Rodzaje i źródła zanieczyszczeń wykład Ochrona środowiska rok II, st. inżynierskie Kazimierz Warmiński Jakość Niewątpliwie na jakość wpływa rodzaj i stęż ężenie (poziom) składnik adników w w nim występuj pujących, w tym: substancji szkodliwych (zanieczyszczeń) im ich więcej tym gorsza jakość gazów w podstawowych i niezbędnych do życia np. tlenu im go mniej tym jest gorsza jakość Jakość rozpatruje się w odniesieniu do: 1. atmosferycznego na zewnątrz budynków na terenie kraju na obszarach ochrony uzdrowiskowej względy środowiskowe, zdrowotne, ekonomiczne 1
Jakość rozpatruje się w odniesieniu do: 2. na stanowisku pracy względy zdrowotne 3. w pomieszczeniach mieszkalnych, użytecznou yteczności ci publicznej i in. względy zdrowotne Podział środowiskowych czynników szkodliwych, w tym zanieczyszczeń : Fizyczne Chemiczne Biologiczne Zanieczyszczenia pochodzenia fizycznego 1. Mechaniczne (np.. niektóre pyły y chemicznie neutralne, mogą uszkadzać nabłonek płuc p w sposób mechaniczny np.. azbest) 2
Zanieczyszczenia pochodzenia fizycznego 2. Korpuskularne promieniowanie korpuskularne, jonizujące (α, β-, β+, n 0 ) Zanieczyszczenia pochodzenia fizycznego 3. Fale elektromagnetyczne jonizujace (UV, X, γ,, kosmiczne) niejonizujące (radiowe, radarowe, mikrofale, IR, Vis w tym laserowe) dźwiękowe hałas as (dźwi więk ponadnormatywny) Chemiczne zanieczyszczenia Podział ze względu na stan skupienia aerozole suche (pyły) y) stan stały aerozole mokre (mgły) stan ciekły zanieczyszczenia gazowe stan gazowy 3
Chemiczne zanieczyszczenia Aerozole układ koloidalny, w którym fazą rozpraszającą jest gaz (powietrze); suche pyły (zawieszone ciało stałe e w gazie): PM10, PM2,5 oraz TSP mokre mgły y (rozproszone kropelki cieczy w gazie) Chemiczne zanieczyszczenia Pył PM10 i PM2,5 (ang. particulate matter) jest to frakcja pyłu u o cząstkach o średnicy aerodynamicznej< 10 µm,, bądźb 2,5 µm TSP (total suspended particulates) pył ogólny zawieszony Chemiczne zanieczyszczenia - pyły 4
Chemiczne zanieczyszczenia Zanieczyszczenia gazowe (gazy właściwe, pary) nieorganiczne np. Główne: gazy kwaśne: SO 2, NOx (NO 2, NO), gaz utleniający: O 3 (ozon troposferyczny) inne: CO ( czad ), CO 2 Występuj pujące w mniejszych stęż ężeniach: H 2 S, N 2 O, NH 3, HCl,, HF Chemiczne zanieczyszczenia Zanieczyszczenia gazowe organiczne CH 4 niemetanowe lotne związki zki organiczne (LZO;; VOC; ; NMLZO) np.: formaldehyd, węglowodory w (w tym benzen), związki zki chlorowco- (freony, halony i in.) i siarkoorganiczne, kwasy, alkohole, aldehydy, estry i in. Chemiczne zanieczyszczenia Szczególny rodzaj zanieczyszczeń gazowych stanowią ODORY (H 2 S, merkaptany i inne zw. siarkoorganiczne,, indol, kwas masłowy, aldehydy, ketony i wiele innych) 5
Zanieczyszczenia biologiczne mikroorganizmy produkty przemiany materii (alergeny) inne pyły y biologiczne (np.. pyłek kwiatowy, zarodniki) Inne klasyfikacje zanieczyszczeń 1). Ze względu na toksyczność i inne właściwości niebezpieczne: toksyczne (SO 2, NO 2, O 3, CO, HCHO, NH 3, H 2 S) nietoksyczne,, ale szkodliwe w inny sposób b dla środowiska (np( np.. gazy cieplarniane, prekursory smogu fotochemicznego); inne (np.. wybuchowe) Inne klasyfikacje zanieczyszczeń 2). Ze względu na genezę powstawania: pierwotne (bezpośrednio emitowane ze źródeł), np.: SO 2, NO, CO, CO 2, NH 3, pyły wtórne (powstające z zanieczyszczeń pierwotnych w wyniku przemian), np.: O 3 (troposferyczny), formaldehyd, SO 3, aerozole wtórne: H 2 SO 4 i NH 4 NO 3, 6
Źródła a zanieczyszczeń Rodzaje i cechy źródeł zanieczyszczeń Punktowe (kominy, wulkany itp.) Liniowe (szlaki komunikacyjne) Płaszczyznowe (rozlewiska, składowiska odpadów, zbiorniki wodne, gleba, pożary lasów w itp.) Rodzaje i cechy źródeł zanieczyszczeń Punktowe występowanie dużych stęż ężeń gazów w i pyłów w w obrębie bie emitora emisja ustabilizowana stosunkowo łatwa kontrola emisji główne źródła a zanieczyszczeń gazowych pochodzenia antropogenicznego 7
Rodzaje i cechy źródeł zanieczyszczeń Liniowe i płaszczyznowep stęż ężenia zanieczyszczeń niższe od źródeł punktowych, ale emisja sumaryczna nie musi być mniejsza niejednorodność rozkładu emisji (wydzielanej masy) w czasie i przestrzeni bardzo trudna kontrola i szacowanie emisji główne źródła a naturalne zanieczyszczeń Przyczyny występowania zanieczyszczeń w gazach spalinowych SO 2 zawartość siarki w paliwie NOx (NO, NO 2 i N 2 O) reakcja N 2 z O 2 w temperaturze spalania zawartość azotu w paliwie (przyczyna drugorzędna) dna) Przyczyny cd. CO proces niecałkowitego spalania (niedobór r tlenu, zła z a konstrukcja pieca, nie wyregulowany silnik itp.) CO 2 paliwa węglowe (zawartość C w paliwie) 8
Przyczyny cd. węgle kopalne > olej opałowy owy > gaz (w przeliczeniu na masę CO 2 /energia) drewno: zerowy bilans CO 2 wodór: zerowa emisja CO 2 (tylko H 2 O) Przyczyny cd. Pyły: y: pyły y mineralne (przyczyna: zawartość popiołu), - pyły y węglowe w np.. sadza, nie spalone cząstki węgla, w drewna (przyczyna: niedopalenie paliw, niedobór r tlenu) węgle kopalne > drewno > olej > gaz Przyczyny cd. Promieniotwórczo rczość emitowana zaw. w paliwie radionuklidów węgle kopalne > energetyka jądrowaj 9
Podział źródeł zanieczyszczeń Naturalne Antropogeniczne Naturalne Podział źródeł - cd. erupcje wulkanów (pyły, y, SO 2, HCl,, HF. H 2 S) pożary lasów w i stepów (CO, CxHy, dioksyny, NOx) wyładowania atmosferyczne (NOx) fermentacja w przewodzie pokarmowym zwierząt (CH 4 ) Naturalne Podział źródeł - cd. roślinno linność,, grzyby (pyłki, zarodniki) morza i oceany (aerozole i pyły y soli nieorganicznych) bagna (CH 4, H 2 S) gleba (pyły, y, N 2 O, NH 3 ) meteory i meteoryty (pyły, y, głównie g Fe x O y ) 10
Podział źródeł - cd. Antropogeniczne energetyka (SO 2, CO 2, CO, NOx, pyły, y, WWA) przemysł komunikacja (NOx,, CO, CO 2, CxHy, Pb, pyły) y) rolnictwo (NH 3, N 2 O, CH 4, odory) mieszkalnictwo i gospodarka komunalna (odory, NLZO, pyły) y) 11
12
13
14
Struktura emisji [%] zanieczyszczeń w Polsce Rodzaj źródła SO 2 NO x pyły CO OGÓŁEM 100,0 100,0 100,0 100,0 Energetyka zawodowa (elektrownie, elektrociepłownie) 52 33 7 2 Energetyka przemysłowa Technologie przemysłowe Inne źródła stacjonarne Źródła mobilne (komunikacja) 19 0,4 28 0,2 12 0,8 11 43 6 4 44 21 3 1 62 30 Emisja ze źródeł antropogenicznych to przede wszystkim procesy spalania 15
Ale sąs również wyjątki NH 3 jakie jest główne g źródło o amoniaku? ROLNICTWO Drugi wyjątek, ale połowiczny owiczny to: LZO (NMLZO) jakie jest główne g źródło o LZO? zastosowanie rozpuszczalników ale równier wnież: transport procesy spalania poza przemysłem inne 16
Porównanie całkowitych emisji do (w Polsce) wg KOBiZE 2011 Wnioski Jaki z powyższych danych wynika wniosek? Największe pole do zmian przyczyniających cych się do ochrony leży y w dziedzinach wykorzystujących procesy spalania 17
Wnioski Najwięcej już zrobiono w sektorze produkcji energii elektrycznej i cieplnej ale jeszcze polska energetyka stoi przed nowymi wyzwaniami (m.in. zmiana źródeł energii!!!) Wnioski A co z transportem? stale rośnie liczba pojazdów, ale sąs coraz mniej emisjogenne A co ze spalaniem poza przemysłem? em? W tym względzie jest najwięcej do zrobienia 18