Ochrona powietrza
wstęp
literatura PODSTAWOWA:
•
Mazur Marian.
– Systemy ochrony powietrza. Wyd. AGH,
Kraków 2004
•
Szklarczyk Miros
ław. - Ochrona atmosfery. WUWM Olsztyn
2001
literatura UZUPE
ŁNIAJĄCA:
1.
[1] Trzepierczyńska I. – Fizykochemiczna analiza zanieczyszczeń
powietrza. Politechnika Wrocławska, Wrocław 1997.
definicje 2
Ochrona powietrza należy do najistotniejszych zadań instytucji zajmujących się ochroną
środowiska ze względu na wysokie oddziaływanie atmosfery na inne elementy przyrodnicze
tj. glebę, szatę roślinną oraz wodę, a tym samym na zdrowie człowieka.
Ochrona powietrza polega na zapewnieniu jak najlepszej jego jakości, w szczególności przez:
1) utrzymanie poziomów substancji w powietrzu poniżej dopuszczalnych dla nich poziomów
lub co najmniej na tych poziomach;
2) zmniejszanie poziomów substancji w powietrzu co najmniej do dopuszczalnych, gdy nie są
one dotrzymane.
W ostatnich kilkunastu latach stan jakości powietrza ulegał systematycznej poprawie.
Tendencja ta spowodowana była zarówno spadkiem produkcji przemysłowej na początku lat
dziewięćdziesiątych, jak i wprowadzaniem w latach późniejszych efektywnych,
energooszczędnych, bardziej przyjaznych dla środowiska technologii, stosowaniem lepszej
jakości paliw oraz budową urządzeń ograniczających emisję.
Do najistotniejszych osiągnięć Polski w tej dziedzinie należy zaliczyć ograniczenie
tempa wzrostu zużycia energii, ograniczenie tzw. „emisji wysokiej”, szczególnie w sektorze
energetyki przemysłowej oraz postęp w dziedzinie odpylania spalin i gazów
odlotowych. Sporządzona została m.in. „Lista 80” – lista zakładów najbardziej uciążliwych
dla środowiska w skali kraju.
definicje 2
Kwestie ochrony powietrza w krajach Unii Europejskiej regulowane są w szczególności
przez następujące akty prawne:
dyrektywę 2001/80/WE z dnia 23 października 2001 r. dotyczącą ograniczenia
emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza z dużych obiektów energetycznych spalania
paliw;
dyrektywę 96/61/WE z 24 września 1996 r. dotyczącą zintegrowanego
zapobiegania i kontroli zanieczyszczeń;
dyrektywę 99/32/WE z dnia 26 kwietnia 1999 r. dotyczącą redukcji zawartości
siarki w paliwach płynnych;
dyrektywę 94/63/WE z dnia 20 grudnia 1994 r. dotyczącą kontrolowania emisji
lotnych związków organicznych powstałych wskutek magazynowania benzyny i jej
dystrybucji z terminali do stacji obsługi.
Zagadnienia ochrony powietrza w Polsce regulowane są w szczególności przez następujące
dokumenty o charakterze strategicznym oraz akty prawne:
II Polityka Ekologiczna Państwa;
Polska 2025 – Długookresowa Strategia Trwałego i Zrównoważonego Rozwoju;
Koncepcja Polityki Przestrzennego Zagospodarowania Kraju;
ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo energetyczne (Dz.U. z 1997 r. Nr 54 poz. 348, z
późn.zm.);
ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz.U. z 2006 r. Nr 129
poz.902, z późn.zm.);
Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. o odpadach ( Dz.U. z 2001 r. Nr 62 poz.628, z późn.zm.).
Dla aglomeracji o liczbie mieszkańców większej niż 250 tysięcy oraz obszarów powiatów
niewchodzących w skład takich aglomeracji wojewodowie, po zasięgnięciu opinii
właściwych starostów, określają, w drodze rozporządzenia, Programy ochrony powietrza,
mające na celu osiągnięcie dopuszczalnych poziomów substancji w powietrzu.
definicje 2
Emisja zanieczyszczeń - to wprowadzanie do środowiska wytworów działalności człowieka
a w szczególności:
substancji (np. zanieczyszczeń stałych, ciekłych lub gazowych)
energii (np. hałasu, wibracji, promieniowania)
do powietrza, wody, gleby lub ziemi.
Definicję emisji w znaczeniu ekologicznym podano w ustawie z dnia 27 kwietnia 2001 r.
Prawo ochrony środowiska.
Poprzez emisje ustawodawca określa wprowadzanie bezpośrednio lub pośrednio, w wyniku
działalności człowieka, do powietrza, wody, gleby lub ziemi: substancji bądź energii takich
jak ciepło, hałas, wibracje lub pola elektromagnetyczne.
Przy czym, substancje to pierwiastki chemiczne oraz ich związki, mieszaniny lub roztwory
występujące w środowisku lub powstałe w wyniku działalności człowieka.
Substancje niebezpieczne zaś to jedna lub więcej substancji albo mieszaniny substancji, które
ze względu na swoje właściwości chemiczne, biologiczne lub promieniotwórcze mogą, w
razie nieprawidłowego obchodzenia się z nimi, spowodować zagrożenie życia lub zdrowia
ludzi lub środowiska; substancją niebezpieczną może być surowiec, produkt, półprodukt,
odpad, a także substancja powstała w wyniku awarii.
definicje 2
Hałas to dźwięki o częstotliwościach od 16 Hz do 16.000 Hz. Pola elektromagnetyczne
określono jako pole elektryczne, magnetyczne oraz elektromagnetyczne o częstotliwościach
od 0 Hz do 300 GHz.
Rodzaj i ilość wprowadzanych substancji lub energii w określonym czasie oraz stężenia lub
poziomy substancji lub energii, w szczególności w gazach odlotowych, wprowadzanych
ściekach oraz wytwarzanych odpadach określono jako wielkość emisji.
Środowisko zdefiniowano jako ogół elementów przyrodniczych, w tym także
przekształconych w wyniku działalności człowieka, a w szczególności powierzchnię ziemi,
kopaliny, wody, powietrze, zwierzęta i rośliny, krajobraz oraz klimat.
Jego ochronę jako podjęcie lub zaniechanie działań, umożliwiające zachowanie lub
przywracanie równowagi przyrodniczej. Równowagę przyrodniczą zdefiniowano jako stan, w
którym na określonym obszarze istnieje równowaga we wzajemnym oddziaływaniu:
człowieka, składników przyrody żywej i układu warunków siedliskowych tworzonych przez
składniki przyrody nieożywionej.
Kwestie emisji reguluje m.in. ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. — Prawo ochrony
środowiska (art. 3 pkt 4 — definicja ustawowa emisji).
ODORY !
definicje 2
Niska emisja - emisja komunikacyjna i emisja pyłów i szkodliwych gazów pochodząca z
lokalnych kotłowni węglowych i domowych pieców grzewczych, w których spalanie węgla
odbywa się w nieefektywny sposób najczęściej węglem tanim, a więc o złej charakterystyce i
niskich parametrach grzewczych. W wielu regionach i zamknietych wsiach w dolinach jest
przyczyna wysokiej śmiertelnosci i plagi nowotworowej.
Wielkość emisji – rodzaj i ilość wprowadzanych substancji lub energii w określonym czasie
oraz stężenia lub poziomy substancji lub energii, w szczególności w gazach odlotowych,
wprowadzanych ściekach oraz wytwarzanych odpadach.
Poziom substancji w powietrzu – stężenie substancji w powietrzu w odniesieniu do
ustalonego czasu lub też opad takiej substancji w odniesieniu do ustalonego czasu i
powierzchni.
Substancja – pierwiastki chemiczne oraz ich związki, mieszaniny lub roztwory występujące
w środowisku lub powstałe w wyniku działalności człowieka.
Standard emisyjny – dopuszczalne wielkości emisji dla danego rodzaju technologii.
Metodyka referencyjna – określona na podstawie rozporządzenia metoda pomiarów lub
badań, która może obejmować w szczególności sposób poboru próbek, sposób interpretacji
wyników, a także metodyki modelowania rozprzestrzeniania się substancji oraz energii w
środowisku
definicje 2
Areozol – układ dwu lub trój-fazowy składający się z gazowej fazy rozpraszającej oraz stałej
lub ciekłej albo stałej i ciekłej fazy rozproszonej, spełniający warunek stabilności, tzn.
istniejący w czasie, w którym bierze on udział w rozpatrywanym procesie.
Koksik – zawarta w popiele lub w pyle niespalona część węgla.
Popiół – stała pozostałość składników wchodzących w skład spalonej substancji
Popiół lotny – drobnoziarniste cząstki stałe porywane przez wydalane gazy, powstałe ze
spalania paliw.
Sadza – cząstki utworzone z drobnych kryształków grafitu, otrzymywane przez niezupełne
spalanie lub rozkład termiczny związków węgla.
Pył – zbiór cząstek stałych, które wyrzucane do powietrza zostają w nim przez pewien czas.
Cząstki < 300 mikronów. Pył drobny PM 10 i PM 2,5.
Redukcja zanieczyszczeń – zmniejszanie lub ograniczanie ilości substancji
zanieczyszczających
Emitor – obiekt, z którego są emitowane (wydalane) do powietrza atmosferycznego
zanieczyszczenia (substancje lub energia).
Unos – proces powstawania (wyzwalania się) zanieczyszczeń powietrza – inaczej ładunek
zanieczyszczeń. Wyrażany jako stosunek masy o czasu (kg/h), objętości do czasu (m3/h) lub
w odniesieniu do wielkości produkcji (kg/Mg)
definicje 2
Naturalne źródło zanieczyszczeń – źródło, z którego są emitowane (wydalane) do powietrza
atmosferycznego substancje zanieczyszczające powstające w wyniku naturalnych procesów
przyrodniczych
Sztuczne źródło zanieczyszczeń– j.w …, powstające w wyniku działalności człowieka
Emitor stały – źródło o stałej lokalizacji
Emitor ruchomy – źródło o zmiennej lokalizacji
Emitor punktowy – źródło emitujące zanieczyszczenia do powietrza z odpowiednio małej
powierzchni w zależności od rozważanej sytuacji.
Emitor liniowy – źródło emitujące zanieczyszczenia z powierzchni, dla której w rozważanej
sytuacji jej szerokość jest odpowiednio mała w stosunku do długości
Emitor powierzchniowy – źródło emitujące zanieczyszczenia z powierzchni, której
rozmiary nie mogą być pominięte w rozważanej sytuacji
Emitor objętościowy – źródło emitujące zanieczyszczenia z objętości, która nie może być
pominięta w rozważanej sytuacji
Źródło ciągłego zanieczyszczenia – źródło emitujące do powietrza atmosferycznego
substancje lub energie w sposób ciągły w określonym czasie.
definicje 2
Źródło okresowe – źródło, z którego są emitowane (wydalane) do powietrza
atmosferycznego substancje lub energie w odstępach czasu
Emisja zorganizowana– emisja substancji zanieczyszczających do powietrza przez
urządzenia o znanych parametrach i dająca się zmierzyć
Emisja niezorganizowana – emisja niespełniająca powyżej podanych kryteriów
Emisja stała (w czasie) – stała ilość substancji zanieczyszczających emitowana w przyjętych
przedziałach czasu
Emisja zmienna (w czasie) – zmienna ilość substancji zanieczyszczających emitowana w
przyjętych przedziałach czasu.
Imisja – stan zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego na styku powietrza
atmosferycznego i receptora
Wtórne substancje zanieczyszczające – substancje powstające w atmosferze z pierwotnych
zanieczyszczeń
Wymywanie zanieczyszczeń z powietrza – proces wychwytywania substancji
zanieczyszczających przez krople deszczu lub płatki śniegu
definicje 2
Smuga zanieczyszczeń – strumień substancji zanieczyszczających wydzielanych przez
źródło (często widzialny) utrzymujący się powietrzu atmosferycznym
Stężenie na powierzchni ziemi– ilość substancji stałej lub gazowej w jednostce objętości
powietrza występująca na wysokości 2 m nad ziemią.
Strumień zanieczyszczeń – ilość zanieczyszczeń na styku powietrza atmosferycznego i
receptora, wyrażona w jednostkach masy zanieczyszczeń na jednostkę powierzchni
Substancja zawieszona – wszystkie cząstki substancji, dla których nieznaczna prędkość
opadania umożliwia czasowe ich przebywanie w atmosferze.
atmosfera
Parametr
Jednostka
Emisja
Stężenie masowe
mg/m
3
Stężenie objętościowe
ppm
v
= 1 cm
3
/m
3
Strumień objętości
m
3
/s
Wielkość emisji
kg/h Mg/rok
Wskaźnik emisji
mg/kg, kg/Mg, g/GJ, g/km
Poziom substancji w powietrzu
Stężenie masowe
mg/m
3
,
mg/m
3
, 1mg = 1000
mg
Stężenie objętościowe
ppm
v
= 1 cm
3
/m
3
, ppb
v
=
ml/m
3
Opad substancji
mg/m
2
/rok
Jednostki stosowane w ochronie powietrza
definicje
ększość zanieczyszczeń środowiska to związki chemiczne (skatalogowano ponad 5mln
zwi
ązków chemicznych, każdego roku odkrywamy 70[tyś] nowych).
Cz
łowiek wdycha ok. 9 kg powietrza dziennie, dlatego nawet niewielkie zanieczyszczenia
powietrza mog
ą wywoływać zatrucia. Cząsteczki pyłów osadzają się trwale na pęcherzykach
p
łucnych i absorbują związki chemiczne np. rakotwórczy benzopiren (powstaje z niecałkowitego
spalenia paliw sta
łych i płynnych).
Pod wp
ływem emisji różnych substancji do atmosfery atmosfera zmienia swój skład. Może to
nast
ępować w stopniu większym niż by się od razu wydawało, ze względu na możliwość
chemicznego oddzia
ływania emitowanych substancji z atmosferą.
Mówi
ąc o zorganizowanym oczyszczaniu powietrza mamy na myśli zorganizowane
odprowadzanie powietrza ze
źródła zanieczyszczeń. Oczyszczanie powietrza jest w zasadzie
oczyszczaniem gazów odlotowych, czyli ochron
ą atmosfery.
Emisja nie oczyszczonych gazów odlotowych to nie tylko zanieczyszczenia lecz równie
ż straty:
- materia
łowe
- po
średnie
- bezpo
średnie
definicje
Materia
łowe - emitowane: pary, gazy, pyły to straty w produktach. Posiadają
warto
ść użytkową, są to pośrednie surowce (trzeba je poddać utylizacji), do
ponownego wykorzystania lub u
życia w innych procesach produkcyjnych. Np. straty
z wielkich pieców hutniczych to straty140mln[PLN/rok].
Po
średnie - rozpraszanie i absorpcja światła słonecznego, zwiększenie
cz
ęstotliwości występowania mgieł, pochłanianie i rozpraszanie UV (1%
promieniowania s
łonecznego), zmiany wód i gleb mają znaczenie biologiczne.
Cz
ęstotliwość występowania mgieł w ośrodkach przemysłowych jest 3 razy większa
ni
ż na terenach niezanieczyszczonych.
Bezpo
średnie - szkodliwe oddziaływanie zanieczyszczeń na organizmy żywe:
ludzie, zwierz
ęta,rośliny. Choroby: krzywica, bronchity, choroby oczu i płuc, astmy
uczuleniowe. Niszczenie maszyn.
ń emisji zanieczyszczeń do powietrza
sposoby
Ograniczenie emisji zanieczyszcze
ń ze źródeł
antropogenicznych uzyskuje si
ę w wyniku:
wzbogacania paliw, np.
odsiarczanie w
ęgli
energetycznych
zmiany stosowanych
surowców, np. spalania paliw
o wy
ższej jakości w okresie
niekorzystnych warunków
meteorologicznych
hermetyzacji procesów
technologicznych i
oczyszczania gazów
odlotowych
oczyszczania gazów
spalinowych, m.in.
odpylania i
odsiarczania spalin
wykorzystania
niekonwencjonalnych
źródeł energii, np.
energii s
łonecznej,
energii wiatru
