Czyste powietrze elementem wyższej jakości życia w metropolii

Transkrypt

1 Czyste powietrze elementem wyższej jakości życia w metropolii Adam Grochowalski Politechnika Krakowska Konferencja Komisji UMP ds. Ochrony Krajobrazu i Środowiska Kraków 3 kwietnia 2012 Konwencja Sztokholmska w sprawie trwałych zanieczyszczeń organicznych Najważniejsze zobowiązania Konwencji - ograniczenie produkcji i użytkowania pestycydów należących do grupy trwałych zanieczyszczeń organicznych - obowiązek ciągłej minimalizacji i dążenie do całkowitego wyeliminowania uwolnień do środowiska dioksyn, furanów, heksachlorobenzenu oraz polichlorowanych bifenyli (np. poprzez stosowanie najlepszych dostępnych technik BAT); - bezpieczne dla środowiska zagospodarowanie odpadów i pozostałości zawierających substancje kontrolowane Konwencją 1

2 Spalanie odpadów gospodarczych na wolnym powietrzu Źródłem toksycznych zanieczyszczeń są przede wszystkim niekontrolowane emisje do środowiska 2

3 Nieintencjonalne uwalnianie zanieczyszczeń do atmosfery Fot. Marek Chyc 3

4 Niezorganizowana emisja przemysłowa Spieklania rudy żelaza 4

5 Nowoczesne elektrownie węglowe NISKA EMISJA ZANIECZYSZCZEŃ Foto: Jarosław Małkowski Schemat nowoczesnej spalarni odpadów niebezpiecznych z rusztem ruchomym i oczyszczaniem spalin z zastosowaniem katalizatorów Ruchomy ruszt Katalizator deno x NISKA EMISJA ZANIECZYSZCZEŃ 5

6 Stężenie dioksyn w spalinach ng I-TEQ/m 3 Masa spalanego węgla t/h Natężenie emisji m 3 /h Współczynni k emisji µg I-TEQ/t węgla Nowoczesne kotły ze złożem fluidalnym Rozporządzenia dla spalarni odpadów: zawartość dioksyn w spalinach < 0.1 ng I-TEQ/m 3 Grochowalski, A., Konieczyński, J. 2008, Chemosphere 73 Stężenie dioksyn w spalinach ng I-TEQ/m 3 Masa spalanego węgla t/h Natężenie emisji m 3 /h Współczynni k emisji µg I-TEQ/t węgla Małe piece do indywidualnego ogrzewania Efekt złego spalania węgla i niekontrolowanego spalania odpadów gospodarczych 6

7 Katalizator do usuwania sadzy w piecach domowych zawiera sole miedzi i powoduje krotny wzrost emisji dioksyn! 7

8 Katalizator do usuwania sadzy wprowadzany w sposób ciągły w elektrowni Table 10: Catalyst in 100g bag (10 kg of coal burnt from "KWK Piast" coal mine, Poland). Sample name Bottom ash g Congener I-TEF Congener mass Partial TEQ PCDDs / PCDFs mi pg/g pg I-TEQ/g 2,3,7,8-TeCDD ,2,3,7,8-PeCDD ,2,3,4,7,8-HxCDD ,2,3,6,7,8-HxCDD ,2,3,7,8,9-HxCDD ,2,3,4,6,7,8-HpCDD OCDD ,3,7,8-TeCDF ,2,3,7,8-PeCDF ,3,4,7,8-PeCDF ,2,3,4,7,8-HxCDF ,2,3,6,7,8-HxCDF ,2,3,7,8,9-HxCDF ,3,4,6,7,8-HxCDF ,2,3,4,6,7,8-HpCDF ,2,3,4,7,8,9-HpCDF OCDF Summarised result in pg I-TEQ/g 550 ± 45 No catalyst used pg I-TEQ/g 8

9 Roczna emisja dioksyn Fuel µg I-TEQ / TJ g I-TEQ / year A NO CAT Hard coal B CATALYST Hard coal µg I-TEQ / ton g I-TEQ / year C NO CAT Wood D CATALYST Wood Data for calculation: COAL Annually energy production in Poland from hard coal is ca. 150 TW eh 1 Wh = 3.6 KJ it gives 540 PJ of energy Data for calculation: WOOD Annually wood consumption in Poland for individual heating tons 20 kg of wood generates µg I-TEQ dioxin - no catalyst and 10 µg I-TEQ dioxin with catalyst add. Mechanizm wzrostu aromatyzacji tworzenie się sadzy w warunkach płomienia przy niedostatecznej ilości O 2 >O 2 >O 2 >O 2 >O 2 >O 2 Sadza lub grafit wg. Müfit Bahadir 9

10 Reakcja katalityczna deno x kat NO x + NH 3 N 2 + H 2 O kat 6NO + 4NH 3 5N 2 + 6H 2 O katalizator V 2 O 5 + TiO 2, temp C redukcja dioksyn i PCBs o 90% Pasywne pobieranie próbek powietrza Próbniki zaprojektowane do tygodniowej, miesięcznej i rocznej ekspozycji 10

11 PUF-Disk PAS zastosowanie w terenie - Pomiary w Krakowie (Politechnika Krakowska) Obejma stalowa Próbnik PUF disk Cyrkulacja powietrza Nie wpływają na pomiar: słońce opady zmiany kierunku wiatru zapylenie Próbnik do pasywnego pobierania próbek powietrza do oznaczania dioksyn, PCB, HCB i HBCD PUF: 6 cm x 1 cm Politechnika Krakowska 11

12 Pasywne pobieranie próbek powietrza w Krakowie Próbniki po ekspozycji ok m 3 powietrza 12

13 Naczynie próżniowe powlekane tantalem do pobierania próbek powietrza Wysokoobjętościowy próbnik do oznaczania zanieczyszczeń powietrza 13

14 Airpointer automatyczny analizator zanieczyszczeń powietrza Stężenie dioksyn w spalinach z węglowych pieców domowych ng-teq / m ,34 2,5 Aktualne zalecenia UE i MŚ = 0,1 5, numer pomiaru 77 14

15 Pobieranie fazy skondensowanej powietrza Sadza zatrzymana na filtrze Stacja monitoringu Środowiska Aleje Krasińskiego Zawartość dioksyn w powietrzu w Krakowie pg-teq/m Europejski standard = 0,05 0,2 0,29 4,9 6,8 8, Measurements Lato 2000 Zima 2000 Zima

16 ng/nm³ TEQ PCDD/PCDF emissions Spot Cement Kilns dry method Measurem.: 243 Average: Min: Max: 0.27 StDev: 0.31 Thermal substitution: 0 % (None) 0-10 % % Above 40 % Willem van Loo CEM Buro, Amsterdam, Holland, 2006 Ambient Air monitoring station Aleje Krasińskiego, Kraków, Poland 16

17 Cementownie właściwy sposób wykorzystania paliw alternatywnych Wg. Stowarzyszenia Producentów Cementu w Krakowie Wg. Stowarzyszenia Producentów Cementu w Krakowie 17

18 Surowy klinkier 12000C Wg. Stowarzyszenia Producentów Cementu w Krakowie Paliwo alternatywne z odpadów przemysłowych i komunalnych Cementownia CHEŁM S.A. 18

19 Wg. Stowarzyszenia Producentów Cementu w Krakowie Palnik do podawania paliwa (węgiel + paliwo alternatywne) Cementowni a CHEŁM S.A. Wg. Stowarzyszenia Producentów Cementu w Krakowie 19

20 PCDD/PCDF emissions Spot Cement Kilns dry method 0.30 ng/nm³ TEQ Measurem.: 243 Average: Min: Max: 0.27 StDev: 0.31 Thermal substitution: 0 % (None) 0-10 % % 0.10 Above 40 % Willem van Loo CEM Buro, Amsterdam, Holland, 2006 Katalizator do niszczenia dioksyn i PCB Wg Dr hab. Inż.. Grzegorz Wielgosiński Politechnika Łódzka, Instytut Katalizy PAN Kraków, POLAND 20

21 Nowe, nierozpoznane zagrożenie - organiczne związki bromu Br Br Br Br Heksabromocyklododekan Br Br Tetrabromobisfenol A Br CH 3 HO Br OH Szkodliwe uniepalniacze tworzyw sztucznych Br CH 3 Br BFR 21

22 Odpady elektroniczne zawierają BFR Zawartość dioksyn w jajach Z przydomowych zagród Z ferm hodowlanych Ocelka Tomas ZUOVA, Republika Czeska 22