III. Előadás Levegőtisztaság védelem 2.0 Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Környezetvédelem 2014 III. Előadás Levegőtisztaság védelem 2.0 Pintér Péter Mihály Email : pinter.peterm@uni-obuda.bgk.hu Szoba : A28

Légszennyező anyagok terjedése 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

Az emisszió A légszennyező anyagot kibocsátó források típusai: 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

Légszennyező pontforrás

Mozgó légszennyező forrás

A transzmisszió Összetett folyamat. 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 .

A környezeti levegőt szennyező anyagok 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

Légszennyező anyagok csoportosítása Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Légszennyező anyagok csoportosítása i 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 légszennyező anyagok Aeroszolok : diszperz rendszerek, gázban szilárd vagy folyékony részecskék por, köd. Az aeroplanktonok a levegőben lebegő mikroszkopikus méretű, esetlegesen laza életközösségnek tekinthető szervezetek.

A légszennyező anyagok veszélyességi fokozatai Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet A légszennyező anyagok veszélyességi fokozatai szálló por, SO2, petróleum, piridin, stb. Veszélyes III. NO2, NOx, CO, H2S, stb. Fokozottan veszélyes II. nem toxikus ülepedő por, izopropil- benzol, stb. Mérsékelten veszélyes IV. Pb, O3, Cd, klór, azbeszt, As, benzpirén, Hg, Cr, Ni, stb. Különösen veszélyes I. Példa Az egészségre és a környezetre gyakorolt hatás Veszélyességi fokozat

A légszennyező anyagok koncentráció- egységei Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet 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.

Légszennyező anyagok A kén-dioxid (SO2) 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

A savas eső környezeti hatásai: 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

Az SO2- kibocsátás csökkentési lehetőségei: 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

Az NOx Az NOx a NO2 +NO elegye. NO2 (nitrogén-dioxid)‏ 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.

NO (nitrogén-monoxid)‏ 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.

A sztratoszférában az ózonpusztulás katalizátora 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.

Gáz halmazállapotú nyomanyagok 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

Halon Gáz

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)‏

A porok hatása az emberi szervezetre 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

A por hatása a növény- és állatvilágra 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)‏

A légszennyezettség határértékei 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

A./ kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok 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.

Kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet - 50 40 Szálló por PM10* 200 100 Szálló por TSPM 10000 5000 3000 Szén-monoxid 110 Ózon 85 Nitrogén-oxid 250 125 Kén-dioxid órás 24 órás éves Határértékek ((µg/m3) Kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok Kiemelt jelentőségű légszennyező anyagok határértékei

Az ülepedő por és néhány összetevője Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet 50 x 103g/m2 /30 nap Vízoldható fluoridok 150 g/m2 /30 nap Kadmium 10 x 103g/m2 /30 nap 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 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

Emissziós határértékek 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

Légszennyező anyag tömegárama Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Mechatronikai és Autótechnikai Intézet 5,0 0,025 vagy ennél nagyobb C osztály (Cr, Cu, Mn, Pb, Pd, Pt, Rh, Sn és vegyületei, stb.) 1,0 0,005 vagy ennél nagyobb B osztály (As, Co, Ni, V, Se, Te és vegyületei összesen) 0,2 0,001 vagy ennél nagyobb A osztály (Cd, Hg, Tl és vegyületei összesen) 150 50 0,5-ig 0,5-nél nagyobb O osztály (Szilárd anyag) Kibocsátási határérték [mg/m3 ] Légszennyező anyag tömegárama [kg/h] Légszennyező anyag Szilárd anyag és por alakú szervetlen anyagok általános technológiai kibocsátási határértékei

Az általános technológiai kibocsátási határérték függ: 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

Eljárás specifikus technológiai kibocsátási határértékek 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

Egyedi kibocsátási határértéket 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, szennyezőforrás- csoportra megállapított kibocsátásra vonatkoznak, értéküket külön jogszabály rögzíti. Pl. az 50 MWth vagy annál nagyobb bemenő hőteljesítményű tüzelőberendezésekre kerültek megállapításra.