Wykład 4. Chemia Środowiska

Podobne dokumenty
WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Aktualny stan jakości powietrza w Warszawie

WYZWANIA EKOLOGICZNE XXI WIEKU

Efekt ekologiczny modernizacji

PGNiG TERMIKA nasza energia rozwija miasta

Zanieczyszczenie Powietrza ŹRÓDŁA SKUTKI SUBSTANCJE ZANIECZYSCZAJĄCE

Problemy zanieczyszczenia powietrza w Polsce i innych krajach europejskich

OCENA JAKOŚCI POWIETRZA W WOJEWÓDZTWIE PODKARPACKIM ZA ROK 2014

Monitoring i ocena środowiska

Załącznik nr 2 do uchwały nr 95/17 Sejmiku Województwa Mazowieckiego z dnia 20 czerwca 2017 r.

2.4. ZADANIA STECHIOMETRIA. 1. Ile moli stanowi:

CYKL: ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA

Niska emisja sprawa wysokiej wagi

Departament Zrównoważonego Rozwoju Biuro Ochrony Przyrody i Klimatu

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Materiały i tworzywa pochodzenia naturalnego

Katowicki Węgiel Sp. z o.o. CHARAKTERYSTYKA PALIW KWALIFIKOWANYCH PRODUKOWANYCH PRZEZ KATOWICKI WĘGIEL SP. Z O.O.

Dyrektywa IPPC wyzwania dla ZA "Puławy" S.A. do 2016 roku

Spalanie śmieci w domowych piecach truje i rujnuje. Prezentacja multimedialna

Niska emisja SPOTKANIE INFORMACYJNE GMINA RABA WYŻNA

Eliminacja smogu przez zastosowanie kotłów i pieców bezpyłowych zintegrowanych z elektrofiltrem

Załącznik nr 2 do uchwały nr 94/17 Sejmiku Województwa Mazowieckiego z dnia 20 czerwca 2017 r.

1. Pogadanka, praca nad wykresami i schematem, praca w grupach MAGDALENA SZEWCZYK. Dział programowy : Ekologia

JAKOŚĆ POWIETRZA W WOJEWÓDZTWIE PODKARPACKIM W LATACH

Szkolny konkurs chemiczny Grupa B. Czas pracy 80 minut

Opracował: Marcin Bąk

PROGRAM OGRANICZENIA NISKIEJ EMISJI W MIEŚCIE KATOWICE DLA OBIEKTÓW INDYWIDUALNYCH W LATACH 2009 DO 2011

OFERTA POMIARY CZYNNIKÓW SZKODLIWYCH NA STANOWISKACH PRACY ANALIZA WÓD I ŚCIEKÓW

Instalacji odmagnezowania blendy flotacyjnej w Dziale Przeróbki Mechanicznej Olkusz Pomorzany ZGH Bolesław S.A.

1. W źródłach ciepła:

Roczne oceny jakości powietrza w woj. mazowieckim Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Warszawie

OCENA JAKOŚCI POWIETRZA W WOJEWÓDZTWIE PODKARPACKIM ZA ROK 2014

OFERTA POMIARY CZYNNIKÓW SZKODLIWYCH NA STANOWISKACH PRACY ANALIZA WÓD I ŚCIEKÓW

OFERTA POMIARY CZYNNIKÓW SZKODLIWYCH NA STANOWISKACH PRACY ANALIZA WÓD I ŚCIEKÓW

PRZYKŁADY INSTALACJI DO SPALANIA ODPADÓW NIEBEZPIECZNYCH

WYKAZ METOD BADAWCZYCH w WBJ-2 (Pobieranie próbek) Metoda badawcza

Efekt ekologiczny modernizacji

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Świadomi dla czystego powietrza

1. Zanieczyszczenie środowiska przyrodniczego

JAKOŚĆ POWIETRZA W MIEŚCIE RZESZÓW W ASPEKCIE WPŁYWU WARUNKÓW METEOROLOGICZNYCH NA ROZPRZESTRZENIANIE SIĘ ZANIECZYSZCZEŃ

powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej będąca produktem wietrzenia skał, czyli długotrwałego działania na nie wody, powietrza i temperatury, oraz

Założenia do aktualizacji Programu ochrony powietrza dla województwa małopolskiego w 2019 roku

Efekt ekologiczny modernizacji

Jak działamy dla dobrego klimatu?

JAKOŚĆ POWIETRZA W WOJEWÓDZTWIE PODKARPACKIM W 2013 ROKU Z UWZGLĘDNIENIEM POWIATU KROŚNIEŃSKIEGO

Czym oddychamy? Adam Ludwikowski Mazowiecki Wojewódzki Inspektor Ochrony Środowiska

Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

CZYM ODDYCHAMY? Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Warszawie. Płock, styczeń 2014 r.

Technologie ochrony atmosfery

WYKAZ ODPADÓW PODDAWANYCH UNIESZKODLIWIENIU LUB ODZYSKOWI

JAKOŚĆ POWIETRZA W WARSZAWIE

8. MANGANOMETRIA. 8. Manganometria

KAMPANIA EDUKACYJNA. w zakresie ochrony powietrza przed zanieczyszczeniem. Rzeszów, 9 września 2012r. Marszałek Województwa Podkarpackiego

Osady ściekowe w technologii produkcji klinkieru portlandzkiego na przykładzie projektu mgr inż. Małgorzata Dudkiewicz, dr inż.

Opracował: mgr inż. Maciej Majak. czerwiec 2010 r. ETAP I - BUDOWA KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ

ZADANIA INSPEKCJI OCHRONY ŚRODOWISKA W ZAKRESIE MONITOROWANIA JAKOŚCI POWITRZA

Trociny, wióry, ścinki, drewno, płyta wiórowa i fornir zawierające substancje niebezpieczne Osady z zakładowych oczyszczalni ścieków

WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ ATMOSFERY NA ŚRODOWISKO OZON. 10% ozonu - w niŝszej warstwie atmosfery - troposferze niebezpieczny dla ludzi

Biogazownie w Polsce alternatywa czy konieczność

Jakość powietrza w Lublinie i regionie

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Piotr MAŁECKI. Zakład Ekonomiki Ochrony Środowiska. Katedra Polityki Przemysłowej i Ekologicznej Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie

Założenia i realizacja Programu Ochrony Powietrza dla Województwa Małopolskiego

Efekt ekologiczny modernizacji

Gospodarka odpadami. Wykład Semestr 1 Dr hab. inż. Janusz Sokołowski Dr inż. Zenobia Rżanek-Boroch

PALIWA ALTERNATYWNE W CEMENTOWNI NOWINY

Ankieta do opracowania Planu Gospodarki Niskoemisyjnej (PGN) dla Gminy Lubliniec I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

Troska o powietrze atmosferyczne

Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

Wyzwania strategiczne ciepłownictwa w świetle Dyrektywy MCP

I. Pobieranie próbek. Lp. Wykaz czynności Wielkość współczynnika

SMOG: co to takiego? Dlatego

Czym oddychamy? Adam Ludwikowski Mazowiecki Wojewódzki Inspektor Ochrony Środowiska

Jakość powietrza na obszarze podkarpackich uzdrowisk w 2016 roku w zakresie SO 2, NO 2, PM10, PM2,5, b(a)p i ozonu SPIS TREŚCI WPROWADZENIE...

Polskie technologie stosowane w instalacjach 1-50 MW

Wyniki pomiarów jakości powietrza prowadzonych metodą pasywną w Kolonowskiem w 2014 roku

Sustainability in commercial laundering processes

dla Gminy Miejskiej Wrocław Zespół ds. jakości powietrza w woj. dolnośląskim kwiecień 2017 r.

WYKAZ METOD BADAWCZYCH w WBJ-2 (Pobieranie próbek) Metoda badawcza

o skondensowanych pierścieniach.

Ankieta do opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej na terenie Gminy Konstancin-Jeziorna"

Zagrożenie eutrofizacją i zakwaszeniem ekosystemów leśnych w wyniku koncentracji zanieczyszczeń gazowych oraz depozytu mokrego

Viessmann. Efekt ekologiczny. Dom jednorodzinny Kosmonałty 3a Wołów. Janina Nowicka Kosmonałty 3a Wołów

Zagrożenia środowiskowe na terenach górniczych

Bezemisyjna energetyka węglowa

POJĘCIA PODSTAWOWE. zanieczyszczenia stałe. PYŁ (Zapylenie, opad pyłu) MGŁA- AEROZOLE GAZY, PARY. ATMOSFERA ciekłe. zanieczyszczenia gazowe

2. Procenty i stężenia procentowe

ZAŁĄCZNIKI. Wniosek DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY

Człowiek a środowisko

Metan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych.

WBPP NATURALNE ZASOBY ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII I SPOSOBY ICH WYKORZYSTANIA (BIOMASA, BIOPALIWA)

Plan wykładu: Wstęp. Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Zanieczyszczenia wód. Odpady stałe

Jak poprawić jakość powietrza w województwie śląskim?

Najlepsze dostępne praktyki i technologie w metalurgii. dr hab. inż. M. Czaplicka, Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice

Elektrofiltry dla małych kotłów na paliwa stałe. A. Krupa A. Jaworek, A. Sobczyk, A. Marchewicz, D. Kardaś

Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska w Rzeszowie INFORMACJA O WYNIKACH BADAŃ PMŚ ZREALIZOWANYCH NA TERENIE MIASTA MIELCA W 2016 R

Temat 2: Nazewnictwo związków chemicznych. Otrzymywanie i właściwości tlenków

I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

5.1. Stan czystości powietrza wg pomiarów Fundacji Agencji Regionalnego Monitoringu Atmosfery Aglomeracji Gdańskiej.

Transkrypt:

Wykład 4 Chemia Środowiska

Średnioroczne wartości stężeń głównych zanieczyszczeń atmosfery w obszarze GOP w 1989, w µg/m 3 Substancja Stężenie dopuszczalne wg norm Średnie stężenie na terenie GOP Maksymalne stężenie w miastach Śląska Ditlenek siarki 32 44 65 83 Monotlenek azotu 50 66 100 120 Pyły 50 132 185 214 Monotlenek węgla 120 6500 12 900 17 500 Ołów 0,2 0,3 1,3 1,9 Kadm 0,01 0,10 0,80 1,16 Węglowodory alifatyczne (do C 5 ) 820 5 700 11 100 13 600 benzo(a)piren 0,001 0,042 0,070 0,89

Schemat elektrofiltru

Maksymalne średniodobowe stężenia zanieczyszczeń powietrza zmierzone w latach 1991-2002 na stacjach pomiarowych WSSE w śródmieściach wybranych miast Polski Miasto Pył zawieszony 1991-1993 1994-1996 1997-1999 2000-2002 Warszawa 472 348 244 231 Gdańsk 507 380 172 110 Kraków 644 439 426 622 Łódź 741 769 403 210 Wrocław 800 293 326 196

Emisje SO 2 61% SO 2 powstaje w wyniku spalania węgla, 25% SO 2 ze spalania produktów naftowych, 10% SO 2 podczas wytopu rud siarczkowych miedzi, 1,5% SO 2 w trakcie wytopu rud siarczkowych zawierających ołów i cynk.

Kamień budowlany zawierający w swoim składzie węglany wapnia lub magnezu łatwo ulega atakowi kwaśnego opadu atmosferycznego, w wyniku którego powstają rozpuszczalne siarczany: CaCO 3(S) + H 2 SO 4(aq) Ca 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) + H 2 O (c) + CO 2(g) Kamieniem budowlanym może być wapień lub marmur (oba minerały zawierają głównie CaCO 3 ) oraz piaskowiec, w którym spoiwem ziaren kwarcu jest węglan wapnia lub tlenek żelaza (III). Tlenki żelaza pozostające w kontakcie z zakwaszoną wodą również ulegają rozpuszczeniu: Fe 2 O 3(S) + 3 H 2 SO 4(aq) 2Fe 3+ (aq) + 3SO 4 2- (aq) + 3H 2 O (c) Ditlenek siarki (IV) reaguje znacznie wolniej w warunkach niskiej wilgotności, ale efekt końcowy jest identyczny. Obecność w atmosferze ditlenku siarki (IV), tlenków azotu i kwaśnego opadu prowadzi do wzrostu szybkości procesów korozji konstrukcji metalowych, takich jak mosty i pojazdy mechaniczne.

Bezpośrednie szkody wywołane kwaśnym opadem atmosferycznym lub obecnością w atmosferze ditlenku siarki (IV) związane są głównie z uszkodzeniem aparatów szparkowych znajdujących się na zewnętrznej, zielonej powłoce liścia. Aparaty szparkowe pełnią funkcje związane z wymianą gazową (tzn. pobieranie CO 2 i wydzielanie O 2 ) i transpiracją, czyli wyparowywaniem wody przez roślinę.

Na terenach rolnych, znajdujących się w bliskiej odległości od terenów miejskich, SO2 występuje w stężeniach, które powodują zmniejszenie wzrostu i plonów roślin. Lasy są w znacznie większym stopniu wrażliwe na uszkodzenia, ponieważ rosną zazwyczaj na uboższych glebach i znajdują się w stanie nietrwałej równowagi ze swoim środowiskiem.

Celem obniżenia szkód wywołanych zasiarczeniem środowiska zaleca się wapnowanie gleby i wprowadzanie do wód rzek i jezior wapienia, CaCO 3. Wapnowanie całego obszaru zanieczyszczonego związkami siarki jest praktycznie niewykonalne ze względów technicznych dlatego ogranicza się do systematycznego wapnowania gruntów ornych. Wszelkie działania prowadzone na rzecz ograniczenia wielkości emisji ditlenku siarki (IV) do atmosfery spotykają się z niechęcią ze strony producentów, zwiększają bowiem ich koszty produkcji.

Odsiarczanie paliw Około połowa siarki elementarnej zawartej w węglu występuje w postaci pirytów(fes2). Średnio ok. 80% tej siarki można usunąć przez rozdrabnianie węgla, stosując różne techniki oddzielenia (separacji). Usuwanie organicznie związanej siarki jest znacznie bardziej trudne i wymaga przeróbki węgla na nowe paliwa ciekłe lub gazowe. Odsiarczanie ropy naftowej umożliwiają specjalne metody rafinacji.

Odsiarczanie gazów odlotowych Stężenie SO 2 w gazach odlotowych emitowanych przez przemysł hutniczy wynosi 5-15% i stąd istnieje możliwość bezpośredniej ich przemiany do kwasu siarkowego (VI)

Odsiarczanie gazów kominowych W przypadku spalania paliw kopalnych stężenie związków siarki jest zazwyczaj mniejsze niż 0,6%. Te rozcieńczone gazy mogą być wymywane za pomocą alkalicznych roztworów lub adsorbowane na zawiesinach różnych związków: H O CaCO + SO 2 CaSO CaO + SO CaSO 3 3 2 + O H O 2 CaSO 2 2 + 2H 2 3 O 2CaSO 3 4 + CO 2 zanieczyszczony szlam 2H O 2 MgO + SO 2 MgSO 3 ogrzewanie MgO + SO do ponownego użżyci 2 H 2 SO 4 Na 2 SO 3 + H O 2NaHSO 2 3 ogrzewanie Na 2 SO 3 do ponownego użżyci + H O + SO 2 2 H 2 SO 4

Powstające produkty mogą być: - składowane na hałdzie - sprzedawane (ograniczony rynek sprzedaży dla H2SO4 (VI) i gipsu CaSO4 2H2O do okładzin tynkowych) - adsorbenty mogą być regenerowane

Typowa brytyjska elektrownia o mocy 2 000 MW wytwarza rocznie około 1 mln ton mokrego szlamu lub 210 tys. ton 98% H 2 SO 4 albo 67 tys. ton S, jeżeli wydajność procesu odsiarczania wynosi ok. 90%. Odwadnianie odpadowych szlamów może prowadzić do zanieczyszczenia wód.

Powstające odpady wymagają znacznych obszarów do ich składowania. Np. elektrownia o mocy 2000 MW, w okresie 10 lat wytwarza odpady, które wymagają powierzchni o wymiarach np. 1 km x 100 m. Wysokość utworzonej hałdy wyniesie 10 m.

W przypadku trudności ze zbytem kwasu siarkowego (VI) tlenki siarki poddaje się przemianie do siarki elementarnej. Nie występują wówczas problemy związane z magazynowaniem i możliwy jest łatwiejszy transport do innych odbiorców.

Np. Wielka Brytania importuje rocznie około 7,5 10 5 ton siarki. Natomiast zlokalizowane na jej terenie elektrownie emitują rocznie do atmosfery około 1,3 10 6 ton siarki. Nadprodukcja siarki sprawiła, że zostały obniżone ceny zbytu.

Produkty DRW i procesy ich dalszej przeróbki Frakcje otrzymywane z instalacji DRW są typowymi półproduktami. Są one przerabiane w innych instalacjach rafineryjnych w celu uzyskania produktów o odpowiedniej jakości. Szczególnie ważne są procesy rafinacji w czasie których usuwa się związki siarki.

Najczęściej stosowaną metodą chemiczną - rafinacji benzyn jest ich ługowanie (tzn. przemywanie roztworem ługu sodowego) H 2 S + 2NaOH Na 2 S + 2H 2 O RSH(merkaptan) + NaOH RSNa + H 2 O

Metody fizyczne wykorzystują selektywne rozpuszczalniki np. futurol lub fenol. Powodują one rozpuszczanie w sobie niepożądanych związków siarki nie rozpuszczając samych frakcji (np. oleju).

Maksymalne średniodobowe stężenia zanieczyszczeń powietrza zmierzone w latach 1991-2002 na stacjach pomiarowych WSSE w śródmieściach wybranych miast Polski,ug/m3 Miasto SO 2 1991-1993 1994-1996 1997-1999 2000-2002 Warszawa 256 143 144 140 Gdańsk 308 182 147 82 Kraków 543 475 305 308 Łódź 387 155 203 188 Wrocław 261 133 192 93

Paliwa zastępcze W skład paliw zastępczych wchodzą niskosiarkowe paliwa, takie jak gaz naturalny lub węgiel o zawartości siarki elementarnej wynoszącej około 1% w miejsce węgla o zawartości siarki 6%. Wprowadza się do powszechnego użytku alternatywne źródła energii, np. energię słoneczną, wiatr, energię wodną.

100 80 95,3 70,5 udział, % 60 40 20 0 18,9 3,4 1,2 10,4 0,1 0,2 w ęgiel ropa gaz pozostałe rok 1960 rok 1999 Zmiany struktury zużycia energii w Polsce w latach 1960-1999

Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń przy zmianie nośnika energii na gaz /emisja dla węgla = 100%/ % zanieczyszczeń w stosunku do zanieczyszczeń przy spalaniu węgla, % 50 40 30 20 10 0 SO 2 NO 2 CO pył CO 2 z aniecz ysz cz enie Porównanie oszacowanego zmniejszenia emisji zanieczyszczeń przy zmianie nośnika energii z węgla na gaz (emisja dla węgla = 100%)

Zgodnie z założeniami programu UE określonego w dokumencie programowym Komisji Europejskiej Green Paper i strategią wdrażania odnawialnych źródeł energii (OŹE ) jednym ze sposobów ograniczania emisji jest wprowadzanie biomasy.

Biomasa, trzecie, co do wielkości na świecie, naturalne źródło energii stanowić może znaczący energetycznie substytut węgla. Stanowi ona formę gromadzenia energii słonecznej jako produktu fotosyntezy, w wyniku którego rośliny produkują węglowodany z ditlenku węgla zawartego w atmosferze i wody w obecności promieniowania słonecznego.

% 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 6 4 4 3 3 5 1 9,7 1 9 3,3 CO SO2 NO2 subst.organ. WWA B(a)P węgie l d re w no Względna ekologiczna efektywność spalania zrębków drzewnych w porównaniu do spalania węgła

Maksymalne średniodobowe stężenia zanieczyszczeń powietrza zmierzone w latach 1991-2002 na stacjach pomiarowych WSSE w śródmieściach wybranych miast Polski, ug/m3 Miasto NO 2 1991-1993 1994-1996 1997-1999 2000-2002 Warszawa 214 407 143 207 Gdańsk 181 138 136 159 Kraków 214 228 155 230 Łódź 279 192 208 173 Wrocław 170 107 192 86

W odniesieniu do stężeń NO 2 sytuacja nie uległa poprawie, a w niektórych miastach (lub ich fragmentach) notowane obecnie stężenia są wyższe niż dawniej. Jest to efekt dynamicznie wzrastającej liczby pojazdów samochodowych, zwłaszcza samochodów osobowych (z 5,2 mln. w 1990r. do 11 mln. w 2002 r.) a także samochodów ciężarowych (z 1mln. w 1990r. do 2 mln. w 2002r.)