ATMOSZFÉRA - kis koncentráció, koncentráció és sűrűség  csökken

Az előadások a következő témára: "ATMOSZFÉRA - kis koncentráció, koncentráció és sűrűség  csökken"— Előadás másolata:

1 ATMOSZFÉRA - kis koncentráció, koncentráció és sűrűség  csökken
- Nap energiája  fotokémiai reakciók - oxigén jelenléte  oxidáció - troposzféra (felhőöv), km (pólusoknál 8 km, Egyenlítőnél 18 km) a hőmérséklet 100 m-ként 1 ºC-kal (0.65 ºC ) csökken a hőmérséklet, a hőenergiát a Földtől kapja - sztratoszféra, T nő, kb. 50 km, a Nap UV sugárzását az ózon részben elnyeli 220 284 180 A 80 M H - mezoszféra, T csökken 50 SZT 80 % 11-12 T Kº

2 KONCENTRÁCIÓ - szilárd, cseppfolyós és gáz halmazállapotú szennyezők
- térfogat/térfogat, tömeg/tömeg, tömeg/térfogat  µg/m3, ez függ a T és p-től - állandó - átszámítás V [cm3/mmol] ideális gáz moláris térfogat (1 atm  kPa  22.4 l, 20 °C) M [mg/mmol] moláris tömeg

3 ÖSSZETÉTEL Koncentráció Tartózkodási idő Hatás Elnyelés (1) Állandó
N  78 % év üvegház UV O  % év UV, V A % Nemes gázok ppm (2) Változó CO ppm év üvegház UV, IR üvegház IR CH ppm év H ppm év UV N2O ppm év O3 (tr./sztr.) ppb/1 ppm év UV,V,IR

4 Koncentráció Tartózkodási idő Hatás Elnyelés
(3) Nagyon változó CO ppm év mérgező UV,V,IR NO ppb nap savasodás SO ppb nap savasodás vízgőz ( )102 ppm nap UV,V,IR Freon (halogénezett szénhidrogén pl. CF2Cl2) év ózonlyuk

5 KIS TÖRTÉNELEM II. Edward (13 sz. vége): széntüzelés korlátozása a Parlament munkája miatt III. Richard (14-15 sz.): füstadó 17 sz. London: ipar kitelepítése, zöld övezet (javaslat) tv. az angol parlamentben a füstszennyezés korlátozására 1859 Monarchia: ipartv-ben korlátozzák a ipari szennyezést 1948 Donora ( lakos), acélmű (Pennsylvania)  súlyos szennyezés 1872 első feljegyzés savas esőről (angol kémikus) 1952 London szmog 1962 Los Angeles: fotokémiai szmog

6 Szennyező anyagok szén-monoxid (CO) szén-dioxid (CO2) kén-dioxid (SO2)
nitrogén-oxidok (NOx) ózon (O3) nehézfémek (Cd, Pb, As, Zn) szilárd részecskék pollen rostok illékony szerves vegyületek (VOC)

7 Források Ipar  pontforrás  felületi forrás SO2 : tüzelőanyag, érc
CO : tökéletlen égés (közlekedés, cigaretta) NO2 : magas hőfokú égés (közlekedés, erőmű, gáztűzhely) szilárd részecskék: minden égés során

8 Mezőgazdaság: Erdőírtás: Hulladéklerakók: CO, CxHy: biomassza égetés
CH4 : rizstermelés, kérődző állatok NH3 : állatok vizelete Erdőírtás: CO2 : tároló kapacitás csökkenése Hulladéklerakók: CH4, CO2 : fő összetevők (0-80%)

9 Gázkibocsátás [Tg/év]
Antropogén Természetes Antropogén % CO2-C 7 000 7 CO-C 505 75 87 CH4-C 270 120 69 SO2-S 70 35 67 NO-N 20 10 N2O-N 1 9 NH3-N 50 VOC 750 Freonok 100 Gázkibocsátás [Tg/év]

10 (befolyásoló tényezők, figyelembe veendő dolgok)
LÉGSZENNYEZÉS (befolyásoló tényezők, figyelembe veendő dolgok) Hőmérséklet napszakos változása Inverzió Csóva (konvekció és diffúzió) Lamináris és turbulens áramlás Anyagmérleg (emisszió, reakció stb.)

11 ÁLLAPOTVÁLTOZÁS ÉS INVERZIÓ

12 Szuperadiabatikus eset
Labilis Szubadiabatikus eset Stabil

13 INVERZIÓ (napos idő, tiszta ég)

14 A CSÓVA ALAKJA SZUPERADIABATIKUS ADIABATIKUS INVERZIÓ 1. INVERZIÓ 2.

15 Inverzió

16 Példa: 100 m kémény, 20 °C

17 Porbúra kialakulása

18 Szélsebesség mérés

19

20 Légszennyezési problémák
szmog SZMOG üvegházhatás ózon savasodás

21 - SO2 (bronchitis) füst, szmog
1952 London – téli szmog - SO2 (bronchitis) füst, szmog - maximum 2 mg/m3  0.75 ppm - szinergikus hatások - inverzió halott WHO határérték: 0.18 ppm 500 µg/m3 10’ 1 óra 0.125 ppm 350 µg/m3 Hosszútáv 50 µg/m3 0.018 ppm

22 1962 Los Angeles: nyári v. fotokémiai szmog
- gépjárműforgalom, napfény, magas nedvességtartalom - nitrogénoxidok, szénhidrogének - napfény katalizáló hatása  új vegyületek pl. ózon (mérgező, fojtó, köd, szem, orr, nyálkahártya) - elsődleges és másodlagos szennyezés - napszakosság

23 légállapot a los angelesi szmog során

24 Légszennyezési problémák
szmog ÜVEGHÁZHATÁS ózon savasodás

25 ELEKTROMÁGNESES SPEKTRUM
távoli infra (IR2) ultraibolya (UV) látható (V) közeli infra (IR1) rövidhullám hosszúhullám 0.2 0.38 0.76 4.0 100 µm NAP FÖLD mikrohullám röntgen

26 Üvegház gázok - CO2: 270 ppm  ppm (ipari forradalom óta) - CH4 : rizstermesztés, állattartás (anaerob) - N2O : tüzelés, műtrágya (denitrifikáció) Hosszuhullámú sugárzás elnyelése

27 A széndioxid koncentrációjának változása az atmoszférában

28 Az átlaghőmérséklet alakulása

29 Légszennyezési problémák
szmog üvegházhatás ÓZON savasodás

30 - 10 %, 1 %/év (nő) - csökkenő trend - ózonlyuk - anyagok TROPOSZFÉRA
SZTRATOSZFÉRA - csökkenő trend - ózonlyuk CHAPMAN MODELL (1930) O + O2  O UV sugárzás (energia) O + O3  2 O katalizátor - NO, Cl, H - anyagok NO + O3  NO2 + O2 NO2 + O  NO + O2 CCl2F2 + UV  CClF2 + Cl2 Cl2 + O3  ClO + O2 ClO + O  Cl + O2

31 Ózon

32 Az ózonréteg vékonyodásának következményei:
bőrrák immunrendszer gyenglés napozás közben gyakoribb leégés gyorsabban öregszik a bőr növények károsodása műanyagok gyorsabban mennek tönkre

33 Légszennyezési problémák
szmog üvegházhatás ózon SAVASODÁS

34 E SO2 MODELL NEDVES ÜLEPEDÉS SZÁRAZ ÜLEPEDÉS talaj EMISSZIÓK - NOx
50-60 % közlekedés - SO2, partikulált anyag 50-60 % erőművek - CO2 erőművek - CH4 autó, égetés, állattartó telepek

35 Tavakra gyakorolt hatás:
eső pH: 5.5 savas eső: 2-3 pH 5 körül halikrák nagy része elpusztul pH 5 alatt: a legtöbb élőlény végzetes védelem: pufferkapacitás - hidrogénkarbonát HCO3- + OH- = CO32- + H2O HCO3- + H3O+ = H2CO3 + H2O

36 - 1930 - 1965 - 1992 - okok : SO2 emisszió (Magyarország) 0.3 Mt/év
recesszió széntüzelés csökkenése hatékonyság

37 KÉN KIÜLEPEDÉS EURÓPÁBAN (gS/m2 év, 1985, EMEP mérési hálózat)

38 CSAPADÉK pH ÉRTÉKEK AZ USA-ban (1980-1984)
ÉS ÉRZÉKENY TERÜLETEK

39 KÉMÉNYMÉRETEZÉS : GAUSS ELOSZTÁS ÉS MÓDSZER

40  értéke: - diagramm segítségével
: x-től függő szórás  értéke: - diagramm segítségével - számítással Kéményméretezés: Q, u ismert feladat: x, y, z pontban adott határérték kémény milyen H magas legyen?

41 Szennyezőanyagok hatásai
SO2: SZEM, NYÁLKAHÁRTYA, LÉGUTAK, TÜDŐÖDÉMA CO: MÉRGEZŐ, FEJFÁJÁS, HÁNYÁS (OXIHEMOGLOBIN  KARBOXIHEMOGLOBIN) NO: IDEGRENDSZER + METAMOGLOBÉNIA NO2 : TÜDŐ, SZEM, LÉGUTAK (A TÜDŐBEN KELETKEZIK SAV) NH4 : NYÁLKAHÁRTYA, SZEMFÁJÁS Cl: LÉGZŐSZERV, SZEM, KÖHÖGÉS FLUORIDOK: SZEM, BŐR, ORR, GARAT, … SZILÁRD SZENNYEZŐK: SZILIKÓZIS

42 PAH (diesel) …. BENZOPIRENE - FEJFÁJÁS, KÖHÖGÉS, SZEM
ÓLOM: 80 % BENZIN - IDEGRENDSZER, VÉRNYOMÁS KOMBINÁLT HATÁSOK TÜDŐRÁK, ASZTMA: VÁROSOK EGYÉB HATÁSOK GYÓGYSZERFOGYASZTÁS, ÁPOLÁS, TERMELÉS ÉS MUNKABÉRKIESÉS ÁLLATOK KICSI KÖZVETLEN HATÁS

43 ÉPÜLETEK ÉS ARCHEOLÓGIAI ÉRTÉKEK
NÖVÉNY SZILÁRD ASSZIMILÁCIÓS FELÜLET CSÖKKEN - TAKARMÁNY LÉGCSERENYÍLÁS GÁZOK LÉGZŐNYÍLÁS  SEJTEK FELÜLETE + VÍZ  pl. KÉNSAV  RONCSOLÁS + FOTOSZINTÉZIS GÁTLÁSA  SZÍNVÁLTOZÁS SAVASODÁS Al, MIKROORGANIZMUSOK - ERDŐK VIZEK EMBER INDIKÁTOROK (ZUZMÓ) ÉPÜLETEK ÉS ARCHEOLÓGIAI ÉRTÉKEK

44 SZÉN-MONOXID BELÉGZÉS HATÁSA A KONCENTRÁCIÓ
ÉS A KITETTSÉGI IDŐ FÜGGVÉNYÉBEN