Wprowadzenie
Podstawowe pojęcia
Przyroda
Przyroda – przedmiot poznania zmysłowego: wszystkie elementy
wszechświata i oddziaływania między nimi.
Natura
Natura – przedmiot poznania zmysłowego, niebędący wytworem ludzi;
przyroda nieantropogeniczna.
Cywilizacja
Cywilizacja – wytwór ludzi; wynik opanowania przyrody przez ludzi;
przyroda antropogeniczna.
2
Ekologia
Ekologia (gr. oikos – dom, logos – nauka) – nauka o oddziaływaniach
między organizmami żywymi i ich środowiskiem.
Środowisko
Środowisko obiektu – jego otoczenie
, w którym zachodzą wzajemne
oddziaływania bytu i otoczenia
.
Środowisko naturalne
Środowisko naturalne – środowisko niebędące wytworem ludzi.
Środowisko cywilizacyjne
Środowisko cywilizacyjne – środowisko będące wytworem ludzi.
3
Inżynieria ekologiczna
Inżynieria ekologiczna – nauka o technicznych metodach ochrony
i naprawy środowiska.
Ochrona przyrody
Ochrona przyrody – nauka o zasadach i metodach zachowania stanu
przyrody; działania na rzecz zachowania stanu przyrody.
Ochrona środowiska
Ochrona środowiska – nauka o zasadach i metodach zachowania stanu
środowiska; działania na rzecz zachowania stanu środowiska.
4
Naruszenie stanu środowiska
Zanieczyszczenie
Zanieczyszczenie – występowanie substancji i oddziaływań
niepożądanych, obcych w dowolnym elemencie środowiska,
w intensywności umożliwiającej zmianę właściwości środowiska.
Zanieczyszczenia mogą mieć w szczególności szkodliwy wpływ na
zdrowie ludzi i innych organizmów żywych.
Zanieczyszczenia powietrza:
Lokalne – duża imisja zanieczyszczeń groźna lokalnie.
W skali makroskopowej – np. smogi.
Transgraniczne – np. kwaśne opady.
Globalne – groźne w skali globalnej, np. zjawisko cieplarniane oraz
tzw. zmniejszanie się stężenia ozonu w stratosferze.
5
Zanieczyszczenia:`
Pierwotne – wprowadzane do środowiska bezpośrednio przez
źródła zanieczyszczeń.
Wtórne – powstające w środowisku na skutek oddziaływań między
zanieczyszczeniami pierwotnymi i środowiskiem i np. smogi,
kwaśne opady, zwiększanie się stężenia ozonu troposferycznego.
6
Zanieczyszczenia powietrza
Dwutlenek siarki (SO
2
).
Tlenki azotu (NO
x
).
Lotne związki organiczne (LZO).
Tlenek węgla (CO).
Dwutlenek węgla (CO
2
).
Ozon troposferyczny (O
3
).
Ołów (Pb)
Pyły.
Odory.
Metale ciężkie.
7
Zanieczyszczenia:
Naturalne (nieantropogeniczne) – zanieczyszczenia, będące skutkiem
naturalnych procesów zachodzących w przyrodzie: biologicznych,
fizyko–chemicznych (geologicznych, meteorologicznych itp.).
Antropogeniczne (nienaturalne) – zanieczyszczenia, będące skutkiem
działalności ludzi.
8
Źródła zanieczyszczeń powietrza:
Naturalne:
•
wybuchy wulkanów,
•
pożary lasów i stepów,
•
wietrzenie skał,
•
wyładowania atmosferyczne,
•
unoszenie pyłu pustynnego i cząstek gleby, pyły organiczne (np.
pyłki roślin),
•
pył kosmiczny.
Cywilizacyjne (antropogeniczne):
•
spalanie paliw,
•
wydobycie i transport surowców,
•
przemysł chemiczny,
•
przemysł rafineryjny,
9
•
przemysł metalurgiczny,
•
cementownie,
•
składowiska surowców i odpadów,
•
rolnictwo,
•
motoryzacja,
•
źródła komunalne.
10
Ksenobiotyki
Ksenobiotyki – zanieczyszczenia, będące wytworem ludzi, niemające
swych odpowiedników w naturze (np. DDT).
Toksyczność
Toksyczność – zdolność do wywoływania uszkodzeń organizmów
żywych.
Skażenie
Skażenie – zanieczyszczenie środowiska, prowadzące do całkowitego
zniszczenia normalnej struktury ekosystemu, którego nie można
usunąć metodami konwencjonalnymi.
11
Emisja
Emisja – zjawisko.
Emisja – wielkość fizyczna.
Emisja
Emisja – zjawisko: wprowadzanie do środowiska substancji lub
oddziaływań.
Emisja
Emisja – wielkość fizyczna: masa substancji wprowadzanej do
środowiska.
12
Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń
Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń – procesy dyspersji zanieczyszczeń
w powietrzu atmosferycznym oraz przemian zanieczyszczeń i usuwania
ich z powietrza atmosferycznego.
Dyspersja
Dyspersja – procesy transportu i dyfuzji zanieczyszczeń w powietrzu
atmosferycznym.
Imisja
Imisja – stężenie zanieczyszczenia rozproszonego w powietrzu
atmosferycznym.
13
Stężenie
Stężenie substancji w mieszaninie substancji to udział objęto-
ściowy lub masowy substancji w mieszaninie substancji; stężenie
może być wielkością bezwymiarową lub jest odnoszone do
jednostki objętości.
Emisja
Emisja zanieczyszczenia – m to masa substancji, uznanej za szko-
dliwą dla środowiska, wydzielanej z silnika.
14
Natężenie emisji
Natężenie emisji zanieczyszczenia to pochodna emisji zanie-
czyszczenia względem czasu – t.
dt
dm
E
=
Emisja drogowa
Emisja drogowa zanieczyszczenia to pochodna emisji zanie-
czyszczenia względem drogi – s przebywanej przez pojazd.
ds
dm
b
=
15
Liczba drogowa cząstek stałych
Liczba drogowa cząstek stałych to pochodna liczby cząstek
stałych – PN względem drogi przebywanej przez pojazd.
ds
dPN
b
PN
=
Emisja jednostkowa
Emisja jednostkowa zanieczyszczenia to pochodna emisji zanie-
czyszczenia względem pracy – L wykonywanej przez silnik.
dL
dm
e
=
16
Liczba jednostkowa cząstek stałych
Liczba jednostkowa cząstek stałych to pochodna liczby cząstek
stałych względem pracy wykonanej przez silnik spalinowy.
dL
dPN
e
PN
=
Współczynnik zadymienia spalin – Z
B
, Z
FSN
.
Współczynnik zaciemnienia spalin – Z
H
.
Współczynnik ekstynkcji promieniowania świetlnego – k.
17
Jednostki stosowane dla stężeń:
procent – %, jedna milionowa – ppm (parts pro million),
jedna miliardowa – ppb (parts pro billion),
miligram na metr sześcienny – mg/m
3
.
Jednostka emisji – kilogram – kg.
Jednostka emisji drogowej – gram na kilometr – g/km.
Jednostka liczby drogowej cząstek stałych – km do minus
pierwszej – km
–1
.
Jednostka emisji jednostkowej – iloraz masy i pracy –
gram na kilowatogodzinę – g/(kW·h).
Jednostka liczby jednostkowej cząstek stałych – kilowatogodzina
do minus pierwszej – (kW·h)
–1
.
Jednostka współczynnika zadymienia spalin – stopnie Boscha,
FSN (Filter Smoke Number).
18
Jednostka współczynnika zaciemnienia spalin – procenty, stopnie
Hartridge’a.
Jednostka współczynnika ekstynkcji promieniowania
świetlnego – m
–1
.
19
Transport, komunikacja, środki transportu
Transport
Transport (łac. transporto – przenoszę, przeprawiam) –
przemieszczanie ludzi i ładunków środkami lokomocji (tzw. środkami
transportu).
Komunikacja
Komunikacja (łac. communicatio – wymiana, łączność, rozmowa) –
ruch polegający na łączności między odległymi od siebie miejscami
odbywający się środkami lokomocji.
Środki transportu
Środki transportu – środki lokomocji; środki do przemieszczania się
(urządzenia, zwierzęta pociągowe).
20
Transport
Zewnętrzny
Publiczny
Wewnętrzny
Bliskiego zasięgu
Niepubliczny
Terenowy
Drogowy
Szynowy
Wodny
Powietrzny
Kosmiczny
Ze środkami
transportu
ruchomymi
względem podłoża
Ze środkami
transportu
nieruchomymi
względem podłoża
Kolejowy
Tramwajowy
Śródlądowy
Morski
Przybrzeżny
Kabotażowy
Pełnomorski
W przestrzeni
kosmicznej
Terenowy
na ciałach
niebieskich
Powierzchniowy
Lądowy
21
Środki transportu
Techniczne
Biologiczne
Silnikowe
Bezsilnikowe
Z zasilaniem
autonomicznym
Z zasilaniem
sieciowym
Środki
transportu
terenowego
Pojazdy
terenowe
Środki
transportu
drogowego
Pojazdy
drogowe
Środki
transportu
szynowego
Pojazdy
szynowe
Środki
transportu
powietrznego
Środki
transportu
kosmicznego
Silnikowe
Bezsilnikowe
Z napędem
Bez
napędu
Aerostaty
Aerodyny
Rakiety
Pojazdy
terenowe
Bezsilnikowe:
aerostaty,
szybowce, lotnie
Silnikowe
Bezsilnikowe
Środki
transportu
wodnego
Silnikowe
Silnikowe
Bezsilnikowe:
ż
aglowe
i wiosłowe,
tratwy
Sztuczne
satelity
22
Podmioty oddziaływania transportu na środowisko
Środki
transportu
Materiały
eksploatacyjne
Wytwórnie
środków
transportu
Wytwórnie
materiałów
eksploatacyjnych
Infrastruktura
transportu
23
Przedmioty oddziaływania transportu na środowisko
Teren
Rośliny
Woda
Gleba
Powietrze
Krajobraz
Zwierzęta
Ludzie
Zasoby
naturalne
24
Wielkość terenu zajmowanego przez infrastrukturę transportu
25
Działania związane z transportem wpływające na środowisko
Projektowanie
ś
rodków transportu,
materiałów eksploatacyjnych
i infrastruktury transportu
Zagospodarowanie
wycofanych z eksploatacji
ś
rodków transportu,
materiałów eksploatacyjnych
i infrastruktury transportu
Eksploatacja
ś
rodków transportu,
materiałów eksploatacyjnych
i infrastruktury transportu
Wytwarzanie
ś
rodków transportu,
materiałów eksploatacyjnych
i infrastruktury transportu
26
Skutki transportu samochodowego dla środowiska
Szkodliwe
Korzystne
Bezpośrednie
Pośrednie
Wypadki
Zanieczyszczanie
powietrza spalinami
Powodowanie hałasu
i drgań
Wytwarzanie i wzniecanie
pyłów
Oddziaływanie
infrastruktury transportu
Oddziaływanie procesów
projektowania,
wytwarzania, zużycia
i zniszczenia pojazdów
oraz ich infrastruktury
obsługowej
Oddziaływanie spowodowane
czynnikami socjologicznymi
i cywilizacyjnymi
Wycieki i parowanie
płynów eksploatacyjnych
Promieniowanie
elektromagnetyczne
Oddziaływania złożone
Techniczne środki realizacji
działań na rzecz poprawy
stanu środowiska
Zjawisko cieplarniane
Kwaśne opady
Smog kwaśny (londyński)
Smog fotochemiczny
(kalifornijski)
Zmniejszanie się warstwy
ozonu w stratosferze
27
Źródła emisji zanieczyszczeń i ich oddziaływanie na środowisko
28
Oddziaływanie zanieczyszcze
ń powietrza na środowisko
29
Schemat tworzenia si
ę smogu fotochemicznego
30
Schemat procesu ogrzewania troposfery na skutek zjawiska
cieplarnianego
31
Zale
żność stężenia dwutlenku węgla w atmosferze od lat bilansowania
32
33
34
T
e
m
p
e
r
a
tu
r
a
śr
e
d
n
ia
[
ºC
]
T
e
m
p
e
r
a
tu
r
a
śr
e
d
n
ia
[
ºC
]
35
Sposób powstawania kwa
śnych opadów
36
Kryteria szkodliwości transportu dla środowiska
Subiektywne.
Obiektywne.
37
Kryteria subiektywne szkodliwości transportu dla
ś
rodowiska – to, co jest odczuwane przez ludzi:
Bezpośrednie, związane z życiem emocjonalnym ludzi,
chwilowe, spontaniczne.
Zapach:
•
Nieprzyjemny.
•
Przyjemny – m.in. o działaniu narkotycznym
(np. tri, węglowodory aromatyczne, etery, zapach czarnej
orchidei, substancje narkotyczne, nawet benzyna itd.).
Dźwięk:
•
Nieprzyjemny (hałas).
•
Przyjemny (np. buczenie silnika).
38
Pośrednie, związane z odczuwaniem skutków, ze
skojarzeniami itd., o podłożu psychologicznym:
•
Przyjemne.
•
Nieprzyjemne.
Przykłady: skojarzenie z komplikacją życia z powodu budowy
autostrady, skojarzenie z wypadkiem drogowym z udziałem
pojazdów o pewnych cechach (marka, kolor, typ).
39
Kryteria obiektywne szkodliwości transportu dla środowiska
Przebiegi w czasie wielkości fizycznych, mających udokumentowany
naukowo wpływ na stan środowiska – w uproszczeniu: wartość
średnia wielkości fizycznej i czas oddziaływania.
Dla emisji zanieczyszczeń: stężenia zanieczyszczeń
rozproszonych w powietrzu – imisje.
Dla hałasu: ciśnienie akustyczne, poziom ciśnienia akustycznego,
natężenie dźwięku, poziom natężenia dźwięku, moc akustyczna,
poziom mocy akustycznej, głośność.
Dla drgań: najczęściej przyspieszenia, rzadziej prędkości
i odkształcenia, przemieszczenia i naprężenia.
W wypadku drgań i hałasu często reprezentacje widmowe:
częstotliwość oraz uśrednione wartości reprezentatywne, np.
wartość średnia średniowadratowa itd.
40
Oddziaływania:
Chwilowe.
Długotrwałe.
Skutki dla środowiska oddziaływań:
Chwilowych – doraźne.
Długotrwałych – kumulujące się.