1. zanieczyszczenie –zmiana fizycznych, chemicznych i biologicznych właściwości

powietrza, które negatywnie oddziałują na zdrowie i Życie

2. Źrodła zanieczyszczeń- typu * naturalnego

*antropogenicznego

a)źródła naturalne:- wulkany (SOx, pyły wulkaniczne)

-poŻary lasów ( CO, CO2, NOx, pyły)

-wyładowania atmosferyczne (NOx)

-beztlenowa mineralizacja składników organicznych (CO2, NOx, metan)

b) źródła antropogeniczne: - rozwój gospodarki i jej ujemny wpływ

3. Skutki zanieczyszczenia atmosfery:

a) efekty globalne: - efekt cieplarniany

-destrukcja warstwy ozonowej

b) efekty transgraniczne: - kwaśne deszcze

-eutrofizacja, defoliacja, zakwaszenie gleb

-perturbacje klimatyczne i meteorologiczne

c) efekty lokalne: -zdrowie ludzi i zwierząt

-korozja, destrukcja powierzchni budowlanych

-smogi miejskie

4. Dwa rodzaje zanieczyszczania powietrza:

a) pyliste (Particulate) ; visible (widzialny)

b) gazowe (Gaseous)

5. Trzy typy urządzeń kontroli czystości ( Three Types of Control)

a) mechaniczne

b) chemiczne

c) biologiczne

ad a) mechaniczne- stosowane w budownictwie, meblarstwie

1)cyklony

2) filtry workowe ( Bag house)

3) skrubery

4) elektrostatyczne odpylacze

1) CYKLONY: -najbardziej rozpowszechnione

-najtańsze

-najłatwiejsze do montażu

-najprostsza obsługa

-70% czystości

Zasada pracy: - „brudne” powietrze wprowadza się z boku. Powietrze wiruje i

wylatuje z drugiej strony.

Multicyklony:- mniejsze cząsteczki mogą być usunięte przy mniejszych szybkościach

obwodowych, pozwalają usunąć cząsteczki o średnicy mniejszej niŻ 2 mikrometry

-mniejsze cząstki z 1 oczyszczania po cyklonie są oczyszczane przez kolejne wirowanie

-90 % czystości

2) FILTRY WORKOWE ( Bag house)

– zasada działania taka jak w odkurzaczach domowych

-powietrze może być zasysane lub tłoczone

-dobór materiału to problem dla technologa; można tak dobrać tkaninę by zatrzymywała

zanieczyszczenia

-sprawność 97%

-wyłapują mniejsze cząsteczki niż cyklon

-bardzo drogie!

-można odzyskać sporą część surowca

-bardziej kompleksowe

3) ELEKTROSTATYCZNE ODPYLACZE ESP:

-wysoka efektywność

możliwe odpylanie przy dużych prędkościach

-mogą być bardzo małe (np. w restauracjach)

-szybka praca

Dezodoryzacja:- pozbywanie się nieprzyjemnych zapachów

Działanie:- przepuszczanie powietrza przez elektrody, między którymi wytwarza się wysokie

napięcie; w kanale znajdują się również młotki

-gazy ulegają jonizacji i uzyskują ładunki i osadzają się na określonej powierzchni

-uzyskujemy powietrze bez zapachów i pyłów

4) SKRUBERY

- gazy kontaktują się ze strumieniem cieczy o złożonych właściwościach

-cząsteczki pyłu tworzą zawiesinę

-w cieczy skrubera mogą zachodzić reakcje chemiczne

-pochłanianie cząsteczek gazu

- kolekcyjne pyły o ładunku przeciwnym przyciągają cząsteczki

-cieczą może być: - woda, kwasy, węglan sodowy ( zależy od właściwości gazu)

-moduł czyszczący

-odzyskiwanie

Rodzaje: - wieże skruberowe z półkami

-skrubery- cylindry wypełnieniem np. pierścieniami Rashinga

-skrubery natryskowe

-skrubery z ruchomym złożem

-skrubery wypełnione tkaniną

> oczyszczanie cząsteczek nawet mniejszych od 1 mikrometra

5) TERMICZNE DOTLENIACZE (thermal oxidizers) ( Afterburners)

- do utlenienia produktów niepełnego spalania

- w podstawowym reaktorze spalanie VOCs – (lotne związki organiczne)

- duże urządzenia

* metody katalityczne (z układem katalitycznym)

*metody niekatalityczne (bez układu katalitycznego)

Ad b) metody biotechnologiczne - wykorzystanie bakterii do rozkładu VOC

-„Bugs”mikroorganizmy rosną w wilgotnym środowisku żywiąc się i rozkładając VOC

-produkt finalny : CO2 i H2O

5) Składniki atmosferyczne :

a) gazy, które są zawsze w powietrzu: O2, N2, Ar, Ne, He, Kr

-czas przebywania w atmosferze: 103 – 107 lat

b) gazy zmienne: CO2, CH4, H2, N2O, COS

- przebywania w atmosferze: 5-100 lat

c) silnie zmienne gazy: H2O, CO, O3, NO2, NH3, SO2 (często biorą udział w różnych procesach)

- przebywania w atmosferze: kilka dni

6) Konsekwencje środowiskowe:

- wpływ na rolnictwo i leśnictwo

-ciągłe zapylenie powoduje znaczące pogorszenie drzewostanu

-zanieczyszczenia atmosfery powodują szereg problemów środowiskowych,

-zdrowotność drzewostanu zależy od czystości powietrza

1. Hipoteza „cierpiących lasów”:

-Polska, Czechy

-wynika z tzw toksyczności glinowej, która jest następstwem zakwaszenia gleb

-ozon jako polutant

-ekspozycja SO2 i NOx

-zakłócenia w bilansie składników pokarmowych, w tym zwłaszcza jonu amonowego

-deficyt magnezu (Żółte igły) i związane z nim zakłócenia w bilansie składników pokarmowych

-depozycja pyłu zawierającego metale o działaniu toksycznym

7)Powietrze a zdrowie

- kontakt, a właściwie korzystanie z zanieczyszczonego powietrza jest przyczyną niszczenia naturalnych barier ochronnych organizmów (ukł. Oddechowy, nowotwory płuc, astma, chroniczne bronchity, rozedma płuc)

-ludzie starsi, niemowlęta, kobiety ciężarne, ludzie z chorobą wieńcową

-alergie

8) INNE:

-zanieczyszczenia w niższej warstwie atmosfery mogą zarówno powodować wzrost , jak i obniżenie temperatury w zależności od powierzchni, nad którą znajduje się powietrze

- hipoteza, Że SO2 i drobne pyły są zarodkiem powodującym kondensację i powstawanie chmur

-niszczenie pomników

9 Szlak zanieczyszczeń powietrza:

Receptory:

* I rzędu - przyjmuje zanieczyszczenia w wyniku turbulencji powietrza w pobliżu zakładu

* II rzędu -przemieszczanie mas powietrznych, tworzenie się chmur i opadanie w formie

kwaśnych deszczów

* III rzędu -przemieszczanie się na bardzo dalekie odległości

10. Smog przemysłowy

-grey air smog

-tworzy go SO2 emitowany ze źródeł spalania paliw kopalnych, w tym węgla brunatnego i

kamiennego

-źródło kopalniane, układy ciepłownicze, kominki

- CO2, SO2, CO reagują z parą wodną w troposferze tworząc kwasy (H2SO4, lub (NH4)2SO4)

-problem jest stopniowo likwidowany, gdyż duże kombinaty są wyposażone w odsiarczacze

Skład:

-pył zawieszony

-tlenki azotu

-chlorki sodu, potasu, magnezu

-sadza

-CO

-produkty półspalania

11. Atmosferyczne transformacje:

- tworzenie kwasów ( zw. N i S)

- szybka wymiana masy

-Fotooksydacja ( NO2, CO, VOC, O3, PAN)

-tworzenie aerosoli

-destrukcja warstwy ozonowej w niższej stratosferze

12. despozycja atmosferyczna:

- jest przyczyną skażenia środowisk wodnych

-choroby i deformacje

-zaburzenia w rozrodczości

-zmniejszenie różnorodności gatunkowej, biologicznej ( biodiversity)

-> równomiernie na powierzchnię ziemi opadają zanieczyszczenia, wody powierzchniowe są

szczególnie narażone

13. wpływ na rośliny :

-pewne gazowe zanieczyszczenia uszkadzają liście roślin uprawnych, ale także roślinności

naturalnej, a także drzew (wnikanie w pory)

-uszkadzanie kutykuli liścia

-polutanty powietrza powodują destrukcję powierzchni liści, która chroni roślinę przed utratą wody, a także przed przemarzaniem i suszą

-wnikanie zanieczyszczeń w głąb roślin

-zwierzęta zjadają rośliny

-destrukcja woskowatości liści

-większe parowanie

-podatność na grzyby

narażenie na suszę i przemarzanie

-5-10 % plonów ginie z tego powodu

14. Rodzaje zanieczyszczeń:

* pierwotne – emitowane bezpośrednio

*wtórne- generowane w czasie, przekształcanie jednej substancji w drugą; zmieniają w czasie

swój skład w wyniku reakcji zanieczyszczeń pierwotnych

15. Zanieczyszczenia generują zmiany pogodowe:

- zwiększają zachmurzenie (powstawanie chmur)

-chmury te wyższe powodują ochłodzenie lokalne, im więcej takich chmur tym więcej ciepła mogą one pochłonąć

-w nocy chmury pochłaniają ciepło

-aerozole są głównym składnikiem „kwaśnych deszczów”, powodują one deformację drzew

16. Kwaśny opad:

-w formie kwaśnych deszczów

-woda deszczowa ma pH: 5-5,6, składniki kwaśnego deszczu powodują obniżenie do 3; duże

stężenie H+

-Duży problem dla organizmów Żywych na lądzie, gdy pH <5,1, a dla wodnych gdy pH<5,5

-problem również dla człowieka

17. Zanieczyszczenia powietrza:

-CO

-VOC (Volitile Organic Compound)

-NO2

-O3

-PM-10 ( Particulate Matter)

-SO2

-metale ciężkie

-aerozole kwaśne

-NH3

· SOx – ze spalania paliw kopalnych

· NOx – za spalania paliw kopalnych, też naturalne źródła

(spalanie paliw)

· CO- spaliny

· VOCs- niepełne spalanie, reakcje wtórne

· PM- drobne cząsteczki (też niewłaściwe spalanie)

VOCs- kategoria związków organicznych obecnych w atmosferze; termin ten dotyczy

związków zawierających węgiel ( z wyjątkiem: CO i CO2)

-mogą absorbować na powierzchni

Np. *benzen i 1,3-butadien

*formaldehyd (półprodukt technologii organicznej)

*polichlorowane fenole (PCBs)

*dioksyny i furany

*aromatyczne węglowodory wielocząsteczkowe (PAHs)

Źródła VOCs:

= PAHs

-transport

-odparowanie węglowodanów

-stosowanie rozpuszczalników

-przeróbka ropy naftowej

-produkcja paliw

-działalność rolnicza

18. Źródła zanieczyszczeń antropogenicznych:

*przemysł

-spalanie paliw kopalnych, wytop metali

* transport

-spalanie paliw

*rolnictwo

-odchody zwierzęce , nawozy

-spalanie biomasy

-emisja z upraw roślin (N2O, NH3)

-erozja gleb

*komunalne:

-spaliny z ogrzewania

-składowiska odpadów

Fakty temperaturowe

- W ciągu 160 000 lat poziom stężenia pary wodnej jest stabilny, podczas gdy stężenie

CO2 wzrosło z 190 ppm do 290 ppm.

- Temperatura wzrosła o 0,3oC, od 1860r. było najcieplejsze lato. (?)

- żyjemy w inter.., który trwa od 11 tys. lat, klimatolodzy nie znają końca tego okresu.

Globalne ocieplenie (global warming)

Wzrost wielu nowych gazów, zmniejsza się ilość energii odprowadzanej w przestrzeń

kosmiczną. Efekt podobny do szklarni ogrodniczej. Jest to globalny efekt cieplarniany.

Międzynarodowe uzgodnienie

- Międzynarodowa Komisja ds. Zmian Klimatu Ziemi IPCC

- II Światowa Konferencja Klimatyczna ONZ w Genewie w 1990

- Apel Hieldelberski 1992

Efekt cieplarniany

Promieniowanie słoneczne może być częściowo odbite, częściowo może przejść. Część

promieniowania podczerwonego absorbowana, a część zatrzymana.

Warstwa z szeregiem gazów trwałych, tam te procesy(?).

Większe zdolności absorpcyne, więcej ciepła w obszarze chronionym.

Efekt cieplarniany – różnica promieniowania.

Powstaje on w wyniku absorpcji ciepła przez gazy cieplarniane obecne w troposferze.

Ziemia utrzymuje temperaturę – ciepło w wyniku ochronnej izolacyjnej roli atmosfery.

Jak oceany wpływają na klimat?

- oceany mogą zwiększyć globalny efekt cieplarniany przez zwiększenie emisji CO2

(possitive feedback)

- przy wzroście temperatury wody w oceanach rozpuszczony CO2 wydziela się do atmosfery

- oceany mogą także obniżać globalny efekt cieplarniany w efekcie adsorpcji ciepła (negative

feedback)

- oceany absorbują...

- 29% CO2 powst. z działalności człowieka

Wpływ pary wodnej na klimat

- wyższa temp. to wyższe odparowanie -> powst. chmury

- chmury pochłaniają ciepło, odbijają promienie słoneczne

CO2

- odpowiada za 50-60% efektu globalnego

- spalanie paliw kopalnych

- pożary lasów

- trwały: 50-2000 lat

CFCs

- pochłaniają 2.500 – 7.000x więcej ciepła niż CO2/molekułę

- wkład w efekt cieplarniany, przyczyniają się do destrukcji warstwy ozonowej

NO2

- pochłania ciepło w troposferze

- źródłem jest emisja przy (...), nawozów azotowych, spalaniu biomasy, spalaniu lasów i

traw

- emisja -> wegetacja, przemiany glebowe, przemysł

CH4

- 20% wkładu w ef.ciepl.

- wytwarzany przez bakt. beztlenowe przy mineralizacji substancji organicznych

- 9-15 lat przebywa w troposferze

- każda molekuła pochłania

Sprawy dodatkowego ef.cieplarnianego

- USA – 23% antropogenicznego CO2

- Chiny – 14%

- Rosja – 7%

- Japonia + 5%

- UE + 15%

Emisja gazów cieplarnianych w USA wzrosła o 20% między 1990 i 2000

Prognozowanie efektów globalnego ocieplenia

- zgodnie z modelami prognostycznymi średnia temp. Ziemi może wzrosnąć o 1-3,5oC

między 2000-2100r.

ludzka aktywność -> wzrost gazów -> zmiana temp. o 3oC -> negatywne zmiany ->

susze, opady i sztormy -> podniesienie poziomu mórz

Jak zmniejszyć glob.ef.ciepl.?

a) stabilizacja antropogenicznych skutków emisji CO2, próba zmniejszenia globalnego

ład. CO2 o 66-83%

b) zmniejszenie jednostkowej emisji CO2 w przeliczeniu na 1 kWh energii, energetyka

molekularna

Protokół Kyoto

- W 1997 przedstawiciele 125 krajów podpisało go w Japonii

- to najważniejsze osiągnięcie dyplomatyczne dla ochrony środowiska

- Zobowiązuje kraje do obniżenia emisji 6 gazów cieplarnianych o 0,5% w stos. do roku 1990.

Stan ten ma być osiągnięty w 2012r.

Ozon

Około 90% ozonu istnieje w stratosferze w warstwie 10-50 km nad powierzchnią Ziemi,

podstawowe zadanie w filtrowaniu prom. UV.

Chroni pod UVB, które jest szkodliwe, UVC nie przechodzi

dziurę ozonową widać na biegunie północnym