milovanovi] miroslav, dipl. in@. tehnologije book/aerozagadjenje - sveska1.pdf · ovako definisana...

UTICAJ AMBIJENTALNIH PARAMETARANA PROPAGACIJU AKCEDENTNOEMITOVANIH AEROZAGA\IVA^A

S V E S K A 1AEROZAGA\ENJE I PROPAGACIJA

POLUTANATA U ATMOSFERI

Beograd, septembar 2002. godine

MILOVANOVI] MIROSLAV, DIPL. IN@. TEHNOLOGIJE

HEMIJSKI AKCEDENATI I PROPAGACIJA POLUTANATA U ATMOSFERI

MILOVANOVI] MIROSLAV, DIPL. IN@. TEHNOLOGIJE

UTICAJA AMBIJENTALNIH PARAMETARANA PROPAGACIJU AKCEDENTNO

EMITOVANIH ZAGA\IVA^AU ATMOSFERI

SVESKA 1

AEROZAGA\ENJE I PROPAGACIJAPOLUTANATA U ATMOSFERI

B e o g r a d, septemabar 2002. god

KNJIGA 5

Izdava~:

PREDUZE}E ZA IN@ENJERING, PROJEKTOVANJE I IZVO\ENJE"BALBY INTERNATIONAL" - BEOGRAD

Obra|iva~ teme:

Preduze}e za in`enjering, projektovanje i izvo|enje"Balby International" - Beograd

Urednik:

Prof. Dr Du{an Babac, dipl. in`. gra|

Autor:

Miroslav Milovanovi}, dipl. in`. tehn.

Tehni~ka redakcija:

Mr Pavle Babac, dipl. in`. gra|.

Kompjuterska i grafi~ka obrada:

"Balby International"

Kori{}eni softver u istra`iva~kom radu:

SLAB: An Atmospheric Dispersion Model for Denser-Than-Air Releases(Abridged Version from Lakes Environmental Softvare is

provided as is, free of charge. No warranties are provided)Physics Department, Atmospheric and Geophysical Sciences Division

University of California, Lawrence Livermore National LaboratoryLivermore, California 94550, June 1990.

SVESKA 1

ôvek bez hrane moè da opstane ne{to manje od mesec dana.ôvek bez vode moè da opstane ne{to manje od nedelju dana.ôvek bez vazduha ne moè da opstane "ni 5 minuta".ûvajmo ovih 5 minuta iznad svega, jer bez tih 5 minuta nema za ~oveka niostalih 70 godina ìvota.

A u t o r

HEMIJSKI AKCEDENATI I PROPAGACIJA POLUTANATA U ATMOSFERI

SADR@AJ

SVESKA 1 − AEROZAGA\ENJE I PROPAGACIJA POLUTANATA

1. UVOD ...................................................................................................................................... 5

1.1. IZVORI ZAGA\IVANJA ATMOSFERE ................................................................ 6

1.1.1. Atmosfera............................................................................................................... 61.1.2. Standardna (normalna) atmosfera....................................................................... 121.1.3. Eksperimentalno modelovanje standardne atmosfere....................................... 171.1.4. Upore|ivanje matemati~kog i eksperimentalnog modela ................................. 211.1.5. Zaga|ivanje atmosfere.......................................................................................... 24

1.2. AEROZAGA\ENJA USLED AKCEDENATA ....................................................... 28

1.2.1. Fizi~ki akcedenti .................................................................................................... 281.2.2. Hemijski akcedenti ................................................................................................ 291.2.3. Emisija i propagacija poluatanata hemijskim akcedentima............................... 301.2.4. Karakter aerozaga|enja hemijskim akcedentima............................................... 31

2. AEROZAGA\ENJE ............................................................................................................. 32

2.1. OP[TE KARAKTERISTIKE AEROZAGA\ENJA ................................................ 31

2.1.1. Zaga|ivanje atmosfere.......................................................................................... 31

2.2. IZVORI ZAGA\IVANJA ATMOSFERE ................................................................. 36

2.2.1. Podela izvora prema trajanju emisije................................................................... 362.2.2. Podela izvora prema lociranju emitovanja .......................................................... 372.2.3. Dijalektika razvoja aerozaga|enja ....................................................................... 392.2.4. Dispozicija polutanata u atmosferu ..................................................................... 432.2.5. Dispozicija polutanata u vi{im slojevima atmosfere........................................... 462.2.6. Zna~aj globalnog zaga|ivanja atmosfere............................................................. 472.2.7. Propagacija polutanata u atmosferi ..................................................................... 48

2.3. PODELA AEROZAGA\ENJA .................................................................................. 50

2.3.1. zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere .............................................................. 502.3.2. Globalno zaga|enje atmosfere............................................................................. 51

2.4. KARAKTERISTIKE SUPSTANCI AEROZAGA\IVA^A ................................... 54

2.4.1. Gasoviti aerozaga|iva~i......................................................................................... 542.4.2. ^vrste ~estice i aerosolovi ..................................................................................... 552.4.3. Kaplji~asti aerosolovi i isparenja.......................................................................... 59

2.5. DIMENZIONISANJE AEROZAGA\IVANJA ........................................................ 61

2.5.1. Emisioni faktori aerozaga|iva~a .......................................................................... 612.5.2. Merenje koncentracije aerozaga|iva~a u vazduhu ............................................ 68

2.6. UTICAJ POLUTANATA NA @IVOTNU SREDINU............................................... 71

2.6.1. Uticaj polutanata u vazduhu na vegetaciju.......................................................... 712.6.2. Uticaj polutanata u vazduhu na ~oveka............................................................... 742.6.3. Uticaj polutanata u vazduhu na `ivotinje ............................................................ 752.6.4. Uticaj polutanata u vazduhu na materijale ......................................................... 76

SVESKA 1

2.7. OSOBINE POLUTANATA........................................................................................... 78

2.7.1. Sumporova jedinjenja − SOx, H2S, sulfati ............................................................ 782.7.2. ^estice i aerosolovi................................................................................................ 912.7.3. Azotna jedinjenja................................................................................................... 942.7.4. Ugljenikova jedinjenja .......................................................................................... 1042.7.5. Specifi~ni polutanti................................................................................................ 112

2.8. ZAKONSKA REGULATIVA....................................................................................... 114

2.8.1. Emisija {tetnih i opasnih materija u atmosferu................................................... 1142.8.2. Imisija {tetnih i opasnih materija u vazduhu....................................................... 1172.8.3. MDK {tetnih i opasnih materija u vazduhu radnih prostora ............................. 121

3. AMBIJENTALNO MODELOVANJE HEMIJSKIH AKCEDENATA .......................... 122

3.1 SAVREMENI PRISTUP PROBLEMATICI LOKALNOGAEROZAGA\ENJA..................................................................................................... 122

3.1.1. Savremeni pristup problematici aerozaga|enja.................................................. 1223.1.2. Osnovni kriterijumi kod lokalnog aerozaga|enja............................................... 123

3.2. KLIMATSKE PROMENE U ATMOSFERI ............................................................... 127

3.2.1. Klima i atmosfera .................................................................................................. 127

3.3. METEOROLOGIJA I PROPAGACIJA POLUTANATA........................................ 138

3.3.1. Propagacije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere........................................ 1383.3.2. Meteorolo{ke pojave............................................................................................. 1393.3.3. Meteorolo{ki faktori propagacije polutanata...................................................... 1433.3.4. Horizontalni transport polutanata ....................................................................... 145

3.4. KONCEPCIJA AMBIJENTALNOG MODELOVANJA.......................................... 153

3.4.1. Modelovanje hemijskih akcedenata..................................................................... 1533.4.2. Polazne odrednice kod ambijentalnog modelovanja hemijskog akcedenta ..... 1563.4.3. Zna~ajni parametri ambijentalnog modelovanja hemijskog akcedenta ........... 1593.4.4. Ciljevi i dometi ambijentalnog modelovanja hemijskog akcedenta .................. 160

3.5. ORGANIZACIJA MODELA SLAB ............................................................................ 161

3.5.1. Karakteristike modela SLAB ............................................................................... 1623.5.2. Prate}i programi i alati programa SLAB............................................................. 166

4. PRIMENA MODELA SLAB NA PRIMERU KOMBINATA MSK U KIKINDI.......... 168

4.1. POSTAVLJANJE OSNOVNOG MODELA UTICAJA ............................................ 168

4.1.1. Ulazni parametri modelovanja emisije polutanata programom SLAB ............ 1694.1.2. Izlazni podaci modelovanja emisije polutanata programom SLAB.................. 170

ZAKLJU^AK ................................................................................................................. 172

LITERATURA............................................................................................................... 178

UVOD

5

1. UVOD

Gasni omota~ oko planete, atmosfera ili popularnije vazduh, predstavlja jedan odnajzna~ajnijih faktora kvaliteta ìvota na Zemlji, kao i samog opstanka ìvota, te se stoga trebaneprekidno {tititi od degradacije.

Sa stanovi{ta mogu}nosti za{tite ìvotne sredine, vazduh, po obimu potrebne za{titepredstavlja najve}i, a po postupcima i mogu}nostima za{tite, najkompleksniji deo ~ovekovogokruènja.

îst i kvalitetan vazduh je prema svojim karakteristikama jedan od osnovnih preduslovaegzistencije ljudske populacije na planeti.

Ljudski organizam bez vazduha moè bez ozbiljnijih posledica da izdrì par minuta, sazdravstvenim posledicama do 5 minuta, a preko 7 minuta bez vazduha dovodi do smrti ljudskogorganizma.

Radi upore|ivanja, moè se navesti da ljudski organizam bez vode moè izdràti donedelju dana, a bez hrane do mesec dana.

Za{tita voda i tla, a preko njih i hrane, izolacijom od potencijalnih i konkretnih izvorazaga|enja, mogu}a je kako na mikro, tako i na makro planu. Navedena izolacija kontaminiranihzona prirodnih resursa se tehni~ki moè izvesti uz ve}e ili manje tro{kove, pa ~ak je mogu}e iisklju~ivanje ~itavih regija iz kontakata sa vodom, tlom i preko njih hranom.

Naàlost, isklju~ivanje dela atmosfere, odnosno izolacija dela vazduha u atmosferi ~ak nijeni pojmovno mogu}a, tako da je za{tita vazduha od zaga|enja najteà i najnepovoljnija sa stanovi{tamogu}nosti za{tite ~ovekovog okruènja.

Kod razmatranja problematike za{tite od atmosferskih zaga|enja mogu se posmatrati dvaaspekta:

Globalno zaga|enje atmosfere, obuhvata promene u prirodnom sastavu vazduha nanivou vazdu{nog omota~a oko dela, ili ~ak ~itave planete Zemlje, na koje se ne moèdirektno delovati, ve} posredno, preko saniranja i smanjivanja zaga|ivanja vazduhalokalne atmosfere

Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere, obuhvata zaga|ivanje sloja vazduhaneposredno iznad tla, koji direktno okruùje ìvi svet na planeti, odnosno kojidirektno ugroàva ljudsku populaciju, na koje se moè direktno delovati u smislusaniranja, odnosno smanjivanja kvantiteta zaga|ivanja vazduha i kvaliteta zaga|enjalokalne atmosfere

Oba vida zaga|ivanja atmosfere su me|usobno zavisna, tako {to je globalno zaga|enjeatmosfere pre svega posledica prezaga|enja vazduha lokalnih atmosfera, i obrnuto, ogroman jeuticaj globalnog zaga|enja na kapacitet zaga|ivanja lokalne atmosfere.

Izradom ovog projekta bi}e definisan savremeni pristup odre|ivanja uticaja jednog odnajopasnijih vidova zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere, a preko nje i globalnog zaga|enjaatmosfere, a to je zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere usled hemijskih akcedenata uproizvodnim pogonima i skladi{nim prostorima za fluide koji najvi{e kontaminiraju vazduh, gasove,dimove i pare te~nosti.

U ovoj publikaciji bi}e detaljno analziran zna~aj simuliranja propagacije nekolikopolutanata, zaga|iva~a vazduha u lokalnoj atmosferi.

Sa ovako definisanim problemom aerozaga|enja bi}e mnogo lak{e dopuniti postoje}e idoneti nove propise iz oblasti kojima se reguli{u pitanja za{tite od aerozaga|enja.

SVESKA 1 − GLAVA 1

6

1.1. IZVORI ZAGA\IVANJA ATMOSFERE

1.1.1. ATMOSFERA

Atmosfera u naj{irem smislu podrazumeva kompletan gasni omota~ oko Zemlje, na kojideluje zemljina gravitacija. Gasni omota~ oko zemlje se moè izdiferencirati na slojeve, premadominantnim gasovima koji ih sa~injavaju.

Zavisno od rastojanja od povr{ine planete sastav gasnog omota~a oko zemlje se menja,usled dejstva pre svega gravitacije Zemlje (slika 1.1.1.).

Raspored dominatnih gasova u atmosferi zavisi od njihove relativne molekulske (atomske)mase.

Slika 1.1.1. − Osnovne gasne komponente sadràja atmosfere na odre|enimudaljenostima od Zemlje

U najniìm slojevima atmosfere dominantni gasovi su teì gasovi molekulski azot − N2 imolekulski kiseonik − O2. U drugom sloju atmosfere dominantni gas je atomski kiseonik − |O|. Utre}em sloju atmosfere dominantni gas je helijum − He.

U poslednjem, naudaljenijem sloju atmosfere, dominantni gas je vodonik − H2.Najniì sloj atmosfere, deo gasnog omota~a neposredno oko Zemlje, sadrì sme{u

dominantnih gasova N2 (MN2= 28 g/mol) i O2 (MO2

= 32 g/mol), sa ve}im udelom N2 (∼78%) od

udela O2 (∼21%).Pribli`na vrednost relativne molekulske mase ovako formirane gasne sme{e u sloju iznosi

Msm ∼ 29 g/mol.Ovaj sloj gasnog omota~a se prostire do oko 200 km iznad povr{ine Zemlje.Pod dejstvom sun~eve svetlosti u vi{im slojevima dolazi do razlaganja molekula molekula

pojedinih gasova na atome.Na visinama iznad 200 km formira se sloj gasnog omota~a, koji ima dominantni gas

atomski kiseonik |O| (A|O|= 16 g/atom), koji se podigao u vi{e slojeve atmosfere, kao lak{i gas odsme{e dominantnih gasova N2 i O2.

UVOD

7

Ovaj sloj sa dominantnim atomima |O| se prostire u vi{im slojevima atmosfere do visine od1 100 km od povr{ine Zemlje.

Iznad ovog sloja se nalazi sloj atmosfere bez komponenti neophodnih za egzistencijuìvotnih formi na Zemlji, sa dominantnim gasom atomskim He (relativna atomska masaAHe= 4 g/mol). Ovaj sloj se prostire na visini od 1 100 km do 3 500 km iznad povr{ine zemlje.

Poslednji sloj atmosfere oko Zemlje predstavlja sloj sa dominantnim gasom molekulskimH2 (MH2

= 2 g/mol). Ovaj sloj se prostire na visini od 3 500 km do oko 35 000 km iznad povr{inezemlje.

Iza ovog poslednjeg sloja atmosfere koli~ina H2 toliko opadne usled razre|ivanja, da sestopi sa koli~inom me|uplanetarnog H2.

Tako na visinama od preko 35 000 km potpuno prestaje da postoji atmosfera (zemljingasni omota~), a po~inje me|uplanetarni prostor.

Ovako {iroko postavljen pojam zemljinog gasnog omota~a − atmosfere u naj{irem smislu,nema nikavog prakti~nog zna~aja za svet na Zemlji. Stoga se pod atmosferom naj~e{}e posmatrasamo onaj deo gasnog omota~a koji sadrì komponente bitne za ìvi svet na Zemlji.

Tako se moè smatrati da atmosferu ~ine slojevi u kojima se nalaze komponente odvitalnog zna~aja za egzistenciju ìvih organizama na Zemlji.

To su slojevi u kojima je dominantna sme{a gasova N2 i O2 , kao i atomski |O|.Ovako definisana atmosfera ima debljinu od oko 1 100 km oko planete (slika 1.1.2.).

Slika 1.1.2. − Slojevi atmosfere sa vazduhom

Prema sastavu i fizi~kim karakteristikama gasnog omota~a, u ovako definisanoj atmosferi,mogu se izdiferencirati slede}i slojevi:

troposfera − najniì sloj atmosfere, najbitniji za ìvi svet stratosfera − sloj atmosfere od velikog zna~aja za za{titu planete od zra~enja mezosfera − sloj atmosfere sa najve}im temperaturnim kolebanjima termosfera − sloj atmosfere sastavljen od dva podsloja, jonosfere i egzosfere


8

1.1.1.1. Vazduh

Vazduhom se naziva gasni omota~ koji sadrì molekulski kiseonik − O2, jako bitanegzistencijalni element. Vazduh predstavlja sme{u vi{e gasova, od kojih su dominantni gasovi N2 iO2, sa manjom koli~inom ~estica ~vrstog i te~nog agregatnog stanja, kao i promenljivom koli~inomvodene pare (od nekoliko desetih do 5−6%).

Vazduh je neophodna komponenta postojanja i odràvanja ìvotnih formi na Zemlji, presvih ljudi, ìvotinja i biljaka.

Molekulska masa vazduha se moè odrediti iz molekulskih masa sastavnih komponentigasne sme{e. Kako su osnovni dominantni gasovi N2 i O2 sadràni u veoma visokom procentu uvazduhu (∼ 99%), to se kod odre|ivanja molekulske mase vazduha uobi~ajeno uzimaju samo ovadva gasa.

Na samoj povr{ini, ra~unato na kotu morske povr{ine, molekulska masa vazduha biiznosila:

M vaz g molN

MNO

MO( / )% %

. ..= ⋅ + ⋅ = ⋅ + ⋅ =2

100 22

100 2

78 09100

2820 94100

32 28 56

Masa vazduha ovakvog hemijskog sastava iznosi 1.275 kg/m3. Uobi~ajeno se uzima da jeMvaz= 29 g/mol. Deo atmosfere sa vazduhom prostire se do 200 km iznad povr{ine tla (slika 1.1.1.).

Vazduh je neophodan za odràvanje ìvota na Zemlji, pa je samo ovaj sloj gasnog omota~aoko Zemlje zna~ajan sa stanovi{ta ìvog sveta na Zemlji. Najgrublja aproksimacija atmosferepodrazumeva samo gasni omota~ sa vazduhom podobnim za egzistenciju biljnog i ìvotinjskog sveta.

Gasni omota~ koji sadrì vazduh nije jedanako koncentrisan u atmosferi. Oko 50% odukupne mase vazduha je skoncentrisano u sloju atmosfere debljine oko 5 km, a oko 75% od ukupnemase vazduha je skoncentrisano u sloju atmosfere debljine oko 11 km, dok je 99.999 % ukupnemase skoncentrisano u sloju atmosfere debljine 90 km, ra~unato od povr{ine mora.

Ukupna masa vazduha, u sloju debljine oko 90 km, iznosi oko 5.1 ⋅ 1015 t, {to je samo10−8 % ukupne mase zemlje, dok je debljina sloja od 90 km ne{to malo iznad 1% pre~nika Zemlje.

1.1.1.2. Atmosferski slojevi

Troposfera je neposredni vazdu{ni omota~ Zemlje, prose~ne debljine oko 11 km (slika1.1.2). Debljina sloja vazduha u troposferi je promenljiva i iznosi od 8 km iznad polova, preko10−12 km na srednjim {irinama, do 18 km iznad ekvatora. Globalni sastav vazduha u troposferi jehomogen, odnosno gasovi su dobro izme{ani.

U troposferi se odigravaju sve promene u atmosferi, vezane za sastav i karakteritikevazduha, koje su bitne za ìvi svet na zemlji, osim za{tite planete od kosmi~kog zra~enja. Tako sepod pojmom aerozaga|enja atmosfere podrazumeva pre svega zaga|ivanje vazduha koji ~initroposferu. U troposferi se de{avaju sve vremenske, druga~ije nazvane atmosferske pojave, kojeizu~ava meteorologija.

U troposferi se vr{e vazdu{na strujanja, zahvaljuju}i kojima se ujedna~ava sastav vazduhaoko planete (normalni sastav vazduha), tako da se moè smatrati da je sastav troposfere skoropotpuno ujedna~en, osim tankog sloja vazduha neposredno iznad samog tla.

Sastav vazduha, promene sastava i drugih fizi~kih karakteristika vazduha, kao i vremenskepromene u troposferi, smatraju se op{tim (globalnim) promenama u atmosferi, osim u tankom slojuneposredno iznad tla. U atmosferi, usled gistine gasne sme{e dolazi do neravnomernog rasipanjaspektra bele sun~eve svetlosti.

Kosmi~ki prostor posmatran sa povr{ine planete (nebeski svod) ima svetlo plavu boju(nebesko plava), {to je posledica ve}eg rasipanja u vazduhu plave svetlosti iz sun~evog svetlosnogspektra. [to je vazduh gu{}i, to je nebo svetlije plavo. [to je vazduh re|i, na ve}im visinama to jenebo tamnije plavo.

Vazduh u troposferi se neprekidno zaga|uje razli~itim supstancama, gasovitog, ~vrstog ite~nog agregatnog stanja, kako prirodnim emisijama, tako i emisijama iz antropogenih izvora.

UVOD

9

Svi gasovi, koji su teì od vazduha, sakupljaju se i zadràvaju u donjim vazdu{nim slojevima(CO2, SO2, i drugi), dok se lak{i gasovi (CH4, NH3 i drugi), kao i vodena para podiù u gornjevazdu{ne slojeve.

Jakim strujanjima vazduha ovi sadràji se prenose kroz troposferu, kako unutar slojeva (pohorizontali), tako i izme|u slojeva (po vertikali). Na taj na~in se vr{i razno{enje preko {ireg prostorasupstanci emitovanih u vazduh sa odre|enih lokacija. Razno{enje emitovanih supstanci se upojedinim situacijama i za pojedine supstance moè vr{iti iznad ~itavih kontinenata, pa ~esto i okocele planete. Ova pojava se naziva globalna raspodela supstanci u vazduhu, a ako je u pitanjuaerozaga|enje, globalno prostiranje aerozaga|enja u vazduhu.

Po prestanku dejstva vazdu{nih strujanja koji su vr{ili globalni transport supstanci krozvazduh u troposferi, vr{i se raslojavanje gasova i ~estica u vazduhu troposfere. Manja koli~ina~estica se tom prilikom gravitaciono istaloì, dok se najve}a koli~ina zaga|uju}ih materija utroposferi, kako ~estica, tako i gasova, "ispere" iz vazduha atmosferskim padavinama (hemisorpcijagasova).

Sa stanovi{ta ugroàvanja ìvog sveta na planeti najopasniji su gasovi pribli`ne mase kao ivazduh. Ovi gasovi se kre}u kao i vazduh, odnosno kre}u se sa vazduhom, ~ime ispunjavaju ceoprostor, zonu, ili vazdu{ni sloj u kome se nalaze (CO, NO i drugi).

Sastav vazduha u troposferi je promenljiv. Ono {to je nekada bila ~isto zaga|uju}a materijau vazduhu, danas spada u normalni sastavni deo vazduha, sa zna~ajnim masenim udelom primese uvazduhu (primer sa SO2 i sli~no), pogotovu u pojedinim regijama. Stoga, kada se govori o sastavuvazduha u troposferi (globalni sastav vazduha), moè se govoriti samo iz ugla vremena u kome seposmatra. Shodno tome i globalno aerozaga|enje vazduha u troposferi, kao i njegov obim, mogu seposmatrati samo iz ugla vremena o okome govorimo.

U tabeli 1.1.1. je dat globalni sadràj vazduha troposfere, nazivan i normalni (standardni)sastav vazduha u atmosferi.

Tabela 1.1.1. Sastav ~istog suvog vazduha na nivou mora

Sastojak Koncentracija Ukupna masaOsnovni sastojci zapr. % g/m3 × 10 15 tAzot (N2) 78.09 890.0 3.85Kiseonik (O2) 20.94 270.0 1.18Sastojci u malom % % mg/m3 × 10 12 tArgon (Ar) 0.930 16 000 65.0Ugljendioksid (CO2) 0.032 400−800 2.5Sastojci u tragovima ppm µg/m3 × 10 6 tNeon (Ne) 18.00 1.6⋅104 64 000Kripton (Kr) 1.00 4 100 15 000Helijum (He) 5.20 930.0 3 700Metan (CH4) 1.30 7−14⋅102 3 700Azotmonoksid (NO) 0.25 5−12⋅102 1 900Ugljenmonoksid (CO) 0.10 50−500 500Ozon (O3) 0.02 0−100 200Vodonik (H2) 0.50 30−90 180Amonijak (NH3) 0.01 0−15 30Azotdioksid (NO2) 0.0010 0−6 8Sumpordioksid (SO2) 0.0002 0−50 2

Za razliku od ovog, sastav i promene sastava vazduha, kao i aerozaga|enje u najnièmsloju troposfere, neposredno iznad tla, pa do visine od oko stotinak metara iznad tla, moraju seposmatrati sa aspekta konkretnog lokaliteta.


10

Tako je u problematici sadràja i aerozaga|enja neophodbno uspostaviti kavlitativnurazliku izme|u:

troposfere i globalnog aerozaga|ivanja − promene op{teg (globalnog) sastava vazduhau troposferi

lokalnih atmosfera i lokalnog aerozaga|ivanja − promene pojedina~nih (lokalnih)sastava vazduha u tankom sloju troposfere neposredno iznad tla na konkretnoj lokaciji

Sve ono {to do|e do najvi{ih slojeva troposfere, bilo vertikalnom razmenom sna`nimglobalnim strujanjima u troposferi, bilo podizanjem lak{ih komponenti u vi{e slojeve atmosfere,preko me|usloja nazvanog tropopauza, odlazi u drugi sloj atmosfere, koji se naziva stratosfera.

Stratosfera (slika 1.1.2.) predstavlja drugi sloj atmosfere prose~ne debljine oko 40−45 km.Stratosfera ima sli~an sastav vazduha kao troposfera, sa dominacijom gasova N2 i O2. Vazduh ustratosferi je veoma razu|en.

Zbog velike razre|enosti vazduha u odnosu na troposferu, boja neba u stratosferi nijesvetlo (nebo) plava, kao u troposferi, ve} je tamno plava sa ljubi~astim nijansama. [to je slojstratosfere vi{i, to je vazduh jo{ razre|eniji, pa je boja neba sve tamnija.

Stratosfera predstavlja najve}i "depo" O3 na planeti. Ozon {titi povr{inu planete odsun~evog zra~enja. Sloj ozona u stratosferi je razu|en u enormno veliku zapreminu.

Kada bi se kompletan ozon iz stratosfere podveo pod pritisak od 101 kPa, sloj ozonskogomota~a oko Zemlje bi bio debljine samo 2.5 mm.

U stratosferi nema ni oblaka , ni globalnih strujanja vazdu{nih masa, kao u gornjimslojevima troposfere.

Ovo se danas koristi u zna~ajnom obimu, tako da sve vi{e aviona, pogotovu ratnih, kao iraketnih projektila, koriste za letenje donji sloj stratosfere, umesto gornjih slojeva troposfere. Timese vr{i direktno zaga|ivanje vazduha same stratosfere, sa katastrofalnim pogubnim posledicama poozonski sloj.

U donjem sloju stratosfere vladaju izotermni uslovi (debljina izotermnog sloja iznosi oko20 km), pa nema daljeg opadanja temperature sa porastom visine. Me|utim, usled daljeg i sve ve}egrazu|enja vazduha pritisak i gustina vazduha u stratosferi i dalje sve intenzivnije opadaju sa visinomsloja.

U gornjim slojevima stratosfere (od oko 30 km do oko 55 km) dolazi do ve}eg porastatemperature vazduha, od prilike do nivoa temperature na povr{ini planete. Stratosfera ima tako|ehomogen sastav gasova, kao i troposfera. Iznad stratosfere, nalazi se tanji me|usloj stratopauza, ukome se zaustavlja rast temperature.

Mezosfera (slika 1.1.2.) je tre}i atmosferski sloj prose~ne debljine oko 25 km. U mezosferisu i dalje dominantni gasovi N2 i O2, kao i u stratosferi.

Vazduh u mezosferi je ekstremno razu|en, tako da u mezosferi dolazi do drasti~nog padafizi~kih karakteristika vazduha. Tako su pad pritiska i gustina vazduha po visini sloja u mezosferimnogo vi{e izraèni nego u stratosferi.

Mezosfera je atmosferski sloj u kome dolazi do najve}eg pada temperature u atmosferi, donivoa nièg od pada temperature u troposferi (dijagrami 1.1.4. i 1.1.6.).

Pri kraju sloja mezosfere, u sloju mezopauze, dolazi do kratkog uravnoteènjatemperature, da bi nadalje po~eo nagli rast temperature sa velikim gradijentom rasta temperaturepo visini. Ovaj porast temperature se obja{njava fotohemijskim reakcijama izme|u komponentivazduha.

Mezosfera je poslednji sloj u kome je sme{a gasova homogena. Iznad ovog sloja po~injuheterogeni slojevi atmosfere sa dominantnim gasovima.

UVOD

11

Termosfera (slika 1.1.2.) je sloj atmosfere najve}e debljine, najvi{ih temperatura gasa,najniìh gustina gasa, kao i najnièg pritiska u sloju od svih slojeva koji sadrè vazduh i komponentebitne za egzistenciju ìvog sveta na planeti. Sloj termosfere se, prema manifestacijama, moèpodeliti na dva podsloja.

Prvi podsloj se naziva jonosfera, debljine ∼ 120 km. U podsloju jonosfere dolazi doenormnog rasta temperature ~estica gasa do nekoliko hiljada °C, usled visoke fotohemijske kinetikegasa u sloju.

Me|utim, kako je gas u jonosferi izuzetno razu|en, to bez obzira na enormno visokutemperaturu ~estica, ne dolazi do paljenja objekata pri prolasku kroz jonosferu.

Na visini od oko 300 km gustina vazduha je oko 1012× manja od gustine vazduha na nivoumorske povr{ine.

Tako, iako je temperatura gasa ekstremno visoka, toplotni sadràj po jedinici zapremine ujonosferi je veoma mali. Usled ekstremno male gustine vazduha boja neba u jonosferi je skoropotpuno crna.

U jonosferi je jako visok intenzitet sun~evog zra~enja, tako da su molekuli koji ~ine vazduhrazloèni na atome. U jonosferi po~inje heterogeni sastav atmosfere. U masi atoma gasovadominantan je atom kiseonika.

Naziv jonosfera poti~e od jonizacije atoma pod dejstvom fotona. Jonizovani atomi ~ine slojodre|ene debljine u jonosferi, sli~no ozonskom sloju u stratosferi.

Osobenost ovog sloja jonizovanih atoma je da reflektuju radiotalase, ~ime se omogu}ujeprenos radio talasa na Zemlji na velike daljine.

Drugi podsloj termosfere se naziva egzosfera. Egzosfera ima najve}u debljinu od svihslojeva atmosfere (prostire se dokle god "egzistira" zemljina atmosfera sa komponentama vazduha,do 11 000 km od Zemlje). U egzosferi je dominantni gas atomski kiseonik − |O|, ali ekstremnograzu|enja.

U ovom podsloju temperatura i dalje raste, a gustina i pritisak gasa jako opadaju.Me|utim, dok je gradijent rasta temperature u jonosferi bio ekstremno visok, u egzosferi se beleìdrasti~an pad gradijenta rasta temperature. Temperature ~estica raste sve laganije, dok se neuravnoteì na nivou veoma sporog rasta.

Zbog ekstremno velikog razre|enja boja neba u egzosferi je, sli~no boji neba ume|uplanetarnom prostoru, crna. Sa egzosferom se zavr{ava atmosfera koja sadrì vazduh ielemente od egzistencijalnog zna~aja za ìvi svet na planeti.

Iznad egzosfere se nalaze slojevi gasnog omota~a planete u kojima ne postoje elementi odegzistencijalnog zna~aja za ìvi svet na planeti (slika 1.1.1.). Ti slojevi su heterosferni, odnosno unjima je prisutan dominantni gas.

U donjem delu iznad atmosferskog sloja gasnog omota~a oko planete, od visine1 100 − 3 500 km oko planete dominantni gas je helijum.

U gornjem delu iznad atmosferskog sloja gasnog omota~a oko planete, od visine3 500 − 35 000 km oko planete dominantni gas je vodonik.

Iznad ovog sloja gasnog omota~a oko zemlje gustina vodonika je jednaka gustini vodonikau slobodnom prostoru u sun~evom sistemu, pa kaèmo da na rastojanju od preko 35 000 km odpovr{ine planete po~inje me|uplanetarni prostor u sun~evom sistemu.


12

1.1.2. STANDARDNA (NORMALNA) ATMOSFERA

Fizi~ke i hemijske osobine vazduha se menjaju u odnosu na vremenske karakteristike,odnosno atmosferska stanja u troposferi. Da bi se omogu}ilo definisanje promena kvaliteta ikvantiteta vazduha u atmosferi usvojena je definicija standardne (normalne) atmosfere.

Polazni parametri modela standardne (normalne) atmosfere su:

prose~na visina troposfere Htr= 11 km prose~ni gradijent temp. u troposferi dT= − 6.5 K (°C) / km po~etna temperatura na H=0 m To= 288 K (15 °C) polazni pritisak na H=0 m po= 101 kPa (760 mm Hg) gustina vazduha na H=0 m ρo = 1.226 kg/m3

temperatura u stratosferi Tstr= 216.5 K (−56.50°C)= const.

1.1.2.1. Temperatura

Od svih fizi~kih i hemijskih parametara u troposferi temperatura se najvi{e inajnepravilnije menja po vertikalnom preseku u atmosferi.

Kao {to se moè sagledati iz tabele 1.1.2. i dijagrama 1.1.1., prema matemati~kom modelustandardne (normalne) atmosfere, temperatura se smanjuje linearno po 6.5 K (°C) po 1 km visine,sve do kraja troposfere. Od kraja troposfere (11 km), pa kroz deo stratosfere, do posmatranih15 km visine, temperaturna izoterma iznosi − 56.5 °C.

Tabela 1.1.2. Raspodela temperatura u standardnoj atmosferi po modelu

Visina (m) Temp. (°C) Visina (m) Temp. (°C) Visina (m) Temp. (°C)− 1 000 21.50 4 500 − 14.25 10 000 − 50.00

− 500 18.25 5 000 − 17.50 10 500 − 53.250 15.00 5 500 − 20.75 11 000 − 56.50

500 11.75 6 000 − 24.00 11 500 − 56.501 000 8.50 6 500 − 27.50 12 000 − 56.501 500 5.25 7 000 − 30.50 12 500 − 56.502 000 2.00 7 500 − 33.75 13 000 − 56.502 500 − 1.25 8 000 − 37.00 13 500 − 56.503 000 − 4.50 8 500 − 40.25 14 000 − 56.503 500 − 7.75 9 000 − 43.50 14 500 − 56.504 000 −11.00 9 500 − 46.75 15 000 − 56.50

Prema analogiji sa modelom u troposferi i delu stratosfere mogu se posmatrati i modelatmosfere sa vazduhom, kao i model celokupne atmosfere sa komponentama bitnim za egzistencijuìvog sveta na planeti.

Pri tome je interesantno samo modelovati raspodelu temperature u standardnoj atmosferisa vazduhom (dijagram 1.1.1.) i po slojevima atmosfere sa komponentama bitnim za egzistencijuìvog sveta na planeti (dijagram 1.1.2.).

Ostali parametri, pritisak i gustina, nastavljaju trend opadanja prema krivama koje sukarakteristi~ne za analizirane slojeve troposfere i dela stratosfere, te ne}e biti prikazivane posebnoza atmosferu sa vazduhom, odnosno atmosferu u uèm smislu.

Posmatraju}i oba dijagrama moè se uo~iti da se trend konstantne temperature,uspostavljen u stratosferi, nastavlja i u najve}em delu stratosfere.

U gornjem delu sloja stratosfere temperatura po~inje da raste. Pri samom vrhu slojastratosfere dostiè se temperaturni maksimum, blizak prose~noj temperaturi na povr{ini tla.

UVOD

13

Troposfera

Temperatura ( C)o

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0

2

4

6

8

10

12

14

16

010 20

Stratosfera

Vis

ina

(km

)Dijagram 1.1.1. − Promena temperature u standardnoj atmosferi po modelu

Dijagram 1.1.2. − Raspodela temperatura u atmosferi sa vazduhom po modelu


14

Kroz sloj mezosfere temperatura ponovo pada, da bi pri samom vrhu sloja mezosfereponovo po~ela da raste.

Rast temeperature (rast temperaturnog gradijenta) je najintenziviji kroz donji slojtermosfere, jonosferu (dijagrami 1.1.2. i 1.1.3.).

Pri kraju modelovanog sloja atmosfere sa vazduhom koji sadrì azot i kiseonik, na oko200 km od povr{ine mora, temperatura ~estica u gasu dostiè vrednost od oko 1 400 °K (slika1.1.3.).

Temperaturni rast (rast gradijenta temperature) zatim drasti~no opada, da bi seuravnoteìo na nivo blagog rasta u opsegu izme|u 1 400−1 500 °K (dijagram 1.1.3.), kroz ceonaredni podsloj egzosfere, do karaja analiziranog modela atmosfere sa komponentama odegzistencijalnog zna~aja za ìvi svet na planeti (do 11 000 km).

Dijagram 1.1.3. − Raspodela temperatura u atmosferi − sloj do 1 000 km

UVOD

15

1.1.2.2. Pritisak

Po~etni pritisak (pritisak na nivou morske povr{ine) prema modelu standardne (normalne)atmosfere je odre|en na nivou:

po = 101 kPa (760 mmHg, 1 atm)

Prema matemati~kom modelu promena pritiska vazduha sa promenom visine u troposferije definisana izrazom:

pp

H

o= −

144300

5 25.

Promena pritiska vazduha sa promenom visine u stratosferi, pri izotermskim uslovima(t=216.5 K=const.), na visini H> 11 km, je definisana izrazom:

pp

eo

H

=−

6340

Brojne vrednosti, dobijene matemati~kim modelom promene pritiska vazduha sapromenom visine sloja atmosfere do 15 km, date su u tabeli 1.1.3.

Tabela 1.1.3. Raspodela pritiska u standardnoj atmosferi po modelu

Visina (m) Pritisakp⋅105(Pa)



− 1 000 1.139 4 500 0.577 10 000 0.264− 500 1.075 5 000 0.540 10 500 0.244

0 1.013 5 500 0.505 11 000 0.226500 0.954 6 000 0.471 11 500 0.209

1 000 0.899 6 500 0.440 12 000 0.1931 500 0.845 7 000 0.410 12 500 0.1782 000 0.795 7 500 0.382 13 000 0.1652 500 0.747 8 000 0.356 13 500 0.1523 000 0.701 8 500 0.331 14 000 0.1413 500 0.657 9 000 0.307 14 500 0.1304 000 0.616 9 500 0.285 15 000 0.120

Na dijagramu 1.1.4. dat je dijagram raspodele pritiska po vertikalnom preseku atmosferedo visine od 15 km.

Kao {to se mo`e videti iz tabele 1.1.3. i sa dijagrama 1.1.4., pritisak permanentno opada savisinom od 1.013 ⋅ 105 Pa na povr{ini mora, do 0.120 ⋅ 105 Pa na visini od 15 km u stratosferi.

Na prelazu izme|u troposfere i stratosfere, na oko 11 km, vrednost atmosferskog pritiskaiznosi oko 23 kPa (0.227 atm).

Ova karakteristika permanentnog negativnog gradijenta pritiska sa visinom, proisti~e iznegativnog gradijenta koncentracije gasa sa visinom u atmosferi (razre|enje vazduha).


16

Dijagram 1.1.4. − Raspodela pritiska u standardnoj atmosferi po modelu

1.1.2.3. Gustina

Prema matemati~kom modelu promena gustine vazduha sa promenom visine u atmosferije definisana izrazom:

ρρo

H= −

144300

4 255.

Brojne vrednosti, dobijene matemati~kim modelom promene gustine vazduha sapromenom visine sloja atmosfere do 15 km, date su u tabeli 1.1.4. i na dijagramu 1.1.5.

Tabela 1.1.4. Raspodela gustina u standardnoj atmosferi po modelu

Visina (m) Gustina(kg/m3)



− 1 000 1.348 4 500 0.777 10 000 0.413− 500 1.286 5 000 0.737 10 500 0.387

0 1.226 5 500 0.697 11 000 0.364500 1.168 6 000 0.660 11 500 0.336

1 000 1.112 6 500 0.624 12 000 0.3111 500 1.058 7 000 0.589 12 500 0.2872 000 1.007 7 500 0.557 13 000 0.2562 500 0.957 8 000 0.525 13 500 0.2453 000 0.909 8 500 0.495 14 000 0.2273 500 0.863 9 000 0.466 14 500 0.2104 000 0.819 9 500 0.438 15 000 0.193

UVOD

17

Dijagram 1.1.5. − Raspodela gustina u standardnoj atmosferi po modelu

Gustina vazduha permanentno opada sa visinom od 1.226 kg/m3 na povr{ini mora, do0.193 kg/m3 na visini od 15 km u stratosferi.

Na prelazu izme|u troposfere i stratosfere, na visini oko 11 km, gustina vazduha iznosi oko0.38 kg/m3.

Ova karakteristika permanentnog negativnog gradijenta gustine sa visinom, proisti~e izsmanjenja gravitacionog dejstva planete na molekule gasa u atmosferi, pa je sa porastom visineatmosfere uspostavljen porast razre|enja gasa u atmosferi.

1.1.3. EKSPERIMENTALNO MODELOVANJE STANDARDNE ATMOSFERE

Za razliku od standarne (normalne) atmosfere po modelu, gde su postavljene polaznekarakteristike i utvr|eni matemati~ki odnosi (modeli) za prora~un temperature, pritiska i gustine,eksperimentalno modelovanje standardne atmosfere bazira na eksperimentalno dobijenimvrednostima karakteristika i odnosa, datim u radovima L.S. Marksa.

L.S. Marks je dao eksperimentalno modelovane parametre atmosfere do visine od116 km.

Polazni parametri eksperimentalno odre|ene standardne atmosfere su:

po~etna temperatura na H=0 m To= 288 K (15 °C) polazni pritisak na H=0 m po= 99 kPa gustina vazduha na H=0 m ρo= 1.229 kg/m3

temperatura u stratosferi Tstr= 218 K (−55°C)= const.

1.1.3.1. Temperatura

Kao i kod matemati~ki modelovane standardne (normalne) atmosfere i kodeksperimentalno modelovane atmosfere, od svih fizi~kih i hemijskih parametara u troposferi,temperatura se najvi{e i najnepravilnije menja po vertikalnom preseku u atmosferi.


18

Tabela 1.1.5. Raspodela temperatura u standardnoj atmosferi po Marksu

Visina (m) Temp. (°C) Visina (m) Temp. (°C)0 15 21 350 − 55

1 525 5 24 400 − 553 050 − 5 27 400 − 554 575 − 25 30 500 − 556 100 − 25 42 700 237 625 − 35 54 800 779 150 − 44 67 000 34

10 675 − 54 79 200 − 3312 200 − 55 91 500 − 215 250 − 55 104 000 4218 300 − 55 116 000 87

Kao {to se mo`e sagledati iz tabele 1.1.5. i dijagrama 1.1.6., prema eksperimentalnommodelu standardne atmosfere, temperatura se smanjuje linearno do − 25 °C (oko 248 K) na oko 4.5km visine, kada nastupaju prvi izotermalni uslovi, do visine od oko 6.5 km (nivo maksimalne visinevazduha koji udi{emo).

Temperatura bele`i dalji pad do stratosfere, gde nastupaju drugi izotermalni uslovi nanivou od − 55 °C (oko 218 K).

Kroz gornje slojeve stratosfere i donji deo mezosfere temperatura raste do visine od oko55 km, do nivoa od oko 80 °C, kada ponovo opada kroz mezosferu do visine od oko 80 km, do nivoaod oko − 30 °C (oko 243 K).

Dijagram 1.1.6. − Promena temperature u atmosferi po L.S. Marksu

Iza toga, temperatura kroz jonosferu permanentno raste, da bi na visini od 116 km dostiglanivo od 87 °C (oko 360 K). Na dijagramu 1.1.6. dat je presek promene temperature sa visinom uatmosferi do visine od 116 km, prema eksperimentalnim podacima L.S. Marksa.

UVOD

19

1.1.3.2. Pritisak

Kao i kod matemati~ki modelovane standardne (normalne) atmosfere i kodeksperimentalno odre|ene atmosfere, pritisak neprestano opada po vertikalnom preseku uatmosferi.

Na dijagramu 1.1.7. data je raspodela pritiska po vertikalnom preseku atmosfere do visineod 116 km, prema eksperimentalnim podacima L.S. Marksa.

Kao {to se mo`e videti iz tabele 1.1.6. i sa dijagrama 1.1.7., pritisak permanentno opada savisinom od 99 ⋅ 105 Pa na povr{ini mora, do 0.115 ⋅ 105 Pa na visini od 14.5 km u stratosferi.

Tabela 1.1.6. Raspodela odnosa pritisaka u atmosferi po Marksu

Visina (m) Odnos pritisakap

po

⋅ 105

Visina (m) Odnos pritisakap

po

⋅ 105

0 100 000 21 350 4 4191 525 83 200 24 400 2 7413 050 68 760 27 400 1 6994 575 56 420 30 500 1 0546 100 45 940 42 700 199.17 625 37 090 54 800 66.989 150 29 680 67 000 16.56

10 675 23 520 79 200 3.50712 200 18 520 91 500 0.722815 250 11 490 104 000 0.215318 300 7 125 116 000 0.07751

Dijagram 1.1.7. − Raspodela pritiska u atmosferi po L.S. Marksu

Na prelazu izme|u troposfere i stratosfere, na oko 11 km, vrednost atmosferskog pritiskaiznosi oko 24 kPa (0.238 atm).


20

1.1.3.3. Gustina

Brojne vrednosti, dobijene eksperimentalnim podacima, promene odnosa gustine vazduhasa promenom visine sloja atmosfere do 116 km, date su u tabeli 1.1.7. Na dijagramu 1.1.8. data jeraspodela odnosa gustina vazduha po vertikalnom preseku atmosfere do visine od 116 km, premaeksperimentalnim podacima L.S. Marksa.

Kao {to se mo`e videti iz tabele 1.1.7. i sa dijagrama 1.1.8., gustina permanentno opada savisinom od 1.229 kg/m3 na povr{ini mora, do 0.150 kg/m3 na visini od 15 km u stratosferi. Naprelazu izme|u troposfere i stratosfere, na visini oko 11 km, gustina vazduha iznosi oko 0.40 kg/m3.

Tabela 1.1.7. Raspodela gustina u atmosferi po L.S. Marksu

Visina (m) Odnos gustinaρ

ρo

⋅ 105

Visina (m) Odnos gustinaρ

ρo

⋅ 105

0 100 000 21 350 5 3801 525 86 160 24 400 3 6213 050 73 800 27 400 2 2454 575 62 910 30 500 1 3926 100 53 270 42 700 193.57 625 44 800 54 800 46.899 150 37 400 67 000 15.54

10 675 30 980 79 200 4.20812 200 24 270 91 500 0.686515 250 15 170 104 000 0.162618 300 9 413 116 000 0.05130

Dijagram 1.1.8. − Raspodela gustina u atmosferi po L.S. Marksu

Ova karakteristika permanentnog negativnog gradijenta gustine sa visinom, proisti~e izsmanjenja gravitacionog dejstva planete na molekule gasa u atmosferi, pa je sa porastom visineatmosfere uspostavljen porast razre|enja gasa u atmosferi.

UVOD

21

1.1.4. UPORE\IVANJE MATEMATI^KOG I EKSPERIMENTALNOG MODELA

Matemati~ki model standardne (normalne) atmosfere, baziran na matemati~kimrelacijama parametara, i eksperimentalni model standardne atmosfere, prema vrednostima koje jedao L.S. Marks, ne mogu se me|usobno direktno porediti.

Osnovni uzrok ove nemogu}nosti direktnog upore|ivanja le`i u razli~itim granicamaispitivnja, koje su posledica razli~itih polaznih postavki modela.

Uporedna analiza parametara }e stoga biti prezentirana u okviru visine od 15 km, {topredstavlja gornju granicu matemati~kog modela. U okviru ove granice referentni nivoi nisume|usobno usagla{eni u dva modela, zbog prilaza modelovanju.

Matemati~ki model kao osnovu za modelovanje postavlja promenu visine, aeksperimentalni model promenu temperature za odre|eni nivo, pa visine nisu podudarne u ova dvamodela.

Stoga su za matemati~ki model standardne (normalne) atmosfere postavljene samopodudarne (pribli`ne) ta~ke, koje su prikazane u tabelama, dok su za eksperimentalni modelstandardnu atmosferu po L.S. Marksu vrednosti visina i temperatura na uporednim dijagramimaprikazane aproksimativno.

Kao {to se mo`e sagledati iz dijagrama sa slike 1.1.9., raspodela temperatura pomatemati~kom modelu i po eksperimentalnim podacima L.S. Marksa se skoro idealno preklapaju,osim u delu prve izoterme, na visini izme|u 4.0 km i 6.0 km.

Tako|e, druga izoterma, u zoni stratosfere, prema eksperimentalnim podacimaL.S. Marksa, po~inje zna~ajno ranije, na samom po~etku stratosfere, na visini oko 10 km, nego pomatemati~kom modelu, prema kome po~inje u delu stratosfere na visini oko 12 km.

[to se ti~e raspodele pritisaka, pad pritisaka sa visinom je, prema matemati~kom modelu,kao i po eksperimentalnim podacima koje je prezentirao L.S. Marks, skoro ujedna~en uposmatranom delu atmosfere do 15 km (troposfera i donji deo stratosfere).

Dijagram 1.1.9. − Raspodela temperatura vazduha u troposferi − uporedna analiza po modelu i prema rezultatima L.S. Marksa

Raspodela pritisaka prema matemati~kom modelu ima ne{to vi{e vrednosti od raspodelepritisaka po L.S. Marksu.


22

Osnovni uzrok, na bazi koga je nastalo ovo odstupanje, predstavlja razlika polaznihpritisaka (po), po matemati~kom modelu (101.3 kPa) i prema eksperimentalnim istraìvanjima L.S.Marksa (99 kPa).

Kao {to se moè sagledati iz tabela i sa dijagrama, odstupanja raspodele temperatura utroposferi i najniòj zoni stratosfere je minimalno, ako se zanemari izoterma izme|u 4.0 i 6.0 kmvisine u troposferi.

Me|utim, upore|ivanje dijagrama raspodele temperatura L.S. Marksa do 100 km visine(dojagram 1.1.6), sa pretpostavljenim dijagramom raspodele temperature do 200 km visine, premalogici matemati~kog modela standardne (normalne) atmosfere(dijagram 1.1.2), moè se uo~iti da suodstupanja nedopustivo velika.

Prva drasti~na razlika je vrednost ekstrema temperature u grani~nom sloju izme|ustratosfere i mezosfere. Pozicija maksimuma na oba dijagrama je pribli`no jednaka (zona nazvanastratopauza).

Prema pretpostavljenom dijagramu po logici matemati~kog modela standardne(normalne) atmosfere vrednost ekstrema (∼ 285 K) je pribli`no jednaka usvojenoj vrednosti napovr{ini planete (∼ 288 K). Prema eksperimentalnim podacima L.S. Marksa vrednost ekstrema jemnogo ve}a (∼ 350 K).

Drugi ekstrem je na oba dijagrama pribli`no jednak, nalazi se na sli~noj poziciji (zonazvana mezopauza), a i vrednosti ekstrema su pribli`no jednake (∼ 220 K).

Druga drasti~na razlika je pretpostavljena temperatura u delu gornje merne granice L.S.Marksa, na visini oko 100 km.

Prema dijagramu na bazi matemati~kog modela temperatura na navedenoj visini se kre}ena nivou oko 250 K, a prema eksperimentalnim podacima L.S. Marksa se kre}e na nivou oko 300 K.

Osnovni nedostatak kod modela po eksperimentalnim podacima L.S. Marksa je u ~injenicida je prezentiran mali broj merenja, odnosno mernih ta~aka na velikom rastojanju (22 merna mestana 100 km visine sloja atmosfere) da bi se dobio {to precizniji dijagram verovatne raspodeletemperatura u atmosferi.

Me|utim, model L.S. Marksa je postavljen na bazi pribli`no jednakog gradijentatemeprature (za prose~ni gradijent temperature je odre|ivana visina), a matemati~ki model naravnomernoj promeni visine, za koju je odre|ivana temperatura.

Tako se ova dva modela, koja su su{tinski postavljena na druga~ijim principima ne moguadekvatno identi~no analizirati i upore|ivati. Navedene razlike u delu slojeva stratosfere, mezosferei jonosfere je toliko drasti~na, da se ne moè podvesti pod razliku u pristupu merenja.

Na dijagramu 1.1.10. prikazana je raspodela pritisaka u delu atmosfere do 15 km, na nivouoba modela, pri ~emu su vrednosti uporednih visina usvojene iz matemati~kog modela standardne(normalne) atmosfere, pa su na dijagramu po L.S. Marksu su aproksimovane vrednosti pritisaka naizabranim uporednim visinama.

Analizom uporednih dijagrama se dolazi do pribli`no jednakih raspodela pritisaka,posebno po gradijentu, dok se apsolutne vrednosti pritisaka ne{to malo razlikuju.

U zoni troposfere, do visine ok 10 km, razlike apsolutnih pritisaka izme|u dva modela semogu objasniti razlikama polaznih pritisaka na tlu (101.3 kPa prema matemati~kom modelu,odnosno 99 kPa prema modelu L.S. Marksa).

Zna~ajno je napomenuti da model prema istraìvanjima L.S. Marksa daje raspodelurelativnih pritisaka (p /po) a matemati~ki model daje vrednosti apsolutnih pritisaka, po visini slojaatmosfere.

Sli~na je situacija i sa raspodelom gustina po matemati~kom modelu i poeksperimentalnim podacima L.S. Marksa (dijagram 1.1.11.).

Kao {to se moè uo~iti sa uporednih dijagrama 1.1.11., najpribli`nije vrednosti parametarakod matemati~kog modela standardne (normalne) atmosfere i prema eksperimentalnim podacimaL.S. Marksa su kod raspodele gustine vazduha po visini, {to se moè i realno objasniti najmanjomrazlikom u polaznim podacima izme|u dva modela.

UVOD

23

Dijagram 1.1.10. − Raspodela pritisaka vazduha u troposferi − uporedna analiza po modelu i prema rezultatima L.S. Marksa

Kako je za aerozaga|ivanje i uticaj aerozaga|ivanja na ~oveka i njegovo okruènjenajzna~ajnije razmatranje zona troposfere i stratosfere, to se oba navedena modela mogu adekvatnoanalizirati za sva tri istraìvana kvaliteta, po{to su u navedenom delu atmosfere odstupanja nadijagramima u okviru granica koje se mogu smatrati kao posledica odstupanja zbog razli~itihpolaznih osnova kod ova dva modela.

Iz navedenog ugla se moè zaklju~iti da je model po eksperimentalnim podacima L.S.Marksa svojevrsna potvrda ispravnosti matemati~kog modela strandardne (normalne) atmosfere.

Dijagram 1.1.11. − Raspodela gustina vazduha u troposferi − uporedna analiza po modelu i prema rezultatima L.S. Marksa


24

1.1.5. ZAGA\IVANJE ATMOSFERE

Pod zaga|ivanjem atmosfere se, naj{ire gledano, podrazumeva emitovanje ~estica,aerosolova, gasova i para u vazduh, ~ime se vr{i promena sastava vazduha koji sa~injava atmosferu.

1.1.5.1. Zaga|uju}e supstance u vazduhu

Pod zaga|uju}im materijama u atmosferi se smatraju one supstance koje se prenose krozvazduh, ili reaguju sa nekom od sastavnih komponenti vazduha, a na bilo koji na~in deluju na~oveka i njegovu okolinu, bilo direktno, bilo posredno, bitno menjaju}i ravnote`ne odnose u sastavuatmosfere.

Supstance zaga|uju}ih supstanci, emitovane u vazduh, koje nisu u normalnom(standardnom) sastavu vazduha, privremeno menjaju sastav vazduha bilo svojom pojavom uvazduhu, bilo svojom emitovanom koli~inom u vazduh.

Kako je normalni sastav vazduha pojam koji je promenljiv i zavisi od uspostavljeneravnoteè u vazduhu, to se i kategorija zaga|iva~a vazduha, ne samo iz grupe supstanci koje vazduhsadrì, ve} i iz grupe supstanci koje ne ulaze u normalni (standardni) sastav vazduha, stalno menja.

Ravnoteà u vazduhu je dinami~ki mehanizam, koji se odràva kombinacijom fizi~kih,hemijskih, fizi~ko−hemijskih i biolo{kih procesa.

Najdrasti~niji primer ovakvog uve}avanja sadràja u atmosferi je permanentno emitovanjevelikih koli~ina CO2 u atmosferu, ponajvi{e usled velikog broja procesa sagorevanja zastupljenih uraznovrsnoj ljudskoj delatnosti, tako da se sadràj CO2 u normalnom (standardnom) sastavuvazduha permanentno menja (uve}ava).

U odnosu na o~ekivani (uobi~ajeni) sastav supstanci u vazduhu, pod zaga|iva~ima vazduhapodrazumevaju se u praksi dve vrste supstanci:

supstance kojih nema u prirodnom sastavu vazduha − supstance nastale ljudskomdelatno{}u, od kojih su mnoge ve{ta~ke (sintetizovane) sa stanovi{ta prirodne sredine,izraziti zaga|iva~i u vazduhu

supstance koje se nalaze u prirodnom sastavu vaduha, bilo zaga|iva~i, koji su uuve}anoj koncentraciji u odnosu na prirodnu koncentraciju u vazduhu (SO2, NOx,NH3, CO, takozvani "strate{ki" zaga|iva~i), bilo susptance (CO2, O3), koje svojimenormno uve}anim (ili umanjenim) prisustvom mogu izazvati, fizi~ke, hemijske idruge klimatske promene u atmosferi (CO2 izaziva u atmosferi efekat "staklene ba{te",vi{ak O3 izaziva u troposferi redoks procese u vazduhu, smanjeno prisustvo O3 ustratosferi izaziva veliko poja~avanje intenziteta sun~evog zra~enja na povr{iniplanete, "ozonske rupe" i sli~no)

Kako je danas jako malo supstanci u vazduhu koje nisu u njegovom normalnom(standardnom) sadràju, a posebno sa aspekta velikih razlika u sastavu vazduha na nivoimamikrolokacija, lokalnih i regionalnih atmosfera, ovakve podele sve vi{e gube na zna~aju.

Iz navedenog razloga se ne moè uspostaviti trajna podela zaga|iva~a vazduha nasupstance koje svojim kvalitetom predstavljaju zaga|uju}e supstance u vazduhu, jer ne ulaze unormalni (standardni) sastav vazduha, kao i supstance koje svojim kvantitetom predstavljajuzaga|uju}e supstance u vazduhu, jer iako ulaze u normalni sastav vazduha, emitovanom koli~inomprivremeno menjaju svoj udeo u normalnom (standardnom) sastavu vazduha.

Sli~no CO2 i emisija SO2 u atmosferu je pod kvantitativnim disbalansom u odnosu naprirodni sadràj SO2 u atmosferi, ~ime se vr{i permanentno uve}avanje sadràja SO2 u atmosferi. Izovog ugla se moè uspostaviti jednakost u zna~aju emisija CO2 i SO2 u atmosferu.

Me|utim, stvarna situacija je zna~ajno druga~ija, {to postavlja zahtev da se pri definisanjuzaga|iva~a postave druga~ije polazne odrednice.

UVOD

25

Iako je prirodni sadràj CO2 u atmosferi mnogostruko ve}i od prirodnog sadràja SO2, atako|e je i emisija CO2 u atmosferu zna~ajno ve}a od emisije SO2, zbog svojih, kako direktnih, takojo{ vi{e posrednih, {tetnih posledica po ìvotnu sredinu, na bazi posledica koje izaziva u samojatmosferi, a posredno sa atmosferskim padavinama i na ~itavoj planeti, SO2 je neuporedivonepovoljniji, {tetniji i opasniji zaga|iva~ atmosfere od CO2 (u atmosferi izaziva posredne {tetneposledice, kao {to je "efekat staklene ba{te").

Stoga se kod podela zaga|uju}ih materija atmosfere treba razmatrati i kriterijum {tetnostii neèljenih i opasnih direktnih i posrednih dejstava, koje zaga|uju}a materija ima, kako na samuatmosferu, tako i na ~itavu prirodu.

Definicija da su zaga|uju}e materije u vazduhu sve one koje se u troposferi javljaju ukoli~inama ve}im od normalnih, koju je postavio W.H. Smith, ne moè da se prihvati generalnousled toga {to je po toj definiciji sve {to se emituje u atmosferu zaga|uju}a materija u vazduhu, jerse danas sve komponente vazduha, osim osnovnih javljaju u koli~inama ve}im od normalnih uodnosu na pre 100−200 godina.

Prema ovakvoj definiciji zaga|uju}ih materija u vazduhu se moè desiti da i O2 i N2, ako sena|u u vazduhu u koli~inama ve}im od standardne u nekom budu}em periodu, postanu zaga|uju}ematerije vazduha "po definiciji".

Stoga treba usvojiti stabilniji kriterijum za definisanje zaga|uju}ih materija, ili polutanata(me|unarodno usvojeni termin za supstance zaga|iva~a), u vazduhu.

Kriterijum treba da bude takav da ne zavisi od vremena i mesta koje se defini{e ilirazmatra sa stanovi{ta aerozaga|enja. Stoga predlaèmo da se u okviru zaga|uju}ih supstanci uvazduhu uspostave dva kriterijuma:

zaga|uju}e supstance, ili polutanti u vazduhu − supstance koje svojim kvalitetimaizazivaju promene u vazduhu, bilo da reaguju sa komponentama vazduha, ~ime semenja normalni (standardni) sastav vazduha, bilo da ugroàvaju ~oveka i njegovuokolinu samim svojim prisustvom

rizi~ne supstance u vazduhu − supstance koje svojim uve}anim (ili umanjenim)kvantitetima mogu izazvati trajne posledice, kako u pogledu same atmosfere, tako i upogledu ~oveka i njegovog okruènja, a na sastav vazduha i na ugroàvanje ~oveka injegove okoline ne deluju samim svojim prisustvom

Pri ovome se ne mogu u normalni (standardni) sastav vazduha ra~unati supstance utragovima. Tako deo polutanata u vazduhu ~iini sastavne komponente normalnog (standardnog)vazduha, kao na primer CO, SO2, NOx, CH4 i drugi.

Me|utim, polutanti ne moraju biti u normalnom (standardnom) sastavu vazduha, ve}mogu biti sa stanovi{ta atmosfere "strane" supstance, prirodnog ili "ve{ta~kog" porekla(sintetizovane supstance kojih nema u prirodi). Istovremeno, sve rizi~ne supstance spadaju unormalni (standardni) sastav vazduha, kao {to su CO2, O3 i sli~no.

Tako je SO2 atmosferski polutant, a CO2 to nije, iako su oba gasa zaga|iva~i atmosfere uodnosu na svoje prekomerne emisije u atmosferu.

Interesantno je da se jedna te ista supstanca moè u jednom delu atmosfere smatratipolutantom, dok je u drugom delu atmosfere ta ista supstanca komponenta osnovnog sadràjaatmosfere.

Tako je O3 u troposferi polutant atmosfere jer izaziva ~itav niz nepovoljnih hemijskih ifotohemijskih reakcija sa veoma opasnim produktima oksidoredukcionih procesa, dok je ustratosferi i delu mezosfere neophodni i veoma zna~ajan sadràj atmosfere, bez koga bi do{lo dokatastrofalnih posledica na ~itavoj planeti, {to je danas jedan od ekolo{kih problema broj jedan uatmosferi na ~itavoj planeti.

Usled stanjivanja ozonskog omota~a u stratosferi nad pojedinim regijama ("ozonskerupe"), do{lo je do enormnog pove}avanja zra~enja od sunca na "ogoljenim" delovima povr{ineplanete, ~ime je ìvi svet u tim zonama opasno ugroèn.


26

Procenjuje se da O3 u atmosferi ima ukupno oko 3 × 109 t, od ~ega je najve}a masaskoncentrisana izme|u slojeva od 20 km i 40 km, gde je CO3 = 10 ppm.

Za zaga|uju}e materije koje imaju veliki (globalni) uticaj na ~itavu atmosferu kaèmo dasu strate{ki zaga|iva~i, ili strate{ki polutanti, ili supstance od strate{kog zna~aja za kvalitetatmosfere. Najve}i strate{ki polutant dana{njice je SO2. Smanjivanju emisije SO2 u atmosferuposve}eno preko 80% istraìvanja, projektovanja procesa i postrojenja, kao i instalisanja postrojenjaza pre~i{}avanje iz otpadnih gasova.

Supstanca od najve}eg strate{kog zna~aja dana{njice, kojoj je posve}ena budu}nostistraìvanja u narednom milenijumu, je O3.

Tihi "neprijatelj", ne samo atmosfere, ve} i ~itave planete, koji je na najboljem putu daizazove kvalitativni skok, enormnu promenu kompletne strukture planete i atmosfere je CO2, sasvojim "efektom staklene ba{te", ~ime su opasno ugroèni polovi, kao najve}i depoi vode na planeti.

Otapanjem naslaga leda na polovima, kao direktnom posledicom uve}avanja srednjegodi{nje temperature na planeti, usled permanentnog rasta temperature zbog "efekta stakleneba{te" od uve}avanja sadràja CO2 u atmosferi, veoma brzo ~itava planeta bi se umesto planetaZemlja mogla nazvati planeta Voda.

Ostale supstance koje nemaju ovaj nivo uticaja ve} imaju zna~ajno niì zna~aj (lokalni) sastanovi{ta atmosfere, mogu se smatrati lokalnim zaga|iva~ima, lokalnim polutantima, ilisupstancama od lokalnog zna~aja za atmosferu.

Pojedine zaga|uju}e supstance u vazduhu, pre svega polutanti, ali i pojedine rizi~nesupstance (kao recimo O3), deluju {tetno na ìvi svet i ~ovekovo okruènje direktno, samim svojimprisustvom.

Ove supstance su izraziti polutanti, koji samim svojim prisustvom direktno ugroàvaju ìvisvet na planeti. Uve}avanjem sadràja ovih supstanci u vazduhu direktno se ugroàva ~ovek injegovo okruènje. Pojedine zaga|uju}e supstance posredno deluju {tetno na ìvi svet, prekoprodukata i efekata reakcija sa ostalim komponentama u vazduhu.

Ove supstance su polutanti sa posrednim dejstvom, deluju {tetno na ìvi svet i ~ovekovookruènje sinergeti~kim delovanjem sa ostalim komponentama iz vazduha (~estice pra{ine ili magle,koje u sinergeti~nom dejstvu sa CO, NOx, SO2 i drugim sadràjima formiraju smog, fotohemijskismog, hemijske magle i izmaglice sa veoma opasnim dejstvom po ìvi svet).

Najve}i broj polutanata u vazduhu su i izraziti polutanti i polutanti sa posrednim dejstvomna ìvi svet na planeti (CO, NOx, SOx i drugi).

1.1.5.2. Izvori zaga|ivanja atmosfere

Izvori zaga|ivanja atmosfere se prema poreklu mogu podeliti na dve osnovne grupe:

prirodni izvori − izvori koji poti~u od emisija polutanata i drugih supstanci uatmosferu, kao posledica prirodnih pojava, mahom prirodnih katastrofa (erupcijevulkana, orkanski vetrovi, enormni poàri, enormno isparavanje usled globalnihuve}avanja ambijentalnih temperatura), kao i od takozvanih "kruènja materije uprirodi", svojevrsnih ravnote`nih ciklusa razmene materije izme|u atmosfere i tla,odnosno voda, sa posrednom ulogom ìvog sveta u toj razmeni (kruènje azota uprirodi, kruènje kiseonika u prirodi, kruènje ugljenika u prirodi i drugo)

antropogeni izvori − izvori ~ije su emisije polutanata u atmosferu posledica ljudskedelatnosti, a izvori emisije su raznovrsni proizvodni procesi, procesi dobijanja energije,ljudski rad, transport, sama ljudska egzistencija i drugo, od kojih su najopasniji saglobalnog stanovi{ta polutanti iz grupe sintetskih polutanata, radioaktivnihpolutanata, kao i organskih polutanata tipa slobodnih radikala, dok je strate{kinajopasniji polutant iz antropogenih izvora emisija SO2, kojoj se na svetskom nivouposve}uje najve}a pa`nja i najve}a materijalna sredstva se ulaù u istraìvanja,modelovanja i eksploataciju postupaka i postrojenja za desulfurizaciju fluida koji seemituju u atmosferu

UVOD

27

Prirodni izvori emisije polutanata u atmosferu su prema kvantitetu emitovanih polutanatanajve}i izvori, posebno sa stanovi{ta "strate{kih" polutanata.

Na prirodne izvore se ne moè bitnije uticati, niti se emisija iz ovih izvora moè regulisati.Antropogeni izvori emisije polutanata su, prema kvalitetu i raznovrsnosti emitovanih

polutanata, najve}i izvori emisije za mnoge polutante, pre svega za "ve{ta~ke" polutante (polutantekoji su sintetizovani, a koji se ne nalaze u prirodi), dok su sa stanovi{ta kvantiteta, posebno za"strate{ke" polutante izvori drugog reda.

Na antropogene izvore se moè uticati i emisija iz antropogenih izvora se moè regulisati.

1.1.5.3. Klasifikacija zaga|uju}ih materija u vazduhu

Klasifikacija zaga|uju}ih materija u vazduhu se moè izvr{iti prema vi{e, pre svegahemijskih i fizi~kih karakteristika.

Osnovna hemijska klasifikacija zaga|uju}ih materija u vazduhu je osnovna hemijskapodela supstance.

Prema hemijskoj podeli aerozaga|va~i se dele na:

organski aerozaga|iva~i neorganski aerozaga|iva~i

Osnovna fizi~ka klasifikacija zaga|uju}ih materija u vazduhu je osnovna fizi~ka podelasupstanci prema konzistenciji supstance (agregatno stanje supstance).

Prema agregatnom stanju aerozaga|iva~i se dele na:

~vrste ~estice kapi te~nosti gasove

Prema realnim dimenzijama aerozaga|iva~i se dele na:

makroskopske ~estice − ~estice realnih dimenzija mikroskopske ~estice − ~estice mikroskopskih dimenzija, u okviru kojih je podpodela

na mikronske i podmikronske ~estice

Problematika tretmana aerozaga|enja se, prema kvalitetu supstanci aerozaga|iva~a, moèpodvesti pod tri osnovna:

mehani~ki tretman (tretman ~estica, ~vrstih i kapi, bez promene hemijske strukture fizi~ko−hemijski tretman (hemijski tretman sa mehani~kim uklanjanjem ~estica, kapi i

gasova, sa promenom hemijske ili fizi~ko−hemijske strukture supstanciaerozaga|iva~a)

hemijski tretman (hemijski treman bez uklanjanja, sa promenom hemijske strukturtesupstance aerozaga|iva~a)


28

1.2. AEROZAGA\ENJA USLED AKCEDENATA

Pod aerozaga|enjima usled akcedenata podrazumevaju se ekscesna aerozaga|enja, pri~emu se emituju enormne koli~ine opasnih supstanci u atmosferu.

Ekscesna aerozaga|enja iz prirodnih izvora se mogu izvr{iti, kako globalno (vulkani,poàri velikih {umskih prostranstava, vetrovi enormne ja~ine, cikloni, orkani i drugo), tako i uokviru lokalne atmosfere (lokalni poàri, podizanje pra{ine sa tla,posebno opasno sa industrijskih irudni~kih deponija i jalovi{ta i sli~no).

Aerozaga|enja usled akcedenata iz antropogenih izvora su naj~e{}e posledice havarijskihemisija zaga|uju}ih materija u vazduh.

Do ekscesnih zaga|ivanja vazduha iz antropogenih izvora uobi~ajeno dolazi povremeno inaj~e{}e iznenada, kao posledica enormnih emisija hemijskih sadràja iz havarijski o{te}enihure|aja i opreme hemijskih postrojenja, ili transportnih sistema i skladi{ta opasnih hemijskihsupstanci.

Ekscesna zaga|ivanja vazduha iz antropogenih izvora ne moraju biti iznenadna uslu~ajevima kada se vr{i svesna enormna emisija zaga|uju}ih materija u vazduh, bilo radispre~avanja ve}eg akcedenta (rastere}ivanja kotlova, nuklearnih i hemijskih reaktora, kolona,rezervoara i cisterni, gasovoda i sli~no, radi spre~avanja razaranja usled enormnih pritisaka,opasnosti od eksplozije, prilikom poàra ve}ih razmera, bombardovanja i sli~no), bilo radi u{tede naskladi{tenju, obezbe|ivanju i neutralisanju opasnih materija.

Ekscesno aerozaga|enje iz antropogenih izvora naj~e{}e izaziva ekstremnaaerozaga|ivanja lokalne atmosfere. Izuzetak predstavljaju radiolo{ka i sli~na aerozaga|ivanjavelikih kapaciteta (eksces na nuklearnoj centrali u êrnobilu i sli~no), koja izazivaju globalnaaerozaga|enja.

Aerozaga|enja usled akcedenta iz antropogenih izvora prema svojoj su{tini mogu biti:

fizi~ki akcedenti hemijski akcedenti

1.2.1. FIZI^KI AKCEDENTI

Pod fizi~kim akcedentima iz antropogenih izvora podrazumevaju se ekscesne emisije~estica u atmosferu, koje za posledicu imaju zapra{ivanje ve}ih povr{ina tla, ~esticama, maglom iizmaglicom, kao i vodenom parom, toplotom vrelog vazduha, dimnih gasova i sli~no.

Osnovna odlika kod fizi~kih akcedenata je kontaminacija vazduha, naj~e{}e lokalneatmosfere, re|e globalno aerozaga|enje (rastere}ivanje kotlova termoelektrana velikih kapaciteta).

Lokalna atmosfera u odnosu na ekscesno emitovane materije usled fizi~kih akcedenataima uspostavljenu ravnoteù, tako da se ekscesnim emitovanjem usled fizi~kog akcedenta menjakvantitativna ravnoteà u vazduhu lokalne atmosfere.

Najve}a posledica pri aerozaga|enjima usled fizi~kih akcedenata po lokalnu atmosferu jelokalno prezaga|enje atmosfere pojedinim zaga|uju}im materijama, koje se u kra}em, ili ne{toduèm vremenskom razdoblju sanira prirodnim (klimatskim i atmosferskim) mehanizmima i svodina uobi~ajeni (ravnote`ni) nivo zaga|uju}ih materija u konkretnoj lokalnoj atmosferi.

Najozbiljnija posledica pri aerozaga|enjima usled fizi~kih akcedenata po lokalnuatmosferu je uticaj na globalno aerozaga|enje. Ovaj uticaj se vr{i razmenom zaga|uju}ih materijaniìh slojeva sa vi{im slojevima vazduha.

Razmena zaga|uju}ih materija izme|u slojeva vazduha se vr{i najve}im delom usledvertikalnih strujanja, a malim delom difuznom razmenom zaga|uju}ih materija izme|u slojevavazduha.

Ekscesna emisija usled fizi~kog akcedenta je uvek pra}ena pove}anim vertikalnimstrujanjima vazduha, bilo usled ekscesne emisije gasova, para i ~estica pod visokim pritiskom, bilousled emisije gasova, para i ~estica na povi{enoj temperaturi.

UVOD

29

Havarijske emisije usled fizi~kih akcedenata naj~e{}e mogu biti posledica:

enormne nestabilnosti parametara procesa, pre svega usled prekora~enja opsegafizi~kih parametara (temperature procesa, pritiska u procesu i sli~no), ilineodgovaraju}eg rada sigurnosnih elemenata na postrojenjima

mehani~kog loma u proizvodnom pogonu usled razli~itih uzroka (udar vozila iliopreme, lom konstrukcije, zemljotres i sli~no)

diverzije na opremi, kao i transportnim i skladi{nim sistemima u pogonu (specifi~nivid ove vrste uzroka mogu predstavljati ratna dejstva po postrojenjima, transportnimsistemima i skladi{tima sa opasnim materijama)

1.2.2. HEMIJSKI AKCEDENTI

Pod hemijskih akcedentima iz antropogenih izvora podrazumevaju se ekscesne emisijegasova, para, kapi te~nosti, kao i ~vrstih ~estica u atmosferu, koje za posledicu imaju, ne samovisoku kontaminaciju vazduha lokalne atmosfere, ve} i hemijske reakcije, fi~ika, fizi~ko−hemijska idruga sinergetska dejstva sa supstancama koje ulaze u sastav vazduha lokalne atmosfere.

Osnovna odlika hemijskih akcedenata je visoka kontaminacija vazduha lokalne atmosfere,re|e globalno aerozaga|enje (havarije nuklearnih elektrana i sli~no), obi~no neuobi~ajenimzaga|uju}im materijama za vazduh lokalne atmosfere. Ove zaga|uju}e materije su, ili direktnoemituovane u atmosferu, ili nastale u hemijskim reakcijama i procesima sagorevanjana, ~ime se uvazduhu lokalne atmosfere javlja masa novih zaga|uju}ih materija, za koje ne postoji realni izvordirektne emisije na posmatranom lokalitetetu.

Lokalna atmosfera u odnosu na ekscesno emitovane materije hemijskim akcedentimanema uspostavljenu ravnoteù, tako da se ekscesnim emitovanjem hemijskim akcedentima menjapre svega kvalitativna, pa tek onda kvantitativna ravnoteà u vazduhu lokalne atmosfere.

Najve}a posledica pri aerozaga|enjima usled hemijskih akcedenata po lokalnu atmosferuje promena kvaliteta vazduha lokalne atmosfere novim zaga|uju}im materijama, koja se u duèmvremenskom razdoblju ne moè sanirati prirodnim (klimatskim i atmosferskim) mehanizmima,po{to za nove zaga|uju}e materije ne postoji ravnote`ni nivo u lokalnoj atmosferi.

Opasna posledica pri aerozaga|enjima hemijskim akcedentima po globalno aerozaga|enjeje pojava novih zaga|uju}ih materija u atmosferi, naj~e{}e "ve{ta~kih" polutanata, koje moguizazvati atmosferske i klimatske promene na {irem podru~ju, a u slu~aju nuklearnih akcedenata i na~itavoj planeti.

Ekscesne emisije hemijskim akcedentimaa su uvek pra}ene pove}anim vertikalnimstrujanjima vazduha, usled ekscesne emisije gasova, para i ~estica naj~e{}e pod visokim pritiskom.

[to se ti~e temperaturnih efekata ekscesne emisije hemijskim akcedentima, oni se mogukretati od ekstremnog hla|enja vazduha lokalne atmosfere usled ekspanzije gasova, do ekstremnogpove}anja temperature usled hemijskih reakcija ili procesa sagorevanja.

Havarijske emisije mogu hemijskim akcedentima naj~e{}e mogu biti posledica:

kvara na opremi u okviru hemijskog postrojenja, naj~e{}e reaktorima, ili sistemu zatransport i skladi{tenje hemijskih materija u proizvodnom procesu

mehani~kog loma u proizvodnom pogonu usled razli~itih uzroka (udar vozila iliopreme, lom konstrukcije, zemljotres i sli~no)

enormne nestabilnosti parametara procesa, pre svega usled prekora~enja opsegafizi~kih parametara (temperature procesa, pritiska u procesu i sli~no), ilineodgovaraju}eg rada sigurnosnih elemenata na postrojenjima

nepo{tovanja propisa o rukovanju sa opremom, ili vr{enja nedozvoljenih radnji upogonima (varenje, uno{enje otvorenog plamena i sli~no)

diverzije na opremi, kao i transportnim i skladi{nim sistemima u pogonu (specifi~nivid ove vrste uzroka mogu predstavljati ratna dejstva po postrojenjima, transportnimsistemima i skladi{tima sa opasnim materijama)


30

1.2.3. EMISIJA I PROPAGACIJA POLUTANATA HEMIJSKIM AKCEDENTIMA

Prema kvalitetu emitovanja zaga|uju}ih materija hemijski akcedenti mogu imati nekolikopojavnih oblika:

emisija supstanci koje se ne transformi{u tokom isticanja / isparavanja u atmosferu(lokalno aerozaga|enje), koje se strujanjem vetrova i vertikalnom razmenom moèprenositi na globalno aerozaga|enje

emisija supstanci koje se hemijski i fotohemijski transformi{u neposredno posleisticanja / isparavanja u atmosferi (lokalno aerozaga|enje), {to se posle, u slu~ajuizuzetno nepovoljnih vazdu{nih strujanja, moè delom prevesti u globalnoaerozaga|enje

emisija supstanci koje se menjaju kvantitativno i kvalitativno usled sagorevanjaprilikom isticanja / isparavanja u atmosferu (lokalno aerozaga|ivanje), {to se posle, uslu~aju izuzetno nepovoljnih vazdu{nih strujanja, moè delom prevesti u globalnoaerozaga|enje

Direktno dejstvo ekscesne emisije u vazduh lokalne atmosfere na ìvi svet u zonineposredno oko izvora emisije je pomor ljudi, ìvotinja i biljnih vrsta, usled prekora~enja letalnihdoza (LD50) emitovanih, ili nastalih polutanata u vazduhu lokalne atmosfere na mikrolokaciji okoizvora ekscesne emisije.

Ovo dejstvo se moè ostvariti na uèm prostoru oko izvora emisije, dijametra od nekolikodesetina do nekoliko stotina metara, zavisno od vrste polutanta ~ija je koncentracija preko letalnedoze.

Masa vazduha sa koncentracijom polutanata preko letalne doze ("gasni oblak") moè sestrujanjima vazduha pri tlu prenositi i izvan zone ekscesne emisije, ali pri tome koncentracijapolutanata jako brzo opada, usled prostorne disperzije gasnog oblaka u sve ve}oj zapreminivazduha.

Tako koncentracija polutanata u vazduhu preko letalne doze vrlo brzo pada nakoncentraciju ispod letalne doze, pri ~emu opada direktna ugroènost ìvih organizama polutantimau vazduhu.

Me|utim, kocentracija polutanata u kontaminiranom vazduhu preko dozvoljenog nivoa(GVI − grani~na vrednost imisije) se moè ra{iriti na jako velikom prostoru, od nekoliko stotinametara pa do par desetina kilometara, na osnovnom pravcu strujanja dominantnog vetra.

Kako i koliko }e se prostirati "gasni oblak" i zona kontaminiranog vazduha najvi{e zavisi odambijentalnih parametara oko izvora ekscesne emisije.

Specifi~ni vid dejstva kod ekscesnih emisija usled hemijskih akcedenata na vazduh lokalneatmosfere, sa stanovi{ta ìvog sveta na {irem prostoru, predstavlja potro{nja kiseonika u vazduhulokalne atmosfere za procese sagorevanja.

Osim gu{enja u {iroj zoni oko akcedentne emisije, ova pojava ima za posledicu i svojevrsnuimploziju (usisavanje ka izvoru akcedentne emisije) usled stvaranja vakuuma u ve}oj zapreminivazduha oko mesta ekscesne emisije pri hemijskiom akcedentu.

UVOD

31

1.2.4. KARAKTER AEROZAGA\ENJA HEMIJSKIM AKCEDENTIMA

Zaga|enja hemijskim akcedentima su najopasniji vid zaga|ivanja vazduha lokalneatmosfere, pre svega usled slede}ih ~injenica:

1. Zaga|uju}e supstance su po kvalitetu veoma raznovrsne, pri ~emu njihov kvalitet moèimati dinami~ni karakter, po{to moè dolaziti do velikih promena u hemijskimsastavima, kako polutanata, tako i sadràja vazduha, kao posledica procesa sagorevanja(poàri na hemijskim postrojenjima i skladi{tima), ili hemijskih i fotohemijskih reakcijaemitovanih polutanata sa sadràjem vazduha lokalne atmosfere, pri ~emu nastaju novipolutanti, naj~e{}e opasniji od ispu{tenih polutanata u vazduh.

2. Emisije polutanata hemijskim akcedentima su ekstremno obimne po kvantitetu i duìnitrajanja, tako da se u kra}em vremenskom periodu izbaci ogromna koli~ina polutanatau vazduh lokalne atmosfere, ~ime se izvr{i naglo prekoncentrovanje vazduhaemitovanim polutantom (prezasi}enje). U slu~aju nepovoljnih klimatskih faktora vrlobrzo moè do}i do razmene polutanta sa vi{im slojevima atmosfere (pove}avanjeglobalnih zaga|enja atmosfere emitovanim polutantom).

3. Po neposrednim i posrednim opasnostima po okolnu sredinu, pre svega po ìvi svet izdravlje ljudske populacije, emisije polutanata hemijskim akcedentima su uobi~ajenoizrazito pogubne, jer se emituju enormne koncentracije, mahom otrovnim materija,koje naj~e{}e izazivaju i veliki broj smrtnih slu~ajeva, kao i uni{tavanje velikih povr{inapod rastinjem.

Nekoliko svetskih nesre}a sa velikim brojem smrtnih slu~ajeva su upravo prouzrokovalihemijski akcedenti (Bopal, Indija, hemijski akcedent na skladi{tu dioskina u postrojenju baznehemije).

AEROZAGA\ENJE

31

2. AEROZAGA\ENJE

2.1. OP[TE KARAKTERISTIKE AEROZAGA\ENJA

2.1.1. ZAGA\IVANJE ATMOSFERE

2.1.1.1. Planetarni sastav

Atmosfera i zemljina kora, uklju~uju}i i vodene povr{ine (okeani, mora, jezera, reke i dr)imaju razli~iti osnovni (standardni) sastav (slika 2.1.1.).

Slika 2.1.1. − Udeo pojedina~nih supstanci u sastavima atmosfere (a), zemljine kore (b)i celokupne planete (c)

Osnovni elementi atmosfere (slika 2.1.1.a.) su:

− molekulski azot − N2 (∼ 78% vol, ∼ 75% maseno)− molekulski kiseonik − O2 (∼ 21% vol, ∼ 23% maseno)− sve ostale supstance < 1% vol (ne{to malo preko 1% maseno).

Od ostalih elemenata u sastavu atmosfere vredi napomenuti plemenite gasove argon − Ar(∼ 0.93 % vol, ∼ 1.29 % maseno), neon − Ne (∼ 18 ppm vol, ∼ 12 ppm maseno), helijum − He(∼5.2 ppm vol, ∼ 0.7 ppm maseno), kripton − Κr (∼ 1 ppm vol, ∼ 3 ppm maseno) i ksenon − Xe( ∼ 0.08 ppm vol, ∼ 0.36 % maseno).

Specifi~an ~inilac u sastavu atmosfere je voda, koja se u atmosferi nalazi u sva tri agregatnastanja i ~iji je sastav veoma promenljiv, zavisno od geografskih i klimatskih karakteristikaposmatranog podru~ja, odnosno posmatrane atmosfere. Vode u atmosferi ima najvi{e u oblikuvodene pare, koja se emituje u atmosferu isparavanjem sa velikih vodenih povr{ina (oko 75%povr{ine planete), kao i difuzijom na kontaktnoj povr{ini povr{inskih voda i vazduha.

Iz atmosfere se voda vra}a na tlo u najve}em obimu u obliku atmosferskih padavina, ki{e isnega, a manjim delom i kao led, dok se deo vode iz atmosfere na povr{inu vra}a i kondenzacijom izvla`nog vazduha u obliku rose, slane, inja i sli~no. Jedna od najstabilnijih ravnoteà uspostavljenih uprirodi je ravnoteà vode, odnosno kruènje vode u prirodi.

Po{to je sadràj vode u vazduhu veoma promenljiv, a kako najvi{e zavisi od temperaturevazduha, umesto koli~ine vode u atmosferi (apsolutna vla`nost vazduha) u praksi se koristi izvedenaveli~ina, koja pokazuje procenat zasi}enja vazduha vlagom na odre|enoj temperaturi (relativnavla`nost vazduha).

Pod zemljinom korom se uobi~ajeno podrazumeva povr{inski sloj tla debljine do 15 km.


32

Osnovni elementi zemljine kore (slika 2.1.1.b.) su:

gvo`|e − Fe vezani kiseonik − O silicijum − Si magnezijum − Mg.

Gledano sveukupno, ra~unaju}i atmosferu, zemljinu koru i povr{inske vode, na planeti(slika 2.1.1.c.) ima najvi{e kiseonika, {to vezanog − O, {to molekulskog − O2 (∼ 50% masenih), zatimsilicijuma − Si, aluminijuma − Al, gvo`|a − Fe i kalcijuma − Ca.

Maseni udeo elemenata na planeti, ra~unaju}i sve navedeno (zemljina kora, vodenepovr{ine i atmosfera) je dat u tabeli 2.1.1.

Tabela 2.1.1. Maseni udeo elemenata na planeti

Element %maseni

Element %maseni

kiseonik (kao O) 49.50 hlor (kao Cl) 0.20silicijum (kao Si) 25.70 fosfor (kao P) 0.10aluminijum (kao Al) 7.50 mangan (kao Mn) 0.09gvo`|e (kao Fe) 4.70 ugljenik (kao C) 0.08kalcijum (kao Ca) 3.40 sumpor (kao S) 0.06natrijum (kao Na) 2.60 barijum (kao Ba) 0.04kalijum (kao K) 2.40 azot (kao N) 0.03magnezijum (kao Mg) 1.90 fluor (kao F) 0.03vodonik (kao H) 0.90 nikl (kao Ni) 0.02titan (kao Ti) 0.60 stroncijum (kao Sr) 0.02

sve ostalo 0.13

Ovaj odnos pokazuje da je atmosfera, iako zapreminski najve}a kategorija u obra~unuprezentiranom u tabeli 2.1.1., ujedno i najre|a (najlak{a) kategorija. Gustina vazduha pri uslovimanormalnih p,T uslovima (T=273 K, odnosno t= 0 °C, p=101 kPa, odnosno 760 mmHg) iznosi oko1.29 kg/m. Stoga azota, koga u atmosferi ima ne{to preko 78% vol, odnosno 75% maseno, uukupnom sastavu planete, ra~unaju}i pored atmosfere i zemljinu koru i vodene povr{ine, ima samo0.03 % maseno.

Iako kiseonika ima dosta i u vazduhu, kao molekulskog O2 (preko 23 % maseno) i uzemlji{tu u obliku oksida u stenama i rudama (∼ 28 % maseno), najve}i doprinos obimu sadràjakiseonika na planeti daju vodena prostranstva, pa tako kiseonika ima najvi{e na planeti, skoro 50%maseno. Osim" vode}e pozicije" kiseonika i ve}e koli~ina i visoka "pozicija" u ukupnoj strukturiplanete elemenata natrijuma − Na i kalijuma − K, kao i druga "pozicija" silicijuma − Si i tre}a"pozicija" aluminijuma − Al, su zahvaljuju}i doprinosu sadràja u vodama.

Time je u ukupnoj strukturi planete (zemljina kora, povr{inske vode i atmosfera)poreme}en vode}i udeo elemenata koje ~ine osnovnu gradivnu strukturu najteè "frakcije" planete,zemljine kore (gvo`|e − Fe, kiseonik − O, silicijum − Si, magnezijum − Mg).

U prirodi se vr{i neprekidna razmena materije izme|u atmosfere i vodenih povr{ina i tla.Generatori razmene materija izme|u atmosfere i povr{ina su, pre svega, dejstva zemljine gravitacijei zra~enja sunca.

Dimenzije razmene materija izme|u atmosfere i povr{ina odre|uju klimatski faktori,strujanja vazduha, razlika temperatura izme|u atmosferskih slojeva, intenzitet i obim me{anjeslojeva u atmosferi i drugo.

AEROZAGA\ENJE

33

Deo materije se neprekidno razmenjuje preko uravnoteènih prirodnih procesa, u sklopuravnote`nih prirodnih ciklusa kruènja materije u prirodi, pomo}u kojih se odràva uspostavljenaravnoteà u prirodi, pa time i ravnote`ni sastav vazduha koji ~ini atmosferu.

Osnovni i najva`niji ciklusi razmene materija u prirodi izme|u povr{ine tla i atmosfere sukruènje vode − H2O, azota − N2, kiseonika − O2, i ugljendioksida − CO2 u prirodi, ~ime se uatmosferi odràva osnovna ravnoteà.

U navedenim ciklusima aktivno u~estvuje ìvi svet, kako sa povr{ine planete, tako i iz vodai iz tla. Na taj na~in je i ìvi svet uklopljen u osnovnu prirodnu ravnoteù izme|u atmosfere ipovr{ine planete, te je i odnos i brojnost populacija na planeti jedan od prirodnih ciklusa, o ~ijoj seravnoteì priroda stara preko veoma sloènog mehanizma.

Usled toga i promena ravnoteè populacija na planeti ima direktni uticaj na promene uatmosferi.

2.1.1.2. Naru{avanje ravnoteà u atmosferi iz prirodnih izvora emisija

Naru{avanja ravnoteà u prirodi, me|u koje spadaju i naru{avanja ravnoteà u atmosferisu vr{ena iz prirodnih izvora emisija, {to permanentno, {to ekscesno, u ve}em ili manjem obimu, nave}em ili manjem prostoru.

Od prirodnih izvora emisija kojima se menjaju uspostavljene ravnoteè u atmosferi moguse navesti slede}e:

zapra{ivanja atmosfere podizanjem ~estica sa tla usled strujanja vetrova zapra{ivanja ~estica aeroalergentima (polen, seme trava i sli~no) sa povr{inske

vegetacije usled strujanja vetrova zapra{ivanje atmosfere ~esticama morske soli podizanjem morske pene usled strujanja

vetrova kontaminacija atmosfere dimom, lete}im pepelom i gasovitim produktima sagorevanja

usled {umskih i livadskih poàra zaga|ivanje atmosfere otplinjavanjem gasova iz voda preko povr{ina voda, posebno u

mo~varnim predelima zapra{ivanje atmosfere vulkanskim pepelom i kontaminacija vulkanskim gasovima i

isparenjima od izlivene lave kontaminacija atmosfere maglama usled sinergetskih dejstava vodene pare, ~vrstih

~estica i gasova, emitovanih u atmosferu iz navedenih izvora, pod posebnimatmosferskim uslovima

kontaminacija atmosfere mikroorganizmima, pre svega virusima, bakterijama,gljivicama, plesnima i sli~no, usled strujanja vetrova

kontaminacija atmosfere radioaktivnim ~esticama poreklom od prirodneradioaktivnosti iz svemira i sa tla

kontaminacija atmosfere meteorskom pra{inom iz svemira kontaminacija atmosfere produktima elektri~nih pra`njenja u vazduhu

(ozon −O3 i sli~no)

Ova naru{avanja ravnoteà u prirodi uobi~ajeno imaju karakter normalnih prirodnihprocesa, za koje je sama priroda "izradila" mehanizme za saniranje i ponovno uspostavljanjeprirodnih ravnoteà.

Me|utim, povremeno je dolazilo i do naru{avanja ravnoteà u prirodi enormnih razmera,kao {to su velike i obimne vulkanske erupcije, zasipanja iz svemira meteorima i meteorskim ki{ama,ogromni {umski poàri, enormna zagrevanja i zra~enja iz svemira i sli~ne ekscesne pojaveekstremnih razmera.

Za saniranje ovakvih naru{avanja ravnoteà u prirodi nisu dovoljni uobi~ajeni mehanizmi,ve} se uobi~ajeno dolazi do drasti~nih prirodnih promena, ~esto dugotrajnih i sa veoma velikimnegativnim posledicama po ìvi svet (ledena doba, enormne ki{e i poplave, ekstremne su{e i sli~no),kao "drasti~an odgovor" prirode na ekstremno i obimno naru{ene prirodne ravnoteè.


34

Ovi ekstremni uslovi traju sve do uspostavljanja nove ravnoteè u prirodi, uobi~ajeno satrajnim posledicama po kvalitet naru{enih i ponovno uspostavljenih priodnih ravnoteà. Po svojimkavlitetima, pre svega prema kvantitetima emisije, zaga|ivanja atmosfere iz prirodnih izvora emisijasu obimnija od zaga|ivanja iz antropogenih izvora emisija. Grubo procenjeno, moè se smatrati daoko 2/3 ukupne emisije supstanci u atmosferu poti~e iz prirodnih izvora.

2.1.1.3. Naru{avanje ravnoteà u atmosferi iz antropogenih izvora emisija

Sve do pojave ~oveka priroda je uspe{no, ~esto ~ak i drasti~nim "metodama", odràvalaravnoteè na planeti, kako ravnoteè izme|u atmosfere i povr{ine planete, tako i ravnoteè unutarsame atmosfere.

Od pojave organizovanih oblika ljudske populacije na planeti sve se po~inje menjati.ôvek po~inje da menja odnose i ravnoteè u prirodi, ne po{tuju}i one faktore kojima prirodareguli{e ravnoteè na planeti. Tako svojim "neprirodnim" delovanjem ~ovek po~inje trajno danaru{ava ravnoteè na planeti i da degradira sve prirodne resurse, prvenstveno atmosferu.

Od antropogenih izvora emisija u atmosferu, kojima se opasno naru{avaju ravnoteè kakou samoj atmosferi, tako i izme|u atmosfere i tla, mogu se pobrojati slede}i:

zapra{ivanje atmosfere ~esticama pra{ine, gara, ~a|i i sli~no i kontaminacija gasovitimproduktima sagorevanja iz termoenergetskih objekata

kontaminacija atmosfere radioaktivnim ~esticama iz nuklearnih elektrana, kao idrugih nuklearnih reaktora (ovde se ne ubrajaju kontaminacije od atomskih proba iupotrebe atomskog oru`ja, {to spada u ekscesne emisije)

zapra{ivanje atmosfere ~esticama oksida i soli te{kih metala iz metalur{kih procesa zapra{ivanje atmosfere ~esticama neorganskih soli, gasovitim produktima tipa kiselih

oksida, kao i parama i aerosolima neorganskih te~nosti, pre svega kiselina i njihovihderivata, iz objekata koje se ubrajaju u grupu neorganske hemijske tehnologije (NHT)

zapra{ivanje atmosfere ~esticama organskih soli, gasovitim produktima tipa derivataugljovodonika, kao i parama i aerosolima organskih te~nosti, pre svega kiselina injihovih derivata, iz objekata koje se ubrajaju u grupu organske hemijske tehnologije(OHT)

zapra{ivanje atmosfere ~esticama ~vrstih i te~nih aerosolova iz izvora koji poti~u odagrotehni~kih mera i sredstava za{tite u poljoprivredi

zaga|ivanje atmosfere ~esticama gara, ~a|i, pra{ine kao i gasovitim produktimasagorevanja usled spaljivanja biljnih ostataka na otvorenim povr{inama u ciljuprivo|enja zemlji{ta obradivom zemlji{tu za poljoprivredu, ili gra|evinskom zemlji{tu

zaga|ivanje atmosfere ~esticama gara, ~a|i, pra{ine kao i gasovitim produktimasagorevanja usled spaljivanja ~vrstog i te~nog otpada

zaga|ivanje atmosfere ~esticama gara, ~a|i, kao i gasovitim produktima sagorevanjausled sagorevanja pogonskih goriva za samohodna vozila, plovne objekte i letilice

zaga|ivanje atmosfere aerosolovima emitovanim u cilju zapra{ivanja urbanih prostora,naj~e{}e u insekticidne i sli~ne svrhe

zaga|ivanje atmosfere mnogobrojnim emisijama usled, bilo proizvodne, bilodekorativne, bilo zabavne delatnosti, iz individualnih, zanatskih, poluindustrijskih,industrijskih i sli~nih objekata

Kao {to se moè uo~iti na prvi pogled, zaga|ivanja atmosfere iz antropogenih izvora suneuporedivo raznovrsnija, pre svega po broju emitovanih supstanci u atmosferu, od zaga|ivanjaatmosfere iz prirodnih izvora.

Razmene materije izme|u antropogenih izvora i atmosfere je posledica ljudske delatnosti,kada se otpadni fluidi iz razli~itih proizvodnih procesa, u formi dima, para te~nosti, ~estica, kapljicai aerosolova, emituju direktno u atmosferu, podiù i raznose vazdu{nim strujanjima u vi{e slojeveatmosfere, odakle se, naj~e{}e modifikovane u razli~itim fotohemijskim procesima, vra}aju na tlo uobliku padavina.

AEROZAGA\ENJE

35

Onaj deo emitovanih ~estica, koji se padavinama ne vrati na tlo, ostaje u atmosferi,naj~e{}e u modifikovanoj formi. Time se trajno menja prirodni (ravnote`ni) sastav vazduha,odnosno uspostavlja se nova ravnoteà u atmosferi.

ôvek moè i posredno da uti~e na promene ravnoteà u atmosferi, kao i na promenesastava vazduha u atmosferi, degradiraju}i faktore koji reguli{u navedene ravnoteè i sastavvazduha u atmosferi.

To su, na primer, degradacija i erozija tla, uni{tavanje biljnih populacija ve}ih razmera,degradacija povr{inskih voda i sli~no.

Navedenim degradacijama, odnosno promenama kvantiteta i kavliteta sastava samepovr{ine planete, menjaju se polazne osnove za prirodnu razmenu materija izme|u povr{ine planetei atmosfere, ~ime se posredno menjaju i regulacioni faktori odràvanja ravnoteè u atmosferi, kaoklima, strujanja vazduha, temperaturni gradijent kroz slojeve atmosfere i drugo.

Danas je ~ovek oti{ao tako daleko da sve vi{e direktno deluje i na same regulacionefaktore prirodne ravnoteè, odnosno ve{ta~ki menja klimu, strujanja vetrova, temperaturnegradijente i sli~no.

Odgovor prirode na ove "neprirodne" pojave je sve vi{e drasti~an, {to se moè uo~itiposlednjih godina preko mnogobrojnih i raznovrsnih neuobi~ajenih prirodnih nepogoda ikatastrofa, koje se de{avaju na celoj povr{ini planete, a koje iz godine u godinu dobijaju kako nau~estanosti, tako i na intenzitetu.

Klima se danas, u odnosu na klimu od pre 30−40 godina, drasti~no razlikuje, ne samo ulokalnim i regionalnim, ve} sve vi{e i op{tim (globalnim) manifestacijama i pojavama.

Stoga je te{ko podvu}i jasnu granicu {ta je sve zaga|iva~ atmosfere, jer su prirodnaravnoteà, kao i prirodni sastav vazduha, u atmosferi podlo`ni permanentnoj promeni (imajudinami~an karakter).

Najopasnija su ona zaga|ivanja atmosfere iz antropogenih izvora, koja emituju supstancekoje ne spadaju u prirodni sadràj planete, po{to priroda na naru{avanja ravnoteà sa "ve{ta~kim"(sintetizovanim) supstancama nema adekvatnih "odgovora".

Stoga kod emitovanja sintetizovanih supstanci u atmosferu dolazi do trajnih, ne retko iveoma drasti~nih promena u prirodnim ravnoteàma. Sve ovo ima za posledicu sve ve}u i opasnijudegradaciju ìvotne sredine iz antropogenih izvora zaga|ivanja.


36

2.2. IZVORI ZAGA\IVANJA ATMOSFERE

Pod zaga|ivanjem atmosfere, odnosno njenom degradacijom, smatra se razmena materijeizme|u povr{ine planete i atmosfere, koja za posledicu ima promenu sastava vazduha koji sa~injavaatmosferu, kao i naru{avanje ravnoteè u atmosferi.

Deo uzroka kojima dolazi do zaga|ivanja atmosfere je prirodnog porekla, odnosnopredstavlja posledicu prirodnih pojava, tako da se atmosfera jednim (ve}im) delom zaga|uje(degradira) iz prirodnih izvora.

U okviru definisanja izvora zaga|ivanja atmosfere moè se postaviti vi{e podela u odnosuna tipove izvora.

2.2.1. PODELA IZVORA PREMA TRAJANJU EMISIJE

Prema trajanju emisije zaga|uju}ih materija u atmosferu antropogeni izvori zaga|ivanjaatmosfere mogu biti:

permanentni izvori − zaga|ivanje atmosfere iz antropogenih izvora, koje jeposledica sagorevanja, tehnolo{kih procesa sinteza i analiza iz mnogobrojnihtehnolo{kih i metalur{kih procesa, kao i isparavanja, podizanja sa povr{ine iodno{enja vetrovima, kao i difuzne razmene materija sa vazduhom preko kontaktnihpovr{ina otpadnih voda i ~vrstog otpada, kada se gasovi, pare, ~estice, kapljice,aerosolovi i drugo, sa povr{ine otpadnih voda, jalovi{ta i deponija, kao i isparavanja izskladi{nih i transportnih ure|aja i sistema, pri ~emu se emitovane supstance podiù iraznose kroz atmosferu vazdu{nim strujanjima, od ~ega se najve}i deo, promenjen, uobliku pra{ine i atmosferskih padavina posle odre|enog vremena i na odre|enomrastojanju od izvora emisije vra}a na tlo

povremeni izvori − zaga|ivanje atmosfere iz antropogenih izvora, koje je posledicaemisija u atmosferu usled sezonskih poslova, bilo u okviru industrijskih,poljoprivrednih, kao i dekorativnih ili sli~nih poslova, kao i usled zagrejavanja ilihla|enja prostora u odre|enim vremenskim periodima, u skladu sa godi{njim dobima

akcedentni izvori − zaga|ivanje atmosfere iz antropogenih izvora, koje je posledicaekscesnih emisija opasnih supstanci u atmosferu, bilo usled havarija i kvarova, bilousled namernog ispu{tanja u atmosferu, naj~e{}e u okviru industrijskih delatnosti, dokse kao poseban vid ovakvog zaga|ivanja atmosfere mogu smatrati zaga|ivanjaatmosfere usled ratnih i drugih vojnih dejstava

Najve}i broj supstanci kao i najve}e koli~ine materija koje zaga|uju atmosferu se emitujeiz permanentnih antropogenih izvora, a isto je i kod pojedina~nih emisija supstanci i ~estica uatmosferu za sve sintetizovane materije, posebno za gasove i pare.

Emisija {tetnih materija u atmosferu iz povremenih antropogenih izvora je po kapacitetuemisije (koncentraciji emitovanih ~estica) ~e{}e obimnija od emisije iz permanentnih antropogenihizvora.

Najopasnija i najkoncentrovanija emisija {tetnih materija u atmosferu iz antropogenihizvora je naj~e{}e iz akcedentnih izvora.

2.2.2. PODELA IZVORA PREMA LOCIRANJU EMITOVANJA

Zaga|uju}e materije se u atmosferu emituju naj~e{}e iz dimnjaka, zatim isparavanjem saotvorenih povr{ina ili iz bazena deponovanih muljeva i otpada, zaga|enih voda ili akcedentnorazlivenih te~nosti, kao i otplinjavanjem gasa iz neispravnih gasovoda i gasnih rezervoara, iliakcedentno razlivenog te~nog gasa, ispu{tanjem produkata sagorevanja iz motornih vozila i sli~no.

AEROZAGA\ENJE

37

Prema lociranju emitovanja izvori aerozaga|enja se mogu grupisati u nekoliko grupa:

locirani (ta~kasti) izvori emisije aerozaga|enja povr{inski izvori emisije aerozaga|enja zapreminski izvori emisije aerozaga|enja podu`ni izvori emisije aerozaga|enja

2.2.2.1. Locirani (ta~kasti) izvori emisije aerozaga|enja

Locirani, ta~kasti ili fiksni izvori emisije aerozaga|enja, su oni izvori koji su sa stalnompostavkom u konkretnoj posmatranoj zoni, odnosno oni izvori koji se mogu precizno, kakopoziciono, tako i dimenziono definisati.

Tako naj~e{}e emisije iz dimnjaka, bazena, rezervoara, sa deponija i sli~nih objekata,predstavlja locirane (ta~kaste, fiksne) izvore zaga|enja atmosfere.

Osnovna karakteristika lociranih izvora aerozaga|enja je uobi~ajeno trajni (permanentni)karakter emisije, relativno stabilan kvalitet emisije, ako ne na godi{njem nivou, onda bar nasezonskom nivou, kod objekata sa sezonskom proizvodnjom, kao i relativno stabilan kvantitetemisije tokom godine, ili sezone.

Osnovna odrednica kvaliteta i kvantiteta lociranih izvora emisije aerozaga|enja je da kodnjih emisija zavisi isklju~ivo od proizvodnih procesa i kvaliteta sirovina i goriva, a ne zavisi odambijentalnih parametara posmatrane lokacije.

Locirani izvori emisije aerozaga|enja se mogu uspe{no kvantifikovati, modelovati iprora~unati u razli~itim proizvodnim uslovima, tako da se za njih mogu osmisliti postupci i metodeza zaustavljanje prekomerne emisije, kao i saniranje posledica emisije na nivoima mikrolokacijesamog postrojenja i neposredne okoline, odnosno na nivoima koncentracije zaga|uju}ih materija uvazduhu radnog prostora.

Ova kategorija se treba i zakonski determinisati (MDKrp).Ono {to se ne mo`e adekvatno kvantifikovati i prora~unati uobi~ajenim modelovanjemj, je

modelovanje akcedenta na postrojenjima, transportu i skladi{nim sistemima.Osnovni problem procene kod akcedenata i akcedentnih emisija aerozaga|enja je

enormna koli~ina emitovanih polutanata, koja predstavlja zaga|uju}u materiju za mnogo {irulokaciju od same mikrolokacije proizvodnog objekta i neposredne okoline, pa se mora odrediti ipropagacija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere, kao i zone kontaminacije vazduha u odnosuna stabilnost vremena, dominantni vetar, spoljnu temepraturu, pritisak, konfiguraciju terena i drugeparametre.

Stoga se akcedentne emisije iz lociranih izvora moraju simulirati ambijentalnimmodelovanjem, a ne procesnim modelovanjem, kojim se simulira kontaminacija vazduha radnogprostora u okviru proizvodnih pogona.

2.2.2.2. Povr{inski izvori aerozaga|enja

Izvori koji se ne mogu prostorno precizno locirati kao izvor emisije, predstavljaju rasute(prostorno nedefinisane), ili delimi~no locirane izvore (izvore locirane po nekom od prostornihparametara), koji se defini{u kao zona emisija (povr{ina sa koje se vr{i emisija) i nazivaju sepovr{inski izvori emisije aerozaga|enja.

Kao rasuti povr{inski izvori aerozaga|enja se naj~e{}e javljaju trajne ili povremenepovr{ine kontaminiranog tla i zaga|enih voda, koje su bilo posledica nekontrolisanog ispu{tanjaotpadnih fluida na tlo, bilo posledica zaga|ivanja povr{inskih voda, kao i posledica upotrebepolutanata u tretmanu tla, naj~e{}e usled agrotehni~kih mera i sredstava za{tite bilja upoljoprivredi.

Dimenzije ovih povr{ina su promenljive, tako da se niti prostorna dimenzija ove vrsteizvora aerozaga|ivanja ne mo`e egzaktno postaviti.


38

Osnovna karakterisika ovih izvora emisije aerozaga|enja je zaga|ivanje vazduhaisparavanjem lakoisparljivih te~nosti, ili otplinjavanjem apsorbovanih gasova iz kontaminiranihvoda, kao i razgradnja i isparavanje i otplinjavanje sastavnih komponenti hemijskih sredstava zaza{titu bilja i drugih sredstava iz domena agrotehni~kih mera.

Ovakva zaga|ivanja se manifestuju izrazito lokalnim zaga|ivanjem vazduha neposrednoiznad tla, kao i horizontalnim prostiranjem usled strujanja vazduha sa manjim stepenom vertikalnedifuzije.

Ovakva zaga|ivanja su veoma opasna po{to su {iroki pojasevi kontaminirani odre|enomkoncentracijom polutanata u vazduhu, {to se zna~ajno teè postiè distribucijom aerozaga|enja izlociranih izvora.

Posebno su opasna povr{inska aerozaga|enja u prole}e i u jesen od agrotehni~kih mera isredstava za{tite bilja u poljoprivredi, koja se u vidu para i aerosolova mogu duì vremenski periodzadràti na {irokom kontaminiranom pojasu i lako raznositi strujanjem vetra kao ogroman frontkontaminiranog vazduha u pravcu strujanja vetra.

Ovakva aerozaga|ivanja se najbolje mogu registrovati samim ~ulima pri prolaskusaobra}ajnicama koje presecaju poljoprivredne povr{ine u vreme sezonskih radova.

U kombinaciji sa ~vrstim aerosolovima, kao i sa vodenom parom, ovakva aerozaga|enjamogu u regijama obradivog zemlji{ta stvarati veoma opasne magle ("hemijske magle") ~ak i u vremestabilnih temperatura sa malim kolebanjima tokom 24 h, koje se prostiru neposredno iznad samogtla, ~ime neposredno opasno ugroàvaju ìvi svet posmatrane lokacije.

U urbanim delovima naj~e{}i delimi~no locirani povr{inski izvori zaga|ivanja, osim kanalasa industrijskim otpadnim vodama i drugim otpadom (koji se mogu tretirati i kao podu`ni izvoriaerozaga|enja, po{to su definisani po pravcu pruànja), su saobra}ajni platoi i platoi terminala zate~na goriva, koji su kontaminirani izlivenim te~nim gorivima i sli~nim muljnim otpadima kojiisparavaju, daju}i mahom organske pare u vazduhu lokalne atmosfere, razasute na {irem prostoru.

Na sli~an na~in, kao povr{inski izvori delimi~no lociranog tipa (grubo definisanihdimenzija samog prostora) prema na~inu, kvalitetu i kvantitetu emisija aerozaga|enja, mogu setretirati industrijske, rudni~ke i druge deponije (lagune) otpadnih voda i muljeva, kao i komunalne iindustrijske deponije ~vrstog otpada i otpadnih muljeva.

2.2.2.3. Zapreminski izvori aerozaga|enja

Sli~no povr{inskim izvorima aerozaga|enja i izvori koji se defini{u kao zona zaga|eneatmosfere (zapremina kontaminiranog vazduha iz koje se vr{i dalja propagacija polutanata krozvazduh lokalne atmosfere), a koji se ne mogu locirati kao dimenziono ograni~eni (ta~kati) izvoremisije, predstavljaju nelocirane izvore i nazivaju se zapreminski izvori emisije aerozaga|enja.

Zapreminski izvori aerozaga|enja su karakteristi~ni za gasovite polutante.U prirodi se pojava zapreminskog izvora aerozaga|enja moè na}i u zonama oko vulkana,

oko izvora podzemnih gasova, kao i oko naftnih izvora, kada su gasna isparavanja i otplinjavanjatakvog intenziteta da se vrlo brzo uspostavi trajno prezasi}enje ~itavog sloja vazduha gasovitimpolutantima, {to se moè smatrati i zapreminskim aerozaga|enjem iz rasutih izvora.

Urbani izvori zapremiskog aerozaga|enja su mahom delimi~no povr{inski definisani, pa~ak i delimi~no prostorno ograni~eni (rezervoari zemnog gasa i sli~nih prirodnih i sintetskihgasovitih sirovina i produkata, distribucioni centri gasovitih fluida, saobra}ajne stanice,visokooptere}ene raskrnice i sli~no). Urbani izvori zapreminskih aerozaga|enja naj~e{}e se javljajuu zonama skladi{tenja gasova, zonama transporta i manipulacije gasovima i sli~no.

Osnovna karakteristika urbanih zapreminskih izvora je da se veoma brzo u sloju vazduhazna~ajne debljine, oko navedenih objekata, oformi zapremina zasi}ena gasovitim polutantima, kojanadalje predstavlja specifi~an izvor zaga|enja atmosfere, po{to je vazduh posmatrane zapreminekonstatno prezaga|en stabilnom koli~inom gasovitog polutanta.

Aerozaga|enje iz ovakvih izvora se mnogo lak{e i brè prenosi, kako horizontalno, tako ivertikalno, bilo strujanjem vazduha, bilo difuzijom, u odnosu na distribuciju aerozaga|enja izpovr{inskih izvora, a tako|e su i zapreminski izvori aerozaga|enja zna~ajno koncentrovaniji odpovr{inskih izvora aerozaga|enja sa polutantima.

AEROZAGA\ENJE

39

Tako|e, aerozaga|enjem iz zapreminskih izvora ne samo zna~ajno ve}a povr{ina oblasti,ve} i zna~ajno ve}i sloj vazduha se kontaminiraju polutantima.

Zapreminski izvori aerozaga|enja su sa stanovi{ta aerozaga|enja lokalne atmosfere nekeregije po pravili opasniji od povr{inskih izvora aerozaga|enja, pre svega zbog znatno vi{eg nivoakoncentracije polutanata, kao i zna~ajno ve}e mobilnosti polutanata.

2.2.2.4. Podu`ni izvori aerozaga|enja atmosfere

Pod podu`nim izvorima aerozaga|enja se naj~e{}e smatraju nestacionirani izvoriaerozaga|enja, koji su definisani po jednom parametru, pravcu pruànja, dok su po drugomparametru, {irini pojasa kontaminacije, ograni~eni kako ambijentalnim parametrima, tako ikvalitetima samih polutanata koji se emituju. Naj~e{}e se u ove izvore svrstavaju saobra}ajnice,industrijski i drugi kanali za otpadnu vodu i mulj, regionalni gasovodi i sli~no.

Podu`ni izvori imaju osnovne karakteristike zasnovane na zastupljenom dominantnom tipuaerozaga|enja (povr{insko ili zapreminsko), od kojih se razlikuju po strogo definisanom pravcu iduìni pruànja (duìni i obliku izvora zaga|ivanja), kao i po dinami~nom karakteru koncentracijepolutanata, koja zavisi od optere}enja saobra}ajnice, kanala, gasovoda i sli~no.

Zbog svog trajnog i dinami~kog karaktera podu`ni izvori aerozaga|enja imaju najve}iuticaj na globalno zaga|enje atmosfere, od svih nestacioniranih izvora aerozaga|enja, ne samousled aviona, raketa i sli~nih letilica, ve} i posredno, preko uspostavljanja zone permanentnogprezasi}enja lokalne atmosfere pojedinim polutantima.

Polutanti iz prezasi}enog vazduha lokalne atmosfere na prostroru okarakterisanimvelikom duìnom zone aerozaga|enja, se vertikalnim strujanjima ili difuzijom, brè ili sporijepodiù u vi{e slojeve atmosfere, odakle se usmeravaju u zone globalnih strujanja vazdu{nih masa.Tako se polutanti iz ovog podu`nog izvora aerozaga|enja "podiù" sa lokalnog nivoa na globalninivo zaga|enja atmosfere.

Saobra}aj je stoga jedan od osnovnih antropogenih izvora aerozaga|enja, a za pojedinepolutante (azotove okside, CO i sli~no) i najve}i antropogeni izvor globalnog aerozaga|enjaatmosfere.

2.2.3. DIJALEKTIKA RAZVOJA AEROZAGA\ENJA

Sa razvojem ljudske delatnosti, posebno sa razvojem savremene tehnike i tehnologije,kvantitativno i kvalitativno se "razvija" i zaga|ivanje atmosfere.

Antropogeni izvori emisije polutanata, kao posledica mnogobrojnih ljudskih delatnosti,proizvode otpadne fluide, ~estice, aerosolove, gasove i pare, koji obi~no ne ulaze u prirodni sastavvazduha.

Materije emitovane u atmosferu iz antropogenih izvora sve ve}im delom su materije kojeje ~ovek sintetizovao, a koje ne postoje u prirodi ("ve{ta~ki" polutanti). Ovime se problematikaaerozaga|enja vi{estruko usloàva, po{to za sintetske materije, niti postoji proces prirodnerazgradnje, niti postoje ciklusi kruènja u prirodi, {to ove polutante ~ine veoma nepovoljnim idugotrajno opasnim polutantima atmosfere.

Atmosfera moè asimilovati polutante koji poti~u iz prirodnih izvora. Permanentne emisijezaga|iva~a atmosfere iz prirodnih izvora su uklju~ene u ravnoteù koja je uspostavljena izme|uatmosfere i povr{ine planete, {to je regulisano uspostavljenim ravnote`nim kruènjem materije uprirodi.

Ekscesne emisije zaga|iva~a atmosfere iz prirodnih izvora prekora~uju kapacitetasimilacije u atmosferi po{to prevazilaze koli~ine koje u~estvuju u ravnote`nom kruènju materije uprirodi.

Vi{ak, nastao ekscesnom emisijom zaga|uju}ih materija atmosfere iz prirodnih izvora,vremenom se moè degradirati, bilo da se u vazduhu razgradi, ili da se vra}a na tlo atmosferskimpadavinama, tako da atmosfera moè uspe{no asimililovati polutante iz prirodnih izvora.

Vreme potrebno za asimilaciju emisije zaga|uju}ih materija u atmosferu iz ekscesnihprirodnih izvora zavisi od obima same emisije i moè trajati od nekoliko meseci do nekoliko godina.


40

Prirodni polutanti iz antropogenih izvora se tako|e mogu asimilovati u atmosferi,me|utim, kako ljudska delatnost nije u ravnoteì sa prirodom, mogu}nosti asimilacije ovihprirodnih polutanata u atmosferi su mnogo manje i problemati~nije od asimilacije istih polutanataiz prirodnih izvora.

Kapacitet atmosfere prema prirodnim polutantima je ograni~en, tako da dugo prekomernoemitovanje prirodnih polutanata u atmosferu, preko njenog kapaciteta asimilacije, ima za posledicukvantitativnu promenu polutanata u sastavu vazduha.

Tako se prirodni sastav vazduha neprekidno menja, a kako ide vreme, sa stanovi{takvaliteta potrebnih pre svega za ìvot na planeti, prirodni sastav vazduha je sve nepovoljniji.

Ove promene u prirodnom sastavu vazduha se najpre mogu uo~iti preko novih pojavnihoblika korozije kod metala, pa ~ak i promena dominantnog tipa korozije.

Tako je ranije bakar korodirao do zelenog CuCO3 (bakarna patina), usled elektrohemijskekorozije sa CO2 u vla`noj atmosferi (doba industrijske revolucije i enormno tro{enje fosilnih goriva,kada je CO2 bio dominantni agens kororzije u vazduhu lokalnih atmosfera gradova), dok je dana{njidominantni oblik korozije bakra vi{e sa sumporovim oksidima i jedinjenjima, pa bakarne povr{ine uatmosferi dobijaju tamniju mrku boju (sve ve}e u~e{}e sumpornih jedinjenja u aerozaga|enju,posebno u industrijskim zonama i gradovima).

Najopasniji po pitanju trajne promene prirodnog sastava vazduha su sintetizovanipolutanti, koji se u atmosferi ne mogu niti asimilovati, niti degradirati, po{to nisu prirodnog poreklai ne postoji njihovo kruènje u prirodi.

Ovakvi polutanti izazivaju veoma nepovoljno zaga|ivanje atmosfere, koje za posledicunaj~e{}e moè imati trajne ekolo{ke promene, ne samo na nivou vazduha u atmosferama mikro imakro lokaliteta, ve} i globalne promene u celokupnoj atmosferi, kao i posredne ekolo{ke promenena celoj planeti.

Atmosfera je prijemnik polutanata ekstremno velikog kapaciteta, zahvaljuju}i ogromnojzapremini vazduha koji je sa~injava. Stoga je atmosfera dugo vremena, sve do industrijskerevolucije, uspevala da asimiluje emitovane polutanate, ne samo iz prirodnih, nego i iz antropogenihizvora. Time su i velike prirodne katastrofe i enormne emisije usled ljudske delatnosti mogle dabudu asimilirane u atmosferi, posle kra}eg ili duèg vremenskog perioda.

Po~etkom industrijske revolucije dolazi do kvalitativne i kvantitativne promene uproizvodnim procesima.

ôvek po~inje da proizvodi zna~ajno vi{e proizvoda i energije od sopstvenih potreba,odnosno potreba svog okruènja, kako po kvalitetu tako i po kvantitetu, usled ~ega dolazi doenormnog pove}avanja broja i koli~ine polutanata, koji se ispu{taju u vazduh lokalnih atmosfera.

Poseban aspekt zaga|ivanju atmosfere u ovom periodu daje otpo~injanje sintetizovanjanovih materijala, koji se emituju u atmosferu kao sintetizovani polutanti.

Ove prekomerne koli~ine zaga|uju}ih supstanci, posebno "ve{ta~ki" polutanti, atmosferane uspeva da asimilira u realnom vremenu, tako da dolazi do nelinearnog pove}avanja sadràjasupstanci zaga|iva~a u vazduhu lokalne atmosfere, ~ime se trajno menja sastav vazduha u lokalnojatmosferi, kada na globalnom planu u atmosferi po~inje akumulacija "prekoncetrovanih" polutanataiz lokalnih atmosfera.

Novi i uve}ani sadràji polutanata u lokalnoj atmosferi prouzrokuju ekolo{ke promene uìvotnoj sredini na lokalnom planu, ~ime se direktno ugroàvaju biljni i ìvotinjski svet, kao izdravlje stanovni{tva u regijama sa zaga|enim vazduhom lokalne atmosfere.

Posrednim putem, vra}anjem polutanata iz atmosfere na tlo, izluìvanjem polutanatasedimentacijom ili spiranjem atmosferskim padavinama, kao i njihovim prodiranjem u podzemlje,vr{i se zaga|ivanje zemlji{ta, povr{inskih i podzemnih voda, a posredno i hrane, dodatno seugroàvaju biljni i ìvotinjski svet, kao i zdravlje stanovni{tva.

Tako je uticaj zaga|enja iz atmosfere na ìvotnu sredinu dvostruk:

direktan preko polutanata u samom vazduhu, koji ugroàvaju sve {to je u kontaktu savazduhom, a u organizam se unose preko organa za disanje i transpiraciju

posredan preko kontaminacije tla, voda i hrane sedimentovanim ili ispranimpolutantima iz vazduha

AEROZAGA\ENJE

41

Stoga je zaga|ivanje atmosfere, kao i kontrola tog zaga|ivanja veliki problem savremenogsveta, te mu se mora posve}ivati velika, odgovaraju}a i stru~na pa`nja na svim nivoima delovanja, odmikro lokacija, preko makro lokacija do globalnog plana.

Ovakvim mehanizmom prostiranja, kao i akumuliranjem "vi{ka" polutanata iz vazduhalokalnih atmosfera u vi{im slojevima atmosfere, koji se difuzijom i strujanjima vazduha kroz vi{eslojeve raznose na mnogo {iri prostor, zaga|uju}e materije "izlaze" iz oblasti u kojima se emituju i{ire se i po regijama u kojima vazduh lokalne atmosfere nije zaga|en.

Nisu vi{e samo zdravstveno ugroèni radnici u pogonima, u kojima se emituju zaga|uju}ematerije, ve} je zdravstveno ugroèno kompletno stanovni{tvo regije, kao i celokupni ìvi svet regijeu kojoj egzistira industrija.

Paralelno sa usloàvanjem problema aerozaga|enja, u navedenom periodu dolazi dopojave ~itavog niza novih bolesti, koje u svojim po~ecima nisu mogle biti ni ispravno utvr|ene, nitiadekvatno le~ene.

Pojava novih supstanci u sastavu vazduha menja i pona{anje konstrukcionih materijala uatmosferi, posebno metala, od kojih najve}e promene trpe crni metali, dok kod atmosferskiotpornijih obojenih metala (Cu, Zn, Al, ...) zna~ajno opada otpornost, odnosno prirodnasamoza{tita u odnosu na atmosferske uticaje je sve slabijeg kvaliteta. Sli~no se de{ava i sanemetalnim konstrukcionim materijalima, kamenom, keramikom, betonima i sli~no.

Jedna od zna~ajnijih posledica aerozaga|enja u navedenom periodu je i naglo propadanjeistorijskih i arheolo{kih objekata u regijama sa zaga|enom atmosferom, koji su do tada odolevaliatmosferskim uticajima vekovima, pa i milenijumima.

Stoga se danas ne mali broj istorijskih i arheolo{kih vrednosti mora ~uvati u specijalnimuslovima, ne retko i pod specijalnim reìmom kontrole atmosfere u izolovanim sredinama.

Posledice prekomerne emisije polutanata u atmosferu nisu odmah registrovane, ve} suogromne koli~ine zaga|uju}ih materija ispu{tene u vazduh lokalne atmosfere, sve dok nastaleposledice nisu postale alarmantne za prirodno okruènje, kao i opstanak biljnih i ìvotinjskih vrsta isamo ljudsko zdravlje.

Prvi efekti koncentrovanja zaga|ivanja su se osetili na lokalnom nivou (permanentnolokalno prezaga|enje atmosfere), pa su se ubrzo izdvojile proizvodne zone, naj~e{}e industrijskeregije, u kojima je lokalna atmosfera bila permanentno zaga|ena.

Zna~ajan udeo u zaga|ivanju atmosfere imaju procesna industrija i energetika.Demografske promene i migracije u urbane i industrijalizovane zone izazivaju sve ve}u potrebu zaenergijom, hranom i materijalnim dobrima, koja nije pra}ena odgovaraju}im merama za{titeìvotnog okruènja, {to ima za posledicu sve ve}u degradaciju prirodnog okruènja radi {irenjaurbanih, industrijskih i poljoprivrednih povr{ina.

Pri tome, procesna industrija i energetika beleè permanentan rast kako kvantiteta, tako ikvaliteta procesa, {to je pra}eno stalnim rastom koli~ina i broja polutanata koji se emituju uatmosferu, ili odlaù u vode i na tlo.

Moè se re}i da procesna industrija i energetika predstavljaju najzna~ajniji "generator"polutanata, ~iji se emisioni kapaciteti permanentno uve}avaju, ne samo na nivou makro i mikrolokaliteta, ~ime se opasno pove}avaju emisije pojedinih polutanata u vazduhu lokalnih atmosfera, sasve ve}om degradacijom urbane sredine, kao i sve opasnijim zdravstvenim posledicama u urbanimsredinama, ve} i na globalnom planu zaga|ivanja atmosfera ~itavih kontinenata i udaljenihpodru~ja, ~ime se vr{i opasno globalno zaga|ivanje atmosfere.

Osnovni generator enormnog zaga|enja u po~etku je bilo naglo pove}anje kori{}enja~vrstog goriva, koje nije pratila i odgovaraju}a tehnika sagorevanja.

Time su se izbacivale u atmosferu ogromne koli~ine CO2, SO2, NOx, ~a|i i drugih opasnihpolutanata. Sve ovo je dovelo do trajnih izmena sastava vazduha lokalne atmosfere, pa ~ak ivazduha atmosfere ~itavih regija, {to je za posledicu imalo veliko degradiranje ìvotne sredine,ugroàvanje lokalne vegetacije i ìvotinja, kao i opasno naru{avanje zdravlja ljudi.

Prelaskom na naftu kao izvor energije do{lo je do kvalitativnog pomaka polutanata, po{tosu se sada u atmosferu po~eli izbacivati novi, do tada neuobi~ajeni polutanti, ~ime je zaga|ivanjeatmosfere podignuto na zna~ajno vi{i nivo kvaliteta.


42

Kada je zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere prou~eno i dok su osmi{ljene metode ipostupci za saniranje degradacija ìvotne sredine, ve} su izazvane globalne promene u atmosferi,naj~e{}e hemijske i klimatske prirode.

Ubrzo se lokalno zaga|ivanje atmosfere ra{irilo po ~itavoj planeti preno{enjem polutanatastrujanjima velikih vazdu{nih masa u vi{im slojevima atmosfere, iz regija u kojima se emitujuzaga|uju}e materije u atmosferu, u regije sa do tada nezaga|enom atmosferom, ~ime je izvr{enoglobalno zaga|ivanje atmosfere.

Tako je, u ovom veku, veoma brzo zaga|ivanje vazduha nekontrolisanim emisijamazaga|uju}ih materija iz antropogenih izvora, od lokalnog karaktera zaga|ivanja vazduha lokalnihatmosfera, postalo globalno zaga|enje atmosfere.

Kao posledicu lokalnih zaga|enja imamo nestanak ~itavih biljnih i ìvotinjskih vrsta izpojedinih ìvotnih stani{ta u kojima su ranije te vrste egzistirale, a kao posledicu globalnogzaga|enja imamo da je ~ak i biolo{ki opstanak pojedinih vrsta po~eo da bude opasno ugroèn.

Kada je po~elo globalno zaga|ivanje, atmosfera nije mogla svojim kapacitetom daasimilira ogromne koli~ine polutanata koji su se izbacivali u vazduh, {to je za posledicu imalopove}avanja sadràja "starih" i pojavu sadràja "novih" supstanci u vazduhu, odnosno trajno sepromenio sastav vazduha u atmosferi oko ~itave planete.

Dalji napredak tehnike i tehnologije je donosio nove i nove polutante, od kojih pojedininisu ni mogli biti asimilirani u atmosferi, po{to ne poti~u od prirodnih materijala i procesa. Tako se"ve{ta~ki" polutanti sve vi{e akumuliraju u atmosferi, gde izazivaju kvalitativne promene, kako usastavu vazduha same atmosfere, tako i u atmosferskim i klimatskim pojavama.

Najopasnija direktna posledica prekomernog nagomilavanja novih ("ve{ta~kih") polutanatau atmosferi je uni{tavanje ozonskog omota~a oko planete ("ozonske rupe").

Sa koncentrovanjem proizvodnih kompleksa na sve manjem prostoru dolazi doprekoncentracije zaga|iva~a na uskom prostoru,.{to ima za posledicu da je vazduh lokalneatmosfere u mnogim sredinama prezaga|en da se ne mogu vi{e asimilovati ni najmanje koli~inezaga|iva~a, pa se skoro kompletne emisije polutanata kod ekstremno zaga|enih lokalnih atmosfera,direktno "usmeravaju" u globalno zaga|ivanje atmosfere.

U navedene zone koncentrovanih zaga|iva~a na malom prostoru pre svih spadajuprostrane industrijske zone Evrope, Severne Amerike i Japana, kao i manjeg dela Azije.

Preko globalnog zaga|ivanja atmosfere zaga|uju}e materije se iz ovih zona prenose i upredele koji nisu optere}eni lokalnim zaga|enjima, kao {to su, Afrika, Ju`na Amerika, Australija ive}i deo Azije.

Visoko je alarmantna ~injenica da su ~ak i nenaseljeni, nepristupa~ni i udaljeni prostori,kao {to su Antarktik i Arktik, zna~ajno zaga|eni polutantima prene{enim globalnim zaga|ivanjematmosfere iz dalekih industrijskih regija.

Ogromna sredstva se danas u celom svetu ulaù u istraìvanja iz oblasti za{tite ìvotnesredine, odnosno smanjivanja emisije polutanata u atmosferu.

Razvijene su, ispitane i uvedene u praksu mnoge metode za postizanje "~istijih"tehnologija.

Me|utim, ovi tehnolo{ki postupci, ~iji je cilj sniàvanje {tetnosti procesa i koli~ine {tetnihotpadnih materija, visoko, pre svega ekonomski, optere}uju procesnu industriju i energetiku, pa semahom razvijaju postupci za industrijske objekte velikih proizvodnih kapaciteta, kod kojih koli~ineotpadnih materija opravdavaju njihovu obradu i tretman.

Problemi rasta uticaja na aerozaga|enje su i dalje zastupljeni kod "srednjih" i "malih"kapaciteta, za ~ije se tretiranje ne mogu izna}i ekonomska opravdanja zbog manjih koli~inaotpadnih materija koje treba obraditi i tretirati.

Me|utim, ovi "srednji" i "mali" kapaciteti svojim kvantitetom imaju visoko u~e{}e uprocesnoj industriji i energetici.

Posebnu nepodobnost kod "srednjih" i "malih" izvora zaga|enja atmosfere ~ini njihovalokacija, po pravilu, u urbanim zonama, ~ime ovi objekti zna~ajno ugroàvaju vazduh lokalneatmosfere, kao i kompletno ìvotno okruènje urbanih sredina.

AEROZAGA\ENJE

43

Tako se slobodno moè re}i da "mali", a pogotovu "bezna~ajni" izvori zaga|enja ne postoje,ve} da oni, pre svega svojim ukupnim brojem postaju veoma zna~ajan faktor degradiranja, kakoatmosfere, tako i celokupne ìvotne sredine.

Ve}i broj autora smatra da zaga|enje atmosfere lokalnih sredina u urbanom okruènjupoti~e skoro 100% od industrijskih procesa, termoenergetskih objekata nièg toplotnog optere}enja(industrijske i urbane kotlarnice), saobra}aja i doma}instava, dok se udeo visokooptere}enihtermoenergetskih objekata vi{e ogleda u globalnom, nego u lokalnom zaga|enju atmosfere.

Novi iskorak, u pravcu smanjivanja emisija polutanata i za{tite atmosfere od zaga|ivanja,predstavljaju integrisani sistemi kombinovanog pre~i{}avanja otpadnih fluida u okviru jednogproizvodnog procesa.

Najve}i ekolo{ki efekat se postiè kada se otpadni fluidi neutrali{u drugim otpadnimfluidima (me|usobno neutralisanje otpadnih fluida iz procesa).

Primer postavke integrisanog sistema je postupak desulfurizacije kotlovskih gasovaotpadnim alkalnim rastvorima, ili otpadnim kre~nim suspenzijama i muljevima, koji poti~u iz istogtehnolo{kog objekta.

Time se istovremeno pre~i{}ava kotlovski gas od SO2, a otpadni kre~ni mulj prevodi izalkalnih karbonata u neutralne sulfate, ~ime se neutralisao i postaje ekolo{ki podobniji mulj.

Tako se integrisani sistemi mogu posmatrati i kao "sistemi za samopre~i{}avanje otpadnihfluida iz istog proizvodnog procesa".

2.2.4. DISPOZICIJA POLUTANATA U ATMOSFERU

Celokupna koli~ina zaga|uju}ih materija, koje se emituju iz objekata lociranih na tlu i sapovr{ine voda, ili iz objekata mobilnih po tlu i povr{inskim vodama, vr{i zaga|ivanje vazduhaneposredno oko izvora zaga|enja, tako da je prijemnik aerozaga|enja vazduh lokalne amosfereneposredno oko izvora zaga|enja.

Iz zone oko izvora zaga|enja polutanti se horizontalnim i vertikalnim strujanjima, kao idifuzijom, {ire u svim pravcima, pri ~emu oblik zone {irenja polutanata (oblast zaga|enosti), kao izapremina kontaminiranog vazduha, zavise od dominantnih strujanja u konkretnoj situaciji.

Osnovni faktori, koji uzrokuju pravce i oblike prostorne propagacije polutanata krozvazduh lokalne atmosfere su:

vremenska stabilnost temperatura ambijentalnog vazduha spoljni pritisak konfiguracija terena

2.2.4.1. Vremenska stabilnost

Vremenska stabilnost je faktor koji najvi{e uti~e na pravce i oblike prostorne propagacijepolutanata od izvora emisije kroz vazduh lokalne atmosfere.

Pri relativno mirnom i stabilnom vremenu, bez izrazitih strujanja dominatnog vetra, zona{irenja polutanta je prili~no pravilna, elipti~nog oblika (idealno kru`nog).

U navedenoj situaciji dolazi do sporije, dominantno difuzne dispozicije polutanata u svimpravcima, pri ~emu koncentracija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere (imisija polutanata)zna~ajno opada sa rastojanjem od izvora emisije.

U situacijama relativno mirnog i stabilnog vremena je najvi{e direktno ugroènamikrolokacija neposredno oko samog izvora emisije, pri ~emu se mogu jasno izdefinisati zoneugroènosti prema visini imisije polutanata, koje su me|usobno postavljene u obliku koncentri~nihzatvorenih elipti~nih povr{ina.

Usled slabih strujanja vazduha vertikalna razmena polutanata izme|u slojeva vazduhazavisi od spoljnih fizi~kih karakteristika vazduha (pritisak, temperatura ambijentalnog vazduha).


44

Pri niskom pritisku i vi{em gradijentu temperature kroz slojeve atmosfere dolazi, usledvertikalnih strujanja vazduha, do podizanja polutanata u vi{e slojeve atmosfere, pa tako posrednodolazi do uve}avanja globalnog zaga|enja atmosfere.

Kvantitet zaga|ivanja vi{ih slojeva atmosfere zavisi od intenziteta vertikalnih strujanjavazduha. Tom prilikom je horizontalna dispozicija polutanata nièg intenziteta, pri ~emu su zonekontaminacije vazduha lokalne atmosfere uè, a sama imisija vazduha u njima je nià.

Pri vi{em pritisku i nièm gradijentu temperature kroz slojeve atmosfere smanjuje seintenzitet vertikalnih strujanja vazduha, pa tako i intenzitet podizanja polutanata u vi{e slojevevazduha. Vertikalna razmena polutanata se, usled slabijih vertikalnih strujanja vazduha, vr{idominantno difuzijom polutanata sa vi{im slojevima vazduha.

Ovakva razmena je izrazito spora, usled spore difuzije, pa je uticaj na globalno zaga|ivanjeatmosfere zna~ajno nizak. Tom prilikom je horizontalna dispozicija polutanata vi{eg intenziteta, pri~emu su zone kontaminacije vazduha lokalne atmosfere {ire, a sama imisija vazduha u njima je vi{a.

U slu~aju temperaturnih inverzija vazduha (nià temperatura vazduha pri tlu nego u vi{imslojevima vazduha), u uslovima mirnog vremena, potpuno se prekida podizanje polutanata u vi{eslojeve atmosfere, svi emitovani polutanti ostaju u prizemnom sloju vazduha i distribucijapolutanata, kao i njihova propagacija kroz vazduh, vr{i se isklju~ivo pri tlu, kada je najve}e inajopasnije lokalno zaga|ivanje oko izvora emisije.

Tom prilikom je horizontalna dispozicija polutanata najve}eg intenziteta, pri ~emu su zonekontaminacije vazduha lokalne atmosfere naj{ire, a sama imisija vazduha u njima je najve}a.

U slu~ajevima kada je vreme nestabilno, odnosno kada postoji ve}a razlika u brzinistrujanja dominantnog vetra od ostalih strujanja vazduha, zona {irenja polutanata je jasno izduènau pravcu dominantnog strujanja.

U ovakvoj situaciji dolazi do brze dispozicije polutanata u prvacu dominantnog strujanja,bilo u formi gasnog oblaka, bilo u formi fronta kontaminiranog vazduha. [irina frontakontaminiranog vazduha u ovakvim situacijama zavisi od intenziteta dominantnog vetra obrnutoproporcionalno, {to je dominantni vetar intenzivniji, to je front zaga|enog vazduha uì, i obratno,{to je niì intenzitet dominantnog vetra, to je front zaga|enog vazduha {iri.

Ako je brzina dominantnog vetra ve}a, zona kontaminacije vazduha je izduènija i uà,koncentracije u zonama su vi{e, pruànje zone po direktnom pravcu (pravcu strujanja) je ve}e, apruànje zone po bo~nim pravcima (normalno na pravac strujanja) je niè.

Tako se moè desiti paradoks da je ugroèniji vazduh lokacije na pravcu strujanja vetra narastojanju od izvora emisije od nekoliko kilometara, od vazduha lokacije postavljene bo~no uodnosu na pravac strujanja vetra na rastojanju od izvora emisije od nekoliko stotina, pa ne retko inekoliko desetina metara.

Tako|e, {to je niì temperaturni gradijent kroz slojeve vazduha, to su svi parametrikvaliteta propagacije polutanata kroz vazduh lokalne atmosfere vi{i (domet zaga|enja, intenzitetzaga|enja, zone zaga|enja i drugo), i obratno, {to je vi{i temperaturni gradijent kroz slojevevazduha, to su navedeni parametri kvaliteta propagacije polutanata kroz vazduh lokalne atmosfereniì.

Najvi{i parametri zaga|enja, odnosno najvi{i parametri kvaliteta propagacije polutanata supri temperaturnoj inverziji vazduha lokalne atmosfere.

2.2.4.2. Temperatura ambijentalnog vazduha

Temperatura ambijentalnog vazduha (spoljna temperatura) je zna~ajan faktor propagacijepolutanata kroz vazduh lokalne atmosfere, ~iji uticaji mogu biti kako direktni, tako i posredni.Direktni uticaj temperature na distribuciju polutanata u vazduhu lokalne atmosfere se ogleda uuticaju na:

kinetiku polutanata u vazduhu hemijsku reaktivnost polutanata u vazduhu ravnoteè polutanata u vazduhu

AEROZAGA\ENJE

45

Kinetika polutanata u vazduhu direktno je proporcionalna temperaturi vazduha, {to jenajvi{e izraèno kod gasovitih zaga|uju}ih materija. Kretanje kroz vazduh, ne samo usled kineti~keenergije gasovitog polutanta, ve} pre svega usled difuzije gasovitih polutanata kroz vazduh, kodgasovitih polutanata je direktno visoko zavisno od temperature.

Kod te~nih i ~vrstih aerosolova direktni uticaj temperature na kinetiku i difuziju ~estica jezna~ajno niì, a kod sedimentnih ~vrstih ~estica je najniì, pre svega usled uticaja gravitacije na~estice.

Posredni uticaj temperature na kretanje polutanata, odraàva se preko direktnog uticajatemperature na kinetiku samog vazduha, koji raznosi polutante kroz atmosferu.

Hemijska reaktivnost polutanata, njihova hemijska stabilnost u vazduhu, kao i intenzitethemijskih reakcija polutanata u atmosferi (hemijska kinetika) tako|e direktno zavise odtemperature ambijentalnog vazduha.

Na vi{oj temperaturi je ve}a reaktivnost polutanata, manja hemijska stabilnost polutanata,a tako|e su i vi{a sinergetska dejstva polutanata, i obrnuto, na niòj temperaturi je manjareaktivnost polutanata, ve}a hemijska stabilnost polutanata i nià su sinergetska dejstva polutanatau atmosferi.

Uticaj temperature na ravnoteè polutanata se ogleda u uticaju temperature na ravnote`nereakcije izme|u polutanata u vazduhu, {to se odraàva na intenzitet i kvantitet hemijskih ifizi~ko−hemijskih procesa u vazduhu, odnosno, {to se direktno reprodukuje preko broja i koli~inepolaznih (emitovanih) polutanata i produkata me|usobnih reakcija polutanata, prisutnih u vazduhu,kao i njihovih fizi~kih i fizi~ko−hemijskih osobina (rastvorljivost, sorpcione sposobnosti i sli~no).

Posredni uticaj temperature na aerozaga|enje je poja{njen u delu o vremenskoj stabilnosti,a odnosi se najvi{e na intenzitete strujanja vazduha po horizontalnom i vertikalnom pravcu, usledtemperaturnih gradijenata u slojevima vazduha.

Sam gradijent temperature kroz slojeve vazduha u urbanim sredinama je izraèniji uzimskom, nego u letnjem periodu, usled intenzivne emisije toplote iz mnogobrojnih grejnih izvora,kao i saobra}ajnih sredstava.

2.2.4.3. Spoljni pritisak

Sli~no temperaturi vazduha i spoljni pritisak je zna~ajan parametar ambijentalnogvazduha, koji uti~e na aerozaga|enje.

Spoljni pritisak uti~e direktno na koncentraciju polutanata u ambijentalnom vazduhu,odnosno na imisiju polutanata u vazduhu lokalne atmosfere, ~ime posredno uti~e i na intenzitetehemijskih i fizi~ko−hemijskih reakcija polutanata u atmosferi, {to je najvi{e izraèno kod hemijskekinetike gasnih reakcija.

Posredan uticaj spoljneg pritiska na aerozaga|enje se ogleda kroz direktni uticaj pritiskana strujanje vazduha, kao i na pravce prostiranja vazduha.

Posebno je nepovoljan uticaj spoljneg pritiska na aerozaga|enje u depresijama, kadaizaziva "sabijanje" zaga|enog vazduha u depresiji i ne dozvoljava odno{enje zaga|enog vazduha izdepresije ("mrtve zone" strujanja).

Na ovaj na~in se u depresijama, u danima sa visokim spoljnim pritiskom i mirnimvremenom, stvara opasno prezaga|enje vazduha, koje moè trajati zna~ajno dug vremenski period ikoje moè imati i pogubne posledice po zdravlje ljudi, kao i po samu ìvotnu sredinu.

Visok spoljni pritisak je glavni uzrok "kratke" dispozicije polutanata, emitovanih iz izvorana tlu, odnosno na povr{ini vode, usled "obaranja" gasnog oblaka ili fronta zaga|enog vazduha natlo na kratkom rastojanju od izvora emisije, ~ime se enormno uve}ava zaga|ivanje vazduha lokalneatmosfere te mikrolokacije.

Tako se u mirnim danima sa visokim spoljnim pritiskom, ne samo u depresijama, ve} i uostalim zonama u urbanim regijama moè javljati visoko zaga|ivanje vazduha lokalne atmosferemikrolokacije oko izvora emisije aerozaga|enja, pa ~ak i u ne{to duèm vremenskom periodu.


46

2.2.4.4. Konfiguracija terena

Da je konfiguracija terena bitan faktor distribucije polutanata i propagacije kroz vazduhlokalne atmosfere moè se uo~iti i iz primera depresije, poja{njenog u odnosu na uticaj pritiska naaerozaga|enje.

Konfiguracija terena ~esto ima i presudan uticaj na aerozaga|enje mikrolokacije, aponekad i makrolokacija u regijama sa izrazito rasprostranjenim izvorima aerozaga|enja na tlu i napovr{ini voda.

Postojanje prirodnih i ve{ta~kih (postavljenih) prepreka na tlu mnogostruko uti~e na tokstrujanja vazduha, pa samim tim i na propagaciju polutanata u vazduhu, ~ime se direktno uti~e naaerozaga|enje vazduha lokalne atmosfere.

Suprotno primeru depresija, kada se aerozaga|enje "ubacuje" u depresiju, prirodne ive{ta~ke prepreke mogu ostvariti za{titu mikrolokacije od aerozaga|enja, tako {to usmeravajustrujnice vazduha da "presko~e" odre|enu lokaciju. (pozicije iza uzvi{enja, brda i sli~no, pozicije izabloka zgrada, lamelarno postavljenih objekata, ve{ta~kih barijera za razbijanje vetra i sli~no).

Naravno, ne postoji univerzalna "barijera" aerozaga|enju, ve} uticaj prirodnih i ve{ta~kihobjekata na mikrolokaciji u odnosu na aerozaga|enje zavisi od ostalih faktora, pre svega fizi~kihparametara ambijentalnog vazduha.

Osnovni uticaj prepreka (uzvisina, neravnina, objekata i sli~no) na prostiranje gasnogoblaka ili fronta zaga|enog vazduha je u "razbijanju" strujnice, odnosno u {irenju kontaminiranogfronta po pravcu normalnom na pravac strujanja vazduha, tako da dolazi do smanjivanjakoncentracije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere ("razblaìvanja" polutanata u vazduhu)neposredno iz prepreke, ~ime se zna~ajno umanjuje imisija polutanata u vazduhu, ali se {iri zonakontaminacije sa niòm imisijom.

Ako su prepreke tako postavljene da predstavljaju otpor strujanju vazduha, onda }e se na~eonom delu prepreka stvarati zone enormnog prezaga|enja vazduha sa permanentnim vrtlogompolutanata u zatvorenom krugu.

Ovakvi ve{ta~ki objekti su pre svega visoke zgrade, kao i jako visoke ograde, dok suprirodne prepreke visoka brda, planinska podno`ja i sli~no.

2.2.5. DISPOZICIJA POLUTANATA U VI[IM SLOJEVIMA ATMOSFERE

Emisija aerozaga|enja se moè vr{iti i u vi{im slojevima atmosfere. Ova emisija ima zadirektnu posledicu pove}avanje globalnog zaga|enja atmosfere. Posredno, preko uve}avanja imisijevazduha, ova emisija ima uticaja i na zaga|ivanje vazduha lokalnih atmosfera.

Dva osnovna izvora ovakvog emitovanja aerozaga|enja su:

visoki dimnjaci pogonski motori mobilnih sredstava u vazduhu

2.2.5.1. Emisija iz visokih dimanjaka

Visoki dimnjaci emituju zaga|uju}e materije direktno u slojeve atmosfere koji suhorizontalnim i vertikalnim strujanjima povezani sa zonom atmosfere u kojoj se vr{i strujanjevazduha oko planete.

Tako se emisija iz visokih dimnjaka zahvata i distribuira sna`nim strujanjima vazduha uzone u kojima su vetrovi koji uti~u na globalnu klimu, sa kojima se emitovani polutanti raznose naveoma velike povr{ine planete, kao i na velike visine. Tako se vr{i svojevrsna "razmena" polutanataizme|u svih lokacija na povr{ini zemlje, bile one industrijske, urbane ili ruralne.

Od potencijalnih izvora globalnog zaga|enja atmosfere emisijom zaga|uju}ih materija izvisokih dimnjaka, najrasprostranjeniji su termoenergetski objekti, metalur{ki objekti, objektiindustrije nemetala, kao i objekti bazne hemije. Termoenergetski objekti su u svetskim razmeramanajve}i antropogeni izvor emisije najozbiljnijeg "strate{kog" polutanta atmosfere SO2.

AEROZAGA\ENJE

47

Potrebna visina dimnjaka, da bi se on tretirao kao zaga|iva~ globalne atmosfere, varira uodnosu na karakteristike terena i klimatske faktore, a naj~e{}e se kre}e na nivou od > 80 m visine.

Jo{ je interesantno da su od emisije iz ovakvih dimnjaka najvi{e "za{ti}eni" oni koji senalaze neposredno uz sam dimnjak, jer se deo emitovanih polutanata, pre svega ~estica, "obara" nazemlju tek na rastojanju od nekoliko desetina do nekoliko stotina metara od dimnajaka.

Domet direktnog uticaja "obaranjem" polutanata na tlo u pravcu dominantnog strujanjavetra ide i do nekoliko destina, pa i stotina kilometara, zavisno od tipa polutanta i tipa dominantnogvetra, kao i konfiguracije terena na pravcu strujanja dominantnog vetra.

Da se ne pomisli do oko dimnjaka nema zaga|enja, mora se napomenuti da je oko samihdimnjaka veoma visoko prezaga|enje vazduha, koje ne poti~e od same emisije iz dimnjaka.

Zaga|enje oko dmnjaka poti~e od postupaka za pripremu, dopremu i sagorevanje goriva,pe~enje ruda, odnosno za termi~ku obradu metalnih i nemetalnih materijala, kao i za hemijskesinteze, rektifikacije, rafinacije i druge procese, koji se vr{e u termoenergetskim postrojenjima(raznorazni kotlovi), metalur{kim pogonima (pe}i za dobijanje i topljenje metala), pogonimaindustrije nemetala ({amotne pe}i, kre~ne pe}i, rotacione pe}i za staklo i druge pe}i i objekti zatermi~ku obradu nemetala), kao i u objektima bazne hemije (hemijski reaktori, rektifikacionekolone, rafinatori i sli~no).

Tako je neposredno oko visokih dimnjaka uvek prisutno visoko aerozaga|enje vazduhalokalne atmosfere mikrolokacije samog industrijskog objekta i njegove neposredne okoline, ali kojene poti~e od same emisije iz visokih dimnjaka.

2.2.5.2. Emisija iz pogonskih motora letilica

Avioni, rakete i druga lete}a sredstva sagorevanjem pogonskih goriva vr{e direktnoaerozaga|enje vi{ih i visokih slojeva atmosfere, pa ~ak mezosfere i stratosfere.

Kompletna emitovana koli~ina polutanata se direktno distribuira u globalno zaga|enjeatmosfere.

Uticaj ovog vida emisije polutanata u atmosferu na lokalnom nivou se ogleda samo u dvaslu~aja:

prilikom poletanja i sletanja navedenih sredstava preko pove}avanja imisije vazduha lokalne atmosfere, usled globalne promene sastava

vazduha

Sa napretkom avioindustrije, a posebno raketne tehnike dolazi do sve ve}eg i opasnijegzaga|ivanja vazduha produktima sagorevanja goriva.

Dok su se nekada{nji aerodromi pravili {to bliè urbanim naseljima, dana{nji aerodromi sesve vi{e udaljavaju od naselja, usled sve ve}eg aerozaga|ivanja koje se "proizvodi" poletanjem isletanjem aviona.

Od kategorija aviona, sa stanovi{ta kvaliteta i kvantiteta polutanata emitovanih prilikompoletanja i sletanja, opasniji su borbeni avioni od civilnih aviona.

2.2.6. ZNAÂJ GLOBALNOG ZAGA\IVANJA ATMOSFERE

Zna~aj globalnog zaga|ivanja atmosfere na ìvotnu sredinu je mnogostruk. Uticajglobalnog zaga|ivanja atmosfere na ìvotnu sredinu proizilazi u osnovi iz dva procesa, koji sudirektna posledica globalnog zaga|ivanja atmosfere:

prenos aerozaga|enja iz jednog lokalnog izvora emisije na veoma {iroki prostor akumulacija polutanata u atmosferi

Zahvaljuju}i preno{enju aerozaga|enja iz lokalnih izvora emisije na veoma {iroki prostor injihova distribucija u zonama gde nema lokalnih izvora aerozaga|enja, prevodi se problemaerozaga|enja sa lokalnog nivoa na globalni nivo, odnosno na aerozaga|enje na celoj planeti.


48

Stoga se danas moè re}i da ne postoji mesto na planeti na kome se ne moè registrovatiaerozaga|enje.

Akumulacija polutanata u atmosferi i globalno zaga|ivanje atmosfere ima na ìvotnusredinu na celoj planeti slede}e "strate{ke" posledice:

pogor{avanje kvaliteta prirodnog sastava vazduha na celoj planeti promene klime i atmosferskih pojava nad ~itavom planetom (makroklimatske

promene) promene i preme{tanja ekosistema na povr{ini planete i u povr{inskim vodama

migracije pa i trajni nestanak ~itavih ìvotinjskih vrsta na planeti iz podru~ja koje sunaseljavale

redukciju pa i nestajanje ~itavih biljnih vrsta sa lokacija koje su nastanjivale

Sve navedene promene vode ka pravcu degradiranja i nestajanja, {to ovaj problemglobalnog zaga|ivanja atmosfere ~ini veoma alarmantnim svetskim problemom.

Mnogobrojni zna~ajni svetski skupovi, kongresi i konferencije su danas posve}eniproblemu globalnog aerozaga|enja, kao {to su mere za zaustavljanje rasta globalnog aerozaga|enja,postupci za saniranje posledica globalnog aerozaga|enja na atmosferu i celokupnu ìvotnu sredinu,kao i mere i postupci za smanjivanje budu}eg globalnog aerozaga|enja.

2.2.7. PROPAGACIJA POLUTANATA U ATMOSFERI

Kada se na|u u uslovima vla`ne atmosfere, polutanti u lokalnoj atmosferi stupaju ume|usobne kontakte, kao i u kontakte sa stalnim komponentama vazduha ("prirodnim" sastavomvazduha) na tom lokalitetu.

Tipovi zastupljenih kontakta su mnogobrojni, a baziraju na razli~itim hemijskim,fotohemijskim i fizi~ko−hemijskim reakcijama i procesima.

Kao posledica navedenih reakcija i procesa se javljaju kao produkti novi polutanti, koji suuobi~ajeno opasnije zaga|uju}e materije atmosfere od polaznih polutanata.

Najve}i deo polutanata, bilo emitovanih iz izvora aerozaga|enja, bilo nastalih u samojatmosferi, spira se ili izluùje na tlo sa atmosferskim padavinama.

Na ovaj na~in se vr{i posredno zaga|ivanje povr{inskih i podzemnih voda i tla, emitovanimili novonastalim polutantima u vazduhu lokalne atmosfere, poreklom iz izvora emisijeaerozaga|enja.

Manji deo emitovanih ili novonastalih polutanata se zadràva u atmosferi. Ako jeemitovanje polutanata iz izvora emisije aerozaga|enja u lokalnu atmosferu permanentno, relativnobrzo se uspostavlja ravnote`ni sadràj tih polutanata u vazduhu lokalne atmosfere, odnosnozadràni polutanti ubrzo postaju novi "prirodni" sadràj vazduha posmatrane lokalne atmosfere.

Strujanja lokalnog vazduha mehanizmom vrtlo`ne difuzije prenose polutante uhorizontalnom pravcu, tako da se polutanati nalaze dispergovani u vazduhu {ire zone oko izvorazaga|ivanja.

Deo polutanata biva podignut na zna~ajnu visinu strujanjem toplijeg vazduha na gore. Akose polutanti ovakvim strujanjem podignu do vi{ih slojeva troposfere, onda ih zahvataju sna`navazdu{na strujanja, koja ih raznose preko velikih delova povr{ine planete.

Kada se lokalna atmosfera jedne regije zasiti sa odre|enim polutantima, tada se svakodalje emitovanje tih polutanata u atmosferu manifestuju razmenom sa vi{im slojem atmosfere,mehanizmima molekulske i vrtlo`ne difuzije izme|u slojeva atmosfere. Tako lokalno zaga|ivanjeatmosfere, kada se prekora~i kapacitet lokalne atmosfere prema odre|enom polutantu, prelazi uglobalno zaga|ivanje atmosfere tim polutantom.

Najopasnija situacija kod lokalnog zaga|enja atmosfere je kada nastupi temperaturnainverzija u lokalnoj atmosferi (pojava da je temperatura vazduha vi{a u vi{im nego u niìm slojevimaatmosfere). Tada se polutanti zadràvaju u hladnijem sloju atmosfere pri tlu i ne podiù sezna~ajnije u vi{e slojeve atmosfere.

AEROZAGA\ENJE

49

Time se blokira vertikalna difuzija polutanata, dok se nove koli~ine emitovanih polutantatakoncentruju u sve niìm i niìm slojevima lokalnog vazduha, da bi se na kraju koncentrovaledirektno iznad tla, ako temperaturna inverzija dugo traje.

Temperaturna inverzija u hladnim periodima, kra}eg vremenskog trajanja, obi~no se javljatokom vedrih no}i sa blagim vetrom. U depresijama spu{tanje hladnog vazduha sa okolnih planina iuzvisina tokom no}i moè da izazove temperaturnu inverziju u jutarnjim ~asovima.

Usled nepovoljnog efekta temperaturne inverzije na propagaciju polutanata u vazduhulokalne atmosfere moè nastati izuzetno opasno zaga|enje vazduha, sa veoma opasnim posledicamapo biljni i ìvotinjski svet, kao i po ljudsko zdravlje posmatranog lokaliteta.

Poseban aspekt sa stanovi{ta emitovanja polutanata i lokalnih zaga|enja predstavlja stanjevisokih pritisaka, kada se polutanti odmah po emitovanju iz izvora zaga|enja "sabijaju" na dole uslojeve vazduha pri tlu, pri ~emu ih prizemna strujanja i vrtlozi lokalnog vazduha, usledtemperaturne nestabilnosti pri tlu, mogu raznositi ("valjati") neposredno iznad tla.

Najmanje lokalno zaga|enje nastaje u ravni~arskim regijama sa dominantnim strujanjimavetrova, po{to se polutanti u takvim zonama raznose sa horizontalnim strujanjem lokalnog vazduhana {iroko podru~je. Tako|e, u ravnicama nema pojave spu{tanja hladnih struja sa uzvisina tokomno}i, tako da je jutarnja temperaturna inverzija vazduha u ravnicama u hladnim periodima re|a imanje opasna pojava.

U ravni~arskim lokalitetima je najopasnije stanje visoke temperaturne inverzije u mirnimdanima bez vetra, kada su polutanti pozicionirani dosta nisko pri tlu i kada danima nemahorizontalnog rasipanja polutanata vetrom, tako da izmaglice i smog mogu da potraju i nekolikodana.


50

2.3. PODELA AEROZAGA\ENJA

2.3.1. ZAGA\IVANJE VAZDUHA LOKALNE ATMOSFERE

Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere (lokalno zaga|ivanje atmosfere) predstavljapromenu sastava vazduha u atmosferi neke sredine, koja je izazvana direktnim ispu{tanjemotpadnih gasova, para, ~estica i aerosolova u vazduh lokalne atmosfere i njihovim razno{enjem po{iroj povr{ini lokaliteta horizontalnim strujanjima vazduha.

Lokalno zaga|enje atmosfere nastaje usled ispu{tanja polutanata u atmosferu do visinekoja je ispod nivoa globalnih strujanja vazduha.

Rasprostiranje lokalnog zaga|enja je izrazito horizontalno. Lokalna zaga|enja atmosferesu karakteristi~na za urbane regije, a najvi{e za industrijske gradove.

Kada se fizi~ki preklopi vi{e zona lokalnog zaga|enja atmosfere u nekoj regiji, nastajeregionalno (oblasno) zaga|enje atmosfere, koje moè obuhvatati nekoliko industrijskih zona i zonaurbanih sredina, pre svega razvijenih industrijskih gradova.

Ovakvo regionalno zaga|ene atmosfere imaju naj~e{}e velike industrijske oblasti.Od prou~enih efekata ovakvog zaga|ivanja atmosfere najzna~ajniji su:

Povi{ene temperature vazduha u atmosferama industrijskih i urbanih regija, naj~e{}egradova, u dnevnom proseku od 5−10°C, kao i sa razlikom srednje godi{njetemperature vazduha od 0.5−1.4°C

Sniènje relativne vla`nosti vazduha lokalnih atmosfera za 2−8%, kao posledicasmanjenog isparavanja vode u gradovima

Smanjenja dnevne osvetljenosti i sun~evog zra~enja usled absorpcije svetlosti odstrane aerosola u lokalnoj atmosferi gradova i urbanih regija, naro~ito izraèno zimi,kada je uve}ana potro{nja fosilnih goriva, koji emituju veliku koli~inu ~estica kojelebde u atmosferi (~a|, gar)

Smanjenje vidljivosti kao posledica smanjenja osvetljenosti Pove}anje obla~nosti i padavina, usled toplotnih efekata i konvekcije toplote u

lokalnoj atmosferi, sa atmosferom ispunjenom aerosolima kao centrima kondenzacijevlage u vazduhu

Kisele padavine, kao posledica prezasi}enja lokalne atmosfere, pre svega sa SO2 iNOx, kada pH padavina sa uobi~ajenih 5.5−6.0 (usled prirodnog sadràja CO2 uki{nici), pada na pH oko 3.0−5.0 (u kiselim ki{ama), kao posledica reakcije kiselihoksida i aerosola sa kondenzovanom vodenom parom u lokalnoj atmosferi

Pad pH povr{inskih voda kao direktna posledica kiselih padavina, kao i pove}anorastvaranje kre~njaka u zemlji{tu

Pad pH, ponegde i do pH oko 4.5, kao i pove}avanje bazne tvrdo}e podzemnih voda O{te}enje lokalne {umske vegetacije, pogor{avanje kvaliteta orani~nih povr{ina i

pogor{avanja prinosa i kvaliteta hrane na lokalnom nivou

2.3.1.1. Smog

Smog predstavlja atmosfersku pojavu karakteristi~nu za regije sa velikim i permanentnimlokalnim prezasi}enjem polutantima tipa ~estica, aerosolova i kiselih gasovitih oksida.

Smog se naj~e{}e javlja u industrijskim regijama, a ime je dobio od kombinacije dveengleske re~i (smoke−dim i fog−magla), pa ozna~ava ~estice aerosola magle kontaminirane ~vrstim,kaplji~astim i gasovitim sastojcima dima ("dimna magla").

Posledice po zdravlje ìvotinja i ljudi se ogledaju pre svega u iritaciji i oboljevanjurespiratornih organa.

Do pojave nafte smog je imao mahom u sastavu SOx i polutante ~vrstih aerosolova u svomsastavu ("klasi~an", ili "Londonski" smog), te se stoga naj~e{}e javljao u hladnim danima poznejeseni i zime u ve}im industrijskim gradovima.

AEROZAGA\ENJE

51

Pojavom nafte i te~nih goriva i razvojem auto industrije dolazi do pojave "fotohemijskog",ili "Los An|eleskog" smoga, koji se po svom sastavu zna~ajno razlikuje od "klasi~nog" smoga, po{tosu njegovi glavni sastojci reaktanti i produkti kompleksnih fotohemijskih reakcija koje se odigravajuu lokalnoj atmosferi, kontaminiranoj polutantima ugljovodonika i NOx, pod dejstvom sun~evogzra~enja.

Osnovni generatori "fotohemijskog" smoga su polutanti NOx, ugljovodonici i CO."Fotohemijski" smog deluje korodivno po{to ima oksiduju}i karakter zbog svog sastava.

Jedan od najopasnijih produkata "fotohemijskog" smoga je PAN (peroksiacetil−nitrat),koji nastaje u atmosferi reakcijama izme|u NO, CxHy i radikala RCO2 ⋅ , po sloènom hemizmu.

Osim PAN−a, reakcijama NO2 i aromati~nih karboksi radikala nastaju vrlo neugodnaorganska jedinjenja tipa PBzN (peroksibenzoil−nitrat), koja su jaki oksidansi, a posebno su otrovneza biljke.

"Fotohemijski" smog se naj~e{}e javlja u letnjem periodu, oko podneva, pri najja~em suncui pri slabim strujanjima vazduha i niskoj inverziji.

2.3.2. GLOBALNO ZAGA\ENJE ATMOSFERE

Globalno zaga|enje atmosfere predstavlja promenu kvaliteta i kvantiteta sadràjavazdu{nog omota~a na celoj planeti.

Ova promena kvaliteta i kvantiteta sastava vazduha ~itave atmosfere je najve}im delomdirektna posledica emitovanih polutanata iz lokalnih izvora, koji su vertikalnom difuzijom istrujanjima "podignuti" do visokih slojeva atmosfere, odakle se horizontalnim strujanjima vazduharasprostiru po ~itavoj atmosferi.

Rasprostiranje globalnog zaga|enja atmosfere, koje se vr{i kombinacijom vertikalnih ihorizontalnih strujanja vazduha visokih slojeva atmosfere, uzrokuje postepeno pove}avanjezaga|enja vazdu{nog omota~a oko cele planete.

Globalno zaga|enje atmosfere se manifestuje akumulacijom polutanata u gornjimslojevima atmosfere u duèm vremenskom periodu, {to ima za posledicu izazivanje klimatskih iatmosferskih promena u pojedinim regijama, pa i na ~itavoj planeti, i to ne samo u zonama u kojimasu locirani izvori globalnog zaga|ivanja atmosfere, ve} i daleko izvan tih zona.

Zahvaljuju}i globalnom zaga|ivanju atmosfere nad celom planetom nema vi{e sredina sa"potpuno ~istim vazduhom".

Globalnim zaga|ivanjem atmosfere su ugroène i ruralne sredine daleko van urbanihregija, pa ~ak i van civilizacije, kao {to su pra{ume u Amazoniji i polarni predeli.

Globalno zaga|enje atmosfere je toliko obimno da se dispozicija zaga|uju}ih materijamoè pratiti u naslagama snega i leda na Sevrenom i Ju`nom polu.

Skoro da se sa velikom ta~no{}u moè "~itati" visina globalnog zaga|enja atmosfere povremenskim periodima u slojevima sne`nih i ledenih naslaga na polovima.

Globalno zaga|ivanje atmosfere povratno uti~e na lokalno zaga|ivanje, po{to odre|ujeimisiju polutanata u lokalnoj atmosferi, od koje zavisi kapacitet asimilacije polutanata u vazduhulokalne atmosfere.

Sa stanovi{ta globalnog zaga|ivanja atmosfere posebno su opasne emisije "strate{kih"polutanata SO2 i NOx, koji izazivaju pojavu kiselih ki{a, pod ~ijim se uticajem menjaju uslovi za ìvisvet na ~itavoj povr{ini planete.

Tako|e, opasna je i emisija CO2, ~ije nagomilavanje u atmosferi izaziva efekat "stakleneba{te", {to za posledicu ima pregrevanja vazduha na ~itavoj planeti.

Najopasnije direktne posledice globalnog zaga|ivanja atmosfere su promena klime naplaneti, pregrevanje planete, topljenje sne`nih i ledenih depoa, posebno na polovima, kao iuni{tavanje ozonskog omota~a oko planete.

Pove}avanjem globalnog zaga|ivanja atmosfere se ugroàva i snabdevanje stanovni{tvavodom na ~itavoj planeti, a tako|e je i smanjena sposobnost regeneracije kiseonika u atmosferi.


52

Najve}a "plu}a" na{e planete, ogromne pra{ume Amazonije, danas su opasno ugroènekiselim ki{ama, {to }e imati nesagledive posledice po ravnoteù i kruènje kiseonika u prirodi.

Najopasnije posredne posledice globalnog zaga|ivanja atmosfere su promena saliniteta ipH povr{inskih i podzemnih voda i tla, rastvaranje te{kih metala iz stena i zemlji{ta u poniru}evode, kao i degradacija i propadanje velikih {umskih prostranstava.

Promene saliniteta tla i voda, izazivaju ugroàvanja prirodnih stani{ta, {to ima za direktnuposledicu desetkovanje mnogih biljnih i ìvotinjskih vrsta.

2.3.2.1. Efekat "staklene ba{te"

Do industrijske revolucije u prirodi je postojala dinami~ka ravnoteà CO2 sa prose~nomkoncentracijom oko 300 ppm (0.03%) u atmosferi.

Ovu ravnoteù su povremeno remetili veliki poàri i vulkanske erupcije, ali je atmosferauspevala da izvr{i asimilaciju vi{ka emisije CO2 i relativno stabilno odràva ravnoteù CO2 u prirodi.

Sa industrijskom i tehnolo{kom revolucijom dolazi do zna~ajnog uve}anja sadràja CO2 uatmosferi, usled ogromnog nesklada izme|u emisije CO2 iz antropogenih izvora (samo oko 2% odemisije iz prirodnih izvora) i sposobnosti atmosfere da izvr{i asimilaciju CO2.

Emisija CO2 u atmosferu je mnogo ve}a nego svih ostalih gasova (godine 1977. jeprocenjena na 22.5 ⋅ 1012 t). Danas je sadràj CO2 u atmosferi oko 340 ppm.

CO2 je gas koji ima sposobnost da absorbuje toplotu (dugotalasno zra~enje), ~ime spre~avaemitovanje toplote sa povr{ine Zemlje u svemir.

Tako koncentrovanje CO2 u vazduhu za direktnu posledicu ima permanentno zagrevanjekompletnog vazdu{nog omota~a oko planete.

Dvostruko pove}avanje koncentracije CO2 u atmosferi bi izazvalo pove}anje op{tezagrejanosti vazduha u atmosferi za 2.8 °C, {to bi za posledicu imalo topljenje leda na polovima, apH u morima bi opao sa sada{njih 8.1 na 7.8, ~ime bi se zna~ajno uve}ala tvrdo}a prirodnih voda.

Osim CO2, jo{ neki gasovi (CH4, N2O, NH3, SO2, CF2Cl2,CFCl3) apsorbuju toplotu. Smatrase da bi dvostrukim uve}avanjem koncentracije ovih gasova temperatura na Zemlji porasla za 0.6 K.

Pove}avanje temperature na Zemlji bi, tako|e, izazvalo i pove}ano otplinjavanjerastvorenih gasova u morima, tako da bi se nivo kiseonika u prirodnim vodama smanjio (pogubnopo floru i faunu voda), a koli~ina CO2 u atmosferi pove}ala usled otplinjavanja CO2 iz mora iokeana, {to bi za posledicu imalo novi ubrzani rast temperature u atmosferi.

2.3.2.2. Ozonski omota~

Ozonski omota~ je prirodni za{titni pojas od sun~evog zra~enja na povr{ini Zemlje.Mnogi polutanti u atmosferi uti~u na smanjivanje sadràja ozona u atmosferi, a time i na

"stanjivanje" za{titnog omota~a, {to ima za posedicu poja~anu radijaciju na povr{ini Zemlje.Sagorevanjem visokooktanskih benzina, posebno avionskih goriva, nastaju zna~ajne

koli~ine NO, koji na povi{enoj temperaturi degradira ozon u atmosferi.

NO O NO O+ → +3 2 2

Tako|e, halogeni radikali degradiraju sadràj ozona u atmosferi.

Cl O ClO O+ → +3 2

ClO Cl O→ +O O O3 22+ →

Sli~nim hemizmima reaguju i organohlorni radikali u atmosferi sa ozonom. Smatra se dasu ovi sintetizovani radikali najpogubniji po ozonski omota~, po{to im je stabilnost u atmosferiveoma velika (vreme raspadanja je dugi niz godina), a u atmosferi se ne mogu prirodno razgraditi,niti imaju ciklus kruènja u prirodi.

AEROZAGA\ENJE

53

Od organohlornih radikala najopasniji su freoni (CFxClx), koji se koriste kao rashladnifluidi i aerosolni rasprskiva~i te~nosti u bocama pod pritiskom, ~ija je upotreba na globalnom nivouizuzetno velika.

2.3.2.3. Izvori globalnog zaga|enja atmosfere

Smatra se da globalno zaga|enje atmosfere u urbanom okruènju iz antropogenih izvorapreko 95% poti~e od industrijskih procesa, termoenergetskih objekata i saobra}aja (tabela 2.3.1.).

Tabela 2.3.1 Doprinosi pojedinih izvora zaga|enja atmosfere u urbanim sredinama zemalja EEZ

Izvor zaga|enja CO2 SO2 NOx

(%) (%) (%)Proizvodnja energije 37,5 71,3 28,1(od toga elektri~na) 29,3 61,5 24,6Industrija 18,6 15,4 7,9Saobra}aj 22,0 4,0 57,7Ostalo 21,9 9,3 6,3

Prema istraìvanjima u 17 zemalja OECD u emisiji SO2 iz antropogenih izvora najvi{eu~estvuju: termoelektrane oko 48% i industrija oko 37% (od ~ega termoenergetski objekti u okviruindustrijskih postrojenja 80%).

U emisiji NOx najve}e u~e{}e imaju: saobra}aj oko 54%, energetika oko 25% i industrijaoko 15%. Za podru~je SRJ se moè odrediti procentno u~e{}e izvora zaga|enja iz antropogenihizvora u emisiji SO2 i NOx, na bazi bilansa emisija za period od 1980−1990 god. za podru~je biv{eSFRJ (tabela 2.3.2.).

Tabela 2.3.2. Prose~ni doprinosi pojedinih izvora zaga|enja u SFRJ u periodu 1980−1990 god.

Izvor zaga|enja SO2 NOx

(%) (%)Termoenergetika 64.8 24.4Industrija 17.7 7.5Saobra}aj 2.1 63.9Ostalo 15.4 4.2


54

2.4. KARAKTERISTIKE SUPSTANCI AEROZAGA\IVAÂ

Zaga|uju}e supstance u atmosferi se nalaze u sva tri agregatna stanja. Tako se moèizvr{iti klasifikacija zaga|uju}ih supstanci u atmosferi na nekoliko grupa zaga|uju}ih materija:

gasoviti aerozaga|iva~i ~vrste ~estice i aerosolovi kaplji~asti aerosolovi i isparenja

2.4.1. GASOVITI AEROZAGA\IVAÎ

Najve}i broj zaga|uju}ih materija u atmosferi je u gasovitom stanju. Sva tri osnovna"strate{ka" zaga|iva~a atmosfere dana{njice su gasovi (SO2, CO2 i O3).

SO2 najva`niji "strate{ki" polutant atmosfere dana{njice, direktni uzro~nik kiselih ki{a naceloj planeti, kao i veoma opasna komponenta klasi~nog smoga. Visok sadràj SO2 u atmosferi imadirektno opasne posledice po ~oveka i njegovo okruènje.

CO2 najopasniji "posredni" zaga|iva~ atmosfere. CO2 je direktni uzro~nik efekta "stakleneba{te" na planeti, usled sposobnosti da apsorbuje toplotu, tako da smanjuje emitovanje toplote sazemljine povr{ine, ~ime se cela planeta, sa svojom atmosferom zagreva . Ovo zagrevanje celeplanete, usled posrednog dejstva CO2, stvara nebrojene promene, od kojih veliki broj ugroàvafizi~ki opstanak ~oveka na planeti i potpuno menja njegovo ìvotno okruènje. Visok sadràj CO2 uatmosferi ima posredno opasne posledicame po ~oveka i njegovo okruènje.

O3, koji je u troposferi polutant, dok je u stratosferi i delu mezosfere gradivna materijaatmosfere,. direktni je "uzro~nik" pove}anog sun~evog zra~enja na planeti. O3 ima sposobnost daapsorbuje ultraljubi~aste zrake, ~ime smanjuje sun~evo zra~enje na povr{ini planete. Stanjivanjesloja O3 u atmosferi ("ozonske rupe") opasno ugroàva celu planetu. Nizak sadràj O3 u atmosferiima posredno opasne posledicame po ~oveka i njegovo okruènje.

Osnovne karakteristike gasovitih aerozaga|iva~a su:

gasovi su po svojoj fizi~koj strukturi predodre|eni da egzistiraju u atmosferi(atmosfera − sme{a gasova koji ~ine gasni omota~ oko planete), tako da se oslobo|enigasovi direktno usmeravaju u atmosferu bez ikakve emisione energije izvora, pre svihpritiska i temperature u procesu (oslobo|eni gasovi se direktno "podiù" u atmosferu)

gasovi su sti{ljivi fluidi, koji pri normalnim uslovima teè da zauzmu ~itav prostor,usled ~ega u atmosferi veoma lako propagiraju u svim pravcima

koncentracija i propagacija gasova u atmosferi zavisi, kako od hemijskihkarakteristika, pre svega molekulske mase, rastvorljivosti i reaktivnosti, tako i odambijentalnih karakteristika, pre svega pritiska, temperature i intenziteta strujanjavazduha

razno{enje gasova u atmosferi se vr{i dvojako, strujanjima vazduha i molekulskomdifuzijom, pri ~emu je strujanje vazduha osnovni i najzna~ajniji faktor propagacijegasova kroz atmosferu

propagacija gasova kroz atmosferu je ograni~enog dometa usled visokog razblaènjakoncentracije gasa {irenjem u atmosferskom prostoru

najve}i broj gasovitih zaga|iva~a su otrovne i jako opasne supstance po ~oveka i ìvisvet ~ak i u malim koncentracijama, pre svega zbog na~ina kako se unose u organizam(najve}a koli~ina direktnim udisanjem, a manja preko kontaktne povr{ine koè), amanje usled svoje direktne otrovnosti (visine letalne doze LD50)

gasoviti aerozaga|iva~i se ne mogu ukloniti iz vazduha mehani~kim postupcima, te jepre~i{}avanje atmosfere od gasova uobi~ajeno veoma sloèn, komplikovan i skupposao

gasoviti aerozaga|iva~i mogu delovati na ~oveka i njegovu okolinu pojedina~no, kao isinergeti~ki, ne samo sa drugim gasovitim aerozaga|iva~ima, ve} i svim ostalimtipovima aerozaga|iva~a

AEROZAGA\ENJE

55

Radi upore|enja i shvatanja nivoa problematike sa gasovitim aerozaga|iva~ima, trebanapomenuti da su sa stanovi{ta aerozaga|enja gasoviti aerozaga|va~i isto {to i te~nosti koje seme{aju sa vodom sa stanovi{ta zaga|ivanja voda (mineralne kiseline, alkoholi i sli~no).

Gasovi iz atmosfere, kao i te~nosti koje se me{aju sa vodom, se iz sredine (vazduha,odnosno vode) fizi~ki mogu odvojiti samo frakcionom destilacijom, pri ~emu je frakciona destilacijakod pre~i{}avanja vazduha prakti~no nemogu}a operacija.

Osnovne operacije pri pre~i{}avanju gasova iz vazduha, odnosno te~nosti koje se me{aju izvode, su hemijske i fizi~ko−hemijske operacije, {to zna~ajno ograni~ava njihovu mogu}nost primeneu pre~i{}avanju vazduha, odnosno vode za pi}e.

2.4.2. ^VRSTE ÊSTICE I AEROSOLOVI

Pod ~vrstim ~esticama aerozaga|iva~a u naj{irem smislu se mogu smatrati sve supstance u~vrstom stanju, koje se mogu raznositi vazduhom i vazdu{nim strujanjima u atmosferi.

Uobi~ajeno se smatra da se dijametri ~vrstih ~estica aerozaga|iva~a kre}u u granicama od1 nm (0.001µ) do 1 mm (1 000 µ).

Sve ostale ~vrste ~estice, dijametara izvan navedenih dimenzija, ne smatraju seaerozaga|iva~ima, iako ih vazdu{na strujanja u pojedinim ambijentalnim uslovima mogu i podizati iraznositi.

Da samo napomenemo da orkanski vetrovi mogu da podignu sa tla i ponesu i komadnepredmete, delove objekata i opreme, pa ~ak i ~itave objekte i opremu, i "preneti" ih na zna~ajnoveliko rastojanje, {to nikako ne zna~i da su ti ~vrsti predmeti iz tog razloga aerozaga|iva~i.

Tako|e nije preterano retka ni pojava da intenzivni vetrovi sa pu~ina i drugih velikihvodenih povr{ina, mogu sa kapima vode i ~esticama soli "preneti" i ne male koli~inemakroorganizama iz vode, koji u takvim situacijama, tako|e, nisu aerozaga|iva~i.

Za razliku od slu~ajno "ponesenih" makroorganizama, mikroorganizmi podignuti iponeseni istim tim vetrovima, usled svojih dimenzija koje obezbe|uju egzistenciju u atmosferi pod{irim spektrom ambijentalnih parametara, jesu aerozaga|iva~i.

^vrste ~estice aerozaga|iva~a se mogu podeliti prema obimu i na~inu propagacije krozatmosferu na:

talo`ljive ~vrste ~estice aerozaga|iva~a ~vrste aerosolove

Talo`ljive ~vrste ~estice aerozaga|iva~a se karakteri{u po realnim dimenzijama(nadmikronske dimenzije) i realnim masama, usled kojih se pod dejstvom gravitacije mogu "izluìti"iz atmosfere i pasti na tlo.

Ove ~estice se propagiraju kroz atmosferu vazdu{nim strujanjima vi{ih intenziteta. Kadaintenzitet vazdu{nih strujanja opadne ove ~estice po~inju da gravitaciono padaju na tlo.

Najve}i broj ovih ~estica spada u kristalne i zrnaste ~estice, naj~e{}e poreklom od zemlje ioksida metala, kao i ~estice {ljake, pepela i sli~nih supstanci.

Ove ~vrste ~estice aerozaga|iva~a spadaju naj~e{}e u aerozaga|iva~e lokalne atmosfere,koji se nalaze u prizemnom i niìm slojevima atmosfere. Jakim vazdu{nim strujanjima se mogupodi}i i u vi{e vazdu{ne slojeve i preneti na zna~ajno veliko rastojanje.

Po opadanju intenziteta ili prestanku jakih vazdu{nih strujanja, koji su ih podigli u vi{eatmosferske slojeve, ove ~estice se lagano gravitaciono "spu{taju" u niè atmosferske slojeve, iz kojihkasnije gravitaciono padaju na tlo.

^vrsti aerosolovi se karakteri{u po podmikronskim dimenzijama i ekstremno malimmasama, usled ~ega se ne mogu pod dejstvom gravitacije "izluìti" na tlo. Sa vazduhom gradesvojevsrnu gasnu suspenziju, a homogenizacija suspenzije se vr{i mehanizmom Braunovog kretanja.Prakti~no ~vrsti aerosolovi lebde u vazduhu.

Vazdu{nim strujanjima se ~vrsti aerosolovi podiù na ve}e visine i odnose na velike daljine,tako da mogu ispunjavati ~itavu atmosferu, te se pojedini ~vrsti aerosolovi, kao na primer amonijumsulfatati (NH4HSO4 i (NH4)2SO4), karakteri{u kao globalni aerozaga|iva~i.


56

U formi navedenih soli amonijaka se najve}a koli~ina emitovanog i transformisanog SO2,"strate{kog" gasnog polutanta, prenosi po ~itavoj planeti.

^vrsti aerosolovi se iz atmosfere uklanjaju ispiranjem sa atmosferskim padavinama, sakojima zajedno padaju na tlo.

Tako je pojava kiselih ki{a usled spiranja navedenih amonijumovih sulfata, koji hidrolizujuu vodi uz osloba|anje H2SO4, poznata pojava i u krajevima i oblastima koje su jako udaljene odizvora emisije SO2, kao i od zona u kojima se zadràvaju SO2, SO3, H2SO3 i H2SO4 u atmosferi.

Od ~vrstih aerosolova u atmosferi najpoznatije su koloidne ~estice, pra{ine i dimovi.Pod koloidnim ~esticama se podrazumevaju ~vrste ~estice dimenzija od 0.1−1.0 µ, koje

imaju sposobnost da u vazduhu formiraju stabilne gasne suspenzije, koje jako dugo mogu da lebde uvazduhu.

Koloidne ~estice teè aglomeraciji, odnosno ukrupnjavanju, te se posle odre|enogvremena i pod odre|enim uslovima, pre svega usled ambijentalnih parametara, mogu ukrupniti dorealnijih mikronskih dimenzija, kada se mogu tretirati i kao pra{ina, ali samo po gravitacionimsposobnostima. Koloidne ~estice su prirodne forme jednog broja supstanci, te se najvi{e emituju uatmosferu pri proizvodnji ili preradi ~vrstih supstanci koje se podvode pod karakteristike koloidnihsupstanci (na primer pe~enje kre~a i rad sa suvim pe~enim kre~om).

Pod pra{inama se prvenstveno podrazumevaju ~vrste ~estice koje su ve}e od koloidnih~estica (nadmikronske ~estice dijametra > 1 µ), koje nemaju formu kristalne, odnosno zrnastesupstance, niti su makrodimenzione po obimu.

êstice pra{ine nastaju najvi{e mehani~kim tretmanom ~vrstih materijala (klomljenje,drobljenje, mlevenje, prosejavanje i sli~no).

Sli~no koloidnim ~esticama, ~estice pra{ine mogu dosta dugo ostati da lebde u vazduhu, alisu ipak sposobne da se pod odre|enim ambijentalnim uslovima delimi~no gravitaciono istraloè natlo. Stoga se ~estice pra{ine mogu ispravnije klasifikovati izme|u talo`ljivih ~vrstih ~esticaaerozaga|iva~a i ~vrstih aerosolova, po{to imaju karakteritike obe grupe ~vrstih aerozaga|iva~a.

âk i po osnovnoj odrednici ~estice pra{ine, koje su mikronskih dimenzija, spadaju izme|utalo`ljivih ~estica (nadmikronskih dimenzija) i aerosolova (podmikronskih dimenzija). Kod ~esticapra{ine, za razliku od koloidnih ~estica, ne postoji te`nja ka aglomeraciji, odnosno ukrupnjavanju~estica, osim pod dejstvom elektri~nog polja.

Kod ~estica pra{ine, tako|e za razliku od koloidnih ~estica, nije zastupljen fenomenBraunovog kretanja, pa ~estice pra{ine ne difunduju kroz vazduh i ne homogenizuju gasnususpenziju.

Osnovni razlog leì u ~injenici da kod ~estica dimenzija <1 µ dominira Braunovo kretanje(haoti~no kretanje usled bombardovanja ~estica molekulima "rastvara~a") nad gravitacinimslobodnim padom (usmereno kretanje ~estice gravitaciono na dole), a kod ~estica dimenzija > 1 µpo~inje dominacija slobodnog pada (gravitacionog kretanja) nad Braunovim kretanjem (tabela2.4.1.).

Od pra{ina su najopasnije radioaktivne pra{ine, zatim pra{ine od sublimata te{kih metala,pre svih Hg, Pb, As i sli~no (sublimovanja isparenih te{kih metala), pra{ine od oksida i soli te{kihmetala, pra{ine od neorganskih soli, a najmanje su opasne pra{ine od prirodnih materija, kaopra{ine od zemlje, od peska, od gline i sli~no.

Specifi~ni ~vrsti aerosolovi, koji naj~e{}e predstavljaju samu granicu dimenzija (dijametar∼ 1 µ) su gasne suspenzije, koje se formiraju naj~e{}e kondenzacijom u vazduhu otpadnih gasovaposle termi~kih procesa.

U sastav ovih specifi~nih supstanci, po osobinama mnogo vi{e aerosolova, po{to jako malopodleù gravitacionom taloènju, ulaze ~vrste supstance koje ispare na temperaturi procesa i sadimnim gasovima iz procesa se emituju u atmosferu.

Kretanjem kroz vazduh u otpadnim dimnim gasovima dolazi do hla|enja i kondenzacije~vrste supstance, koja je u po~etku u formi jezgara kristalizacije, da bi se kasnije naknadnimkondenzovanjem, kao i braunovim kretanjem formirali ~itavi lanci ~vrstih ~estica razli~itihdimenzija, ~ime se ove ~estice uo~ljivo razlikuju od ~estica pra{ine.

Za razliku od ~estica pra{ine ~estice gasnih suspenzija veoma malo taloè i dugo sezadràvaju u vazduhu u niìm slojevima atmosfere.

AEROZAGA\ENJE

57

Tabela 2.4.1. Pore|enje brzina kretanja ~estica pri Braunovom kretanju, ra~unatoj pometodi korena srednje vrednosti, i pri slobodnom padu

Dijametar~estice (µ)

Brzina pri Braunovomkretanju (mm /s)

Krajnja konstantna brzinaslobodnog pada (mm /s)

0.1 3.70⋅10−2 8.71⋅10−4

0.2 2.01⋅10−2 2.27⋅10−3

0.4 1.30⋅10−2 6.85⋅10−3

1.0 7.43⋅10−3 3.49⋅10−2

2.0 5.06⋅10−3 1.29⋅10−1

− Dominantna brzina

Najpoznatije ~vrste suspenzije (slika 2.4.1.) su ~vrste suspenzije oksida lakotopivih ilakoisparljivih metala, kao {to je ~vrsta suspenzija cink oksida − ZnO (dijametra od 0.03−0.3 µ).

Slika 2.4.1. − Gasne suspenzija ZnO

Obi~na ugljena pra{ina (dijametra 10−100 µ) i ~vrsta suspenzija ugljenikovih ~estica(dijametra 1−10 µ) su prikazani na slici 2.4.2.

(a) (b)

Slika 2.4.2. − Obi~na ugljena pra{ina (a) i suspenzija ugljenikovih ~estica (b)


58

^vrste ~estice dimova su specifi~ni aerosolovi, koji se formiraju u vazduhu od gasovitihprodukata i ~estica posle procesa sagorevanja, kao specifi~no koncentrovane gasne suspenzije~estica dimenzija < 5 µ. Osnovni izvori emisije dimova u atmosferi su procesi sagorevanja, kao iprocesi pe~enja ruda, kre~a i sli~no.

Dimovi su naj~e}{}e posledica nepotpunog sagorevanja ~vrste materije, koji sadrèuglavnom ~estice organskog ugljenika (lanaca ugljenika) i druge sagorljive supstance.

U sme{i sa ~esticama dima, ma da egzistiraju i kao nezavisne talo`ne ~estice, su ~estice~a|i, dijametara od 0.001−0.4 µ.

êstice ~a|i predstavljaju dvokomponentnu sme{u ugljenikovih ~vrstih ~estica i ~esticasmole katrana (tera) iz uglja, ili bitumena iz nafte, koje nastaju nepotpunim sagorevanjemorganskih goriva, ~vrstih i te~nih ugljovodonika.

êstice ~a|i, usled prisutva smole (tera, odnosno bitumena) lako kondenzuje, jo{ udimnjacima, pri ~emu se izrazito "lepe" na ~vrste podloge.

êstice ~a|i, kao izraziti aerosolovi, iako nerastvorne u vodi, uklanjaju se iz atmosferespiranjem sa atmosferskim padavinama ("crni sneg"), i to ne samo iz vazduha, ve} i iz dimnjaka i sadrugih povr{ina na koje su se prilikom kondenzacije "nalepile".

Stoga ih je u dimnjacima neophodno s vremena na vreme spaljivati kako se ne bi pri svakojki{i slivale niz dimnjake i izbijale kroz otvore dimnjaka u prostorije.

Po{to dobro aglomerizuju me|usobni, a tako|e prave i konglomerate sa drugim ~esticama,~estice ~a|i se iz atmosfere kao aglomerati ili konglomerati mogu posle duèg vremena ukloniti italoènjem.

Specifi~ne ~vrste ~estice, koje mogu biti aerosolovi i talo`ne ~estice predstavljaju virusi,spore bakterija i druge forme mikroorganizama.

Pri tome su virusi uvek aerosolovi najvi{eg stepena homogenizacije i propagacije uvazduhu (dijametara ~elije od 0.003−0.07 µ), a bakterije mogu biti i aerosolovi (> 0.3 µ) i talo`ne~estice (< 40 µ).

Virusi i bakterije sa zdravstvenog aspekta ljudi i ìvotinja predstavljaju najopasnijeaerozaga|iva~e, po{to im je propagacija veoma brza i obuhvataju ogromna prostranstva prilikom{irenja.

Tipi~an primer je propagacija raznoraznih virusa influence, koje mahom poti~u sa dalekogistoka i jugoistoka planete, a propagiraju se kroz atmosferu posredstvom prenosioca preko svihkontinenata, pa influenca ima oblike velikih, ~ak i svetskih epidemija.

Bakterije mnogo sporije i manje propagiraju kroz atmosferu, tako da su bakterijskeinfekcije vazduhom ograni~ene u prostoru. Zbog svoje velike otpornosti najve}u propagaciju uatmosferi imaju sporogene forme bakterija.

U specifi~ne aerosolove spadaju i aeroalergenti, koji izazivaju ~itav niz alergijskih reakcijaorganizama, ni do danas dovoljno prou~enih dejstava aerozaga|iva~a na ljudski organizam.

Alergenti mogu biti mikroorganizmi (bakterije, bu|), paraziti naj~e{}e od ìtarica,mineralne pra{ine, perje i dlake ìvotinja, biljni polen, naj~e{}e poreklom od trava i drve}a,duvanski, katranski, uljni i sli~ni dimovi, pojedini gasovi i isparenja i drugo.

Generalno gledano klasifikacija ~vrstih ~estica aerozaga|iva~a se moè predstaviti kao:

izrazito talo`ne ~estice (prose~nog dijametra od > 100 µ) − livarski pesak, pesak saplaà, lete}i pepeo, polen i drugo

talo`ne ~estice (prose~nog dijametra od 10 − 100 µ) − sitan pesak, ve{ta~ka |ubriva,kre~njak, ugljena pra{ina, cementna pra{ina, spore, flotacija rude i drugo

delimi~no talo`ne ~estice (prose~nog dijametra od 1 − n × 10 µ) − pra{ina od SiO2,osu{eni mulj, pra{ina od zemlje, talk, bakterije

slabo talo`ne ~estice (dijametra od ∼1 µ) − ~vrste suspenzije metalnih oksida,amonijum hlorid, sumporni dim, insekticidna pra{ina, glina i drugo

prelazne ~estice (prose~nog dijametra od 0.1 − 1 µ) − smog, suspenzija ZnO,katranski dim, duvanski dim, uljni dim, dimovi iz loì{ta, ~estice morske soli i drugo

AEROZAGA\ENJE

59

tipi~ni ~vrsti aerosolovi (prose~nog dijametara 0.01 − 0.1 µ), zvani jo{ i Aitkenovajezgra (centri kondenzacije) − suspenzija nekih metalnih oksida, koloidne disperzije,produkti sagorevanja, metarlur{ki dimovi i drugi

izraziti ~vrsti aerosolovi (prose~nog dijametra < 0.01 µ) − ~a|, srebro jodid,amonijumovi sulfati, virusi, atomi sublimovanih metala i drugi

2.4.3. KAPLJIÂSTI AEROSOLOVI I ISPARENJA

Kaplji~asti aerosolovi i isparenja su prema svojim manifestacijama na ìvotnu sredinu,verovatno najopasniji aerozaga|iva~i.

Ne samo te~nosti, ve} i ne mali deo ~vrstih supstanci, pre svega metala (Hg, Pb, As i drugi)se prilikom izlaganja visokim temperaturama prevode u pare, koje se, pre svega usled visokekinetike (pritisak i temperatura u procesu) podiù u atmosferu do odre|ene visine.

Propagacijom kroz atmosferu dolazi do hla|enja ovih para koje kondenzuju na odre|enimvisinama u sitne kapi.

Usled podmikronskih dimenzija i enormno malih masa ove kapi se pona{aju kaoaerosolovi, koji lebde u atmosferi.

Zahvaljuju}i sposobnosti te~nosti da se ukrupnjavaju dejstvom kohezionih sila, kao i darastvaraju i apsorbuju gasove i ~vrste ~estice, sa vremenom se ove ~estice dimenziono uve}avaju ioteàvaju, tako da se spu{taju u niè prizemne slojeve atmosfere. gde se mogu zadràvati jako dugvremenski period pod odre|enim ambijentalnim parametrima.

Bilo kao kapi te~nosti (H2SO4, CH3OH, CH3COOH i druge), rastvori gasova (HCl, H2S,H2SO3, HNO3, NH4OH i druge), ili rastvori soli koje hidrolizuju ili disosuju u vodi, kaplji~astiaerosolovi su izuzetno agresivni i veoma opasni po ~oveka i njegovo okruènje.

Osobenost da se kaplji~asti aerosolovi zadràvaju u najniìm prizemnim slojevimaatmosfere, u vidu veoma stabilne homogene gasne suspenzije, u odnosu na kvalitet i intenzitetugroàvanja ìvotne sredine daje im "prednost" nad gasovitim aerozaga|iva~ima, koji se podiù uvi{e slojeve atmosfere i {ire po ~itavoj atmosferi

Osnovni oblici kaplji~astih aerosolova su magle, od kojih su najopasnije magle odisparavanja koncentrovanih agresivnih te~nosti (oleum − H2SO4×SO3, CH3OH, CH3COOH i sli~no)i lako rastvorljivih gasova (HCl, HNO3, NH4OH i sli~no).

Magle ne samo da deluju direktno visoko {tetno po ljudsko zdravlje, i kompletno ~ovekovookruènje, ve} imaju i mnogostruko posredno dejstvo, pre svega preko izmena ambijentalnihkarakteristika u zonama pod maglom.

Nedostatak osvetljenosti, sniàvanje temperature, maksimalno uve}avanje vla`nostivazduha lokalne atmosfere, podizanja stepena korodivnosti na najvi{u mogu}u meru, izuzetnooteàvanje disanja kod ljudi i ìvotinja, oteàvanja do potpunog spre~avanja fotosinteze kod zelenihbiljaka i drugo su uobi~ajena posredna dejstva magli na ~oveka i njegovo okruènje.

Za razliku od magli, kao svojevrsnih atmosferskih pojava, nastalih kondenzacijomatmosferske vlage pod odre|enim ambijentalnim uslovima, magle nastale isparavanjem agresivnihte~nosti i rastvorljivih gasova, mogu se nazvati i hemijske magle.

Magle se mogu zadràvati na odre|enoj lokaciji i po nekoliko dana, pa ~ak i u letnjimmesecima.

Prilikom emisije aerozaga|enja retko kada se moè konstatovati aerozaga|enje samo sajednom kategorijom aerozaga|iva~a.

Naj~e{}e se emisije aerozaga|iva~a odvijaju kao aerozaga|ivanja sa vi{efaznim sme{ama,odnosno jednovremeno se u atmosferu emituje vi{e kategorija aerozaga|iva~a. Vi{efazne sme{eaerozaga|iva~a su kombinacija dve ili tri faze, odnosno kategorije aerozaga|iva~a.

Dvofazne sme{e sadrè aerozaga|iva~e dva agregatna stanja, gasno−~vrsto, gasno−te~noili te~no−~vrsto.

Dvofazne sme{e gasno−~vrsto su suspenzije otpadnih gasova i ~estica pra{ine iztehnolo{kih procesa, koje se emituju iz izvora aerozaga|ivanja.


60

Emisija ovakvih dvofaznih sme{a aerozaga|iva~a bi se najpre mogla definisati u emisijamaiz dimnjaka metalur{kih pe}i, postrojenja za preradu obojenih metala, pogona za proizvodnju kre~a(kre~nih pe}i), pogona za pe~enje keramike (ciglane, fabrike gra|evinskog materijala, fabrikevatrostalne opeke) i sli~no.

Dvofazne sme{e gasno−te~no su sme{e otpadnih gasova i para te~nosti, kao i kapi te~nosti,poreklom iz tehnolo{kih procesa, koje se naj~e{}e emituju iz objekata bazne hemije (NHT, OHT),kao {to su dimnjaci hemijskih reaktora, skladi{ni i transportni sistemi, pretovarni pogoni i sli~no,pogona za proizvodnju mineralnih kiselina, proizvodnju organskih baza i organskih kiselina,petrohemijska postrojenja i sli~no.

Dvofazne sme{e te~no−~vrsto su sme{e otpadnih para te~nosti, kao i kapi te~nosti, zajednosa otpadnim ~vrstim ~esticama, poreklom iz tehnolo{kih procesa, koje se naj~e{}e emituju izdimnjaka objekata procesne hemije, pogona za proizvodnju ve{ta~kih |ubriva, prehrambeneindustrije i sli~no.

Trofazne sme{e sadr`e aerozaga|iva~e sva tri agregatna stanja, gasno−te~no −~vrsto.Prilikom emisija aerozaga|iva~a naj~e{}e su u praksi trofazne sme{e aerozaga|iva~a,

dimovi iz industrijskih objekata kod raznovrsnih termi~kih i tehnolo{kih procesa, po{to iz najve}egbroja termi~kih i tehnolo{kih procesa, osim pra{ine i gasova, izlazi najmanje vodena para.

Me|utim, nisu retke ni emisije kada se kao te~na faza u sme{i aerozaga|iva~a javlja i nekaod opasnijih agresivnih te~nosti (H2SO4, CH3OH, CH3COOH i druge).

Najopasnija zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere se i vr{e dimovima i termi~kih itehnolo{kih pogona u okviru hemijske i metalur{ke industrije, kako bazne, tako i procesne (azotare,topionice olova, cinka i drugih obojenih metala, fabrike sumporne kiseline i druge).

AEROZAGA\ENJE

61

2.5. DIMENZIONISANJE AEROZAGA\IVANJA

Problematika sagledavanja i ocenjivanja aerozaga|ivanja bazira u osnovi na analizi uticajaizvora emisija zaga|uju}ih materija na kvalitet vazduha posmatrane atmosfere.

Osnovna odrednica prilikom navedenih analiza uticaja treba da predstavlja u~e{}epojedinih izvora emisija aerozaga|iva~a u konkretnom optere}ivanju vazduha posmatraneatmosfere.

Stoga, kod analiza uticaja izvora emisija aerozaga|iva~a na kvalitet vazduha posmatraneatmosfere nije dovoljno poznavati sadràj i koncentracije otpadnih fluida koje se emituju uatmosferu, ve} je mnogo bitnije poznavati kapacitet emisije aerozaga|iva~a.

2.5.1. EMISIONI FAKOTORI AEROZAGA\IVAÂ

Kapacitet emisije aerozaga|iva~a predstavlja koli~inu emitovane zaga|uju}e materije uodnosu na kapacitet proizvodnje (na koli~inu prera|ene supstance).

Da bi se mogao odrediti zna~aj i obim emisije aerozaga|iva~a, prvenstveno treba odreditiudeo ne~isto}e u proizvodnji, odnosno emisioni faktor ne~isto}e (ηem), koji se izraàva u jedinicamamase aerozaga|iva~a (kgzag) po jedinici mase prera|ene supstance (kgsir), ili po jedinici zapremineprera|ene supstance (m3

sir, Nm3sir).

ηem zag sirzag

prkg kg

G

G( / ) =

Gzag − koli~ina emitovane zaga|uju}e materijeGpr − koli~ina prera|ene supstance (proizvodnja)

Prakti~no, emisioni faktor − ηem defini{e kvalitet (zna~aj) aerozaga|ivanja prilikomkonkretne proizvodnje iz posmatranog izvora.

Kvantitet (obim) zaga|ivanja predstavlja "kapacitet proizvodnje aerozaga|iva~a", odnosnoemisioni stepen aerozaga|iva~a (stepen vremenske emisije) − Qem, koji se izraàva u jedinicamamase aerozaga|iva~a po jedinicama vremena (s, h, dan).

Q kg hG

em zagzag

pr( / ) =

τ

tpr − vreme proizvodnje

Odnos izme|u kvaliteta i kvantiteta zaga|ivanja, odnosno izme|u emisionog faktora istepena emisije aerozaga|iva~a se dobija iz relacije za kapacitet proizvodnje.

QG G

Qprpr

prpr

pr

pr= ⇒ =

ττ

Q kg hG G

G

Q

G

GprQ Qem zag

zag

pr

zag

pr

pr

zagpr em pr( / ) = = = ⋅ = ⋅

τη

Ova dva kvaliteta emisije aerozaga|iva~a predstavljaju najbolje pokazatelje podobnostitehnologije sa ekolo{kog stanovi{ta, a tako|e i najbolje pokazatelje kod opredeljivanja o stepenupotrebne redukcije zaga|uju}e materije iz otpadnih fluida, koji se emituju u okolnu sredinu.


62

Prakti~an zna~aj emisionih faktora za procenu opasnosti od emisije zaga|uju}ih materija izkonkretnog izvora u vazduh posmatrane atmosfere, bi}e prezentiran preko nekoliko tabelaemisionih faktora iz procesa sagorevanja.

U tabeli 2.5.1. su dati emisioni faktori aerozaga|iva~a u dimnom gasu pri sagorevanjuuglja, ~estica lete}eg pepela i benzopirena, u odnosu na razli~ite tipove loì{ta.

Benzopiren je kristalna supstanca ùte boje, po hemijskoj strukturi je policikli~niugljovodonik, kancerogena je supstanca, a izme|u ostalog, predstavlja i jednu od najopasnijihkomponenti u duvanskom dimu.

Brojne vrednosti u tabeli su izraène u jedinici mase ~vrste ~estice aerozaga|iva~a po 1 tsagorelog uglja.

Tabela 2.5.1. Emisioni faktori ~estica pri sagorevanju uglja

Sistem sagorevanja lete}i pepeo(kg/t uglja)

benzopiren(mg/t uglja)

kotlovi sa fluidizacijom− sa suvim odpra{ivanjem 7.11 × Cpp 0.588− sa vla`nim odpra{ivanjem 7.56 × Cpp 0.588kotlovi sa ciklonskim loì{tem 0.89 × Cpp 0.588kotlovi sa rostovima 7.34 × Csp 0.686

Cpp (%) − sadràj pepela u uglju

Da bi se odredio kvantitet aerozaga|ivanja sa lete}im pepelom za konkretnu kotlarnicu,recimo sa kotlovima za sagorevanje u fluidnom sloju i sa suvim odpra{ivanjem dimnog gasa i suvimod{ljakivanjem kotla, potrebna su nam dve grupe podatka:

podaci o sirovini za preradu − kvalitet uglja koji se koristi u kotlarnici(% pepela u uglju)

podaci o proizvodnji − kapacitet kotlarnice (koli~ina sagorelog uglja u t /h ilit na dan)

Stepen dnevne emisije aerozaga|ivanja lete}im pepelom, odnosno dnevni kapacitetzaga|ivanja lete}im pepelom vazduha lokalne atmosfere konkretne kotlarnice sa kotlovima safluidizovanim slojem i suvim otpra{ivanjem, kapaciteta 50 t na dan lignita, sa sadràjem pepela uuglju od 20%, izra~unava se po relaciji:

Q kg na dan Qem em pr( ) .= ⋅ = ⋅ ⋅ =η 7 11 20 50 7110

Stepen dnevne emisije lete}eg pepela u vazduh lokalne atmosfere iz navedene kotlarniceiznosi 7.11 t na dan.

Udeo lete}eg pepela u procesu sagorevanja uglja u navedenoj kotlarnici iznosi:

nQQlp

em

pr(%)

..= ⋅ = ⋅ =100

7 1150

100 14 22

Udeo lete}eg pepela u ukupnom pepelu iznosi:

nQ

QQ

QC

QQ Clp

em

p uk

em

prlp

em

pr lp

*(%).

.= ⋅ =⋅

⋅ =⋅

⋅ =⋅

⋅ =−

100

100

100 100007 11

50 2010000 71 1

AEROZAGA\ENJE

63

Iz svega navedenog u pokaznom primeru se moè zaklju~iti slede}e:

ukupna koli~ina pepela u konkretnom uglju iznosi 10 t na dan Sagorevanjem konkretnog lignita u navedenoj kotlarnici emituje se dnevno oko 7.11 t

lete}eg pepela u atmosferu suvim otpra{ivanjem zadràva oko 2.89 t pepela i {ljake, kojima se dnevno optere}uje

deponija kotlarnice. Postrojenje za suvo otpra{ivanje i od{ljakavanje u navedenoj kotlatnici zadràva oko

30% sadràja pepela u uglju pre sagorevanja.

U tabeli 2.5.2. su dati gasni emisioni faktori u dimnom gasu pri sagorevanju uglja zarazli~ite tipove termoenergetskih objekata. Brojne vrednosti su izraène u kg emitovanog gasovitogpolutanta po 1 t sagorelog uglja.

Tabela 2.5.2. Gasni emisioni faktori pri sagorevanju uglja

Gasni polutant Emisioni faktori (kg/t uglja)termoelektrane ind. kotlarnice toplane

Aldehidi (HCHO) 2.23 ⋅ 10−3 2.23 ⋅ 10−3 2.23 ⋅ 10−3

CO 0.23 1.33 22.27CxHy 0.09 0.44 4.45NOx 8.91 8.91 3.57SOx 16.92 × Cs 16.92 × Cs 16.92 × Cs

CS (%) − sadràj sumpora u uglju

Kao {to se moè sagledati iz prezentirane tabele emisija aldehida i SOx uobi~ajeno nezavisi od tipa objekta sa kotlarnicom, odnosno parametara kotla. Emisija SO2 iz kotlarnica na ugaljje veoma ozbiljan problem aerozaga|ivanja, pogotovu ako se zna da sagorljivog sumpora u ugljumoè biti i par %.

Optere}ivanje vazduha sa SO2 po jedinici sadràja sagorljivog sumpora u uglju, izraènoj u%, iznosi 16.92 kg /1t sagorelog uglja. Ova koli~ina odgovara zapremini od oko 6 Nm3 ~istog SO2 po1% sagorljivog sumpora u uglju i po 1 t sagorelog uglja.

Neka se u jednoj urbanoj sredini sagori dnevno u toplanama i individualnim i eta`nimkotlarnicama samo 10 t uglja, sa prose~nim sastavom od 2% sagorljivog sumpora u uglju, dnevnistepen emisije SO2 u vazduh lokalne atmosfere iznosi}e oko 340 kg SO2, odnosno 120 Nm3 ~istogSO2 (za sredine koje tro{e oko 100 t uglja na dan sli~nih karakteristika dnevni stepen emisije SO2

iznosi 3.4 t SO2, odnosno 1 200 Nm3 ~istog SO2 u vazduh lokalne atmosfere).Prose~ni nedeljni stepen emisije SO2 u navedenoj urbanoj sredini, prema prezentiranom

modelu, iznosio bi oko 2.2 t SO2, odnosno oko 8 500 Nm3 ~istog SO2 u vazduh lokalne atmosfere.Prose~ni mese~ni stepen emisije SO2 u navedenoj urbanoj sredini, prema prezentiranom

modelu, iznosio bi oko 10 t SO2, odnosno oko 35 000 Nm3 ~istog SO2 u vazduh lokalne atmosfere.Pod pretpostavkom da grejna sezona traje 6 meseci, ukupni stepen emisija SO2 u vazduh

lokalne atmosfere iz kotlarnica toplana, kotlarnica za eta`no grejanje i individualnih kotlarnicaurbane sredine koja za grejanje stambenih objekata tro{i samo 10 t uglja dnevno , iznosi oko60 t SO2, odnosno oko 210 000 Nm3 ~istog SO2 u vazduh lokalne atmosfere (za sredine koje tro{eoko 100 t uglja na dan sli~nih karakteristika ukupni stepen emisije SO2 za grejnu sezoni iznosi oko600 t SO2, odnosno 2 100 000 Nm3 ~istog SO2 u vazduh lokalne atmosfere).

U modelu je obra|en samo jedan aspekt aerozaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere saSO2, emisija iz izvora kotlarnica za sagorevanje stambenih zgrada.


64

Kada se ovome dodaju i drugi izvori emisije SO2 u urbanoj sredini (industrija, saobra}aj isli~no) prezentirane cifre se uve}aju jo{ najmanje 2−3 puta, uz napomenu da se radi o sredinamakoje nemaju termoenergetske i metalur{ke objekte u svom neposrednom okruènju..

Kao {to se moè sagledati, problematika aerozaga|ivanja sa SO2 nije samo globalna, kao{to se naj~e{}e misli, pa se reguli{u i kontroli{u samo emisije SO2 iz kotlarnica velikih kapaciteta,ve} je problematika SO2 pre svega lokalna, sa stanovi{ta aerozaga|ivanja.

Moè se slobodno re}i da sa stanovi{ta problematike aerozaga|ivanja vazduha lokalneatmosfere sa SO2 na nivou urbane sredine ne postoje mali i srednji, kao niti malo bitni ili nebitniizvori zaga|ivanja.

Svi emiteri SO2 se moraju ravnopravno tretirati u razre{avanju ukupne problematikeemisije SO2 na teritoriji celokupnog posmatranog lokaliteta.

[to se ti~e gasnog polutanta NOx bitna je razlika u emisiji polutanta izme|u industrijskihkotlarnica i kotlarnica za eta`no i individualno grejanje.

Optere}enje dimnih gasova sa NOx je oko 2.5× ve}e kod termoelektrana i industrijskihkotlarnica, od optere}enja kod kotlarnica za grejanje stambenih zgrada (toplana).

Najve}e razlike su u kapacitetima emisija CO i ugljovodonika (CxHy). Najmanji kapacitetemisije navedenih gasnih polutanata je u kotlarnicama termoelektrana, a najve}i u kotlarnicamatoplana. Kapacitet emisije CO u kotlarnicama toplana je oko 17× ve}i nego u industrijskimkotlarnicama, a oko 100× ve}i nego u termoelektranama.

Za prezentiranu urbanu sredinu kod modelovanja uticaja SO2, na 10 t prose~ne dnevnepotro{nje uglja za kotlarnice za grejanje stambenih zgrada, dnevni stepen emisije iznosi 220 kg CO,odnosno oko 175 Nm3 ~istog CO emitovanog u vazduh lokalne atmosfere (za urbanu sredinumodelovanu sa potro{njom od 100 t uglja za grejanje dnevni stepen emisije CO iznosi 2.2 t CO,odnosno 1 750 Nm3 ~istog CO emitovanog u vazduh lokalne atmosfere).

Za ceo grejni period od 6 meseci za urbanu sredinu modelovanu sa potro{njom od 10 tuglja za grejanje stepen emisije CO iznosio bi oko 40 t CO, odnosno oko 31 500 Nm3 ~istog CO uvazduh lokalne atmosfere (za urbanu sredinu modelovanu sa potro{njom od 100 t uglja za grejanjestepen emisije CO za grejnu sezonu iznosi oko 400 t CO, odnosno 315 000 Nm3 ~istog COemitovanog u vazduh lokalne atmosfere).

Kapacitet emisije CxHy u kotlarnicama toplana je oko 10× ve}i nego u industrijskimkotlarnicama, a oko 50× ve}i nego u termoelektranama.

Kao {to se vidi zgradne kotlarnice su veoma zna~ajni izvori zaga|ivanja vazduha lokalneatmosfere polutantima CO i CxHy u nekoj urbanoj sredini.

Ovo je posebno aktuelno na mikroplanu, odnosno za zaga|ivanje vazduha lokalneatmosfere na mikrolokaciji, neposredno oko samog izvora zaga|ivanja, zgradne kotlarnice.

Treba napomenuti da se ne sme dozvoljavati da se izduvni elementi kotlarnica zazagrevanje stambenih zgrada na ~vrsto gorivo postavljaju na visinama niìm od okolnih objekata,posebno zbog velike emisivnosti CO, veoma opasnog gasnog polutanta vazduha lokalne atmosfere,naro~ito sa stanovi{ta za{tite vazduha atmosfere mikrolokacija.

Apsolutno treba zabraniti izbacivanje dimnih gasova iz navedenih kotlovskih postrojenjana nivo tla, {to nije retka pojava u na{im urbanim sredinama kada se kotlarnice nalaze upodrumima zgrada.

U tabeli 2.5.3. su dati gasni emisioni faktori u dimnom gasu pri sagorevanju lo` ulja zarazli~ite kapaciteta termoenergetskih objekata. Brojne vrednosti su izraène u kg emitovanoggasovitog polutanta po 1 m3 sagorelog lo` ulja.

Kao {to se moè sagledati iz prezentirane tabele samo emisija aldehida i SOx uobi~ajeno nezavisi od kapaciteta objekta sa kotlarnicom na lo` ulje, odnosno parametara kotla i ve}e je nego kodkotlova na ~vrsto gorivo, po{to je sav sumpor iz naftinih derivata sagorljivi sumpor, dok u ugljupostoji i deo sumpora koji nije sagorljiv i koji ostaje u pepelu i {ljaci, od ~ega se deo, kao lete}ipepeo, emituje u vazduh lokalne atmosfere.

[to se ti~e gasnog polutanta NOx razlika u emisiji polutanta izme|u velikih i malihpostrojenja, kod velikih postrojenja emisija NOx je oko 50% ve}e od optere}enja kod malihpostrojenja.

AEROZAGA\ENJE

65

Tabela 2.5.3. Gasni emisioni faktori pri sagorevanju lo` ulja

Polutant Emisioni faktori (kg/m3 ulja)velika postrojenja (≥ 735 kW) mala postrojenja (< 735 kW)

Aldehidi (HCHO) 0.07 0.24Benzopiren (C20H10) 1.32 ⋅ 10−6 10.57 ⋅ 10−6

CO 4.80 ⋅ 10−3 0.24CxHy 0.38 0.24NOx 12.48 8.64SO2 18.84 ⋅ CS 18.84 ⋅ CS

SO3 0.29 ⋅ CS 0.24 ⋅ CS

êstice 0.96 1.44

CS (%) − sadràj sumpora u lo` ulju

Najve}e razlike su u kapacitetima emisija CO i benzopirena (C20H10). Manji kapacitetemisije navedenog gasnog polutanata CO je u velikim postrojenjima (oko 50×), a polutanta ~vrstih~estica benzopirena oko 8×, nego kod malih postrojenja.

Treba napomenuti da se ne sme dozvoljavati da se izduvni elementi kotlarnica zazagrevanje stambenih zgrada na lo` ulje postavljaju na visinama niìm od okolnih objekata usledvelike emisivnosti CO, veoma opasnog gasnog polutanta vazduha lokalne atmosfere, kao iatmosfere mikrolokacija, kao i kancerogenog polutanta benzopirena.

Apsolutno treba zabraniti izbacivanje dimnih gasova iz navedenih kotlovskih postrojenjana nivo tla, {to je ~esta pojava kada se kotlarnice nalaze u podrumima zgrada.

U tabeli 2.5.4. su dati emisioni faktori u dimnom gasu pri sagorevanju prirodnog gasa zarazli~ite tipove termoenergetskih objekata.

Brojne vrednosti su izraène u kg emitovanog gasovitog polutanta po 106 Nm3 sagorelogprirodnog gasa.

Tabela 2.5.4. Emisioni faktori pri sagorevanju prirodnog gasa

Polutant Emisioni faktori (kg /106 Nm3 gasa)termoelektrane ind. kotlarnice toplane

Aldehidi (HCHO) 16.03 32.06 z*Benzopiren (C20H10) − 706.2 ⋅ 10−6 4 590.4 ⋅ 10−6

CO z* 6.41 6.41NOx z* z* z*SOx 6.41 6.41 6.41NH3 − 4.81 4.81Organske kiseline − 994.0 994.0êstice 240.5 288.5 304.6

z* − zanemarljivo

Kao {to se moè sagledati iz prezentirane tabele emisija SOx ne zavisi od namene objektasa kotlarnicom na prirodni gas.

Emisija organskih kiselina, CO i NH3 je jednaka kod kotlarnica toplana i industrijskihkotlarnica, dok se kod kotlarnica termoelektrana ne registruje, ili je zanemarljiva.

[to se ti~e gasnog polutanta NOx emisija iz svih navedenih objekata je zanemarljiva.Najve}e razlike su u kapacitetima emisije benzopirena (C20H10).Emisija benzopirena iz kotlarnica toplana je 6−7× ve}a, nego iz industrijskih kotlarnica.

Istovremeno se ova emisija kod termoelektrana ne registruje.


66

Obrnuto, dok je emisija aldehida iz kotlarnica toplana zanemarljiva, iz industrijskihkotlarnica je duplo ve}a nego iz termoelektrana.

Treba napomenuti da se ne sme dozvoljavati da se izduvni elementi ni ovih kotlarnica zazagrevanje stambenih zgrada na prirodni gas postavljaju na visinama niìm od okolnih objekatausled velike emisivnosti benzopirena, veoma opasnog ~vrstog polutanta vazduha lokalne atmosfere,kao i atmosfere mikrolokacija.

Apsolutno treba zabraniti izbacivanje dimnih gasova iz navedenih kotlovskih postrojenjana nivo tla, {to je ~esta pojava kada se kotlarnice nalaze u podrumima zgrada, posebno zbog visokogsadràja benzopirena u dimnom gasu.

Sumarni prikaz osnovnih zaga|iva~a u dimnim gasovima kotlarnica za grejanje stambenihzgrada za sva tri tipa grejanja je dat u tabeli 2.5.5.

Kao {to se moè sagledati iz tabele 2.5.5. najmanje optere}enje vazduha lokalne atmosferepo kvantitetu imaju kotlarnice pogona za grejanje stambenih zgrada na gas za skoro sve polutante,osim za benzopiren, gde ima red veli~ine emisije ve}i od toplana na ugalj. i na lo` ulje ve}ihkapaciteta od 735 kW.

Me|utim, prema kvalitetu aerozaga|iva~a kotlarnice za grejanje stambenih zgrada na gassu najobimnije, po{to emituju ve}i broj opasnih polutanata u realnim koli~inama od istih objekatana ~vrsto gorivo i lo` ulje.

Ne ba{ zanemarljive koli~ine NH3 i organskih kiselina se emituju iz kotlarnica na gas.[to se ti~e odnosa izme|u {tetnosti emisija kod kotlarnica na ~vrsto gorivo i na lo` ulje,

zna~ajno nepovoljnije su kotlarnice za grejanje stambenih zgrada na lo` ulje, po{to u velikom obimuimaju ve}e emisije mnogih, posebno strate{kih polutanata (SOx, NOx, aldehidi, benzopiren).

Kotlarnice za zagrvanje stambenih zgrada na ~vrsto gorivo imaju samo ve}u emisiju ~estica,CO i ugljovodonika od istih kotlarnica na lo` ulje.

Najekstremniji aerozaga|iva~ kod kotlarnica za grejanje stambenih zgrada na gasovitogorivo su organske kiseline, a najopasniji, sumarno po kvalitetu i kvantitetu, aerozaga|iva~ vazduhalokalne atmosfere je benzopiren.

Najekstremniji aerozaga|iva~ kod kotlarnica za grejanje stambenih zgrada na lo` ulje jeSOx, a najopasniji, sumarno po kvalitetu i kvantitetu, aerozaga|iva~ vazduha lokalne atmosfere jeNOx.

Tabela 2.5.5. Sumarni prikaz aerozaga|ivanja iz kotlarnica za grejanje stambenih zgrada u urbanoj sredini

Emisioni faktoriPolutant ~vrsto gorivo lo` ulje (kg/m3 ulja) gas

(kg/t uglja) ≥ 735 kW < 735 kW (kg /106 Nm3 gasa)Aldehidi (HCHO) 2.23 ⋅ 10−3 0.07 0.24 z*Benzopiren (C20H10) 0.588 ⋅ 10−6 1.32 ⋅ 10−6 10.57 ⋅ 10−6 4 590.4 ⋅ 10−6

CO 22.27 4.80 ⋅ 10−3 0.24 −CxHy 4.45 0.38 0.24 6.41NOx 3.57 12.48 8.64 z*SOx (SO2+SO3) 16.92 ⋅ Cs 19,13 ⋅ CS 19,08 ⋅ CS 6.41NH3 − − − 4.81Organske kiseline − − − 994.0êstice ** 7.34 ⋅ A* 0.96 1.44 304.6

Najekstremniji aerozaga|iva~ kod kotlarnica za grejanje stambenih zgrada na ~vrsto gorivoje lete}i pepeo, a najopasniji, sumarno po kvalitetu i kvantitetu, aerozaga|iva~ vazduha lokalneatmosfere je CO.

Slede}i po obimu opasni aerozaga|iva~ urbanih sredina je saobra}aj. Saobra}aj je izvoremitovanja najve}ih koli~ina NOx i CO u urbanoj sredini.

Tako sumarno za kotlarnicama objekata za grejanje stambenih zgrada, najopasnijipolutanti urbanih sredina, umesto SOx i lete}eg pepela, postaju NOx i CO.

AEROZAGA\ENJE

67

Tako su prema opasnosti u okvirima normalnih emitovana (osim akcedentnih emitovanja)SOx i lete}i pepeo potisnuti u drugi plan po zna~aju za aerozaga|enje vazduha lokalne atmosfere.

U tabeli 2.5.6. su dati emisioni faktori u izduvnim gasovima za benzinske i dizel motore.Brojne vrednosti su izraène u kg emitovanog polutanta po 1 000 l (1 m3) sagorelog pogonskoggoriva.

Tabela 2.5.6. Gasni emisioni faktori za benzinski i dizel motor

Polutant Emisioni faktori (kg/m3 goriva)benzinski motor dizel motor

Aldehidi (HCHO) 0.48 1.20Benzopiren (C20H10) 0.08 ⋅ 10−3 0.11 ⋅ 10−3

CO 348.09 7.18CxHy 62.68 21.53NOx 13.52 26.55SOx 1.08 4.78NH3 0.24 −Organske kiseline 0.48 3.71êstice 1.32 13.60

Kao {to se moè sagledati iz prezentirane tabele najopasnija emisija iz benzinskih motoraje emisija CO, a iz dizel motora emisija NOx.

[to se ti~e gasnog polutanta SOx razlika je u emisiji izme|u benzinskih i dizel motora.Optere}enje izduvnih gasova kod dizel motora sa SOx je oko 4 × ve}i od optere}enja benzinskihmotora, po{to se radi o manje ~istoj frakciji pri frakcionoj destilaciji nafte, koja sadrì vi{eorganskog sumpora.

[to se ti~e emisija gasnog polutanta NOx tako|e postoji razlika u emisiji izme|u benzinskihi dizel motora.

Optere}enje izduvnih gasova sa NOx kod dizel motora je oko 2× ve}i od optere}enjabenzinskih motora, po{to se radi o manje ~istoj frakciji pri frakcionoj destilaciji nafte, koja sadrìvi{e oprganskog azota.

Najve}e razlike su u kapacitetima emisija CO i ~estica.Benzin ima ve}i kapacitet emisije CO od dizel goriva oko 50×. Osnovni razlog leì u

potpuno druga~ijem principu sagorevanja goriva kod dizel motora i benzinskih motora.Dizel gorivo ima ve}i kapacitet emisije ~estica od benzina oko 10×.Osnovni razlog leì u tome {to su dizel goriva vi{a frakcija pri frakcionoj destilaciji nafte,

koja ima u svom sastavu i rastvorene ~vrste ugljovodonike u te~nim ugljovodonicima vi{ihmolekulskih masa.

Generalno gledano, sa stanovi{ta aerozaga|ivanja, dizel gorivo je zna~ajno nepovoljnije odbenzina, po{to po svim parametrima ima od 2−10× ve}i emisioni kapacitet od benzina, osimkapaciteta emisije CO (oko 50× manji) i CxHy (oko 3× manji).

Potrebno je pojasniti sa stanovi{ta kapaciteta zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere jo{jednu problematiku, koja se kod nas ~esto susre}e, a to je problematika sagorevanja, odnosnospaljivanja sme}a.

Postoji ne samo zna~ajna razlika izme|u spaljivanja sme}a na otvorenom i sagorevanjasme}a u pe}ima, ve} i zna~ajna razlika u odnosu na princip sagorevanja sme}a u pe}ima.

U tabeli 2.5.7. je dat prikaz sagorevanja sme}a u pe}ima, a u tabeli 2.5.8. je dat prikazspaljivanja sme}a na otvorenom prostoru.


68

Tabela 2.5.7. Emisioni faktori za sagorevanje sme}a u pe}ima

Emisioni faktori (kg /t sagorelog sme}a)Polutant gradske pe}i Industrijske pe}i

vi{ekomorne jednokomorne vi{ekomorneAldehidi (HCHO) 0.49 2.22 − 28.48 0.14Benzopiren (C20H10) 5.88 ⋅ 10−6 98.0 ⋅ 10−6 490.0 ⋅ 10−6

CO 0.31 8.90 − 88.98 0.23CxHy 0.63 8.90 − 22.25 0.14NOx 0.93 0.72 0.89SOx 0.84 − 0.80NH3 0.14 − −Organske kiseline 0.26 − −êstice 2.66* − 5.34** 8.9 − 11.12 1.78

* − sa vla`nim otpra{ivanjem dimnog gasa** − bez otpra{ivanja dimnog gasa

Tabela 2.5.8. Emisioni faktori za spaljivanje sme}a na otvorenom

Polutant Emisioni faktor(kg/t spaljenog sme}a)

Aldehidi (HCHO) 1.78Benzopiren (C20H10) 245. 0 ⋅ 10−6

CO −CxHy 124.6NOx 0.26SOx 0.53NH3 1.02Organske kiseline 0.67êstice 20.91

Kao {to se moè uo~iti najopasniji izvori emisije aerozaga|enja su industrijskejednokomorne pe}i za sve aerozaga|iva~e, osim za benzopiren, za koji najve}i kapacitet emisije uvazduh lokalne atmosfere imaju industrijske vi{ekomorne pe}i.

Kao {to se moè uo~iti najopasniji polutanti iz izvora emisije aerozaga|enja spaljivanjemsme}a na otvorenom su ugljiovodonici, amonijak i aldehidi, dok su u emisiji aerozaga|enjanajobimnije zastupljene ~estice.

2.5.2. MERENJE KONCENTRACIJE AEROZAGA\IVAÂ U VAZDUHU

Koncentracija aerozaga|iva~a u vazduhu (imisija polutanata) se izraàvaju uzapreminskim, masenim i procentnim jedinicama za sva tri agregatna stanja aerozaga|iva~a.

2.5.2.1. Merenje koncentracije ~vrstih aerozaga|iva~a

Iz izmerene mase ~vrste faze u odmerenoj ili propu{tenoj zapremini vazduha se moguodre|ivati:

masena koncentracija − Cm

maseni udeo − um

masena procentna koncentracija − Cm%

AEROZAGA\ENJE

69

Masena koncentracija ~vrstih aerozaga|iva~a se dobija iz odmerene mase ~vrstih ~esticai zahva}ene ili propu{tene mase vazduha po relaciji:

C mg m g mm

Vms

vaz( / , / )3 3µ =

Masena koncentracija je veli~ina koja se naj~e{}e koristi za odre|ivanje koncentracije~vrstih aerozaga|iva~a u vazduhu.

Maseni udeo ~vrstih aerozaga|iva~a se dobija iz odmerene mase i prera~unate masevazduha iz zahva}ene ili propu{tene zapremine vazduha, izra`enim u istim jedinicama mase, porelaciji:

umm

mVm

s

vaz

s

vaz vaz( )

* *

1 = =⋅ ρ

ms*(mg) − masa polutanta (u istim jedinicama kao i masa vazduha)

Za odre|ivanje masenog udela se u relaciji uzima gustina vazduha na 0 °C i 101.3 kPa, kojaiznosi ρo−vaz=1.293 mg/m3, a zapremina vazduha iz relacije se svodi na zapreminu pod normalnimuslovima (Vo (m3), za 0 °C i 101.3 kPa).

Procentna masena koncentracija ~vrstih aerozaga|iva~a se dobija iz masenog udela, iliiz odmerene mase i zahva}ene ili propu{tene zapremine vazduha po relaciji:

C mas umm

mVm m

s

vaz

s

vaz vaz%

* *

(% ) = ⋅ = ⋅ =⋅

⋅100 100 100ρ

^vrste ~estice aerozaga|iva~a (talo`ne ~estice) u vazduhu se odre|uju:

merenjem mase izdvojene na definisanoj povr{ini gravitacionim talo`enjem uodre|enom vremenskom intervalu

Izraz za maseno nasipanje povr{ine tla ~vrstim aerozaga|iva~ima (Cn) se dobija izodmerene mase i merne povr{ine (F) po relaciji:

C mg cm g cmmFn

s( / , / )2 2µ =

2.5.2.2. Merenje koncentracije te~nih aerozaga|iva~a

Iz izmerene mase, odnosno zapremine te~ne faze u odmerenoj ili propu{tenoj zapreminivazduha se mogu odre|ivati:

masena koncentracija − Cm zapreminska koncentracija − Cv

Masena koncentracija te~nih aerozaga|iva~a se dobija iz odmerene mase supstancete~nog aerozaga|iva~a i zahva}ene ili propu{tene mase vazduha po relaciji:

C mg m g mm

Vml

vaz( / , / )3 3µ =


70

Masena koncentracija te~nih aerozaga|iva~a je veli~ina koja se naj~e{}e koristi zaodre|ivanje koncentracije te~nih aerozaga|iva~a u vazduhu.

Zapreminska koncentracija te~nih aerozaga|iva~a se dobija iz odmerene zapremine~estica i zahva}ene ili propu{tene zapremine vazduha po relaciji:

C cm m ppmV

Vvl

vaz( / )3 3 = =

Zbog izrazito malih zapremina te~nih zaga|iva~a u zapremini vazduha, zapreminskekoncentracije se naj~e{}e izraàvaju u jedinici − ppm (cm3 /m3).

Zapreminski udeo te~nih polutanata u vazduhu je ekstremno mala veli~ina, pa je iprocentna zapreminska koncentracija izrazito mala veli~ina, te se stoga ne koriste u kvantifikacijite~nih aerozaga|iva~a.

Padavine iz atmosfere u formi kapi te~nosti se odre|uju merenjem visine te~nog sloja (hl)na mernoj povr{ini (F), kao broj mm sloja te~nosti po 1 m2 povr{ine tla, iz relacije:

h mm mVFl

l( / )2 =

2.5.2.3. Jedinice koncentracije gasovitih aerozaga|iva~a

Zbog velikih promena zapremine gasova u atmosferi u odnosu na fizi~ke karakteristikeatmosfere, gasoviti aerozaga|iva~i u atmosferi se naj~e{}e izraàvaju masenom koncentracijom.

Pri tome se masa gasovitog polutanta moè prera~unavati i preko izmerene zapreminegasnog polutanta prema izrazu:

C mg m V cm mMT

p

g gg

( / ) ( / ).

3 3 3

22 4273

1013= ⋅

⋅ ⋅

Vg (cm3) − izmerena zapremina gasovitog polutanta u vazduhuMg (g/mol) − relativna molekulska teìna gasovitog polutantaT (K) − apsolutna temperatura vazduhap (kPa) − atmosferski pritisak

Gasovi se mogu odre|ivati i u zapreminskoj koncentraciji, reda veli~ine ppm (cm3/m3),koja se dobija iz direktnih merenja zapremina gasa, ili prera~unava iz gornje relacije, prekoodre|ivanja mase gasa.

AEROZAGA\ENJE

71

2.6. UTICAJ POLUTANATA NA @IVOTNU SREDINU

Zaga|ivanje atmosfere mnogobrojnim polutantima prouzrokuje veoma nepovoljne efektena ìvi svet, izaziva propadanja gra|evinskih, konstrukcionih i drugih materijala, prouzrokujeklimatske promene i druge neèljene efekte u ~itavom ekosistemu, odnosno u ~itavoj biosferi.

Uticaj polutanata iz vazduha je dvojak:

direktan − ugroàvanje ìvog sveta preko vazduha koji se udi{e, kao i kontakta prekospoljne povr{ine organizma, odnosno kontakta materijala preko kontaktne povr{ine savazduhom

posredan − preko kontaminacije vode, hrane i tla, putem nasipanja, atmosferskihpadavina i drugih vidova izluìvanja iz atmosfere

Kao {to se moè sagledati iz prezentirane tabele, osnovni ("strate{ki") polutanti uatmosferi, koji deluju na kompletnu ìvotnu sredinu (ìvi svet i materijale), su, pre svih, SOx i ~estice(sinergeti~ko dejstvo), NOx, Cl2 i neki te{ki metali (Hg i drugi).

2.6.1. UTICAJ POLUTANATA U VAZDUHU NA VEGETACIJU

Biljni svet prekriva veliki deo zemljine povr{ine, kako na kopnu, tako i pod vodom, pa semoè re}i da biljni svet ~ini pokriva~ u ìvotnoj sredini. Svi ostali oblici ìvota zavise od biljnogsveta, bilo sa aspekta lanca ishrane, bilo sa aspekta kruènja materije u prirodi.

Najzna~ajniji aspekt zna~aja biljnog sveta u prirodi je odràvanje ravnoteè osnovnihkomponenti u prirodi, pre svih kiseonika, ugljendioksida, azota i organske materije. Bez biljnogsveta ne bi bilo kruènja kiseonika u prirodi, kao ni osnovne gasne ravnoteè, na kojoj bazira procesdisanja kod ~oveka i ìvotinjske populacije:

O2 ↔ CO2

Tabela 2.6.1. Polutanti u atmosferi, njihovi prijemnici i efekti na ìvotnu sredinu

Polutanti Prijemnik Osnovni efekti~estice, SOx, oksidanti, ugljovo−donici, NOx, fluoridi, Pb, Be, HCl,Cl2, As, Cd, Va, Ni, Mn, Zn, Cu, Ba,B, Hg, pesticidi,

vegetacija

otpadanje listova,razaranje i su{enje tkiva, opadanjestepena fotosinteze, opadanjeprinosa

~estice, SOx, oksidanti, CO,ugljovodonici, NOx, fluoridi, Pb,policikli~ni ugljovodonici, mirisi(uklju~ivo sa H2S), azbest, Be, HCl,Cl2, As, Cd, Va, Ni, Mn, Zn, Cu, Ba,B, Hg, Sc, Cr, pesticidi, radioaktivnematerije, aeroaler− genti

~ovek

nadraìvanje o~iju,nadraìvanje i razaranje disajnogsistema,nedostatak O2 u krvi,ko`ne promene i "starenje" koè

~estice, SOx, CO, fluoridi, Pb,policikli~ni ugljovodonici, Be, Cl2,As, Cd, Zn, Hg, Se, Cr, pesticidi,radioaktivne materije,

ìvotinje

delovanje na centralni nervni sistem,disajni poreme}aji

~estice, SOx, oksidanti, NOx, H2S,HCl, Cl2, Hg, Cr

materijali

korozija,promena mehani~ke otpornosti,promena boje, izble|ivanje,povr{inske ne~isto}e (javni objekti,spomenici, stambeni objekti, odela idrugo)


72

Kruènje kiseonika u prirodi, odnosno ravnoteà izme|u O2 i CO2, odvija se izme|uatmosfere i biljnog sveta, pre svega preko procesa fotosinteze u hlorofilu zelenih biljaka, u kome seosloba|a O2 i emituje u atmosferu, a asimilira CO2 iz atmosfere, koji se ugra|uje u ugljene hidrate,produkt fotosinteze.

Tako su biljke najve}i "izvor" kiseonika u vazduhu i vodi, kao i najve}i "asimilator" azota iCO2 iz vazduha u prirodi.

Bez ovog "udisanja" CO2, a "izdisanja" O2 od strane zelenih biljaka, u prirodi ne bi biloìvota, bar ne u formi u kojoj ga mi poznajemo. Stoga je zna~aj zelenih biljaka za ìvot na planeti,kao i za odràvanje gasnih ravnoteà u atmosferi nemerljiv.

Mnogi nisu ni svesni da ugroàvanjem i degradacijom zelenih biljaka, pre svega {umskihprostranstava, ugroàvamo i degradiramo celokupno okruènje, ne samo ~oveka i ìvotinjskupopulaciju, ve} i tlo, vodu, atmosferu, klimu i drugo.

Ugroàvanje i degradiranje biljnog sveta je, po svojim posledicama na okolnu sredinu,najkompleksnije degradiranje ìvotne sredine na povr{ini planete. Time za{tita biljnog sveta oddegradacije i propadanja predstavlja posredno za{titu ~itave ìvotne sredine.

Biljni svet je najosetljiviji na zaga|enost vazduha lokalne atmosfere. Tako aerozaga|enjalokalne atmosfere uvek mogu prvo da se konstatuju upravo na vegetaciji, a {to se manifestujespoljnim promenama na biljkama.

Me|utim, samostalni uticaj zaga|enosti atmosfere na vegetaciju nije lako utvrditi, po{to navegetaciju deluju i drugi faktori, direktno spregnuti sa zaga|enjem atmosfere, kao {to su klimatskifaktori, insekti, bolesti, ishrana (sadràj minerala i polijanata u zemlji{tu i podzemnoj i povr{inskojvodi) i drugo.

Efekti zaga|enja atmosfere se na vegetaciji ogledaju u morfolo{kim, pigmentnim,kloroti~nim i nekroti~nim promenama, koje su posledica fiziolo{kih promena u biljnim }elijama.

Akutne posledice aerozaga|enja lokalne atmosfere su naj~e{}e podbacivanje prinosabiljnih kultura, dok su hroni~ne posledice uobi~ajeno promene boje li{}a, promene u rastu biljaka,promene u kvalitetu ploda biljaka i sli~no.

Drasti~na krajnja posledica permanentnog aerozaga|enja lokalne atmosfere moè bitiizumiranje i nestanak pojedinih biljnih vrsta na posmatranom lokalitetu.

Efekti aerozaga|enja na biljni svet se mogu podeliti u dve grupe:

vidljive spoljne promene uticaj na rast

Gasoviti polutanti (SO2, NOx, CO, Cl2 i derivati, CxHy ...) ulaze u biljne organizme krozotvore na li{}u (stome) prilikom normalne respiracije u biljnom organizmu.

U samom listu gasni polutanti reaguju najpre sa hlorofilom, inaktiviraju ga i degradiraju,~ime blokiraju fotosintezu i smanjuju ukupan kapacitet zelenih delova biljke (hloroza), {to semanifestuje promenom boje li{}a.

Opasniji efekat polutanata iz vazduha se ogleda u razaranju biljnih tkiva i }elija, {to ima zaposledicu prestanak daljeg funkcionisanja tkiva, ~ime je biljni organizam izloèn ubrzanombiolo{kom propadanju (su{enje biljke, ubrzana respiracija i tro{enje gradivnih elemenata i drugo),kao i uni{tavanju od strane parazita, koji brè razaraju biljni organizam kome je naru{en imunitet,ili kome je spoljni za{titni sloj o{te}en.

Pored navedenih promena, posledice zaga|enja gasnim polutantima iz atmosfere semanifestuju smanjenjem rasta i prinosa kod najve}eg broja biljnih vrsta.

Kona~na posledica dejstva polutanata iz vazduha na biljke, kod duìh ili koncentrovanijihkontaminacija atmosfere gasnim polutantima, je uginu}e biljnog organizma.

Treba napomenuti da se svi navedeni simptomi mogu javiti i usled nedostataka hranljivihmaterija u zemlji{tu, {to ne mora biti posledica zaga|ivanja atmosfere.

Pojedine biljne vrste se mogu uzeti kao indikatori zaga|enja odre|enim gasnimpolutantima iz atmosfere, {to moè da posluì kao signal za ozbiljniju analizu imisije vazduhaatmosfere lokalne sredine.

AEROZAGA\ENJE

73

U tabeli 2.6.2. su date osetljivosti biljaka na pojedine polutante u vazduhu.

Tabela 2.6.2. Uticaj polutanata na pojedine biljne vrste

Polut. O{te}enja li{}a Osetljive biljke Otporne biljke Sli~nisimptomi

SO2

NO2 *

nekroti~ne pege, belesme|e boje, hloroza,~esto povijanje,razaranje pojedinihdelova

lucerka, jabuka,je~am, pamuk, bor,tikva, p{enica

dinja, celer, kukuruz,hrast, rododendron

insekti, suvi{evisoka i niskatemperatura

O3

crvenosme|e ta~ki−ce, hloroza, u ve}imkoncentracijama inekroza, preranoopadanje

gra{ak, krompir,paradajz, soja, duvan,zob, beli jasen i bor,rotkva, gro`|e

cvekla, geranijum,gladiola, pirina~

pauci i nsekti,biljne gljivice

F2 −2

Nekroza na vrhovi−ma i ivicama lista,jasno odvojeni zdravii bolesni delovi,su{enje lista

kajsija, gladiole,omorika, bor, gro`|e

detelina, pamuk,brest, kru{ka, duvan,paradajz

biljne bolesti,jak vetar,visoke temp.,su{a, soli

PANstaklasta ili srebrnaocaklina na donjojstrani, rano starenje iopadanje li}a

pamuk, paradajz,orhideje

kukuruz, sirak,hrizanteme

su{a, vi{aksoli

C2H4

opadanje li{}a,hloroza, nekroza,opadanje mladogcveta i vr{nihizdanaka, poja~anoprizemno grananje,ometanje radahor−mona iregulatora rasta

petunija, zelenasalata

trava prevelikavlaga, biljnebolesti

* Efekti SO2 i NO2 su sli~ni, samo se kod NO2 javljaju na znatno ve}im koncentracijama

Pojava H2F2 u atmosferi se manifestuje kod gladiola uni{tavanjem li{}a, ili lisnih vrhova.Sli~no se prema H2F2 pona{a i drvo kajsije, kome se su{e grane.

Neki polutanti, kao na primer SO2, fluoridi (F2−2), neke soli i sli~no, mogu se akumulirati u

li{}u, pa se analizom sadr`aja polutanata u li{}u mo`e izvr{iti dijagnostika aerozaga|enja navedenimpolutantima.

Najopasniji polutanti u vazduhu lokalne atmosfere po vegetaciju su takozvanifitooksidansi, kao {to su SO2, etilen, PAN (peroksiacetil−nitrat), dok su manje reaktivni, pa time imanje opasni polutanti po biljke Cl2, HCl i NH3.

Osim ovih polutanata, herbicidi kod najve}eg broja biljaka izazivaju deformacije lista, a~estice izazivaju sve do sada poznata obolenja kod biljnih vrsta.

Zbog ve}e osetljivosti vegetacije na aerozaga|enje, standardi i propisi za polutante ururalnim (neurbanim) sredinama su zna~ajno rigorozniji, od standarda i propisa u urbanimsredinama.

Me|unarodna organizacija IUFRO (International Union of Forest ResearchOrganizations) preporu~uje srednje godi{nje maksimalno dozvoljene koncentracije SO2 od 0.025mg/m3 kao prihvatljivi nivo za potpunu za{titu drve}a (tabela 2.6.3.).


74

Tabela 2.6.3. IUFRO standard za MDK SO2 za za{titu drveta

MDK (mg/m3) Puna produkcija Puna produkcija drvnedrvne mase mase i za{tita drveta

Srednja godi{nja 0.050 0.025Srednja dnevna 0.100 0.050Kratkotrajna 0.150 0.075

2.6.2. UTICAJ POLUTANATA U VAZDUHU NA ÔVEKA

Polutanti iz vazduha vi{estruko uti~u na ~oveka. Najopasniji uticaj zaga|enosti vazduhalokalne atmosfere je uticaj na ljudsko zdravlje. Sli~ni efekti na zdravlje mogu nastati i usled drugihfaktora, kao {to su pu{enje, fizi~ki trening, dijeta, uslovi ìvljenja, nasledni faktori i drugo.

Posebno su nepovoljni efekti kod pu{enja, koji su direktno analogni efektima kodaerozaga|enja.

Tako|e, pojedini razli~iti polutanti pokazuju iste efekte na zdravlje ljudi, kao na primerSO2 i formaldehid (iritacija nosa i grla), NO2 i CO (blokiranje hemoglobina) i drugi.

Efekti aerozaga|enja se manifestuju na onim delovima organizma, u kojima ~ovek imakontakt sa atmosferom. To su organi za disanje, preko kojih se vr{i razmena materija sa vazduhom,kao i otkriveni delovi koè.

Od polutanata iz vazduha lokalne atmosfere najvi{e promena na koì kod ~oveka nastajuna licu i rukama.

Polutanti iz vazduha lokalne atmosfere najbrè i najvi{e ulaze u ljudski organizam putemdisanja. Stoga se naj~e{}i efekti aerozaga|enja kod ~oveka ogledaju u oboljevanju respiratornihorgana (astma, bronhitis, emfizem, rak plu}a i drugo).

Zavisno od duìne trajanja iritacije, polutanti mogu biti akutni i hroni~ni.

2.6.2.1. Polutanti akutnog dejstva

Polutanti akutnog dejstva u vazduhu lokalne atmosfere su oni polutanti, ~ijem je dejstvuorganizam kratkotrajno izloèn, najvi{e u trajanju od nekoliko dana. Polutanti akutnog dejstva suveoma opasni po{to veoma brzo izazivaju vidne promene zdravstvenog stanja, koje ne retko mogubiti zavr{ene i smrtnim slu~ajevima, pa ~ak i ve}ih razmera.

Velike katastrofe aerozaga|enja polutantima akutnog dejstva, kao {to su tragi~ni doga|ajiu dolini reke Meuse u Belgiji 1930. god., u Donori, Pensilvanija, USA 1948. god., kao i u dvanavrata u Londonu, Engleska 1952. i 1962. god., u Tokiju, Japan 1970 god., smrtno stradalo vi{ehiljada ljudi.

Ove tragedije usled aerozaga|enja lokalnih atmosfera nisu mogle biti spre~ene, stoga {tosu zdravstveni efekti usled aeroaga|enja nastupili tek po{to je ekstremno zaga|enje vazduhalokalne atmosfere akutnim polutantima ve} bilo pro{lo.

2.6.2.2. Polutanti hroni~nog dejstva

Polutanti hroni~nog dejstva u vazduhu lokalne atmosfere su oni polutanti ~iji efekti postajuvidljivi tek posle duèg perioda izlaganja ~oveka njihovom dejstvu.

Polutanti hroni~nog dejstva, koji ostavljaju trajne posledice po ljudsko zdravlje, su uzroknajve}eg broja zdravstvenih promena kod ljudi usled aerozaga|enja lokalne atmosfere.

Kako se zdravstvene posledice usled polutanata hroni~nog dejstva kod aerozaga|enjalokalne atmosfere ne javljaju odmah, to se i smrtnost kod ~oveka usled ovih polutanata ne moèposmatrati sa razmera katastrofe, ve} se moè pratiti preko uve}anih stopa i indeksa mortalitetaljudske populacije u odre|enoj regiji.

AEROZAGA\ENJE

75

Smrtnost kod ljudske populacije se ne moè striktno vezati isklju~ivo za uticaj polutanatahroni~nog dejstva na aerozaga|enje lokalne atmosfere, tako da je direktne veze i posledice uticajapolutanata hroni~nog dejstva u vazduhu lokalne atmosfere na smrtnost jako te{ko egzaktno idokazati.

Najopasniji vidovi obolevanja od polutanata hroni~nog dejstva su takozvana profesionalnaobolevanja kod ljudi, koja su mahom vezana za polutante hroni~nog dejstva iz vazduha radnogprostora.

Kontaminacija vazduha radnog prostora je tako|e aerozaga|enje, ali ne spada uaerozaga|enje lokalne atmosfere, ve} predstavlja kontaminaciju vazduha radnog prostora.

Kontaminacija vazduha radnog prostora je specifi~an problem u okviru aerozaga|enja,koji se ne moè niti tretirati, niti razmatrati, niti sanirati po principu, metodama i mehanizmima kaoaerozaga|enje lokalne atmosfere.

Broj smrtnih slu~ajeva, koji se mogu povezati sa aerozaga|enjem, samo u USA, iznose oko50 000 godi{nje.

2.6.2.3. Obolenja op{te populacije

Obolenja op{te populacije poreklom od aerozaga|enja su ona obolenja koja zahvataju sveslojeve ljudi. Obolenja op{te populacije zavise od imisije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.Tu pre svega spadaju:

hroni~ni bronhitis astma plu}ni emfizem

2.6.2.4. Profesionalna obolenja

Profesionalna obolenja poreklom od aerozaga|enja su ona koja zahvataju ljude uodre|enim, najvi{e u radnim sredinama, a koja zavise od koncentracije polutanata u vazduhuradnog prostora. Tu pre svega spadaju:

silikoza (od pra{ine SiO2), promene u plu}ima, predispozicija za plu}nu tuberkulozu azbestoza (od azbestne pra{ine), oìljci na plu}ima, predispozicija za kancer plu}a pneumonokonioza (od ugljene pra{ine), analogne posledice

Najopasnija posledica koju polutanti iz atmosfere imaju po zdravlje ~oveka, bilo da se radio obolenjima op{te populacije, ili profesionalnim obolenjima, je predispozicija za kancer, pre svegaplu}a, ali i drugih organa i tkiva (koè i sli~no).

2.6.3. UTICAJ POLUTANATA U VAZDUHU NA @IVOTINJE

Uticaj polutanata iz vazduha lokalne atmosfere na ìvotinje je sli~an kao i na ~oveka,posebno na urbane (doma}e) ìvotinje, koje su sklone istim obolenjima kao i ~ovek (bronhitis,pneumonije, kancer i sli~no). Posebno je alarmantan uticaj aerozaga|enja na obolevanje ìvotinja izlanca ishrane ~oveka, koje izaziva posredne posledice kod ~oveka.

U tabeli 2.6.4. dati su rezultati nekih laboratorijskih testiranja ìvotinja na polutante te{kihmetala iz vazduha.

Posledice po ìvotinjski svet u prirodi (divlje ìvotinje) su mnogo izraènije nego posledicekod urbanih ìvotinja i kod ljudi. Za razliku od ~oveka i urbanih ìvotinja, ìvotinjski svet u prirodije prepu{ten prirodnim reakcijama organizama na aerozaga|enje.

Kako su uticaji polutanata iz atmosfere i obim zaga|enja atmosfere u ruralnim (prirodnim)sredinama zna~ajno niì od istih uticaja u urbanim sredinama, mnoge ìvotinjske vrste su seprilagodile atmosferskom zaga|enju, preko fiziolo{kih i genetskih transformacija vrste.


76

Tabela 2.6.4. Metali iz vazduha koji mogu izazvati nepovoljne zdravstvene efekte

Element Izvori Zdravstveni efekti

Antimon (Sb) industrija skra}ivanje vremena ìvota pacova

Arsen (As) ugalj, nafta, deterdènti,pesticidi, rudna jalovi{ta

kancer

Berilijum (Be) ugalj, industrija, raketnagoriva, nuklearni reaktori

akutno i hroni~no trovanjeorganizma, kancer

Kadmijum (Cd)ugalj, jalovina rude Zn, vo−dovodne cevi, duvanski dim

obolenje srca, krvnih sudova,hipertenzija, uticaj Zn i Cu naorganizam

Germanijum (Ge) ugalj smanjenje uro|ene otpornosti

Olovo (Pb) izduvni gasovi u saobra}aju,boje

o{te}enja mozga, konvulzije,nekontrolisano pona{anje, smrt

@iva (Hg) ugalj, elektri~ne baterije,industrija

nervna razaranja, smrt

Nikal (Ni)

dizel gorivo, lo` ulje, ugalj,duvanski dim, hemikalije ikatalizatori, ~elik, nemetal− nelegure

kancer plu}a

Selen (Se) ugalj, sumpor krvarenje desni, karijes, kancerpacova

Vanadijum (V)nafta, hemikalije, katalizatori,~elik i nemetalne legure

nema primetnih posledica do sada,na ovom nivou kori{}enja (nizaknivo)

Itrijum (Y) ugalj, nafta kancer mi{eva

Neke ìvotinjske vrste, pre svega ptice (golub, vrabac, vrana i sli~ni), kao i glodari (pacovi,mi{evi i sli~ni), prilagodili su se i na aerozaga|enje u urbanim sredinama.

Na àlost, mnogobrojne ìvotinjske vrste su davno i{~ezle iz urbanih sredina, pre svih pticepeva~ice.

Tako|e, mnoge ìvotinjske vrste su degradirane do nivoa ekstremno malog brojaprimeraka, koji se mogu na}i samo u odre|enim zonama, dok su pojedine ìvotinjske vrstereducirane do nivoa blizu izumiranja.

Zbog sli~nih reakcija organizama prema aerozaga|enju, ìvotinjske vrste, posebnodominantne u urbanim sredinama, koriste se za analize uticaja pojedinih polutanata na ~oveka,putem laboratorijskih testova na odre|ene polutante.

Kao {to se moè videti, veliki broj te{kih metala, polutanata iz atmosfere, moè izazvatiozbiljne zdravstvene posledice kod ìvotinja, a tako|e i kod ljudi. Ovi te{ki metali se mahom nalazeu obliku ~estica i aerosolova u atmosferi.

Stoga je zna~aj uklanjanja ~vrstih ~estica iz otpadnih fluida prilikom evakuacije uatmosferu, izuzetno veliki sa stanovi{ta za{tite ìvotne sredine.

2.6.4. UTICAJ POLUTANATA U VAZDUHU NA MATERIJALE

Direktnim dejstvom polutanata iz vazduha lokalne atmosfere na materijale dolazi dopropadanja materijala usled hemijskih i elektrohemijskih reakcija koje se odvijaju u uslovimavla`nog kontaminiranog vazduha lokalne atmosfere.

Propadanje metalnih materijala je poznato kao korozija metala.Korozija metala prvenstveno zavisi od ~isto}e metala, vrste i koli~ina primesa u metalu,

sadràja korodivnih materija (agenasa korozije) u vazduhu lokalne atmosfere, vlage u atmosferi,temperature vazduha i svetlosti.

âk i male koli~ine vlage u vazduhu izazivaju veliku koroziju metala, posebno usledpermanentnog prisustva elektrolita u vazduhu, usled sadràja kiselih oksida, kao {to su SO2, NO2,CO2 i drugih, {to aktivira korodivno dejstvo kiseonika u vazduhu lokalne atmosfere.

AEROZAGA\ENJE

77

Uticaj svetlosti se ogleda u potpomaganju i ubrzavanju reakcionih procesa izme|upolutanata, vlage i materijala (fotohemijski procesi).

Gra|evinski i drugi nemetalni materijali, propadaju pod dejstvom polutanata u atmosferi,bilo da korodiraju (nemetalni materijali), ili da stare (tekstil, guma, koà, plastika i sli~no).

Najvi{e podleù koroziji pod dejstvom polutanata iz vazduha lokalne atmosfere tvrdikre~nja~ki materijali, koji pod dejstvom SO2, a delom i NO2 iz atmosfere prelaze u krte idimenziono ve}e sulfate (CaSO4⋅2H2O − gips , izaziva bubrenje, pucanje i opadanje povr{inskogsloja), ili spra{ene nitrate kalcijuma (Ca(NO3)2), uz emitovanje CO2 u atmosferu.

Ovo propadanje je ja~e izraèno kod vezivnih materijala (razni malteri) negokonstrukcionih materijala (mermer, kamen i drugo).

Gume stare tako {to pod dejstvom oksidanasa iz vazduha dolazi do kidanja elasti~nih vezaizme|u slojeva polimera (kidanje sulfidnih mostova), kao i adicije na dvostrukim vezama upolimernim lancima.

Plastika stari tako {to pod uticajem oksidanasa i drugih agenasa iz vazduha dolazi dodepolimerizacije, supstitucije i adicije na polimerima.

Kod obe navedene grupe materijala, prilikom starenja se menjaju ne samo hemijske, ve} imehani~ke osobine materijala, materijali postaju krti, ispucali, gube elasti~nost i tvrdo}u, boju isli~no. Starenja gume i plastike su posebno pospe{ena permanentnim izlaganjem dejstvu sun~evesvetlosti (fotooksidacija i fotokatalizacija procesa propadanja materijala).

Papir, tekstil i koà propadaju usled reakcije aditiva sa polutantima iz vazduha, posebno saoksidansima, sa sli~nim efektima kao i guma i plastika, kao i sa sli~nim uticajem sun~eve svetlosti napropadanje navedenih materijala.


78

2.7. OSOBINE POLUTANATA

Od univerzalnog zna~aja za analiziranje problematike i posledica aerozaga|enja su samo"strate{ki" polutanti, odnosno polutanti koji pove}avaju globalno zaga|ivanje atmosfere.

Uticaj globalnog zaga|enja atmosfere na aerozaga|enje lokalne atmosfere se ogleda upostojanju uve}ane imisije "strate{kih" polutanata, kao {to su SO2, NOx, CO, CxHy, kao i imisije CO2

i drugih.I naj~istije lokalne atmosfere, sa minimalnim aerozaga|enjem na nivou podru~ja (lokalno i

regionalno aerozaga|enje) sadrè navedene "strate{ke" polutante, koji poti~u od globalnogzaga|enja kompletnog vazduha u atmosferi.

Ostali polutanti su karakteristi~ni samo za pojedina~ne lokacije, odnosno karakteristi~ni zalokacije sa specifi~nim izvorima emisija polutanata u atmosferu.

Karakter njihovog dejstva na ìvotnu sredinu, kao i obimi imisija kod ovih polutanata,mogu se sagledavati samo na lokalnom nivou, tamo gde se usled emitovanja iz lokalnih izvoraaerozaga|enja, nalaze u vazduhu lokalne atmosfere.

2.7.1. SUMPOROVA JEDINJENJA − SOX, H2S, SULFATI

2.7.1.1. Osobine polutanata

Sumporovih oksida − SOx − od sumporovih oksida najvi{e zastupljeni polutant uaerozaga|enju je SO2.

SO2 je na normalnoj temperaturi bezbojan, nezapaljiv gas (tk=−10 °C),. SO2 se u vazduhuzadràva od 12h do 6 dana, a iz atmosfere se brè uklanja apsorpcijom u vodi, zemlji{tu i biljkama,nego hemijskom ili fotohemijskom oksidacijom.

Za prose~no vreme boravka u atmosferi od 0.5−2 dana SO2 se moè transportovati i donekoliko stotina kilometara kroz vazduh.

SO2 je teì od vazduha, gustine na normalnim uslovima iznosi ρ=2.927 kg/m3.SO2 je veoma dobro rastvoran u vodi, tako da u vodi podleè hemisorpciji grade}i

nestabilnu sumporastu kiselinu. Od svih gasova u atmosferi sa realnim sadràjem, posle ksenonaima najmanji koeficijent provo|enja toplote λ=0.0077 W/m⋅K.

SO2(g) + H2O ↔ SO2 (l) + H2O ↔ H2SO3

Nestabilna sumporasta kiselina se brzo razlaè u vodenom rastvoru i ponovo se izdvajagasoviti SO2. Stabilnosti sumporaste kiseline doprinose alkalne supstance, kako same baze, tako ialkalni i zemnoalaklni metali koji grade u rastvoru soli, normalne i kisele sulfite, rastvorne u vodi(Na, K, NH3, ..), ili voluminozne taloge koji te{ko sedimentuju (Ca, Ba, ..).

Apsorpciju SO2 pospe{uje vlaga u vazduhu. Pri vla`nom vremenu najve}a koli~ina SO2 seapsorbuje u niìm vazdu{nim slojevima pri tlu i tu zadràva odre|eni vremenski period.

Od ovako apsorbovanog SO2, nastaju izmaglice, hemijske izmaglice, smog i sli~neatmosferske pojave pri tlu.

Pri suvom vremenu SO2 se podiè u vi{e slojeve vazduha, gde se u kontaktu sakondenzovanim kapima apsorbuje.

Deo apsorbovanog SO2 se vra}a na tlo neposrednog okruènja izvora emisije u vidu kiselihki{a.

Kako sam SO2, tako i H2SO3 i nastali sulfiti ne podleù oksidaciji atmosferskim kiseonikomu ve}em stepenu. Da bi se izvr{ila katalizacija SO2, H2SO3 ili sulfita do SO3, H2SO4 ili sulfatapotrebno je prisustvo katalizatora, naj~e{}e oksida metala, koji su prisutni u pra{ini i aerosolu uatmosferi, bilo prirodnog, bilo antropogenog porekla.

Tako H2SO4 nastaje u atmosferi kataliti~kom oksidacijom atmosferskim kiseonikom okojezgara kondenzacije. Prose~no zadràvanje sulfata u atmosferi je 3−5 dana, za koje vreme se mogutransportovati oko 1 000 km kroz vazduh.

AEROZAGA\ENJE

79

Odre|ene supstance, pre svega puferi (NH3 pufer, ..) pospe{uju kataliti~ku oksidaciju SO2.Kako amonijaka u vazduhu ima u realnoj koli~ini, pogotovu u vi{im atmosferskim slojevima (gaslak{i od vazduha), to je uzrok {to je najve}a masa SO2 transformisanog u vi{im i visokim slojevimaatmosfere u obliku ~vrstog aerosola amonija~nih sulfata.

U visokim slojevima atmosfere kiseli i normalni sulfati (NH4HSO4 i (NH4)2SO4) se u oblikufinih ~estica (aerosolova) globalnim strujanjima vazduha prenose na jako velike daljine, preko~itave planete.

Aerosolovi amonija~nih sulfata dugo ostaju u atmosferi. Kada se aerosolovi amonija~nihsulfata na|u u masi visokovla`nih vazdu{nih masa, dolazi do njihovog rastvaranja, hidrolize doH2SO4 i vra}anja na tlo u vidu kiselih ki{a.

(NH4)2SO4 + H2O ↔ H2SO4 + 2⋅NH3↑ +2⋅H2O

Nestabilni amonijak lako otplinjava iz kapljica u okolni vazduh, a kondenzovana H2SO4 saki{om pada na tlo. Na ovaj na~in se kisele ki{e javljaju i u predelima gde ne postoje bliski izvoriemisije SO2. Pretpostavlja se da su upravo aerosolovi amonijum sulfata glavni generatori kiselih ki{ai u dalekim nenastanjenim podru~ijima na Planeti (pra{ume Amazonije, polarne oblasti i sli~no).

U najmanjem obimu se SO2 iz vazduha uklanja fotohemijskom oksidacijom do SO3, pahemisorpcijom do H2SO4, kada se, u zavisnosti od visine sloja vazduha u kojem nastaje, izluùje natlo u vidu atmosferskih padavina (kisele ki{e), ili u~estvuje u stvaranju izmaglica, magli i smoga.

U slu~ajevima ekstremno visokih emisija SO2 u vazduh lokalne atmosfere se moguo~ekivati pod odre|enim ambijentalnim uslovima i pojave hemijskih izmaglica (izmaglica odkondenzovane H2SO4). Ove izmaglice nisu o~ekivane u blizini termoelektrana (emisija oko 15 000− 20 000 t SO2 godi{nje) sa visokim dimnjacima (obi~no > 100 m), ve} se pre mogu o~ekivati ublizini metalur{kih kombinata i topionica ruda i metala, kod kojih su niì dimnjaci (< 100 m).

Procenjuje se da rudarsko−metalur{ki kombinat "Trep~a" godi{nje emituje preko 30 000 tSO2 (∼ 80−100 t SO2 na dan) u vazduh lokalne atmosfere, {to predstavlja koli~inu koja pododre|enim ambijentalnim parametrima (visok pritisak, inverzija, tiho vreme bez vetra) moèstvarati hemijske izmaglice od H2SO4 na pojedinim lokalitetima oko izvora emisije.

SO3 je na normalnim uslovima te~nost (tk=+45 °C). SO2 i SO3 izazivaju koroziju metala,kao i propadanja kre~njaka, maltera, boja, hartije, starenje koè i drugih konstrukcionih materijala.

Navedeni polutanti, deluju uobi~ajeno zajedno sa ~esticama i aerosolovima u vazduhu (obatipa polutanata naj~e{}e zajedni~ki poti~u od procesa sagorevanja goriva i ruda), sa kojima imajusinergeti~ko delovanje.

Na ~esticama pra{ine, naj~e{e sa sadràjima jona metala, vr{i se oksidacija SO2 do SO3 ikondenzacija vodene pare, ~ime u atmosferi nastaju kapljice H2SO4, koje se mogu udisanjem unetiduboko u plu}a. Sinergeti~ko dejstvo dima i SO2 u sadejstvu sa maglom predstavljaju osnovu zastvaranje klasi~nog smoga.

H2S je otrovan gas, neprijatnog mirisa (tk=−60 °C), teì je od vazduha, gustine prinormlanim uslovima od ρ=1.539 kg/m3, u vazduhu se kratko zadràva, nekoliko sati, po{to podleèbrzoj hemijskoj oksidaciji ili fotooksidaciji do SO2.

O3 direktno oksidi{e H2S do SO2, tako da je to jedna od reakcija razgradnje ozona uatmosferi.

Kako je najve}a koli~ina H2S u atmosferi iz prirodnih izvora (oko 98 ⋅ 106 t godi{nje), to jeovo tro{enje ozona u okviru prirodne ravnoteè, odnosno kruènja kiseonika u prirodi.

H2S + O3 → SO2 + H2O

Molekulski kiseonik O2 tako|e uspe{no oksidi{e H2S do SO2. Ova reakcija se moè vr{itiuz hemijsku katalizu (organski radikali, NOx i sli~no), ili kao fotohemijska reakcija.

H2S + 1.5⋅O2 kat → SO2 + H2O


80

Fotohemijska reakcija je dvostepena, preko atomskog kiseonika.

O2hν → 2⋅|O|

H2S + |O| → HS + OHHS + OH + O2 → SO2 + H2O

H2S se rastvara u vodi, grade}i kiselinu H2S, koja je reaktivnija od gasa H2S. Stoga su svegore navedene reakcije intenzivnuije u prisustvu vlage i kapljica u atmosferi.

U atmosferi je zastupljen pribli`no kao i SO2, oko 0.0002 ppm zapreminski (maseno oko0.25 µg/m3 kao S). Sadràj SO2 i H2S iznosi po oko 20% od sumporovih jedinjenja u atmosferi.

Sulfati su najstabilnije forme sumpora u atmosferi, te ih stoga ima i najvi{e, oko2 µg/m3 zapreminske koncentracije, odnosno 0.7 µg/m3 kao S.

Sulfati u atmosferi predstavljaju najzastupljenije ~vrste aerosolove, koji mogu zna~ajnodugo da ostanu u atmosferi, pogotovu na velikim visinama, ~ime se njihova koli~ina u atmosferipermanentno uve}ava.

Od svih aerosolova u atmosferi, sulfati imaju najve}i uticaj na klimu i klimatske promene.Sulfati u atmosferi najvi{e poti~u od morske pene (morski sprej), oko 132⋅106 t godi{nje.

U atmosferi sulafti predstavljaju krajnji produkt reakcija oksidacije SO2 i H2S, pa ih i sa togstanovi{ta ima najvi{e od sumporovih jedinjenja u atmosferi. Tre}i prirodni izvor sulfata u atmosferisu vulkanske erupcije, kada se pored SO2, H2S izbacuju i sulfati u atmosferu.

2.7.1.2. Zdravstvene posledice

SO2 je opasan polutant, koji direktno visoko ugroàva ìvi svet i celokupno ~ovekovookruènje. Me|utim, SO2 je zna~ajno opasniji polutant u sinergeti~nom dejstvu, u kombinaciji sapra{inom od sagorevanja.

Biolo{ki poluìvot SO2 je 20 minuta. Koncentracija od 0.5 ppm (1.25 mg/m3) SO2 trajnoo{te}uje biljne vrste. Prag mirisa SO2 kod ~oveka iznosi 0.47 ppm (1.25 mg/m3).

Koncentracija SO2 od 8−12 ppm (20−30 mg/m3) izaziva nadraàje organa za disanje.Pri prose~nim 24−satnim koncentracijama SO2 i dima, svaka iznad 0.500 mg/m3 (0.2 ppm),

nastupa pove}ani morbiditet i mortalitet.[tetna koncentracija SO2 kod starijih osoba i hroni~nih bolesnika po~inje ve} od

0.1−0.2 ppm (0.25−0.5 mg/m3).Efekti na zdravlje ljudi se ogledaju, pre svega, u pove}anoj frekvenciji respiratornih bolesti,

posebno bronhitisa i raka plu}a. Pri ve}im koncentracijama pove}ava se broj obolenja i smrtnost,posebno kod starijih osoba i dece.

Maksimalno dozvoljena koncentracija SO2 u vazduhu u radnim prostorijama (MDKrp)iznosi 4 ppm (10 mg/m3), prema JUS−u.

Maksimalno dozvoljena koncentracija H2S u vazduhu u radnim prostorijama (MDKrp)iznosi 7 ppm (10 mg/m3), prema JUS−u.

2.7.1.3. Rasprostranjenost i izvori emisije

Zaga|enje vazduha sa SO2 jedan je od naj~e{}ih vidova zaga|ivanja atmosfere. Iako vi{eSO2 u atmosferi (oko 50 %) poti~e iz prirodnih nego iz antropogenih izvora, (147 ⋅ 107 t na prema103 ⋅ 107 t god.), razlika se sve vi{e smanjuje.

Izvori zaga|ivanja sa SO2 mogu biti direktne emisije i posredne emisije.Najve}e direktne emisije SO2 iz prirodnih izvora su vulkanske aktivnosti, {umski poàri i

sli~no, {to iznosi oko 3.5% ukupne prirodne emisije SO2.Najve}i posredni izvori emisije SO2 su izvori emisije H2S na kopnu i u vodi, od koje u

atmosferi nastaje SO2.

AEROZAGA\ENJE

81

Ukupni prirodni izvori emisije H2S, koji nastaje biolo{kim raspadanjem tkiva organizama,iznose oko 2/3 (66.67%) ukupne prirodne emisje SO2 u atmosferu.

Ukupni prirodni izvori emisije sulfata u atmosferu, pre svega morski sprej, iznose oko 30%ukupne prirodne emisije SO2 u atmosferu.

Osnovni antropogeni izvori zaga|ivanja vazduha sa SO2 su sagorevanjem fosilnih goriva.Potreba za sve ve}om koli~inom energije ima za posledicu stalni porast obima ovog oblikazaga|enja.

U atmosferu se iz antropogenih izvora najvi{e emituje SO2, dok se SO3 emituje mnogomanje.

Emisija SO3 je najve}a u procesima sagorevanja (< 10%), dok SO3 u atmosferi najve}imdelom (> 90%) nastaje oksidacijom sa O3, kataliti~kom oksidacijom atmosferskim kiseonikom O2

(katalizatori su metalni joni, naj~e{}e Mn+2, Cu+2, Fe+3), kao i fotohemijskom oksidacijom sa |O|.

SO2 + O3 →SO3 + O2

SO2 + 1/2⋅O2kat → SO3

O2 hν → 2⋅|O|

SO2 + |O| → SO3

SO3 je anhidrid sumporne kiseline, veoma je higroskopan, tako da vrlo brzo u prisustvuvlage stvara hemijsku izmaglicu H2SO4, a tako|e ulazi i u sastav magle, smoga i ostalihkondenzacionih atmosferskih formi u niìm vazdu{nim slojevima. Nastajanje H2SO4 pospe{ujujezgra kondenzacije, naj~e{}e aerosolovi i ~estice pra{ine u vazduhu.

Deo SO2 u prizemnim slojevima atmosfere se absorbuje od strane vegetacije.U vi{im vazdu{nim slojevima, pod dejstvom aerosolova oksida metala, a pre svega

amonijaka i aerosolova amonija~nih soli, od SO3 i vlage nastaju sulfati, koji su kao ~vrsti aerosolovinajstabilniji u atmosferi u visokim slojevima, najduè se zadràvaju u atmosferi i najdalje se raznosejakim vazdu{nim strujanjima kroz gornje slojeve atmosfere.

SO3 + H2O + 2⋅NH3 → (NH4)2SO4

Ranije je oko 1/3 SO2 poticalo iz antropogenih faktora, usled raznovrsnih ljudskihaktivnosti, u ~emu su najve}i udeo imali sagorevanje goriva (oko 73.5%) i industrijski procesi (oko22%).

Danas se, razvojem tehnolo{kih i tehni~kih kapaciteta u industriji, pove}ao udeoantropogenih faktora usled ljudskih aktivnosti na oko 40%, prema prirodnim izvorima, oko 60%.

Antropogeni izvori H2S su malo zastupljeni, oko 5% ukupne emisije H2S (∼3⋅106 t ra~unatona S), mahom iz industrije papira, rafinisanja ulja i sli~no.

Antropogeni izvori sulfata su izrazito malo zastupljeni, mahom iz fabrika i drugihproizvodnih pogona NHT.

Tako je u urbanim sredinama, posebno u sredinama sa razvijenom termoenergetikom,metalurgijom i industrijom za preradu metala, izraènija emisija SO2 u vazduhu lokalne atmosfereod emisije drugih sumpornih jedinjenja.

U tabeli 2.7.1. prikazani su podaci o globalnoj emisiji sumpora u atmosferu tokom 1976.godine.

Od svih goriva kao potencijalnih izvora emisije, najvi{e SO2 se dobija sagorevanjem uglja,koji sadrì od 0.5−5% sumpora.

Deo sumpora u uglju ostaje u {ljaci i pepelu (nesagorljivi S, naj~e{}e oko 30%), dok se ve}ideo sumpora (preko 60%) sagorevanjem uglja prevodi u SO2.

Nafta tako|e sadrì sumpor, obi~no ne{to manje koncentracije nego ugljevi. Me|utim,kompletan sumpor u nafti je sagorljivi sumpor pa goriva od nafte, naro~ito teè frakcije, imaju ve}iemisioni efekat SO2 od ugljeva.


82

Tabela 2.7.1. Emisija sumpora iz antropogenih i prirodnih izvora

Izvor sumpora Emisija , ⋅106 tAntropogeni izvoriSagorevanje uglja 61.9Sagorevanje nafte 29.1Topljenje ruda: Cu, Zn, Pb 10.7Proizvodnja H2SO4 1.3Proizvodnja celuloze i papira 0.6Ukupno antropogeni izvori 103.6Prirodni izvoriVulkani 5.0Morska magla 44.0Biolo{ki (okeani) 50.0Biolo{ki (kopno) 48.0Ukupno prirodni izvori 147.0U k u p n o 250.0

Pretpostavlja se da sumpor u nafti poti~e od organski vezanog sumpora u izumrlimorganizmima. Prilikom prerade nafte najve}i deo sumpora ostaje u te{kim frakcijama (dizel ulja) imazutu.

Tako je sagorevanje te{kih dizel ulja ("nafte") i mazuta, u industrijskim i termoenergetskimkotlovima, zna~ajan izvor ovog polutanta (oko 0.75−2.5% S).

Prirodni gas po pravilu nije zna~ajan izvor SO2, po{to se sastoji skoro 90% od metana(CH4). Me|utim, na pojedinim lokacijama sadràj prate}ih gasova (CO2, N2, H2S) u prirodnom gasumoè dosti}i zna~ajne vrednosti, od 20−50%.

Tako pojedini prirodni gasovi, pre svega oni koji sadrè ve}e koli~ine H2S (barski gas),predstavljaju izvore polutanta SO2 u atmosferi u razmerama koje se ne smeju zanemarivati.

Slede}i zna~ajan izvor polutanta SO2 je metalurgija, po{to je najve}i broj ruda sumpornogporekla (sulfidnog i sulfatnog). Tako se recimo za svaku tonu bakra "proizvede" i 0.49 t SO2.

Stoga se pored topionica naj~e{}e prave pogoni za proizvodnju H2SO4, te~nog SO2,(NH4)2SO4 i sli~no.

I pored toga, metalurgija po zna~aju ostaje drugi antropogeni izvor polutanta SO2 uatmosferi, posle termoenergetike.

Industrija moè biti i posredan izvor polutanta SO2 u atmosferi, preko repromaterijala,pomo}nih materijala i aditiva.

Tako su fabrike hartije zna~ajni izvori SO2 u atmosferi. SO2 se osloba|a u procesu kuvanjaceluloznih vlakana, prethodno tretiranih, radi primarne operacije reduciranja mase drveta dovlakana, sa Na2S, MgSO3, CaSO3 i sli~no.

Posebnu nepovoljnost sa aspekta aerozaga|ivanja sa SO2 ~ini veliko zaga|ivanje vazduhalokalne atmosfere, zgradnim postrojenjima i individualnim kotlarnicama, kao i ostalim loì{tima ipe}ima na ~vrsto i te~no gorivo, tokom zimskog perioda.

Kao {to se iz svega iznetog moè sagledati, problem zaga|ivanja vazduha atmosfere sa SO2

je danas jedan od najve}ih, ako ne i najve}i globalni problem zaga|ivanja atmosfere, tako da nema"bezna~ajnih" izvora polutanta SO2 u atmosferi.

Ovo se jednako odnosi kako na globalno zaga|ivanje atmosfere, tako i na nivo zaga|ivanjavazduha lokalnih atmosfera.

AEROZAGA\ENJE

83

Tabela 2.7.2. Tipi~an sastav kolubarskog su{enog lignita

Sadràj (%) Sadràj (%)Vlaga 24.50 S − ukupni 0.97Pepeo 8.84 S− sagorljivi 0.67Ugljenik 30.00 S− piritni 0.54Asortiment (mm) 15−60 SO2 0.29

2.7.1.4. Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere sa SO2

Obim zaga|enja atmosfere sa SO2 je na nivou emisije od n ⋅ 10 6 t SO2 godi{nje u zemljamasa razvijenom industrijom i energetikom u Evropi.

Podaci su prezentirani na bazi vi{e me|unarodnih skupova u Evropi u organizaciji OECD iUN.

Trendovi emisije SO2 za jednu deceniju, izme|u 1972 i 1982 god., prema rezultatimaispitivanja u Evropskim zemljama pokazuju da je op{ti trend smanjenje emisije SO2 u zemljamaZapadne Evrope, dok je op{ti trend u zemljama Isto~ne i Ju`ne Evrope pove}anje emisije SO2.

Kretanja emisije SO2 u SFRJ data su na dijagramu 2.7.1., prema zvani~nim izve{tajimaElektroprivrede Srbije, prezentiranim na vi{e me|unarodnih tematskih stru~nih skupova.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990

Godina

Em

isija

SO

2 u

mili

on to

na

Energet. Indust. Doma}in. Saobra}aj

Dijagram 2.7.1. − Uticaj termoenergetskih objekata na emisiju SO2 u SFRJ

Kao {to se moè sagledati iz dijagrama 2.7.1. problematika emisije SO2 u SFRJ u periodu1980. − 1990. god. se razli~ito kretala u odnosu na zastupljene kategorije izvora emisije.

Od 1980. god. pa do 1988. god. termoenergetski objekti beleè rast emisije SO2, uz dvaperioda stagnacije, 1981. − 1982. god. i 1985. − 1987. god.

Maksimum emisije SO2 je dostignut 1988. godine i iznosio je 1.2224 ⋅ 10 6 t godi{nje.Od 1988. god. emisija SO2 iz termoenergetskih izvora u SFRJ beleì permanentan pad, da

bi 1990. god. dostigla nivo iz 1987. god.


84

O~igledno je sa dijagrama da je kapacitet emisije SO2 iz termoenergetskih objekata u SFRJiznosio oko 1.0 ⋅ 10 6 t godi{nje, pri ~emu je tokom 1988. god. na~injen proboj emisije, ve}im delomkao posledica pove}anja proizvodnje elektri~ne energije, a manjim delom usled iskopa lignita niìhkvaliteta (sa vi{e sagorljivog sumpora) te godine.

Procena je da bi, prema instaliranim termoenergetskim kapacitetima, dana{nja Jugoslavija,bila na nivou godi{nje emisije SO2 iz termoenergetskih objekata u granicama izme|u 0.7−0.8 ⋅ 10 6 tgodi{nje, sa probojima do 1.0 ⋅ 10 6 t godi{nje.

2.7.1.5. Uticaj industrijskih objekata na emisiju SO2 u SFRJ

Od 1980. god. pa do 1988. god. industrijski objekti beleè permanentni blagi pad emisijeSO2, uz nekoliko perioda stagnacije, sa kratkotrajnim manjim porastom tokom 1988. god.

Uravnoteèna emisija SO2 je od po~etka 1980. god. od oko 0.3 ⋅ 10 6 t godi{nje, opala je na< 0.2 ⋅ 10 6 t godi{nje tokom 1990. god.

O~igledno je sa dijagrama da je kapacitet emisije SO2 iz industrijskih objekata u SFRJbeleìo permanentni blagi pad usled pada nivoa industrijske proizvodnje u zemlji.

Procena je da bi, prema instaliranim industrijskim kapacitetima, dana{nja Jugoslavija, bilana nivou godi{nje emisije SO2 iz industrijskih objekata u granicama izme|u 0.075−0.1 ⋅ 10 6 tgodi{nje, sa probojima do 0.15 ⋅ 10 6 t godi{nje.

2.7.1.6. Uticaj doma}instava na emisiju SO2 u SFRJ

Od 1980. god. pa do 1988. god. doma}instva beleè permanentno oscilovanje emisije SO2,u granicama od 0.20−0.24⋅10 6 t, uz dva maksimum 1983. god. (0.2604⋅10 6 t godi{nje) i 1997. god.(0.2666⋅10 6 t godi{nje), kao i jednim drasti~nim padom tokom 1988. god. (0.128⋅10 6 t godi{nje).

Emisija SO2 je od po~etka 1980. god. oscilovala oko 0.24 ⋅ 10 6 t godi{nje, sa prili~nouravnoteènim dekadnim bilansom.

O~igledno je sa dijagrama da je kapacitet emisije SO2 iz doma}instava u SFRJ beleìopermanentno oscilovanje oko ustaljene vrednosti.

Procena je da bi, prema kvalitetu i kvantiteu raspoloìvih goriva, kao i pe}i za individualnogrejanje, dana{nja Jugoslavija, bila na nivou godi{nje emisije SO2 iz doma}instava u granicamaizme|u 0.1−0.15⋅10 6 t godi{nje, sa probojima do 0.2⋅106 t godi{nje.

2.7.1.7. Uticaj saobra}aja na emisiju SO2 u SFRJ

Kao {to se vidi sa dijagrama, najmanji uticaj na emisiju SO2 u SFRJ je bio od saobra}aja(reda veli~ine 50× manji od termoenergetike, a 10−15× manji od industrije i doma}instava). Od1980. god. pa do 1989. god. saobra}aj beleì permanentno oscilovanje emisije SO2, u granicama od0.026 − 0.03 ⋅ 10 6 t, uz ekstremno uve}avanje kapaciteta emisije u 1990. godini (oko 2.5×), sadostignutim maksimumom 1990. god. od 0.0577 ⋅ 10 6 t godi{nje.

Osnovni uzrok ovako enormnog skoka u 1990. god. treba traìti u drasti~nompogor{avanju stanja energenata na trì{tu, kada dolazi do nekontrolisanog uvoza goriva jako lo{ihkvaliteta, {to se odraàva i na drasti~no uve}ane emisije polutanata SO2 od saobra}aja te godine.

Procena je da bi, prema kvalitetu i kvantitetu saobra}ajnih sredstava, dana{nja Jugoslavija,bila na nivou godi{nje emisije SO2 iz saobra}ajnih izvora emisje u granicama izme|u 0.015 − 0.020 ⋅10 6 t godi{nje, sa probojima do 0.025 ⋅ 10 6 t godi{nje.

AEROZAGA\ENJE

85

2.7.1.8. Uticaj prekograni~nog transporta na depoziciju SO2 u SRJ

Na bazi evropske konvencije o saradnji oko ograni~avanja, smanjivanja i spre~avanjazaga|ivanja vazduha, koje ugroàva ìvotnu sredinu, izraènih preko 4 dokumenta:

Protokola o dugoro~nom finansiranju programa pra}enja aerozaga|enja 3 Protokola za smanjivanje emisija sumpora, azota i isparljivih organskih materija, kao

i njhovih prekograni~nih transporta (EMEP) iz perioda od 1979. god. do 1993. god.,izra|ena je procena bilansa globalne emisije sumpora (prukazana u tabeli 2.7.3. kaoemisija S × 1000 t), za periodu od 1985. god. do 1992. god., sa udelima pojedinihdelatnosti u emisiji

Bilansi su ra|eni bez podataka o potro{nji goriva.

Tabela 2.7.3. Globalna emisija S u 10 3 t, za period od 1990.−1992. god

Emisija S 1990. god. 1991. god. 1992. god.(Izvori emisije) t ×1 000 % t ×1 000 % t ×1 000 %Termoelektrane 224 87.9 195.5 87.7 167.5 84.6Industrija 10 3.9 6.5 2.9 5 2.6Doma}instva, zanatsvo iustanove

20 8.2 21 9.4 25.5 12.8

Saobra}aj − − − − − −Ukupno 254 100 223 100 198 100

Kao {to se moè sagledati iz prezentirane tabele, najve}i obim globalne emisije S je iztermoelektrana. Indikativno je da sa padom standarda, od 1990. god. opada i u~e{}etermoelektrana, a raste u~e{}e zanatstva i grejanja individualnih doma}instava i ustanova.

Industrija u navedenom periodu od 1990. god. pa do 1992. god., u periodu pre dono{enjaekonomskih sankcija SRJ, beleì drasti~an pad od oko 50 %.

U istom periodu zanatsvo, doma}instva i ustanove beleè rast od oko 50%. U isto vreme uzemljama oko nas se emituje zna~ajna koli~ina sumpora u atmosferu (tabela 2.7.4.).

Kako ova prezentacija emisije sumpora u SRJ, usled nedostatka podataka, ne obuhvatadoprinos saobra}aja u emisiji sumpora, to se moè slobodno dodati 25−30% na prezentiranerezultate, radi realnije slike o situaciji sa emisijom S u SRJ.

Tabela 2.7.4. Emisija S u okolnim dràvama u 103 t godi{nje

Dràva 1990 1991 1992Italija 1 090 1 090 1 090Austrija 45 42 42Slovenija 125 125 125Hrvatska 208 208 208BiH 72 72 72Ma|arska 505 505 505Rumunija 900 900 900Bugarska 1 010 830 830Gr~ka 250 250 250Albanija 25 25 25


86

Slika 2.7.1. − Prose~ne emisije S i N u EMEP−ovoj mre`i kvadranata

Prema EMEP−ovoj mre`i, najve}a prose~na emisija sumpora u navedenom periodu u SRJ(slika 2.7.1.) je u kvadrantu u centralnoj zoni Srbije oko Beograda (emisija nivoa oko 9.86 gS/m2

povr{ine, odnosno oko 19.7 gSO2/m2 povr{ine godi{nje).Ovakav odnos u navedenom kvadrantu je normalno u odnosu na ~injenicu da se u

navedenom kvadrantu nalaze na{e najve}e termoelektrane, TENT−A i TENT−B, "Kolubara−A",TE "Drmno−I" i TE "Drmno−II".

Druga zona emisije je kvadrant u centralnom delu isto~ne Srbije, gde je najve}e u~e{}erudni~ko−topioni~arskog i industrijskog basena "Bor" (emisija nivoa oko 4.61 gS/m2 povr{inegodi{nje, odnosno oko 9.2 gSO2/m2 povr{ine godi{nje).

Ve}u prose~nu emisiju ima zajedni~ki kvadrant ju`ni deo isto~ne Srbije i zapadni deoBugarske (emisija nivoa oko 5.17 gS/m2 povr{ine godi{nje, odnosno oko 19.7 kgSO2/m2 povr{inegodi{nje), ali usled velike emisivnosti sumpora iz izvora u Bugarskoj (prose~no1.09 ⋅ 10 6 t S, odnosno 2.18 ⋅ 10 6 t SO2 godi{nje).

Kako se nezna udeo emisije iz SRJ u zajedni~koj emisiji sa izvorima iz zapadne Bugarske,u ovoj zoni je te{ko proceniti realnu emisiju S po pov{ini.

AEROZAGA\ENJE

87

Najmanja emisija u kvadrantu na teritoriji SRJ je na krajnjem jugu centralne Srbije, u zonikoja obuhvata krajnji jug Srbije i isto~ni Kosmet (emisija nivoa oko 0.34 gS/m2 povr{ine godi{nje,odnosno oko 0.68 gSO2/m2 povr{ine godi{nje).

Indikativni pokazatelj za navedeni period je prekograni~ni transport sumpora. Unavedenom periodu, prema podacima EMEP−a, u SRJ je prose~no uneto iz okolnih zemalja ideponovano na na{e tlo oko 256 000 t S godi{nje.

U navedenom periodu je deponovano 253 000 t S godi{nje, iz ivora emisije sumpora u SRJ(realnije da je iznos depozicije sumpora u navedenom periodu bio oko 330 000 t S godi{nje iz izvorana teritoriji SRJ).

U navedenom periodu, prema podacima EMEP−a, iz SRJ je prose~no izneto ideponovano u okolne zemalje i oko 147 000 t S godi{nje (realnije da je to oko 190 000 t S godi{nje)iz izvora emisije sumpora na na{em tlu.

[to se ti~e raspodele depozicije sumpora u na{oj zemlji, prema podacima EMEP−a (slika2.7.2.) moè se povu}i grani~na zona kao dijagonala severozapad−jugoistok.

Slika 2.7.2. − Ukupna depozicija S u cg/m2 u EMEP−ovoj mreì kvadranata

Ovaj podatak ilustrativno pokazuje ~injenicu da su sve regije, osim "centralnogbeogradskog" i " borskog" kvadranta u na{oj zemlji vi{e ugroène od globalne emisije sumpora negood lokalne i regionalne emisije sumpora.


88

Desno od dijagonale SZ−JI se nalaze zone ugroène depozicijom sumpora. Najve}i deoove zone je u granicama deopozicije sumpora u okviru 2 − 3 g/m2 povr{ine godi{nje.

Centralni "beogradski" kvadrant (povr{ina koja osim Beograda, obuhvata navedene zonetermoelektrana, centralnu, ju`nu, jugoisto~nu, isto~nu i zapadnu Vojvodinu, i severni deo[umadije), pripada zoni depozicije sumpora od 3 − 4 g/m2 povr{ine.

Levo od dijagonale SZ−JI kompletna zona je u granicama depozicije sumpora od1 − 2 g/m2 povr{ine godi{nje (zapadna, jugozapadna, ju`na Srbija, Kosmet i Crna Gora).

2.1.7.9. Zga|ivanje vazduha lokalne atmosfere sa SO2

Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere sa SO2 u urbanoj sredini zavisi od nekolikofaktora:

tipa dominantnog goriva u industriji tipa dominantnog goriva u doma}instvima tipova industrijskih objekata

Gasovita goriva po pravilu sadrè jako malo sagorljivog sumpora, {to je i normalno sastanovi{ta porekla, kao i principa nastanka gasovitih goriva.

Tipi~an sastav zemnog gasa, kao i uporedni sastav zemnog gasa drugih leì{ta u svetu ileì{ta "Mokrin" kod nas, dati su u tabeli 2.7.5.

Kao {to se moè videti iz dijagrama 2.7.5., u sastavu zemnog gasa leì{ta "Mokrin" nemasadràja sumpornih materija, koje sagorevanjem daju SO2.

Tabela 2.7.5. Tipi~an sastav zemnog gasa

Tip gasa Sastav gasa u % zapr.CH4 CnHm CO2 N2

Mokrin 92.10 4.85 0.48 2.57Pitsburg 83.40 15.80 − 0.80Saratovska oblast 92.20 3.90 0.10 3.80

Te~na goriva sadrè mnogostruko vi{e sagorljivog sumpora od gasovitih goriva. Od te~nihgoriva u industriji se najvi{e koriste mazut i dizel ulja.

Nafte sa na{ih podru~ja su bez sadràja sumpora. Ruske nafte iz leì{ta "Baku" tako|e nesadrè zna~ajnije koli~ine sumpora.

Moè se smatrati da su te~na goriva, mazut i dizel ulja, kod nas u grupi naftnih derivata samalim sadràjem sumpora (tabela 2.7.6.).

Tabela 2.7.6. Elementarni sastav mazuta

Tip mazuta Sastav gorljivih komp. u %C H O+N S

Nizak sadràj sumpora 88.4 10.4 0.7 0.5Visok sadràj sumpora 86.2 10.3 0.5 3.0

Kao {to sledi iz tabelarnog prikaza, elementarni sadràj sagorljivog sumpora u mazutu kodnas je na niskom nivou, odnosno produkcija SO2 u otpadnom gasu se moè proceniti na ispod 1g/m3.

Grani~na vrednost emisije (GVE) za loì{ta na te~na goriva, za kotlove snage od 1−50MW, prema Pravilniku iznosi 3.2 g/m3 (1 250 ppm, ili 0.125%).

AEROZAGA\ENJE

89

^vrsta goriva sadrè najve}e koli~ine sumpora, ali ne moraju uvek da imaju i najvi{esagorljivog sumpora.

Nije redak slu~aj da pojedine nafte, a posebno naftini derivati, teè frakcije goriva, dizelulja i mazut, imaju ve}i sadràj sagorljivog sumpora od ~vrstih goriva.

Od ~vrstih goriva u Jugoslaviji su najvi{e zastupljeni ugljevi, a od ugljeva su najvi{ezastupljeni ligniti.

U tabeli 2.7.7. je dat prose~ni sastav sumpora u lignitima na teritoriji Jugoslavije, kao iinstalisana snaga termoenergetskih objekata..

Tabela 2.7.7. Sadràj sagorljivog sumpora u uglju za termoelektrane u Jugoslaviji

Ugljeni basen Instal. snaga(MW)

Sagorljivi S (%)

Kostolac 1 007 0.70 − 1.70Kolubara 3 162 0.30 − 0.45Kosovo 1 478 0.10 − 0.20Pljevlja 338 0,35

Industrija predstavlja tako|e zna~ajan izvor emisije SO2 u vazduh lokalne atmosfere. Uodnosu na tip industrije i emisiju SO2 moèmo usvojiti slede}u podelu:

izvori emisije I reda − industrijski objekti koji emituju > 3 g/m3 SO2 u otpadnomgasu, pre svih metalur{ki objekti sa pe}ima za topljenje ruda crnih i obojenih metala,industrijski objekti za proizvodnju sumporne kiseline i sulfata i sli~ni objekti kojivisoko optere}uju vazduh lokalne atmosfere sa SO2, koji direktno pove}avaju globalnozaga|enje atmosfere sa SO2, pa je neophodno postavljati postrojenja zadesulfurizaciju kotlovskih i ostalih otpadnih gasova iz procesa (pre~i{}avanje otpadnihgasova radi eliminacije SO2)

izvori emisije II reda − industrijski objekti koji emituju od 1−3 g/m3 SO2 u otpadnomgasu, pre svih topionice i livnice sa pe}ima za topljenje i preradu crnih i obojenihmetala, pojedini industrijski objekti za proizvodnju celuloze i sli~ni, objekti kojizna~ajno optere}uju vazduh lokalne atmosfere sa SO2, koji posredno preko imisijepove}avaju globalno zaga|enje atmosfere sa SO2, pa je potrebno postavljatipostrojenja za desulfurizaciju otpadnih gasova, posebno u slu~ajevima kada je imisijaSO2 vazduha lokalne atmosfere ve} kriti~no uve}ana usled delovanja ukupnih izvoraemisije SO2 na konkretnom lokalitetu

izvori emisije III reda − industrijski objekti koji emituju < 1 g/m3 SO2 u otpadnomgasu, objekti koji ne ugroàvaju zna~ajnije direktno vazduh lokalne atmosfere sa SO2,ve} uve}avaju ukupnu emisiju SO2 na konkretnom lokalitetu, pa naj~e{}e postavljanjepostrojenja za desulfurizaciju otpadnih gasova nije potrebno, osim ako je imisija SO2 uvazduhu lokalne atmosfere kriti~no visoka na konkretnom lokalitetu

Produkti transformacije SO2 u atmosferi po svojim dimenzijama spadaju u fine frakcije~estica, koje se, zbog svojih dimenzija (< 2,5 µ), dugo zadràvaju u atmosferi i ~ine aerosol koji selako raznosi na velike udaljenosti.

SO2 u atmosferi ulazi u sastav magli i smoga, koji se dugo mogu zadràti pri tlu i timezna~ajno ugroziti ìvi svet i okolnu sredinu.

Aerosol, nastao hemijskom i fizi~ko−hemijskom transformacijom SO2 u atmosferi,prete`no se uklanja iz atmosfere padavinama, dok su ~estice (> 2,5 µ ) sposobne da sedimentuju natlo, kao {to su ~estice pra{ine, gareì i sl.


90

Aerosoli sumpornih jedinjenja nastaju u atmosferi transformacijama SO2, a naj~e{}e ih~ine kapi H2SO4 i ~estice NH4HSO4. Zbog toga kapi H2SO4 i ~estica NH4HSO4 ima vi{e u samoj at-mosferi nego u emisijama otpadnih fluida u atmosferu.

U prirodi postoji ravnoteà sumpora, koja se ostvaruje izme|u kopna, vodenih masa iatmosfere, odnosno uspostavljeno je kruènje sumpora u prirodi (slika 2.7.3.).

2.7.1.10. Kruènje sumpora u prirodi

Sumpor je u fazi formiranja planete Zemlje i o~vr{}avanja zemljine kore bio veoma bitansastojak atmosfere. Danas sumpor nema zna~aja za sastav atmosfere. Ne mali broj ruda, koje danaskoristimo u metalurgiji i industriji nemetala je sumpornog porekla, bilo sulfidnog porekla (FeS2,PbS, ZnS, CuS), bilo sulfatnog porekla (CuSO4, CaSO4). Tro{enjem ruda i ostalih sirovina na bazijedinjenja sumpora, pre svega u procesima sagorevanja, mi vra}amo veliki deo mase sumpora nazadu atmosferu.

Sumpor je element od nièg zna~aja za ìvu materiju i ìvi svet, te sa tog stanovi{ta njegovokruènje u prirodi nije od ve}eg ìvotnog zna~aja kao gradivni element. Tako je sumpor danasstrate{ki polutant atmosfere broj jedan, sa stanovi{ta direktne kontaminacije, ne samo atmosfere,ve} i kompletne ìvotne sredine. Sumpor je jedan od najopasnijih polutanata za ìvi svet u prirodi,te je stoga njegovo kruènje u prirodi (slika 2.7.3.) od velike va`nosti.

Slika 2.7.3. − Kruènje sumpora u prirodi

Najve}e koli~ine sumpora iz antropogenih izvora se u atmosferu vra}aju iz procesasagorevanja goriva, a najve}i "emiteri" sumpora iz antropogenih izvora su termoelektrane"

Vra}anjem velikih koli~ina sumpora nazad u atmosferu se danas vr{i nagomilavanjesumpora u atmosferi, koji sve vi{e izaziva {tetne posledice i promene, kako u samoj atmosferi, tako ina povr{ini tla i u vodama.

AEROZAGA\ENJE

91

Smanjivanju emisije sumpora u atmosferu se danas posve}uje najvi{e pa`nje. Emisijasumpora u atmosferu iz antropogenih izvora je danas najvi{e pra}ena, analizirana, kontrolisana,determinisana, spre~avana i zakonski regulisana emisija aerozaga|iva~a.

Emisija sumpora se najvi{e prati i reguli{e i na globalnom nivou. Mnogobrojni skupovi ikongresi iz oblasti aerozaga|ivanja i za{tite ìvotne sredine su danas posve}eni emisiji sumpora uatmosferu. Na odsumporavanje otpadnih fluida koji se emituju u atmosferu je osmi{ljeno najvi{etehnolo{kih postupaka, postavljeno najvi{e tehni~kih re{enja i tro{i se najvi{e novca, od svih ostalihpostupaka pre~i{}avanja.

2.7.2. ÊSTICE I AEROSOLOVI

2.7.2.1. Osobine polutanta

Pod ~esticama i aerosolovima u atmosferi se podrazumevaju dimenzione supstance,~vrstog ili te~nog agregatnog stanja, dijametara od nekoliko cm, do 10−7 cm (∼ 1 nm, odnosno10−3 µ), {to predstavlja dijametre manjih molekula (tabela 2.7.8.). Pri tome se ~estice podmikronskihdimenzija taloè jako sporo, a sa ve}ih visina, gde je jako strujanje vazdu{nih masa, prakti~no se netaloè.

Tabelia 2.7.8. Veli~ine nekih ~estica u atmosferi.

Vrsta aerosola Veli~ina (µ)Molekul gasa 0.0005−0.0075â| 0.001−0.4AgJ 0.004−0.2Virusi i belan~evine 0.01−0.04Duvanski dim 0.01−0.15Dim od uglja 0.01−0.2Dim ZnO 0.03−0.3Dim od ulja za loènje 0.03−1.0Bakterije 0.3−20Izmaglica H2SO4 0.5−3.0Prah SiO2 0.5−10Magla 1−40Lete}i pepeo 1−700Cementna pra{ina 3−100Ugljena pra{ina 10−400Polen 20−60Izmaglica 40−500Liva~ki pesak 250−5 000Kapi ki{e 500−5 000

Taloènje supstanci dimenzionih formi iz atmosfere na tlo se odvija brzinom, u skladu saStoksovim zakonom, koja se odvija prema slede}oj relaciji:

vg d

ov

v=

⋅ ⋅ −⋅

2

18( )ρ ρη

g − gravitaciono ubrzanje ρ − gustina ~estice ηv − viskozitet vazduhad − dijametar ~estice ρv − gustina vazduha


92

Tako bi se ~estica dimenzija oko 0.1 µ, gustine oko 1 g/cm3, taloìla brzinom10−6 m/s, odnosno oko 32 m godi{nje. êstica navedenih osobina ima najvi{e u dimovima (dim oduglja, duvanski dim i sli~no).

Veoma male ~estice odstupaju od navedene relacije, po{to se kre}u haoti~no na sve strane,usled sudara sa drugim molekulima u vazduhu, te se prakti~no nikada ne staloè (Braunovokretanje). Pod ~esticama u atmosferi se podrazumevaju ~vrste i kaplji~aste ~estice koje mogusedimentovati na tlo pod uticajem zemljine gravitacije. Iz atmosfere se ~estice, do dimenzija od 30µ, izluùju na tlo gravitacionim taloènjem.

Pod aerosolovima u vazduhu se podrazumevaju ~vrste i kaplji~aste ~estice podtalo`nihdimenzija, koje ne mogu sedimentovati iz vazduha, ve} se nalaze dispergovane u zapremini vazduha.Ove ~estice su idealna osnova za kondenzovanje para u vazduhu, koje rastvaraju gasove, soli i drugajedinjenja u vazduhu, tako da sa parama aerosolovi mogu graditi veoma opasne magle ("hemijske"magle) i smog ("Londonski" smog).

êstice i aerosolovi predstavljaju najvi{e rasprostranjene polutante u atmosferi,istovremeno sa najkompleksnijim uticajem na ìvotnu sredinu. Osnovne aerosolove predstavljaju~estice dima, ~a|i, pra{ine, kapljice te~nosti, kao i mikroorganizmi, pre svega virusi i bakterije. Izatmosfere se aerosolovi, ispod dimenzija od 30 µ, evakui{u spiranjem atmosferskim padavinama.

Globalni uticaj ~estica predstavlja mehani~ko kontaminiranje atmosfere, ~ime se razli~ite~estice mogu prenositi sa jednog kraja planete na drugi. Lokalni uticaj ~estica se ogleda u zasipanjui mehani~kom kontaminiranju povr{ine tla, biljnog i ìvotinjskog sveta i ljudi.

Zavisno od sadràja i hemijskog sastava, ~estice mogu biti manje ili vi{e opasne po ìvi sveti materijale, posebno u sinergeti~kom dejstvu sa vlagom i gasovitim polutantima.

Najopasniji lokalni uticaj na ìvi svet mogu imati ~estice i aerosolovi koji sadrèradioaktivnu pra{inu. Lokalni uticaji aerosolova se naj~e{}e svode na zasipanje, formiranjeklasi~nog smoga, formiranje magle i sli~no.

Globalne uticaje aerosolova predstavlja zagrevanje atmosfere, apsorpcija zra~enjaemitovanih iz prirodnih i ve{ta~kih izvora, kao i zra~enja iz svemira, refrakcija i difrakcija svetlosti,sorpcija te~nosti, gasova i para na razvijenoj aktivnoj povr{ini ~estica, sinergeti~ki efekti sa nekimdrugim polutantima, formiranje oblaka i drugo.

2.7.2.2. Zdravstveni posledice

Zdravstvene posledice ~esetica i aerosolova na ìvotinjski i biljni svet mogu biti direktne,kontaminiranjem i fizi~kim o{te}enjima disajnih organa, izolacijom li{}a prekrivanjem, trovanjemusled sadràja te{kih metala, ili posredne, uno{enjem para i kapljica, polutanata iz lokalnog vazduhana ~esticama aerosolova kao sorbentima.

Uticaji ~estica i aerosolova na materijale se mogu kretati od hemijskih do estetskih uticaja.Kao {to se moè videti, skoro sve ~estice imaju i dimenzije koje su podtalo`ne, po{to su, ili

kompletno, ili delimi~no u delu lebde}ih ~estica (ispod 30 µm), tako da su zna~aj smanjivanjaemisije aerosolova u atmosferu, kao i kontrola emitovanja ~estica aerosolova u atmosferu jakoveliki.

2.7.2.3. Rasprostranjenost i izvori emisije

êstice i aerosolovi u atmosferi mogu poticati iz prirodnih i antropogenih izvora. Oba tipaizvora mogu imati direktno i posredno emitovanje ~estica u atmosferu:

direktno emitovanje − ispu{tanje ~estica i aerosolova u atmosferu direktno iz samogizvora emisije

posredno emitovanje − nastajanje ~estica i aerosolova u vazduhu usled hemijskih ifizi~ko−hemijskih reakcija izme|u emitovanih ~estica i emitovanih gasova izkonkretnih izvora

AEROZAGA\ENJE

93

Udeo posredno emitovanih ~estica i aerosolova u atmosferu je uobi~ajeno duplo ve}i odudela direktno emitovanih ~estica i aerosolova u atmosferu, kod oba tipa emisije.

Udeo direktnih prirodnih izvora emisije ~estica i aerosolova u atmosferu je neuporedivove}i u odnosu na antropogene izvore (preko 15× od direktnih antropogenih izvora, odnosno preko5× od ukupnih, direktnih i posrednih antropogenih izvora).

Udeo ukupnih prirodnih izvora emisije ~estica i aerosolova u atmosferu je jo{ ve}i uodnosu na antropogene izvore (preko 25× od direktnih antropogenih izvora, odnosno preko 8× odukupnih, direktnih i posrednih antropogenih izvora).

Tako najve}a koli~ina ~estica i aerosolova u atmosferi poti~e od hemijskih ifizi~ko−hemijskih reakcija gasova i ~estica, oko 1,4 ⋅ 107 t godi{nje, iz oba tipa izvora (oko 50%ukupne emisije ~estica i aerosolova u atmosferu).

Nastale ~estice i aerosolove u atmosferi najvi{e sa~injavaju ih soli nastale hemijskimreakcijama gasova SO2, H2S, NOx, Cl2 i drugih, koji se obi~no vr{e u kapljicama te~ne faze uatmosferi. Po isparavanju vode iz kapljica ostaju fino spra{ene soli kao lebde}i aerosol u atmosferi.

Sli~na koli~ina aerosolova u atmosferi poti~e od morske magle. Morsku maglu sa~injavajumorska so, soli sulfata i druge soli iz morske vode, koje se odnose strujanjem vetrova, sa kapljicamapene sa povr{ina okeana. Po isparavanju vode iz ponetih kapljica morske magle ostaje fino spra{ena~vrsta supstanca kao lebde}i aerosol u atmosferi.

Najve}i prirodni izvori emisije ~estica u atmosferi su suva podru~ja i pustinje (odno{enjepra{ina sa tla), pa onda ogoljene povr{ine tla, kao i isu{ena re~na, jezerska i druga korita u su{nimpredelima. Po pitanju emisije aerosolova u atmosferu ovi prirodni izvori su ne{to nièg zna~aja.Sli~no je i sa {umskim poàrima.

Vulkani, kao prirodni izvori ekscesnih emisija supstanci u atmosferu, u neaktivnom stanju,su jo{ manji po obimu prirodni izvori emisija ~estice i aerosolova u atmosferu.

U tabeli 2.7.9. su dati izvori globalnih emisija ~estica i aerosolova u atmosferi.

Tabela 2.7.9. Emisija ~estica i aerosolova u atmosferu

Izvor ~estica Emisija , ⋅106 tAntropogeni izvoriSagorevanje uglja 36.0Metalurgija 9.0Sagorevanje drveta 8.0Sagorevanje nafte 2.0Spaljivanje otpada 4.0Poljoprivreda 10.0Proizvodnja cementa 7.0Ostali izvori 16.0Posredne emisije * 204.0Ukupno antropogeni izvori 296.0Prirodni izvoriVulkani 4.0Morska magla 1 000.0Pra{ina sa tla 200.0[umski poàri 200.0Posredne emisije * 1 099.0Ukupno prirodni izvori 2 503.0U k u p n o 2 800.0

* − êstice nastale u vazduhu (atmisferi) posle emitovanja hemijskim i fizi~ko hemijskim reakcijama izme|u emitovanih ~estica i emitovanih gasova u atmosferu


94

Poseban ekolo{ki problem sa stanovi{ta emisije ~estica i aerosolova predstavljaju ekscesneemisije usled prirodnih katastrofa, erupcije vulkana i ogromnih {umskih poàra, kada se enormnekoli~ine ~estica i aerosolova za kratko vreme ispuste u atmosferu.

Ove ekscesne emisije imaju za posledicu enormno prezasi}enje u oblasnoj atmosferi, savelikom brzinom podizanja polutanata u vi{e slojeve. Tako se za kratno vreme zna~ajno uve}a iglobalno zaga|enje atmosfere iznad tog dela planete. Potrebno je duè vreme da se enormnoaerozaga|enje jednim delom elimini{e iz atmosfere, gravitacionim taloènjem ili spiranjempadavinama.

Ostatak enormnog aerozaga|enja se globalno rasporedi u atmosferi. Posledice ovakvihprirodnih katastrofa se saniraju kroz dugi vremenski period, dok se u atmosferi prirodnimmehanizmima ne izvr{i asimilacija vi{ka polutanata.

Od antropogenih izvora emisije ~estica i aerosolova u atmosferu najzna~ajniji sutermoenergetika, procesna industrija, metalurgija, industrija nemetalnih materijala, i poljoprivreda.

2.7.3. AZOTNA JEDINJENJA

Azotne materije vi{estruko zaga|uju atmosferu. Osnovno eroaga|enje ~ine gasovitajedinjenja azota, pre svih NO, NO2 pa onda NH3.

Pored gasnih polutanata u atmosferi se nalaze i polutanti aerosola azotnih jedinjenja, presvih ~estice soli NH4

+, pa onda soli nitrita i nitrata, kao i kapi HNO3. Organski azot je po obimumanje zna~ajan polutant atmosfere.

Kretanje globalne emisije azotnih materija, pre svega oksida, prikazana je na primeruprocena globalne emisije azotnih materija, kao NO2, u 106 t godi{nje, za period od 1930.−1980. god.(dijagram 2.7.2.).

Kao {to se moè sagledati sa dijagrama 2.7.2., najve}i procentni rast emisije azota, izraènopreko NO2, bio je izme|u 1950. i 1960. godine (oko 72.5%), {to se moè povezati sa naglimrazvojem, kako industrije, tako i avio i automobilske industrije i saobra}aja na planeti.

Jedini pad emisije azota, izraèno preko NO2, imala je Severna Amerika u periodu od1930. do 1940. god., u doba velike ekonomske krize u USA.

Usporavanje rasta emisije azita, izraèno preko NO2, u poslednjoj deceniji na dijagramu(od 1970. do 1980. godine), beleì Severna Amerika, zahvaljuju}i rigoroznim propisima o emisijiazotnih materija.

Najve}i rast emisije u poslednjoj deceniji na dijagramu (od 1970. do 1980. godine) imaAzija (oko 43%), zahvaljuju}i naglom razvoju industrije u zemljama Japana, Dalekog Istoka iSSSR−a.

Procentni rast emisije azotnih materija, izraèno preko NO2, u 106 t godi{nje, u periodu od1930. do 1980. godine ( za 50 godina) imaju Azija − 1 850% (preko 18×), Ju`na Amerika −1 276.6% (preko 12×), Afrika − 1 062.5% (preko 10×), Okeanija − 313.5% (odnosno preko 3×),Severna Amerika − 195.5% (odnosno skoro 2×), Evropa − 152.5% (odnosno 1.5×), za period od50 godina.

Maseni rast emisije azotnih materija, izraèno preko NO2, u 106 t godi{nje, u periodu od1930. do 1980. godine ( za 50 godina) imaju Azija − 26.3⋅106 t, Severna Amerika − 16.01⋅106 tgodi{nje, Evropa − 9.36 ⋅ 106 t godi{nje, dok su u~e{}a Ju`ne Amerike (2.17⋅106 t godi{nje), Afrike(1.7⋅106 t godi{nje) i Okeanije (0.47⋅106 t godi{nje) sa tog stanovi{ta skoro zanemarljiva.

2.7.3.1. Amonijak (NH3)

2.7.3.1.1. Osobine polutanta

Amonijak je gas o{trog mirisa, pod normalnim P,T uslovima (tk=− 33°C), lak{i je odvazduha, ali se zbog velike rastvorljivosti i reaktivnosti u vla`noj atmosferi ne podiè zna~ajnije uvisoke slojeve atmosfere.

AEROZAGA\ENJE

95

Dijagram 2.7.2. − Porast globalne emisije N (kao NO2) iz fosilnih goriva,po kontinentima

Po{to energi~no reaguje sa vodom i vodenom parom, naj~e{}e se transformi{e u prisustvuvlage u NH4OH, protoliti~ku bazu, koja stvara hemijsku izmaglicu u okru`enju izvora emisije NH3.

Amonijak (NH4OH) hemijski reaguje sa kiselim oksidima u vazduhu grade}i sitne ~esticeamonija~nih soli, koje se lako raznose vazdu{nim strujanjima.

Amonija~ne soli hidrolizuju u vla`noj atmosferi, a gas NH3 otplinjava iz kapljica te~nosti,tako da u zoni hemijske magle od NH4OH ima i ~estica aerosolova amonija~nih soli i gasaamonijaka, izme|u kojih se uspostavi ravnote`a.

Ovaj sistem deluje kao pufer (amonija~ni pufer) za mnoge hemijske reakcije u vazduhu,~ime se izazivaju dalje promene u vazduhu i stvaraju ~esto veoma opasni novi polutanti.


96

Tako se kod konstantnih i akcedentnih emisija u vla`noj atmosferi NH3 dugo zadràva uzoni vazduha pri tlu u vidu kapljica (NH4OH i aerosola − amonija~nih soli). Stoga je NH3 veomaopasan prilikom akcedentnih izlivanja za neposrednu blizinu akcedenta.

U suvom vazduhu NH3 se, kao gas lak{i od vazduha, podiè u vi{e slojeve atmosfere, donivoa kondenzacije vodene pare.

Na nivou oblaka amonijak uspostavlja ravnoteù NH3 − NH4OH − NH4−soli, ~ime seuspostavlja amonija~ni pufer, koji izaziva hemijske reakcije gasovitih polutanata na ve}im visinama.

Amonijak predstavlja tako vaàn faktor u oksidaciji SO2 u SO3, nastajanju kiselih ki{a, asmatra se da se preno{enje SO2 na velike distance vr{i uz dominantnu posrednu (pospe{ujeoksidaciju SO2 do SO3 vazdu{nim kiseonikom) i direktnu ulogu amonijaka (SO2 se prenosivazdu{nim strujanjima u vi{im slojevima atmosfere u formi soli amonijum sulfata).

Sa globalnog stanovi{ta NH3 po svojoj koncentraciji ne spada u zna~ajne direktnepolutante ("strate{ke" polutante) u atmosferi. Prose~ni sadràj NH3 u atmosferi se kre}e u opseguod 0.006−0.02 ppm. Me|utim, posredna uloga NH3 na globalnom nivou kao aerozaga|iva~a jezna~ajno velika.

2.7.3.1.2. Zdravstvene posledice

Amonijak moè biti zna~ajno opasan polutant u vazduhu lokalne atmosfere, zbog svojihopasnih posledica po ìvi svet. Ne zadràva se dugo u atmosferi, po{to se, zahvaljuju}i velikojrastvorljivosti svojih soli, lako "obara" iz vazduha u obliku rastvorenog aerosola, najvi{e kaoNH4HSO4, (NH4)2SO4 i NH4NO3.

Pri ve}im koncentracijama u vazduhu amonijak izaziva veoma opasna trovanja i o{te}ujebiljke, pa su nesre}e sa akcedentima sa amonijakom pra}enje te{kim povredama, ne retko i sasmrtnim ishodom.

MDK u vazduhu radnih prostorija (MDKrp) iznosi 50 ppm (35 mg/m3).

2.7.3.1.3. Rasprostiranje i izvori emisije

Amonijak se emituje u atmosferu, gde se ina~e nalazi u tragovima, uglavnom iz prirodnihizvora (oko 80%). Najvi{e amonijaka, koji se emituje u atmosferu iz prirodnih izvora, nastajerazgradnjom belan~evina u prirodi.

Od antropogenih izvora emisije amonijaka najzna~ajnije su emisije iz koksara, industrijeazotne kiseline, fabrika |ubriva, proizvodnje plastike, poljoprivrede i drugo.

Po{to se NH3 uobi~ajeno stalno zadràva u vazduhu lokalne atmosfere, ovim polutantomsu ozbiljno ugroène urbane sredine koje imaju industriju azota i azotnih |ubriva. U vazduhulokalne atmosfere navedenih izvora emisije NH3 se "obara na tlo", ili sa atmosferskim padavinama,ili u~estvuje u formiranju magle ("hemijska" izmaglica i magla), kao i u ostalim atmosferskimpojavama, karakteristi~nim za urbane industrijske gradove (klasi~an i fotohemijski smog).

2.7.3.2. NOx

2.7.3.2.1. Osobine, rasprostranjenost, zdravstvene posledice i izvori emisije

Azotni oksidi su mnogo zna~ajniji polutanti od amonijaka, po{to zaga|uju kako vazduhlokalne atmosfere, tako i globalno atmosferu, a stupaju i u sinergeti~ke efekte sa drugimpolutantima, sa opasnim posledicama po okolnu sredinu (fotohemijski smog).

N2O (azot suboksid) je gas na normalnim P,T uslovima (tk=− 89°C). Ovaj oksid je odsvih azotovih oksida najvi{e prisutan u vazduhu (0.25 ppm). N2O je prili~no inertan gas i ne tretirase kao opasan polutant prema direktnim uticajima. Me|utim, sa globalnog zna~aja, pre svega sastanovi{ta ozonskog sloja, spada u zna~ajne polutante stratosfere.

AEROZAGA\ENJE

97

Glavni izvori ovog oksida su prirodni izvori, poreklom od degradacije organskog azota uzemlji i vodi, pod dejstvom bakterija, kao i od fotohemijskih reakcija azota u stratosferi i mezosferi.U stratosferi se razlaè fotohemijski na N2 i NO.

2 22 2N O N NOhν → +

NO (azot monoksid) je otrovan gas na normalnim P,T uslovima (tk=− 151°C). Uatmosferi ga ima malo (0.002−0.002 ppm) te po svojoj koli~ini spada u direktne polutante lokalnogkaraktera. Me|utim, NO ima zna~ajnu posrednu ulogu u globalnom aerozaga|enju, tako da je satog stanovi{ta zna~ajan polutant atmosfere.

U vazduhu NO brzo oksidi{e do NO2. NO spada u grupu polutanata koji degradiraju ozonu atmosferi.

NO O NO O+ → +3 2 2

Glavni izvori su mu prirodni izvori, poreklom od degradiranja organskog azota, uglavnompod anaerobnim dejstvom bakterija, najvi{e iz tla i vode. Godi{nje se iz ovih izvora oslobodi oko50⋅10 7 t NO. Od antropogenih izvora najzna~ajniji su motorna vozila (oko 35%), kao i sagorevanjeuglja (oko 20%) i prirodnog gasa (oko 24%).

NO je slabo rastvoran u vodi, pa se ne moè direktno obarati na tlo padavinama. Uatmosferi se transformi{e u NO2 kataliti~kom oksidacijom. NO je otrovan gas. Blokira hemoglobiniz krvi i blokira stvaraju}i methemoglobin, ~ime se prekida transport kiseonika. Kod izlaganjaìvotinja gasu dolazi do paraliza.

MDK u radnim prostorijama (MDKrp) za NO iznosi 25 ppm (30 mg/m3).

NO2 (azot dioksid) je lakoisparljiva otrovna te~nost pod normalnim P,T uslovima(tk=+21°C), koja o~vr{}ava ve} na −10°C.

U gasnom stanju je crvenomrki zagu{ljivi gas, koji u atmosferi ostaje oko 3 dana, kada sehemisorpcijom prevodi u HNO3 i njene soli nitrate, u obliku kojih se spira na tlo sa padavinama.

Ispod 140 °C po~inje da bledi, kada prelazi u bezbojan dimer N2O4. NO2 je najotrovnijiazotov oksid, a tako|e i fitotoksi~na supstanca.

Pri koncentracijama > 2 ppm kod osetljivih biljaka dolazi do akutnog razaranja.Kod ~oveka porastom koncentracije NO2 u vazduhu dolazi so slede}eg redosleda

zdravstvenih manifestacija: opaànja mirisom, nadrìvanja ~ula mirisa, ometanje normalnog disanja,jak bol u respiratornom traktu, plu}ni edem, a na kraju smrt.

U atmosferi ga ima malo (0.0005−0.004) pa prema svojoj koli~ini spada u polutantelokalnog karaktera.

Me|utim, NO2 ima zna~ajnu posrednu ulogu u globalnom aerozaga|enju, pogotovu sastanovi{ta sinergeti~kih delovanja polutanata u atmosferi, tako da je sa tog stanovi{ta zna~ajanpolutant atmosfere. Antropogeni izvori su mu isti kao i za NO.

U atmosferise fotohemijski razlaè na NO, uz osloba|anje |O|, koji inicira stvaranje O3 i~itav niz hemijskih reakcija tipa organskih radikala (R−CO2⋅)sa vrlo opasnim produktima:

NO2 hν → NO + |O|

O2 + |O| → O3

O3 + CxHy → R−CO + R−CHO +R−CO2⋅R−CO2⋅ + NO → NO2 + R−CO⋅

NO2 je osnovni je generator fotohemijskog smoga u industrijskim i urbanim zonama.Koncentracija iznad 100 ppm NO2 je smrtonosna za ve}inu ìvotinja.MDK u radnim prostorijama (MDKrp) za NO2 iznosi 5 ppm (9 mg/m3).Osobine i dejstva NO i NO2 kao polutanata su jako bliska, pa se u problematici

aerozaga|enja obi~no zajedni~ki tretiraju kao NOx.


98

2.7.3.2.2 Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere sa NOx

Osnovni antropogeni izvori lokalne emisije NOx su saobra}aj, pe}i i kotlovi za sagorevanjegasovitih goriva, azotare, industrija ve{ta~kih |ubriva, petrohemija, industrija boja i lakova i drugo.

Problem saobra}aja i emisije NOx iz mobilnih izvora je vrlo kompleksan. Zbogsinergeti~kih dejstava NOx sa ostalim polutantima dolazi do promena u sastavu vazduha lokalneatmosfere sa opasnim posledicama.

To su, pre svega, pove}avanje koli~ine ozona u prizemnom sloju vazduha, razgradnjametana do CO, nastajanje fotohemijskog smoga, PAN−a (peroksiacetil−nitrat), PBzN−a(peroksibenzoil−nitrat) i drugih opasnih kompleksnih polutanata.

PAN − peroksiacetil−nitrat (CH3−CO−O−O−NO2) nastaje oksidacijom peroksidnihradikala (preroksiacetila) posredstvom atmosferskog kiseonika:

CH3−CO⋅ + O2 → CH3−CO3⋅CH3−CO3⋅ +NO2 → CH3−CO−O−O−NO2

Sli~nim mehanizmom, od aromati~nih peroskidnih radikala nastaje i PBzN(peroksibenzoil−nitrat):

NO2 + +−CO3⋅ → +−CO−O−O−NO2

Sli~nim mehanizmima, bez redukcije sa NO, pa oksidacije sa O2, nastaju i slabiji oksidansiacil−nitrati (R−CO−O−NO2), koji imaju obi~nu (−O−), a ne peroksidnu vezu (−O−O−) izme|uorganskog radikala i nitrata.

.CH3−CO2⋅ +NO2 → CH3−CO−O−NO2

Grani~na vrednost emisije (GVI) NOx prema Pravilniku za rafinerije nafte i ulja iznosi0.7 g/m3 NO2, za topionice od 0.6−0.8 g/m3, a za loì{ta na gasovito gorivo snage od 1−50 MW iznosi0.35 g/m3, odnosno 0.5 g/m3 za maseni protok iznad 5 kg/h iz ostalih objekata.

Dozvoljene grani~ne vrednosti emisije mogu da dostignu, kako industrijske kotlarnice nagas i te~na goriva, tako i rafinerija, dok topionica, livnica i ostali objekti te{ko da mogu da dostignuGVE za NOx prema Pravilniku.

U prirodi postoji ravnoteà azotnih materija, koja se ostvaruje izme|u kopna, vodenihmasa i atmosfere, odnosno uspostavljeno je kruènje azota u prirodi (slika 2.7.4.).

2.7.3.3. Kruènje azota u prirodi

Azot je veoma bitan element u atmosferi, pre svega kao osnovni gradivni ~inilac vazduha(∼ 78% zapreminski), a tako|e i jedan od osnovnih sastavnih elemenata ìvih organizama.

Posle ugljenika, bez koga ne bi bilo ni ìvota, bar u formi u kojoj mi poznajemo ìvot, azotje najzna~ajniji element za ìvi svet na planeti. Azot je zna~ajniji i od samog kiseonika, bez koganema ìvota najve}em broju organizama.

Mora se naglasiti da je prema sadràjima u organizmu, kao i prema zna~aju u organskojmateriji, zna~ajniji vodonik, ali on nije planetarni ve} zvezdani element. Tako je kruènje azota uprirodi (slika 2.7.4.) jedno od najbitnijih kruènja materije u prirodi.

Kretanja emisije NOx u SFRJ data su na dijagramu 2.7.3., prema zvani~nim izve{tajimaElektroprivrede Srbije, prezentiranim na vi{e me|unarodnih tematskih stru~nih skupova.

AEROZAGA\ENJE

99

Slika 2.7.4. − Kruènje azota u prirodi

2.7.3.4. Emisija NOx u SFRJ

2.7.3.4.1. Uticaj termoenergetskih objekata na emisiju NOx u SFRJ

Sli~no kao i kod SO2, od 1980. god. pa do 1988. god. termoenergetski objekti beleè rastemisije NOx, od 138 600 t godi{nje 1980.god. do 250 600 t godi{nje 1988.god., kada je dostignutmaksimum emisije NOx.

Na dijagramu 2.7.3. data je emisija NOx u SFRJ u periodu od 1980. − 1990. god.Kao {to se moè sagledati iz dijagrama 2.7.3. emisija NOx u SFRJ u periodu

1980. − 1990. god. se razli~ito kretala, u odnosu na zastupljene kategorije izvora emisije. Najve}iuticaj u SFRJ na emisiju NOx imao je saobra}aj, a najmanji su imali doma}instva i industrije.

Od 1988. god. emisija NOx iz termoenergetskih izvora u SFRJ beleì ve}i permanentanpad, da bi 1990. god. dostigla nivo iz 1984. god.

O~igledno je sa dijagrama da je kapacitet emisije NOx iz termoenergetskih objekata uSFRJ iznosio prose~no oko 200 000 t godi{nje, pri ~emu je tokom 1988. god. dostignut maksimumemisije, ve}im delom kao posledica pove}anja proizvodnje elektri~ne energije, a manjim delomusled iskopa lignita niìh kvaliteta (sa vi{e sagorljivog sumpora) te godine.

Procena je da bi, prema instaliranim kapacitetima, dana{nja Jugoslavija, bila na nivougodi{nje emisije NOx iz termoenergetskih objekata u granicama izme|u 120−150 000 t godi{nje, saprobojima do 200 000 t godi{nje.


100

0

200

400

600

800

1000

1200

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990Godina

103 t

NO

x

Energet. Indust. Doma}in. Saobra}.

Dijagram 2.7.3. − Emisija NOx u SFRJ u periodu od 1980−1990 god.

2.7.3.4.2. Uticaj industrijskih objekata na emisiju NOx u SFRJ

Od 1980. god. pa do 1981. god. industrijski objekti beleè blagi rast emisije NOx, kada jedostignut maksimum od 71 300 t godi{nje, da bi od 1981. god. do 1985. god. beleìo permanentnipad do nivoa od 57 000 t godi{nje.

Uravnoteèna emisija NOx je od 1985. god. od oko 55 000 t godi{nje, je odràvana sablagim oscilacijama sve do 1990. god., kada beleì nagli pad, usled pada industrijskih kapaciteta, presvega na bazi bazne hemije i petrohemije.

Procena je da bi, prema instaliranim kapacitetima, dana{nja Jugoslavija, bila na nivougodi{nje emisije NOx iz industrijskih objekata u granicama izme|u 20−30 000 t godi{nje, saprobojima do 35 000 t godi{nje.

2.7.3.4.3. Uticaj doma}instava na emisiju NOx u SFRJ

Od 1980. god. pa do 1985. god.uticaj doma}instava beleè oscilovanje emisije NOx, okovrednosti od 30 000 t godi{nje.

U periodu od 1980. god. do 1982. god. beleì se ve}i pad emisije (do nivoa od 25 000 tgodi{nje), da bi se odmah slede}e 1986. god. nivo vratio do polaznog nivoa od oko 30 000 t godi{nje.

Od 1987. god. dolazi do velikih oscilacija u emisiji NOx iz industrijskih izvora.U navedenom periodu se dostiù i minimum (oko 19 000 t u 1988. god.) i maksimum (oko

50 000 t u 1989. god.) decenije.Novi blagi pad u 1990. god. dostigao je novi minimum od oko 42 000 t godi{nje.Ovakva nestabilnost emisije NOx je posledica velike nestabilnosti i oscilacija u kori{}enju

lo` ulja u doma}instvima.Procena je da bi, prema instaliranim kapacitetima, dana{nja Jugoslavija, bila na nivou

godi{nje emisije NOx iz industrijskih objekata u granicama izme|u 20−30 000 t godi{nje, saprobojima do 35 000 t godi{nje.

AEROZAGA\ENJE

101

2.7.3.4.4. Uticaj saobra}aja na emisiju NOx u SFRJ

Kao {to se vidi sa dijagrama, najve}i uticaj na emisiju NOx u SFRJ je bio od saobra}aja(reda veli~ine 3.5 × ve}i od termoenergetike, oko 10 × ve}i od industrije i oko 15 × ve}i oddoma}instava).

Od 1980. god. pa do 1984. god. uticaj saobra}aja beleì permanentno oscilovanje emisijeNOx, u granicama oko 460 000 t.

Od 1985. god. dooazi do uve}avanja kapaciteta emisije na oko 550 000 t godi{nje do 1987.god., sa ekstremnim skokom na maksimalnih oko 650 000 t u 1988. god..

Od 1989. god. kapacitet emisije ponovo pada na nivo perioda od 1987. god.Osnovni uzrok ovako enormnog skoka u 1988. god. treba traìti u drasti~nom pove}avanju

saobra}aja, kada dolazi do velikog uvoza goriva, {to se odraàva i na drasti~no uve}ane emisijepolutanata NOx od saobra}aja te godine.

Procena je da bi, prema kapacitetima, dana{nja Jugoslavija, bila na nivou godi{nje emisijeNOx iz saobra}aja u granicama izme|u 250−300 000 t godi{nje, sa probojima do 400 000 t godi{nje.

2.7.3.4.5. Uticaj prekograni~nog transporta na depoziciju NOx u SRJ

Na bazi evropske konvencije o saradnji oko ograni~avanja, smanjivanja i spre~avanjazaga|ivanja vazduha, koje ugroàva ìvotnu sredinu, izraènih preko 4 dokumenta:

Protokola o dugoro~nom finansiranju programa pra}enja aerozaga|enja 3 Protokola za smanjivanje emisija sumpora, azota i isparljivih organskih materija, kao

i njhovih prekograni~nih transporta (EMEP) iz perioda od 1979. god. do 1993. god.,izra|ena je procena bilansa globalne emisije azota (prukazana u tabeli 2.7.10. kaoemisija N × 1000 t), za periodu od 1985. god. do 1992. god., sa udelima pojedinihdelatnosti u emisiji. Bilansi su ra|eni bez podataka o potro{nji goriva

Najve}i nedostatak ovog prikaza je nepostojanje podataka za emisiju azota iz najve}ihantropogenih izvora, saobra}aja, tako da podacima o emitovanom azotu u SRJ treba dodatinajmanje 70−75% na prikazane vrednosti u tabelama.

Tabela 2.7.10. Globalna emisija azota u 10 3 t, za period 1990.−1992. god

Emisija S 1990. god. 1991. god. 1992. god.(Izvori emisije) t ×1 000 % t ×1 000 % t ×1 000 %Termoelektrane 59.2 89.7 50.9 89.3 44.1 90.0Industrija 4.6 7.0 4.0 7.0 2.4 4.9Doma}instva, zanatsvo iustanove

2.2 3.3 2.1 3.7 2.5 5.1

Saobra}aj − − − − − −Ukupno 66.0 100 57.0 100 49.0 100

Kao {to se moè sagledati iz ovako prezentirane tabele, najve}i obim globalne emisijeazota je iz termoelektrana.

Indikativno je da sa padom standarda, od 1990. god. opada i u~e{}e industrije, a rasteu~e{}e zanatstva i grejanja individualnih doma}instava i ustanova.

Industrija u navedenom periodu od 1990. god. pa do 1992. god., u periodu pre dono{enjaekonomskih sankcija SRJ, beleì veliki pad od oko 30 %. U istom periodu zanatsvo, doma}instva iustanove beleè rast od oko 50%.

U isto vreme u zemljama oko nas se emituje zna~ajna koli~ina azota u atmosferu (tabela2.7.11.).


102

Prema EMEP−ovoj mreì, najve}a prose~na emisija azota u navedenom periodu u SRJ(slika 2.7.1.) je u kvadrantu u centralnoj zoni Srbije oko Beograda (emisija nivoa oko 1.166 gN /m2

povr{ine godi{nje).

Tabela 2.7.11. Emisija azota u okolnim dràvama u 103 t godi{nje

Dràva 1990 1991 1992Italija 1 761 1 761 1 761Austrija 222 216 216Slovenija 75 75 75Hrvatska 116 116 116BiH 51 51 51Ma|arska 238 238 238Rumunija 390 390 390Bugarska 376 273 273Gr~ka 746 746 746Albanija 9 9 9

Ovakvo stanje sa emisijom azota u SRJ je normalno u odnosu na ~injenicu da se unavedenom kvadrantu nalaze rafinerija i HIP u Pan~evu, na{e najve}e termoelektrane, TENT−A iTENT−B, "Kolubara−A", TE "Drmno−I" i TE "Drmno−II", a ujedno su to i regije sanajintenzivnijim saobra}ajem u SRJ, kako avionskim, tako i drumskim (svi glavni autoputevi imagistralni putevi kroz SRJ se nalaze u ovom kvadrantu).

Druga zona emisije je kvadrant u centralnom delu isto~ne Srbije, gde je najve}e u~e{}eindustrije ve{ta~kih |ubriva u Prahovu i rudni~ko−topioni~arskog i industrijskog basena "Bor"(emisija nivoa oko 0.741 gN /m2 povr{ine godi{nje).

Ne{to manju emisiju ima zajedni~ki kvadrant ju`ni deo isto~ne Srbije i zapadni deoBugarske (emisija nivoa oko 0.673 gN /m2 povr{ine godi{nje), usled velike emisivnosti azota izizvora u Bugarskoj (prose~no 273 t N godi{nje).

Kako se nezna udeo emisije azota iz SRJ u zajedni~koj emisiji sa izvorima iz zapadneBugarske, u ovoj zoni je te{ko proceniti realnu emisiju azota po pov{ini.

Najmanja emisija azota na teritoriji SRJ je u kvadrantu na krajnjem jugu centralne Srbije,u zoni koja obuhvata krajnji jug Srbije i isto~ni Kosmet (emisija nivoa oko0.113 gN /m2 povr{ine godi{nje).

[to se ti~e raspodele depozicije azota u na{oj zemlji, prema podacima EMEP−a (slika2.7.5.) moè se povu}i grani~na zona kao dijagonala severozapad−jugoistok. Indikativni pokazateljza navedeni period je prekograni~ni transport azota. U navedenom periodu, prema podacimaEMEP−a, u SRJ je prose~no uneto iz okolnih zemalja i deponovano na na{e tlo oko 97 000 t Ngodi{nje.

U navedenom periodu je deponovano 17 000 t N godi{nje, iz ivora emisije sumpora u SRJ(realnije da je iznos depozicije azota u navedenom periodu bio oko 30 000 t N godi{nje iz izvora nateritoriji SRJ). U navedenom periodu, prema podacima EMEP−a, iz SRJ je prose~no izneto ideponovano u okolne zemalje i oko 34 000 t N godi{nje (realnije da je to oko 60 000 t N godi{nje) izizvora emisije azota na na{em tlu.

Moè se uo~iti razlika od 63 000 t N (realnije oko 37 000 t N) koja se deponuje na na{e tloiz izvora van granica na{e zemlje, prekograni~nim transportom, u odnosu na prekograni~nitransport azota iz na{e zemlje.

Ovaj podatak ilustrativno pokazuje ~injenicu da su sve regije, osim "centralnogbeogradskog" i " borskog" kvadranta u na{oj zemlji vi{e ugroène od globalne emisije azota nego odlokalne i regionalne emisije azota.

Desno od dijagonale SZ−JI se nalaze zone ugroène depozicijom azota. Najve}i deo ovezone je u granicama deopozicije azota u okviru 1.1 − 1.6 gN/m2 povr{ine godi{nje.

AEROZAGA\ENJE

103

Slika 2.7.5. − Ukupna depozicija N u cg/m2 u EMEP−ovoj mre`i kvadranata

Centralni "beogradski" kvadrant (povr{ina koja osim Beograda, obuhvata navedene zonetermoelektrana, kompletnu Vojvodinu, i centralni i severozapadni deo [umadije, pripada ovoj zonidepozicije azota od 1.1 − 1.6 gN/m2 povr{ine godi{nje.

Levo od dijagonale SZ−JI manji, severozapadni deo zone je u granicama depozicije azotaod 1.1 − 1.6 gN/m2 povr{ine godi{nje (severozapadna Srbija), a ve}i deo je u granicama depozicijeazota od 0.6 − 1.1 gN/m2 povr{ine godi{nje.


104

2.7.4. UGLJENIKOVA JEDINJENJA

Od jedinjenja ugljenika u atmosferu se emituju CO, CO2 i ugljovodonici (CxHy). Odnabrojanih jedinjenja, CO2 i neki ugljovodonici (CH4, C2H6 i drugi) ne spadaju direktno u polutante,ve} u supstance ~iji je sastav u atmosferi ograni~en i koji samo enormno velikom emitovanomkoli~inom mogu da kontaminiraju atmosferu.

2.7.4.1. Ugljenmonoksid (CO)

2.7.4.1.1. Osobine polutanta

CO je gas pod normalnim P,T uslovima (tk=− 192 °C), sli~ne je gustine kao i vazduh(ρ=0.968 u odnosu na vazduh), pa se lako rasprostire vazduhom u svim zonama, ~ime spada uveoma nepovoljne polutante, posebno vazduha lokalne atmosfere.

Ima afinitet prema hemoglobinu oko 200 × ve}i od kiseonika, sa kojim gradi stabilnojedinjenje karboksihemoglobin, koje, za razliku od oksihemoglobina koji lako otpu{ta kiseonik, neotpu{ta CO, pa tako izoluje hemoglobin iz procesa disanja.

Na ovom hemizmu po~iva visoka otrovnost CO.Biolo{ki polu`ivot CO u vazduhu iznosi 2 h. Srednja koncentracija CO u atmosferi iznosi

0.1 ppm (na sevrnoj hemisferi 0.14 ppm, a na ju`noj hemisferi 0.06 ppm), dok iznad industrijskihgradova mo`e dosti}i i koncentraciju do 100 ppm.

Veza izme|u C i O u CO je trostruka veza (C≡O), koja je veoma jaka i stabilna, tako da jeCO zna~ajno stabilno jedinjenje u vazduhu, ~ija je energija aktivacije zna~ajno velika.

Samo za oksidaciju CO u atmosferi sa atmosferskim kiseonikom je potrebno preko250 kJ / mol:

2⋅CO + O2 → 2⋅CO2 ∆G*298K = − 514.48 kJ

2.7.4.1.2. Rasprostiranje i izvori emisije

Iako se dugo verovalo da je najve}a emisija CO iz antropogenih izvora, globalna emisijaCO najvi{e poti~e iz prirodnih izvora. Glavni izvor emisije je oksidacija CH4 u atmosferi, a odantropogenih izvora glavni izvor emisije CO je saobra}aj.

Daleko najve}i izvor emisije CO u atmosferu je oksidacija CH4.Metan reaguje sa hidroksilnim radikalom, naj~e{}e u atmosferi poreklom od fotolize vode,

pri ~emu se dobija reaktivni metil−radikal, koji se preko nekoliko reakcija oksidi{e do CO.

2⋅H2O hν → 2⋅OH +H2

CH4 + ⋅ OH → ⋅ CH3 + H2

⋅ CH3 niz reakcija → CO

CO je slabo rastvoran u vodi ( rastvorljivost je 20 ml CO u 1 l vode), tako da ga niti ki{azna~ajnije ne ispira iz atmosfere, niti se zna~ajnije rastvara u okeanima.

Emisija CO u atmosferu, razmenom CO izme|u okeana i vazduha nije dokazana, ve} jesamo posredno pokazana (kao i sorpcija CO u tlu).

COokean ↔ CO vazduh

Odre|eni deo emitovanog CO iz prirodnih izvora u atmosferu poti~e od hlorofila. Rastomi raspadanjem biljaka dolazi do destrukcije hlorofila, pri ~emu nastaje CO, kao jedan od produkata.

C H MgN O CO produktirast i raspadanje55 70 4 6 → + ∑

Antropogeni izvori predstavljaju zna~ajno manji izvor emisije CO u atmosferu odprirodnih izvora (tabela 2.7.12.).

AEROZAGA\ENJE

105

Najve}a koli~ina emitovanog CO u atmosferu iz antropogenih izvora je posledicanepotpunog sagorevanja ugljenika i njegovih jedinjenja, odnosno nedovoljna koli~ina kiseonika prisagorevanju ugljenika i njegovih jedinjenja.

Tabela 2.7.12. Izvori globalne emisije CO

Izvor emisije Emisija⋅106 t %

Antropogeni izvoriSaobra}aj 155 (63.8)Sagorevanje goriva 5 (1.9)Procesna industrija 24 (9.7)Spaljivanje otpada 20 (7.8)Sagorevanje u poljoprivredi i dr. 41 (16.8)Ukupno antropogeni izvori 245 (100)Prirodni izvoriOksidacija CH4 2 800 80Okeani 360 10Hlorofil 90 3Ukupno prirodni izvori 3 250 93U k u p n o 3 495 100

Pri tome dolazi do dve vrste reakcija:

reakcije nepotpunog sagorevanja (reakcije oksidacije sa nedovoljnom koli~inomkiseonika:

2⋅C +O2 → 2⋅CO

reakcija autoredukcije CO2 u procesu nepotpunog sagorevanja:

C +O2 → CO2

CO2 + C → 2⋅CO

Saobra}aj predstavlja glavni antropogeni izvor emisije CO, ne samo usled nepotpunogsagorevanja goriva (prva jedna~ina), ve} usled disocijacije CO2 na visokim temperaturama (iznad710 °C), na kojima je CO stabilniji od CO2.

C O CO+ →12 2

CO2 t → CO + |O|

CO je stabilniji od CO2 na povi{enoj temperaturi, pa se jako te{ko oksidi{e vazdu{nimkiseonikom, oksidacionim sredstvima, pa ~ak i sa ozonom. CO se u atmosferi oksidi{e dejstvomsvetlosti do CO2, fotohemijski, ili oksidacijom sa hemijskim agensima (fotohemijski smog). Sve overeakcije su zanemarljive sa stanovi{ta koli~ine CO u atmosferi.

2 22 2⋅ + → ⋅CO O COhν

NO CO CO NO2 2+ → +

O O Oh3 2

ν → +

H O O OH2 2+ → ⋅

2 2 2 2 2⋅ + ⋅ → ⋅ +CO OH CO H


106

Pretpostavlja se da najve}u koli~inu CO iz atmosfere uklanjaju bakterije iz zemlji{ta,aerobnim (prva jedna~ina), ili anaerobnim procesima (druga jedna~ina).

CO O CObakterije tla+ →12 2 2

CO H CH H Obakterije tla+ ⋅ → +3 2 4 2

Smatra se da tlo na razli~ite na~ine, pre svega zahvaljuju}i dejstvu bakterija iz tla,apsorbuje CO iz vazduhu u koli~ini koja prelazi polovinu emitovane mase CO u atmosferu izantropogenih izvora (1.4⋅108 t godi{nje).

Pretpostavlja se da se druga polovina CO iz vazduha, tokom dnevne svetlosti, ukloni izatmosfere reakcijom sa hidroksilnim radikalom (⋅OH), pri ~emu, uz prisustvo svetlosti (hν) nastaliCO2 uz osloba|anje hidrogen radikala (⋅H):

CO + ⋅ OH → CO2 + ⋅ H

Ipak se smatra da se i pored svega navedenog vi{e emituje CO u atmosferu, nego {to se izatmosfere elimini{e CO, tako da se ostvaruje uve}avanje globalnogh sadràja CO u atmosferi od0.8−1.4% godi{nje.

Na osnovu svega iznetog proizilazi da u prirodi imamo dva ciklusa CO. Jedan je ciklusCO ↔ CH4, a drugi je ciklus CO ↔ CO2.

CO je izuzetno opasan u vazduhu lokalne atmosfere zaga|enom hlorom, jer sa gasovitimhlorom, pod dejstvom sun~eve svetlosti, gradi veoma opasan otrovni gas fozgen.

CO Cl COClh+ →2 2ν

MDK za CO u radnom prostoru (MDKrp), u industrijskim uslovima, iznosi 50 ppm(0.005%).

2.7.4.1.2. Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere sa CO

Iako CO po sadràju u atmosferi ne spada u "strate{ke" polutante atmosfere, njegovapostojanost u vazduhu i dispozicija vazdu{nim strujanjima ga svrstavaju u veoma opasne polutante.

Osnovni atropogeni izvori CO su saobra}aj i metalur{ki procesi u visokim pe}ima, kao isagorevanje goriva u industrijskim razmerama.

Procesi sagorevanja su potencijalni izvori emisije CO, ~iji se kapacitet emisije ne moèprecizno odrediti ili predvideti, po{to zavisi od tipa instaliranih pe}i i kotlova, primenjenetehnologije sagorevanja, kao i vo|enja procesa sagorevanja. Tip goriva, kao i tip instalacije(industrijska ili individualna) ima niì uticaj na kapacitet emisije CO od napred navedenih faktora.

Tako gradovi, u kojima se koriste mahom gasovita i te~na goriva, u industriji iindividualno, moraju da kontroli{u emisije CO iz individualnih kotlarnica, kao i imisije CO ustambenim zonama, pogotovu u hladnim periodima. Grani~na vrednost emisije CO premaPravilniku iznosi 100 mg/m3 za loì{ta od 1−50 MW, a 1 000 mg/m3 za topionice i livnice, dok sesadràj CO u izduvnim gasovima vozila reguli{e posebnim saobra}ajnim propisima.

2.7.4.1.3. Problematika emisije CO iz saobra}ajnih izvora

Republi~kim propisima o saobra}aju je regulisan dozvoljeni nivo CO iz motora saunutra{njim sagorevanjem motornih vozila.

Neophodno je da se u urbanim sredinama aùriraju slu`be kontrole, koja se, zbogpogodnosti detektora CO, moè vr{iti na samim saobra}ajnicama, kao i da se poo{tri kaznenapolitika za motorna vozila sa neispravnim paljenjem (neusagla{enom potro{njom vazduha umotoru).

AEROZAGA\ENJE

107

Poseban aspekt ovom pitanju daje obrnuta zavisnost koli~ine polutanata u izduvnom gasuod optere}enja motora (tabela 2.7.13.).

Tabela 2.7.13. Sastav automobilskih izduvnih gasova u odnosu na optere}enje motora

Polutant Emisija iz motora sa unutra{njim sagorevanjemprazan hod mala brzina velika brzina

NOx 0−50 ppm 1% 4%CO2 6.5−8% 7−11% 12−13%O2 1−1.5% 0.5−2% 0.1−0.4%CO 3−10% 3−8% 1−5%H2 0.5−4% 0.2−1% 0.1−0.2%CxHy 300−800 ppm 200−500 ppm 100−300 ppm

Da bi se smanjile emisije dela polutanata, pre svih CO, H2 i ugljovodonika (CxHy),neophodno je smanjivati prazan hod na ugroènim i optere}enim raskrsnicama i saobra}ajnicama.

Najbolje re{enje za smanjivanje emisije svih polutanata iz ovih izvora je propisivanjevremena zaustavljanja na pojedinim raskrsnicama, {to se postavlja na posebnom semaforu naraskrsnici, pri ~emu treba sugerisati da se ugasi motor zaustavljenog vozila za vreme koje jeistaknuto na semaforu.

Ovakve dodatke semaforima treba postavljati gde god je zadràvanje na semaforima usledgustine saobra}aja i rada semafora duè.

Problem smanjivanja rada motora samohodnih vozila na praznom hodu se moè re{iti ipreusmeravanjem saobra}aja, ili promenom reìma saobra}aja u saobra}ajnim {picevima iekscesnim zastojima, {to se propisuje i normira posebnim op{tinskim aktima.

Poseban aspekt re{avanja ovog problema predstavlja intenziviranje javnog prevoza uugroènim zonama ili u {picevima, uz redukciju ili zabranu ostalog prevoza, ~ime se zna~ajno moèdoprineti sniàvanju problema uticaja saobra}aja na imisiju navedenih polutanata.

Drugi smer re{avanja navedenog problema predstavljaju mere i postupci usmereni na samproces sagorevanja i evakuacije gasova iz motora.

Regulisanje sme{e goriva i vazduha daje povoljne efekte na smanjenje koncentracija CO iCxHy, ali pove}ava koncentraciju NO u izduvnim gasovima.

Obrnuto, pove}avanje udela goriva u sagorevanju smanjuje koncentraciju NO, ali pove}avakoncentraciju CO i CxHy.

Uobi~ajeno je da emisija CO bude ve}i problem, pa se CO postavlja kao prioritet ipoo{travaju se merenja i kontrola CO u izduvnim gasovima.

Me|utim, u slu~aju industrijskih gradova sa organskom baznom hemijom i petrohemijommoè se desiti da u odre|enim klimatskim uslovima prioritetni polutant bude NO, a ne CO.

Tretmanom sme{e za sagorevanje pomo}u katalizatora za gorivo se moè sniziti potro{njagoriva, kao direktni faktor emisije polutanata, a tako|e i pobolj{ati kvalitet sagorevanja, koji }esmanjiti odre|ene sadràje polutanata u izduvnim gasovima iz motora.

Na posletku, tretman se moè vr{iti i na izduvnim gasovima pre evakuacije u vazduh, tako{to }e se na izduvnom sistemu ugra|ivati katalizatori izduvnih gasova.

Su{tina katalize izduvnih gasova se ogleda u transformaciji polutanata oksidorekcionimpostupcima u bezopasne, ili manje opasne supstance sa stanovi{ta sastava vazduha lokalneatmosfere.

CO se moè transformisati i oksidacijom vazdu{nim kiseonikom u oksidatoru (prvajedna~ina) i redukcijom vodenom parom u reduktoru (druga jedna~ina).

CO O CO+ →12 2 2

CO + H2O → CO2 + H2


108

NO se moè redukovati pomo}u oslobo|enog H2 do N2, ili do NH3, pomo}u CO do N2.

NO H N H O+ → +2 2 212

6⋅NO + 5⋅H2 → 2⋅NH3 + 2⋅H2O

NO CO N CO+ → +12 2 2

NH3 se moè oksidisati do N2 autooksidoredukcijom sa NO. Tako|e, NH3 se moè itermi~ki razgraditi (termodestrukcija) do N2.

4⋅NH3 + 6⋅NO → 5⋅N2 + 6⋅H2O

2⋅NH3 t → 3⋅H2 + N2

Oslobo|eni vodonik se moè u oksidatoru atmosferskim kiseonikom oksidisati do vode.

2⋅H + O2 → 2⋅H2O

Nesagoreli ugljovodonici u oksidatoru se mogu oksidisati sa atmosferskim kiseonikom.

C H x y O x COy

H Ox y + + ⋅ → ⋅ + ⋅( )14 22 2 2

Navedeni procesi se vode tako {to se u sistemu katalizatora za izduvne gasove prvopostavljaju reduktori pa oksidatori.

Kao neèljene reakcije ovih procesa se mogu javiti u oksidatoru oksidacijeneproreagovalog amonijaka iz reduktora sa atmosferskim kiseonikom do NO, ili N2O.

4⋅NH3 + 5⋅O2 → 4⋅NO + 6⋅H2O2⋅NH3 + 2⋅O2 → N2O + 3⋅H2O

Prilikom navedenih procesa mogu se stvoriti novi neèljeni polutanti, kojih nema uizduvnim gasovima, od tragova sumpora u gorivu, kao {to su H2S, SO2, SO3, H2SO4,zatim HCN, kaoi drugi sli~ni polutanti, zavisno od primesa u gorivu.

Gasni katalizatori za navedene reakcije u oksidatorima i reduktorima gasnih katalizatorasu naj~e{}e metali Pt, Pd, Ru.

Antidetonatori i aditivi goriva na bazi Pb i P deluju kao kataliti~ki otrovi na procese ugasnim katalizatorima.

Mobilni izvori su izvori zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere sa visokom dinamikomoscilacija kvantiteta polutanata. To zna~i da imaju dva aspekta dejstva:

kumulativno akutno

Kumulativno dejstvo mobilnih izvora zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfre se ogledau efektima koji se mogu pratiti u duìm vremenskim odrednicama, naj~e{}e sezonski, bilo pogodi{njim dobima, bilo po drugim sezonskim odrednicama u gradskoj sredini.

Ovi efekti se moraju pratiti u duèm vremenskom periodu, analizirati i modelovati na bazidobijenih kretanja rezultata u periodu posmatranja.

Tako|e, efekti kumulativnog dejstva zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere se prenose naglobalno zaga|ivanje atmosfere razli~itim prirodnim mehanizmima (difuzija, strujanja vetrova,klimatske pojave i sli~no).

Ako se zna da je saobra}aj najve}i antropogeni izvor za neke polutante, od kojih jenajopasniji CO, onda se problemu mobilnih izvora emisija polutanata mora prilaziti na potpuno novna~in. Saobra}aj danas dobija visoko mesto na listi ekolo{kih prioriteta u svetu.

AEROZAGA\ENJE

109

Akutno dejstvo mobilnih izvora zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere se manifestujeprekora~enjem GVI pojedinih polutanata u pojedinim zonama, celom gradu ili {iroj regiji.

Akutna dejstva mobilnih izvora najvi{e zavise od klimatskih prilika, kao i od trenutnogstanja, kvantiteta i kvaliteta imisije i emisije iz ostalih izvora aerozaga|enja lokalne atmosfere.

Akutna dejstva se moraju detektovati i sanirati odmah, kako bi se sanirale nastale {tetneposledice i spre~ile nove, ~esto katastrofalne, posledice po ìvotnu sredinu lokaliteta.

Stoga se na nivou stru~nih slu`bi regionalnih institucija treba napraviti program detekcija isanacija akutnih zaga|ivanja, koji se treba primenjivati u iskrslim situacijama.

Ovaj program moè biti i deo op{teg programa mera i postupaka u slu~ajevima mogu}ihakcedenata u jednoj regiji, koje odgovaraju}e i nadle`ne institucije jedne regije moraju da imaju.

Tako|e, neophodno je i formiranje i opremanje odgovaraju}ih stru~nih slu`bi, koje }esprovoditi mere iz programa. Oba dejstva se moraju jednako vrednovati i ne moè se procenjivatikoje dejstvo je vi{e ili manje opasno, pa treba da ima prioritet u re{avanju.

Kao {to se moè sagledati iz prezentiranog materijala, problem saobra}aja i njegov uticajna aerozaga|enje je vi{estruko zna~ajan, kompleksan i akutan u svim urbanim sredinama, pazahteva da se iznalaze u prava, sveobuhvatana i optimalna re{enja kod aerozaga|enja, a ne da seproblemu aerozaga|enja pristupa parcijalno, kao {to se to do sada kod nas ~inilo.

Ovakav sveobuhvatan pristup zahteva angaòvanje ve}eg broja stru~nih profila, slu`bi iustanova, osmi{ljavanje i provo|enje kvalitetnih i sveobuhvatnih analiza, kao i vreme neophodno dase svi aspekti sagledaju iz svih potrebnih situacija.

2.7.4.2. Ugljendioksid (CO2)

2.7.4.2.1. Osobine supstance

CO2 je gas pri normalnim P,T, uslovima (tk=− 78.5 °C), koji ~ini jedan od najva`nijihciklusa kruènja u prirodi (posle ciklusa kruènja O2 i N2 u prirodi).

CO2 je teì od vazduha, nalazi se i koncentruje u niìm slojevima vazduha, kako uprirodnim uslovima, tako i u zatvorenim prostorima. Usled toga se teè evakui{e iz prizemnog slojai zatvorenog prostora.

Poznata je "Pasja pe}ina" u Italiji, u kojoj je kocentracija CO2 velika do visine kolena, papsi uginu od gu{enja, dok za ~oveka koncentracija u visini glave nije opasna.

Prirodna promaja ~esto nije dovoljna za evakuaciju CO2 iz zatvorenog prostora, pa se morapribegavati prinudnoj ventilaciji.

Zbog nepoznavanja ovih osobina CO2 nisu retke nesre}e u industriji i energetici od gu{enjau nedovoljno ozra~enim pe}ima ili loì{tima prilikom interventnih remonta, ~esto sa katastrofalnimposledicama. CO2 ne spada u polutante atmosfere, po{to ~ini sastav ~istog vazduha, pa ne}e bitirazmatrani njegov hemizam i dejstvo.

2.7.4.2.2. Rasprostranjenost i izvori

Osnovni prirodni izvori emisije CO2 su okeani, mora i ostale vode, usled procesi disanja ibiolo{ke razgradnje organske materije, biohemijski, ili dejstvom mikroorganizama.

Dovoljno je re}i da je CO2 krajnji produkt sagorevanja ugljenika, organske materije, kao iprocesa disanja, pa da se shvati obim njegove emisije iz antropogenih izvora.

Najve}i antropogeni izvori emisije CO2 su termoenergetika, metalurgija, a tako|e iraznovrsne tehnologije iz oblasti NHT i OHT.

Osnovni asimilatori CO2 iz atmosfere su zelene biljke, dok se CO2 iz atmosfere najvi{espira atmosferskim padavinama (ki{nica je "kisela" od rastvorenog CO2 i ima pH oko 5.5).

Me|utim, CO2 ima niz negativnih, {to direktnih, {to sinegetskih uticaja na atmosferu iìvotnu sredinu, tako da se mora voditi ra~una o emisiji CO2.

Najopasniji globalni direktni uticaj CO2 na aerozaga|enje, kao i celokupnu ìvotnusredinu, je "efekat staklene ba{te", koji nastaje usled sposobnosti CO2 da absorbuje toplotu, ~ime sevr{i pregrevanje ~itave atmosfere i pove}avanje prose~ne temperature vazduha na planeti.


110

Globalni sinergeti~ki uticaj se ogleda preko stvaranja CO, a na lokalnom nivou ureakcijama oko stvaranja smoga. CO2 nije otrovan, predstavlja krajnji produkt disanja ìvihorganizama, ali njegova uve}ana koncentracija izaziva respiratorne probleme (na 1% ubrzanodisanje, na 5% maksimalni broj izmena vazduha, glavobolju, o{amu}enost, zamor), koji na vi{imkoncentracijama CO2 prelaze u gu{enje (koncentracija ≥ 10% izaziva smrt gu{enjem), usled toga {tose pove}avanjem koncentracije CO2 u vazduhu smanjuje koncentracija kiseonika u vazduhu.

Ovo posredno dejstvo CO2 ~ini zna~ajno opasnim gasom u velikoj koncentraciji, ne samo uzatvorenim prostorijama, nego i na otvorenom, u vazduhu lokalne atmosfere, pri temperaturniminverzijama, visokom pritisku i mirnom vremenu. MDK u radnom prostoru (MDKrp) iznosi 5 000ppm (0.5%). Ukupno gledano, emisija CO2 je, posle emisije SO2 i degradacije O3, globalni ekolo{kiproblem planete, te se mora raditi na njenom smanjivanju iz svih izvora.

2.7.4.2.3. Globalno zaga|ivanje atmosfere sa CO2

Osnovni antropogeni izvori globalne emisije CO2 su visoki dimnjaci termoenergetskihobjekata, industrijskih pe}i i sli~no, odnosno procesi sagorevanja, pe~enja ruda i drugo.

2.7.4.2.4. Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere sa CO2

Zaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere poti~e najvi{e od loì{ta u industrijskim objektimai doma}instvima. Kako CO2 nije polutant, ne postoji GVE za CO2. Me|utim, koncentracija CO2 uvazduhu lokalne atmosfere, zavisi od brojnosti prirodnih asimilatora CO2, povr{ine pod {umom,broja stabala i drugih zelenih biljaka u gradu i pripadaju}im naseljima, kao i oko njih.

2.7.4.2.5. Kruènje CO2 u prirodi

Sa stanovi{ta fizi~kih karakteristika atmosfere, a pre svega lanaca ìve materije u prirodinajzna~ajnije je kruènje CO2 u prirodi (slika 2.7.6).

Slika 2.7.6. − Kruènje CO2 u prirodi

AEROZAGA\ENJE

111

Kao {to se moè sagledati sa {eme, problematika CO2 se ne ogleda samo u atmosferi ve} iu morskoj vodi u kojoj je veoma rastvorljiv.

Moè se pretpostaviti da dolazi do nagomilavanja CO2, ne samo u atmosferi, ve} i umorskoj vodi, zbog ravnoteè sa atmosferom.

Pretpostavlja se da pove}avanje koncentracije CO2 u morskoj vodi ima za posledicupromene hemijskog sastava morske vode, promene zapremine morske vode, promene u biomasi umorskoj vodi i sli~no.

Najve}i izvori ugljovodonika u atmosferi su prirodni (oko 1.6⋅109 t godi{nje), usledanaerobnih raspadanja ìve materije, {umskih poàra, respiracije vegetacije i prirodnog gasa.

Od antropogenih izvora najve}i po obimu je saobra}aj (oko 50%), posebno benzinskimotori(oko 47%).

Od antropogenih izvora jo{ bazna hemija, rafinerije nafte i proizvodnja sinteti~kihmaterijala (guma i plastika) pri proizvodnim procesima, ispu{taju oko 15% ugljovodonika, dok seusled razli~itih isparavanja rastvara~a emituje u atmosferu oko 10%.

2.7.4.3. Ugljovodonici − CxHy

Ukupna emisija ugljovodonika iz antropogenih izvora iznosi oko 80⋅106 t godi{nje.MDK za razli~ite polijante ugljovodonike su dati u tabeli 2.7.14.

Tabela 2.7.14. MDK za neke ugljovodonike u radnim prostorijama

Ugljovodonik MDK(mg/m3)

Benzin iz nafte (kao C) 500Etan, propen, buten −1,3−butadien 500Benzen 50Toluen 200Ksilen 50Stiren 420

Metan (CH4) ima najve}u emisiju od svih ugljovodonika iz prirodnih izvora u atmosferu.Koncentracija metana u atmosferi se kre}e oko 980 µg/m3 (1.5 ppm).

Metan je hemijski inertan pa se ne smatra polutantom, te se ne propisuju MDK za metan.Vreme zadràvanja u atmosferi iznosi od 1−4 godine. Uklanjanje iz atmosfere, odnosno

ciklus kruènja metana u prirodi nije najjasniji, ali se pretpostavlja da se iz atmosfere evakui{epreko biosfere. Manji deo metana u atmosferi podleè fotohemijskim reakcijama sa NO, NO2 i O3.

Metan je jako opasan gas sa stanovi{ta eksplozivnosti, tako da se sva ograni~enja u odnosuna metan odnose na opasnost od eksplozije.

Posebno je prisustvo metana nedozvoljeno u zatvorenim prostorima. Metan, koji nastaje udeponijama komunalnog otpada, usled aerobnog truljenja organske materije, je osnovni uzroksamopaljenja deponija u toplim danima letnjeg perioda.

Parafini i olefini (zasi}ena organska jedinjenja i nezasi}ena organska jedinjenja sadvostrukom vezom) predstavljaju ozbiljnije polutante atmosfere.

Parafini lako mogu tehnolo{kim procesima, pa i u atmosferi, otpustiti odre|ena jezgra iligrupe, ~ime prelaze u takozvane radikale, aktivna organska jedinjenja, koja svojom visokomreaktivno{}u imaju najve}i uticaj u izmeni hemije atmosfere u poslednje vreme.

Olefini sa oksidima azota i sumpora grade veoma opasne spojeve, rasprostranjene ulokalnoj atmosferi u obliku aerosolova (PAN u fotoelektri~nom smogu).


112

Parafini i olefini prouzrokuju ozbiljne posledice zaga|enja, kako na lokalnom nivou(fotoelektri~ni smog), tako i na globalnom nivou (uni{tavanje ozonskog omota~a).

Najve}i izvor parafina i njihivih radikala u atmosferi su antropogeni izvori, saobra}aj,industrijski procesi, bazna hemija i drugo, a od prirodnih izvora zemni gas.

Aromati~ni ugljovodonici su sa stanovi{ta zdravstvenih uticaja najopasniji polijantiugljovodonika u atmosferi, po{to bilo direktno, bilo preko reakcija sa drugim polijantima, NO, SO2 idrugima (PBzN), izazivaju razna obolenja kod ljudi, ìvotinja i biljaka , pa ~ak i kancer(3,4−benzopiren).

2.7.4.3.1. Zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere sa CxHy

Najopasniji vid zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere organskim radikalima ioksidansima predstavlja sinergeti~ki efekat sa NOx i O3, koji se manifestuju pojavama "hemijskih"izmaglica i fotohemijskog smoga.

U atmosferi gradova i saobra}ajnica, usled sagorevanja gasovitih i te~nih goriva u industrijii termoenergetskim objektima u gradu, kao i izduvnih gasova automobila, u atmosferu se ispu{tajuzna~ajne koli~ine polutanata NOx i ugljovodonika, koji se zadràvaju u zoni vazduha pri tlu.

U letnjim mesecima u jutarnjim satima, odmah po izlasku sunca, dolzazi do slede}ihfotohemijskih reakcija:

NO2 hν → NO + |O|

NO + |O| → NO2

O2 + |O| → O3

Reakcijom ozona i ugljovodonika, poreklom iz industrije i termoenergetskih objekata,nastaju razli~iti slobodni radikali i aldehidi i ketoni, koji se u prisustvu vlage kondenzuju u aerosole,koji smanjuju vidljivost, odnosno stvaraju "maglu".

O HC RCO RCHOR CO

3 22+ → ⋅ +

RCO2 ⋅ + NO → NO2 + RCO ⋅RCO ⋅ + O2 → RCO3 ⋅

Ovako nastaju razli~iti organski radikali, oksi, odnosno peroksi tipa, koji u~estvuju ustvaranju fotohemijkog smoga. Naj~e{}a boja fotohemijskog smoga je mrko−ùta i poti~e od NO2.Posebno agresivan produkt ovih sinergeti~kih dejstava, koji se moè na}i u fotohemijskom smogu jePAN.

Nastajanje PAN−a (peroksiacetil−nitrat, CH3COOONO2) vezano je za reakciju NO2 islobodnog acetatnog radikala, koji najve}im delom u lokalnoj atmosferi gradova moè da poti~e odprirodnog gasa, aktiviranog ozonom, ili od me|uprodukata (aldehida i sli~no), ili radikala izproizvodnih pogona bazne organske hemije i petrohemije.

CH3CO ⋅ + O2 → CH3CO3 ⋅ + NO2 → CH3CO−O−O−NO2

U isparenjima te~nih goriva, kao i u zemnom gasu ima aromati~nih ugljovodonika, koji posli~nom hemizmu grade opasni polutant PBzN (peroksibenzoil−nitrat, C6H5−COOONO2), koji je,kao jak oksidans, nadra`ljivac za ljude i ìvotinje (nadraùje sluzokoù o~iju), a za vegetaciju jeotrov.

AEROZAGA\ENJE

113

2.7.5. SPECIFI^NI POLUTANTI

Specifi~ni polutanti su gasovi, pare i ~estice, koje se emituju iz specifi~nih izvora emisije, a~ije prisustvo u vazduhu atmosfere nije zabeleèno ni u tragovma, ve} se mogu nalaziti u ekstremnomalim koli~inama odre|eni vremenski period.

Specifi~ni zaga|iva~i su polutanti vazduha radnog prostora, kao i vazduha lokalneatmosfere, pod odre|enim klimatskim uslovima, kao i usled akcedentne emisije u vazduh lokalneatmosfere. Specifi~ni polutanti su naj~e{}e vezani za procesnu tehnologiju, odnosno poti~u iztehnolo{kih procesa, re|e iz procesa sagorevanja.

U ovu grupu jedinjenja mahom spadaju gasovi i pare iz takozvane bazne hemije, biloorganske, bilo neorganske prirode, kao i iz pogona za proizvodnju polimera i sinter materijala.

Rizik od ovih polutanata je veoma veliki, a nisu retke ni katastrofe ogromnih razmera(Bopal u Indiji).

Za razliku od "strate{kih" polutanata, koji su napred navedeni, ~ija su dejstva na ìvotnusredinu dosta ispitana, ovi specifi~ni polutanti nisu dovoljno ispitani, ne samo stoga {to su relativno"novijeg datuma", ve} pre svega iz razloga {to se sa razvojem tehnologije stalno pove}ava njihovbroj.

Osim efekata trovanja usled akcedenata, ispitana su delimi~no jo{ i sinergeti~ka dejstva,kao {to je fotoelektri~ni smog, dok za ispitivanje uticaja u koncentracijama ispod kriti~nih treba dapro|e jo{ zna~ajno puno vremena istraìvanja i snimanja uticaja.


114

2.8. ZAKONSKA REGULATIVA

Dopu{teni nivoi aerozaga|ivanja se propisuju zakonom preko odre|enih zakonskih akata,koje u Republici Srbiji donosi Ministarstvo za{tite ìvotne sredine.

2.8.1. EMISIJA [TETNIH I OPASNIH MATERIJA U ATMOSFERU

Koncentracija zaga|uju}ih materija u otpadnim fluidima koji se ispu{taju u atmosferu senaziva emisija.

Vlada Srbije, preko svog resornog Ministarstva za za{titu ìvotne sredine, donela je juna1997. god. (Sl. Glasnik 30/97) Pravilnik o grani~nim vrednostima emisija, na~inu i rokovima merenjai evidentiranja podataka, ~ime su standardizovane emisije zaga|uju}ih materija iz izvoraaerozaga|enja atmosfere.

Pravilnikom se propisuju grani~ne vrednosti emisije (GVE) {tetnih i opasnih materija uvazduh na mestu izvora zaga|enja, kao najvi{e dozvoljeni nivoi, koli~ine i koncentracije {tetnih iopasnih materija na mestu izvora aerozaga|ivanja.

Pravilnikom su normirane {tetne i opasne materije prema slede}im kategorijama:

kancerogene materije ukupne pra{kaste materije pra{kaste neorganske materije neorganska jedinjenja u obliku aerosola, pare ili gasa organska jedinjenja

2.8.1.1. Kancerogene materije

Kancerogene materije su normirane Pravilnikom o GVE po vrsti, klasi, grani~noj vrednostii masenom protoku. Grani~ne vrednosti emisije kancerogenih materija su date u odnosu na maseniprotok u tabeli 2.8.1.

Tako|e, Pravilnikom o GVE je propisana i maksimalno dozvoljena emisija svih jedinjenjajedne klase kancerogenih jedinjenja.

Ukupna masena koncentracija emisije svih kancerogenih supstanci jedne klase seograni~ava na nivo GVE pojedina~ne supstance klase (za I klasu 0.1 mg/m3, za II klasu 1 mg/m3, zaIII klasu 5 mg/m3).

Ukupna masena koncentracija svih kancerogenih materija vi{e klasa se ograni~ava u zbiruna GVE vi{e klase, pri ~emu kancerogene supstance ne smeju pre}i pojedina~ne koncentracije poklasama, dato u prethodnom pasusu (prakti~no se sumarna GVE vi{e klase umanjuje za sadràjkancerogenih materija niìh klasa).

2.8.1.2. Pra{kaste neorganske materije

Pra{kaste neorganske materije su normirane Pravilnikom o GVE po vrsti, klasi, grani~nojvrednosti i masenom protoku. Grani~ne vrednosti emisije pra{kastih neorganskih materija su date uodnosu na maseni protok u tabeli 2.8.2. Tako|e, Pravilnikom o GVE je propisana i maksimalnodozvoljena emisija svih jedinjenja jedne klase.

Ukupna masena koncentracija emisije svih pra{kastih neorganskih supstanci jedne klase seograni~ava na nivo GVE pojedina~ne supstance klase (za I klasu 0.2 mg/m3, za II klasu 1 mg/m3, zaIII klasu 5 mg/m3).

Ukupna masena koncentracija svih pra{kastih neorganskih materija vi{e klasa seograni~ava u zbiru na GVE vi{e klase, pri ~emu pra{kaste neorganske supstance ne smeju pre}ipojedina~ne koncentracije po klasama, dato u prethodnom pasusu (prakti~no se sumarna GVE vi{eklase umanjuje za sadràj pra{kastih neorganskih materija niìh klasa).

Neorganska jedinjenja u obliku aerosola, pare ili gasa su normirana Pravilnikom o GVEpo vrsti, klasi, grani~noj vrednosti i masenom protoku.

AEROZAGA\ENJE

115

Tabela 2.8.1. Klasa i GVE za emisiju kancerogenih materija

Vrsta materije Klasa GVE(mg/m3)

Za maseniprotok iznad

Azbest (krizolit, krokidolit, amosit, antofilit,antionolit, tremolit) u vidu najfinije pra{ine

I 0.1 500 (mg/h)

Benzo (a) piren I 0.1 500 (mg/h)Berilijum i njegova jed. u respirabilnom obliku(kao Be)

I 0.1 500 (mg/h)

Dibenz (a,h) antracen I 0.1 500 (mg/h)Kadmijum i njegova jedinjenja I 0.1 500 (mg/h)2−naftilamin I 0.1 500 (mg/h)Prirodni uran (U238 +0.7%U235) I 0.1 500 (mg/h)Arsen−trioksid i arsen−pentoksid, arsenasta kis.,arsenitna kis. i njihove soli (kao As)

II 1.0 5 g/h

Jedinjenja hroma (VI), kao i kalcijum hromat,hrom−(III), stroncijum hromat i cink hromat(kao Cr)

II 1.0 5 g/h

Kobalt i njegova jedinjenja, aerosoli metalnogkobalta i te{ko rastvorljivih kobaltnih soli (kaoCo)

II 1.0 5 g/h

Olovo i njegova jed. (kao Pb) II 1.0 5 g/h3,3−trihlorbenzidin II 1.0 5 g/hDimetilsulfat II 1.0 5 g/hEtilenamin II 1.0 5 g/hNikl i njegova jed., aerosoli metalnog nikla, niklsulfida i sulfidne rude, nikl oksida i niklkarbonata i nikl−tetrakarbonila (kao Ni)

II 1.0 5 g/h

Akrilonitril III 5.0 25 g/hBenzen III 5.0 25 g/hVinilhlorid III 5.0 25 g/h1,2−dibrometan III 5.0 25 g/h1,2−epoksipropan III 5.0 25 g/h1−hlor−2,3−epoksipropan (Epihlorhidrin) III 5.0 25 g/hEtilen oksid III 5.0 25 g/hHidrazin III 5.0 25 g/h

2.8.1.2.1. Ukupne pra{kaste materije

Masena koncentracija ukupnih pra{kastih materija se normira na podklase:

b.1- mg/m3, pri masenom protoku ve}em od 0.5 kg/hb.2- mg/m3, pri masenom protoku od 0.5 kg/h i manjem

2.8.1.2.2. Neorganska jedinjenja u obliku aerosola, pare ili gasa

Grani~ne vrednosti emisije neorganskih jedinjenja u obliku aerosola, pare ili gasa su date uodnosu na maseni protok u tabeli 2.8.3. Tako|e, Pravilnikom o GVE je propisana i maksimalnodozvoljena emisija svih jedinjenja jedne klase.

Ukupna masena koncentracija emisije svih neorganskih jedinjenja u obliku aerosola, pareili gasa jedne klase se ograni~ava na nivo GVE pojedina~ne supstance klase (za I klasu 1.0 mg/m3, zaII klasu 5 mg/m3, za III klasu 30 mg/m3, za IV klasu 500 mg/m3).


116

Tabela 2.8.2. Klasa i GVE za emisiju pra{kastih neorganskih materija

Vrsta materije KlasaGVE

(mg/m3)


(g/h)

@iva i njena jedinjenja (kao Hg) I 0.2 1.0Talijum i njegova jedinjenja (kao Tl) I 0.2 1.0Arsen i njegova jedinjenja (kao As) II 1.0 5.0Kobalt i njegova jedinjenja (kao Co) II 1.0 5.0Nikl i njegova jedinjenja (kao Ni) II 1.0 5.0Selen i njegova jedinjenja II 1.0 5.0Telur i njegova jedinjenja (kao Te) II 1.0 5.0Antimon i njegova jedinjenja (kao Sb) III 5.0 25.0Bakar i njegova jedinjenja (kao Cu) III 5.0 25.0Vanadijum i njegova jedinjenja (kao V) III 5.0 25.0Kalaj i njegova jedinjenja (kao Sn) III 5.0 25.0Mangan i njegova jedinjenja (kao Mn) III 5.0 25.0Paladijum i njegova jedinjenja (kao Pd) III 5.0 25.0Platina i njena jedinjenja (kao Pt) III 5.0 25.0Rodijum i njegova jedinjenja (kao Rh) III 5.0 25.0Hrom i njegova jedinjenja (kao Cr) III 5.0 25.0Fluoridi i lako rastvorljivi (npr. NaF) (kao F) III 5.0 25.0Cijanidi i lako rastvorljivi (npr. NaCN) (kao CN) III 5.0 25.0

Tabela 2.8.3. Klasa i GVE za emisiju pra{kastih neorganskih jedinjenja u obliku aerosola, pare ili gasa

Vrsta materije Klasa GVE(mg/m3)


Arsen hidrid (AsH3) I 1.0 10.0 g/hFosfin (PH3) I 1.0 10.0 g/hFozgen (CoCl2) I 1.0 10.0 g/hHlorcijan (CNCl) I 1.0 10.0 g/hBrom i njegova jedinjenja (kao HBr) II 5.0 50.0 g/hVodonik sulfid (H2S) II 5.0 50.0 g/hFluor i njegova jedinjenja (kao HF) II 5.0 50.0 g/hHlor (Cl2) II 5.0 50.0 g/hJedinjenja hlora, ako nisu u klasi II (kao HCl) III 30.0 0.3 kg/hOksidi azota (NO, NO2) (kao NO2) IV 500.0 5.0 kg/hOksidi sumpora (SO2, SO3) (kao SO2) IV 500.0 5.0 kg/hAmonijak ukupni u gasovitim, parnim i aerosolnimjedinjenjima (NH3)

IV 500.0 5.0 kg/h

Ukupna masena koncentracija svih neorganskih jedinjenja u obliku aerosola, pare ili gasavi{e klasa se ograni~ava u zbiru na GVE vi{e klase, pri ~emu neorganska jedinjenja u oblikuaerosola, pare ili gasa ne smeju pre}i pojedina~ne koncentracije po klasama, dato u prethodnompasusu (prakti~no se sumarna GVE vi{e klase umanjuje za sadr`aj neorganskih jedinjenja u oblikuaerosola, pare ili gasa ni`ih klasa).

AEROZAGA\ENJE

117

2.8.1.2.3. Organska jedinjenja

Organska jedinjenja su normirana Pravilnikom o GVE po vrsti, klasi, grani~noj vrednosti imasenom protoku. Tako|e, Pravilnikom o GVE je propisana i maksimalno dozvoljena emisija svihjedinjenja jedne klase.

Teritorija Republike Srbije, usled niè razvijene industrije bazne hemije, ne poseduje ve}ibroj industrijskih izvora organskih polutanata atmosfere.

Zbog velikog broja organskih jedinjenja, datih u Pravilniku o GVE, kao i specifi~ne emisijeovih polutanata iz izvora u industrijskim objektima pojedinih regija kod nas, GVE pojedinihsupstanci nije dat u obliku tabelarnog prikaza, ve} se po potrebi moè na}i u navedenom Pravilnikuo GVE.

2.8.2. IMISIJA [TETNIH I OPASNIH MATERIJA U VAZDUHU

Koncentracija zaga|uju}ih supstanci u fizi~kom i hemijskom sadràju vazduha u atmosferise naziva imisija.

Preporuke Svetske zdravstvene organizacije (WHO−World health organisation) zamaksimalno dozvoljene emisije (MDI) pojedinih zaga|iva~a vazduha, u odnosu na kategorijuìvotne sredine, date su u tabeli 2.8.4.

Lokalni organi mogu, preko regionalnih akata, da propisuju i niè vrednosti dozvoljenihkoncentracija zaga|uju}ih materija u atmosferu, zavisno od op{teg stanja zaga|enosti lokalneatmosfre.

Kroz vazduh u neposrednoj blizini izvora zaga|enja polutanti se kre}u molekulskomdifuzijom, tako da veoma brzo vazduh lokaliteta poprimi ujedna~en sastav polutanata.

Ministarstvo za za{titu ìvotne sredine je donelo Pravilnik o dozvoljenim imisijamazaga|uju}ih materija u atmosferi, progla{avaju}i grani~ne vrednosti imisija (GVI) {tetnihmaterija u atmosferi, posebno za naselja, posebno za nenastanjena i rekreativna podru~ja, prinormalnim T,P uslovima (Sl. Glasnik, br. 54/92).

Grani~na vrednost imisije obuhvata odre|eni broj polutanata, dok se za ostale polutante,koji nisu obuhva}eni ovim Pravilnikom, koriste metode i standardi EPA (Agencije za za{titu ìvotnesredine USA).

U SFRJ je bila standardizovana maksimalno dozvoljena koncentracija (MDK) u atmosferiradnih prostorija i radili{ta, nekih vazdu{nih ne~isto}a u obliku ~estica i gasova, preko standardaJUS Z.BO.001.

2.8.2.1. Grani~ne vrednosti imisija u atmosferi naselja

Pravilnikom o GVI se propisuju zaga|uju}e materije, svrstane po kategorijama, za koje jeobavezno vr{iti sistematsko merenje. Te materije su podeljene u 5 grupa i to:

1) Neorganske materije1.1. sumpordioksid (SO2)1.2. ~a|1.3. suspendovane ~estice1.4. azotdioksid (NO2)1.5. ugljenmonoksid (CO)1.6. hlorovodonik (HCl)1.7. hlor (Cl2)1.8. fluorovodonik (HF)1.9. amonijak (NH3)1.10. vodoniksulfid (H2S)


118

Tabela 2.8.4. MDI zaga|uju}ih materija u atmosferi prema preporuci Svetske zdravstvene organizacije (WHO)

Polutant Cmax

1 god. 24 h 8 h 4 h 1 h

Gradovi i industrijski bazeni (µg/m3)NO2 40 100 − − 200O3 − − 100 − 200SO2 50 125 − − 350CO − − − − −H2S − − − − −CS2 − − − − −F − 1 − − − −Cl − 40 − − − 200Prirodni tereni, za{titna i rekreaciona podru~ja (µg/m3)SO2 30 100 − − −NO2 30 − − 95 −O3 − 65 − − 200PAN (peroksiacetil−nitrat) − − 80 − 300Lebde}e ~estice u vazduhu gradova

1 godina 24 h

Ukupne lebde}e ~estice 70.0 120Crni dim 50.0 125Cd 0.01 −Mn 1.0 −Pb 1.0 −V − 1.0Hg 1.0 −Sedimentne materije

Jed. Gradovi Prirodna sred.1 god. 1 mes. 1 godina

Ukupna talo`na mater. mg/m3⋅dan 350 650 200Pb µg/m3⋅dan 250 − 100Cd µg/m3⋅dan 5 − 2Zn µg/m3⋅dan 400 − −Tl µg/m3⋅dan 10 − 2

2) Talo`ne materije u vazduhu3) Te{ki metali u suspendovanim ~esticama3.1. kadmijum (Cd)3.2. mangan (Mn)3.3. olovo (Pb)3.4. ̀ iva (Hg)4) Organske materije4.1. ugljendisulfid4.2. stiren4.3. tetrahloretilen4.4. toluen4.5. formaldehid4.6. 1,2−dihloretan4.7. akrolein

AEROZAGA\ENJE

119

5) Kancerogene materije5.1. akrilonitril5.2. arsen5.3. benzen5.4. hrom (VI)5.5. nikl5.6. policikli~ni aromati~ni ugljovodonici (benzo (a) piren)5.7. vinilhlorid5.8. azbest

Grani~ne vrednosti imisije (GVI) za odre|ene polutante prema Pravilniku o GVIprikazane su u tabelama. U ovom Elaboratu prezentira}e se samo tabele za GVI u naseljenimmestima (tabele od 2.8.5.−2.8.11.).

Tabela 2.8.5. GVI za neorganske materije

Zaga|uju}a Jedinica GVI

materija mere 24 h 1 h

SO2 µg/m3 150 350

~a| µg/m3 50 150

suspendovane ~estice µg/m3 120 −NO2 µg/m3 85 150

O3 (prizemni) µg/m3 85 150

CO mg/m3 5 10

Tabela 2.8.6. GVI za ukupne talo`ne materije


materija mere 1 mesec 1 godina

ukupne talo`ne materije mg/m2⋅dan 300 100

Tabela 2.8.7. GVI za te{ke metale u talo`nim materijama


materija mere 1 mesec

Pb µg/m2⋅dan 250

Cd µg/m2⋅dan 5

Zn µg/m2⋅dan 400

Tabela 2.8.8. GVI za te{ke metale u suspendovanim ~esticama


materija mere 24 h

Cd µg/m2⋅dan 0.01

Mn µg/m2⋅dan 1.00

Pb µg/m2⋅dan 1.00

Hg µg/m2⋅dan 1.00


120

Tabela 2.8.9. GVI za neorganske gasovite materije

Zaga|uju}a Jedinica Vreme GVImaterija mere uzorkovanjaHF µg/m2⋅dan 3 h 20

24 h 3Cl2 µg/m2⋅dan 3 h 100

24 h 30NH3 µg/m2⋅dan 3 h 200

24 h 100HCl µg/m2⋅dan 3 h 50

24 h 15H2S µg/m2⋅dan 3 h 50

24 h 8

Tabela 2.8.10. GVI za organske materije

Zaga|uju}a Jedinica GVImaterija mere 24 h

ugljendisulfid mg/m3 0.10stiren mg/m3 0.80tetrahloretilen mg/m3 5.00toluen mg/m3 7.50formaldehid mg/m3 0.101,2−dihloretan mg/m3 0.50akrolein mg/m3 0.10

Kancerogene materije nisu dozvoljene u vazduhu. Kancerogene materije se izuzetno mogunalaziti privremeno u vazduhu sa koncentracijama datim u tabeli 2.8.11.

Tabela 2.8.11. GVI za kancerogene materije *

Zaga|uju}a Jedinica GVImaterija mere 24 h

akrilonitrid µg/m3 0.50arsen ng/m3 2.50benzen µg/m3 800.00hrom (VI) ng/m3 0.20nikl ng/m3 2.50benzo (a) piren ** ng/m3 0.10vinilhlorid ng/m3 50.00azbest *** dl/m 250.00

* − Prema pravilniku se izuzetno dozvoljava u kra}em vremenskom periodu navedeneGVI

** − Benzo (a) piren, kao predstavnik policikli~nih aromati~nih ugljovodonika u urbanojsredini

*** − Azbest se odre|uje preko du`ine vlakna (l) i pre~nika vlakna (d) opti~kom metodom

AEROZAGA\ENJE

121

Kada se prekora~e GVI iz navedenih tabela, za odre|ene polutante ("strate{ke")Pravilnikom o GVI se propisuje imisija upozorenja (tabela 2.8.12.).

Tabela 2.8.12. Imisija upozorenja

Zaga|uju}a Jedinica Vreme GVImaterija mere uzorkovanjaSO2 ** mg/m3 24 h 0.25~a| ** mg/m3 24 h 0.25NO2 mg/m3 1 h 0.30CO mg/m3 8 h 10.00O3 (prizemni) mg/m3 1 h 0.20

** − SO2 i ~a| se posmatraju jednovremeno (zbirno)

Kada se prekora~e GVI iz navedenih tabela, za odre|ene polutante ("strate{ke")Pravilnikom se propisuju stepeni prekora~enja GVI (tabela 2.8.13.).

Tabela 2.8.13. GVI stepena epizodne zaga|enosti vazduha

Zaga|uju}a Jedinica Vreme GVImaterija mere uzorkovanja I stepen II stepenSO2 ** mg/m3 24 h 0.4 0.5~a| ** mg/m3 24 h 0.4 0.6NO2 mg/m3 1 h 0.5 0.7CO mg/m3 8 h 25.0 35.0O3 (prizemni) mg/m3 1 h 0.3 0.4

2.8.3. MDK [TETNIH I OPASNIH MATERIJA U VAZDUHU RADNIH PROSTORIJA

MDK u vazduhu radnih prostorija reguli{e i bliè odre|uje uslove pod kojima se moèraditi u radnim prostorijama, odnosno defini{e maksimalno dozvoljenu izloènost aerozaga|enju uradnim prostorijama za radno vreme od 8 h, kao i za ekstremna zaga|enja u kra}em trajanju(do 1 h).

Kao {to je navedeno u SFRJ su maksimalne dozvoljene koncentracije zaga|uju}ih materijau radnim prostorijama (MDKrp), standardizovane preko JUS standarda (JUS Z.BO.001).

Ovaj standard nije kasnije revalorizovan, niti dopunjavan u SRJ.Zbog izuzetno velikog broja supstanci koje se tretiraju ovim standardom, kompletan

standard ne}e biti prikazan u publikaciji, ve} }e se navoditi MDKrp u vazduhu u radnimprostorijama za karakteristi~ne polutante, prilikom analize pojedinih polutanata u poglavlju oarerozaga|iva~ima.


122

3. AMBIJENTALNO MODELOVANJE HEMIJSKIHAKCEDENATA

3.1. SAVREMENI PRISTUP PROBLEMATICI LOKALNOG AEROZAGA\ENJA

3.1.1. DEFINISANJE PROBLEMATIKE LOKALNOG AEROZAGA\ENJA

Problematika lokalnog aerozaga|enja je visoko kompleksna i zahteva {iroki i svestranipristup pri razre{avanju. Ako se posmatraju jednostrano, problemi lokalnog aerozaga|enja se nemogu efikasno, uspe{no i ekolo{ki opravdano re{avati.

U slu~aju jednostranog posmatranja problema lokalnog aerozaga|enja nije najbitnije kojije zna~aj prioriteta posmatranja, bilo da je prioritet dat ljudskom zdravlju, bilo biljnom iìvotinjskom svetu, bilo o~uvanju prirodnih lepota i izgleda lokaliteta.

Iako se posmatrana zona atmosfere ne moè niti lokalizovati niti izolovati kao voda i tlo,po{to je atmosfera kompaktna i nedeljiva celina, postoje zna~ajne razlike u atmosferskim zonama uodnosu na razli~ite lokalitete.

Te razlike prvenstveno poti~u od razlika uticaja emisija aerozaga|enja na propagaciju iimisiju polutanata u vazduhu lokalne atmosfere na razli~itim lokalitetima, {to pre svega bazira naspecifi~nostima ambijentalnih karakteristika mikrolokacije.

Potpuno identi~ni kvalitet, kvantitet i raspored izvora emisija aerozaga|enja u razli~itimambijentalnim uslovima da}e razli~ite kvalitete vazduha lokalne atmosfere, usled razli~itihkapaciteta lokalnih atmosfera u odnosu na mogu}nost asimilacije polutanata, razli~itih uticajaemisije polutanata na odràvanje ravnote`nog sastava polutanata, razli~itih propagacija emitovanihpolutanata u vazduhu lokalnih atmosfera i drugo.

Ove razlike poti~u od razlika u kinetici vazduha lokalnih atmosfera, odnosno od razlikakvaliteta i kvantiteta izmenjivosti vazduha u lokalnoj atmosferi, kvaliteta i kvantiteta, pravaca ismerova dominantnih vetrova, topografije terena (morfolo{ka slika lokacije), kao i drugihambijentalnih meteorolo{kih i klimatskih faktora.

Atmosfera se, kao krajni recipijent zaga|enja, ne moè posmatrati, tretirati i rangiratiidenti~no kao voda, kod koje se ispu{tanje otpadnih voda kvalifikuje i kvantifikuje prema kvalitetu ikvantitetu prijemnika.

U atmosferi postoje, iz ugla aerozaga|enja, zna~ajne razlike u kvalitetu i kapacitetulokalnog vazduha, tako da se emisija aerozaga|enja u vazduh lokalne atmosfere ne moè unifikovatiu okviru jedinstvene atmosfere.

Tako se svaka lokalna atmosfera ponaosob mora zasebno kvalifikovati i kvantifikovati, nabazi specifi~nih karakteristika i kapaciteta vazduha konkretne lokalne atmosfere.

Prakti~no, kao {to se pojedini kriterijumi za ispu{tanje otpadnih voda na lokalnom nivoudonose odlukama nadle`nih slu`bi i organa op{tina (na primer, MDK za upu{tanje otpadnih voda ugradsku kanalizaciju), tako se isto i pojedini kriterijumi za emisiju aerozaga|enja na lokalnom nivoutrebaju donositi odlukama nadle`nih slu`bi i organa nadle`nih op{tina (na primer, dozvoljenikvalitet i kvantitet emisije zaga|uju}ih materija u vazduh lokalne atmosfere na mikrolokacijama uokviru posmatranog lokaliteta).

Osnovni parametri kod odlu~ivanja o emisijama polutanata u vazduh lokalne atmosfere namikrolokacijama trebaju da budu stru~no procenjeni kvalitet i kapacitet neposrednog prijemnika,vazduha lokalne atmosfere posmatranog lokaliteta.

Prilikom tretiranja nedozvoljene emisije zaga|uju}ih materija u vazduh lokalne atmosferena mikrolokacijama, op{tinskim aktima treba ograni~iti emisije zaga|uju}ih materija namikrolokacijama na nivoe koji obezbe|uje dopu{tenu imisiju polutanata u ambijentalnom vazduhulokalne atmosfere na celom posmatranom lokalitetu.

Dopu{teni nivo emisije polutanata na mikrolokacijama se treba odrediti tako da ukupnaimisija polutanata na posmatranom lokalitetu ne bude iznad dopu{tenih vrednosti imisija premaPravilnikom o GVI.

AMBIJENTALNO MODELOVANJE HEMIJSKIH AKCEDENATA

123

Pri tome se op{tinskim aktima moè propisati emisija aerozaga|enja pojedina~nimobjektima u vazduh lokalne atmosfere manja od dopu{tene emisije polutanata propisanePravilnikom o GVE za konkretni tip izvora emisije aerozaga|enja, pa ~ak i praviti razlika uvrednostima dopu{tenih emisija za isti tip izvora aerozaga|enja za isti polutant, na bazi razli~itihkvaliteta vazduha (imisija polutanata) na razli~itim mikrolokacijama.

Me|utim, op{tinskim aktima se ne sme dozvoljavati ve}a emisija od emisije propisanePravilnikom o GVE, ~ak i kada bi kvalitet imisije zaga|uju}ih materija u ambijentalnom vazduhulokalne atmosfere na mikrolokaciji dozvoljavao i ve}e emisije polutanata od propisanih vrednostiPravilnikom o GVE za konkretni tip izvora aerozaga|enja.

Pre odre|ivanja visine dopu{tene emisije za svaku konkretnu zaga|uju}u materiju nakonkretnoj mikrolokaciji, neophodno je prvo proceniti maksimalnu vrednost ukupne emisije −UEmax, za svaku konkretnu zaga|uju}u materiju iz svih gravitiraju}ih izvora aerozaga|enja, ~ijiukupni efekat ne}e izazvati ve}u vrednost imisije konkretne zaga|uju}e materije od propisanevrednost prema Pravilniku o GVI, na konkretnoj mikrolokacij.

Na osnovu procenjene UEmax, broja i rasporeda izvora aerozaga|enja, kao i njihovihemisionih kapaciteta, treba proceniti maksimalno dozvoljene emisije − DEmax, za svaku konkretnuzaga|uju}u materiju iz svakog pojedina~nog izvora emisije aerozaga|enja na posmatranojmikrolokaciji.

Pri tome svaka pojedina~na procenjena maksimalno dozvoljena emisija ne sme biti ve}a odemisije propisane Pravilnikom o GVE za konkretni tip objekta, prema njegovoj klasi i kapacitetima.

Za svaku zaga|uju}u materiju i za svaki izvor aerozaga|enja uvek mora biti po{tovanopravilo da je DEmax ≤ GVE, bez obzira da li procenjena vrednost UEmax na konkretnom mikrolokalitetu dopu{ta i ve}e emisije iz pojedina~nih izvora aerozaga|enja.

Problem aerozaga|enja na mikrolokaciji, postavljen i dimenzionisan na navedeni na~in,obezbe|uje ispunjavanje osnovnih zakonskih odredbi o za{tite atmosfere od aerozaga|ivanja, po{tose u potpunosti pridràva normativa o GVE i GVI, propisanih Pravilnicima o GVE i GVI.

3.1.2. OSNOVNI KRITERIJUMI KOD LOKALNOG AEROZAGA\ENJA

U savremenoj ekolo{koj praksi postoji vi{e razli~itih pravaca sagledavanja razre{enjaproblematike aerozaga|enja lokalne atmosfere na mikrolokacijama, koji se me|usobno razlikuju uodnosu na osnovni kriterijum na kome su postavljeni.

3.1.2.1. Kriterijum − kvalitet ìvotne sredine

Jedan od zastupljenih pravaca za{tite ìvotne sredine je vra}anje nivoa kvaliteta vazduha,voda, tla, hrane i ostalih elemenata ìvotne sredine, na nekada postoje}i nivo visokog kvalitetaìvotne sredine.

Prilikom analize svih postavljenih zahteva od nadle`nih i zainteresovanih strana nakonkretnoj mikrolokaciji, na osnovu ovog kriterijuma ~esto se de{ava da se traèni (ili zami{ljeni)nivo kvaliteta vazduha za mnoge mikrolokacije poklapa sa kvalitetom vazduha na mikrolokaciji izdavno pro{log vremena, a ne retko i od pre par vekova.

U ovaj ekolo{ki kriterijum se moè svrstati i zahtev za vra}anjem kvaliteta vazduhalokalnih atmosfera mikrolokacija na nivo (davno) usvojenog "prirodnog" sastava vazduha. Ovakavpristup danas predstavlja jednu od osnovnih strategija delovanja ne malog broja ekolo{kihorganizacija i grupacija, pre svega brojnih pokreta i stranaka "Zelenih".

Da bi se navedeni ekolo{ki cilj dostizanja nivoa nekada{njeg visokog kvaliteta ìvotnesredine i ostvario, sa stanovi{ta lokalne atmosfere neophodno bi bilo prvo ukinuti sve izvore emisijaaerozaga|enja, koji su "doneli" nove polutante u sastav vazduha lokalnih atmosfera mikrolokacija,pre svih industrijske objekte i tehnolo{ke procese koji proizvode sintetske ("ve{ta~ke") materije,gumu, plasti~ne mase i sli~no.


124

Koliko bi danas u savremenim uslovima i na dostignutom tehnolo{kom i tehni~kom nivousavremene civilizacije, materijali kao drvo, koà, papir i sli~ni ranije kori{}eni materijali, mogli dazamene plasti~ne mase, gumu i druge "ve{ta~ke materijale", ne moè se ozbiljnije ni razmatrati.Navedeni "ve{ta~ki materijali", pre svih guma i plasti~ne mase, se u savremenimtehni~ko−tehnolo{kim uslovima uop{te ne bi mogli zameniti navedenim prirodnim materijalima.

Vra}anje energije na nivo "prednaftnog perioda", odnosno na sagorevanja drveta, ugljeva isli~nih biljnih i fosilnih goriva, imala bi za posledicu ~itav niz izmena u svremenoj komunikaciji:vra}anje parnih ma{ina kao pogonskih ma{ina, vra}anje zaprega kao transportnih sredstava,potpuno ukudanje avijacije i sli~no.

Da bi se dostigao traèni nivo kvaliteta vode, vazduha, tla i hrane sa ovako postavljenogstanovi{ta kriterijuma ìvotne sredine, potrebno bi bilo pre~i{}avati samo vazduh, vodu i tlo, a neotpadne gasove, otpadne vode i ostali otpad iz izvora zaga|enja ìvotne sredine, dok objekte kojiemituju aerozaga|enje, otpadne vode i drugi ekolo{ki opasni otpad treba odmah zatvoriti i ukinuti.

Tako|e, i sama prirodna sredina mikrolokacija je fizi~ki ve} toliko degradirana, da jeprakti~no nemogu}e dosti}i nekada{nje ambijentalne parametre, osnovni preduslov za nekada{njidobar kvalitet ìvotne sredine.

Nemogu}e je "doraditi" planine, "postaviti" brda, vratiti bare i mo~vare, guste i te{koprohodne {ume i ostale nestale sadràje iz nekada{njeg prirodnog okruènja, {to je degradiranotehni~ko−tehnolo{kim razvojem tokom proteklih par vekova.

âk i pod pretpostavkom da je mogu}e bukvalno "prebaciti" ~oveka, kao i postoje}e biljne iìvotinjske vrste u ìvotnu sredinu od pre par vekova, do{lo bi do ~itavog niza promena i problemane samo kod ~oveka, ve} i kod biljnih i ìvotinjskih vrsta na nove "stare" uslove ìvotne sredine.Tako bi, da paradoks bude ve}i, iznenadno ekstremno "bolji i zdraviji uslovi ìvotnog okruènja"pravili probleme, sli~no kao i drasti~no pogor{avanje uslova u postoje}em ìvotnom okruènju.

3.1.2.2. Kriterijum − striktno po{tovanje dopu{tenih emisija

Drugi savremeni pravac re{avnja kompleksne problematike aerozaga|enja polazi odneophodnosti normiranja kvantiteta pojedina~nih emisija iz izvora aerozaga|enja, u odnosu naprocenjene i postavljene osnovne parametre emisije (tip izvora, kapacitet procesa, vrsta emisije idrugo).

Smatra se da striktno po{tovanje dozvoljenih i propisanih emisija omogu}ava dostizanjekvalitetnije ìvotne sredine.

Ova pretpostavka bi eventualno mogla da se prihvati u odre|enom obimu kod analiziranjapravaca razre{enja problematike globalnih aerozaga|ivanja atmosfere.

Sa stanovi{ta aerozaga|ivanja lokalne atmosfere mikrolokacija ovakav pristup ne garantujeono {to je najosnovnije, ni samo zaustavljanje daljeg rasta aerozaga|enja lokalne atmosfere, a kamoli dostizanje boljeg kvalitet vazduha lokalne atmosfere.

Iako je osnovni prilaz kod ovih "normativnih" aspekata u osnovi opravdan, predstavljasamo potreban uslov za razre{enje problema aerozaga|enja, ali ne i dovoljan uslov da se to irealizuje.

Najve}i nedostatak ~isto "normativnog" pristupa pri re{avanju problematike aerozaga|enjapredstavlja svojevrsna uniformnost u odnosu na zami{ljeni parametar.

Ako je jasno da se sastavi vazduha lokalnih atmosfera na mikrolokacijama me|usobnorazlikuju, kako po kvalitetu, tako i po kvantitetu, moralo bi da se shvati da se ne moè postavitiuniformna dimenzija dopu{tenog zaga|ivanja vazduha lokalnih atmosfera.

Ako bi se recimo vazduh u planinskim regijama zaga|ivao istim obimom kao i vazduh uindustrijskim urbanim sredinama, ubrzo bi se formirali centri aerozaga|enja na celoj teritorijidràve, izme|u kojih bi se uspostavio gradijent imisija zaga|uju}ih materija u vazduhu lokalnihatmosfera na svim mikrolokacijama u dràvi, ~ime bi se kompletna atmosfera nad velikom regijomtrajno kontaminirala.


125

Sa desetak precizno postavljenih izvora emisija aerozaga|enja na planinskim lokacijama,kapaciteta emisije kao u nekom ve}em industrijskom gradu, vazduh nad celom teritorijomRepublike Srbije bi se trajno kontaminirao.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere u industrijskom gradu nekontrolisanomemisijom jednog polutanta u uve}anom obimu, izaziva kratkotrajnu promenu dominatne ravnoteèu sastavu vazduha lokalne atmosfere, {to ima za posledicu lokalno prekora~enje imisije ipogor{avanje kvaliteta vazduha za nekoliko % (najvi{e za nekoliko desetina %).

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere istog obima i jednakog kvaliteta u planinskomselu iz sli~nog objekta − izvora aerozaga|enja, izazvala bi ozbiljnu promenu ravnoteè u sastavuvazduha lokalne atmosfere u planinskom selu, uz neuporedivo vi{i stepen pogor{avanja kvalitetavazduha lokalne atmosfere.

Umesto bilo kakvog jednostranog pristupa, potrebno je da osnovni princip kod svihpostupaka, mera i propisa u cilju za{tite ìvotne sredine, mora da bude najmanje odràvanjepostoje}eg kvaliteta vazduha, odnosno zabrana pogor{avanja postoje}eg kvaliteta vazduha lokalneatmosfere. Ovakva koncepcija ne isklju~uje i ne ograni~ava razme{taj izvora aerozaga|enja, ve}samo ograni~ava visinu dozvoljene emisije u odnosu na postoje}i kvalitet i kapacitet vazduhalokalne atmosfere.

Tako se mogu i u planinskim regijama postavljati objekti koji emituju aerozaga|enje, ali sedopu{tena emisija polutanata u takvim sredinama mora drasti~no i rigorozno razlikovati oddopu{tene emisije u urbanim industrijskim sredinama, zonama sa ve} pogor{anim kvalitetomvazduha. Na taj na~in se moè uspe{no postaviti osnova (polazi{te) za za{titu kvaliteta vazduhalokalne atmosfere, kao i ~itave ìvotne sredine lokalnog okruènja.

Posredno se, na navedeni na~in, olak{ava i smanjivanje zaga|enja vazduha lokalnihatmosfera u zonama visokog aerozaga|enja i lo{eg kvaliteta vazduha, uspostavljanjem razlikakoncentracija polutanata u vazduhu izme|u regija, ~ime se usmerava i olak{ava regionalno iglobalno razno{enje aerozaga|enja na mnogo {irem prostoru.

Ovako usmerenom propagacijom zaga|uju}ih materija na veoma {irokom prostoru lak{ese moè regulisati i odràvati podno{ljivi nivo aerozaga|enja u ve} zaga|enim urbanim i prete`noindustrijskim sredinama.

3.1.2.3. Kriterijum − striktno po{tovanje dopu{tenih imisija

Svaki poku{aj "tehni~ke standardizacije" kapaciteta emisije aerozaga|enja vazduha lokalneatmosfere na mikrolokaciji je unapred osu|en na neuspeh, a tako|e je i svaki poku{aj "hemijskestandardizacije" vazduha lokalne atmosfere unapred osu|en na neuspeh.

Osnovni razlog leì pre svega u tome {to na nivou lokalnih atmosfera mikrolokacija nemauniformnih niti "prirodnog", niti "dopu{tenog" sadràja vazduha, ve} ima samo trenutnoguravnoteènog sastava vazduha za svaku lokalnu atmosferu ponaosob.

Nije redak slu~aj da je jedna supstanca u vazduhu lokanih atmosfera nekih mikrolokacijazaga|uju}a materija, dok u vazduhu drugih lokalnih atmosfera ta ista supstanca ulazi u "normalni"sastav vazduha tih mikrolokacija (uravnoteèni sastav vazduha tog lokaliteta).

Pri tome se misli na imisije polutanata u vazduhu koje imaju realne vrednosti (redaveli~ine > µg/m3), a ne na podmikrokoncentracije (reda veli~ine < µg/m3), ili na pojave u tragovima(reda veli~ine ng/m3), {to uvek postoji u vazduhu svake lokalne atmosfere, usled efekta globalnogzaga|enja atmosfere. Najbolji primer za ovu konstataciju je primer emisije CO.

U vazduhu lokalnih atmosfera svih urbanih sredina CO ulazi u "normalni" sadràj vazduha.Uobi~ajena imisija CO u vazduhu lokalnih atmosfera urbanih sredina se kre}e u okvirima od 5− 100 ppm. Tako je CO u vazduhu atmosfera urbanih sredina zaga|uju}a materija sakarakteristikama opasnog polutanta, ne svojom pojavom, ve} svojim kvantitetom (koncentracijom uvazduhu).

U planinskom vazduhu je normalna imisija CO na nivou ∼ 0.1 ppm, pa CO ne ulazi ugrupu supstanci koje sa~injavaju "normalni" sastav planinskog vazduha. Tako je CO za planinskivazduh zaga|uju}a materija sa karakteristikama opasnog polutanta samim svojim kvalitetom(samom svojom pojavom u vazduhu), ~ak i na niskim imisijama u vazduhu (∼ 1 ppm).


126

Ako bi se princip regulisanja emisije aerozaga|enja, na bazi dopu{tene lokalne imisijeaerozaga|enja za gradove, uzeo kao osnova za normiranje emisije CO u prirodnoj sredini vanurbanih i industrijskih zona, mnogi prirodni predeli bi bili opasno degradirani usled posledicanormativno dopu{tene, ali za planiske lokacije prekomerne koncentracije CO u planinskomvazduhu.

Obratno, ako bi se princip regulisanja emisije aerozaga|enja, na bazi lokalne imisije tihaerozaga|enja za nenaseljena planinska podru~ja, uzeo kao osnova za normiranje emisije CO ugradovima, sve u njima moralo da stane, kako industrija, tako i saobra}aj, grejanje i sve ostalo {to zaposledicu ima zna~ajniju emisiju CO.

Tako|e, ne moè biti nivo dopu{tene emisije CO ni u svim urbanim sredinama isti, po{tose i tu mora po{tovati ve} uspostavljena razlika u kvalitetu lokalne atmosfere.

3.1.2.4. Kriterijum − po{tovanje postoje}ih razlika na mikrolokacijama

Ovaj kriterijum je u svetu najmanje "strate{ki", a najvi{e "lokalisti~ki" i zna~jno jezastupljen u pojedinim regijama, koje imaju te`nju o~uvanja i pobolj{avanja kvaliteta ìvotnesredine i pored "komotnijih" dràvnih normativa o emisiji zaga|iva~a, ne samo vazduha, nego i vodai tla.

Dozvoljene emisije polutanata iz izvora aerozaga|enja lokalne atmosfere na svakojmikrolokaciji najbolje je proceniti na bazi lokalne imisije, odnosno lokalnog kvaliteta vazduha, saosnovnim ciljem da se postoje}i kvalitet vazduha lokalne atmosfere mikrolokacije mora najmanjeodràti na postoje}em nivou za svaki polutant, {to bi se moglo podvesti pod princip zabranepove}avanja imisije pojedina~nih polutanata u vazduhu lokalne atmosfere na svakoj mikrolokaciji.

Najbolji rezultati u za{titi od aerozaga|enja na mikrolokacijama se postiù kada sepodjednako validno vrednuju princip dostizanja kvalitetnijeg sastava vazduha i princip lokalizacijepropisima o dopu{tenim emisijama i imisijama kod svake konkretne mikrolokacije, a sve u odnosuna konkretnu propagaciju polutanata u vazduhu lokalne atmosfere u realnim uslovima(ambijentalnim uslovima) na konkretnoj mikrolokaciji.

Jedan od osnovnih pokazatelja uticaja pojedina~nih emisija polutanata u vazduhu lokalneatmosfere je njegova propagacija u realnim uslovima.

Da bi se dobila propagacija jednog polutanta u realnim uslovima u vazduhu lokalneatmosfere potrebno je modelovati realne emisije navedenog polutanta iz potencijalnih izvora nanavedenoj lokaciji.

Propagacija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere u realnim uslovima zavisi od mnogofaktora, od kojih su najzna~ajniji ambijentalni faktori lokalne atmosfere.

Tehnolo{kim modelima, kojima se mogu modelovati akcedentne emisije polutanata uvazduh radnog prostora, kod prora~unavanja maksimalno o~ekivanih koncentracija polutanata uvazduhu radnog prostora, ne daju dovoljno dobrih parametara za propagaciju polutanata u vazduhulokalne atmosfere u ambijentalnim uslovima.

Tako|e, merenja samih imisija, te procenjivanje uticaja pojedinih izvora emisija polutanatana ukupnu imisiju neke lokacije, ne daju ni pribli`no realnu sliku problematike, ve} daju samo slikutrenutnog stanja.

Ve} posle promene prvog ambijentalnog parametra stanje aerozaga|enja vazduha lokalneatmosfere na mikrolokaciji ne mora biti isto, a posle promene nekoliko ambijentalnih parametara,stanje aerozaga|enja moè biti i drasti~no druga~ija.

Stoga se mora pristupiti modelovanju emisija polutanata iz pojedina~nih izvora emisije, usimulaciji sa konkretnim ambijentalnim parametrima lokalne sredine za svaku mikrolokaciju.

Pri tome se mora i}i postupno, od postavljanja polazne osnove za modelovanje, do izradekarte zaga|enja za svaki polutant, ~ime se u svakoj lokalnoj sredini izra|uje realna slikaaerozaga|enja, koja sluì kao osnova za normiranje emisija lokalnih izvora aerozaga|enjaop{tinskim aktima, a u cilju po{tovanja propisa o imisijama iz Pravilnika o GVI, kao i principanajmanje o~uvanja postoje}eg stanja aerozaga|enja vazduha lokalne atmosfere.


127

3.2. KLIMATSKE PROMENE U ATMOSFERI

3.2.1. KLIMA I ATMOSFERA

Posmatrati odvojeno, ili odvajati klimu od atmosfere je prakti~no nemogu}e, kako naglobalnom tako i na regionalnim i lokalnim nivoima, po{to su klima i atmosfera me|usobno zavisne(spregnute).

Kvalitet atmosferskih pojava u ambijentalnom vazduhu, u svakodnevnoj praksi naj~e{}enazivan vreme, kao i kvantitet atmosferskih pojava u lokalnoj atmosferi, zavisi od mnogo faktora,od kojih su najva`niji geografski poloàj lokaliteta i izloènost lokaliteta globalnim strujanjimavazduha.

Klima jednog podneblja obuhvata kvalitete i kvantitete svih atmosferskih pojava uposmatranoj sredini.

U odnosu na srodnosti i razlike klimatskih de{avanja (klimatske pojave i klimatskekarakteritike) izvr{ena je podela na godi{nja doba.

Klimatske manifestacije u istim godi{njim dobima svuda su sli~ne, bez obzira na lokalitet,odnosno geografski poloàj lokacije. Ono po ~emu se me|usobno razlikuju klimatske karakteristikerazli~itih lokaliteta (podneblja) predstavljaju intenzitet i duìna trajanja karakteriti~nih klimatskihde{avanja (pojava) za odre|eno godi{nje doba.

Iako su na celoj planeti karakteristika klime u zimskom godi{njem dobu hladniji vazduh iuve}ane atmosferske padavine, zimske klime na planeti, po lokalitetima (podnebljima), me|usobnose razlikuju po intenzitetu "hladno}e" i atmosferskih padavina, kao i po duìni trajanja hladnogperioda i atmosferskih padavina..

3.2.1.1. Istorijat klimatskih de{avanja na planeti

Sa promenom kvaliteta i kvantiteta atmosferskih sadràja menjala se i klima na planeti,tokom ~itavog perioda od postanka Zemlje.

Sva atmosferska de{avanja u istoriji planete se mogu pratiti i analizirati u geolo{kimslojevima, koji se me|usobno razlikuju, u zavisnosti od vremenskih razdoblja kojima pripadaju.

Na bazi sadràja u geolo{kim slojevima se moè uspe{no procenjivati klima, odnosnoklimatska de{avanja u posmatranim vremenskim razdobljima. Tako je uo~eno da je u istoriji planetebilo vi{e ledenih perioda (doba sa ledenom, takozvanom polarnom klimom, na ~itavoj planeti).

Poslednje ledeno doba, pleistocen, trajalo je vi{e od milion godina. Za vreme tog periodaje, usled posledica neprilago|enosti vrsta klimatskim uslovima, izumrlo vi{e ìvotinjskih vrsta naplaneti, ~iji se mumificirani ostaci mogu na}i danas u debelim naslagama leda.

Planeta se danas nalazi u toplom dobu, odnosno na celoj planeti je zastupljena toplijaklima. U odnosu na neprekidni rast prose~ne dnevne temperature u atmosferi pretpostavlja se da seplaneta nalazi u uzlaznoj fazi toplog doba.

Da li se doba u kome ìvimo moè nazvati i vrelo doba, odnosno da li }e na celoj planetizavladati takozvana tropska klima, za sada moè samo da se pretpostavlja u odnosu na analogiju saledenim dobom.

Jedino {to se danas pouzdano zna je da se ravnoteà izme|u dva enormna i sloènaekosistema i fenomena, atmosfere (vazduha) i planete (~vrste i te~ne faze), odràva preko globalnihklimatskih kretanja (globalne klime).

Lokalna klimatska kretanja su pod direktnim dejstvom globalnih klimatskih kretanja, alokalne klimatske specifi~nosti su posledica specifi~nosti vazduha lokalnih atmosfera.

Stoga, nije redak slu~aj da se na pojedinim lokacijama, i pored op{te i geografskepripadnosti lokacije jednoj odre|enoj klimi, lokalna klima karakteri{e osobinama i neke drugeklime, usled druga~ijeg kvaliteta vazduha lokalne atmosfere u odnosu na okolnu regiju.

Ta~an mehanizam odràvanja ravnoteè, odnosno logika i mehanizam klimatskih kretanja,nije potpuno poznat. Danas se samo moè naga|ati o mehanizmu klimatskih kretanja (pojava) nabazi pretpostavki za koje postoji odre|eni broj konkretnih pokazatelja i dokaza.


128

Jedna od osnovnih futuristi~kih pretpostavki na planeti je da se klimatski kre}emo katropskoj klimi, usled efekata koje na klimu na planeti ima nagomilavanje CO2 u atmosferi (efekat"staklene ba{te").

Direktna posledica ovih futuristi~kih predvi|anja je "veliki potop", usled topljenja leda isnega, pre svega na najve}im depoima vode na planeti, na polovima.

Me|utim, nisu bez osnova ni suprotna razmi{ljanja, koja najavljuju novo ledeno doba, kaoposledicu naglog zahla|enja na planeti.

Usled globalnog pove}avanja temperature na planeti do}i }e do velikih isparavanjapovr{inskih voda iz mora i okeana na planeti. Ovo budu}e enormno isparavanje vode na planetiima}e za posledicu stvaranja gustih oblaka oko ~itave planete.

Gusti oblaci oko ~itave planete }e planetu "izolovati" od sun~evog zra~enja, usled ~ega }ese vazduh u atmosferi jako brzo ohladiti, tako da }e se klimatskim doga|anjima u novim uslovima uatmosferi cela planeta jako brzo ohladiti i po~e}e novo ledeno doba.

Posebnu nepovoljnost adekvatnoj i argumentovanoj proceni budu}nosti klimatskihde{avanja daje ~injenica, da je sve ve}i uticaj ~oveka na promene u atmosferi (antropogenifaktoratmosferskih promena).

Posledice u atmosferi (klimatska kretanja) usled delovanja antropogenog faktora se nemogu uop{te predvideti, jer za njih, kao "neprirodne" pojave u atmosferi, nema primera u istorijatuklime na planeti.

Stoga je izu~avanje uticaja antropogenog faktora na atmosferske promene i klimatskade{avanja od najva`nijeg zna~aja za procenu budu}nosti ne samo atmosfere, ve} i cele planete i~itavog ìvog sveta na planeti.

3.2.1.2. Atmosferski faktori koji reguli{u klimatska kretanja

Atmosfera je najve}im delom sastavljena od azota i kiseonika (∼ 78% N2 i ∼ 21% O2), {toje globalno gledano relativno stabilan sistem u atmosferi, kako hemijski, tako i fizi~ki.

Ukupna masa atmosfere, za koju se moè re}i da je prakti~no zbir masa N2 i O2, se moèproceniti na oko 5.14 ⋅ 1015 t.

Od ove mase je oko 75% (3.85 ⋅ 1015 t) skoncentrisano u troposferi, oko 15% (0.77 ⋅ 1015 t)u stratosferi, a sve ostalo, oko 10% (0.52 ⋅ 1015 t) u ostalim slojevima atmosfere, pri ~emu je najve}ideo, naravno, skoncentrisan u mezosferi. Ova masa je stabilna i prakti~no se ne menja.

Osim N2 i O2, jo{ neki gasovi su stabilnog sadràja u sastavu atmosfere, kao {to suplemeniti gasovi, pre svih argon, a onda helijum, radon, ksenon, pa na kraju i sam vodonik. Ni ovinavedeni gasovi ne izazivaju promene klimatske ravnoteè u atmosferi.

Me|utim, pojedini ~inioci atmosfere, iako u malim, pa ~ak i u ekstremno malimkoli~inama, podleù intenzivnim dinami~nim promenama u atmosferi, {to ima za posledicu velikepromene klimatske ravnoteè na celoj planeti.

Od ~inioca koji podleù makropromenama u atmosferi se mogu pomenuti vodena para iCO2.

Od ~inioca koji podleù mikropromenama u atmosferi se mogu pomenuti ozon, sumpornai azotna jedinjenja, kao i ~estice.

Od ~inioca koji podleù promenama u tragovima u atmosferi se mogu pomenuti halogenajedinjenja i organski derivati, organska jedinjenja, radioaktivna jedinjenja i drugo.

Najve}u ulogu na klimatska kretanja i klimatske promene, od svih nabrojanih atmosferskihfaktora, imaju vodena para, CO2, ozon i ~estice, koji u~estvuju u odre|ivanju temperaturnog polja ienergetske ravnoteè izme|u atmosfere i same planete

Koli~ina vodene pare u atmosferi zavisi od mnogo faktora. U troposferi, pogotovi u njenimniìm slojevima, koli~ina vodene pare je jako promenljiva. U tropskim predelima vodena para uekstremnim uslovima moè dosti}i i koncentraciju u vazduhu od 400 ppm maseno.

Sa atmosferskom visinom koncentracija vodene pare u vazduhu opada i uravnoteùje se. Ustratosferi je koncentracija vodene pare uravnoteèna na oko 3 ppm po masi.


129

CO2 je prili~no ravnomerno raspore|en u vazduhu, ne samo u troposferi, ve} i ustratosferi. Tako je koncentracija CO2 u troposferi i stratosferi pribli`no jednaka i danas iznosi oko320 ppm zapremisnki.

Suprotno vodenoj pari, ozon je suprotno raspore|en u atmosferi. U troposferi se nalaziprisutan u tragovima, dok u stratosferi ~ini osnovnu komponentu vazduha.

Najve}a koncentracija ozona u atmosferi se nalazi u stratosferi u atmosferskom sloju navisini oko 25 km.

3.2.1.3. Temperaturna ravnoteà atmosfera − povr{ina planete

Temperatura u atmosferi, kao i temperaturni gradijent kroz atmosferske slojeve,predstavljaju rezultantu dejstava velikog broja procesa u atmosferi, od kojih su najva`niji sun~evozra~enje, zemljino zra~enje, vazdu{na strujanja u atmosferi, pa na kraju i kretanje same atmosfere.

Sun~evo zra~enje koje sa sun~evim zracima stiè na planetu je relativno ujedna~eno idefini{e se solarnom konstantom. Srednja solarna kostanta (kada se zemlja nalazi na srednjemrastojanju od sunca), je sun~eva energija koju bi direktno (pod normalnim upadnim uglom) primilajedinica povr{ine planete u jedinici vremena, da ne postoji atmosfera. Solarna konstanta, koja je posvojoj su{tini emisiona konstanta sunca u odnosu na planetu, iznosi 1.396 kJ/s⋅m2.

Prolaskom kroz atmosferu deo sun~evog zra~enja biva zadràn u atmosferi apsorcijom delasun~evih zraka od strane pojedinih gasova i para u atmosferi. Ovaj deo apsorbovanog sun~evogzra~enja iznosi ne{to vi{e od 20% od solarne konstante.

Deo sun~evog zra~enja biva reflektovan (odbijen) nazad u me|uplanetarni prostor odstrane oblaka i ~estica u atmosferi. Ovaj deo reflektovanog sun~evog zra~enja nazad ume|uplanetarni prostor iznosi od 30−35% od solarne konstante.

Ukupna eliminacija emitovanog sun~evog zra~enja na planetu u atmosferi iznosi preko50% od upu}enog zra~enja (od solarne konstante).

Preraspodela sun~evog zra~enja koje dospe na planetu je tako|e razli~ita, zavisno odpovr{ine planete na koju "padaju" sun~evi zraci.

Najve}i deo sun~evog zr~enja se u sne`nim predelima reflektuje od povr{ine snega i ledanazad u atmosferu, tako da je apsorpcija sun~evog zra~enja na snegu i ledu veoma mala, pa je izagrevanje snega i leda malo.

Ovo je najvi{e izraèno kada sun~evi zraci upadaju pod manjim o{trim uglom (zimskogodi{nje doba), a najmanje je izraèno kada sun~evi zraci upadaju pod veklikim o{trim, ili pravimuglom (letnje godi{nje doba).

Tako se sneg i led u zimskim klimatskim uslovima i pored intenzivnog sun~evog zra~enjatokom dana malo otapaju, dok je stepen refleksije sun~evih zraka jako veliki. U letnjim klimatskimuslovima sneg i led se od intenzivnog sun~evog zra~enja tokom dana zna~ajno otapaju, dok jestepen refleksije sun~evih zraka zna~ajno manji.

Me|utim, kako je koli~ina sun~evog zra~enja koje dospe do sne`nih i ledenih povr{inatokom leta mnogostruko ve}a nego tokom zime, ukupna koli~ina reflektovanog sun~evog zra~enjatokom leta je ve}a nego tokom zime.

Najve}i deo sun~evog zr~enja se u morskim predelima apsorbuje kroz povr{inu vode morai okeana, a manji deo se reflektuje od povr{ine vode nazad u atmosferu, tako da je apsorpcijasun~evog zra~enja vodi mora i okeana veoma velika, pa je i zagrevanje vode mora i okeana zna~ajnoveliko.

Ovo je najvi{e izraèno kada sun~evi zraci upadaju pod velikim o{trim ili pravim uglom(letnje godi{nje doba), a najmanje je izraèno kada sun~evi zraci upadaju pod malim o{trim uglom(zimsko godi{nje doba).

Tako se vode mora i okeana u letnjim klimatskim uslovima od intenzivnog sun~evogzra~enja tokom dana zna~ajno zagrevaju, ~ime se vr{i isparavanje velike koli~ine vodene pare uatmosferu.


130

U zimskim klimatskim uslovima vodene povr{ine mora i okeana od intenzivnog sun~evogzra~enja tokom dana manje se zagrevaju, a ve}a je refleksija sun~evih zraka. Stoga je i isparavanjevodene pare u atmosferu iz mora i okeana manjeg intenziteta u zimskim klimatksim uslovima.

^vrsto tlo se prema sun~evom zra~enju pona{a kao sredina izme|u sne`nih i vodenihpovr{ina. Stepen i obim apsorpcije i refleksije sun~eve svetlosti na ~vrstom tlu zavisi od sastava tla(razli~ite ~vrste supstance u strukturi povr{ine ~vrstog tla imaju razli~ite toplotne koeficijente, presvega razli~ite koeficijente toplotne provodljivosti), "ugla~anosti" tla (rastresito tlo vi{e upijasun~evo zra~enje od ugla~anog tla, dok ugla~ano tlo, recimo stene, vi{e reflektuju sun~evo zra~enjeod rastresitog tla, recimo zemlje), boje tla (svetlije boje tla vi{e reflektuju, a tamnije boje tla vi{eupijaju sun~evo zra~enje), kao i od prekrivenosti tla vegetacijom.

Zimski i letnji period imaju zna~ajno manji uticaj na odnos adsorpcije i refleksije sun~evesvetlosti kod ~vrstog tla, nego kod vodenih i sne`nih povr{ina.

Zemlja tako|e zra~i toplotu u okolni prostor. Zemlja emituje infracrveno zra~enje uatmosferu koja je okruùje. Infracrveno zra~enje, koje se emituje u atmosferu sa povr{ine planete,biva skoro u celini absorbovano u atmosferi, najve}im delom od vi{eatomnih gasova u atmosferi(CO2, O3, ..), kao i od oblaka (vodene pare).

Absorpcijom infracrvenog zra~enja, vi{eatomni gasovi, vodena para i oblaci po~inju samida zra~e toplotu u vidu infracrvenog zra~enja. Ovo infracrveno zra~enje je usmereno u svimpravcima, ka povr{ini planete, kroz sam sloj atmosfere i ka vi{im slojevima atmosfere. Na ovaj na~inse deo zemljinog emitovanog zra~enja ponovo vra}a na povr{inu tla planete.

Povratno zra~enje na tlo planete usled CO2 i ozona je relativno konstantno. Pove}avanjemsadràja ugljen dioskida u atmosferi, dolazi do pove}avanja povratnog zra~enja na povr{inu planete,odnosno do pove}avanja temperature na povr{ini planete (efekat "staklene ba{te").

Povratno zra~enje od oblaka i vodene pare je veoma promenljiva kategorija, koja zavisi odpromenljivih koncentracija vodene pare u vazduhu. U danima sa intenzivnim oblacima je ve}epovratno zra~enje na povr{inu planete, pa je i temperatura na povr{ini planete vi{a.

U danima sa manje oblaka (vedrijim danima) je manje povratno zra~enje na povr{inuplanete, pa je i temperatura povr{ine planete nià. Ovo je tako|e efekat "staklene ba{te".

Me|utim, dok CO2 upija i infracrveno zra~enje iz spektra sun~evog zra~enja i emituje gaoko sebe, ~ime dodatno zagreva, kako povr{inu planete, tako i celu atmosferu, oblaci na odre|enina~in "izoluju" povr{inu planete od sun~evog zra~enja, usled velike refleksije sun~evog zra~enja ogornju povr{inu oblaka.

Tako se povr{ina tla zna~ajno manje zagreva, pa se i povr{ina planete i sama atmosferazna~ajno manje zagrevaju. Verodostojnost navedenog potvr|uje to {to je neuporedivo toplije zavreme leta dugotrajno bez oblaka, nego za vreme intenzivne dugotrajne velike obla~nosti.

Osnovni razlog je u neuporedivo ve}em udelu sun~evog zra~enja od zemljinog zra~enja uzagrevanju povr{ine planete i atmosfere.

U sistemu povr{ina planete − atmosfera vlada temperaturna ravnoteà, koja se uspostavljaenergetskom ravnoteòm izme|u povr{ine planete i atmosfere.

Po{to sama atmosfera odaje toplotu i u me|uplanetarni prostor, to se od strane povr{ineplanete mora neprekidno nadokna|ivati toplota radi odràvanja termi~ke ravnoteè izme|upovr{ine planete i atmosfere.

Povr{ina planete dodatno "zagreva" atmosferu na dva osnovna na~ina:

konvekcijom toplote sa povr{ine planete u atmosferu isparavanjem vode iz mora i okeana u atmosferu

Konvekcija toplote sa povr{ine zemlje u atmosferu zavisi od stepena zagrejanosti povr{ineplanete. Povr{ina planete se trostruko zagreva:

direktnim sun~evim zra~enjem povratnim sopstvenim zra~enjem toplotnom kondukcijom iz jezgra planete


131

Samo postojanje ledenih doba u istoriji planete nedvosmisleno govori da je najzna~ajnijiizvor sun~evo zra~enje, odnosno da bi se bez sun~evog zra~enja povr{ina planete, pa i cela planetabrzo potpuno ohladila, {to bi najopogubnije bilo po ìvi svet na planeti.

Stoga uop{te nisu prenagla{eni, niti apstraktni, sve ve}i alarmantni apeli o regulisanjuemisije polutanata u atmosferu na svim nivoima.

Isparavanje vode iz mora i okeana u atmosferu najvi{e zavisi od direktnog sun~evogzra~enja, a najmanje od kondukcije toplote iz jezgra planete. Evidentno je da je voda mora i okeananajtoplija u povr{inskim slojevima, a najhladnija u dubinskim slojevima, dok je na ekstremnimdubinama u okeanima i ekstremno hladna.

Isparavanje vode iz mora i okeana nema samo funkciju zagrevanja atmosfere, radiodràvanja temperaturne ravnoteè izme|u povr{ine planete i atmosfere. Ne manje zna~ajnafunkcija isparavanja vode iz mora i okeana u atmosferu je hla|enje povr{ine planete.

Emitovanjem vodene pare se vr{i i emitovanje vi{ka toplote u atmosferu, koja daljeemituje toplotu u me|uplanetarni prostor, ~ime se vr{i direktno hla|enje povr{ine planete.

Emitovana vodena para u atmosferi, kondenzovanjem u oblake, izaziva sniàvanjedirektnog sun~evog zra~enja na povr{inu planete, tako da se emitovanjem vodene pare u atmosferuvr{i i posredno hla|enje povr{ine planete.

Tako su vodene povr{ine na planeti najve}i regulatori temperaturne ravnoè izme|upovr{ine planete i atmosfere.

vodene mase mora i okeana absorbuju najve}u koli~inu sun~evog zra~enja koja stignena planetu, ~ime ostvaruju dodatnu toplotu za zagrevanje atmosfere od stranepovr{ine planete, mehanizmom isparavanja vode u atmosferu, pa su vodene masemora i okeana najve}i akumulatori toplote na planeti (najve}i "zagreja~i" atmosfere,posredno i povr{ine planete)

vodene mase mora i okeana, mehanizmom isparavanjem vode vr{e najve}e emitovanjetoplote sa povr{ine planete u atmosferu, a posredno i u me|ukosmi~ki prostor, takoda mora i okeani elimini{u najvi{e toplote sa planete (najve}i "rashladjiva~i" povr{ineplanete)

ukupno gledano, u sloènom sistemu atmosfera − povr{ina planete, vodene masemora i okeana su najve}i i najzna~ajniji "izmenjiva~i i regulatori" toplote na planeti

Ovako strate{ki bitna komponenta mora imati i "strate{ke rezerve" na samoj planeti."Strate{ke rezerve" vode mora i okeana na planeti su ledene naslage na polovima planete, naArtktiku, a pre svega na Antarktiku.

Zna~ajno manje, ali ne i bezna~ajne "rezerve" vode na planeti se nalaze na visokimplaninama u obliku sne`nih nanosa i lednika.

Samim tim celokupna povr{ina planete nije istog zna~aja sa stanovi{ta odràvanja toplotneravnoteè izme|u atmosfere i povr{ine planete.

Ekvatorijalne oblasti, koje imaju i najve}e povr{ine mora i okeana, kao i najtoplija mora iokeane, predstavljaju osnovni "akumulator i emiter toplote" u atmosferu. U ovim oblastima se vr{enajve}a isparavanja vode u atmosferu, kao i najve}a akumulacija sun~evog zra~enja u vodi.

Centralne (sredi{ne) oblasti predstavljaju osnovni "regulator toplote" u atmosferi. U ovimoblastima se vr{e najve}a kondenzovanja vodene pare u atmosferi, najve}e su padavine na povr{inuplanete, kao i najve}a izolacija povr{ine planete oblacima.

Polarne oblasti predstavljaju osnovne "rezervoare regulatora toplote", po{to u enormnimledenim i sne`nim masama sadrè najve}e rezerve vode na planeti. Ujedno, polarni predeli imaju isvojevrsnu aktivnu funkciju u odràvanju termi~ke ravnoteè izme|u atmosfere i povr{ine planete.U zavisnosti od temperature povr{ine planete polarni predeli reaguju smanjuju}i ili pove}avajaju}irezerve vode.

Kada je op{ta temperatura u atmosferi i na tlu vi{a, odnosno kada velika koli~ina vodeispari iz mora i okeana (kada se ostvaruje "manjak" vode u prirodi), na polovima se topi led, ~ime seodràva koli~ine vode u morima i okeanima, potrebna za "hidroregulaciju" (nadome{}uje se"manjak" vode u prirodi).


132

Kada je op{ta temperatura u atmosferi i na tlu nià, odnosno kada mala koli~ina vodeispari iz mora i okeana (kada se ostvaruje "vi{ak" vode u prirodi), na polovima se stvaraja led, ~imese tako|e odràvaju koli~ine vode u morima i okeanima, potrebne za "termoregulaciju" (uklanja se"vi{ak" vode iz prirode).

Tako su polarni predeli dinami~ni i aktivni "strate{ki" depoi vode na planeti, a ne samopasivne "strate{ke" rezerve vode.

Ove razlike u zna~aju i pona{anju odre|enih geografskih, odnosno pozicionih zona, kao i umanifestacijama na relaciji povr{ina planete − atmosfera, imaju za posledicu razli~ite klime nanavedenim pozicijama.

Ekvatorijalne oblasti imaju ekvatorijalnu, ili tropsku klimu. Ova klima se odlikujedugotrajnim àrkim letima, kratkim i slabim zimama, visokim temperaturama vazduha tokom ~itavegodine, malom vla`no{}u vazduha i visokim zagrevanjem tla.

Sa stanovi{ta ìvih organizama, tropska klima se odlikuju nedostatkom vode na tlu usledisparavanje vode sa tla, kao i stalnom visokom temperaturom, uz minimalne godi{nje oscilacijesrednjih dnevnih temperatura, ali jako izraène dnevne oscilacije temperatura (ekstremne razlike utemperaturi pri trajanju sun~evog zra~enja danju i bez sun~evog zra~enja no}u).

Godi{nja doba prole}e i jesen su slabo zastupljeni bez nekog zna~aja.Srednje, takozvane kontinentalne oblasti, imaju kontinentalnu klimu. Ova klima se

odlikuje ravnomerno raspore|enim letima i zimama, kako po trajanju, tako i po intenzitetu, atako|e se odlikuju i uspostavljanjem i zastupljeno{}u u punom zna~aju jo{ dva godi{nja doba,prole}a i jeseni, koji postaju ~esto i zastupljeniji i zna~ajniji periodi od leta i zime.

Sa stanovi{ta ìvih organizama, kontinentalna klima se odlikuju dovoljnom koli~inomvode, raspodeljenom prema fazama vegetacije biljnog sveta (najvi{e u prole}e, pa u jesen, anajmanje u leto), kao i stabilnom strednjom dnevnom temperaturom, uz godi{nje oscilacije srednjihdnevnih temperatura shodno godi{njem dobu koje se posmatra, sa normalno izraènim, kakodnevnim, tako i godi{njim oscilacijama temperature vazduha i tla.

Polarne oblasti imaju polarnu klimu. Ova klima se odlikuje dugotrajnim hladnim zimama,kratkim i slabim letima, niskim temperaturama vazduha tokom ~itave godine, velikom vla`no{}uvazduha i malim zagrevanjem tla.

Sa stanovi{ta ìvih organizama, polarna klima se odlikuju nedostatkom vode na tlu usledsmrzavanja vode sa tla, kao i stalnom niskom temperaturom, uz relativne godi{nje oscilacije srednjihdnevnih temperatura, ali minimalno izraène dnevne oscilacije temperatura (male razlike utemperaturi pri trajanju sun~evog zra~enja danju i bez sun~evog zra~enja no}u).

Godi{nja doba prole}e i jesen su slabije zastupljeni bez nekog ve}eg zna~aja.Tako je u troposferi najva`niji uticaj vodene pare na termi~ku ravnoteù i termi~ke

procese, asorpciju toplote i zagrevanje atmosfere, kao i emisiju toplote i hla|enje atmosfere.Uticaj vodene pare na navedene procese u troposferi je oko 10× ve}i od uticaja CO2 na iste

procese.Uticaj ozona u troposferi na navedene procese je, usled minorne koli~ine ozona u

troposferi, minimalan, i mahom se ogleda preko u~e{}a u fotohemijskim reakcijama(transformacijama toplotne i hemijske energije), te se ne sme potpuno zanemariti ni uloga ozona utroposferi.

U stratosferi najve}u absorpciju sun~evog zra~enja vr{i ozon, ~ime direktno urti~e nazagrevanje stratosfere.

Delovanje CO2, a delimi~no i vodene pare (iznad 20 km) uti~e kontra na kretanjetemperature u stratosferi od ozona.

Apsorbovanjem sun~evog zra~enja, a pogotovu zra~enja sa povr{ine planete, CO2 i vodenapara (iznad 20 km) vr{e hla|enje stratosfere.

Smatra se da vodena para do 20 km, sli~no kao u troposferi, vr{i zagrevanje stratosfere, alizna~ajno manje od zagrevanja koje vr{i CO2.


133

3.2.1.4. Ravnote`na temperatura u sistemu povr{ina planete − atmosfera

Osnovne supstance u atmosferi, koje absorbuju zra~enje iz jednog pravca (sunce iliplaneta) i emituju ga u svim pravcima (ka planeti, kroz slojeve, ka me|uplanetarnonm prostoru),~ime se dinasmi~ki odràva temperaturna ravnoteà, su vodena para, CO2 i ozon, a od formimolekuli gasova i para i oblaci (gasovi, vodena para, kondenzovane kapi, ~estice).

Na ovaj na~in se moè postaviti i definisati ravnote`na temperatura u sistemu povr{inaplanete − atmosfera, takozvana ekvivalentna temperatura sloènog sistema povr{ina planete− atmosfera (Te), kao direktna posledica ravnoteè suprotnosti, sun~evog zra~enja na planetu izra~enja planete u okolni prostor.

Ekvivalentna temperatura sistema povr{ina planete − astmosfera (pri ravnoteì suprotnihzra~enja) se odre|uje preko relacije:

T KA S

e ( )( )

.

=− ⋅

⋅

14

0 25

σ

A (−) − srednja reflektivnost planete S (J/s⋅m2) = 1 396 − solarna konstantaσ (w/m2⋅K4) = 5.6697 ⋅ 10−8 − Stefan−Boltzmanova konstanta1/4 − korekcioni faktor solarne konstante usled upadnog ugla sun~evih zraka

Srednja reflektivnost u sistemu povr{ina planete − atmosfera iznosi oko 33% (A=0.33), pase moè odrediti efektivna temperatura sistema povr{ina planete − atmosfera:

T KA S

e ( )( ) ( . )

.

. .

=− ⋅

⋅

=− ⋅

⋅ ⋅

=−1

41 0 33 1396

4 5 6697 10253

0 25

8

0 25

σ

Efektivna temperatura sistema povr{ina planete − atmosfera tako iznosi:

Te = 253 K = − 20 °C

Ova prera~unata vrednost efektivne temperature sistema povr{ina planete − atmosfera jeveoma bliska eksperimentalno odre|enoj vrednosti preko atmosferskih satelita. Me|utim, srednjatemperatura povr{ine planete (Tp) je vi{a od srednje efektivne temperature sistema povr{ina planete− atmosfera (Te). Atmosfera je poluprozra~na (polupropustljiva) za sun~evo zra~enje, pri ~emuprose~na propustljivost iznosi oko 50%, a pri potpuno ~istoj atmosferi sa prose~nim sadràjimavodene pare, CO2, ozona i ~estica iznosi oko 65%. Atmosfera je skoro potpuno neprozra~na(nepropustljiva) za infracrveno zra~enje sa povr{ine planete, pri ~emu propustljivost IC zraka pripotpuno ~istoj atmosferi sa prose~nim sadràjima vodene pare, CO2, ozona i ~estica iznosi ∼ 10%.

Tako je prose~na temperatura povr{ine planete:

Tp ∼ 286 K (13 °C).

Odnos Tp /Te na Zemlji je:

T

Tp

e= =

286253

1 13.

Za planetu Veneru koja je "okovana" gustim slojem oblaka i koja je pod visokim efektom"staklene ba{te", ovaj odnos Tp /Te iznosi:

T

Tp

e ven

= =

700265

2 64.


134

3.2.1.5. Uticaj atmosferskih ~estica na sistemsku ravtoteù

3.2.1.5.1. Povr{ina planete i atmosfera

Uticaj ~estica u atmosferi, posebno u delu troposfere, na sistemsku ravnoteù izme|upovr{ine planete i atmosfere se ogleda u nekoliko aspekata:

refleksivnost sistema povr{ina planete − atmosfera absorpcija sun~evog zra~enja ("prozirnost atmosfere") absorpcija infracrvenog zra~enja planete formiranje oblaka

Kvantitet ~estica u vazduhu u troposferi je u stalnom porastu. Sa aspekta navedenih uticajana ravnoteù sistema povr{ina planete − atmosfera od posebnog su zna~aja ~estice u okvirudijametara od 0.1−5 µ (prelazne ~estice).

Najva`nija direktni uticaj ~estica u troposferi na ravnoteù sistema povr{ina planete −atmosfera se zasniva na njihovim opti~ka svojstva, odnosno sposobnostima da vr{e refleksiju,refrakciju, difrakciju i absorbciju dela zra~enja u okviru talasnih duìna od 0.3−30 µ, bilo iz spektrasun~eve svetlosti, bilo iz dela infracrvenog zra~enja sa povr{ine planete.

Prirodni aerosoli su imali najve}i uticaj na refleksiju, a najmanji na absorbciju zra~enja, aliu dana{njem sastavu vazduha u troposferi ima sve vi{e ~estica iz antropogenih izvora, pre svegaaerosolova na bazi ugljenika, oksida gvo`|a i sli~no, koje imaju podjednak uticaj na absorbciju i narefleksiju zra~enja.

Najva`nija posredni uticaj ~estica u troposferi na ravnoteù sistema povr{ina planete −atmosfera se zasniva na njihovim kondenzacionim i sorpcionim svojstvima, odnosno sposobnostimada na svojoj povr{ini vr{e kondenzaciju vodene pare i zale|ivanje vode, kao i adsorbciju gasova,~ime se olak{avaju rastvaranje gasova, hemijske i fotohemijske reakcije gasova, formiranje oblaka,kao i depozicija gasova i para na povr{inu planete.

Pri tome, jezgra za kondenzaciju mogu biti ~estice i aerosolovi u ~vrstom i te~nomagregatnom stanju.

Poseban aspekt u celoj problematici ~ini nastajanje ~estica i aerosolova u atmosferi usledhemijskih, fizi~ko−hemijskih i fotohemijskih reakcija gasova u troposferi.

Tako SO2 i H2S grade u troposferi ~vrste i te~ne ~estice i aerosolove H2SO4 i sulfata,posebno mobilnih u vidu amonijumovih sulfata, ~ime nastaju jezgra kondenzacije, koja se moguprenositi na veliku daljinu.

Azotna jedinjenja deluju vi{estruko na formiranje ~estica i aerosolova u troposferi.Sam azot potpuno inertan, ~ak i u jako visokim slojevima atmosfere, tako da uop{te ne

uti~e na formiranje ~estica i aerosolova u troposferi.N2O i NO2 imaju posrednu, kataliti~ku ulogu u aktiviranju ugljenikovih jedinjenja i

"proizvodnji" radikala ugljenikovih organskih jedinjenja, koji imaju va`nu ulogu u formiranju ~esticai aerosolova u troposferi. NO, NH3 i amonija~ne soli imaju direktnu ulogu u formiranju ~estica iaerosolova u troposferi, najvi{e u formi nitrita, nitrata i amonija~nih soli. Ugljenikova jedinjenjau~estvuju direktno u stvaranju ~estica i aerosolova u troposferi, ne samo katalizovani azotnimjedinjenjima, ve} i ozonom u troposferi. Ozon je direktno "najodgovorniji" za fotohemijske reakcijeu troposferi, u kojima nastaju ~estice i aerosolovi, najvi{e na bazi ugljenika.

Osim navedenih formiranih ~estica i aerosolova u troposferi, antropogeni izvori emitujuzna~ajne koli~ine svih navedenih tipova ~estica i aerosolova direktno u troposferu.

Antropogeni izvori su "odgovorni" i za emisiju velikih koli~ina ~estica i aerosolova, koje sene formiraju u troposferi (pre svega oksidi metala, organska pra{ina, ugljeni~na pra{ina, silikatna,azbestna i druga mineralna pra{ina). Najve}a emisija ~estica i aerosolova iz antropogenih izvora,ovoga tipa, vr{i se ispu{tanjem otpadnih dimova, poreklom iz procesa sagorevanja, kao i iz drugihtermi~kih procesa u proizvodnji, direktno u troposferu.


135

3.2.1.6. Uticaj emisije otpadne toplote na sistemsku ravtoteù

3.2.1.6.1. Povr{ina planete i atmosfera

Specifi~ni vid poreme}aja termi~ke ravnoteè u sistemu povr{ina planete − atmosferapredstavlja emisija otpadne toplote iz prirodnih i antropogenih izvora direktno u troposferu.

Tako je ve} uo~en veliki uticaj otpadne toplote u vazduhu lokalnih atmosfera iznadurbanih i industrijskih regija, ne samo na termi~ku ravnoteù sistema (poznato je da je temperaturavazduha iznad urbanih industrijskih centara za nekoliko °C vi{a od temperature okoline, direktnogneurbanog okruènja), ve} i na mikroklimatske karakteristike lokaliteta.

Temperaturne izmene u vazduhu lokalne atmosfere prouzrokuju posredno i izmenevla`nosti, kao i fizi~ke karakteristike vazduha lokalne atmosfere (pritisak, gustinu i sli~no), {to sedirektno odraàva na karakteristikama mikroklimatskih pojava na lokalitetu.

U nekim sredinama su ove temperaturne i mikroklimatske razlike toliko izraène izme|uurbanih industrijskih centara i neposredne neurbanizovane ("prirodne") okoline, da se ~ak moèuspostaviti i nova kategorizacija u klimatologiji − gradska, prigradska i vangradska klima.

Najve}i izvori emisije otpadne toplote u troposferu su termoelektrane, toplane, procesnahemijska industrija i saobra}aj.

U tabeli 3.2.1. su date o~ekivane vrednosti emisije otpadne toplote, podeljeno regionalnopo kategorizaciji obima emisije toplote, od 1970. god. do 2000. god. Spre~avanje ovog specifi~nogvida naru{avanja termi~ke ravnoteè u sistemu povr{ina planete − atmosfera je mogu}e na nekolikona~ina:

iskori{}enjem otpadne toplote u novim tehnolo{ko−energetskim sistemimaproizvodnje (TES)

regeneracijom i rekuperacijom otpadne toplote u zatvorenim energetskim ciklusima uokviru same proizvodnje (sistemi ekonomajzera, toplotnih pumpi i sli~no)

iznalaènje energetski podobnijih goriva, ili oplemenjivanje postoje}ih goriva, samanje otpadnih fluida iz procesa sagorevanja

Sistem za ekonomi~nije iskori{}enje procesa sagorevanja − TES (Total Energetic System),je razvijen u Americi u poslednje tri decenije. TES bazira na transformaciji toplotne energije uelektri~nu na mestu same proizvodnje, umesto u velikim i udaljenim termoelektranama, po{to jeuo~eno da su toplotni gubici pri proizvodnji elektri~ne energije kod velikih termoelektrana i do60%.

Tabela 3.2.1. O~ekivana otpadna toplota u 106 MW

Geografska Pretpostavljeni Emisija otpadne toploteoblast rast u % god. 1970. 1980. 2000Severna Amerika 4 2.20 3.40 7.50

USA (4) (2.00) (3.00) (6.50)Kanada (7) (0.18) (0.36) (1.00)

Centralna Amerika 6 0.12 0.20 0.50Ju`na Amerika 6 0.09 0.16 0.50Zapadna Evropa 4 1.08 1.60 3.50Isto~na Evropa 7 1.37 2.70 10.40

SSSR (8) (0.98) (2.00) (9.00)Zapadna Azija 10 0.05 0.13 0.81Daleki Istok 10 0.44 1.10 7.20Okeanija 8 0.07 0.15 0.64

Australija (8) (0.06) (0.13) (0.58)Afrika 6 0.10 0.18 0.57U k u p n o: 5.7 5.52 9.60 31.8


136

U okviru TES-a se vr{i i iskori{}avanje otpadne toplote u samim proizvodnimpostrojenjima, za koja se TES i postavlja kao izvor elektri~ne energije. Jedan od vidova ovakvogpristupa predstavljaju takozvane termoenergane, toplotna, enegetska i elektri~na postrojenja uokviru pojedina~nih industrijskih objekata.

Termoenergane "proizvode", osim elektri~ne energije, koja je osnovna pogonska energijaza konkretni industrijski objekat, zasi}enu ili pregrejanu vodenu paru za direktno ili posrednozagrejavanje termi~kih tehnolo{kih procesa i ure|aja, kao i kondenzat za dodatno zagrejavanje(odràvanje nivoa zagrejanosti), ili operacije predgrejavanja u termoizmenjiva~ima, u okvirutermi~kim tehnolo{kih proizvodnih procesa.

Jednu od najkompleksnije i najbolje termi~ki iskori{}enih termoenergana imaju u svomokviru fabrike {e}era, kao jedan od neophodnih pomo}nih i prate}ih industrijskih pogona,postrojenja i objekata u sloènom proizvodnom procesu proizvodnje {e}era. U okviru fabrika {e}eraelektri~na energija se koristi za pogon svih ma{ina u sklopu fabrike.

U okviru fabrika {e}era toplotna energija u vidu vi{ka pregrejane (o{tre) pare iz kotla sekoristi za uparavanje ekstrakcionog {e}ernog rastvora, retkog soka, konkretno za grejanje prvog telasistema za isparavanje vode iz {e}ernog rastvora - retkog soka (sistem otparke).

U okviru fabrika {e}era toplotna energija u vidu vi{ka kondenzata se koristi zazagrejavanje, predgrejavanje i poparavanje, kako rezanaca od repe, tako i svih te~nih fluida(predgrejavanje i dogrejavanje), za zagrejavanje vode za ekstrakciju i vode za pravljenje kre~nogmleka u kre~ani.

Na ovaj na~in se distribucijom kondenzata iz termoenergane zna~ajno smanjuju gubicitoplote na otvorenim rashladnim kulama, kao i potro{nja sveè vode i energije potrebne zazagrejavanje te sveè vode do radne temperature.

Na slikama 3.2.1. i 3.2.2., kao i na dijagramima 3.2.1. i 3.2.2. je data uporedna analizaenergetskih iskori{}enja kod termoelektrana i termoenergana (TES postrojenja).

Slika 3.2.1. − Energetska {ema kod termoelektrana (konvencionalno postrojenje)

Poznavanje klimatskih pojava, kao i klimatskih specifi~nosti konkretne lokacije(mikroklima) predstavlja osnovni preduslov za postavljanje ambijentalnih modela za definisanjeaerozaga|enja u lokalnoj atmosferi.


137

Dijagram 3.2.1. − Senkijev dijagram iskori{}enja energije kod termoelektrana(konvencionalno postrojenje)

Slika 3.2.2. − Energetska {ema kod termoelektrana (TES postrojenje)

Stoga je neophodno pre bilo kakvog modelovanja aerozaga|enja lokalne atmosferepribaviti, sortirati i statisti~ki obraditi sve relevantne podatke o mikroklimi na konkretnoj lokaciji,za koju se planira postavljanje ambijentalnog modela aerozaga|enja. Osnovu za statisti~ku obraduklimatskih ~ine meteorolo{ki podaci na lokaciji.


138

Dijagram 3.2.2. − Senkijev dijagram iskori{}enja energije kod termoelektrana(TES postrojenje)

3.3. METEOROLOGIJA I PROPAGACIJA POLUTANATA

3.3.1. PROPAGACIJE POLUTANATA U VAZDUHU LOKALNE ATMOSFERE

Propagacije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere obuhvata mehanizme, pravce iintenzitete prostiranja polutanata kroz vazduh, emitovanih iz nekog izvora na posmatranoj lokaciji.

Od propagacije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere zavise obim aerozaga|ivanjalokaliteta (zona aerozaga|enosti), kao i zona i obim depozicije polutanata na tlo.

Kod analiziranja propagacije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere bitno je odreditireferentne nivoe za koje se modeluje propagacija polutanata u ambijentalnim uslovima lokalneatmosfere.

Referentni nivoi se moraju postavljati u odnosu na mehanizam delovanja polutanata na~oveka i njegovo okru`enje. Tom prilikom se analizira dejstvo polutanata u odnosu na najosetljivijugrupaciju, koju treba {tititi od dejstva polutanata.

Pri postavljanju referentnog nivoa za gasovite polutante i kaplji~aste i ~vrste aerosolove pritlu u urbanoj sredini, kao najosetljivija grupacija uobi~ajeno se progla{avaju {kolska deca srednjihuzrasta.

Ona predstavljaju najosetljiviju grupacija koja veliki deo vremena provodi na otvorenom iu radnim prostorima, a tako|e i koja za svakodnevnu komunikaciju u najve}oj meri koristisaobra}ajnice, platoe, parkove i druge otvorene prostore unutar urbane sredine, tokom du`egvremenskog perioda preko dana.

Za one polutante koji deluju na organizam po udisanju, kao referntnu ravan zaaerozaga|ivanje pri tlu u urbanoj sredini, uzima se visina disajnih organa {kolske dece srednjeguzrasta, {to odgovara nivou od ho = 1.2−1.6 m od tla.

Propagacija i depozicija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere se ne mogu u potpunostipredvideti prilikom konstruisanja elemenata za evakuaciju otpadnih fluida u atmosferu (dimnjaka isli~no).

Uvek se javlja ne mali broj situacija, usled iznenadne izmene klimatskih pojava, usled kojihse propagacija polutanata kroz vazduh lokalne atmosfere ne vr{i prema projektovanom modelu.


139

Tako se u praksi ~esto, posle emisije otpadnih fluida u vazduh lokalne atmosfere, javlja uzna~ajnom procentu neo~ekivana i neèljena propagacija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.

Tako|e, u ve}em broju situacija dolazi i do neèljene dispozicije polutanata na prostoruposmatrane lokacije, pa ~ak i onda kada se propagacija polutanata kroz vazduh lokalne atmosfereodvija prema planiranom modelu.

Da bi ova odstupanja bila {to manja prilikom projektovanja modela za evakuaciju otpadnihfluida u vazduh lokalne atmosfere, moraju se poznavati i pratiti svi relevantni metorolo{ki faktorikonkretnog lokaliteta. Na osnovu tih faktora je potrebno izna}i optimalnu postavku modela zaevakuaciju otpadnih fluida u vazduh lokalne atmosfere.

Da bi se ovo moglo ostvariti neophodno je poznavati meteorolo{ke faktore propagacije zasvaki analizirani polutant, za koje treba imati i dovoljno ambijentalnih podataka. Na ovaj na~in semogu osmisliti najnepovoljniji uslovi za koje se projektuje model za evakuaciju otpadnih fluida uvazduh lokalne atmosfere.

3.3.2. METEOROLO[KE POJAVE

Metereolo{ke pojave (pojave u atmosferi) baziraju na fizi~kim i hemijskim osobinamaatmosfere. Meteorolo{ke pojave su u najve}em obimu posledica globalnih fizi~kih i hemijskihosobina atmosfere.

U ne{to manjem obimu meteorolo{ke pojave su posledica fizi~kih i hemijskih osobinavazduha regionalne atmosfere.

Promene fizi~kih i hemijskih karakteristika vazduha u lokalnoj atmosferi, osim uslu~ajevima drasti~nih izmena ravnoteà u lokalnoj atmosferi, do kojih naj~e{}e dolazi usled nekogakcedentnog emitovanja polutanata u atmosferu, ne dovode do zna~ajnijih promena u kvalitetu ikvantitetu dominiraju}ih meteorolo{kih pojava.

Me|utim, promene fizi~kih i hemijskih karakteristika vazduha u lokalnoj atmosferi,posebno one promene koje su u~estale ili dugotrajne, dovode do preduslova za promenegradijenata fizi~kih i hemijskih parametara u celokupnoj regiji regije.

Promena gradijenata u celokupnoj regije dovodi do promena meteorolo{kih pojava, kojesu posledica fizi~kih i hemijskih osobina regionalne atmosfere. Meteorolo{ke promene u regionuodre|uju i usmeravaju konkretna meteorolo{ka doga|anja u lokalnoj atmosferi.

Vazduh lokalne atmosfere nema presudan direktni uticaj na promene meteorolo{kihpojava. Me|utim, posredan uticaj vazduha lokalne atmosfere na meteorolo{ke pojave je veomazna~ajan.

Meteorolo{ke pojave na nekoj lokaciji, posebno njihove kvantitativne odrednice, posrednozavise od stanja kvaliteta vazduha lokalne atmosfere.

Podela u smislu definisanja globalnih, regionalnih i lokalnih meteorolo{kih pojava nijepodobna.

Meteorolo{ke pojave su posledica uzajmnog dejstva globalne atmosfere i regionalnihatmosfera. Regionalne atmosfere su posledica uzajamnog dejstva lokalnih atmosfera. Tako se moère}i da postoje meteorolo{ke pojave specifi~ne za svaki lokalitet.

3.3.2.1. Horizontalno vazdu{no strujanje

Horizontalno strujanje vazduha − vetar, predstavlja jedan od najzna~ajnijih meteorolo{kihfaktora propagacije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere. Vetar je, tako|e, bitan faktordepozicije polutanata na tlu posmatrane lokacije.

Vetar u lokalnoj atmosferi odre|uje mehanizam, obim, pravac i daljinu propagacijepolutanata kroz vazduh. Pravac i smer propagacija atmosferskih polutanata zavisi od dominantnogvetra, odnosno ruè vetrova u trenutku emitovanja polutanata u vazduh lokalne atmosfere.

Problematika odnosa postavke izvora emitovanja otpadnih fluida i strujanju vazduha,zavisi pre svega od pozicije, odnosno lokacije izvora emisije poluatanata u vazduh lokalneatmosfere.


140

Pri ovome mogu postojati tri mehanizma emitovnja otpadnih fluida sa polutantima uvazduh lokalne atmosfere, zavisno od odnosa ta~ke emisije i vazdu{ne strujnice:

emitovanje otpadnih fluida iznad strujnica vazduha emitovanje otpadnih fluida u strujnicu vazduha emitovanje otpadnih fluida ispod strujnica vazduha

Emitovanje otpadnih fluida iznad strujnica vetra (emitovanje gasnog oblaka iznadfronta vazduha) predstavlja najpodobniji i najmanje rizi~an postupak evakuacije otpadnih fluida uvazduh lokalne atmosfere.

Da bi se ovaj postupak mogao uspostaviti potrebno je ili postaviti kotu ispusta otpadnihfluida iznad linija strujanja (komplikovanija varijanta za mnoge objekte), ili izbacivati gasni oblakpod {to ve}om kinetikom gasova u gornju zonu fronta vazduha (lak{e izvodiva i ekonomi~nijavarijanta za mnoge objekete).

Ako se koristi druga varijanta postupka, mora se ra~unati da }e manji deo gasnog oblakaipak biti zahva}en i transportovan frontom vazduha u horizontalnom pravcu, sa depozicijom na tlu.

Kada se gasni oblak izbaci iznad strujnica vetra, onda, zavisno od ostalih meteorolo{kihparametara, vr{i se horizontalna, vertikalna, ili kombinovana disperzija polutanata u slojevimavazduha iznad linija strujnica, tako da se mnogostruko smanjuje rizik od ve}e kontaminacijevazduha lokalne atmosfere emitovanim polutantima.

Najopasnija situacija pri ovakvom mehanizmu emitovanja gasnih oblaka u vazduh lokalneatmosfere, je u slu~aju kada su strujnice vetra niè od kota visokih objekata na lokaciji, ~ime sezaga|ivanje vazduha lokalne atmosfere emitovanim polutantima podiè sa tla na ne{to ve}u visinu,u zonu visokih objekata.

Ovako nepovoljno stanje je zna~ajno bolje od kontaminacije vazduha lokalne atmosfereneposredno od tla, po{to je najve}a fluktuacija ljudi u nivou tla.

Mnogo je lak{e za{titi se od kontaminiranog vazduha na ve}oj visini, prvenstveno usledmanjeg broj ugroènih objekata, pa samim tim i ljudi ugroènih kontaminacijom vazduha, od za{titeod kontaminiranog vazduha na otvorenim komunikacionim prostorima pri tlu.

Zatvoranje prozora na visokim objektima rizik od kontaminacije prostorija svodi nazna~ajno manji nivo.

Emitovanje otpadnih fluida u strujnicu vetra (emitovanje gasnog oblaka u frontvazduha) predstavlja dosta rizi~an i te{ko predvidljiv mehanizam evakuacije fluida.

Da bi se ovaj mehanizam mogao uspostaviti, nije dovoljno samo postaviti kotu ispustaotpadnih fluida unutar linija strujanja, ve} se moraju uskladiti i kinetika gasova otpadnog fluida ikinetika vazdu{nog strujanja.

Otpadni fluidi su uobi~ajeno topliji od struje vazduha, tako da je neophodna ne{to niàizlazna brzina otpadnog fluida od brzine strujanja vazduha.

Pri vi{oj kinetici gasa u gasnom oblaku nego u frontu vazduha emitovani gasni oblakprolazi kroz sloj vazduha i podiè se iznad strujnica vazduha.

Pri mnogo niòj kinetici gasa u gasnom oblaku nego u frontu vazduha gasni oblak seodmah potiskuje od strane vetra direktno ka tlu.

Kada se gasni oblak ubaci u front vazduha, relativno brzo se ujedna~e kinetika gasa ugasnom oblaku i u frontu vazduha. Gasni oblak se kre}e zajedno sa frontom vazduha sve dotle dokje koncentracija polutanata u gasnom oblaku ve}a od imisije polutanata u struji vazduha koji ganosi.

Tokom transporta gasnog oblaka frontom vazduha dolazi do izjedna~avanja koncentracijapolutanata u gasnom oblaku (sniàva se) i imisija polutanata u vazduhu (pove}avaju se), sve dok sepotpuno ne ujedna~e.

Ovo izjedna~avanje koncentracija i imisija polutanata izme|u gasnog oblaka i frontavazduha koji struji, vr{i se ve}im delom mehanizmom vrtlo`ne difuzije, a manjim delommehanizmom molekulske difuzije u gasnoj fazi.


141

Kada se izjedna~e koncentracija polutanata u gasnom oblaku i imisija polutanata u frontuvazduha, gasni oblak kao nezavisna forma prestaje da postoji, ve} se stvara front zaga|enog(kontaminiranog) vazduha, koji nastavlja dalje da se kre}e pravcem strujanja vazdu{nog fronta.

Tokom izjedna~avanja koncentracija polutanata u gasnom oblaku i imisija polutanata ufrontu vazduha, dolazi i do promena fizi~kih parametara u frontu vazduha, tako da se istovremenode{avaju manje ili ve}e promene u samom re`imu strujanja fronta vazduha koji "nosi" gasni oblak.

Daljim kretanjem fronta zaga|enog vezduha dolazi do pada imisije polutanata usled{irenja fronta tokom strujanja u svim pravcima, kao i usled difuznih ujedna~avanja koncentracijapolutanata sa okolnim vazduhom.

Na poslketku i sam front zaga|enog vaduha prestaje da egzistira, kada se imisijapolutanata u ovom frontu izjedna~i sa imisijom polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.

Dugotrajne emisije polutanata u vidu gasnih oblaka, direktno u front vazduha koji strujipod uticajem dominantnog vetra, ima za posledicu permanentno pro{irivanje zone koju obuhvatafront zaga|enog vazduha.

Kada se ova zona preklopi sa zonom koju pokriva ~itava posmatrana lokacija, do{lo je dotrajne promene imisije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.

Trajna promena imisije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere uspostavilja trajnupromenu strujanja dominantnog vetra, kao i ostalih meteorolo{kih pojava na posmatranomlokalitetu.

Trajne promene meteorolo{kih pojava su uobi~ajeno manjih obima, tako da ne mogu da izosnova promene karakteritike meteorolo{ke pojave na lokalitetu, ve} mogu samo da ih u manjoj ilive}oj meri modifikuju.

Odstupanja obi~no izazivaju devijacije u meteorolo{koj pojavi nad lokalitetom, ~ime sedobija izrazito lokalni meteorolo{ki karakter pojedinih pojava, specifi~an samo za jednu konkretnodefinisanu lokaciju.

Kontrolisanje i upravljanje mehanizma izbacivanja gasnog oblaka u strujnice frontavazduha u urbanoj sredini nije preporu~ljivo, zbog ~injenice da u urbanoj sredini strujanje frontavazduha zavisi od "reljefa" urbane sredine, tako da bi se gasni oblak i front zaga|enog vazduha,strujanjem lokalnog vazduha, bili preneti i proneti kroz mnogo ve}u zonu nego {to bi to bilo usledidenti~nog ~istog strujanja vazduha na otorenom prostoru.

Posebne nepovoljnosti predstavlja pojava lokalnih prezaga|ivanja polutantima(prezaga|enja na mikro lokacijama), do kojih dolazi usled ve}eg broja upora strujanju u urbanojsredini, ~ime se zaustavljanje strujanja i depozicija polutanata javljaju i na mestima gde to nijekarakteristi~no usled samog strujanja vazduha.

Eventualna upotreba ovog mehanizma emisije otpadnih fluida u vazduh u atmosferiurbanih sredina, bila bi mogu}a sa stanovi{ta modelovanja, kontrolisanja i upravljanja emisijom,samo sa pravcem strujanja ka otvorenom prostoru (van urbane sredine), uz poznavanje topografijeterena.

Me|utim, kako u svakoj urbanoj sredini postoji u razli~itim vremenskim periodima tokomgodine, strujanje dominantnih vetrova iz svih mogu}ih pravaca, to se ni u jednoj urbanoj sredini, pa~ak i na njenim obodima, ne mogu bezopasno postavljati izvori emisije polutanata u struju vazduha,bilo da je re~ o dominantnom strujanju, ili perifernom strujanju vazduha u okviru lokalneatmosfere.

Emitovanje otpadnih fluida ispod strujnica vetra (emitovanje gasnog oblaka ispodfronta vazduha) predstavlja najvi{e rizi~an postupak evakuacije otpadnih gasova.

Da bi se ovaj postupak uspostavio potrebno je ili postaviti kotu ispusta otpadnih fluidaispod linija strujanja vazduha, ili izbacivati gasni oblak sa {to ni`om kinetikom u donjoj zoni frontavazduha.

Ako se koristi druga varijanta postupka, mora se ra~unati da }e manji deo gasnog oblakaipak biti zahva}en i transportovan frontom i vazduha.


142

Kada se gasni oblak izbaci ispod strujnica vetra, zavisno od ostalih meteorolo{kihparametara, moè da se izvr{i direktno obaranje gasnog oblaka na tlo, ili obaranje gasnog oblaka natlo sa delom horzontalne disperzija polutanata u slojevima vazduha ispod linija strujnica, tako da sevisoko pove}ava rizik od ozbiljne kontaminacije vazduha lokalne atmosfere emitovanimpolutantima.

Ovakav mehanizam ne treba dozvoljavati ni na otvorenom prostoru, a kamo li u urbanojsredini.

No, kod nas nije retka pojava da se dimni gasovi iz kotlarnica izbacuju direktno na kotu tla,pogotovu privrednih i drugih objekata, lokala u prizemljima stambenih zgrada, ~ije su kotlatniceuobi~ajeno postavljene u podrumima zgrada.

Na ovaj na~in se direktno i veoma opasno ugroàvaju prolaznici i stanari okolnih zgrada, aposebno opasno najmla|a populacija, bebe i pred{kolska deca.

Neophodno je u ovakvim okolnostima odlaganja otpadnih gasova vlasnicima kotlarnicazabraniti rad do postavljanja dimnjaka za kotlarnica prema propisima za urbane sredine, uzpropisivanje maksimalnih nov~anih kazni.

U slu~aju ozbiljnijih zdravstvenih posledica usled ovakve evakuacije polutanata u vazduhlokalne atmosfere, to treba tretirati kao krivi~na dela ugroàvanja zdravlja, posebno najmla|ihpopulacija, beba i pred{kolske dece.

3.3.2.2. Vertikalna izmena vazduha

Vertikalna izmena vazduha, odnosno vertikalno strujanja izme|u vazdu{nih slojeva, kaoposledica kretanja toplijih i hladnijih vazdu{nih masa u lokalnoj atmosferi, podiè emitovani gasnioblak sa polutantima direktno na gore, sa rasipanjem po horizontali mnogo manjeg obima nego kodstrujanja vazdu{nih masa usled vetra.

Podizanje emitovanog gasnog oblaka sa polutantima uz manje rasipanje se vr{i sve dovisina na kojima je uspostavljeno intenzivnije horizontalno strujanje vazduha. Na ovaj na~in se gasnioblak zahvata na ve}oj visini, te prenosi strujanjima vazduha na zna~ajno ve}e daljine od izvoraemisije.

Uobi~ajeno su ovakva horizontalna strujanja zna~ajno ve}eg intenziteta, nego vazdu{nastrujanja na niìm visinama i pri tlu, tako da gasni oblak duè zadràva svoju formu, a frontzaga|enog vazduha se moè odneti na jako veliku daljinu od izvora emisije.

Prenet na veliku daljinu front zaga|enog vazduha, se obara "obara" ka tlu,preusmeravanjem strujanja, ili opadanjem dinamike strujanja. "Obaranje" fronta zaga|enogvazduha ka tlu izaziva kontaminaciju vazduha lokalne atmosfere na zna~ajno udaljenoj lokaciji odizvora emitovanja.

Pad dinamike strujanja se naj~e{}e ostvaruje na mestima kao {to su kotline i planinskepadine.

Pri vertikalnim razmenama vazduha visokih intenziteta gasni oblak se podiè do velikihvisina, gde ga, na ovim visinama intenzivna strujanje visokih vazdu{nih slojeva, transportuju u formifronta zaga|enog vazduha na velike daljine, vr{e}i tako kontaminaciju ve}e povr{ine vazdu{nogsloja oko planete, ~ime se vr{i "globalizacija" lokalne emisije polutanata.

Ovakve situacije zna~ajno olak{ava i odgovaraju}a topografija terena, koja usmeravastrujanja vazduha i sa niìh visina na gore.

Do usmeravanja strujanja vetrova, koji nose gasni oblak i front zaga|enog vazduha iz niìhslojeva atmosfere na gore, dolazi recimo kod emisija polutanata u dolinama ispred vi{ih i masivnijihplanina, pri ~emu se izdizanjem vetrova iznad planinskih vrhova i venaca, atmosferski polutantipodiù u visoke vazdu{ne slojeve, gde se vr{e globalna strujanja vazduha.

Najva`niji faktor vertikalne izmene vazduha je temperatura, odnosno temperaturnigradijent po visini sloja vazduha.

Postoji vi{e uzroka zbog kojih se vertikalna razmena vazduha ne moè ostvariti, odnosnokada se vertikalna razmena vazduha prekida iverznim me|uslojavima.


143

U takvim situacijama se prednost odno{enja i rasipanja polutanata na {irokom prostoru,kombinacijom vertikalne razmene i intenzivnih strujanja vazduha u vi{im i visokim slojevimaatmosfere, mo`e ostvariti samo postavljanjem ispusta (dimnjaka) iznad inverznih slojeva(uobi~ajeno preko 80 m).

Ovako se moraju postavljati dimanjaci kod velikih izvora emisije atmosferskih polutanata,kao {to su termoelektrane, kao i industrijski objekti bazne i procesne hemije.

3.3.3. METEOROLO[KI FAKTORI PROPAGACIJE POLUTANATA

3.3.3.1. Stabilnost atmosfere

Stabilnost atmosfere, ili vremenska stabilnost (slika 3.3.1.), izra`ava se u odnosu namogu}nost vertikalne razmene vazduha, a time i vertikalnog transporta polutanata u vazduhulokalne atmosfere.

Dijagram 3.3.1. − Karakteristi~ne promene temperature sa promenom visinesloja vazduha

U suvom vazduhu, pri adijabatskim uslovima, pri kojima nema izmena toplote izme|uvazdu{nih masa i okoline, vertikalni gradijent temperature je negativan, odnosno ostvaruje se padtemperature sa porastom visine vazdu{nog sloja.

Ovaj adijabatski pad temperature u suvom vazduhu iznosi oko ∼ − 1°C na 100 m visinesloja vazduha. U odnosu na ovako definisan pad temperature u vazduhu uspostavlja se kategorijastabilnosti atmosfere (vremenske stabilnosti).

Gradijent temperature u realnim uslovima ima odstupanja u odnosu na liniju adijabatskogpada temperature. Uspostavljanje razlike u gradijentu temperature u realnim uslovima direktnouti~e na stabilnost atmosfere.

Nestabilna atmosfera (NANS), ili iznad adijabatsko stanje nestabilnosti atmosfere,podrazumeva onu vremenska situacija u kojoj temperatura po visini sloja vazduha vi{e opada negopod adijabatskim uslovima (∆t < − 1°C na 100).

Grani~na vrednost nestabilne atmosfere je na nivou kada se dostigne adijabatska promenatemperature (∆t = − 1°C na 100 m).

Grani~na vrednost nestabilne atmosfere je na dijagramu 3.3.1. predstavljena linijom suveadijabatske promene.


144

Ovakva vremenska stabilnost (nadadijabatska nestabilnost) se javlja tokom vedrihsun~anih dana.

Pri nadadijabatskoj nestabilnosti dolazi do intenzivnih vazdun{ih strujanja na gore (izrazitavertikalna razmena vazduha), sa te`njom neprekidnog strujanja sloja vazduha na gore.

Gasni oblak se brzo podiè na gore sa toplijim vazduhom, pri ~emu se raspr{uje u {irokipojas (front), da bi na kasnije, na ve}oj visini otpadni gas sa sadràjem polutanata izgubio formugasnog oblaka i pre{ao u front zaga|enog vazduha.

Front zaga|enog vazduha, zbog svoje velike povr{ine rasprostiranja, na ve}im visinamamoè biti zahvatan strujanjem hladnog vazduha na dole, koji ga obara na tlo. Ovako se moè izvr{itivra}anje dela sadràja polutanata na tlo, {to izaziva podizanje imisije polutanata u vazduhu lokalneatmosfere mikrolokacije oko izvora emisije.

Tako nestabilna atmosfera olak{ava transport polutanata u vis, ~ime se rastere}uje vazduhloklane atmosfere neposredno oko izvora emisije, a tako|e i vr{i veliko raspr{ivanje polutanata uvi{im vazdu{nim slojevima.

[to je nestabilnost atmosfere ve}a (ve}i pad temperature po visini sloja vazduha), to jepodizanje u vi{e vazdu{ne slojeve i raspr{ivanje otpadnog gasa sa sadràjem polutanata ve}e, kao iobrnuto.

Kada se dostigne adijabatska promena temperature sa visinom sloja vazduha prestajete`nja ka vertikalnom podizanju prizemnih vazdu{nih masa, kako navi{e, tako i naniè.

Pri tome je raspr{ivanje polutanata emitovanih u otpadnom gasu iz izvora emisije u oblikukonusa. Imisija polutanata u zoni pri tlu oko izvora emisije je ujedna~ena na razli~itim mestima.

Stabilna atmosfera (PAS), ili ispod adijabatsko stanje atmosfere, podrazumeva onuvremenska situacija u kojoj temperatura po visini sloja vazduha manje opada nego pod adijabatskimuslovima(∆t > − 1°C na 100 m).

Stabilna atmosfere po~inje neposredno iza linije adijabatske promene temperature (linijasuve dijabatske promene).

Za vrednosti pada temperature na 100 m po visini sloja od ∆t∈ −1 do − 0.67 °C, formira seprelazna faza, nazvana zona uslovne stabilnosti atmosfere. Ova zona se zavr{ava vrednostima napravoj zasi}ene adijabatske promene.

Za vrednosti pada temperature po visini sloja vazduha od ∆t ∈ −0.67 do 0.0 °C doizotermnih uslova na 100 m, formira se podadijabatska stabilna atmosfera.

Ovakva vremenska stabilnost se javlja tokom mirnog vremena no}u, pri ~emu sudominantna vazdu{na strujanja na gore (vertikalna razmena vazduha), sa te`njom obaranja slojapodignutog vazduha nazad na dole (strujanje vazduha gore dole).

Gasni oblak se, pri situaciji stabilne podadijabatske ravnoteè, podiè do odre|ene visine,na kojoj po~inje da osciluje kre}u}i se horizontalno, pri ~emu je podizanje imisije polutanata uvazduhu lokalne atmosfere neposredno oko izvora emisije jako malo.

[to je vrednost ∆t u ovoj zoni nià, to je manja te`nja ka podizanju vazduha i oscilacijamavazduha gore − dole. U situaciji bez promene temperature po visini (∆t = 0.0 °C) nastupaizotermna faza, odnosno temperatura se ne menja sa porastom visine sloja u odre|enoj debljinisloja vazduha (T = const. − linija izoterme). Pri ovakvoj situaciji ne postoji nikakva te`nja kretanjavazduha, ni na gore ni na dole.

Polutanti se po napu{tanju izvora emisije podiù na odre|enu visinu, gde mogu da se uformi gasnog oblaka, odnosno fronta zaga|enog vazduha, zadrè duè vreme u vazduh okolneatmosfere, na ve}im udaljenostima od izvora emisije.

Ovako stabilna atmosfera relativno {titi neposredno okruènje izvora emisije, ali je opasnapo lokacije na ve}em rastojanju od izvora emisije.

Rasipanje polutanata je zna~jno manje nego kod nestabilne atmosfere. Kod stabilneatmosfere izrazito je malo podizanje polutanata u visoke vazdu{ne slojeve, odakle se mogu raznositiglobalnim strujanjima,.

Stabilna atmosfera oteàva transport polutanata u vertikalnom pravcu, ~ime se pove}avauticaj emisije polutanata na imisiju polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.


145

Inverzno stabilna atmosfera (INVS), ili podadijabatska stabilna atmosfera podobrnutom (inverznom) temperaturnom promenom, predstavlja stabilnu atmosferu, pri kojojtemperatura sa porastom visine sloja vazduha raste.

U uslovima inverzne temperature nema nikakvog vertikalnog strujanja vazduha, po{to setome suprotstavljaju vi{i topliji slojevi vazduha.

Obrnuto, pri temperaturnoj inverziji se vr{i "obaranje" otpadnog gasa na tlo, usled vi{etemperature u vi{im nego u niìm vazdu{nim slojevima.

Prilikom inverzne stabilnosti atmosfere nema podizanja polutanata u vertikalnom pravcu,te svi polutanti ostaju u zoni izvora emisije.

U zavisnosti od intenziteta inverzije, kao i od strujanja vetrova u horizontalnom pravcu,polutanti ostaju u prizemnom sloju vazduha, visoko podiù}i imisiju poluatanata u vazduhu lokalneatmosfere, ili se obaraju na tlo na manjoj ili ve}oj udaljenostri od izvora emisije.

Temperaturna inverzija u prizemnim slojevima moè nastati iz vi{e razloga:

invezija usled zra~enja planete (povr{inska inverzija) − usled odavanja toplote sapovr{ine tla, zra~enjem sa zemljine povr{ine, dolazi do brèg hla|enja povr{ine tla odvazduha iznad tla, tako da se no}ima posle izrazito sun~anog dana, moè pred zoruuspostaviti obrnuti gradijent temperature u vazduhu (jutarnje magle posle dana saintenzivnim sun~evim zra~enjem)

inverzija usled "poniranja" planinskog vazduha − hladan planinski vazduh, pododre|enim vremenskim uslovima, moè da se spusti niz padine do tla u podno`ju, ukotlinu, re|e u dolinu, ~ime izaziva obrnuti gradijent temperature u vazduhu iznad tla

inverzija usled strujanja hladnijeg vazduha sa pu~ine − hladniji morski vazduh, lociranneposredno uz morsku povr{inu, horizontalnim strujanjem se "prenosi" na obalu, ~imese u sloju vazduha neposredno uz tlo izaziva obrnuti gradijent temperature (inverzija)

Inverzno stabilna atmosfera, ne samo da ne obezbe|uje vertikalni transport polutanata uvazduhu lokalne atmosfere, ve} izaziva "obaranje" gasnog oblaka ka tlu, formiranje velikog frontazaga|enog vazduha, samim tim visoku imisiju u vazduhu lokalne atmosfere, kao i lokalnaprezaga|enja polutantima u neposrednoj okolini izvora emisije.

Stanje inverzne stabilnosti atmosfere je najnepovoljnije stanje atmosfere, sa stanovi{taraspr{ivanja polutanata iz emitovanog gasnog oblaka, kao i stanja imisije polutanata u vazduhulokalne atmosfere.

3.3.4. HORIZONTALNI TRANSPORT POLUTANATA

3.3.4.1. Faktori horizontalnog transporta

Horizontalni transport polutanata i njihovo rasipanje u vazduhu lokalne atmosfere, najvi{ezavisi od horizontalnih strujanja vazduha (vetrova) i topografije lokaliteta.

Razlika pritisaka u pojedinim zonama visokih slojeva atmosfere izaziva na planeti strujanjevazduha iz zone vi{ih pritisaka u zone niìh pritisaka. Tako nastaju globalni (oblastni) vetrovi,karakteristi~ni za odre|ene geografske zone na planeti.

Razlika pritisaka u vazduhu se moè uspostaviti i na nivoima regionalnih i lokalnihdimenzija. Na ovaj na~in dolazi do stvaranja regionalnih i lokalnih vetrova.

Na putanje strujanja vetrova najvi{e uti~e promena oblika tla (topografija terena), kakoglobalni (oblastni), tako pre svega kod regionalnih i lokalnih.

Svaku konkretnu lokaciju, shodno konkretnoj topografiji lokaliteta, karakteri{e ruàvetrova, koja se mora poznavati i uzimati u razmatranje, prilikom odre|ivanja mesta i tipa emisijeotpadnih fluida sa polutantima u vazduh lokalne atmosfere (slika 3.3.1.).

Oblik terena moè uzrokovati odre|ena strujanja vazduha (lokalne vetrove) i u periodimamirnog vremena u regiji.


146

Slika 3.3.1. − Skica ruè vetrova hipoteti~kog lokaliteta

Ovo je naro~ito izraèno na lokalitetima koji u topografiji terena imaju iskombinovaneve}e vodene, planinske i ravni~arske povr{ine (priobalja ve}ih reka, jezerske i morske obale,planinske doline i kotline i drugo).

Ruè vetrova su izra|ene za sve urbane zone u Republici Srbiji, tako da se mogu nabaviti ikoristiti konkretni podaci o ja~inama i smerovima vetra za svaki lokalitet, prilikom postavljanjaprojekcije horizontalnog transporta polutanata prilikom emisije iz stacionarnih izvora na lokalitetu.

Objekti oko izvora emisije polutanata mogu imati veliki uticaj na horizontalni transportpolutanata kroz vazduh lokalne atmosfere. Uticaj objekata je na horzontalni transport polutanatakroz vazduh lokalne atmosfere je sli~an uticaju topografije lokaliteta.

3.3.4.2. Uticaj objekata na horizontalni transport polutanata

U op{tem smislu se moè smatrati da objekti oko izvora emisije polutanata predstavljaju"dopunu" prirodnoj topografiji terena na lokalitetu, odnosno mogu se posmatrati kao antropogenideo topografije terena na analiziranom lokalitetu.

Ovaj uticaj se ogleda, kako u odnosu na putanju "obaranja" gasnog oblaka (slika 3.3.2.−a),tako i u preusmeravanju strujanja vazduha (slika3.3.2.−b) i uporu strujanju (slika 3.3.2.−c vazduhana analiziranom lokalitetu.

Gledano u odnosu na pravac dominantnog strujanja (P.D.S.), sa slike 3.3.2.−a, trebakoristiti duù putanju objekta za emisiju otpadnog fluida sa polutantima, kao svojevrsnu trasu zauspostavljanje horizontalnog transporta polutanata.

Pri duìm "trasama" emitovanja gasni oblak se usmerava u horzontalni transport tipa kosoghica sa manjim upadnim uglom ka tlu.

Obrnuto, pri kra}im "trasama" emitovanja gasni oblak se strmije usmerava ka tlu, pri ~emupada na blièm rastojanju od izvora emisije polutanata, a, gasni oblak i front zaga|enog vazduha sukoncentrovaniji polutantima.


147

Slika 3.3.2. − Uticaj objekata na horizontalni transport polutanata

Sve ovo se veoma nepovoljno odraàva na samu imisiju vazduha lokalne atmosfere uposmatranom lokalitetu.

Gledano u odnosu na pravac dominantnog strujanja (P.D.S.), sa slike 3.3.2.−b, trebapostavljati izvor emisije otpadnog fluida sa polutantima iznad strujnica najvi{eg objekta, kako sepolutanti ne bi iza objekta padom strujnica obarali nazad na tlo.

Ovakvom postavkom izvora emisije se gasni oblak podiè na ve}u visinu, rasipanje gasnogoblaka je veliko, dok su koncentracije polutanata u samom gasnom oblaku i u frontu zaga|enogvazduha male. Samim tim i imisija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere je nià.

Postavkom izvora emisije u putanju strujnica formiranu postoje}im objektom, gasni oblakse brè usmerava ka tlu, dok su koncentracije polutanata u samom gasnom oblaku i u frontuzaga|enog vazduha velike. Samim tim i imisija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere je ve}a.

Nikako se ne sme dozvoljavati postavljanje izvora emisije polutanata ispod strujnica vetra~iju putanju formira postoje}i objekat, po{to bi se tada gasni oblak obarao direktno na tlo, uz velikui opasnu koncentraciju polutanata u vazduhu pri samom tlu.

Ova velika koncentracija polutanata u gasnom oblaku, koji se direktno obara na tlo, imalabi za posledicu visoko rizi~no prekora~enje imisije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere, nanivou mikrolokacije.

Ako je emisija polutanata kontinuirana, za kratko vreme bi se imisija polutanata u vazduhu~itave lokalne tamosfere opasno uve}ala, dok bi imisija u vazduhu na mikrolokaciji bila ne samoopasna po zdravlje ljudi, ve} i po ~itavo okruènje na mikrolokaciji.

Gledano u odnosu na pravac dominantnog strujanja (P.D.S.), sa slike 3.3.2.−c, treba uvekpostavljati izvore emisije u odnosu na postoje}e objekat iznad najve}eg objekta na mikrolokaciji.


148

U slu~aju nièg postavljanja izvora u odnosu na bilo koji postoje}i objekat namikrolokaciji, uvek }e se u odnosu na pravac odre|enog dominantnog strujanja (izme|u izvoraemisije i postoje}eg objekta), uspostavljati visoko zaga|ena zona u delu izme|u nièg izvora emisijei vi{eg objekta.

Ovakav pristup, definisan kroz zakonske propise o minimalnoj visini postavljanja dimnjakana objektu, u praksi ima ~esto devijantno tuma~enje, da se propisana visina postavke dimnjakaodnosi samo na visinu objekta na koje se izvor emisije neposredno naslanja, a ne i na dominantneobjekte u bliòj okolini, odnosno na dominantne objekte na celoj mikrolokaciji.

Najve}i nesporazumi i najve}e ugroàvanje kvaliteta vazduha lokalnih atmosfera namikrolokacijama su upravo posledica ovako pogre{no protuma~ene zakonski propisane visinepostavki izvora emisija otpadnih fluida sa polutantima u vazduh lokalne atmosfere.

3.3.4.3. Tipovi atmosferskih stanja u odnosu na propagaciju

Propagacija gasnog oblaka, emitovanog iz izvora emisije aerozaga|iva~a tipa dimnjaka,zavisi od brzine vetra, temperaturnog gradijenta po visini sloja vazduha, stepena turbulentnostivazdu{nih struja, kinetike dimnog gasa (temperature gasa na izlazu iz dimnjaka, pritiska gasa naizlazu iz dimnjaka, brzine emitovanja gasa iz dimnjaka i sli~no) i vremenske stabilnosti.

U odnosu na pravac i mehanizam propagacije gasnog oblaka, kao i obim i dinamikuraspr{ivanja gasnog oblaka, prilikom emisije iz visokih dimnjaka u vazduh lokalne atmosfere moguse postaviti nekoliko tipova propagacije, u odnosu na konkretan tip vremenske stabilnosti u vazduhulokalne atmosfere (slika 3.3.3.).

Na slici 3.3.3. je adijabatska promena temperature prikazana isprekidanom linijom, arealni gradijent temperature punom linijom, na dijagramu t (°C)− h (m)

Nadadijabatska vremenska nestabilnost (slika 3.3.3., tip 1) nastaje pri nadadijabtaskomgradijentu temperature po visini sloja, pri ~emu su u vi{im zonama karakteristi~na izrazitavremenska strujanja, a pri tlu temperaturna nestabilnost.

Usled velikih temperaturnih razlika strujanje vetra ima veliku ja~inu, a tip strujanja jevrtloàn (turbulentan). Pri tome se gasni oblak, emitovan iz dimnjaka, u pravcu strujanjadominantnog vetra (P.D.S.) nosi vrtlo`no, sa ~estim "padanjima" na tlo i "podizanjima" sa tla, nesamo fronta zaga|enog vazduha, ve} i samog gasnog oblaka.

Uslovna vremenska stabilnost pri adijabatskom vremenu (slika 3.3.3., tip 2) nastaje prisli~nosti promena temperaturnog gradijenta i adijabatske temperature. Pri tome je atmosferaznatno stabilnija, sa postojanjem ravnomernih i blagih vertikalnih i horizontalnih strujanja.

Gasni oblak, emitovan iz dimnjaka, se ravnomerno prenosi u pravcu strujanjadominantnog vetra (P.D.S.), pri ~emu "pada" na tlo na ve}em rastojanju od izvora emisije, u formifronta zaga|enog vazduha.

Podadijabatska vremenska stabilnost pri potpunoj temperaturnoj iznverziji (slika 3.3.3., tip3), predstavlja ~isto horizontalni transport gasnog oblaka, na visini emitovanja, sa preno{enjem najako veliku daljinu od izvora emisije.

Ove situacije su karakteristi~ne za vedre no}i sa blagim vetrom.Inverzija pri tlu sa nadadijabatskim slojem iznad inverznog sloja (slika 3.3.3., tip 4) je

najpovoljnija varijanta emisije gasnog oblaka iz dimnjaka.Pri ovoj emisiji nema mogu}nosti da dimni oblak, ili front zaga|enog vazduha, "padaju" na

tlo, ve} se isklju~ivo prenose nadinverznim slojem na veliku daljinu od izvora emisije, sa blagimpodizanjem navi{e.

Uobi~ajena je situacija za predve~ernje ~asove.Inverzija u gornjem sloju sa nadadijabatskim slojem ispod inverznog sloja, neposredno

iznad tla (slika 3.3.3., tip 5) je najnepovoljnija varijanta emisije gasnog oblaka iz dimnjaka.Pri ovoj emisiji nema mogu}nosti da se dimni oblak i front zaga|enog vazduha, "podignu"

u vi{e slojeve, ve} vi{e puta padaju "padaju" na tlo, du` ve}eg rastojanja od izvora emisije.Uobi~ajena je situacija za rane jutarnje ~asove posle mirne no}i, pri vedrom vremenu i

blagom vetru.


149Slika 3.3.3. − Tipovi propagacije gasnih oblaka u zavisnosti od vremenske stabilnosti


150

Inverzija u srednjem sloju sa nadadijabatskim slojem iznad inverznog sloja (slika 3.3.3., tip6) nije mnogo povoljna varijanta emisije gasnog oblaka iz dimnjaka.

Pri ovoj emisiji, tako|e, nema mogu}nosti da se dimni oblak, ili front zaga|enog vazduha,"podignu" nagore, u vi{e slojeve atmosfere, ve} se isklju~ivo prenose podinverznim slojem na ve}udaljinu od izvora emisije, pri ~emu kompletno "padaju" na tlo.

Posmatraju}i navedene primere name}e se zaklju~ak da je neophodno, pre izbora lokacije,kao i postavke emisionih objekata (lociranih izvora aerozaga|ivanja) u jednoj konkretnoj sredini,dobro prou~iti ruù vetrova i karakteristi~ne tipove vremenske stabilnosti u odnosu na godi{njadoba, odnosno u odnosu na stanje osun~anosti, strujanja toplih i hladnih vetrova, potencijalnihizvora inverzija i drugo.

Samo ovako osmi{ljen i projektovan izvor emisije aerozaga|ivanja moè imati efekta,odnosno biti pra}en i kontrolisan u konkretnom okruènju. Svaka druga postavka, koja bazira na"slobodnom prostoru", {to je kod nas u praksi naj~e{}i slu~aj, dovodi do ~itavog niza problema.

Visoke kontaminacije vazduha lokalne atmosfere, izazivaju povremene imisije i do nivoarizi~nih imisija opasnih po zdravlje, kao i kvalitet ~itavog ~ovekovog okruènja na celoj teritorijiurbane sredine, sa permanentnim ugroàvanjem kvaliteta vazduha mikrolokacije.

3.3.4.4. Efektivna visina emitovanja polutanata

Pod efektivnom visinom emitovanja polutanata se podrazumeva visina na kojoj po~injehorizontalni transport gasnog oblaka. Ova visina predstavlja zbir visine (kote) samog izvora (h) ivisine termalnog podizanja gasnog oblaka po vertikalnom pravcu (∆h), do uspostavljanjahorizontalnog transporta.

Upro{}eno, efektivna visina emitovanja polutanata je ona visina na kojoj bi se emitovaogasni obklak pri isticanju iz horizontalne cevi (slika 3.3.4.).

Slika 3.3.4.− Efektivna visina emitovanja gasnog oblaka

Prilikom emitovanja iz ivora gasni oblak, koji je uvek topliji od okolnog vazduha nastavljada se podiè vertikalno u vis, do odre|ene visine, na kojoj po~inje horizontalni transport (slika3.3.4.−a).

U tabeli 3.3.1. su date vrednosti za specifi~ni protok gasa Q − (m3/s), kao i stepen emisije~estica aerozaga|iva~a − W (kg/h), u odnosu na preporu~enu visinu dimnjaka.


151

Efektivna visina emitovanja pri termalnom podizanju gasnog oblaka, neposredno izasamog izvora emitovanja, izra~unava se iz relacije:

h m h he ( ) = + ∆

Me|utim, postoje uslovi okolne sredine, u zavisnosti od vremenske stabilnosti, pri kojimaje visina termalnog podizanja negativna, odnosno pri kojoj gasni oblak "pada" do odre|ene visineispod samog izvora emitovanja, odakle po~inje horizontalni transport (slika 3.3.4.−b).

Efektivna visina emitovanja pri termalnom "padu" gasnog oblaka, neposredno iza samogizvora emitovanja, izra~unava se iz relacije:

h m h he ( ) = − ∆

Za odre|ivanje minimalne visine dimnjaka (h), kao i termi~ke visine dizanja gasnog oblaka(∆h), za postizanje `eljene efektivne visine gasnog oblaka (he), postoji bezbroj izraza i formula, kojese mogu grupisati prema pristupu modelovanja problematike.

Tabela 3.3.1. Dozvoljeni stepen emisije ~estica u zavisnosti od specifi~nog protoka dimnog gasa

Spec. protokQ (m3/s)

Stepen vrem. emisijeW (kg/h)

Efektivna visinadimnjaka − he (m)

0.5 1.6 41.0 2.5 52.0 3.8 64.0 5.9 86.0 7.6 9

8.0 9.1 1010 10.4 1120 16.0 1340 24.6 1760 31.6 2080 37.8 22

100 43.4 23200 66.8 30400 102.6 38800 157.7 48

1 000 181.1 52

U Velikoj Britaniji se za visinu dimnjaka koristi Sjuton−Meilerova formula:

h mw

C2 0 46( )

.

max

=⋅

w (kg na dan) - stepen vremenske emisije polutantaCmax (mg/m3) - maks. dozvoljena trenutna koncentracija polutanta pri zemlji

Pri tome se predpostavlja brzina strujanja vetra od 6 m/s.Za odre|ivanje termi~ke visine dizanja gasnog oblaka postoji mnogo vi{e pristupa, a

samim tim i relacija za odre|ivanja.


152

U odnosu na dijametar dimnjaka − d (m), snagu lo`i{ta − Q (kW), brzinu isticanja gasa − v(m/s) i brzine vetra − u (m/s) postoji vi{e relacija, od kojih je jedna Holendova relacija:

∆h mv d Q

u( )

. .=

⋅ ⋅ + ⋅1 5 0 167

Na istim parametrima baziraju i Mozis−Karson relacije:

∆h mv d Q

u( )

. . .

=− ⋅ ⋅ + ⋅0 029 2 62 0 5

− op{ti izraz

∆h mv d Q

u( )

. . .

=⋅ ⋅ + ⋅3 47 5 14 0 5

− za nestabilnu atmosferu

∆h mv d Q

u( )

. . .

=⋅ ⋅ + ⋅0 35 2 64 0 5

− za neutralnu atmosferu

∆h mv d Q

u( )

. . .

=− ⋅ ⋅ + ⋅1 04 2 23 0 5

− za stabilnu atmosferu

Na sli~nim parametrima bazira i ASME (American Society of Mechanical Engineers)tehnika odre|ivanja, pri ~emu se uvode gravitaciono ubrzanje − g= 9.81 m/s2, temperatura okolnogvazduha − Tv (K), vertikalni temperaturni gradijent − ∆Θ/∆z (K/m).

Tako su izrazi prema ASME metodologiji:

∆h m dvu

( ).

= ⋅

1 4

− op{ti izraz

∆h mQ

u( )

.=

⋅1 363 − za neutralnu i nestabilnu atmosferu

∆∆Θ∆

h mQ

ug

T zv

( ) .= ⋅⋅ ⋅

0 417

13

− za stabilnu atmosferu

Jo{ su interesantni i izrazi, koji uklju~uju u modelovanje i aspekt temperatura,temperaturu gasa u dimnjaku − Tg (K) i temperaturu okolnog vazduha − Tv (K). U ove relacijespada i Dejvidson−Brajent relacija:

∆h m dvu

T T

Tg v

g( )

.

= ⋅

⋅ +−

1 4

1

U skoro svim navedenim izrazima nije uzeta u obzir atmosferska stabilnost, pa je po`eljnonavedene izraze kod izra~unavanja termi~ke visine dizanja (∆h) korigovati za oko 10%, uve}ati prinestabilnom, odnosno umanjiti pri stbilnom vremenu.

Neki iskustveni pokazatelji govore da u urbanim sredinama visina dimnjaka treba da bude2−2.5× ve}a od visine najvi{eg objekta u okolini, a brzina isticanja gasa treba da je > 8 m/s(optimalno ∼ 13 m/s).


153

3.4. KONCEPCIJA AMBIJENTALNOG MODELOVANJA

3.4.1. MODELOVANJE HEMIJSKIH AKCEDENATA

Hemijski akcedent na proizvodnim postrojenjima se moè posmatrati sa vi{e stanovi{ta,odnosno iz vi{e pravaca uticaja.

3.4.1.1. Uticaj hemijskog akcedenta na radni prostor

Uticaj hemijskog akcedenta na radni prostor, odnosno na prostor u okviru proizvodnogobjekta, je neposredni uticaj fizi~kih (toplotni udar, udarni talas, promena pritiska i sli~no) ihemijskih (Kontaminacija vazduha radnog prostora, opreme i podova akcedentno izlivenimpolutantima) kvaliteta i kvantiteta akcedenta.

Uticaj hemijskog akcedenta na radni prostor je neophodno razmotriti i modelovati u tokuprojektovanja samog postrojenja.

Rezultate analiziranog modela treba definisati u okviru projekta HTZ u konkretnojproizvodnoj organizaciji, {to je u praksi zadovoljavaju}e regulisano zakonskim propisima inormativima. Projekat HTZ treba, pre svega, da se odnosi na mere preventivne za{tite zaspre~avanje akcedenta, mere i postupke za{tite radnika i imovine tokom fizi~kog i hemijskogakcedenta, kao i mere PPZ u proizvodnom objektu.

Uticaj hemijskog akcedenta na radni prostor se moè podeliti u nekoliko delova:

uticaj na zatvoreni radni prostor uticaj na otvoreni radni prostor uticaj na platoe i saobra}ajnice unutar lokacije proizvodnog objekta

Najteè posledice, najopasnije i najdugotrajnije dejstvo hemijskog akcedenta na radniprostor je upravo uticaj hemijskog akcedenta na zatvoreni radni prostor. U zatvorenom radnomprostoru, usled fizi~kog ograni~avanja zapremine vazduha, dolazi do najve}e kontaminacije vazduhaemitovanim polutantima hemijskim akcedentom.

U ve}em broju slu~ajeva u zatvorenom radnom prostoru koncentracija emitovanogpolutanta (Cp) u delu zatvorenog prostora, a ne retko i u celom zatvorenom prostoru moè dostizatii vrednosti iznad latentne koncentracije, ili latentne doze (Cp ≥ CL, Cp > LD50).

Kod analize aerozaga|ivanja se ne odre|uje letalna koncentracija (CL), ve} letalna doza(LD50), koja je proizvod letalne koncentracije i stepena izloènisti organizma dejstvu letalnekoncentracije.

U zatvorenom radnom prostoru postoje}e pregrade i sli~ni gra|evinski elementi, kao ipostoje}e ma{ine, aparati, ure|aju, sudovi i cevovodi, u mnogome oteàvaju efikasno saniranjefizi~kih i hemijskih parametara atmosferskih polutanata, koji su posledica hemijskog akcedenta.Jedino mogu}e re{enje u najve}em broju slu~ajeva je brza i intenzivna izmena vazduha izzatvorenog radnog prostora sa okolnom sredinom. Ova brza i intenzivna izmena vazduha se te{ko iretko moè posti}i prirodnim mehanizmima (promajom), ve} se skoro uvek mora vr{iti prinudnaizmena vazduha sna`nim ventilacionim sistemom. Naravno, u slu~aju poàra u zatvorenom objektuprilikom hemijskog akcedenta, pre izmene vazduha promajom, neophodno je potpuno saniratipoàr u objektu.

Stoga su analiza posledica od eventualnog hemijskog akcedenta u zatvorenom radnomprostoru, kao i osmi{ljavanje, projektovanje i postavka odgovaraju}eg ventilacionog sistema, jedanod prioritetnih zadataka kod modelovanja hemijskih akcedenata u zatvorenom radnom prostoru.

Na otvorenom radnom prostoru su uobi~ajeno neuporedivo manje posledice usledhemijskih akcedenata, a i zna~ajno je olak{ana efikasnost sanacije fizi~kih i hemijskih parametaraakcedentno emitovanih atmosferskih polutanata u vazduh lokalne atmosfere, nego u zatvorenomradnom oprostoru. Razloga za ovo ima nebrojeno mnogo.


154

Najva`nija "prednost" akcedentne emisije na otvorenom prostoru su brzi i veliki padkoncentracije polutanata u vazduhu otvorenog radnog prostora usled odno{enja polutanata samesta akcedentnog emitovanja okolnim vazduhom, te disperzije polutanata u velikoj masi okolnogvazduha.

Koncentracija akcedentno emitovanih polutanata u formi gasnog oblaka veoma brzoopada sa rastojanjem.

Ve} na nekoliko metara od mesta izvora akcedentne emisije koncentracija polutanata ugasnom oblaku opada od 10 − 100×, a na par desetina metara opada od 100 − 1 000×, dok na parstotina metara opada za 10 000 − 1 000 000×, zavisno od konkretnog polutanta.

Tako|e, prilikom akcedentne emisije na otvorenom prostoru veliko je i sniàvanje fizi~kihparametara (p, T, ..) ve} na jako kratkom rastojanju od izvora akcedentne emisije, kao posledicame{anja gasnog oblaka sa okolnim vazduhom na otvorenom radnom prostoru uz izjedna~avanjefizi~kih parametara sa okolinim vazduhom.

Prekora~enje letalne koncentracije (Cp ≥ CL) za ve}inu akcedentno emitovanih polutanatau vazduh lokalne atmosfere na otvorenom radnom prostoru se te{ko dostiè.

U slu~ajevima gde se prekora~enje letalne doze (Cp ≥ CL), na otvorenom radnom prostoru imoè dosti}i, pojas prekora~enja letalne koncentracije je obi~no dijametra od par metara dodesetak metara. Retke su situacije kod hemijskih akcedenata gde je prekora~enje letalnekoncentracije, Cp ≥ CL, dijametra reda veli~ine od nekoliko desetina metara.

Prekora~enje letalne doze (Cp ≥ LD50), za ve}inu akcedentnih emitovanih polutanata uvazduhu na otvorenom radnom prostoru se relativno ne{to lak{e dostiè.

U slu~ajevima gde se prekora~enje letalne doze (Cp ≥ LD50), na otvorenom radnomprostoru dostigne, pojas prekora~enja letalne koncentracije je obi~no dijametra od par desetinametara do stotinu metara.

Re|e su situacije kod hemijskih akcedenata gde je prekora~enje letalne doze (Cp ≥ LD50),dijametra reda veli~ine od par stotina metara.

Uticaj hemijskog akcedenta na travnate ili betonske povr{ine, kao i saobra}ajnice u okvirulokacije proizvodne organizacije je najmanji, ali ne i manje zna~ajan.

Na manevarskim platoima i saobra}ajnicama se veoma retko moè dosti}i letalnakoncentracija akcedentno emitovanih polutanata (Cp ≥ CL), dok je dostizanje letalne doze(Cp ≥ LD50) eventualno mogu}e na jako ograni~enom delu prostora i zna~ajno kratko vreme, osim uslu~aju hemijskog akcedenta ve}ih razmera u skladi{nom postrojenju, manipulaciji i transportu.

Da bi se izbeglo izlaganje ostalih radnika i drugih prolaznika dejstvu vazduha zaga|enogakcedentno emitovanim polutantom, moraju se poznavati pravci propagacije polutanata vazduhomu okviru kompleksa proizvodnog pogona,.

Na platoima i saobra}ajnicama, ugroènim akcedentno emitovanim polutantima, nijedozvoljeno zadràvanje, dok ugroène saobra}ajnice u okviru lokacije proizvodne organizacije treba{to manje, ili samo nu`no koristiti.

Stoga je i na otvorenom radnom prostoru u slu~aju hemijskog akcedenta neophodnoevakuisati sve prisutne, osim opremljenih ekipa za sanaciju akcedenta, na rastojanje gde jekoncentracija u granicama maksimalno dozvoljene koncentracije radnog prostora (Cp ≤ MDKrp)

Najve}e posledice uticaja hemijskog akcedenta spadaju pod zdravstveni aspekt. Stoga jeneophodno, u slu~aju hemijskog akcedenta, definisati i formirati prvu pomo} za svaku zaga|uju}umateriju, u svakoj konkretnoj proizvodnoj organizaciji.

Tako|e je neophodno definisati preventivne mere u proizvodnoj organizaciji, da ne dolazido ve}ih zdravstvenih problema usled hemijskog akcedenta.

Iako ograda, ìca, zid ili ~ak brisani prostor izme|u lokacije proizvodnog objekta i okolnogokruènja ne predstavljaju sa stanovi{ta aerozaga|ivanja nikakvu kvalitativnu granicu, moraju sepostavljati kako bi se razdelio radni prostor od okolnog prostora, ~ime se broj potencijalnougroènih zna~ajno smanjuje i drì u okviru broja zaposlenih radnika.

Osnovni razlog za ovo razdvajanje leì u ~injenici da su zaposleni i ostali korisnici radnogprostora svesni ne samo opasnosti od hemisjkih akcedenata, ve} i od redovnih proizvodnih procesa,pa su zasnivanjem radnog odnosa prihvatili i deo rizika koji nosi.


155

U okviru celokupnog pojasa proizvodnog pogona jedini kriterijum kod uticaja hemijskihakcedenata na okolni prostoru moè i sme da bude propisana maksimalno dozvoljena koncentracijapolutanata u vazduhu radnog prostora (MDKrp).

Van lokacije proizvodnog objekta se nalaze korisnici koji ne samo da nisu svesni svihnavedenih aspekata, niti su tokom svoje delatnosti izloèni karakteristi~nim polutantima, ve} nesmeju da snose nikakav rizik proizvodnih procesa sa kojima nemaju nikakve fakti~ke veze, nitiugovorne, niti posredne u bilo kom vidu.

Stoga izvan pojasa proizvodnog pogona jedini kriterijum kod uticaja hemijskih akcedenatana okolnom prostoru moè i sme da bude imisija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere, koja seuvek mora upore|ivati samo sa maksimalno dozvoljenom imisijom polutanta u vazduhu lokalneatmosfere (GVI).

Time zapo~inje analiza uticaja hemijskih akcedenata na vazduh lokalne atmosfere, {to je iprevashodni cilj modelovanja hemijskih akcedenta, po{to se ovi uticaji niti ozbiljnije analiziraju, nitimodeluju prilikom projektovanja i izgradnje proizvodnih objekata.

3.4.1.2. Uticaj hemijskog akcedenta na vazduh lokalne atmosfere

Sveobuhvatni ekolo{ki aspekt hemijskog akcedenta aerozaga|enja, zahteva da se analizirai modeluje uticaj hemisjkog akcedenta na zaga|ivanje celokupne ìvotne sredine, prevashodnovazduha lokalne atmosfere, a posredno vode, tla, namirnica i svega {to ~ini ìvotno okruènje.

Analiza i modelovanje uticaja hemijskog akcedenta na vazduh lokalne atmosfere treba daomogu}i i postavljanje mere za sanaciju posledica hemijskog akcedenta, na navedenekontaminirane prirodne recipijente.

Ovaj uticaj se retko defini{e u potrebnom obimu, u okviru elaborata o ekolo{kojopravdanosti proizvodnog objekta tokom samog projektovanja postrojenja, {to nije zadovoljavaju}esa stanovi{ta za{tite ìvotne sredine konkretnog lokaliteta.

Stoga je neophodno da i ovaj uticaj, odnosno analiza i modelovanje uticaja hemijskihakcedenata na vazduh lokalne atmosfere, bude bliè regulisan zakonskim propisima i normativima.

Ono {to je najmanje definisano, odnosno regulisano postoje}im zakonskim propisima inormativima, to je pitanje modelovanja ugroàvanja okolne sredine izvan samog proizvodnogobjekta, odnosno pitanje odre|ivanja kvaliteta i kvantiteta propagacije zaga|uju}e materije uvazduhu lokalne atmosfere posmatrane mikrolokacije.

To je neophodno uraditi kako bi se na vreme i bezbedno mogli proceniti, mogu}nostikori{}enja okolnog prostora, obimi eventualnih evakuacija stanovni{tva i opreme iz okolnogprostora, pa i obezbe|ivanje ugroènih zona okolnog prostora u slu~ajevima hemijskih akcedenata.

Najve}i problem koji se javlja prilikom hemijskih akcedenata je {to je izraèn nedostatakvremena za snimanja, analiziranja i obradu podataka, po{to se posledice hemijskih akcedenatamanifestuju momentalno u trenutku hemijskog akcedenta, u jako kratkom vremenu, pa je najva`nijifaktor u sanaciji hemijskih akcedenata brzina reagovanja na hemijski akcedent.

Stoga se nema vremena za pravljenje planova, pre svega za evakuaciju ljudi i opreme, posleizbijanja hemijskog akcedenta, ve} se to mora predvideti i planirati pre hemijskog akcidenta usvakoj konkretnoj situaciji.

3.4.1.3. Zna~aj ambijentalnog modelovanja hemijskih akcedenta

Da bi brza reakcija posle hemijskog akcedenta bila kvalitetno osmi{ljena i optimalnouspe{na, neophodno je poznavati na~in i obim propagacije polutanata kroz vazduh lokalneatmosfere. To se jedino moè posti}i poznavanjem svih elemenata posledica hemijskog akcedenta, ado kojih se moè do}i samo modelovanjem hipoteti~kog hemijskog akcedenta u konkretnoj srediniza konkretne ambijentalne uslove.

Time se u slu~aju hemijskog akcedenta ne samo pove}ava stepen sigurnosti po okolnusredinu, pre svega okolno stanovni{tvo, ve} se i spre~avaju panike i ostale stihijske reakcijepojedinaca i grupa, koje se ispoljavaju u slu~ajevima iznenadnih hemijskih akcedenta, a koja moguprouzrokovatii jo{ gore posledice i ve}u smtnost i druga stradanja nego sam hemijski akcedent.


156

Naj~e{}e, u situacijama hemijskih i drugih akcedenata, najve}i broj `rtava u zatvorenim iograni~enim prostorima nije nastao usled samog akcedenta, ve} usled panike i histeri~ne reakcijemase, koja, osim {to bukvalno "gazi preko palih", onemogu}ava pruànje adekvatne pomo}i,ometaju}i ili ~ak i potpuno blokiraju}i dejstvo interventnih stru~nih slu`bi.

Najnepovoljniji uslovi za hemijske akcedente su ratna dejstva, kada su sami po sebimaksimalno uve}ani psihoza, strah i panika stanovni{tva, tako da je poznavanje i re{avanjeproblematike hemijskih akcedenata zna~ajno i mnogostruko sloènije u ratnim nego u"mirnodopskim" uslovima hemijskog akcedenta.

Prakti~nu proveru navedenog imali smo u nekoliko navrata tokom avio agresije NATOsnaga na SR Jugoslaviju toko 1999. godine, posebno u slu~ajevima bombardovanja i razaranjapostrojenja rafinerija u Pan~evu i Novom Sadu, kao i postrojenja bazne hemije i elektroprivrede uPan~evu, Boru, Valjevu, Kragujevcu, â~ku i velikom broju drugih mesta.

Svrha postavljanja i analize modela propagacije polutanata nastalih usled hemijskihakcedenata kroz vazduh lokalne atmosfere u ambijentalnim uslovima, prezentiranog u daljemtekstu, jeste da se pokaè kako i koliko pojedina~ni akcedenti u proizvodnom postrojenju, sistemuza transport, ili sistemu za skladi{tenje opasnih materija, mogu ugroziti vazduh lokalne atmosfere, apreko njega i ìvotnu sredinu na nivou mikrolokacije, odnosno okruènja do koga dolazi emitovanipolutant u vazduhu lokalne atmosfere, u formi gasnog ili parnog oblaka.

Osim propagacije polutanta na nivou mikrolokacije neophodno je poznavati ikontaminaciju vazduha lokalne atmosfere i {irenje kontaminacije kroz vazduh lokalne atmosfere uformi fronta kontaminiranog vazduha akcedentno emitovanim polutantom, kao i maksimalni obim,pravac i domet kontaminacije vazduha lokalne atmosfere izazvan hemijskim akcedentom.

3.4.2. POLAZNE ODREDNICE KOD AMBIJENTALNOG MODELOVANJA HEMIJSKOG AKCEDENTA

Ambijentalno modelovanje hemijskog akcedenta treba da {to plasti~nije prikaè kretanjaparametara aerozaga|enja u celokupnom kontaminiranom prostoru posle hemijskog akcedenta uvazduhu lokalne atmosfere, kako na nivou same mikrolokacije u zoni neposrednih dejstava uticajahemijskog akcedenta, tako i propagacije polutanata kroz vazduh lokalne atmosfere na {irempodru~ju u okruènju izvora akcedentno emitovanih polutanata, kao i procene krajnjih dometazaga|enja usled akcedentno emitovanih polutanata u vazduh lokalne atmosfere i eventualni uticajlokalnog aerozaga|enja na globalno aerozaga|enje na {irokom podru~ju.

Da bi se model hemijskog akcedenta u ambijentalnim uslovima {to kvalitetnije mogaopostaviti, potrebno je definisati nekoliko polaznih odrednica, pre svega u cilju sagledavanjapotencijala hipoteti~kog hemijskog akcedenata.

Potencijal hipoteti~kog hemijskog akcedenata predstavlja odre|ivanje nekolikoelemenenata koji su polazna osnova za ambijentalno modelovanje.

3.4.2.1. Lociranje, popis i analiza kapaciteta proizvodnih i drugih pogona kao potencijalnih izvora hemijskog akcedenta

Kod postavljanja problematike posledica hemijskog akcedenta neophodno je da senapraviti razlika izmre|u ugroènosti vazduha direktnog radnog prostora i neposredne radneokoline od hemijskog akcedenta, u odnosu na ugroènost vazduha lokalne atmosfere posmatranemikrolokacije u ambijentalnim uslovima.

Ugroènost vazduha direktnog radnog prostora i neposredne radne okoline defini{e se jo{tokom izrade same tehni~ke projektne dokumentacije, a detaljno obra|uje u projektima o HTZ isli~noj tehni~koj dokumentaciji proizvodnog ili drugog pogona.

Osnovu za postavljanje modela hemijskog akcedenta u ambijentalnim uslovimapredstavljaju posledice, koje ovakav hemijski akcedent ima na vazduh lokalne atmosfere, u dometuprekora~enja zaga|enja u neposrednom okruènju, odnosno obima i dometa gasnog oblaka na delutakozvane mikrolokacije hemijskog akcedenta.


157

Tako|e tu spadaju i propagacija akcedentno emitovanih polutanata kroz vazduh lokalneatmosfere podru~ja, kao i obim i domet kontaminacije vazduha, odnosno obim i domet frontazaga|enog vazduha akcedentno emitovanim polutantima.

Prilikom ovih razmatranja ambijentalnih modelovanja hemijskih akcedenata treba odreditione potencijalne izvore hemijskih akcedenata, koji mogu imati uticaja na ve}i broj stanovnika odneposredno ugroènih, kao i na ve}u povr{inu kontaminacije prekora~nja propisanih imisija, odkontaminacije radnog prostora i neposrednog radnog okruènja.

Stoga za ambijentalno modelovanje nije interesantan svaki proizvodni pogon koji barata sahemijski opasnim materijama i potencijalni akcedentni zaga|iva~ vazduha lokalne atmosfere, ve}samo onaj koji po svom kvantitetu i kvalitetu moè imati posledice po ve}i broj stanovnika i ve}uurbanizovanu povr{inu, gde je jako te{ko uvoditi i sprovoditi mere zabrana rada, boravka i kretanja.

Problematika zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere ~ak i u ve}em industrijskom idrugom objektu, ili na njivi ve}e povr{ine se moè izme|u ostalog i re{avati zabranom rada,zatvaranjem proizvodnih i drugih pogona objekta, odnosno zabranom obra|ivanja i kori{}enja njivau periodu dok traje kontaminacija, odnosno dok se kontaminacija ne sanira.

Problematika zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere ni u omanjoj ulici, zgradi ili drugomurbanom objektu javne namene, ne moè se lako re{avati zabranom "rada" zgrade, ulice ili parka,trga, platoa, zatvaranjem stambenih i drugih urbanih objekta javne namene, u periodu dok trajekontaminacija, odnosno dok se kontaminacija ne sanira.

Stoga nije svaki rezervoar goriva, niti svaki cevovod za transport goriva u proizvodnompogonu, zanatskoj radionici, privatnom posedu i sli~no, potencijalni akcedentni zaga|iva~ vazduhalokalne atmosfere posmatrane mikrolokacije u ambijentalnim uslovima.

Kod pristupa ambijentalnom modelovanju, podjednako opasno, kako banalizovati obim,pa sve objekte koje imaju sadràje koji mogu da emituje zaga|uju}u supstancu u atmosferu,proglastiti potencijalnim akcedentnim izvorom zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere posmatranemikrolokacije, tako i banalizovati ambijentalne tokove vazduha, pa ne notirati stvarni potencijalniakcedentni izvor samo zato {to je dosta udaljen od urbanog prostora.

U grupu akcedentnih izvora zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere te~nim i gasovitimgorivima ne spadaju pojedina~ne pumpne stanice ili rezervoari goriva za individualno ili zgradnogrejanje, ve} spadaju gradske kotlarnice, proizvodna petrohemijska postrojenja (proizvodni pogoni iobjekti rafinerija Novi Sad i Pan~evo), skladi{ta te~nih i gasovitih goriva petrohemijskih proizvodnihpostrojenja (skladi{ta Jugopetrola, Naftagasa i sli~no), kao i regionalni transportni sistemi gasovitihi te~nih goriva.

Tako|e, u ovu grupu akcedentnih izvora zaga|ivanja vazduha lokalne atmosferemikrolokacije, ne spadaju pojedina~ni ure|aji ili rezervoari u industrijskim i drugim proizvodnimpogonima, u kojima je jedna od komponenti proizvodnog procesa hemijski opasna materija, ve} presvih spadaju proizvodna i skladi{na postrojenja bazne hemije (Fabrika bazne hemije u Bari~u, HIPu Pan~evu i sli~no), proizvodna i skladi{na postrojenja hemijski opasnih materija (Fabrika uLu~anima, MSK u Kikindi, Azotare u Pan~evu, [apcu i sli~no), sa svojim proizvodnim sistemima iure|ajima, skladi{nim sistemima i objektima, odnosno sistemima za transport hemijski opasnihmaterija.

3.4.2.2. Odre|ivanje, popis i analiza kapaciteta hemijski opasnih materija potencijalnog hemijskim akcedentom

Pitanje akcedentnog izvora zaga|ivanja vazduha lokalne atmosfere u ambijentalnimuslovima ne defini{e samo hemijska priroda same emitovane supstance, ve} pre svega njen realnikapacitet, odnosno emisioni kapacitet u slu~aju hemijskog akcedenta.

Nije sve {to je potencijalni akcedentalni zaga|iva~ radnog prostora i akcedentalnizaga|iva~ vazduha lokalne atmosfere u ambijentalnim uslovima, bez obzira koliko je "otrovna",korodivna ili na drugi na~in opasna sama supstanca.


158

Mnoge supstance niìh kvaliteta nepovoljnih osobina su "ambijentalni" zaga|iva~i vazduhana bazi svoje koli~ine, na~ina prostiranja, dometa prostiranja u ambijentalnim uslovima i sli~no, dokdruge, mnogo opasnije supstance, zahvaljuju}i niskom nivou navedenih kvaliteta nepovoljnihosobina to nisu.

3.4.2.3. Lociranje izvora najve}eg potencijalnog akcedentnog zaga|ivanja na lokaciji mogu}eg hemijskog akcedenta

Kada se utvrdi da je supstanca potencijalni hemijski akcedentni zaga|iva~ vazduha lokalneatmosfere mikrolokacije u ambijentalnim uslovima, prema prethodno navedenim parametrima,potrebno je odrediti osnovi (bazi~ni) izvor najve|eg uticaja na zaga|ivanje vazduha lokalneatmosfere, odnosno potrebno je locirati (pozicionirati) izvor najve|eg zaga|enja, kao nultu pozicijuzaga|iva~a.

Pri tome se treba opredeliti za onaj ure|aj, cevovod, ili rezervoar, koji najozbiljnije moèugroziti vazduh lokalne atmosfere mikrolokacije u ambijentalnim uslovima u slu~aju hipoteti~koghemijskog akcedenta konkretno odabrane supastance.

Pozicija (lokacija) ovako odre|enog izvora aerozaga|enja predstavlja polaznu (nultu)ta~ku za modelovanje hemijskog akcedentnog zaga|enja vazduha lokalne atmosfere uambijentalnim uslovima.

Svi ostali potencijalni izvori aerozaga|enja, koji su nièg nivoa i zna~aja, predstavljajudopunske izvore zaga|uju}e supstance u slu~aju hemijskog akcedenta, koji se uzimaju u obzir uanalizi uticaja aerozaga|enja na ìvotnu sredinu, kao dopunski (dodatni) zaga|iva~i vazduhalokalne atmosfere i {ireg prostora oko izvora akcedentno emitovanog polutanta.

3.4.2.4. Odre|ivanje tipa, vremena i obima emisije zaga|uju}e supstance iz pozicioniranog izvora

Poslednji korak pre konkretnog pristupanja modelovanju uticaja hemijskog akcedenta nakvalitet vazduha lokalne atmosfere mikrolokacije u ambijentalnim uslovima, predstavljaopredeljivanje za tip emisije.

Ve}ina tipova havarijske emisije u vazduh lokalne atmosfere se moè svrstati u jedan odslede}ih slu~ajeva:

direktno ispu{tanje pare ili gasa u atmosferu iz havarisanog ure|aja, cevovoda ilirezervoara

isparavanje lakoisparljive te~nosti iz razlivene forme usled akcedentnog isticanja izhavarisanog ure|aja, cevovoda ili rezervoara

sagorevanja gasa, pare ili te~nosti prilikom ispu{tanja ili curenja iz havarisanogure|aja, cevovoda ili rezervoara i sli~no

Kada se odredi tip havarijske emisije treba proceniti realno vreme trajanja akcedentneemisije, sve dok se emisija ne zaustavi, bilo fizi~kim prekidom emisije, bilo hemijskomneutralizacijom emisije u dovoljnoj meri da prestane da ugroàva vazduh lokalne atmosferemikrolokacije, pri ~emu moè i dalje ugroàvati radni prostor i neposredno radno okruènje.

Vreme trajanja akcedentne emisije treba postaviti {to realnije, ta~no procenjuju}i vrstuneophodnih poslova, obim neophodnih poslova i realno vreme za svaki od procenjenih neophodnihposlova na zaustavljanju akcedentne emisije.

Na kraju, potrebno je proceniti i obim akcedentne emisije, odnosno koli~inu zaga|uju}ematerije koja }e biti emitovana u vazduh lokalne atmosfere, od izbijanja hemijskog akcedenta pa dopotpune sanacije i zaustavljanja emisije.

Time bi se potpuno definisale polazne osnove za postavljanje samog modela uticajahemijskog akcedenta na vazduh lokalne atmosfere u ambijentalnim uslovima.


159

3.4.3. ZNAÂJNI PARAMETRI AMBIJENTALNOG MODELOVANJA HEMIJSKOG AKCEDENTA

Zna~ajni parametri za modelovanje uticaja hemijskih akcedenata na kvalitet vazduhalokalne atmosfere u ambijentalnim uslovima se prema srodnosti i kvalitetima mogu svrstati unekoliko grupa:

karakteristike supstance karakteristike emisije ambijentalni meteorolo{ki parametri parametri lokacije (karakteristike terena)

3.4.3.1. Karakteristike akcedentno emitovane supstance

Od karakteristika akcedentno oslobo|ene supstance, bitnih za postavljanje {to boljegmodela za ambijentalne uslove, moèmo nabrojati kao najva`nije slede}e:

molekulska teìna toplotni kapacitet na p=const toplotni kapacitet pri v=const gustina ta~ka klju~anja toplota isparavanja maseni odnos (kod frakcija te~nosti ili sme{e gasova)

3.4.3.2. Karakteristike akcedentne emisije

Od karakteristika emisije akcedentno oslobo|ene supstance u vazduh lokalne atmosfere,bitnih za postavljanje modela u ambijentalnim uslovima, moèmo nabrojati kao najva`nije slede}e:

tip emisije temperatura procesa (skladi{tenja) brzina isparavanja vreme trajanje kontinualnog emitovanja (isticanja, isparavanja) ukupna masa supstance koja je emitovana kota sa koje se vr{i emisija povr{ina sa koje se vr{i emitovanje vertikalna brzina pare horizontalna brzina pare polu{irina izvora emisije duìna izvora emisije

3.4.3.3. Ambnijentalni meteorolo{ki parametri

Od ambijentalnih meteorolo{kih parametara, bitnih za postavljanje modela zaambijentalne uslove, moèmo nabrojati kao najva`nije slede}e:

molekulska teìna vazduha toplotni kapacitet vazduha na p=const gustina vazduha spoljni pritisak


160

brzina vetra temperatura vazduha (spoljna temperatura) relativna vla`nost vazduha atmosferska nestabilnost (vremenska kolebanja)

3.4.3.4. Karakteristike lokacije oko akcedentne emisije

Od karakteristika lokacije, bitnih za postavljanje {to boljeg modela za ambijentalne uslove,moèmo nabrojati kao najva`nije slede}e:

referentna visina na kojoj se vr{e merenja referentna ta~ka na koju se postavlja krajni domet merenja povr{inska rapavost terena

3.4.4. CILJEVI I DOMETI AMBIJENTALNOG MODELOVANJA HEMIJSKOG AKCEDENTA

Osnovni ciljevi ambijentalnog modelovanja uticaja hemisjkih akcedenata na vazduhlokalne atmosre, su dimenzionisanje zona (povr{ina tla) i debljine sloja vazduha u kojima seregistruje zaga|enja vazduha lokalne atmosfere iznad dozvoljenih, odnosno zakonski propisanihgrani~nih vrednosti imisije (GVI) posmatranog zaga|iva~a.

U okviru svake pojedina~ne utvr|ene zone i debljine sloja vazduha treba izdefinisatiparcijalne zone, kao i parcijalne slojeve vazduha u kojima je koncentracija zaga|iva~a unutargranica izabranih zona.

Zone je potrebno dimenzionisati na bazi unapred izabranih kvaliteta, najbolje vezanih zakriti~ne, odnosno dopu{tene koncentracije, ili imisije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.

Polaze}i od zdravstvenog i zakonskih aspekata, kao i preklapanja uticaja usled postojanjapermanentne emisije posmatranog polutanta iz stalnih i povremenih izvora, potrebno je formiratinajmanje slede}e zone koncentracija polutanata:

ekstremno ugroèna zona − zona prekora~enja letalne doze (I > LD50) zona ugroènog zadràvanja − zona prekora~enja maksimalno dozvoljene

koncentracije u radnom prostoru (I > MDKrp) zona ugroènog boravka − zona prekora~enja grani~ne vrednosti imisije

(I > GVI) zona potencijalno ugroènog boravka − zona prekora~enja polovine vrednosti

grani~ne vrednosti imisije (I > 0.5 ⋅ GVI)

Na bazi dobijenih podataka iz postavljenog modela, treba sastaviti kartu propagacijezaga|iva~a u odnosu na dominantne vetrove i ambijentalne parametre tokom razli~itih godi{njihdoba, kako bi se mogla sagledati celovita karta ugroènosti vazduha lokalne atmosfere od hemijskogakcedenta u svakom hipoteti~kom trenutku.

Krajnji domet modelovanja uticaja hipoteti~kih hemijskih akcedenata na vazduh lokalneatmosfere u ambijentalnim uslovima treba da bude izrada {to preciznijih "karata akcedentnihzaga|enja" za svaki potencijalni hemijski agens, koji spada u zaga|iva~e vazduha konkretne lokalnesredine.

Od svih "karata akcedentnih zaga|enja" potrebno je iscrtati "kartu zona akcedentneugroènosti vazduha lokalne atmosfere", kako kavlitativno, prema broju zaga|iva~a, tako ikvantitativno, prema obimu (visini) ugroènosti, {to treba ucrtati na kartu posmatrtanog podru~ja.

Ovako dobijena "karta zona akcedentne ugroènosti vazduha lokalne atmosfere" uslu~ajevima hemijskih akcedenata na lokaciji posmatrane regije treba da bude osnova za sva drugaprostorna odre|ivanja i planiranja, kao i planova evakuacija, sanacija i neutralisanja emisijazaga|uju}ih materija, bilo u mirnodopskim, bilo u ratnim uslovima.


161

3.5. ORGANIZACIJA MODELA SLAB

Za modelovanje hemijskog akcedenta na ra~unaru usvojen je programski paket SLAB −kompjuterski model za simulaciju atmosferske disperzije isticanja ~estica gu{}ih od vazduha, kaovisoko kvalitetan alat za predvi|anje zona hazarda i potencijalnih udara usled akcedentnogosloba|anja polutanata, u svemu prema navedenoj osnovnoj koncepciji modelovanja.

Ovaj program je od strane USEPA (United States Environment Pollution Agency) usvojenkao idealan za Plan Upravljanja Rizikom i analizu emisije usled akcidentnog osloba|anja otrovnihgasova i para.

SLAB moè da simulira kontinualno, osloba|anje ograni~enog trajanja ili trenutnoosloba|anje otrovnih gasova i para. Kao ulazni podaci pri modeliranju zadaju se slede}i parametri:

1. Tip isticanja

Model podràva slede}e tipove isticanja:

− bazen u nivou tla sa koga dolazi do isparavanja− izdignuti horizontalni mlaz (auspuh)− izdignuti vertikalni mlaz (dimnjak)− momentalno osloba|anje iz izvora na povr{ini tla.

2. Karakteristike izvora

Za svaki analizirani akcedentno emitovani polutant u vazduh lokalne atmosfere defini{u seslede}i kvaliteti:

− molekulska teìna− toplotni kapacitet pare− ta~ka klju~anja− latentna toplota isparavanja− toplotni kapacitet te~nosti itd.

3. Parametri isticanja

Za svaki analizirani akcedentno emitovani polutant u vazduh lokalne atmosfere defini{u seslede}e karakteristike isticanja:

− temperatura skladi{tenja− brzina isparavanja− povr{ina isparavanja− trenutno ili kontinualno trajanje isticanja− visina izvora emisije.

4. Karakteristike terena

Za svaki analizirani akcedentno emitovani polutant u vazduh lokalne atmosfere defini{u separametri vezani za grani~ne vrednosti modela isticanja datog postrojenja − fabrike:

− srednje vreme koncentracije− maksimalno rastojanje niz vetar (krajnja granica merenja)− referentna visina sloja vazduha za koju se modeluje akcedentna imisija


162

5. Meteorolo{ki parametri

Meteorolo{ki parametri za model datog scenarija su:

− visina povr{inskih neravnina− visina okolnih objekata− brzina vetra− temperatura okoline− relativna vla`nost− klasa vremenske stabilnosti.

6. Izlazni podaci (rezultati analize modelom)

Kao izlazni podaci − rezultati postavljanja modela, dobijaju se:

− koncentracije polutanta u gasnom oblaku ili kontaminiranoj zapremini− visina podizanja gasnog oblaka− du`ina prostiranja gasnog oblaka− vrednsot imisije polutanta u vazduhu na nivou referentne ravni− izolinije vrednosti imisija u referentnoj ravni− raspodela imisije polutanta du` dominantnog pravca strujanja vazduha (vetra)

3.5.1. KARAKTERISTIKE MODELA SLAB

Osnovne karakteristike programa SLAB se mogu podeliti na nekoliko celina.

3.5.1.1. Ulazni podaci za program

Postoji 30 mogu}ih parametara potrebnih za pokretanje SLAB modela transportaaerozaga|enja. Ovi parametri uklju~uju tip izvora, karakteristike izvora, vrstu isticanja,karakteristike terena, meteorolo{ke parametre i numeri~ke parametre kako je detaljnije dato unastavku.

a) Vrsta izvora:

bazen u nivou tla izdignuti horizontalni mlaz dimnjak ili izdignuti vertikalni mlaz momentalno osloba|anje iz izvora na povr{ini tla

b) Karakteristike izvora:

molekulska te`ina materijala (izvora) toplotni kapacitet pare na konstantnom pritisku temperatura klju~anja inicijalna masa te~ne frakcije toplota isparavanja toplotni kapacitet te~nosti gustina te~nosti izvora konstanta saturacije pritiska

c) Karakteristike isticanja:

temperatura materijala (skladi{tenja) masa isticanja


163

povr{ina izvora trajanje isticanja masa izvora visina izvora

d) Karakteristike terena:

rapavost terena ambijentalna visina objekata ambijentalna brzina vetra ambijentalna temperatura relativna vla`nost koeficijent atmosferske nestabilnosti

3.5.1.2. Prikaz dobijenih rezultata

Mogu}nosti grafi~ke prezentecaje rezultata dobijenih primenom ovog modela su veomaraznovrsne i ilustrativne uz upotrebu prate}eg programa SLAB View. Grafi~ki prikaz rezultata dajeseriju dijagrama (koncentracija zaga|iva~a .u funkciji od rastojanja). Ovaj program ima ne{to slabijemogu}nosti grafi~ke prezentacije od prethodnog.

Na slici 5.3.1. data je ilistracija Screen View programa propagacije polutanta u vazduhulokalne atmosfere.

Slika 3.5.1. − Prikaz podataka obra|enih programom SLAB


164

Dobijeni podaci iz analize programom SLAB se mogu prezentirati tabelarno, ekranski igrafi~ki. Za kori{}enje programskog paketa SLAB View neophodna je u najmanje slede}ahardverska konfiguracija:

PC 386 / 486 /, Pentium 8 MB RAM Windows 3.x /95 / NT.

Od prikaza koji se mogu ekranski ostvariti na bazi podataka dobijenih analizom pomo}uprograma SLAB, mogu se predstaviti:

3.5.1.3. Otisci

Zadaje se odre|ena koncentracija zaga|iva~a a SLAB View formira "otisak" − konturu nasituaciji (karti, planu ili skeniranoj fotografiji objekta snimano iz vazduha) u okviru koje je prisutnata koncentracija (slika 3.5.2.).

"Otisak" prikazuje ukupnu oblast zahva}enu zaga|iva~em usled njegovog isticanja. Moguse odabrati boja, sen~enje i vrsta linije "otiska".

Slika 3.5.2. − Obim propagacije polutanta

3.5.1.4. Oblaci

Model SLAB View pruà tako|e i mogu}nost prikazivanja oblaka u vremenu. Oblakpredstavlja podru~je zahva}eno zaga|enjem u ta~no odre|enom trenutku vremena nakon isticanja.Moè se zadati bilo koje vreme a tako|e se moè odabrati i stil grafi~kog prikaza oblaka i to:

Odabir broja kontura − razli~itih koncentracija zaga|enja u okviru oblaka Odabir boje i debljine konturnih linija kao i boja i vrsta slova legendi Odabir boje (rastera) za odre|ene koncentracije unutar oblaka kao i posebno

nagla{avanje "vru}ih ta~aka" visoke koncentracije

Primer prikaza oblaka, odnosno zona kontaminacije, preko imisije polutanta u vazduhulolane atmosfere, prikazan je na slici 3.5.2.


165

3.5.1.5. XY prikaz

SLAB automatski pravi XY grafikone sa prikazom maksimalne koncentracije du` ose"otiska", i to koncentracija u funkciji od rastojanja (slika 3.5.3).

Slika 3.5.3. − Zone imisije polutanta u vazduhu lokalne atmosfere

Pomo}ni program SLAB 3D View omogu}ava trodimenzionalnu prezentaciju podataka{to mnogostruko pobolj{ava vizuelizaciju prognoze akcidentnih zaga|enja (slika 3.5.4).

Slika 3.5.4. − Gasni oblak u prostornom 3D prikazu


166

3.5.2. PRATE]I PROGRAMI I ALATI PROGRAMA SLAB

3.5.2.1. Organizacija modela SCREEN View

SCREEN View omogu}ava procenu koncentracije zaga|enja na nivou terena koja poti~eod jedinstvenog izvora zaga|enja.

3.5.2.1.1. Podaci o izvoru

Moè se modelovati samo za jedan izvor u vremenu, koji moè biti ta~kasti, plameni,povr{inski ili zapreminski. Podaci o izvoru tako|e uklju~uju stepen emisije, visinu dimnjaka(isticanja), brzinu isticanja gasa itd.

3.5.2.1.2. Podaci o receptoru

Rastojanje receptora od izvora je neophodno. Ako se model radi na uzdignutom terenu,visina terena i lokacija receptora se moraju specificirati.

3.5.2.1.3. Meteorolo{ki podaci

Nema potrebe za uno{enjem meteorolo{kih podataka. Model automatski analizira punobim meteorolo{kih uslova uklju~uju}i i klase stabilnosti, brzine vetra i odre|uje njihov maksimalniuticaj.

3.5.2.1.4. Opcije modelovanja

Slede}e opcije su raspoloìve za razli~ite tipove izvora (ta~kasti, plameni, povr{inski izapreminski) i to:

Opcija obaranja od strane zgrada − opcija obaranja od strane zgrada je primenjivasamo za ta~kaste i plamene tipove izvora.

Ova opcija se javlja samo kad aerodinami~ka turbulencija indukovana od strane okolnihzgrada izazove obaranja polutanta koji se emituje sa uzdignutog izvora. Ova pojava dovodi dopovi{ene koncentracije zaga|iva~a bliè povr{ini terena.

Opcija sloènog terena − opcija sloènog terena je primenjiva samo na ta~kaste iplamene izvore.

Ovom opcijom se izra~unava maksimalna dvadeset~etvoro~asovna koncentracija za terenekoji su izdignuti iznad visine dimnjaka.

Opcija jednostavnog terena − kada se primenjuje ova opcija mogu}e je odabrati:

jednostavan ravan teren − visina terena ne prelazi visinu osnove dimnjaka te se stogara~una kao 0.0 m.

jednostavan izdignut teren − visina terena prelazi visinu osnove dimnjaka a niì je odvrha dimnjaka.

Ako se koristi druga opcija onda se mora specificirati visina terena iznad osnove dimnjaka,a ako se zadaju podaci o terenu vi{em od visine dimnjaka program daje upozorenje o tome.


167

Opcija automatskih rastojanja - opcija automatskih rastojanja daje korisniku opcijukori{}enja selektovanih 50 rastojanja u rasponu od 100 do 50 000 m kori{}enjem razli~itih podela(30 x 100 m od 100 m do 3 km, 14 x 500 m od 3 km do 10 km i 2 x 10 km od 30 km do 50 km).

Kod ove opcije SCREEN model ra~una maksimalne koncentracije u odnosu nameteorolo{ke uslove za minimalno dato rastojanje, koncentraciju za svako rastojanje ve}e odminimalnog i manje ili jednako maksimalnom.

Opcija diskretnih rastojanja − ova opcija omogu}ava korisniku da odredi maksimalniuticaj na karakteristi~ne lokacije, najbliè naselje, bolnicu, {kolu a tako|e se moè koristiti i zaprocenu transporta na velikim udaljenostima (do 100 km).

Bilo koji broj rastojanja (≥ 1 m) se moè uneti i za njih se dobija vrednost maksimalnekoncentracije.

3.5.2.2. Izbor meteorologije

Postoje tri izbora meteorologije kada se koristi model jednostavnog terena:

kompletna meteorologija (sve klase stabilnosti i brzine vetra) unos jedne klase stabilnosti unos jedne klase stabilnosti i brzine vetraNa~elno bi trebalo koristiti opciju kompletne meteorologije, jer su preostale dve inicijalno

uba~ene za potrebe testiranja samog modela.

3.5.2.2.1. Opcija izloènosti dimu

Izloènost dimu se javlja kada se dimni oblak, koji se mitovao u stabilan sloj vazduha,obori do nivoa terena, do ~ega dolazi kada sloj nestabinog vazduha, u po~etku lociran ispod nivoadimnog oblaka, dostigne nivo parnog oblaka.


168

4. PRIMENA MODELA SLAB NA PRIMERU KOMBINATA MSK U KIKINDI

4.1. POSTAVLJANJE OSNOVNOG MODELA UTICAJA

Ambijentalno modelovanje aerozaga|enja vazduha lokalne atmosfere treba uraditi zasvaku lokalnu sredinu, u odnosu na prezentirani pristup i metodologiju.

Prilikom ambijentalnog modelovanja aerozaga|enja neophodno je po{tovati redosled ilogiku modelovanja, te koristiti sve dostupne statisti~ke i analiti~ke podatke, kako o izvorimaemisija polutanata u vazduhu lokalne atmosfere, tako i o klimatskim i meteorolo{kim parametrimau konkretnoj sredini.

Emisija polutanata u vazduh lokalne atmosfere usled akcedenata, po{to se de{avaiznenada, ne daje nam dovoljno vremena za snimanje i analiziranje uticaja na imisiju u vazduhulokalne atmosfere. Posledice akcedentnog emitovanja polutanata po kvalitet vazduha lokalneatmosfere su trenutne i veoma velike.

Emisija polutanata usled akcedenta se ne moè raditi "post festum", ve} se morapredvideti, modelovati i izanalizirati pre nego {to se desi, kako bi se moglo reagovati adekvatno, sa{to manje posledica, pre svega po lokalno stanovni{tvo.

Najopasnija emisija polutanata u vazduh lokalne atmosfere je emisija usled hemijskogakcedenta, odnosno akcedenta na hemijskim postrojenjima i sistemima za skladi{tenje i transportopasnih hemikalija.

Kao primer za modelovanje, simulaciju i analizu hipoteti~kog hemijskog akcedenta uzelismo Kombinat MSK u Kikindi, koji ima ve}i broj lokacija na kojima se moè dogoditi hemijskiakcedent sa opasnim posledicama po kvalitet vazduha lokalne atmosfere {ire regije Kikinde.

Kombinat MSK ima opasne, kako same finalne produkte,metanol − CH3OH i glacijalnusir}etnu kiselinu − CH3COOH, tako i me|uprodukte, ugljen monoksid − CO, zatim sirovine, zemnigas, kao i repromaterijal, aditive, katalizatore i sli~ne opasne hemijske supstance. Svaka odnavedenih hemijskih supstanci, moè se podvesti pod hazardnu supstancu sa stanovi{ta akcedentnogaerozaga|ivanja, akcedentnog zaga|ivanja vode i akcedentnog zaga|ivanja tla.

Najbolji alat za modelovanje propagacije polutanata posle hemijskog akcedenta uKombinatu MSK u Kikindi, do koga smo mogli do}i bio je SLAB − kompjuterski model zasimulaciju isticanja i propagacije ~estica gu{}ih od vazduha u okviru lokalne atmosfere regijeKikinde.

Akcedentnom emisijom polutanata iz Kombinata MSK potencijalno su ugroèni, kako samkompleks Kombinata MSK, tako i deo magistralnog puta M3, Kikinda−Novo Milo{evo, prostorobradivih povr{ina izme|u Kombinata MSK i Kikinde i sama gradska zona Kikinde.

Osnovna svrha postavljanja modela akcedentne emisije polutanata i analize dobijenihrezultata, bila je da se pokaè koliko hemijski akcedenti u MSK mogu ugroziti sam grad Kikindu,odnosno kakva je propagacija aerozaga|iva~a iz Kombinata MSK ka gradskoj zoni Kikinde, uodnosu na ambijentalne spoljne parametre.

Stoga je aspekt uticaja akcedentne emisije polutanata iz Kombinata MSK na gradsku zonuKikinde najvi{e i elaboriran u ovoj publikaciji.

Program SLAB je od strane USEPA (United States Environment Pollution Agency)usvojen kao idealan za Plan upravljanja rizikom i analizu posledica emisije usled akcidentnogosloba|anja otrovnih gasova i para.

Program SLAB moè uspe{no da simulira, kako kontinualno osloba|anje ograni~enogvremena trajanja emisije polutanata u vazduh lokalne atmosfere, tako i trenutno akcedentnoosloba|anje otrovnih gasova i para u okolnu sredinu.

PRIMENA MODELA SLAB NA PRIMERU KOMBINATA MSK U KIKINDI

169

4.1.1. ULAZNI PARAMETRI MODELOVNJA EMISIJE POLUTANATA PROGRAMOM SLAB

Ulazni parametri modelovnja emisije polutanata programom SLAB se mogu podeliti unekoliko grupa:

Tip emisije − model SLAB podr`ava slede}e tipove emisije:

bazen u nivou tla iz koga dolazi do isparavanja polutanata u vazduh izdignuti horizontalni mlaz (auspuh), emisija polutanata iz cevi izdignuti vertikalni mlaz, emisija polutanata iz dimnjaka momentalno osloba|anje polutanata iz izvora sa povr{ine tla.

Karakteristike polutanta − model SLAB zahteva da se prethodno defini{u odre|enafizi~ka svojstva materija koje se emituju u atmosferu, kao {to su:

molekulska te`ina polutanta toplotni kapacitet pare polutanta ta~ka klju~anja te~ne faze polutanta latentna toplota isparavanja te~ne faze polutanta toplotni kapacitet te~ne faze polutanta

Parametri emisije − model SLAB zahteva da se prethodno defini{u odre|ene fizi~kekarakteristike emitovanja polutanta u atmosferu kao {to su:

srednje vreme emitovanja polutanta temperatura na kojoj je skladi{ten polutant brzina kojom isparava polutant povr{ina sa koje isparava polutant trenutno ili kontinualno trajanje emisije polutanta visina izvora emisije polutanta

Meteorolo{ki parametri − model SLAB zahteva da se prethodno defini{u meteorolo{kiparametri u vazduhu lokalne atmosfere, dominantni prilikom emisije polutanta, kao {to su:

temperatura vazduha okoline emisije polutanta brzina vetra pri emisiji polutanta relativna vla`nost vazduha okoline emisije polutanta klasa vremenske stabilnosti prilikom emisije polutanta

Karakteristike terena − model SLAB zahteva da se prethodno defini{u parametri vezaniza put propagacije polutanta iz postrojenja − fabrike do posmatrane lokacije, kao {to su:

maksimalno rastojanje niz vetar lokacije koja se analizira referentna visina za koju se ra~una koncentracija polutanta visina povr{inskih neravnina visina okolnog ambijenta


170

4.1.2. IZLAZNI PODACI MODELOVNJA EMISIJE POLUTANATA PROGRAMOM SLAB

Kao izlazni podaci modelovanja emisije polutanata programom SLAB se dobijaju:

koncentracije polutanta u formi oblaka ili kontaminirane zapremine visina podizanja gasnog ili parnog oblaka duìna prostiranja gasnog ili parnog oblaka vrednost imisije polutanta na nivou referentne ravni izolinije vrednosti imisije polutanta na nivou referentne ravni raspodela imisije polutanta du` kriti~nog pravca vetra

Prilikom postavke modela uticaja akcedentne emisije u Kombinatu MSK na zaga|enjevazduha u gradskoj zoni Kikinde, prevashodno se po{lo od mogu}e realnosti, odnosno mogu}nostiostvarivanja postavljenog modela u praksi.

Prvo je bilo neophodno opredeliti se, izme|u svih proizvoda, poluproizvoda, sirovina irepromaterijala iz MSK, za one materije koje mogu predstavljati ozbiljne polutante za vazduhlokalne atmosfere regije Kikinde. Od mogu}ih materija, ~ije emisije u vazduh lokalne atmosfere ukompleksu Kombinata MSK, mogu ugroziti vazduh lokalne atmosfere grada Kikinde, izabrana sudva proizvoda i jedan poluproizvod u MSK.

Jedan od izabranih proizvoda je metanol − CH3OH, lako isparljiva te~nost, koji je uparnom agregatnom stanju, kao i u stanju te~nog aerosola, polutant visokog rizika u amtosferi.

Drugi izabrani proizvod je glacijalna sir}etna kiselina − CH3COOH, lako isparljiva, veomaagresivnu i higroskopnu te~nost, koja je u parnom agregatnom stanju, kao i u stanju te~nogaerosola, polutant jako visokog rizika u amtosferi. Izabrani poluproizvod je ugljenmonoksid−CO,ekstremno opasni gas, koji ima deo fizi~kih parametara sli~nih samom vazduhu, pa se veoma lakovr{i njegova propagacija kroz vazduh i sa vazduhom. Prilikom izbora polutanata visokog hazarda zagrad Kikindu, pretpostavljen je kriti~ni polutant, onaj koji najvi{e moè ugroziti kvalitet vazduha uKikindi pri akcedentnom ispu{tanju u MSK.

Na bazi proizvodnog programa MSK, kao i sirovina i materijala koji se koriste uproizvodnom procesu, procenjeno je da je, sa aspekta propagacije izabranih polutanata, najopasnijipolutant CO, ~ija akcedentna emisija u Kombinatu MSK moè najvi{e uticati na kvalitet vazduhalokalne atmosfere gradske zone Kikinde.

Problem aerozaga|enja polutantom CO u gradu Kikindi, posebno je aktuelan u dvavremenska perioda, zimi, kada je pove}ana potro{nja goriva za grejanje, kao i leti, kada je pove}anou~e{}e saobra}aja u gradu i kroz grad.

Grad Kikinda je udaljen od MSK, prema topografskim kartama i drugim elaboratima kojisu nam bili dostupni, izme|u 4 km (JZ predgra|e Kikinde), 6 km (centar grada) i 8.5 km (SIpredgra|e). Kriti~ni vetar za propagaciju akcedentno emitovanog polutanta CO u Kombinatu MSK,koji moè doneti gasni oblak, ili front zaga|enog vazduha, do gradske zone Kikinde, je vetar izpravca jugozapada, kojim se prenosi polutant CO linijom strujanja JZ−SI.

Pri tome su potencijalno ugroèni kompleks Kombinata MSK, deo magistralnog puta M3,Kikinda− Novo Milo{evo, orani~ne povr{ine jugozapadno od Kikinde, kao i kompletna gradskazona Kikinde po pravcu JZ−SI. Vetar JZ pravca nije zna~ajnije snage, kao {to su dominantnijugoisto~ni vetar (JI) i ju`ni vetar (J), niti je velike u~estanosti, kao {to su dominantni jugoisto~ni(JI) i sevrozapadni vetar (SZ).

Kako JZ vetar nije i dominantni vetar za regiju Kikinde, osnovni model sa kriti~nimvetrom JZ pravca postavljen je na maksimalne ambijentalne parametre, u skladu sa statisti~kimmeteorolo{kim podacima za grad Kikindu. Kako je gradska zona Kikinde dosta udaljena odkompleksa Kombinata MSK, izuzetno bitan parametar za propagaciju akcedentno oslobo|enogpolutanta CO je gasna kinetika.

U odnosu na gasnu kinetiku, kao i mehaniku gasnih fluida, u slu~aju akcedentnogemitovanja polutanta CO, izuzetno bitan ambijentalni parametar je spoljna temperatura, odnosnotemperatura ambijentalnog vazduha.

PRIMENA MODELA SLAB NA PRIMERU KOMBINATA MSK U KIKINDI

171

Sa stanovi{ta propagacije polutanta CO iz kompleksa Kombinata MSK ka gradskoj zoniKikinde, temperatura ambijentalnog vazduha treba da je {to vi{a. Iz svega navedenog model zaanalizu uticaja akcedentnog emitovanja CO u Kombinatu MSK, na kvalitet vazduha lokalneatmosfere u gradskoj zoni Kikinde, pri kriti~nom vetru JZ pravca, postavljen je u letnjem periodu, uvreme visokih ambijentalnih temperatura.

Za reprezentativni mesec kod postavljanja osnovnog modela uticaja akcedentnogemitovanja CO u Kombinatu MSK, na kvalitet vazduha lokalne atmosfere u Kikindi, usvojen jemesec avgust. Kao brzina kriti~nog JZ vetra za mesec avgust, kod postavljanja osnovnog modela,prema statisti~kim podacima za grad Kikindu, usvojena je maksimalna prose~na vrednost brzine JZvetra u mesecu avgustu − vom= 1.9 m/s. Kao temperaturu ambijentalnog vazduha za mesec avgust,kod postavljanja osnovnog modela, prema statisti~kim podacima za grad Kikindu, usvojena jemaksimalna prose~na dnevna temperatura − tom= 28.5 °C.

Za letnji period u regiji Kikinde nisu karakteristi~ne ekstremne vremenske nestabilnosti, iliekstremne vremenske stabilnosti. Stoga je, kod postavljanja osnovnog modela, usvojena normalnavremenska stabilnost. Normalna vremenska stabilnost je u programu SLAB, u skali vremenskestabilnosti vs= 1−6, kvantifikovana kao vremenska stabilnost vsom= 4.

Prilikom postavke osnovnih modela za analize uticaja druga dva izabrana polutanta, parametanola − CH3OH i para glacijalne sir}etne kiseline − CH3COOH, pretpostavljeno je da je, usledzna~ajne udaljenosti izvora akcedentne emisije polutanata, njihov uticaj na vazduh lokalneatmosfere gradske zone Kikinde, kao i obim propagacije para polutanata kroz vazduh lokalneatmosfere pri kriti~nom vetru JZ pravca, po kvalitetu i kvantitetu ni`i od uticaja i obima propagacijeugljenmonoksida − CO.

Stoga je kao polazni osnov za modelovanje uticaja hemijskog akcedenta CH3OH iCH3COOH uzet uticaj kaplji~astih aerosolova, kao i mogu}i posredni uticaj ova dva polutantapreko stvaranja fotohemisjkog smoga, hemijske izmaglice, magle i drugih sinergeti~kih dejstava saostalim polutantima u vazduhu lokalne atmosfere Kikinde.

Posredni uticaj ova dva polutanta bi se najpre mogao manifestovati pojavom hemijskeizmaglice, prvenstveno od CH3COOH, koja je higroskopnija i br`e i bolje kondenzuje uambijentalnom vazduhu od CH3OH, kao i od udela kaplji~astog aerosola, prvenstveno CH3OH, kojilak{e formira slobodne radikale, u pojavi eventualnog fotohemijskog smoga u neposrednoj bliziniKombinata MSK. Tom prilikom postoji mogu}nost da kriti~ni vetar JZ pravca izvr{i propagacijuhemijsku izmaglicu, odnosno fotohemijski smog do samog grada Kikinde.

Za ovako postavljeni osnovni model akcedentne emisije CH3OH i CH3COOH, tako|enajvi{e odgovaraju letnji meseci, kako sa stanovi{ta mogu}nosti formiranja hemijske izmaglice isamog fotohemijskog smoga, tako i sa stanovi{ta mehanike fluida, odnosno mogu}nosti propagacijehemijske izmaglice i fotohemijskog smoga ka gradu Kikindi.

Stoga su osnovni ambijentalni parametri, koji su izabrani za CO, dovoljno reprezentativni iza CH3OH i CH3COOH, pa su usvojeni jedinstveni osnovni ambijentalni parametri za ceo model:

kriti~ni vetar − vetar JZ prav ca brzina vetra − v= 1.9 m/s temperatura okoline − t= 28.5 °C vremenska stabilnost − vs= 4 relativna vla`nost − 50%

Prostor kroz koje se vr{i propagacija gasnog oblaka sa polutantima nema jedinstveni nikarakter ni namenu, pa }e se za potrebe analiziranja propagacije polutanata, kao i uticajapropagacije polutanata na vazduh lokalne atmosfere, prostor na putu propagacije deliti na najmanje3 oblasti:

oblast radnog prostora MSK sa sa ekstremnim prekora~enjima imisija oblast otvorenog prostora sa minimalnim prekora~enjima imisija oblast gradskog prostora sa grani~nim imisijama

SVESKA 1 − ZAKLJUÂK

172

ZAKLJUÂK

Osnovni pravac postavke neuniformnosti aerozaga|enja na mikrolokacijama jemodelovanje nultog stanja aerozaga|enja vazduha lokalne atmosfere u konkretnim ambijentalnimuslovima na mikrolokaciji.

Modelovanje nultog stanja podrazumeva modelovanje stanja kvaliteta vazduha, odnosnokvantiteta imisija za svaki polutant, u konkretnim ambijentalnim uslovima mikrolokacije, u odnosuna vrednosti emisija prora~unate na bazi projektovanih kapaciteta postoje}ih izvora emisije za svakipolutant ponaosob.

Ovakvo modelovanje je sloèno i zahteva izradu zona zaga|ivanja polutanta iz svakogpostoje}eg izvora, za svaki pojedina~ni polutant, pri svakom karakteristi~nom ambijentalnomparametru konkretnog lokaliteta.

Sa stanovi{ta aerozaga|enja to podrazumeva odre|ivanje zona zaga|ivanja polutanta izsvakog izvora emisije ponaosob, pri dominantnim strujanjima, na prose~nim temperaturama, urazli~itim godi{njim dobima, za prose~ne (normalne) ambijentalne parametre.

Tako modelovanje emisija polutanata iz pojedina~nih izvora aeroaga|ivanja treba vr{iti usimulaciji ambijentalnih parametara, sa ciljem da se dobiju "ruè zaga|enja" za svaki polutant, zaprose~ne ambijentalne uslove, za svako godi{nje doba, iz svakog postoje}eg izvora emisijeaerozaga|enja (slika 3.5.1.).

Slika 3.5.1. − Ruà zaga|enja polutanta iz izvora emisije

ZAKLJUÂK

173

Tom prilikom je potrebno uspostaviti kriterijume za zone ugroènosti, najbolje na bazinekih poznatih kriterijuma iz postoje}ih normativa za polutante.

Najbolje je da odrednice za granice imisija "po zonama" predstavljaju karakteristi~nevrednosti imisija za svaki polutant, kao {to su, na primer:

ekstremno ugroèna zona − zona prekora~enja letalne doze (I > LD50) polutanta uvazduhu lokalne atmosfere emisijom iz jednog izvora

zona ugroènog zadràvanja − zona prekora~enja maksimalno dozvoljenekoncentracije u radnom prostoru (I > MDKrp) polutanta u vazduhu lokalne atmosfereemisijom iz jednog izvora

zona ugroènog boravka − zona prekora~enja grani~ne vrednosti imisije(I > GVI) polutanta u vazduhu lokalne atmosfere, prema Pravilniku o GVI emisijomiz jednog izvora

zona potencijalno ugroènog boravka − zona prekora~enja polovine vrednostigrani~ne vrednosti imisije (I > 0.5 ⋅ GVI) polutanta u vazduhu lokalne atmosfere,prema Pravilniku o GVI, emisijom iz jednog izvora, koja zna~ajnije u~estvuje usumarnoj imisiji polutanta u zoni posmatrane mikrolokacije iz svih izvora emisijepolutanta

Kao grani~ne vrednosti za odre|ivanje zone se mogu, pored navedenih, ili umesto neke odnavedenih, uzeti i neke druge grani~ne vrednosti, kao i ostale specifi~ne karakteristike koncentracijava`ne za konkretni polutant, ili za konkretni lokalitet.

Ekstremno ugroèna zona, I ≥ LD50

Najopasnija imisija atmosferskih polutanata je kada se ne sme do}i u kontakt sakontaminiranim vazduhom ni kratak vremenski period.

Kao grani~ni kriterijum za zonu imisije u kojoj je ugroèno ~ak i minimalno zadràvanje,najcelishodnije je uzeti letalne doze polutanata, I ≥ LD50.

Iz izvora emisije polutanata atmosfere na mikrolokaciji pri normalnoj emisiji (emisiji uslednormalne proizvodnje), te{ko je u vazduhu lokalne atmosfere na mikrolokaciji dosti}i vrednostimisije I ≥ LD50, ~ak i u zonama neposredno uz izvor emisije.

Me|utim, kriti~na vrednost imisije I ≥ LD50, se dostiè, pa ~ak i ekstremno visokoprekora~uje na manjem prostoru ugroène oblasti na mikrolokaciji, kod akcedentnih emisijaatmosferskih polutanata iz proizvodnih pogona, skladi{nih prostora i transportnih sredstava.

Zona ugroènog zadràvanja, I ≥ MDKrp

Pri normalnoj emisiji polutanata iz izvora (emisiji usled normalne proizvodnje),kontaminacija lokalne atmosfere na mikrolokaciji veoma ~esto dostiè vrednost imisije pri kojoj nijedozvoljeno duè zadràvanje u zoni.

Kao grani~ni kriterijum za zonu imisije u kojoj je ugroèno svako duè zadràvanjenajbolje je uzeti vrednosti za maksimalno dozvoljene koncentracije polutanata u radnom prostoru, I≥ MDKrp.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere na nivou I ≥ MDKrp je mogu}a, ali uobi~ajenone i preterano ~esta, samo na uskom prostoru mikrolokacije neposredno uz izvor emisijeatmosferskih poltanata.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere na nivou I ≥ MDKrp na {irem prostorumikrolokacije je uobi~ajena prilikom aerozaga|enja usled hemijskih akcedenata na postrojenjima iskladi{nim prostorima i objektima za proizvodnju, skladi{tenje i promet materija koje se klasifikujukao atmosferski polutanti.


174

Zona ugroènog boravka, I ≥ GVI

Pri normalnoj emisiji polutanata iz izvora (emisiji usled normalne proizvodnje),kontaminacija lokalne atmosfere na mikrolokaciji veoma ~esto dostiè vrednost imisije pri kojoj nijedozvoljen duì boravak u zoni.

Kao grani~ni kriterijum za zonu imisije u kojoj je ugroèn duì boravak najbolje je uzetivrednosti za grani~ne vrednosti imisije polutanata u radnom prostoru, I ≥ GVI.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere na nivou I ≥ GVI je uobi~ajena na uskomprostoru lokacije oko samog izvora emisije atmosferskih polutanata, a ~esto je mogu}a i na {iremprostoru mikrolokacije oko izvora emisije atmosferskih poltanata.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere na nivou I ≥ GVI na veoma {irokom prostoru,pa ~ak i na celoj mikrolokaciji, je uobi~ajena prilikom aerozaga|enja usled hemijskih akcedenata napostrojenjima i skladi{nim prostorima i objektima za proizvodnju, skladi{tenje i promet materijakoje se klasifikuju kao atmosferski polutanti.

Zona potencijalno ugroènog boravka, I ≥ 0.5 ⋅ GVI

Pri normalnoj emisiji polutanata iz izvora (emisiji usled normalne proizvodnje),kontaminacija lokalne atmosfere na mikrolokaciji skoro neprekidno dostiè vrednost imisijeI ≥ 0.5 ⋅ GVI u zoni neposredno oko izvora emisije atmosferskih polutanata.

Sama imisija I ≥ 0.5 ⋅ GVI direktno ne ugroàva, ali sa velikom verovatno}om doprinosiprekora~enju ukupne imisije polutanta usled emisija iz svih izvora polutanta na mikrolokaciji,uobi~ajeno u uskoj ili ne{to {iroj zoni interferencije uticaja emisija na mikrolokaciji.

Kao grani~ni kriterijum za zonu imisije u kojoj je potencijalno ugroèn duì boravaknajbolje je uzeti vrednosti za polovinu grani~ne vrednosti imisije polutanata u radnom prostoru,I ≥ 0.5 ⋅ GVI.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere na nivou I ≥ 0.5 ⋅ GVI je uobi~ajena na {iremprostoru lokacije oko samog izvora emisije atmosferskih polutanata, a ~esto je mogu}a i na {irokomprostoru mikrolokacije oko izvora emisije atmosferskih polutanata.

Kontaminacija vazduha lokalne atmosfere na nivou I ≥ 0.5 ⋅ GVI na veoma {irokomprostoru, skoro uvek i na celoj mikrolokaciji, je uobi~ajena prilikom aerozaga|enja usled hemijskihakcedenata na postrojenjima i skladi{nim prostorima i objektima za proizvodnju, skladi{tenje ipromet materija koje se klasifikuju kao atmosferski polutanti.

Na bazi ovako dobijenih pojedina~nih ruà zaga|enja pojedina~nim polutantima izpojedina~nih objekata se moè napraviti karta imisije konkretnog polutanata iz svih izvora emisije uvazduh lokalne atmosfere (slika 3.5.2.).

Sa ovako dobijenih karata "prostiranja" polutanata u vazduhu lokalnih atmosfera, kao irezultata imisija polutanta na konkretnim pozicijama, lako se moè do}i do prose~ne imisijepolutanta u vazduhu lokalne atmosfere, kao i dopu{tenih parcijalnih emisija polutanta izpojedina~nih izvora emisije posmatranog polutanta.

Kao {to se moè sagledati sa slike 3.5.2., najobimniji izvor emisije konkretnog polutanta jeindustrijski termoenergetski objekat u donjem levom uglu (slika 3.5.2., objekat ozna~en sa I−TEO).

Emisija konkretnog polutanta iz ovog objekta "pokriva" najve}u povr{inu imisije nateritoriji hipoteti~ke mikrolokacije.

Tako|e, emisija iz termoenergetskog objekta I−TEO izaziva najopasnije interakcije emisijau ukupnoj emisiji, posebno sa industrijsko komunalnom toplanom na pravcu strujanja vetra,postavljenom gore levo na slici (slika 3.5.2., objekat IK−TO), sa kojom dostiè prekora~enje GVI uzoni neposredno ispred objekta IK-TO.

To konkretno jo{ zna~i da op{tinskim aktima treba propisati da industrijskitermoenergetski objekat sa slike 3.5.2. I-TEO, mora da postaviti sistem za pre~i{}avanje konkretnogpolutanta iz dimnog gasa, ili da tehnolo{kim merama i unapre|enjima smanji emisivnostkonkretnog polutanta.

ZAKLJUÂK

175

I-TEO

K-TO

I-PO

IK-TO

Z-KO

Slika 3.5.2. - Karta imisije konkretnog polutanta iz svih izvora emisije na posmatranoj mikrolokaciji

Ostali izvori emisije konktretnog polutanta, komunalna toplana, postavljena dole desno(slika 3.5.2., objekat K−TO), zgradna kotlarnica, postavljena u centru desno (slika 3.5.2., objekatZ−KO), kao i tri izvora iz industrijskih procesa, postavljenih u centru gore (slika 3.5.2., objektiI−PO), ni pojedina~no ni svojim interakcijama ne dostiù prekora~enje GVI za konkretni polutant,ali formiraju zone na dodirnim stranama u kojima je koncentracija konkretnog polutanta blizuvrednosti GVI.

To zna~i da se u tim zonama ne mogu postavljati novi objekti sa izvorima emitovanjakonkretnog polutanta, odnosno da se mora preusmeravati saobra}aj, posebno terenti, van tih zona,naro~ito u stambenom delu hipoteti~kog grada.

Tako teretni i magistralni transport ne sme i}i kroz grad, ve} se mora preusmeriti sapravaca SI-JZ i I-Z na jedini logi~ni pravac (prema slici 3.5.2.) S-J, kroz industrijsku zonu na severugrada, a potom na pravac I-Z (pravac prema èlezni~koj stanici).

Na ovaj na~in, izradom karte imisije za svaki konkretni polutant u svakoj konkretnojsituaciji (dominantni vetar, godi{nje doba, vremenska stabilnost) mogu se dobiti karteaerozaga|enja sa kojih se mogu analizirati svi potrebni elementi za slede}e odrednice i normative zasanaciju aerozaga|enja vazduha lokalne atmosfere, op{tinskim normativnim aktima.


176

Op{tinskim normativnim aktima treba regukisati slede}e:

odre|ivanje obaveza industrijskih i drugih objekata za postavljanje postrojenja zapre~i{}avanje pojedinih polutanata pre emisije u atmosferu

odre|ivanje stepena dozvoljenih emisivnosti polutanata za svaki pojedina~ni izvoremisije na op{tinskoj lokalciji

odre|ivanje podobnosti predloène lokacije za izgradnju planiranog industrijskog ilidrugog objekta

odre|ivanje obima i reìma saobra}aja kroz saobra}ajnice u gradu odre|ivanje reìma teretnog i magistralnog transporta kroz grad

Ovako postavljeni problem razmatranja aerozaga|enja vazduha lokalne atmosfere moègarantovati da se aerozaga|enje ne}e pove}avati.

Tako|e, ovakvim razmatranjem i postavkom problema aerozaga|enja mogu se efikasnosanirati, pa i ukloniti opasne imisije pojedinih polutanata na posmatranoj lokaciji, ~ime se vr{ipobolj{avanje kvaliteta vazduha lokalne atmosfere u urbanoj sredini.

Poseban aspekt ovakvo postavljanje i sagledavanje problematike aerozaga|enja ima kodplaniranja razvoja urbane sredine, gde se moè sa sigurno{}u o~uvati postoje}i kvalitet vazduhalokalne atmosfere, a pravilno odmerenim op{tinskim aktima i planovima razvoja se na duì rokkvalitet vazduha lokalne atmosfere moè i zna~ajno stabilno popraviti.

Pri tome vrednosti GVE i GVI, propisane Pravilnicima o GVE i GVI, treba da daju okviremaksimalno dopu{tenih granica. Propisi o GVE i GVI postaju dominantni (odlu~uju}i) kada su nièod konkretno izmerenih imisija i procenjenih emisija u vazduhu lokalne atmosfere.

Tako|e propise o GVE i GVI treba koristiti i kao odrednice za utvr|ivanje potrebneefikasnosti pre~i{}avanja za sve izvore emisije, koji prelaze dopu{tene vrednosti emisije propisane zaGVE, ili svojom emisijom u~estvuju u prekora~enju ukupne imisije preko GVI, prema Pravilnicimao GVE i GVI koje propisuje resorno ministarstvo.

Polazne osnove za postavljanje ciljeva za{tite od aerozaga|enja

Osnovna za{tita vazduha lokalnih atmosfera od zaga|ivanja mora da podrazumeva, presvega za{titu uspostavljenih ravnote`nih kvaliteta u postoje}im sastavima lokalnih atmosfera (za{titaod pro{irivanja kvantiteta sadràja u vazduhu lokalnih atmosfera).

Nadalje, osnovna za{tita vazduha lokalnih atmosfera treba da podrazumeva i spre~avanjenastajanja novih hemijskih, fotohemijskih i fizi~ko−hemijskih reakcija i procesa u vazduhu lokalnihatmosfera, sa novim polutantima kao posledicom ovih reakcija i procesa (za{tita od pro{irivanjakvaliteta sadràja vazduha lokalnih atmosfera).

Pri uspostavljanju za{tite vazduha lokalne atmosfere od aerozaga|enja treba po{tovatislede}i redosled poteza:

po{tovanje granica postoje}eg kvaliteta i kvantiteta sastava u vazduhu lokalnihatmosfera kao limita zaga|enja kod odre|ivanja dopu{tenih emisija aerozaga|enja(osnovni princip limitiranja imisija polutanata)

odràvanje nivoa zaga|enja u vazduhu lokalne atmosfere na donjem nivou postoje}ihopsega (granica uspostavljene ravnoteè), redukovanjem kvantiteta emisije polutanata(princip odrànja kvaliteta imisija u okviru propisanih granica imisija)

pobolj{avanje kvaliteta sastava vazduha lokalne atmosfere redukovanjem kvalitetaemisije polutanata (princip smanjivanja imisija preko redukovanja emisija,smanjivanja emisivnosti pobolj{avanjem kvaliteta tehnologija ili merama smanjivanjaemisija pre~i{}avanjem otpadnih fluida u postoje}im tehnologijama)

ZAKLJU^AK

177

Da bi se ove postavke i redosled operacija mogli sprovesti u praksi neophodno jeprvenstveno odrediti realne imisije vazduha lokalne atmosfere, prema stvarnim sadr`ajima(kvantitetima i kvalitetima) izvora emisije aerozaga|enja lokalne atmosfere, kao i prema globalnimi ambijentalnim klimatskim i drugim uticajima na imisije polutanata u vazduhu lokalne atmosfere.

Ove pretpostavke se ne mogu realizovati kori{}enjem postoje}ih, ni najboljih ni najgorihrezultata, ranije izvr{enih merenja imisija na lokaciji.

Ove pretpostavke se mogu realizovati samo kombinacijom analiti~kih rezultata merenjaimisija vazduha lokalne atmosfere na odabranim lokacijama, sa ambijentalnim modelovanjemuticaja emisija iz postoje}ih izvora aerozaga|enja na ukupnu imisiju vazduha lokalne atmosfere,naravno, sve u skladu sa op{te propisanim principima i postavljenim normativima u okviruPravilnika o GVE i Pravilnika o GVI.

LITERATURA

178

LITERATURA

1. Kohl, F.C. Reisenfeld., "Gas Purification", Mc Graw-Hill Book comp. inc., New York, 1985.2. Rekali} V., "Analiza zaga|iva~a vode i vazduha", Tehnolo{ko-metalur{ki fakultet univerziteta

u Beogradu, Beograd, 1989.3. Rakovi} R.A., "Zaga|ivanje i pre~i{}avanje vazduha", Gra|evinska knjiga, Beograd, 1981.4. Dr Tuhtar D., "Zaga|enje zraka i vode", "Svjetlost", Zavod za ud`benike i nastavna sredstva,

Sarajevo, 1990.5. "Cleaning our Environment: The Chemical Basis for Action", American Chemistry Soc.,

Washington D.C., USA, 1969.6. Organisation for Economic Co-operation and Development, Enviroment Monographs,

Emission Inventory of Major Air Pollution in OECD European Countries, No 21, , OECD,1990.

7. Gavrilovi}, A. Kneèvi}, M. Jovanovi}, M. [kundri}, Z. @bogar, S. Markovi}., "Environmentalimpact of thermal power plant in Yugoslavia, and strategic approach to the emission controle",The International Conference on the Clean and eficient use of Coal : The New Era for Low-rank Coal, Budapest, Hungary, 1992.

8. J.H. Seinfeld, "Air Polution", Mc Graw-Hill Book Company, New York, USA, 1975.9. Wentzel., UFRO studies on maximal SO2 immsisions standardts to protect forests, In :

"Effects of accumulation of air pollutants in forest ecosystem", 1983.10. World Health Organisation, Air Quality guide lines for Europpe, Regional Office for

Europpe, Copenhagen, European series No 3, 1980.11. Pravilnik o grani~nim vrednostima, metodama merewa imisije, kriterijumima za

uspostavnjanje mernih mesta u evidenciji podataka, Sl. glasnik Republike Srbije, br. 54/9212. Schlauer, M. Kriebel., "Absorption, Environmental pollution", B3, 1980, pogl. 8.1-8.213. Clean Air Around the World : The Law and Practise Control in 14 Countries in 5 Continets,

Parth III : International Law, IUAPA, British Library Cataloging in Publicher Data, Brighton,1988.

14. The World Climate Research Programe, Global Climate Change, A Scientific Review, WMO,ISCU, 1990.

15. Secretariat of the World Meteorological Organization, Meteoorology and Hidrology foorSustainable Development, WMO, Geneva, Switzerland, No 769, 1992.

16. T. Vukovi}, D. \or|evi}, "Transport i taloènje polutanata i monitoring aerozaga|enja u{umskim ekosistemima", Aerozaga|enja i {umski ekosistemi, Univerzitet u Beogradu, Centarza multidisciplinarne studije, Beograd, 1994.

17. D. Jov i}, V. Grub~ik, Z. Stojiljkovi}, N. Jovi}, "Monitoring aerozaga|enja i efekata na {umskeekosisteme u ekolo{kom informacionom sistemu Srbije", Aerozaga|enja i {umski ekosistemi,Univerzitet u Beogradu, Centar za multidisciplinarne studije, Beograd, 1994.

18. Emir Zelenhasi}, "Inìnjerska analiza jakih ki{a", Poljoprivredni Fakultet Novi Sad, Novi Sad,1983.

19. Grupa autora, "Elementi obrade leì{nih voda", Hemijski almanah, Vol. 5, No. 1, Kikinda,1989.

20. Grupa autora, "Flotiranje u procesu pripreme leì{ne vode za odlaganje u geolo{ke slojeve naotpremnoj stanici Kp", Hemijski almanah, Vol. 5, No. 1, Kikinda, 1989.

21. Grupa autora, "Problemi za{tite ìvotne sredine u livnici èleza i tempera Kikinda − dileme iodluke", Hemijski almanah, Vol. 5, No. 1, Kikinda, 1989.

22. Nikola Milojkovi}, "Svojstva zemlji{ta i poljoprivredne aktivnosti sa spekta zaga|ivanja iza{tite voda", Zbornik referata "Izvori{ta vode za urbane vodovodne sisteme", Beograd, 1990.

23. An|elka Vajagi}, "Rasuti zaga|iva~i i njihov uticaj na kvalitet voda prve izdani", Zbornikreferata "Izvori{ta vode za urbane vodovodne sisteme", Beograd, 1990.

LITERATURA

179

24. Grupa autora, "Koegzistencija kori{}enja vodnih i naftnih resursa u zoni grada Kikinde",Zbornik radova "Voda u industriji", Beograd, 1992.

25. Luka Kneì}, "Rekuperacija materijalnih resursa iz komunalnog ~vrstog otpada − reciklaà",Zbornik radova "Otpadne vode i ostali otpadi", Vrnja~ka Banja, 1995.

26. Roman Muli}, "Da li isplake imaju osobine opasnih materija ili ne?", Me|unarodnakonferencija "Otpadne vode i ~vrsti otpad", Budva, 1997.

27. Grupa autora, "Prerada hloridnog COSORB taloga sa deponije MSK Kikinda", Me|unarodnakonferencija "Otpadne vode, otpad i opasan otpad", Budva, 1998.

28. Dinko Tuhtar, "Zaga|enje zraka i vode", Zavod za ud`benike i nastavna sredstva "Svjetlost",Sarajevo, 1990.

29. S. Joksimovi} Tjapkin, "Procesi sagorevanja", Univerzitet u Beogradu, TMF, Beograd, 1981.30. Du~an Stevan~evi}, "Petrohemija II", Univerzitet u Beogradu, TMF, Beograd, 1975.31. Grupa autora, "Analiza mogu}nosti plazmene razgradnje istro{enog solventa na bazi CuAlCl4 i

toluena iz MSK−Kikinda", Internacionalni simpozijum "Opasan otpad i ìvotna sredina",Vrnja~ka Banja, 1996.

32. T. Vukovi}, D. \or|evi}, "Transport i depozicija zaga|uju}ih materija u Jugoslaviji u periodu1985-92", "Aerozaga|enja i {umski ekosistemi", Centar za multidisciplinarne studije i [umarskifakultet, Beograd, 1994.

33. Donald L. Ermak, "Users Manual for SLAB: An Atmospheric Dispersion Model for Denser-Than-Air Release", Lakes Enviromental, Phystes Department, Atmospheric and GeophysicalSciences Division University of California, Lawrence National Laboratory Livemore,California 94550, 1997.

milovanovi] miroslav, dipl. in@. tehnologije book/aerozagadjenje - sveska1.pdf · ovako definisana...

Documents