Levegő-szennyezés BME, 2008 Simon Gergely

1. Levegő-szennyezésBME, 2008Simon Gergely

2. Tények • A Magyarországi halálozások 15 % -a a környezet szennyezéssel kapcsolatba hozható • A halál esetek 4 %-át a légszennyezés okozza

3. Mit nevezünk légszennyezésnek? • légszennyező anyagoknak a kibocsátási határértéket meghaladó mértékű levegőbe bocsátása. • káros következményekkel járó anyagok vagy energiák levegőbe juttatását jelenti, amelyek veszélyeztetik az emberi egészséget, ártalmasak az élőlényekre és az öko-rendszerekre, továbbá az anyagi javakra, valamint csökkentik vagy akadályozzák a környezet által nyújtott kikapcsolódási és más jogszerűen megengedett lehetőségek kihasználását; a "levegőszennyező anyagok" kifejezés ennek megfelelően értelmezendő. • A “nagy távolságra jutó, országhatárokon átterjedő levegőszennyezés" olyan levegőszennyezést jelent, melynek fizikai eredete teljes mértékben vagy részben egy állam nemzeti fennhatósága alatt álló területen van és károsan hat egy más állam fennhatósága alatt álló területen olyan távolságban, hogy az egyes kibocsátó forrásokat vagy forráscsoportokat általában nem lehet elkülöníteni egymástól és nagyságrendűket meghatározni.

4. A légszennyezés leggyakoribb mértékegységei: • mg/m3= • 10-6 gramm légszennyező anyag / 1 m3 levegő • ppm= (parts per million) • 1 mól (6x1023 db)molekula / 1 millió mól gáz • ppb= (parts per billion) • 1 mól (6x1023 db)molekula / 1 milliárd mól gáz

5. A legjellemzőbb városi légszennyező források

6. A légszennyezés forrásai Budapesten 1. táblázat: A szennyezőanyagok kibocsátásának ágazati megoszlása Budapesten 2002-ben (tonna) Kémiai Nemzeti Profil tervezet 2005; 3. fejezet; KvVM

7. Az elektromágneses spektrum

9. A nap átlag hőmérséklete 2796 K, ami körülbelül 2523 Celsius foknak felel meg, amely hőmérséklethez a 0,5 mm-es sugárzás tartozik, amit mi látható fénynek hívunk. • Minden gázra jellemző egy hullámhossztartomány, mely tartományban elnyeli az elektromágneses sugárzást. A levegő nitrogénje és oxigénje elnyeli a UV C és B sugárzást, az ózonpajzs az UV A és B nagy részét. • A föld légköre és a felhőzet a sugárzás közel felét elnyeli, vagy visszaveri az űrbe. A felszínt elérő sugárzás egy része visszaverődik onnan, illetve a maradék elnyelődik Egy frissen szántott föld a sugárzás nagy részét elnyeli, míg a hó szinte az egészet visszaveri.

10. A Föld az elnyelt energiát a 15 oC átlaghőmérsékletéhez tartozó 100 mm-es infravörös- (hő) sugár formájában adja ki. • A levegő CO2 és víz tartalma az IR tartományban nyel el, ezáltal melegen tartja a Földet, ezt a folyamatot hívjuk a természetes üvegházhatásnak. • Az üvegházhatású gázok légkörbe juttatása erősíti ezt a folyamatot. A légköri hőmérséklet emelkedésére különböző becslések vannak, egyesek csupán 2 oC fokos míg mások akár 6 oC fokos felmelegedést jósolnak következő időszakokra.

11. A legfontosabb üvegházhatású gázok

12. Üvegházgáz-kibocsátás csökkentés • EU 20%-os GHG csökkentést vállalt 2020-ig • Cél hogy 2 C alatt tartsuk a felmelegedést • 20%-al növeljük az energiahatékonyságot • 20%-ra növeljük a megújuló energiák arányát • 10%-ra emeljük a bioüzemanyagok arányát, bár ezt várhatóan elutasítja az EP, hisz a bioüzemanyagok: • életciklusuk során több CO2-t bocsátanak ki, mint nyelnek el (műtrágyázás, szállítás, erdőírtás) • okozói az élelmiszerár robbanásnak, • A célhoz az EU mezőgazdasági területeinek 70 százalékát bioüzemanyag-termesztésre kellene átállítani • az esőerdők mint nyelők pusztulását okozzák (ENSZ tanulmány szerint 2022-re DK Ázsia erdei elpusztulnak)

13. EU Members States renewable energy share

14. Az ózonlyukért felelős gázok:halogénezett szénhidrogének(DuPont elnevezés: FREONOK)

15. A Természetes légszennyezők

16. Természetes és biológiai légszennyező folyamatok

17. A Mezőgazdaság környezetszennyezése • Műtrágya használat: eutrofizáció, víz szennyezése (nitrát) • Állattenyésztés: levegő (bűz, metán), víz, talajvíz szennyezés, erózió • Növényvédő-szerek: levegő, víz, talajvíz, élelmiszer szennyezés, biodiverzitás csökkenés • Erdőirtás: nyelők, biodiverzitás csökkenése • Rizstermesztés: metán =) üvegházhatás, légszennyezés • Hüvelyesek termelése: nitrogén ciklusba beavatkozás

18. A mezőgazdaság, mint a légszennyezés forrása • Az indirekt hatásokkal és a GHG kibocsátásokkal a mezőgazdasági felelősége bolygónk és légkörünk elszennyeződésében óriási. • Direkt hatás: • az erdőkből és a rizsföldekből GHG metán és mérgező ammónia • a műtrágyákból felszabaduló dinitrogén oxid • a növényvédő szerek kipárolgása • a kérődző állatok emésztése során keletkező metán • Hüvelyesek (szója, bab) nitrogén megkötése. • Az ésszerűtlen mezőgazdasági termelés – bio-üzemanyag termelés is része a kontrolálatlan erdőirtás, mellyel a szennyező gázok, különösen a szén-dioxid nyelői fogyatkoznak.

19. Excess of critical loads for eutrophication Azon területek aránya, ahol kritikus a nitrogén depozició (1997, 1999, 2000 & 2003 meteorologies)

20. Azon területek aránya, ahol kritikus a nitrogén depozició(eutrofizáció)

21. Légszennyezés a háztáji kertek környékén • Akár komoly egészségkárosító hatása is lehet a szakértelem nélküli permetezés (peszticid használat) következményeként a levegőbe, vízbe, talajba és a terménybe kerülő, sokszor ismeretlen hatású vegyszereknek.

22. Légszennyezés a háztáji kertek környékén II • A másik probléma a kerti avarégetés • A tökéletes égésre -amikor a szerves anyagok (pl.: avar, fa, termések) széndioxiddá és vízzé égnek- el ilyen körülmények között nincs lehetőség, ezért ezeken kívül mérgező szén-monoxid (CO) és számtalan általában mérgező légszennyező gáz és szilárd részecske (pernye) keletkezik. • Az avarégetés jellemző légszennyezői a rákkeltő poliaromás-szénhidrogének (PAH-ok). • Ha avaron kívül mást is elégetünk a kertben, mint például laminált, préselt, műanyag tartalmú, festett, lakkozott, azaz vegyszerekkel kezelt faanyagokat is, nagyon komoly egészségkárosításnak tesszük ki magunkat és a szomszédokat, ugyanis teljesen kiszámíthatatlan, hogy milyen mérgező anyagok kerülnek a levegőbe. Pl. préselt falapok epoxi gyanta ragasztója vagy a régi festékek nehézfém, többek között ólom tartalma.

23. KÖZLEKEDÉS ÉS LÉGSZENNYEZÉS

24. Az EU-ban a lakosság 80 %-a a városokban lakik A városokban a közlekedés a légszennyezés fő forrása

28. Közlekedésből származó CO szennyezés eloszlása Magyarországon

29. A tömegközlekedés aránya Budapestenutasok száma gépjárművek száma szennyezés eredete

31. A Közlekedés okozta légszennyezés • 1960-as évek végéig az ipar a fő forrása a városokban a légszennyezésnek • Manapság a magyarországi statisztikák szerint minden 17. haláleset a légszennyezés következménye • az Egyesült Államokban a rákkeltő szennyező anyagok 78 százalékát a dízelmotorok bocsátják ki • Európában a gépkocsik felelősek a légszennyezés 40 százalékáért, ezen belül a városi környezetben: • A nitrogén-oxidok 70 százalékáért (a tömegközlekedés részesedése a 10 százalékot sem éri el) • A szén-monoxid 80 százalékáért • A szálló por (aeroszolok, korom) 60 százalékáért

32. Az EU szén-dioxid-kibocsátásának alakulása 1985—1997(T&E Bulletin, 2001. február, április)

34. Sztöchiometriai arány Relatív koncentrációk Üzemanyag fogyasztás Teljesítmény Szénhidrogének N-oxidok CO Levegő/benzin arány (kg/kg) C7H13 + 10,25 O2 7CO2 + 6,5 H2O • A benzin és a levegő keverékének tökéletes égésekor széndioxid (CO2) és víz keletkezik • optimális levegő-üzemanyag tömegarány 14,5 • Tökéletlen égés eredménye levegőszennyező gázok (CO, CH-k, NOx, PAH-ok, VOC-k, aeroszolok) • ELTE TTK, Kémiai Technológia és Környezetkémiai Tanszék ábrája

35. Benzin- és dízelüzemű gépkocsik kipufogógázainak összehasonlítása

36. Mi történik a kipufogógázzal? • égéstermékek a motort elhagyva a kipufogócsövön keresztül a levegőbe jutnak • minden új Ottó-típusú motorral felszerelt gépjárművet katalizátorral kell forgalomba hozni • CO és szénhidrogén komponenseket platina (Pt) és palládium (Pd) segítségével CO2-vé és vízzé oxidálja, míg az NOx-ek nitrogén gázzá való redukcióját a ródium (Rh) katalizálja. • A katalízis hatásfoka a 80-90 %-ot is elérheti.

37. A KATALIZÁTOR • A katalizátorok bevezetésével egyidejűleg az ólmozott benzin használatát is kerülni kell, mert az ólom katalizátorméregként hat (csökkenti a katalizátor hatásfokát). • A katalizátorok és az ólmozott benzin megszüntetése radikálisan lecsökkentette a gépjárművek szennyezőanyag-kibocsátását. • A katalizátorok hatásfoka, különösen rossz minőségű üzemanyag használata esetén, körülbelül 100 ezer km autóhasználat után jelentősen romlik. Fontos tudni, hogy a katalizátor hatásfoka csak meleg motor esetén kielégítő, az indítást követő első pár kilométeren szinte hatástalan, tehát ezért sem érdemes a gépjárműveket rövid távra használni.

38. A katalizátor, mint a légszennyezés új forrása? • A katalizátor felületéről a fizikai és kémiai elhasználódás, a kopás hatására kerülnek a környezetbe a Pt-csoport elemei • A katalizátorral felszerelt gépjárművek Pt-t, Pd-t és Rh-t tartalmazó kipufogógázt bocsátanak ki • Ezen anyagok légköri koncentrációja kicsi (10-12 g/m3 nagyságrendű), az emittált mennyiség nagy relatív változást okoz • a légőrbe került platinának a 30% vízoldható formában van, tehát az utakat övező növényzetben is kimutatható • Hatásuk ismeretlen (citotoxikus???)

39. Dízel Autók szennyezése • A dízelüzemű gépjárművek felelősek elsősorban a rákkeltő szennyező anyagok, aeroszol részecskék kibocsátásáért • A közúti közlekedés felelős a 60-70%-ért az airborne PM-nek Budapesten Salma et al, 2001 • a WHO kijelentette, hogy nem tud olyan alacsony értéket megadni a levegőben lévő részecskékre, mely biztosan nem ártalmas az emberi egészségre). • A legveszélyesebbek a 2,5 mikrométernél kisebb, ún. ultra finom részecskék, melyek légzőszervünk legmélyére is bejutnak.

40. PM10 szennyezés Budapesten ZÓNÁK PM10 (μg/m3) B zóna 44 felett C zóna 40-44 D zóna 14-40 ZONE PM10 (μg/m3) B zone above 44 C zone 40-44 D zone 14-40

44. A törvény • A PM2.5-öt is magába foglaló PM10-re vonatkozik egy olyan EU irányelv, melynek szabályait Magyarországon a 14/2001. (V. 9.) számú KÖM-EüM-FVM együttes rendelet (lásd a 2. táblázatot!) hirdette ki. Ezek a jogszabályok 2005-ben legfeljebb 35 olyan napot engednek meg, amikor a PM10 koncentrációja a határérték felett lehet egy mérőállomáson. • Ehhez képest 2005-ben Budapesten a Baross téri mérőállomás már március 16-án a harminchatodik határérték feletti napot mérte. • 2005-ben Budapest belvárosában 163 nap volt a határérték felett, míg Miskolcon 178 ilyen napot mértek, azaz minden második nap a határérték felett volt a PM10 koncentráció

45. Határérték feletti napok száma2003, Budapest

46. The mass distribution of urban aerosol in Budapest(nem fűtési időszak; Salma et al, 2001).ELTE Lagymanyos 1999. May 19 - 27A bal oldalon az akkumulatív, jobb oldalon a durva módus; EAD equivalent aerodynamic diameter)

47. Az egészségügyi hatás • Az Országos Környezet-egészségügyi Központ 2003-as közlése szerint[1], ha az éves PM10 koncentrációt 20 mg/m3-re csökkentenék, azzal Budapesten évente legalább 1000, de akár 2400 halálesetet is megelőzhetnénk. • Ugyanezen tanulmányok számítása szerint már egy 5 mg/m3-es éves koncentráció-csökkentés is 500–700 halálesettel kevesebbet eredményezne.

48. Az Európai Bizottság felkérésére – a Tiszta Levegőt Európának (Clean Air For Europe, CAFE) folyamat részeként – átfogó elemzés készült a légszennyezés környezetre és emberi egészségre gyakorolt hatásairól. • Kimutatták, hogy az Európai Unióban közel 300 ezer ember hal meg évente a 2,5 mikrométernél kisebb szennyező részecskék (PM2.5) következtében. • Kiderült, hogy egy átlagos magyar ember, ha marad a jelenlegi szennyezési szint, több mint egy évet veszít az életéből a PM2.5 részecskeszennyezés következtében. Így e tekintetben Európában a harmadik legrosszabb helyet foglaljuk el. • Budapesten a várható életvesztés elérheti a három évet is, ám szigorúbb határértékek betartásával ez az életvesztés a töredékére csökkenthető.

49. Loss in life expectancyattributable to anthropogenic PM2.5[months] 2000 2010 2020 Loss in average statistical life expectancy due to identified anthropogenic PM2.5Average of calculations for 1997, 1999, 2000 & 2003 meteorologies

50. Loss in life expectancy attributable to anthropogenic PM2.5 [months]