1

CHARAKTERYSTYKA

ZAGROŻEŃ

ŚRODOWISKA

Charakterystyka zagrożeń

powodowanych przez silniki spalinowe

Skażenie powietrza powodowane przez ruch

drogowy
Związki toksyczne:

•)

tlenki azotu

(NOx –

nitrogen oxides

)

•)

tlenek węgla

(CO –

carbon monoxide

)

•)

węglowodory

(HC –

hydrocarbons

)

•)

cząstki stałe

(PM –

particulate matter

)

•)

tlenki siarki

(SOx –

sulphur oxides

)

•)

inne związki

(np. aldehydy, ołów)

•)

hałas

2

Oddziaływanie źródeł emisji na środowisko

Związki biologiczne

Węglowodory

NO

x

Chemiczne związki gazowe

NO

2

+ h

ν (+O

2

)

→ O

3

O

3

+ NO

→ NO

2

+ O

2

HO + NO

2

→ HNO

3

Ruch mas powietrza

Emisja

Tworzenie chmur

Środowisko

Proces osadzania się

Powstawanie związków chemicznych

podczas spalania paliwa w silniku spalinowym

SPALINY

POWIETRZE

+

PALIWO

1 : 14

wagowo

H

2

O

2

N

2

Pb

SO

x

PM

NO

x

parowanie
olej smar.

efekt:
• przyścienny

• szczelinowy

złe spalanie:
• lok. brak O

2

• wypad. zapłonów

chemiczny
niedobór
O

2

max.
temp.
spalania

CO

PAH

HC

O

2

+ N

+ tło toksyczne

HC + S

CO

2

+ H

2

O + energia (hałas)

HC·CO
HC·COOH

aldehydy
HC·CHO

Pb

3

Szkodliwe oddziaływanie na środowisko

procesu spalania w silniku spalinowym

Dodatkowe

działanie chemiczne

Parowanie

Przedmuchy

Silnik

Doskonałe spalanie

HC

Paliwo

HC

CO

PM

Pb

S

O

2

NO

x

CO

2

H

2

O

Hałas

PbO

SO

2

N

2

Powietrze

O

x

Smog

Pył

Hałas

Ruch

Energia

+

+

Niedoskonałe spalanie

Średnia zawartość procentowa składników spalin

SKŁADNIKI SPALIN

PALIWO (C

n

H

m

O

1

) + POWIETRZE ( O

2

+N

2

)

SPALANIE

+

PM

NO

x

+

+

+

HC

CO

CO

2

+ H

2

O + N

2

+ O

2

< 15% <10% <72% <1% <1% <0,5% <0,5% < 0,5%

4

Emisja zanieczyszczeń do atmosfery

Rodzaj

zanieczyszczenia

Globalna emisja

[t/rok]

Źródła

antropogeniczne [%]

CO

2

100

−1000 ⋅ 10

9

do 4

CO

0,5

−0,9 ⋅ 10

9

40

−60

SO

2

0,12

−0,15 ⋅ 10

9

60

−70

NO

x

2,3

−7,7 ⋅ 10

9

2

HC

0,16

−0,19 ⋅ 10

9

14

−16

Zdolność pochłaniania zanieczyszczeń

Rodzaj

zanieczyszczenia

Lasy

[t/rok]

Gleba

[t/rok]

Razem

[t/rok]

CO

5

⋅ 10

7

0,5

⋅ 10

9

0,55

⋅ 10

9

SO

2

67,5

⋅ 10

7

200

⋅ 10

9

200,7

⋅ 10

9

NO

x

10

⋅ 10

7

3,5

⋅ 10

9

3,6

⋅ 10

9

5

Emisja tlenku węgla

0

2

4

6

8

10

12

1968

1972

1976

1980

1984

1988

1989

1996

2000

lata

C

O

[m

ln

to

n/r

ok]

Motoryzacja

Gospodarstwa domowe

Przemysł

Emisja węglowodorów

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1968 1972 1976 1980 1984 1988 1989 1996 2000

lata

HC

[

ml

n t

on

/ro

k]

Motoryzacja

Przemysł chemiczny

Energetyka

6

Emisja tlenków azotu

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1968

1972

1976

1980

1984

1988

1989

1996

2000

lata

N

O

x

[m

ln t

on/rok]

Motoryzacja

Gospodarstwa domowe

Energetyka i przemysł

Skutki emisji związków na organizm człowieka

Emisja

Szkodliwość dla człowieka

NO

x

Zaburzenia oddechowe

CO

Ostre zatrucia mogące zakończyć się śmiercią,
bóle i zawroty głowy, zaburzenia wzroku

Pb

Zaburzenia układu nerwowego, dolegliwości
wątroby i nerek

związki

lotne

Nowotwory (drogi oddechowe, układ trawienny),
mutacje

cząstki

pyłu

Uszkodzenia dróg oddechowych, stymulujący
wpływ na znajdujące się w otoczeniu cząstki
zanieczyszczeń i pojawienie się nowotworów

7

Toksyczne działanie dwutlenku azotu w różnych

stężeniach na organizm ludzki

Stężenie NO

2

w powietrzu

[mg/dm

3

]

Działanie toksyczne

0,12
0,19

0,19 – 0,29

0,38 – 1,33

–

podrażnienie błon śluzowych gardła

–

kaszel

–

działanie niebezpieczne przy

przebywaniu
w tej atmosferze w ciągu 0,5 do 1
godziny

–

w krótkim czasie następuje zatrucie

śmiertelne

Emisja dwutlenku siarki

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

1968

1972

1976

1980

1984

1988

1989

1996

2000

lata

SO

2

[m

ln t

on

/r

ok]

Motoryzacja

Energetyka i przemysł

Gospodarstwa domowe

8

Toksyczne działanie SO

2

Stężenie

SO

2

(mg/dm

3

)

Działanie toksyczne

0,008–0,012

0,02–0,03

0,05

0,06–0,1

0,12

0,3

0,4–0,5
1,4–1,7

− podrażnienie narządu powonienia
− podrażnienie oczu
− podrażnienie gardła – kaszel
− można znieść w ciągu 6 h bez cięższych objawów
− można znieść w ciągu 3 min
− można znieść w ciągu 1 min
− w ciągu 0,5–1 h niebezpieczne dla życia
− w ciągu 0,5–1 h wywołuje śmierć bezpośrednio

lub wskutek następstw

Schemat budowy cząstki stałej

PM

INSOL

(nierozpuszczalne)

SOF

(rozpuszczalne)

Część

z oleju

Część

z paliwa

PM

FUEL

PM

LUBE

INSOL = INSOLUBLE
SOF = SOLUBLE ORGANIC FRACTION
PM = PM

T

= PM

TOTAL

PM

C

HC

P

HC

C

SOLID

(„węgiel stały”)

Pozostałe

Azotany

Woda

(głównie wiążąca

siarczany)

Siarczany

Gazowe HC

9

Emisja cząstek stałych

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1968

1972

1976

1980

1984

1988

1989

1996

2000

lata

PM [

m

ln t

on

/ro

k]

Motoryzacja

Energetyka i przemysł

Gospodarstwa domowe

Roczna emisja ołowiu przez pojazdy

0

50

100

150

200

250

300

350

samochody osobowe

samochody z silnikami

2-suwowymi

pojazdy dostawcze

pojazdy ciężarowe i

autobusy

motocykle i motorowery

Emisja ołowiu [ton/rok]

10

Źródła emisji CO

2

w RFN:

a) w poszczególnych działach gospodarki,

b) ze spalania surowców energetycznych

Ropa naftowa

39%

Przeróbka ropy

3%

Węgiel

kamienny

35%

Węgiel

brunatny

6%

Gaz ziemny

17%

Przemysł

14%

Pozostałe

16%

Samochody

osobowe

12%

Pojazdy

użytkowe

4%

Energetyka

36%

Gospodarstwo

domowe

18%

Najbardziej dokuczliwe źródła hałasu

Pociągi

4%

Sąsiedzi

27%

Jednoślady

19%

Ciężarówki

11%

Samochody

17%

Samoloty

4%

Pozostałe

18%

11

Procent ludności narażonej na średnie wartości hałasu

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Dania

Francja

Niemcy

Grecja

Holandia

Szwecja

Szwajcaria

> 65 dB
55-65 dB
< 55 dB

Poziom dźwięku i jego działanie na organizm ludzki

Poziom hałasu w dB(A)

Szkodliwość

do 25–35
od 25–35 do 55–65
od 55–65 do 75–85
powyżej 75–85

obojętny
znośny
może być dokuczliwy
szkodliwy

12

Poziom hałasu w różnych środkach transportu

1 1 0

1 0 0

9 0

8 0

7 0

h e l i k o p t e r y

s a m o c h o d y c i ę ż a r o w e

s a m o l o t y ś m i g ł o w e
z s i l n i k i e m o d r z u t o w y m

ł o d z i e m o t o r o w e

k a b i n a m a s z y n i s t y

p o j a z d y ś n i e ż n e

m o t o c y k l e

s a m o l o t y z s i l n i k i e m
t ł o k o w y m

s a m o l o t y h a n d l o w e

k o l e j

k o l e j m i e j s k a

t r o l e j b u s y

a u t o b u s y m i e j s k i e

a u t o b u s y

s a m o c h o d y o s o b o w e

6 0

L [ d B ] ]

Światowe trendy w produkcji samochodów

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

19

30

19

40

19

45

19

50

19

55

19

60

19

65

19

70

19

75

19

80

19

85

19

90

19

95

20

00

20

05

L

at

a

L

iczb

a p

oj

azd

ów

[mln

]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Li

cz

ba

ludno

ści [mld

]

Motocykle
Pojazdy dostawcze
Samochody osobowe

Przewidywana liczba ludności

13

Perspektywy redukcji emisji spalin z samochodów

osobowych

0

20

40

60

80

100

1995

2000

2005

2010

2015

2020

Rok

Em

isja

[%]

0

10

20

30

40

50

Sam

och. o

sob

. [m

ln

szt.]

HC

NO

x

CO

PM

sam. osobowe