Környezetvédelem 2013

III. Előadás Levegőtisztaság védelem 2.0 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet Környezetvédelem2013 Pintér Péter Mihály Email : pinter.peterm@uni-obuda.bgk.hu Szoba : A28

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 KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet

Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet

Légszennyező anyagok csoportosítása Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet Gáz halmazállapotú légszennyező anyagok Aeroszolok Aeroplankton Szervetlen szerves szilárd folyadék SO2,NOx,CO, CO2,Cl2,H2S, HCl, HF,NH3, stb. PAH- vegyületek, freonok, dioxin, oldószerek, metán, stb. azbeszt, cement, kvarc, fémek, stb. fémgőzök, oldószerek, stb. vírusok, baktériumok, gombák, algák, spórák, pollenek, kis testű rovarok, stb. i 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 KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet Veszélyességi fokozat Az egészségre és a környezetre gyakorolt hatás Példa I. 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. A légszennyező anyagok veszélyességi fokozatai

A légszennyező anyagok koncentráció-egységei A légszennyező anyagok koncentrációit leggyakrabban g/m3-ben, mg/m3-ben, ill. térfogat%- ban szokás megadni. A térfogat% 100cm3 gázban lévő anyag mennyisége cm3-ben. 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet

Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai 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 KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet Légszennyező anyag Határértékek 30 napos Éves Ülepedő por, toxikus anyagot nem tartalmaz 16 g/m2 /30 nap 120 t/km2/ év 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

A légszennyezettség ökológiai határértékei Az ökológiai határértékek a légszennyező anyag koncentrációjára, ill. a megengedett ülepedésekre vonatkoznak. Az ökológiailag sérülékeny területeket két érzékenységi kategóriába soroljuk: Eés 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 KarMechatronikai 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 KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet

Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet Légszennyező anyag Légszennyező anyag tömegárama [kg/h] Kibocsátási határérték [mg/m3 ] O osztály (Szilárd anyag) 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 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 szerinti csoportjai: Szilárd anyag és por alakú szervetlen anyagok Gőz- vagy gáznemű szervetlen anyagok Szerves anyagok Rákkeltő anyagoki Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai 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 KarMechatronikai 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, szennyezőforrás- csoportra megállapított kibocsátásra vonatkoznak, értéküket külön jogszabály rögzíti. Pl. az 50 MWth vagy annál nagyobb bemenő hőteljesítményű tüzelőberendezésekre kerültek megállapításra. Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki KarMechatronikai és Autótechnikai Intézet

Környezetvédelem 2013