inne, ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ DO POWIETRZA


  1. ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ DO POWIETRZA

ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA
Powietrze zanieczyszczają, wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe, znajdujące się w powietrzu w ilościach większych niż ich średnia zawartość. Ogólnie zanieczyszczenia powietrza dzieli się na pyłowe i gazowe
1. źródła naturalne, do których należą:
- wulkany (ok. 450 czynnych), z których wydobywają się m.in. popioły wulkaniczne i gazy (CO2 , SO2, H2S - siarkowodór i in.);
- pożary lasów, sawann i stepów (emisja CO2, CO i pyłu);
- bagna wydzielające m.in. CH4 (metan), CO2, H2S, NH3;
- gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe (globalnie do 700 mln. t pyłów/rok );
- tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne.
2. źródła antropogeniczne (powstające w wyniku działalności człowieka) można podzielić na 4 grupy:
- energetyczne - spalanie paliw;
- przemysłowe - procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach, kopalniach i cementowniach;
- komunikacyjne - głównie transport samochodowy, ale także kołowy, wodny i lotniczy;
- komunalne - gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków).
Źródła emisji zanieczyszczeń mogą być punktowe (np. komin), liniowe (np. szlak komunikacyjny) i powierzchniowe (np. otwarty zbiornik z lotną substancją).

Typy zanieczyszczeń powietrza:

  1. Stałe: pyły, sadze i nawozy sztuczne.

  2. Ciekłe: to głównie środki ochrony roślin.

  3. Gazowe: dwutlenek siarki, tlenki węgla, tlenki azotu, metan, węglowodory.

Powietrze zanieczyszczają wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe, znajdujące się w powietrzu w ilościach większych niż ich średnia zawartość. Ogólnie zanieczyszczenia powietrza dzieli się na pyłowe i gazowe. Światowa Organizacja Zdrowia definiuje powietrze zanieczyszczone jako takie, którego skład chemiczny może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt, a także na inne elementy środowiska (wodę, glebę). Zanieczyszczenia powietrza są najbardziej niebezpieczne ze wszystkich zanieczyszczeń, gdyż są mobilne i mogą skazić na dużych obszarach praktycznie wszystkie komponenty środowiska. Głównymi źródłami zanieczyszczeń są:

Rosnące zapotrzebowanie na energie uczyniło ze spalania główne źródło zanieczyszczeń atmosferycznych pochodzenia antropogenicznego. Najważniejsze z nich to:

źródłami zanieczyszczeń powietrza są m.in.:

Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza to:

Zanieczyszczenia powietrza są wchłaniane przez ludzi głównie w trakcie oddychania. Przyczyniają się do powstawania schorzeń układu oddechowego, a także zaburzeń reprodukcji i alergii. W środowisku kulturowym człowieka zanieczyszczenia powietrza powodują korozje metali i materiałów budowlanych. Działają niekorzystnie również na świat roślinny, zaburzając procesy fotosyntezy, transpiracji i oddychania. Wtórnie skażają wody i gleby. W skali globalnej maja wpływ na zmiany klimatyczne. Zanieczyszczenia powietrza zwiększają także kwasowość wody pitnej. Powoduje to wzrost zawartości ołowiu, miedzi, cynku, glinu, a nawet kadmu w wodzie dostarczanej do naszych mieszkań. Zakwaszone wody niszczą instalacje wodociągowe, wypłukując z niej różne substancje toksyczne.

Wyróżnia się trzy główne źródła emisji zanieczyszczeń do atmosfery:

1) gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu, amoniak (NH3), fluor, węglowodory (łańcuchowe i aromatyczne), a także ich chlorowe pochodne, fenole;

Zanieczyszczenia pochodzenia naturalnego, powstałe na skutek wybuchów wulkanów, pożarów lasów, burz piaskowych, huraganów, procesów rozkładu materii organicznej,
¬ Zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego związane z działalnością człowieka,
Główne antropogeniczne źródła emisji zanieczyszczeń w Polsce to:
¬ Zakłady produkujące energię elektryczną i cieplną,
¬ Zakłady przemysłowe
¬ Pojazdy mechaniczne
¬ Obiekty przemysłowe zlokalizowane poza granicami Polski

  1. METEOROLOGIA A ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA

Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń powietrza w przyziemnej warstwie atmosfery uwarunkowane jest takimi czynnikami meteorologicznymi jak prędkość i kierunek wiatru, opad atmosferyczny, temperatura powietrza oraz pionowa struktura termiczna warstwy granicznej atmosfery. Cisze wiatrowe i małe prędkości wiatru pogarszają poziomą wentylację powietrza, co przyczynia się do wzrostu stężeń zanieczyszczeń. Prędkość wiatru wpływa zatem na tempo przemieszczania zanieczyszczeń powietrza, natomiast kierunek decyduje o trasie ich transportu. Opady atmosferycz-

ne, głównie deszcze, w zależności od ich intensywności i czasu trwania wymywają niektóre zanieczyszczenia powietrza, w tym pyły. Temperatura wpływa pośrednio na jakość powietrza. W sezonie zimowym przy niskich temperaturach zwiększa się m.in. niska emisja z systemów ogrzewania. A podczas letnich upałów, na skutek zmniejszenia pionowego gradientu, może sprzyjać powstawaniu sytuacji smogowych. Struktura termiczna warstwy granicznej atmosfery

(konwekcyjna, inwersyjna) determinuje stan równowagi atmosfery. Chwiejna równowaga, związana ze strukturą konwekcyjną, intensyfikuje procesy pionowego mieszania. Równowaga stała, towarzysząca strukturze inwersji termicznej, hamuje ruchy pionowe w warstwie granicznej

atmosfery. Obojętną równowagę, występującą przy zerowym pionowym gradiencie temperatury, m.in. przy silnym wietrze lub opadzie, traktuje się jako stan pośredni między

równowagą chwiejną i stałą

  1. TECHNICZNE METODY OGRANICZENIA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA


Zagadnienia związane z ochroną powietrza reguluje ustawa z dnia 31 stycznia 1980 r. o ochronie i kształtowaniu środowiska. Ustawa ta określa zasady ochrony i racjonalnego kształtowania środowiska, zmierzające do zapewnienia współczesnemu i przyszłym pokoleniom korzystnych warunków życia.
Z pewnością nigdy nie będzie możliwe całkowite zatrzymanie emisji szkodliwych substancji. Aby chronić nasze powietrze, należy więc podejmować działania mające na celu ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery.
Wszystkie fabryki, huty i inne ośrodki przemysłu posiadające kominy odprowadzające gazy spalinowe powinny stosować filtry kominowe. W celu zmniejszenia emisji odorów, rafinerie powinny być zaopatrzone w urządzenia służące do dezodoryzacji gazów, umieszczone najlepiej tuż przy emitorach. Spadek poziomu emisji szkodliwych gazów będzie również następował wraz z doskonaleniem hermetyzacji produkcji (produkcji całkowicie odizolowanej od środowiska).
Ważną rolę w zanieczyszczaniu powietrza odgrywa komunikacja. Aby ograniczyć emisję szkodliwych składników spalin samochodów silnikowych, należy zamontować w swych autach różnego rodzaju katalizatory, które wpływają na jakość spalania benzyny. W celu ograniczenia emisji tlenku ołowiu, należy stosować benzynę bezołowiową, całkowicie pozbawioną czteroetylku ołowiu. Aby chronić atmosferę przed nadmiernym zanieczyszczaniem tlenkiem węgla należy również wyeliminować z ruchu ulicznego często spotykane samochody o bardzo złym stanie technicznym, które nie spalają całkowicie paliw. Praktycznie każdy człowiek może wpłynąć na zmniejszenie poziomu emisji spalin samochodowych poprzez korzystanie ze środków transportu publicznego oraz pojazdów nie zanieczyszczających powietrza atmosferycznego, takich, jak rowery.
Bardzo skuteczną metodą ograniczenia emisji dwutlenku siarki SO2 do atmosfery jest proces odsiarczania węgla. Jednym ze sposobów na odsiarczenie węgla jest doprowadzenie do reakcji chemicznej między związkami siarkowymi, a dodanym Fe3O4:
Fe3O4 + 3H2S + H2 3FeS + 4H2O
Następnie otrzymany siarczek żelaza (II) jest poddawany spalaniu, w wyniku czego powstaje dwutlenek siarki:
4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2
Powstały dwutlenek siarki jest redukowany za pomocą węgla do czystej chemicznie siarki:
C + SO2 CO2 + S
Przedstawiony powyżej sposób odsiarczania węgla jest bardzo skuteczny, ale niestety również kosztowny.

Znaczne ilości gazów zanieczyszczających powietrze atmosferyczne są emitowane również w wyniku spalania paliw w celu ogrzewania budynków mieszkalnych. Należy w tym przypadku używać filtrów służących do oczyszczania gazów odprowadzanych przez kominy do atmosfery. Można także stosować materiały izolacyjne chroniące budynki przed nadmierną utratą ciepła, dzięki czemu możliwe będzie ograniczenie spalania węgla, a tym samym zmniejszy się emisja CO2 i CO. Należy również zastanowić się nad wykorzystywaniem do ogrzewania budynków paliw nie powodujących wydzielania tak dużych ilości pyłów, jak węgiel kamienny. Mam tu na myśli oleje oraz gaz ziemny.
W celu ograniczenia emisji gazów powstających w wyniku rozkładu substancji organicznych znajdujących się na wysypiskach śmieci, należy opracować nowe metody utylizacji śmieci.
W ośrodkach miejskich można chronić powietrze poprzez właściwe lokowanie nowych nowych zakładów przemysłowych. W dużych miastach ważną rolę pełnią również izolacyjne pasy zieleni, które, oprócz pochłaniania pewnych ilości zanieczyszczeń powietrza, tłumią hałas (pas zieleni o szerokości 50 m zmniejsza natężenie hałasu o 20 dB).

Obecnie zanieczyszczenie powietrza nie jest już niestety tylko problemem lokalnym. Stanowi problem międzynarodowy. W związku z tym podpisywane są umowy międzynarodowe dotyczące ograniczania emisji szkodliwych gazów i pyłów. Dnia 13 listopada 1979 roku 35 krajów (w tym Polska) podpisało Konwencję o Transgranicznym Zanieczyszczeniu Powietrza. Ma ona na celu ograniczanie ilości i zasięgu rozprzestrzeniania zanieczyszczeń powietrza.

Z pewnością pocieszającym zjawiskiem jest fakt, iż emisja pyłów w Polsce w latach od 1989 do 1993 zmniejszyła się z 2,4 mln ton do 1,5 mln ton rocznie. Może to być dowodem troski o stan powietrza atmosferycznego.

     W celu ograniczenia lub wyeliminowania zanieczyszczeń powietrza wprowadza się następujące zmiany:

a) Odpylanie i unieszkodliwianie gazów odlotowych poprzez:


b) Zmniejszenie uciążliwości transportu poprzez :

c) Wprowadzenie naturalnych barier ochronnych czyli pasów zieleni,
d) Zmniejszenie zanieczyszczeń wody i gleby.
e) Zabezpieczenie wysypisk odpadów oraz hałd górniczych

Wybranie metody odpylania jest uzależnione od konkretnych warunków w danym procesie produkcyjnym (np. ilości pyłu i zapylonego gazu, rodzaju pyłu, kosztów eksploatacji, w związku ze zużyciem energii, wody lub części zamiennych), a także - od wymaganej skuteczności jej działania.

W Polsce funkcjonuje ok. 8000 cyklonów i multicyklonów, ok. 3400 filtrów tkaninowych, ok. 2700 odpylaczy mokrych i ok. 750 elektrofiltrów. Wysoką skuteczność odpylania osiąga zaledwie 39% cyklonów, 27% filtrów tkanino­wych, 46% urządzeń mokrych i 41% elektrofiltrów, w pozostałych urządze­niach skuteczność działania jest umiarkowana lub wręcz niska.

Metody usuwania zanieczyszczeń gazowych są bardzo zróżnicowane, a jeżeli nawet wykorzystują tę samą zasadę fizykochemiczną i to samo urządzenie, to mogą różnić się rodzajem substancji czynnej, dostosowanej do konkretnego rodzaju zanieczyszczenia gazowego.

Metody absorpcyjne polegają na przenoszeniu masy z fazy gazowej do ciekłej przez warstwę graniczną. Stosuje się przy tym absorbery powierzch­niowe, rozpryskowe, absorbery mechaniczne, absorbery barbotażowe i kolum­ny wypełnione. Metody te stosuje się do usuwania gazów zarówno dobrze, jak i źle rozpuszczalnych.

Metody adsorpcyjne polegają na koncentracji zanieczyszczeń na po­wierzchni ciała stałego. Najczęściej jako adsorbent stosuje się węgiel aktywny oraz silikażel. Proces przebiega w zbiornikach cylindrycznych ustawionych poziomo lub pionowo. Metody te służą do usuwania różnych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych.

Metody katalitycznego utleniania i redukcji wykorzystują zjawisko ka­talitycznego przyspieszania reakcji chemicznych. Jako katalizatory stoso­wane są niektóre metale, półprzewodniki oraz niektóre sole. Metody te stosuje się do usuwania tlenków węgla i azotu, formaldehydu i siarki w związkach organicznych.

Metody spalania płomieniem bezpośrednim prowadzą do przekształcenia palnych składników zawartych w odgazach, a stosowane są głównie do usuwania par węglowodorów.

Metoda kondensacyjna polega na oziębieniu substancji zanieczyszczają­cych do temperatury kondensacji. Metoda jest bardzo skuteczna, ale droga, dlatego jest stosowana tylko sporadycznie.

Metoda kompresyjna polega na zmniejszeniu objętości odgazów przez sprężanie, aż do przekroczenia koncentracji nasycenia, co umożliwia kondensa­cję. Wady i zalety tej metody są takie same jak kondensacyjnej.

Z punktu widzenia ochrony atmosfery najistotniejsze jest oczyszczanie spalin z dwutlenku siarki, który stanowi zanieczyszczenie występujące powszechnie i emitowane w największych ilościach. Odsiarczanie spalin realizowane jest kilkudziesięcioma metodami opartymi na procesach absorpcji lub adsorpcji, rzadziej utleniania katalitycznego. Metody te dzieli się na tzw. suche i mokre; niekiedy w różnych fazach procesu stosuje się obie.

Wśród obecnie stosowanych metod odsiarczania spalin, zarówno w kraju, jak i na świecie, największą popularność — zwłaszcza w elektroenergetyce - zdobyła mokra metoda wapniakowa. Jej zalety to wysoka (ponad 90%) skuteczność odsiarczania i wysoka pewność ruchu przy prawie całkowitym wykorzystaniu absorbenta. Ujemną cechą metody jest nagromadzanie się wielkich ilości gipsu jako produktu końcowego.

Obecnie coraz śmielej sięga się do metod hybrydowego łączenia różnych sposobów usuwania zanieczyszczeń, czasami kilku rodzajów zanieczyszczeń w kolejnych fazach procesu.

W ostatnich latach w elektrociepłowni Kawęczyn testowano polską, nowatorską, rewelacyjnie skuteczną metodę jednoczesnego usuwania SO2 i NOx w gazach odlotowych przy użyciu wiązki elektronów przyspieszo­nych w polu elektrycznym. Instalacja przemysłowa budowana jest w elektrow­ni Pomorzany przy współudziale Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej. Jeżeli jej skuteczność będzie równie wysoka jak instalacji pilotażo­wej, to metoda ta może zrobić karierę światową, tym bardziej że produktem końcowym są siarczan amonu i azotan amonu, czyli dobre nawozy sztuczne.

Oddzielnym zagadnieniem jest oczyszczanie spalin z silników spalinowych. Od kilku lat w powszechnym użyciu są tzw. platynowo-rodowe katalityczne dopalacze spalin stosowane w silnikach samochodowych napędzanych ben­zyną bezołowiową, a ostatnio także w silnikach z zapłonem samoczynnym. Zmniejszeniu emisji spalin służy także zmniejszanie zużycia paliwa oraz dokładniejsze spalanie mieszanki.

  1. MONITORING ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA

Stacje monitoringu mają zapewnić informacje o emisji, migracji, obiegu i bilansie substancji zanieczyszczających atmosferę powietrza w regionie.

Pomiary stężenia zanieczyszczeń w powietrzu powinny pozwolić na określenie ładunków zanieczyszczeń docierających do gleby, wód i roślin.

Ładunki zanieczyszczeń docierających do powierzchni gleby oblicza się posługując się współczynnikami suchego osiadania..

Szczególne cele i rodzaje monitoringu powietrza atmosferycznego

Pomiarom monitoringu podlegają

przewodność elektrolityczna., wysokość opadu

CZĘSTOTLIWOŚĆ POMIARÓW

Chemizm pokrywy śnieżnej - 1x/rok

Monitoring jakości powietrza

Program pomiarów imisji zanieczyszczeń powietrza obejmuje następujące zadania:

1. Eksploatacja 10 stacji automatycznych pomiarów zanieczyszczeń powietrza (4 w Łodzi

/3 pomiarowe i 1 meteorologiczna/, po 1 w Pabianicach, Zgierzu, Piotrkowie

Trybunalskim i Radomsku, 1 ekosystemowa w Gajewie i dodatkowo stacja ekosystemowa

w Parzniewicach prowadzona wspólnie z Elektrownią Bełchatów). System monitoringu

automatycznego będzie obejmował pomiary: SO2 na 6 stacjach, NOx na 8 stacjach, O3na 3 stacjach, CO na 5 stacjach, benzenu (BTX) na 2 stacjach i PM10 na 8 stacjach.

2. pomiar średnich dobowych stężeń SO2,NO2i pyłu zawieszonego w 4 stacjach (1 stacja

w Sieradzu, 1 w Skierniewicach, 1 w Kutnie oraz 1 w Rawie Mazowieckiej).

3. pomiary (metodą pasywną) wskaźnika SO2i NO2na 208 stanowiskach.

4. pomiary obecności metali

5. badania chemizmu opadów atmosferycznych

MONITORING SKUTKÓW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA

Zanieczyszczenie powietrza negatywnie oddziałuje na całą przyrodę, a w szczególności na ekosystemy leśne. Obserwuje się zahamowanie przyrostu drzew, degradację siedlisk, ustępowanie najwrażliwszych na zanieczyszczenia gatunków roślin oraz zmiany w krajobrazie. W wyniku oddziaływania zanieczyszczeń następuje obniżenie wartości przyrodniczych środowisk leśnych oraz ograniczenie ich funkcji ochronnych i rekreacyjnych.

Dobrym wskaźnikiem stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego jest jakość opadów atmosferycznych. Podczas opadów znaczna część zanieczyszczeń zawieszonych w powietrzu zostaje wymyta i trafia do podłoża. Jakość opadów jest zatem odzwierciedleniem stanu zanieczyszczenia powietrza. Opady są źródłem składników mineralnych pochodzących nie tylko bezpośrednio z atmosfery, ale również spłukiwanych z powierzchni roślin i innych obiektów. Należy przy tym pamiętać, że wielkość stężeń poszczególnych substancji zależy od wielu czynników, m.in. takich jak czas trwania opadów, ich intensywność lub długość okresu bezdeszczowego poprzedzającego opad. Jakość opadów atmosferycznych na obszarze parku i na terenach do niego przylegających, w tym na terenie Suwałk, jest zróżnicowana, ale wyraźnie wskazuje na niewielki stopień zanieczyszczenia powietrza. Nieco większe stężenia niektórych związków chemicznych w opadach z okresu zimowego związane są z sezonem grzewczym, a zatem większą ilością zanieczyszczeń w powietrzu.

Do najważniejszych zjawisk związanych z zanieczyszczeniem powietrza należy zakwaszenie gleb i wód. Powodowane jest ono głównie przez emitowane do atmosfery dwutlenki siarki i azotu, które następnie wymywane są z powietrza i docierają do podłoża w postaci tzw. kwaśnych deszczów. Odczyn pH zwykłego deszczu wynosi 5,6-5,8. Jest on zatem lekko kwaśny z uwagi na obecność słabego kwasu węglowego, który pochodzi z rozpuszczonego dwutlenku węgla. Opady z terenu parku charakteryzują się obecnie z reguły kwaśnym odczynem. Średnie miesięczne wartości pH wahają się w granicach od prawie 4,0 do ponad 6,0. Najniższe wartości pH rejestrowano w opadzie styczniowym, a najwyższe w opadzie z sierpnia. W Suwałkach pady mają odczyn zasadowy, a wartości pH dochodzą niekiedy do 8,9. Alkaliczny charakter tych opadów wynika prawdopodobnie ze znacznie wyższych stężeń wapnia w opadzie z terenu zurbanizowanego.

Dobrym wskaźnikiem stanu czystości powietrza są również porosty, które odznaczają się bardzo wysoką wrażliwością na zanieczyszczenie, zwłaszcza dwutlenkiem siarki. Już nawet niewielkie stężenia zanieczyszczeń w powietrzu mogą spowodować daleko idące zmiany w biologii porostów, a nawet ich wymieranie. W pierwszej kolejności wymierają porosty krzaczkowate, głównie brodaczki, następnie porosty listkowate i na końcu skorupiaste. Bardzo liczne występowanie porostów na terenie parku, w tym form krzaczkowatych, świadczy niskim skażeniu powietrza. Potwierdzają to również badania zawartości metali ciężkich w plechach porostów. Porosty nie mają tkanki okrywającej, pobierają wodę bezpośrednio z opadów atmosferycznych lub z powietrza, zatem to, co jest w powietrzu, łatwo przenika do ich wnętrza. Bardzo niskie stężenia metali ciężkich w porostach, niskie stężenia innych substancji w powietrzu i opadach atmosferycznych oraz dobra kondycja porostów świadczą, o tym, że badany obszar położony jest w strefie "czystego" powietrza. Efektem tego jest bogata flora i fauna tego regionu, czyste wody, gleby oraz zdrowe i dorodne lasy. Taki stan rzeczy pozytywnie wpływa na człowieka, który znajduje tu odpowiednie warunki do życia i wypoczynku.


Wyszukiwarka