztózist okoznak.

Egyes porok allergén hatásúak lehetnek
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A porrészecskék elnyelik az ibolyántúli sugárzás egy részét,
megváltoztatják a klímaviszonyokat,(frontátvonulás) amely közérzeti
ingadozásokat okoz az emberekben.
A porok tartalmazhatnak kormot, szerves anyagokat, nehézfémeket,
azbesztet.
A por hatása a növény- és állatvilágra
 A kisméretű (3-6m) részecskék felületére lecsapódó víz oldja a
légkör savas komponenseit, ez a por eltömi a levelek pórusait, amely
a 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 berendezésekre
zárlatot is okozhat, egyes anyagok porai értékesek lehetnek, ezért
azokat visszaforgatják(cementgyártás)
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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 tudomány
mindenkori szintje alapján megállapított azon mértéke, amely tartós
egészségkárosodást nem okoz
 ökológiai határérték: a légszennyezettség azon szintje, amely
túllépése esetén az ökológiai rendszer károsodhat
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Az egészségügyi határértékek megállapításakor a légszennyező
anyagokat 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 és
vegyületei, kadmium és vegyületei, króm és króm VI vegyületek, stb.
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Kiemelt jelentőségű légszennyező
anyagok
Határértékek ((µg/m3)
éves
24 órás órás
Kén-dioxid
50
125
250
Nitrogén-oxid
40
85
100
Ózon
-
110
-
Szén-monoxid
3000
5000
10000
Szálló por TSPM
50
100
200
Szálló por PM10*
40
50
-
Kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok határértékei
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Légszennyező anyag
Ülepedő por, toxikus anyagot nem
Határértékek
30 napos
Éves
16 g/m2 /30 nap
120 t/km2/ év
tartalmaz
Ólom
10 x 103g/m2 /30
nap
Kadmium
150 g/m2 /30 nap
Vízoldható fluoridok
50 x 103g/m2 /30
nap
Az ülepedő por és néhány összetevője
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
A légszennyezettség ökológiai határértékei
Az ökológiai határértékek a légszennyező anyag koncentrációjára, ill.
a megengedett ülepedésekre vonatkoznak.
Az ökológiailag sérülékeny területeket két érzékenységi kategóriába
soroljuk: E és T kategória.


E kategória: összefüggően legalább 500ha nagyságú erdők, kivéve
településvédelmi erdők, ill. a történelmi borvidékek szőlőterületei

T kategória: legalább 100ha nagyságú természetvédelem alá vont
területek, mező-, kert- és erdőgazdasági kutató és kísérleti területek,
arborétumok, botanikus kertek, parkok, génbankok területei, üzemelő
felszín alatti ivóvízbázisok hidrogeológiai "B" védőterülete
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Emissziós határértékek
A helyhez kötött légszennyező pontforrás kibocsátási határértéke
lehet:
 technológiai kibocsátási határérték
 egyedi kibocsátási határérték
 össztömegű kibocsátási határérték
A technológiai kibocsátási határérték fajtái:
 általános technológiai kibocsátási
határérték
 eljárás specifikus technológiai kibocsátási határérték
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Légszennyező anyag
O osztály
Légszennyező anyag
tömegárama
[kg/h]
Kibocsátási
határérték
[mg/m3 ]
0,5-ig
0,5-nél nagyobb
150
50
A osztály
(Cd, Hg, Tl és vegyületei
összesen)
0,001 vagy ennél
nagyobb
0,2
B osztály
(As, Co, Ni, V, Se, Te és
vegyületei összesen)
0,005 vagy ennél
nagyobb
1,0
C osztály (Cr, Cu, Mn, Pb, Pd, Pt,
Rh, Sn és vegyületei, stb.)
0,025 vagy ennél
nagyobb
5,0
(Szilárd anyag)
Szilárd anyag és por alakú szervetlen anyagok általános
technológiai kibocsátási határértékei
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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 szerinti
csoportjai:
 Szilárd anyag és por alakú szervetlen anyagok
 Gőz- vagy gáznemű szervetlen anyagok
 Szerves anyagok
 Rákkeltő anyagoki
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
Eljárás specifikus technológiai kibocsátási határértékek
 olyan technológiákra, amelyek fejlettségi szintje bizonyos
szennyezőanyagok tekintetében szigorúbb, vagy enyhébb
követelmények betartását teszi lehetővé. csak az adott eljárás
meghatározott anyagaira vonatkoznak, a technológiákból kikerülő
egyéb, szennyező anyagokra az általános technológiai kibocsátási
határértékeket kell alkalmazni.
Részletesen szabályozott technológiák
 Az olyan technológiai folyamatokat, amelyeknek jelentős hatása van
a környezetre, és speciális jellemzőik indokolják, részletes
előírásokkal szabályozzák.
 Ilyen részletes előírások vonatkoznak, pl.: a tüzelési eljárásokra, a
hulladékok égetésére, a gázmotorokra, a motorbenzinek tárolására
és szállítására, az illékony szerves vegyületek (VOC) felhasználására
Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar
Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
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, szennyezőforráscsoportra megállapított kibocsátásra vonatkoznak, értéküket külön
jogszabály rögzíti.
Pl. az 50 MWth vagy annál nagyobb bemenő hőteljesítményű
tüzelőberendezésekre kerültek megállapításra.