ZAGAĐIVANJE I PREČIŠĆAVANJE VAZDUHA

Definicija vazdušnog zagađivanja bila bi:Vazdušno zagađivanje podrazumjeva prisutnost jedne ili više nepoželjnih čvstih, tečnih ili gasovitih supstanci u vazduhu, u određenoj količini, određenih osobina i određenom vremenskom periodu, koje predstavljaju opasnost za čovjeka, biljni ili životinjski svijet ili koje na bilo koji način onemogućavaju komforan život i uživanje u okolini.

Složenost problema zagađivanja može se približno predstaviti šemom:

Analizom šeme može se zaključiti da izvor zagađivanja ne mora obavezno izazvati i pogoršanje kvaliteta vazduha u određenoj oblasti, što uslovljavaju meteorološki i topografski uslovi.Efekti na korisnika ne zavise samo od kvaliteta vazduha, već i od drugih faktora, kao što je npr. vrijeme izloženosti tom vazduhu.Zagađivanje okoliša je sve intenzivniji proces koje ne možemo zaustaviti, ali na koji možemo svjesno djelovati. Prema tome, cilj čovjeka trebalo bi da je usmjeren ka što boljoj kvalitativnoj i kvantitativnoj kontroli zagađivanja okoliša.

Moguće posljedice zagađenja vazduhaDugoročno zagađenje vazduha može, pored pogoršanja njegovog kvaliteta, imati i sledeće posljedice:-kisele padavine,-smanjenje sadržaja kiseonika u atmosferi,- razaranje ozonskog sloja u atmosferi,-povećanje sadržaja CO2 u atmosferi i njegov uticaj na bilans energije na zemlji,- sveopšte nuklearno zagađenje Zemlje.

U svojoj težnji za stalnim napretkom i većim životni standardom čovječanstvo kao da ne shvata tri osnovna postulata što određuju realnost u kojoj živimo:- ograničenost prirodnih resursa,-ograničenost kapaciteta ekosistema,-potrebe budućih generacija.

Strategija zaštite vazduhaSprečavanje zagađenja, saniranje već zagađenog vazduha, a time i vraćanje okoline u njeno izvorno prirodno stanje zahtjeva niz aktivnosti.Pored odgovarajućeg znanja o stanju okoliša, emisiji polutanata, distribuciji polutanata u atmosferi, njihovim reakcijama i klimatskim uslovima, neophodno je razraditi i odgovarajuću strategiju zaštite.Ta strategija mora uključiti lokalno, regionalno i globalno rješenje.

Strategija zaštite vazduha polazi od dvije postavke:- sve što se proizvodi daje određene koristi,- uticaj proizvodnje na okolinu je štetan (opasan).

Izvorizagađenja

Meteorologija itopografija

Kvalitetvazduha

Efekti nakorisnika

Strategiju zaštite vazduha treba usmjeriti tako da se ne dira u proizvodnju, već da se negativan uticaj proizvodnje na okoliš svede na minimum, odnosno da proizvodnja pozitivno utiče na okoliš.Stvarni cilj proizvodnje je zadovoljenje čovjekovih potreba, a time i unapređenje njegove okoline. Neophodno je u okviru društvenog planiranja predvidjeti takve aktivnosti kojima će se rješavati problematika zagađenja okoliša- bilo smanjenjem emisije polutanata bilo njihovom potpunom eliminacijom.To se, pored ostalog, može ostvariti: uvođenjem tzv.“čistijih“ umjestom „prljavih“ tehnologija; racionalnom upotrebom energije, čime se smanjuje potrošnja fosilnih goriva, a time i emisija polutanata; odgovarajućom geografskom distribucijom izvora polutanata;primjenom uređaja za smanjenje emisije polutanata i dr.

Prostorni planovi užeg ili šireg područja (kao što su republički prostorni planovi) moraju sadržavati zahtjeve za kvalitet okoliša.Zato je neophodno izraditi: katastar emisije polutanata u atmosferu, pregled meteoroloških parametara koji utiču na rasprostiranje emitovanih polutanata, katastar kvaliteta vazduha, kao i procjenu djelovanja polutanata na okolinu.Katastar emisije polutanata predstavlja osnovu za prostorno planiranje pošto sadrži prostorni raspored emitera polutanata, veličinu emisije, uzroke emisije (gorivo,tehnološki procesi i dr.), veličinu emisije po privrednim granama i dr.Na osnovu navedenih podataka, a s ciljem zaštite okoliša, moguće je vršiti odgovarajući raspored novih izvora emisije, izabrati tehnologije i vrste goriva koje će se koristiti.

da

Ne

Stanovanje(broj lokacija

Postojeće Novo

Industrija(kapacitet i lokacija)

Postojeće Nova

Saobraćaj

Osnovna koncepcija

Ograničenje emisije(inspekcija, tehnički pregled, uslovi za nova postrojenja)

Katastar emisije

Katastar zagađenosti

Željeni kvalitetvazduha

Poređenje: da li su zadovoljene zadane vrijednosti Razrada Završetak

Smanjenje toplotnih potreba i promjena

tehnologije

Promjena lokacije fabrike, veća visina dimnjaka

Razmještaj urbanih centara

Usaglašavanje lokacije

Karakteristike atmosfereAtmosfera kao složen sistem, sastoji se od gasova, različitih para i čestica.Sastav atmosfere i koncentracioni odnosi komponenata u njoj zavise od niza faktora: geografskih i klimatskih uslova, nadmorske visine i intenziteta emisije komponenata.Sa porastom nadmorske visine gustina vazduha opada, a time i odnos komponenata u njemu se mijenja.S obzirom na hemijske i druge procese koji se dešavaju u atmosferi, atmosfera se može grubo podjeliti na dva sloja: sloj hemisfere, koji se proteže do približno 110 km visine, i sloj jonosfere, koji se nalazi od 110 km visine pa dalje.U hemisferi, sloju atmosfere što ima najveći uticaj na živi svijet, dešavaju se hemijski procesi, koji u suštini definišu i njen sastav.

Kada se posmatra promjena sastava atmosfere sa visinom, uočava se da se sastav mijenja u zavisnosti od veličine molekula, odnosno od odnosa mase i gravitacione sile molekula.U sloju do 200 km visine dominantni su molekuli azota i kiseonika.U području od 200 do 1100 km, gdje dolazi do razlaganja kiseonika na atome, pa je atomski kiseonik zastupljen u najvećem obimu.Iznad visine od 1100 km dominantan je helijum kao lakši gas (sve do visine od 3500 km).Iznad ove visine dominantan gas je vodonik, element sa najmanjim atomom, čije koncentracije sa visinom opadaju sve do 35000 km, gdje se stapa sa međuplanetarnim vodonikom.

NAJVAŽNIJI POLUTANTI KOJI SE POJAVLJUJU U ATMOSFERI

Čestice u vazduhuZavisno od veličine, čestice u vazduhu svrstavaju se u dvije grupe: taložne čestice, čija je veličina veća od 10 mikrometara, i čestice u suspenziji – aerosoli, čija je veličina manja od 10 mikrometara.Od veličine čestica zavisi njihov uticaj na pojedine fenomene u vazduhu.Aitken čestice, promjera ispod 0,1µm važne su kao kondenzacioni nukleusi za nastajanje kiše ili magle.Koncentracija ovih čestica u velikim gradovima je 50 000 – 380 000 čestica/cm3.Čestice magle su u području vidljivog spektra, od 0,38 do 0,76 µm i ometaju prolaženje svjetlosti kroz atmosferu.Čestice sa manjim promjerom od 10µm, obično kružnog oblika, ostaju dispergovane u vazduhu i mogu se prenositi na veće udaljenosti uz pomoć vazdušnih strujanja. Ove čestice se pojavljuju u čvrstom ili tečnom agregatnom stanju, a poznate su pod opštim imenom aerosoli. Čestice promjera manjeg od 5µm su nevidljive i često predstavljaju nukleuse za formiranje većih čestica u vazduhu.

Izvori čestica u vazduhuČestice u vazduhu nastaju uz pomoć dva mehanizma: čestice promjera ispod 1µm uglavnom nastaju kondenzacijom, dok čestice većeg promjera nastaju prilikom izgaranja čvrstih i tečnih goriva, odnosno kao posljedica raznih aktivnosti čovjeka.Sagorjevanje je kompleksan proces, pri kome nastaje 5 tipova čestica.Usljed toplote sagorjevanja isparavaju se supstance, koje se, zatim, u vazduhu kondenzuju dajući čestice promjera 0,1-1µm.Toplotna energija može da proizvede čestice vrlo male veličine, promjera ispod 0,1µm.Ove čestice su vrlo kratkog vijeka pošto se radi o molekulskim skupinama koje su nestabilne.Mehanički procesi kod sagorjevanja mogu da usitne ugalj ili nastali pepeo do veličine čestica preko 1µm.Ove čestice idu zajedno sa dimom u atmosferu.Ako je samo gorivo sitno, prilikom gorenja vrlo male čestice goriva i pepela mogu da idu u dimu direktno.Čestice preko 10µm najčešće nastaju usljed mehaničkih procesa, kao što je erozija uz pomoć vjetra, mljevenje materijala, kretanje motornih vozila i dr.Izvori čestica većeg promjera, poznatih kao prašina, različiti su.Prašina uvijek sadrži čestice lokalnog zemljišta, a jedna od frakcija prašine je i materijal nastao djelovanjem: motornih vozila, pješaka ili vjetra na zemljištu.Različite čestice nastale u industrijskim procesima čine jednu od frakcija prašine.U fabrikama cementa, u željezarama, deponijama pepela, koksarama, termoelektranama i dr. nastaje znatna količina pepela.

Koncentracija lebdećih čestica u atmosferi urbanih sredina uglavnom su u granicama 60-220µg/m3, zavisno od veličine naselja i industrijske aktivnosti u njemu.U veoma zagađenim područjima ove koncentracije budu i do 2000µg/m3.U neurbanim područjima koncentracije su 10-60µg/m3.Koncentracije lebdećih čestica takođe zavise od meteoroloških uslova, od doba dana i od godišnjeg doba.One su uglavnom više u toku jesenjih i zimskih mjeseci.Količina sedimentne prašine, tj.čestica promjera većeg od 10µm takođe zavisi od zagađenosti urbane sredine i koncentracije su u granicama od 0,35 do 3,5 mg/cm2, a mogu biti i daleko veće (5, 6).Koncentracije taložnih materija zavise od godišnjeg doba.Uglavnom su više u jesenjim i zimskim mjesecima.Koncentracije čestica čađi, čiji osnovni izvor je izgaranje (nepotpuno) fosilnih goriva, u urbanim područjima su dosta visoke.Ove koncentracije često prelaze i vrijednosti od 100µg/m3 vazduha, a u velikoj mjeri zavise od godišnjeg doba.Najveće koncentracije su u toku grijne sezone (jesenji i zimski mjeseci).

Oksidi sumporaJedinjenja sumpora, kao polutante, emituju u atmosferu prirodni procesi uglavnom u vidu sumpor-vodonika i različiti industrijski i energetski procesi.Jedinjenja sumpora antropogenog porijekla u najvećem obimu nastaju izgaranjem fosilnih goriva i iz pojedinih industrijskih procesa.Sumporni oksidi, kao što su sumpor-dioksid (SO2), sumpor-trioksid (SO3), sulfatna kiselina (H2SO4), sulfitna kiselina (H2SO3) i soli ovih kiselina su uobičajeni polutanti koji se nalaze u vazduhu.Oko 1/3 ukupno prisutnog sumpor-dioksida u atmosferi nastaje izgaranjem fosilnih goriva, uglja i nafte, koji sadrže jedinjenja sumpora.Dio sumpor-dioksida nastaje pri pojedinim tehnološkim procesima u hemijskoj industriji i metalurgiji.Na svaku tonu proizvedenog bakra izdvaja se 500 kg SO2.Jedan od izvora SO2 je i industrija papira i celuloze.Ukupna količina sumpornih jedinjenja u atmosferu iz svih izvora se procjenjuje na 195 miliona t/god.

Koncentracije SO2 koje se pojavljuje u atmosferi su različite za različita područja.Urbana i industrijska područja su sa većim koncentracijama ovog polutanta.Prosječne koncentracije SO2 u urbanim područjima su 0,01-0,02 ppm.Međutim, trenutne koncentracije mogu da budu daleko veće.Tako jednočasovne koncentracije mogu biti 10-20 puta veće od prosječnih.Jednodnevne prosječne koncentracije mogu biti veće 4-7 puta od prosječnih godišnjih koncentracija.Gradovi koji su sa prosječnom godišnjom koncentracijom SO2 od 0,10 ppm mogu da očekuju koncentraciju od 0,4-0,7 ppm u najnepovoljnijim danima i 1-2 ppm u najnepovoljnijim satima u toku dana.Visoke koncentracije SO2 mogu se očekivat permanentno u područjima koja su u blizini emitera SO2 (termoelektrane koje koriste ugalj, topionice metala i dr.)

Ugljen-monoksid (CO)To je jedan od najzastupljenijih aerozagađivača.Nastaje usljed nepotpunog sagorjevanja fosilnih goriva u energetskim postrojenjima, automobilima i domaćinstvu i pri različitim industrijskim procesima.Osim toga, značajni su i prirodni izvori CO-alge u okeanima,morima i jezerima.Tri su glavna izvora CO koji se pojavljuje u atmosferi:

- motorna vozila (60%),- sagorjevanje čvrstih,tečnih i gasovitih goriva,- industrijski procesi (cca 8%).

Odlagališta čvrstih otpadaka, zbog pojave požara, takođe su značajni izvor CO.Izvori CO su kontrolisani i nekontrolisani šumski požari, izgaranja otpada u poljoprivredi, požari u kućama i požari u rudnicima.Količina CO u nezagađenoj atmosferi je mala i kreće se u granicama od 0,008 do 0,174 ppm, a prosječne koncentracije su cca 0,087 ppm.U svijetu se iz energetskih postrojenja, automobila i tehnoloških procesa emituje cca 200 miliona tona/godinu CO.Ukoliko ne bi bilo procesa koji eliminišu CO iz atmosfere, nastale bi tolike koncentracije koje bi imale nesagledivo teške posljedice.Jedna od mogućnosti eliminisanja CO iz atmosfere je od strane nekih biljaka i mikroorganizama kojima CO služi kao hrana.

Oksidi azotaOd različitih oksida azota koji se pojavljuju u vazduhu najznačajniji su, kao polutanti, azot monoksid (NO), azot dioksid (NO2).Osnovni stacionarni izvori oksida azota mogu se svrstati u sledeće grupe:-generatori pare sa klasičnim gorivima-energetska postrojenja,-grijanje u domaćinstvu,-inceneratori,-procesi zagrijavanja (rafinerije nafte, metalurgija, hemijska industrija, cigla,staklo)-emisija iz drugih izvora (proizvodnja hemikalija).-motorna vozila.Koncentracija NO varira u velikom obimu i u zavisnosti od godišnjih doba.Sadržaj NO je veći u toku kasne jeseni i zimskih mjeseci zbog smanjenog intenziteta sunčeve radijacije, nephodne za njegovu konverziju u NO2.Jedan od razloga povećane ukupne koncentracije oksida azota u toku kasne jeseni i zime je izgaranje u većem obimu tečnih,čvrstih i gasovitih goriva.

Volatilna organska jedinjenja Pod pojmom volatilnih organskih jedinjenja (VOJ) podrazumjevaju se ona organska jedinjenja koja se mogu pojaviti u gasovitoj fazi u vazduhu urbanih i industrijskih sredina.To su jedinjenja koja uglavnom u svom molekulu imaju do 12 C-atoma.Jedinjenja sa molekulom koja sadrži više od 12 C-atoma ne mogu se očekivati u gasovitoj fazi u atmosferi.Takva jedinjenja se očekuju u vidu čestica.Ugljikovodonici se emituju u atmosferu kao prirodno nastali ugljikovodonici i ugljikovodonici antropogenog porijekla.Velika količina ugljikovodonika, posebno metana, nastaje kao posljedica različitih bioloških procesa u prirodi.Manja količina nastaje u geotermalnim područjima, u područjima ugljenokopa, na naftnim poljima i u područjima sa prirodnim gasom.Od svih prirodnih alifatskih ugljikovodonika dominantno mjesto u atmosferi zauzima metan, čije koncentracije su 10-15 puta veće od koncentracije ostalih ugljikovodonika.Sadržaj metana u vazduhu u prirodnim uslovima je 1-1,5 ppm.Retenciono vrijeme metana, odnosno njegov život u atmosferi je nekoliko godina, dok neki smatraju da je prosječno retenciono vrijeme metana u atmosferi 20 godina. Uticaj na aerozagađenje može se očekivati od olefina, čije su prosječne koncentracije u vazduhu ispod 0,1 ppm.Emiteri ugljikovodonika i drugih volatilnih organskih jedinjenja su motorna vozila (oko 50%), industrijski procesi (oko 15%), isparavanja rastvarača (do 10%) i drugi izvori (izgaranja fosilnih goriva, šumski požari, požari smetljišta).Tri su glavna emitera ugljikovodonika kod automobila: izduvni gasovi (60%), uljni sistem (20%), rezervoar i karburatorski sistem (20%).Količina emitovanih ugljikovodonika zavisi od konstrukcije motora, njegovog rada i od vrste goriva koje se koristi.

Fotohemijski oksidantiPojedini polutanti koji iz primarno emitovanih polutanata nastaju fotohemijskim procesima u atmosferi poznati su kao fotohemijski oksidanti – ozon (O3).Energija ultravioletnog zračenja (UV) je dovoljna za razbijanje molekule NO2, pri čemu se stvara jedan atom kiseonika.Ovako oslobođen atom kiseonika reaguje sa molekulom kiseonika formirajući ozon.Nastali ozon je sa viškom energije, tako da se razlaže veoma brzo u O2 i O.Distribucija ozona u atmosferi je takva da je najveći sadržaj u stratosferi.Stratosferski ozon apsorbuje radijaciju određenih talasnih dužina, posebno ultravioletnog dijela spektra.To je vitalni omotač oko Zemlje, koji štiti svijet od prekomjerene radijacije.U zadnjim decenijama je primjetno oštećenje ovog sloja, posebno iznad Antartika i Artika, kao i na drugim dijelovima zemljine atmosfere.Smanjenje sadržaja ozona u zaštitnom sloju u atmosferi dovodi do većeg prodora UV i kosmičkog zračenja do površine zemlje, a time i do zdravstvenih i drugih problema na zemlji.Oštećenje ozonskog omotača povećava se temperatura atmosfere.Osnovni uzrok smanjenja i destrukcije ozonskog sloja u atmosferi je emisija pojedinih jedinjenja u gornje slojeve atmosfere, posebno jedinjenja koja sadrže atome hlora i broma.Istraživanja su pokazala da CFC i haloni najviše oštećuju ozonski sloj.Pretpostavlja se da jedan atom hlora razara 10000-100000 molekula ozona.S druge strane jedinjenja CFC su veoma stabilna u atmosferi (CFC-11; 64 godine, a CFC-12; 120 godina)

Olovo (Pb) u vazduhuOlovo se pojavljuje kao prirodni konstituent vazduha,vode i biosfere, tako da određene, veoma male količine, čovjek unosi u organizam putem respiratornog sistema, ishrane,vode za piće i preko kože.Olovo, bilo prirodnog ili antropogenog porijekla neprestano kruži u biosferi, a na ovo kruženje velikog uticaja ima čovjek.U prirodnim uslovima sadržaj olova u vazduhu dostiže koncentracije 5x10-4µg/m3, a u urbanim sredinama čak 1-3 µg/m3.Sadržaj olova u vazduhu urbanih sredina je direktno zavisan od veličine grada; veći je u većim gradovima, tako da su određene maksimalne koncentracije ovog polutanta i do 44µg/m3

vazduha.Koncentracije olova u vazduhu velikih gradova se povećavaju 5% godišnje.Računa se da prosječno svaki automobil na benzinski pogon izbaci u okolnu atmosferu oko 81 mg olova/kilometru vožnje.Izračunato je da se u USA svake godine u atmosferu izbaci cca 200 000t olova na ovaj način, a u Evropi (bez Rusije) cca 25 000 t.Pretpostavlja se da je 75% čestica olova koje izbace motori sa unutrašnjim sagorjevanjem veličine koja je manja od 0,9µm, tako da lebde u vazduhu.Ispitivanja su pokazala da je sadržaj olova u vazduhu mnogo veći u blizini saobraćajnica i da se sa udaljenjem od njih koncentracije smanjuju.Sadržaj olova u krvi čovjeka (u SAD) u prosjeku je cca 0,25 ppm.Toksično djelovanje olova je poznato, tako da kod većih trovanja može imati fatalne posljedice.

Hlor (Cl2) u vazduhuU atmosferi hlor se pojavljuje iz industrijskih procesa, u prvom redu iz procesa elektrolize, procesa u kojima se koristi hlor, kod transporta hlora i dr.Hlor je veoma toksičan gas.Koncentracije od 0,1 do 0,15 mg/l u toku jednog sata izazivaju smrt, a koncentracije od 25 mg/l uzrokuju trenutnu smrt.

Sumpor-vodonik (H2S) u vazduhuKao najvažniji prirodni izvor sumpor vodonika smatra se anaerobno bakterijsko razlaganje organskih matrija koje sadrže sumpor.Pojavljuje se u prirodnom gasu, u stjenama, kao posljedica vulkanskih aktivnosti i dr.Oslobađa se prilikom prerade nafte, pri procesu mljevenja sulfidnih ruda, pri koksovanju, proizvodnji i preradi gasa, proizvodnji viskoze i dr.Sumpor-vodonik je jak otrov.Pri koncentraciji od 0,028 mg/l javlja se nadražaj očiju; pri koncentraciji od 1,4 mg/l nastupa smrt u toku 15-20 minuta.Kod koncentracije od 14 mg/lnastupa trenutna smrt.

Fluoridi u vazduhuNastaju kod proizvodnje gvožđa i čelika, cigle, crijepa, cementa, fosfatne kiseline i fosfata.Poznati su kao veoma toksična jedinjenja.Unošenjem u organizam dolazi do kumuliranja.U organizmu fiksiraju kalcijum, što dovodi do omekšavanja zuba i kostiju.Fluoridi oštećuju biljke, što se manifestuje gubitkom lišća,promjenama u rastu i smanjenju prinosa.

Azbest u vazduhuAzbest je mineral u obliku vlakana po sastavu kristalna forma nekih silikata.Dobiva se iz ruda azbesta, pa je glavna emisija ovoga polutanta iz procesa drobljenja rude i sušenja te prerade vlakana.Pored ovih, izvori čestica azbesta u vazduhu su različiti industrijski procesi, kočioni sistemi automobila, habanje azbesta kod građevinskih radova i dr.Manje čestice azbestnih vlakana (od nekoliko desetina nm) veoma su stabilne i mogu da se zadrže u vazduhu a putem respiratornog sistema ulaze u pluća, gdje se zadržavaju.Koncentracije azbestnih čestica u vazduhu u neurbanim sredinama manje su od 1µg/m3, dok se sadržaj u urbanim područjima kreće i do 30µg/m3.Zbog veoma štetnog djelovanja azbesta, neophodno je raditi na smanjenju njegove emisije iz svih izvora iz kojih se može pojaviti.Suvo mljevenje rude je neophodno zamjeniti mokrim mljevenjem, a pri preradi se mora obezbjediti zatvoreni ciklus.

Ugljen-dioksid (CO2) u vazduhu Nastaje u najvećem obimu izgaranjem fosilnih goriva.Računa se da je ukupna emisija CO2 koja nastaje izgaranjem fosilnih goriva cca 9x109 t/godinu.Polovina ovako emitovanog CO2 ostaje u atmosferi, dok se druga polovina apsorbuje u morima i okeanima ili je vežu biljke.Smatra se da mora i okeani sadrže 60 puta više CO2 nego atmosfera.Koncentarcije CO2 u atmosferi se stalno povećavaju.Uočava se da je rast usporen u USA i zapadnoj Evropi, dok je u zemljama u razvoju povećan.Ugljen dioksid, vodena para i ozon apsorbuju infracrvenu radijaciju dovodeći do povećanja temperature atmosfere.Ovaj efekat je poznat kao efekat staklenika.Efekat staklenika pojavljuje se zbog povećane emisije CO2, što je posljedica povećanog izgaranja fosilnih goriva.

GLAVNI IZVORI POLUTANATA U VAZDUHU

Pet je glavnih izvora aerozagađenja industrijskih i urbanih sredina:-izgaranje čvrstih,tečnih i gasovitih goriva u energetskim postrojenjima,-izgaranje čvrstih, tečnih i gasovitih goriva u motornim vozilima,-industrijski procesi,-odlagališta čvrstih otpadaka,-isparavanje različitih organskih rastvarača.Teško je govoriti koji od ovih izvora ima veći uticaj na ukupnu aerozagađenost s obzirom da to zavisi od područja, odnosno od toga da li su u njima smještena industrijska i energetska postrojenja, zatim od toga kakav je intenzitet saobraćaja, od veličine urbanih područja, meteoroloških uslova i dr.

Izgaranje ugljaUgalj se upotrebljava u velikom obimu za proizvodnju toplote i pare,a putem pare električne energije.Peći za izgaranje uglja su različite konstrukcije i veličine, kapaciteta koji se kreće od 5 kg/sat do 400 t uglja /sat i više.Mada je glavni sastojak uglja ugljenik, ugalj sadrži i mnoga druga jedinjenja u različitim količinama.priroda i količina ovih jedinjenja zavise od vrste uglja i mjesta odakle se on eksploatiše.Pri izgaranju uglja emituju se čvrste čestice, koje se uglavnom sastoje od ugljenika, silicijuma,alminijuma i oksida gvožđa.Količina emitovanih čestica zavisi od tipa peći za sagorjevanje, od sadržaja pepela u uglju i od tipa uređaja za otprašivanje.Pored čvrstih čestica, pri izgaranju uglja nastaju i različiti gasovi.Od gasova najvažniji su: CO2, oksidi sumpora, oksidi azota, CO, ugljikovodonici i dr.Većina ugljeva sadrži u značajnim količinama sumpor.Pri izgaranju, sumpor iz uglja prelazi do 95% u sumpor dioksid, koji odlazi u atmosferu, dok jedan dio ostaje u vidu sulfata u pepelu.Koliko će biti vezivanje sumpora u pepelu u prvom redu zavisi od sadržaja kalcijuma u pepelu.Oksidi azota nastaju pri izgaranju ugljeva i to dijelom kao posljedica reakcije kiseonika i azota na visokim temperaturama u peći za izgaranje, a dijelom kao posljedica oksidacije jedinjenja azota koje sadrži ugalj.Najvažniji faktori koji, pored sadržaja jedinjenja azota u uglju, utiču na nastanak oksida azota su:temperatura u plamenu i u peći, vrijeme zadržavanja kiseonika i azota na temperaturi plamena, brzina hlađenja gasova i višak vazduha kod izgaranja.

Tabela 4.1 Emisija pojedinih gasova i čestica pri izgaranju lignita, kg/t (bez korišćenja uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Polutant Sprašeni ugaljČestice 3,5 A

Sumpor dioksid 30 SOksidi azota 7

Ugljikovodonici <0,5Ugljen monoksid 0,5

A – maseni procenat pepela u uglju S – maseni procenat sumpora u uglju

Tabela 4.2 Emisija pojedinih gasova i čestica koje nastaju pri izgaranju bitumenizovanih ugljeva (bez korišćenja uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Peć, vrsta(kapacitet 106

KJ/h)

Čvrste česticekg/t uglja

Oksidi sumpora kg/t

uglja

Ugljen monoksid kg/t

uglja

Ugljikovodonicikg/t uglja*

NOx

kg/t ugljaAldehidikg/t uglja

Sprašeni ugalj 8,0 A 19,0 S 0,5 0,15 9,0 0,0025Sa mokrim dnom 6,5 A 19,0 S 0,5 0,5 15,0 0,0025Sa suvim dnom 8,5 A 19,0 S 0,5 0,15 9,0 0,0025

Ciklonska 1,0 A 19,0 S 0,5 0,15 27,5 0,0025Raspršavanje u

ložištu6,5 A 19,0 S 1,0 0,50 7,5 0,0025

Peći sa niskim ložištem

1,0 A 19,0 S 5,0 1,50 3,0 0,0025

Peći sa ručnim ložištem

10,0 A 19,0 S 45,0 10,0 1,5 0,0025

A - maseni procenat pepela u uglju i sa njim se množi data vrijednost da bi se dobio ukupni sadržaj pepela, S – maseni procenat sumpora u uglju i sa njim se množi data vrijednost da bi se dobio ukupni sadržaj oksida sumpora

Izgaranje otpadaka drveta i kore drvetaOvaj materijal danas služi za proizvodnju pare i energije u industriji gdje se pojavljuje kao otpad ili nusporoizvod.Za grijanje se uzimaju komadi različitih veličina, od krupnih otpadnih komada do sitnih strugotina.Najznačajniji polutanti koji nastaju pri izgaranju otpadaka drveta i kore drveta su čvrste čestice.Osim čestica, mogu se pojaviti i drugi polutanti, npr. CO kad je nepotpuno izgaranje.Emisija polutanata zavisi od sastava materijala za izgaranje, od stepena ponovnog izgaranja lebdećeg pepela, od tipa peći za izgaranje i uslova izgaranja.Sastav otpadaka drveta i kore u velikom stepenu zavisi od industrije u kojoj nastaje.Otpadak koji nastaje pri proizvodnji pulpe sadrži i do 70% vlage i značajnu količinu negorivog materijala.Pri izgaranju ovih materijala u atmosferu odlazi velika količina čvrstih čestica.S druge strane, u industriji namještaja nastaje dosta čisti suvi otpad od drveta, pa je mala emisija čvrstih čestica u atmosferu ukoliko se izgaranje provodi na odgovarajući način. Tabela 4.3 Emisija polutanata pri izgaranju otpadaka drveta i kore drveta (bez korišćenja uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Polutant Emisija, kg/t materijala Kora od drveta (50% vlage)

Sa reinjektovanjem letećeg pepelaBez reinjektovanja letećeg pepela

Smješadrvo/koraSa reinjektovanjem letećeg pepelaBez reinjektovanja letećeg pepela

DrvoOksidi sumpora

Ugljen monoksidUgljikovodonici

Oksidi azota

37,525,0

22,515,0

2,5-7,50,751-301-355,0

Izgaranje lož-uljaNaftni dervati se često upotrebljavaju za proizvodnju električne i toplotne energijeu industriji i domaćinstvu za zagrijavanje prostora.Pošto se obično radi o težim frakcijama nafte, oni sadrže određenu količinu pepela, azota i sumpora.Emisija polutanata prilikom izgaranja lož ulja zavisi od: sastava lož ulja, tipa i veličine kotla, tipa opreme koja se koristi za spaljivanje lož ulja kao i od drugih faktora.Kod ovog izgaranja nastaju čvrste čestice, oksidi sumpora, oksidi azota, CO, ugljikovodici i druga jedinjenja.Što je derivat teža frakcija, on sadrži više pepela, a time je emisija čestica veća i obratno.Na nastanak čestica znatno utiče i vrsta kotla koji se koristi, kao i način spaljivanja naftnog derivata.

Ukupan sadržaj oksida sumpora u dimnim gasovima zavisi direktno od sadržaja sumpora u lož ulju koje se spaljuje.U prosjeku više od 95% sumpora iz lož ulja prelazi u SO2.Prilikom spaljivanja lož ulja nastaju oksidi azota: oksidacijom azota iz vazduha u plamenu na visokim temperaturama i iz azotnih jedinjenja koja su prisutna u lož ulju.Drugi polutanti, kao što su ugljikovodici i CO po pravilu nastaju u manjim količinama pri izgaranju lož ulja.Međutim, ukoliko uređaji ne rade na odgovarajući način ili se ne održavaju , tada koncentracije ovih polutanata mogu da se povećaju i nekoliko puta.

Tabela 4.4 Emisija pojedinih gasova i čestica prilikom izgaranja naftnih derivata (lož ulje) ( bez primjene uređaja za smanjenje emisije polutanata)

POLUTANTIzgaranje u

termoelektrani, kg/1000 l

Izgaranje u industriji, kg/1000 l

Izgaranje u industriji, kg/1000 l

Izgaranje u domaćinstvu,

kg/1000 lČestice - - 0,25 0,31

Sumpor dioksid 19,0 S 19,0 S 17,0 S 17,0 SSumpor trioksid 0,25 S 0,25 S 0,25 S 0,25 SUgljen monoksid 0,63 0,63 0,63 0,63Ugljikovodonici 0,12 0,12 0,12 0,12

Oksidi azota (NO2) 12,60 7,50 2,80 2,30 S – maseni procenat sumpora u derivatu nafte i sa njim se množi vrijednost da bi se dobila količina sumpornih jedinjenja

Izgaranje prirodnog gasaPrirodni gas je važno gorivo, koje se upotrebljava za proizvodnju električne energije u termoelektranama, za proizvodnju pare u industriji, za toplifikaciju i za zagrijavanje u domaćinstvu.Glavni sastojak prirodnog gasa je metan, a u njemu su prisutni, u manjim koncentracijama, etan, azot i CO.Najznačajniji polutanti koji nastaju pri izgaranju prirodnog gasa su oksidi azota.Njihova količina zavisi od tipa i veličine uređaja za izgaranje gasa i samog procesa izgaranja.

Tabela 4.5 Emisija pojedinih gasova i čestica u dimnim gasovima pri izgaranju prirodnog gasa (bez primjene uređaja za smanjenje emisije polutanata)

POLUTANT Postrojenje za proizvodnju el. energije,

kg/106Nm3

Postrojenje za proizvodnju

industrijske pare, kg/106 Nm3

Komercijalna toplifikacija i grijanje

u domaćinstvu, kg/106 Nm3

Čestice 80,0-240,0 80,0-240,0 80.0-240,0Oksidi sumpora 9,6 9,6 9,6

Ugljen monoksid 272,0 272,0 320,0Ugljikovodonici 16,0 48,0 128,0

Oksidi azota 1120,0 1920,0-3680,0 1280,0-1920,0

Motori sa unutrašnjim sagorjevanjemMotori sa unutrašnjim sagorjevanjem, bilo da se koriste u motornim vozilima ili u druge svrhe, glavni su izvori pojedinih polutanata.Oni učestvuju sa cca 73% u ukupnoj emisiji CO, sa 56% u emisiji ugljikovodonika i sa 50% u ukupnoj emisiji oksida azota.Od ugljikovodonika koje ispušta benzinski motor, oko 60% ide putem izduvnih gasova, 20% isparavanjem goriva iz rezervoara i oko 20% preko uljnog sistema u motoru.Motorna vozila snabdjevena dizel motorima u odnosu na motorna vozila sa benzinskim motorima emituju manje polutanata.U odnosu na benzinske motore, dizel motori ispuštaju samo 1/10 CO, dok je stepen emisije ugljikovodonika približno jednak stepenu benzinskih motora.

Tabela 4.6 Emisija pojedinih polutanata iz dizel motora (proizvodnja 1980.god.) POLUTANT Emisija kamiona, g/km Emisija gradskih autobusa, g/km

Čestice 0,81 0,81Oksidi sumpora 1,70 1,70

Ugljen monoksid 17,80 13,20Ugljikovodonici 2,90 2,50

Oksidi azota 13,00 13,40Aldehidi 0,20 0,20

Organske kiseline 0,20 0,20

Hemijske čistioneU hemijskim čistionicama koriste se organski rastvarači za čišćenje tekstilnih materijala.U radu se koriste dva tipa rastvarača: laki derivati nafte i sintetski rastvarači.Proces čišćenja se sastoji od pranja u rastvaraču ili rastvaračima i sušenja u struji toplog vazduha.Većina uređaja za čišćenje su zatvoreni sistemi.Do emisije rastvarača može doći zbog slabog održavanja i slabog rada opreme.

Tabela 4.7 Emisija rastvarača iz hemijskih čistionica Rastvarač Izvor Tipičan sistem,

kg/100 kgDobro kontrolisan sistem, kg/100kg

Petroleum Praonica/sušnica 18,0 2,0Perhloretilen Praonica/sušnica 8,0 0,3

Trihlortrifluoroetan

Praonica/sušnica 1,0 1,0

Proizvodnja eksplozivaProizvodi se veliki broj različitih eksploziva.Osnovne sirovine za proizvodnju TNT su toluen, nitratna kiselina i sulfatna kiselina.To je proces nitriranja toluena.Glavni polutanti koji nastaju prilikom proizvodnje eksploziva su oksidi azota, kapljice kiseline, oksidi sumpora i male količine čvrstih čestica.Ukoliko se vrši spaljivanje otpadnih gasova koji nastaju pri proizvodnji, tada je još veća emisija polutanata u atmosferu.Najvažniji faktori koji utiču na emisiju polutanata što nastaju pri proizvodnji eksploziva jesu tip i efikasnost procesa proizvodnje.

Tabela 4.8 Emisija polutanata koji nastaju kod proizvodnje TNT i nitroceluloze (bez uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Proizvodnja SO2, kg/t Oksidi azota, kg/t Čestice HNO3, kg/tTNT - 12,5 0,5

TNT kontinuirani proces - 4,0 0,5Nitroceluloza 0,7 7,0 9,5

Proizvodnja plastičnih masaProizvodnja smola i plastičnih masa se temelji na polimerzaciji baznih monomera (obično u gasnom ili tečnom stanju) do visokomolekulskih nekristalnih čvrstih materijala.U proizvodnji većine plastičnih masa primjenjuje se zatvoreni sistem reakcije ili polimerzacije, faza sušenja i na kraju faza tretiranja ili formiranja plastike.Glavni izvori polutanata kod proizvodnje plastičnih masa su: emisija polaznih materijala-monomera, emisija rastvarača i tečnosti koje se upotrebljavaju u reakciji, emisija čvrstih čestica ako se koriste takvi osnovni materijali.Tako se npr. prilikom proizvodnje polivinil-hlorida oslobađa čvrstih čestica 17,5 kg/t, pri proizvodnji polipropilena oslobađa se 1,5 kg/t čvrstih čestica i 0,35 kg/t gasova ukoliko se ne primjenjuju uređaji za amanjenje emisije.

Prženje kafeKafa, koja se uvozi u obliku zelenih zrna, prije upotrebe mora se očistiti, pržiti i pakovati.Zrna se prvo očiste od prašine produvavanjem vazduhom.Poslije toga kafa ide na prženje, gdje se, pored odstranjivanja vlage, pod uticajem toplote mijenja boja i sastav kafe, dobivajući karakteristčnu aromu.Pri prženju kafe glavni polutanti su prašina, ulje iz kafe (kao kapljice), dim i mirisi.Glavni izvor čvrstih čestica, aldehida, oksida azota i organskih kiselina je proces prženja.Postoji direktni i indirektni način grijanja prilikom prženja pa se u vezi s tim oslobađa i različita količina polutanata.

Tabela 4.9 Emisija polutanata koji nastaju prilikom prženja kafe (bez primjene uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Postupak žarenja Čestice, kg/t NOx, kg/t Aldehidi, kg/t Organske kiseline, kg/t

Direktno grijanje 3,8 0,05 0,1 0,45Indirektno grijanje 2,1 0,05 0,1 0,45

Silosi i mlinoviSilosi su građevinski objekti u kojima se čuvaju žitarice.Iz silosa se žitarice distribuiraju za transport.Uz silose se obično nalaze mlinovi, u kojima se melje žito.Iz silosa se mogu emitovati čvrste čestice prilikom njihovog punjenja i pražnjenja, odnosno pri manipulaciji žitom.Emisija čestica je 0,5-2 kg/t, a uglavnom se radi o prašini.U zavisnosti od vrste mlinova, vrste žitarica i dr. kreće se i emisija čvrstih čestica.

Za kontrolu i samnjenje emisije čvrstih čestica primjenjuju se cikloni ili specijalni filteri.Osim toga koriste se i skruberi sa vodom za hvatanje čestica, čime se kod nekih tehnoloških operacija može smanjiti emisija čvrstih čestica.

Sušenje mesaSušenje mesa je difuzni proces, gdje se meso izlaže dimu koji nastaje od tinjanja drva, pri čemu se u mesu apsorbuju različita organska jedinjenja.Emisija polutanata zavisi od niza faktora: vrste drveta koje izgara, sadržaja vlage u njemu, količine dima u recirkulaciji i dr.U atmosferu se emituju čvrste čestice, CO, ugljikovodici, aldehidi i organske kiseline.

Tabela 4.10 Emisija polutanata koji nastaju priliko sušenja mesaPolutant Nekontrolisana emisija,

g/t mesaKontrolisana emisija,

g/t mesaČestice 0,150 0,050

Ugljen monoksid 0,300 zanemarljivoUgljikovodonici 0,035 zanemarljivo

Aldehidi 0,040 0,025Organske kiseline 0,100 0,050

Metalurgija

Proizvodnja metalurškog koksaKoksovanje je proces termičke prerade uglja, pri kome se organska jedinjenja u uglju razlažu uz stvaranje: koksnog plina, tečnih produkata i nevolatilnog čvrstog ostatka poznatog kao koks.U toku proizvodnje koksa kao polutanti se pojavljuju dim, ugljikovodici, CO i mnogi drugi gasovi i pare.Glavni emiteri su: retorte, gašenje koksa i prerada nastalih nusproizvoda.Koksni plin sadrži sumporna jedinjenja koja pri izgaranju daju SO2.Mogući emiter čvrstih čestica je manipulacija ugljem, njegovo drobljenje, drobljenje koksa i dr.

Tabela 4.11 Emisija polutanata prilikom proizvodnje metalurškog koksa (bez primjene uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Proces proizvodnje Česticekg/t

SO2

kg/tCOkg/t

Ugljikovodonicikg/t

NOx

kg/tAmonijak

kg/tPunjenje baterije 0,75 0,01 0,300 1,25 0,015 0,01

Koksovanje 0,05 - 0,300 0,75 0,005 0,03Pržnjenje baterije 0,30 - 0,035 0,10 - 0,05

Gašenje koksa 0,45 - - - - -

Proizvodnja gvožđa i čelikaProizvodnja gvožđa i čelika prolazi kroz nekoliko faza: proizvodnja sirovog gvožđa u topioničkoj peći, proizvodnja čelika uz upotrebu kiseonika, valjanje čelika i završne operacije.U toku proizvodnje sirovog gvožđa i čelika nastaje većina polutanata, koji se emituju u atmosferu iz ove proizvodnje.Sirovo gvožđe se proizvodi u topioničkim pećima iz rude gvožđa, uz pomoć koksa, kreča i vrućeh vazduha.Pri tome nastaju topionički gasovi i prašina.

Tabela 4.12 Emisija polutanata prilikom proizvodnje gvožđa i čelika (bez primjene uređaja za smanjenje emisije polutanata)

Proces proizvodnje Čvrste čestice Ugljen monoksidkg/t

Gasoviti fluoridikg/t

Čvrsti fluoridikg/t

Topionička peć,nekontrolisano

55,0 875,0 - -

Aglomeracija,nekontrolisano

75,0 875,0 - -

Sinterovanje 10,0 - - -Proizvodnja čelika,

nekontrolisano4,1 - 0,050 0,015

Bazna oksidacija 25,5 69,5 - 0,100Sa električnim lukom 4,6 9,0 0,006 0,119

Industrija mineralnih proizvodaOva industrija uključuje proizvodnju različitih nemetalnih minerala i proizvoda (proizvodnja cementa, stakla, staklene vune, kreča, prerada fosfata).

Proizvodnja gipsaGips odnosno kalcijum sulfat, postoji kao mineral a služi kao građevinski materijal.Kada se prirodni gips dehidrira, tada se može koristiti kao vezivo.Uobičajena metoda kalcinacije gipsa sastoji se od mljevenja gipsa, kalcinacije (grijanje uz oslobađanje vode).Pri proizvodnji gipsa emituju se čestice gipsa, čija količina, ukoliko se ne primjenjuju uređaji za smanjenje emisije čestica, može da bude značajna.

Tabela 4.13 Emisija čestica pri proizvodnji gipsaTip procesa Nekontrolisana

emisija, kg/tSa platnenim filterima, kg/h

Sa ciklonima i elektrostatskim

precipitatorima, kg/tSušenje osnovne sirovine 20,0 0,1 0,1

Primarno drobljenje 0,5 0,0005 -Kalcinator 45,0 0,05 -

Unutrašnji transport 0,35 0,0005 -