skripta za industriju_korina

Upload: renato-novak

Post on 15-Jul-2015

78 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

1. Postavke i definicija odr ivog razvoja 2. Koncept odr ivog razvoja 3. Strate ki ciljevi odr ivog razvoja 4. Industrijska ekologija 5. Koncept industrijske ekologije i imbenici koji se trebaju optimizirati 6. Postavke iste tehnologije 7. Eko industrijski park 8. ivotni ciklus proizvoda 9. ISO norme i procjena ivotnog ciklusa 10. Metodologija procjene ivotnog ciklusa 11. Dijagram toka tehnolo kog procesa i hijerarhija mjera za tite okoli a 12. Definicija zaga enosti i podjela zaga ivala 13. Utjecaj temperature zraka i stabilnosti atmosfere na distribuciju zaga ivala 14. Stanje atmosfere i zaga enost zraka 15. Strujanje zraka i distribucija zaga ivala 16. Utjecaj stabilnosti atmosfere i vjetra na oblik dimne perjanice i zaga enost zraka 17. Modeli disperzije zaga ivala 18. Kisele oborine i njihov utjecaj na ekosustav 19. Utjecaj kiselih ki a na materijale 20. Mehanizam nastajanja kiselih ki a 21. Sun evo zra enje, atmosferska i zemljina radijacija u kontekstu reakcija u atmosferi i zaga enosti zraka 22. Prirodni i antropogeni izvori spojeva sumpora 23. Mehanizmi odvoda SO2 iz atmosfere 24. Sulfatni proces proizvodnje celuloze kao izvor one i enja zraka 25. Regeneracija kemikalija u sulfatnom procesu dobivanja celuloze 26. Ekolo ki aspekt bjeljenja celuloze 27. Karakteristike zimskog smoga 28. Mjere za prevenciju posljedica Londonskog smoga 29. Ekolo ki aspekt energenata 30. Alternativni izvori energije i ekologija 31. na primjeru grafi ke tehnologije prika ite hijerarhiju mjera za za titu okoli a 32. Antropogeni izvori oksida du ika 33. Reakcije u troposferi u kojima sudjeluju du ikovi oksidi 34. Fotokemijske reakcije karakteristi ne za nastajanje ljetnog smoga 35. Procesi grafi ke tehnologije kao izvori zaga ivala koji sudjeluju u fotokemijskim reakcijama u troposferi 36. Mehanizam nastajanja troposferskog ozona i utjecaj na kvaliteteu okoli a 37. Karakteristike dnevnog hoda koncentracije zaga ivala koji sudjeluju u fotokemijskim reakcijama u troposferi 38. ivotni ciklus grafi kog proizvoda i emisija zaga ivala uzro nika efekta staklenika 39. Antropogeni izvori plinova staklenika 40. Utjecaj globalnog zatopljenja na okoli 41. Chapmanov ozonski ciklus 42. Potencijal razaranja ozona 43. Zaga ivala i mehanizam razaranja ozona u stratosferi 44. Utjecaj razaranja ozona u stratosferi na ekosustav 45. Karakteristike procesnih voda proizvodnje celuloze i papira 46. Karakteristike procesnih voda grafi ke industrije 47. Utjecaj organske tvari na kvalitetu voda 48. Pojasnite proces eutrofikacije 49. Utjecaj kiselina na kvalitetu voda i akvati ne organizme 50. Nafta i zaga enje voda 51. Metali kao zaga ivala voda 52. Pojasnite biomagnifikaciju 53. Termalna polucija 54. Fizikalni pokazatelji one i enja voda 55. Kemijski pokazatelji one i enja voda 56. Biolo ki pokazatelji one i enja voda 57. Metode fizikalno kemijske obrade voda

58. Metode biolo ke obrade voda 59. Aerobni postupak pro i avanja voda 60. Anaerobni postupak pro i avanja voda 61. Ekolo ki aspekt ofsetnih boja na osnovi otapala i usporedba s novim formulacijama 62. Ekolo ki aspekt bakrotiskarskih boja 63. Ekolo ki aspekt fleksotiskarskih boja 64. Ekolo ki aspekt sitotiskarskih boja 65. Metode za pro i avanje zraka od krutih estica koje se koriste u grafi koj tehnologiji 66. Metode za pro i avanje zraka u proizvodnji celuloze 67. Pro i avanje zraka od plinovitih zaga ivala u ofsetnom tisku 68. Pro i avanje zraka u bakrotisku 69. Pro i avanje zraka u sitotisku 70. Pro i avanje zraka u fleksotisku 71. Ekolo ki aspekt boja koje su e pomo u UV zra enja 72. Ekolo ki aspekt boja koje su e pomo u snopa elektrona 73. Ekolo ki aspekt boja na osnovi vode 74. Ekolo ki aspekt sredstava za pranje elemenata strojeva

Postavke i definicija odr ivog razvoja Svjetska komisija za okoli i razvoj 1987. usvojila koncept ekolo ki prihvatljivog razvoja. Odr ivi razvoj trebao bi omogu iti zadovoljavanje potreba sada nje generacije, ali da pri tome ne dolazi do destrukcije i smanjenja kvalitete okoli a ni sada, a niti na ra un generacija koje dolaze. Globalno partnerstvo u odr ivom razvoju dogovoreno je na konferenciji UNa o okoli u (Rio, 1992.) i doneseno je 5 dokumenata: AGENDA 21 program za 21. stolje e koji poja njava kako razvoj u initi ekolo ki, gospodarstveno i dru tveno odr ivim, DEKLARACIJA O UPRAVLJANJU O UVANJA ODR IVOG RAZVOJA UMA, KONVENCIJA O KLIMATSKIM PROMJENAMA smanjenje stakleni kih plinova, KONVENCIJA O BIOLO KOJ RAZNOLIKOSTI o uvanje vrsta. Strate ki ciljevi odr ivog razvoja Strate ki ciljevi odr ivog razvoja su ekonomski, ekolo ki i socijalni ciljevi. Ekonomski ciljevi su rast i uspjeh te pove anje dobiti iz gospodarstva, ali uz pove anje ekolo kih i socijalnih ciljeva. Ekolo ki ciljevi svode se na pitanja upravljanja prirodnim resursima, o uvanja biolo ke raznolikosti (uvedeni u Agendu 21) te uvr tavanje globalnih pitanja kvalitete koja se odnose na globalne promjene (graf. industrija): smog zimskog tipa, efekt staklenika, fotokemijski smog, kisele ki e, destrukcija ozonskog sloja atmosfere. Socijalni ciljevi imaju zadatak osigurati dovoljno sredstava za za titu siroma nih, odnose se na pravednost, smanjenje siroma tva, humanizaciju rada, motiviranje radnika, zajedni ko upravljanje, kulturni identitet, dru tveno stvaranje. Ciljevi moraju biti u interakciji da bi se do lo do odr ivog razvoja. Industrijska ekologija: definicije i postavke Industrijska ekologija je znanost koja se bavi prou avanjem fizi kih, kemijski i biolo kih interakcija i me uodnosa unutar industrijskog i ekolo kog sustava. Moramo uklju iti sistematizirani pogled na postavke iz industrije i ekolo kog sustava, moramo prou avati tokove materijala, energije i transformaciju. Pri promatranju moramo koristiti multidisciplinarni pristup i moramo se usmjeriti prema budu nosti. Moramo krenuti od linearnog procesa i razmi ljati o pretvorbi u cikli ki, moramo ulo iti dodatni napor da bi smanjili utjecaj proizvodnje naglasak je na integraciji same proizvodnje u ekolo ki sustav. Kada se razmatraju postavke industrijske ekologije treba uzeti u obzir lokalne, regionalne, nacionalne i globalne razine. Klju ni koncepti industrijske ekologije Klju ni koncepti industrijske ekologije su analiza sustava i materijali, tokovi energije i transformacija, multidisciplinarni pristup, sli nosti s prirodnim sustavom , otvoreno zatvoreni pristup. Analiza sustava radi se na relaciji ljudske aktivnosti problematika okoli a. Razli iti sustavi koji se mogu odabrati za analizu mogu proiste i iz analize ivotnog ciklusa pojedinog proizvoda mogu ukazati na lo e to ke proizvodnje s ekolo kog aspekta crne to ke proizvodnje, te mogu ukazati na razvoj proitvoda i proizvodnje na odr iv na in. Materijali, tokovi energije i transformacija primarni su koncept industrijske ekologija. Prou avanje materijala, tokova energije i transformacije ide u proizvode, nus proizvode i otpad. Poku ava se smanjiti koli ina materijala i energije. Treba razmatrati kako se tokovi presjecaju, kako me usobno reagiraju i utje u na prirodne sustave. Putanja antropogenog utjecaja - va an je opseg utjecaja. Treba primjeniti interdisciplinarnost (koristiti pravao, ekonomiju, zdravstvo i in enjerstvo, te tako er treba uzeti u obzir proizvodnju ali i pona anje potro a a.

Sli nosti s prirodnim sustavom prirodni sustav u po etku je linearan. Imamo otvoreni i zatvoreni sustav. U zatvorenom sustavu ni ta ne izlazi, otpad se koristi kao podloga koju dalje koristi drugi organizam. U otvorenom sustavu postoji dinamika ravnote e izme u organizma, izme u razli itih biolo kih, kemijskih elemenata. Omogu uje hranidbeni lanac. U prirodi postoje ciklusi. Kod prirodnih sustava nema stvaranja obilja toksina to poku avamo napraviti u industrijskim procesima. Primjer: globalna promjena u okoli u stvara se prevelika emisija co2 koja uzrokuje efekt staklenita koji uzrokuje globalno zatopljenje. Otvoreno zatvoreni pristup proizlazi iz glavnog koncepta da se eli proizvesti revolucija iz linearnog sustava u zatvoreni. Linearni sustav e nam zna iti da su tetni otpad i kori teni resursi raspr eni u okoli . Zatvoreni sustav bio bi u skladu s postavkama industrijskog parka. Postoje 3 tipa sustava: y sustav tipa I : linearan je sustav, materijali i energija ulaze u sustav, sustav napu taju nusproizvodi, otpad se dalje ne koristi velika potreba za kori tenjem sirovina i stalna opskrba sa sirovinama. Sustav tipa II : na in na koji mi danas proizvodimo, radimo i ivimo. Karakterizira ga to to dio otpada ipak recikliramo. Sustav tipa III : ovaj sustav predstavlja dinami ku ravnote u gdje se energija i otpad stalno recikliraju i ponovno koriste. Ako imamo pravi zatvoreni sustav iz vana se dovodi samo energija u obliku sun eva zra enja. Iz toga proizlaze postavke odr ivosti isti e potrebu i daje preduvjete za odr ivost. Jo je u fazi eksperimenata.

y y

Postavke istije proizvodnje Od 60-tih godina pro log stolje a pa naovamo, postalo je jasno da strategija razrijedi i raspr i (ovo je bio jedini na in upravljanja otpadom u pred-industrijskom dobu bazirano na prirodnom kapacitetu samopro i avanja) nije vi e efikasna u borbi sa to kastim izvorima zaga enja. Zbog toga su nova tehnologija i poslovanje zasnivani na uvo enju procesa pro i avanja na kraju proizvodnog procesa ili tzv. end-of-pipe tretmana. Iako je do odre enog stupnja efikasan, ovaj pristup tretmana na kraju procesa nije rje enje. End-of-pipe tretman ima i nusprodukte kao to je otpadni mulj, koji mora biti odlo en ili spaljen, to stvara novu dimenziju zaga enja okoli a koja je i neprihvatljiva. istija proizvodnja je konceptualni i proceduralni pristup proizvodnji koji zahtjeva da sve faze ivotnog ciklusa proizvoda trebaju biti ciljem prevencije ili minimalizacije kratkoro nih i dugoro nih rizika po ljude i okolinu. U su tini, istija proizvodnja se mo e predstaviti kao : reduciranje koli ine proizvedenog otpada, ili izbjegavanje proizvodnje istog, efikasnija upotreba energije i resursa, proizvodnja okoli no prihvatljivih proizvoda i pru anja usluga, postizanje manje koli ine proizvedenog otpada, ni ih cijena i ve eg profita. istija proizvodnja je sveobuhvatna preventivna strategija koja se podjednako primjenjuje na proizvodni proces, sam proizvod i uslu ne djelatnosti, s ciljem pove anja efikasnosti proizvodnje i smanjenja rizika za okoli i zdravlja ovjeka. U procesu proizvodnje, istija proizvodnja zna i efikasnije kori tenje sirovina, vode i energije i sprje avanje nastajanja otpada. Konferencija Ujedinjenih naroda o okoli u, odr ana u Rio de Janeiru 1992. godine je kroz Agendu 21 Plan akcije za 21. stolje e, istaknula istiju proizvodnju kao najva niju industrijsku strategiju u unapre enju kvalitete okoli a. Primjenom istije proizvodnje pove ava se efikasnost proizvodnog procesa i zadr ava konkurentnost, a istovremeno se titi okoli . Izbjegavanje i spre avanje nastajanja otpada na izvoru pomo u istije proizvodnje je klju odr ivog razvoja.

Danas je u industriji razvijenih zemalja istija proizvodnja op e prihva ena i dokazala se kao tro kovno u inkovita profitabilna aktivnost i velika kompetitivna prednost za tvrtke koje ju primjenjuju. istija proizvodnja na zna i samo tednju sirovina i energije, ona tako er zna i eliminaciju ili smanjenje tro kova obrade otpada i njegovog krajnjeg zbrinjavanja. Ove prednosti e postati jo zna ajnije u budu nosti, jer tro kovi obrade i odlaganja otpada stalno rastu. Utjecaj industrije na okoli najefikasnije bi se rije io uvo enjem novih tehnologija. Me utim nove tehnologije su vrlo skupe. Zato je velika prednost istije proizvodnje jer se primjenjuje na postoje im tehnologijama. Primjenom relativno jednostavnih organizacijskih i tehni kih mjera na postoje a (stara) industrijska postrojenja pove ava se u inkovitost proizvodnje i kroz to se ostvaruju pozitivni ekonomski u inci na okoli . Otpad je neiskori tena sirovina ili nusprodukt. istijom se proizvodnjom smanjuje koli ina otpada, tro kovi za njegovu obradu, a pobolj ava iskori tenje sirovine i efikasnost proizvodnje. Uz istiju proizvodnju za istu koli inu proizvoda stvori se manje otpada. Odnosno, temeljem materijalne bilance (ulaz/izlaz) to zna i da se za istu koli inu proizvoda upotrijebi manje sirovina, i to je bit istije proizvodnje. LCA: definicija i postavke Lca (Life cycle assesment) ivotni ciklus proizvoda je alat koji koristi industrijska ekologija slu i za podr ku industrijskoj ekologiji. To je procjena koja ide po fazama proizvodnje i utjecaja na okoli , kori tenja i zbrinjavanja. To je princip promatranja od koljevke pa do groba. O ivotnom ciklusu po elo se pri ati 70.ih godina pro log stolje a. U po etku bilo je vezano za valorizaciju u podru ju energenata energija i resursi. Valorizira se staklo, plastika kao ambala ni materijal, nakon toga slijedi obrada iskori tene ambala e ( ambala a kao otpad, ambala a kao povrat ). 1991 godine dru tvo za tokskologiju okoli a i kemiju dalo je definiciju ivotnog ciklusa. ivotni ciklus je proces identifikacije i numeri kog prikaza optere enja vode, tla i zraka proizvodnjom i proizvodom, utro kom energije i metarijala, otpadom i zbrinjavanjem iskori tenog proizvoda, transportom, reciklacijom i ponovnim kori tenjem. Metodologija procjene LCA Da bi mogli pratiti ivotni ciklus proizvoda postoji metodologija koja se temelji na definiranju svrhe i opsega , analize inventara, analize i usporedbe optere enja okoli a. Te metode su me usobno povezane, a kao zaklju ak uklju uju interpretaciju rezultata va an je za postavljanje granica sustava koji se promatra. Dijagram toka tehnolo kog procesa i hijerarhija mjere za tite okoli a

Hijerarhija mjera za tite: modifikacija procesa prema istim tehnologijama sve postavke koje uklju uju odr ii razvoj; ne postoji devastaacija okoli a ni sada, ni za sljede u generaciju; ne daju otpad koji nije dalje iskoristiv kao sirovina (npr. digitalni tisak, CtP), kori tenje eko. pogodnih materijala sirovine obnovljivog podrijetla (biljna ulja i esteri), zatvaranje krugotoka i reciklacija unutar procesa da bi se u tedilo i koristilo to manje vode pro i avanje otpadnih voda nanofiltracijom (proizvodnja celuloze i papira, kru enje i pro i avanje otopine za vla enje u procesu tiska), adekvatne mjere pro i avanja.

Definicija zaga enosti i podjela zaga ivala Zaga enost (polucija, one i enje) su nepo eljne pojave i promjene i biolo kim svojstvima zraka, voda ili tla koji mogu tetno djelovati na ovjeka i druge organizme, njihove uvjete ivota i okoli op enito, a zaga ivalo je tvar koja e tetno djelovati. Zaga ivala djelimo prema: na inu dolaska u atmosferu primarna zaga ivala koja u atmosferu dolaze direktno iz izvora (npr. boje na bazi otapala isparavanje otapala; lako hlapiva organska otapala offset) sekundarna zaga ivala nastaju kem. ili fotokem. reakcijom (u atmosferi) primarnih zaga ivala koja su u funkciji reaktanata uz odre ene uvjete vanjske atmosfere (karakteristi ne meteorolo ke imbenike); fotokem. reakc. su dominantne mogu nastati oksidansi koji e djelovati jo tetnije nego sami reaktanti aerosoli su krute tvari koje ine oko 10% estica u zraku; dijele se: > 1 m pra ina, 10-4 1 m dim, oko 1 teku e estice (magla), 1 100 m sprej; 50% odlazi direktno u atmosferu (pra ina, raspr ena morska pjena, otpad iz industrije), a ostalo nastaje u atmosferi i produkt je niza kem. reakc. trajanju u inka u amosferi zaga ivala kratkotrajnog u inka koja se od izvora emisije ne udaljuju se vi e od 100 km, a to su spojevi koji se lako raspadaju (ozon koji je produkt kem. reakc., a ne onaj koji je u atmosferi) zaga ivala dugotrajnog u inka ne utje u na globalne efekte zaga enosti atmosfere, o ituju se u promjeni zaga enosti zraka, vr e destrukciju ozonskog sloja (koncentracija ozona pada), a naj e e su to halogeni ugljikovodici nastaju vrlo reaktivni radikali koji razaraju ozon izvoru zaga enja prirodni izvori - ima ih daleko vi e nego antropogenih, manje djeluju na kvalitetu okoli a jer su rasprostrti po okolini i ve su tisu ama godina u prorodnim procesima i ivotu na Zemlji antropogeni izvori - pod utjecajem ljudskih aktivnosti, od '70ih godina 20. st. se po eo zapa ati izuzetan utjecaj na sastav atmosfere (utjecaji: ekspanzija populacije, industrijski razvoj), ali se vi e po ela voditi briga o okoli u i tada se po ela jo vi e razvijati ekologija kao znanstvena multidisciplina (uklju uje prirodne, dru tvene i tehni ke discipline) Utjecaj temperature zraka i stabilnosti atmosfere na distribuciju zaga ivala Promjena temperature, tlak, gusto a su isti kao za okolni zrak na istoj razini tada mo emo re i da je promjena temperature dana i ozna ava se s velikim slovom i tada je , gdje su g gravitacija i cp - specifi ni toplinski kapacitet. ozna ava suho adijabatski gradijent temp. (promjena temp. ako se neka est iz zraka premjesti iznad i to adijabatski od njene osnovne). Adijabatska promjena je ona gdje ne postoji izmjena topline sustava s okolinom, a rad se stvara iz unutra nje energije sustava. Ako se radi o suhom zraku, temp. se smanji za 1C na svakih 100m , visine ili 10C/km. Temperaturni nivo je prikazan i TB. Vertikalni temperaturni gradijent ( gdje su T promjena temp. i Z promjena visine), a to je promjena temp. s visinom. U odnosu na suhi zrak promatramo u slu aju: stabilne, neutralne i nestabilne atmosfere, te u vrijeme temp. inverzije. Kod stabilne atmosfere trebamo zamisliti sloj zraka s linearnim rastom temp. s visinom i pretpostavimo zasi enu est zraka u sredini tog sloja. Ta temp. odgovara temp. okoline. Ako podignemo tu est unutar sloja na ve u visinu, est e se hladiti po pseudoadijabatskoj stopi (od 4 do 7C po km visine) dolazimo do relacije: , est postaje hladnija od okoline, nastaje negativni uzgon i ona se nastoji pomaknuti u prija nji polo aj. Ako je est premje tena ni e od po etnog plo aja postat e toplija od okolnog zrak i turbulencijom se vra a na po etni polo aj.

Ako je atmosfera takva, mo e do i do nagomilavanja polutanata u prizemnom sloju (nepovoljni uvjeti). Kod neutralne atmosfere to je temp. koja dolazi po odre enoj visini, nema utjecaja na est na bilo kojoj visini, za razliku od stabilne atmosfere. Kod nestabilne atmosfere i u takvoj situaciji, ako se podi e zasi ena est kroz sloj nestabilne atmosfere na ve u visinu, njena stopa hla enja opada i manja je od stope opadanja temp. s visinom, odnosno, temp. gradijenta, postajat e toplija i uzgon e rasti. Za sloj zraka ka emo da je nestabilan, a takva situacija je povoljna u odnosu na distribuciju polutanata s visinom. Temperaturna inverzija je kada je temp. ve a na ve im visinama, nego u nizinama. To su super povoljna stanja. Kada dolazi do temp. inverzije, ne dolazi do zna ajnije distribucije polutanata, nego se oni nagomilavaju inverzionog sloja. Ako je emisija polutanata stalna, tada koncentracije polutanata mo da prekora e maksimalne dozvoljene koncentracije. Stvaranje inverzije tokom no i: Tijekom dana Sunce zagrijava Zemlju (IR) te e Zemlja emitirati IR zra enje, ali e biti manje od solarne radijacije te se tokom no i energija vra a i dolazi do hla enja sloja. U vremenima svitanja dolazi do inverzije te e se polutanti nagomilani tijekom no i sada gomilati ispod stabilnog inverzionog sloja. Do promjene mo e do i termalnom konvekcijom (provo enje topline strujanjem zraka) koja radi mije anje zraka. Uuvjeti za pojavu inverzije su suho a zraka (intenzivnija ako je duga no ), vrsta tla i vla nost tla, vegetacija, kada nema oblaka. To je nizinska inverzija. Kod formiranja temp. inverzije u kotlinama (ovisna o konfiguraciji terena) dodatno moramo uzeti u obzir da kada se hladni zrak spu ta nizbrdo, on jo vi e utje e na stvaranje temp. inverzije. Zbog ve e gusto e istiskuje topliji koji odlazi u vis stvaraju i temp. inverziju. Mo e nastati i susretnom raznih fronti zraka (hladna-topla) i dolazi zato jer e hladni zrak naprosto tonuti ispod toplijeg na dodiru fronte. To se ne e desiti ako imamo strujanje zraka = parametar koji spre ava temp. inverziju. Gornji dijelovi idu prema dolje te se zrak zagrijava kontrakcijom (skupljanjem) te e biti ve e u gornjim nego u donjim te to pogoduje stanjima atmosfere koja su stabilna i gotovo bez strujanja te su to pogodne okolnosti za nastajanje temp. inverzije Stanje atmosfere i zaga enost zraka STRUJANJE ZRAKA Horizontalni transport zaga ivala je funkcija vjetra zra nih turbulencija i topografije. Razlika tlaka na pojedinim mjestima na zemlji uvjetovat e strujanje, a brzina strujanja je ovisna o udaljenosti od zemlje i zavisi od koncentracije terena jer promjenom konfiguracije mo e do i do promjene pravca pa i brzine vjetra i do strujanja mikrorazmjera i u onim slu ajevima kada su u neposrednoj blizini ti ine. S ekolo kog aspekta posebno se analiziraju strujanje zraka more-kopno i planina-kotlina, te neki nizinski predio. Brzina i strujanje vjetra bitni su parametri pri izradi ekolo ke studije kod dobivanja dozvole za izgradnju nekog novog objekta, pa ak i adaptacije i renoviranja starog. U tu svrhu potrebno je izraditi ru u vjetrova koju ini vi egodi nji niz mjerenja brzine i smjera vjetra (barem 5 godina), a na osnovu nje se mo e dobiti podatak o prevladavaju em smjeru i brzini. SUN EVO ZRA ENJE Sun evo zra enje prili no to no odgovara zra enju crnog tijela, da bi uslijedila kemijska promjena utjecajem EMZ moraju biti ispunjena 2 uvjeta: da energija fotona mora biti ve a od energije kidanja kemijske veze bilo da je to energija disocijacije ili energija potrebna za bilo koju drugu vrstu kemijske reakcije, molekula mora apsorbirati taj foton i samo uz te uvjete se molekule, ioni i dr. mogu pretvarati i stupati u reakcije koje zovemo fotokemijske reakcije. Kada je sunce u svom zenitu (maksimalna insolacija) nastaju fotokemijske reakcije.

OBORINE Mogu biti zna ajni meteorolo ki parametar koji mo e doprinijeti smanjenju zaga enosti zraka, ali i pove anju zaga enosti voda. Oborina mo e u smanjenju doprinijeti pomo u 2 mehanizma: Iski njavanje i ispiranje. Iski njavanje je proces kada ve u oblaku prilikom formiranja kapljica polutanti imaju ulogu ili djeluju kao kondenzacione jezgre. Ispiranje kada oborina prolazi kroz sloj zraka ona mo e pokupiti plinove koji su topljivi u vodi i tako doprinijeti ve oj kvaliteti zraka. Topljivo u vodi plinovi koji su antihibridi kiselina npr. SO2, NO, NO2 ispiranjem dolazi do smanjenja pH. Efikasnost ispiranja e ovisiti o vrsti oborine, veli ini kapljice ki e ili pahuljice snijega. Strujanje zraka i distribucija zaga ivala. Horizontalni prijenos zaga ivanja Utjecaj brzine vjetra na one i enje zraka

Utjecaj smjera vjetra na one i enje zraka, Utjecaj lokalne meteorologije na zaga enje zraka. Lokalni vjetrovi nastaju kao rezultat promjene tlaka kao rezultat nejednolikog zagrijavanja tla topografije i lokalne turbolencije. Morski povjetarac- tokom dana tlo e se zagrijavati br e od vode (mora) radi manjeg specijalnog toplinskog kapaciteta tla. Zrak koji dolazi sa mora zagrijavat e se na obali, do i e do sni enje tlaka i kao rezultat promjene tlaka formirat e se takav oblik strujanja . takvo strujanje sa sobom nosi kapljice morske vode (morska maglica), do i e do salinizacije tla, tlo e postati bogato kationima kalcija i natrija. Konvergencija zraka iznad povr ine vode pospje it e pove anje tlaka zraka i pove at e strujanje zraka. Obalni povjetarac- sustav strujanja za vrijeme vedrih no i. Tlo se hladi vi e od pov mora, tlak se mjenja, te dolazi do strujanja od obale prema moru. Povjetarac u dolinama i planinama- tijekom dana topli zrak e se iriti, ni i tlak bit e prema planini i strujanje e i i prema u smjeru prema planini. Za no je karak planinski povjetarac, koji nastaje kao rezultat ubtzanog hla enja planine, dolazi do promjene temp, zrak postaje gu i. Utjecaj stabilnosti atmosfere i vjetra na oblik dimne perjanice i zaga enost zraka Kod stabilne atmosfere dimna perjanica i zaga ivala se ne uzdi u i ne spu taju, tj. prostiru se horizontalno. Uglavnom se doga a no u kada je strujanje slabo, ali imamo i porast temp. s visinom. Ljude ne izla e pretjeranom riziku jer perjanica ne dolazi do same povr ine Zemlje. Nestabilna ili neutralna atmosfera ispod vrha dimnjaka, a stabilna iznad je vrlo esta situacija ujutro, kada izlazi sunce kidanje tzv. inverzionog sloja. To su najgori mogu i meteorolo ki uvjeti za ljude u blizini dimnjaka jer tek iznad dimnjaka temp. raste s visinom pa dimna perjanica dolazi do same zemlje. Nestabilna atmosfera je kad se dimna perjanica mo e uzdi i ili spustiti, ovisno o turbulenciji, a est slu aj sredinom dana i popodne. Pri neutralnoj atmosferi javlja se sto asta dimna perjanica, a u tim uvjetima perjanica i zaga ivala se rasprostiru i prema gore i prema dolje. To se doga a za obla na i vjetrovita vremena.

Modeli disperzije zaga ivala Za modeliranje matemati kog modela disperzije zaga ivala koristimo tzv. Box Model. Za modeliranje regionalne disperzije (do 1000 km) koristimo Eulerov model i Lagangeov model. U Eulerovom modelu prora un koncentracije zaga ivala zasniva se na sustavu mre a. Geografsko podru je koje se promatra dijeli se na odre eni broj polja i ra una se bilanca tvari u odre enom polju. U obzir uzima kem. transformacije emitiranih zaga ivala u atmosferi. Promatra se visina (h) i mora biti jednaka visini sloja mje anja, a unutar volumena vrijedi zakon o uvanja masa. Koncentracija polutanata bit e ovisna o: emisiji zaga ivala u promatranom volumenu, brzini uklanjanja zaga ivala putem talo enja (advekcija), koli ini zaga ivala koja je proizvedena kem. reakc. (sekundarna zaga ivala). Da bi se izra unala c0 (background koncentracija) potrebno je imati vjetar konstantnog smjera. Kod Lagangeov modela prora un koncentracije zaga ivala po modelu trajektorija. Promatra se kontrolni volumen koji je no en brzinom vjetra i u tom volumenu promjena koncentracije zaga ivala je fukcija vremena i prostora. Za modeliranje lokalne disperzije (do 100 km udaljenosti) koristimo Gaussov model. Osnovne veli ine koje koristi su: h prirast dimne perjanice u po etnoj i prijelaznoj fazi [m], hmax kona ni (maksimalni) prirast dimne perjanice [m], x udaljenost od dimnjaka u smjeru vjetra [m], xf udaljenost od dimnjaka u smjeru vjetra od to ke izravnanja perjanice [m], u brzina vjetra [m/s], F toplinski tok [m4/s3] te s parametar stabilnosti [s-2], . Prema Gaussovom modelu mo e se ra unati koncentracija zaga ivala, moramo pretpostaviti da ono ne sudjeluje u kem. reakc. u atmosferi, pretpostavlja se da zaga ivala iz izvora emisije idu pravocrtno, pretpostavljamo da se zaga ivala s okolnim zrakom mije aju horizontalno i vertikalno i koncentracija slijedi Gaussovu raspodjelu. Kisele oborine i njihov utjecaj na eko-sustav Kod kiselih oborina valoriziraju se prirodni i antropogeni utjecaji. Kisela oborina je ona koja ima pH manji od 5.6 ako valoriziramo u odnosu na ravnote nu koncentraciju CO2 u atmosferi (330 ppm), a ki a koja ima pH manji od 5.6 je pod antropogenim utjecajima. Ako se analizira prirodni utjecaj spojeva sumpora, pH mo e biti 5 (ne mora biti pod antropogenim utjecajima). Ekolo ki aspekti nastajanja kisele ki e su proces iski njavanja i proces ispiranja. U procesu iski njavanja estice polutanata slu e kao kondenzacione jezgre u fazi nastajanja oblaka. One moraju imati odre enu veli inu (10-4 m) i kristalografsku strukturu (heksagonska), naj e e su to estice sulfatnog ili nitratnog aerosola. U fazi nastanka oblaka to mo e biti i teku a faza (sulfat) do koje dolazimo iz SO2 koji je apsorbiran kapljicama vode. U procesu ispiranja oborine prolaze kroz atmosferu (od baze oblaka do tla) i tu otapaju plinovite polutante (anhidridi sulfatne i nitratne kiseline) i to su procesi koji dodatno mogu mijenjati pH oborine. Koliko se mijenja pH ovisi o vrsti oborine (ki a, snijeg), o veli ini estice (kiseli plinovi nejednako se ve u), o duljini suhog perioda izme u oborina, o tome je li pljusak ili sitne kapljice... Javlja se i efekt kiselosti koji uzrokuje otapanje snijega (akumulira se kiselost u snijegu (ve a kiselost pri otapanju za faktor kiselosti 10)). Manje prijednosti pH su u udaljenim regijama, nego u ruralnim podru jima. Utjecaj kiselih ki a na biomasu mo e biti direktan i indirektan. Direktan je tzv. kiselo talo enje na li e biljaka koje izaziva o te enje. Svaka biljka ima svoj prag otpornosti (razli ite biljke, razli ita otpornost). Crnogorica je mnogo osjetljivija jer su stomate (sitne pore na iglicama) prekrivene epovima voska i dolazi do pucanja voska i otvaraju se pore kroz koje dolazi do gubitka vode i ulaza mikroba. Indirektan utjecaj je daleko va niji od direktnog. To je utjecaj na tlo. Radi se o dva mehanizma: 1. proces ispiranja mikroelemenata iz tla (jer prelaze u topive oblike) kisela ki a otapanjem odnosi mineralne tvari (Ca, Mg, Na, K) i 2. koncentracija fitotoksi nih elemenata (vodikov ion reagira s mineralima koji sadr e Al, Fe (Al 2O3, Fe2O3) i osloba aju se kationi Al i Fe i oni su tokis ni za sustav korijenja biljke).

I jezera su pod utjecajem kiselih ki a. Ona koja su okru ena granitnim stijenama vi e e biti izlo ena i bit e kiselija. Voda je utosme e boje, a uzrok tome je ve a koncentracija tzv. kuminskih kiselina koje smanjuju toksi nost metala (Al, Fe, Cu, Cd...). Akvati ni organizmi, ovisno o vrsti, mo i e pre ivjeti razli ite pH vrijednosti. Ni e pH mogu dovesti do odumiranja odre enih vrsti. Alge, planktoni i insekti ive u vodama od pH pribli no 5.5, a kad pH bude manja od 5.5, doga a se da ona utje e na reprodukciju vrsta i mutacije. Problem je prvo bio utvr en u skandinavskim zemljama (jedan dio odgovornosti snosi prijenos zaga ivala na velike udaljenosti i formiranje odre enih ciklonskih aktivnosti). Kisele oborine utje u i na materijale: dolazi do erozije vapnenca, Cu, bronce, mjeda i sedimentnih stijena (pucanje fasade, korozija metala), a vapnenac pod utjecajem kiselih ki a erodira jer se natapa kis. ki om pa nastaje kalcijev ion. Mehanizam nastajanja kiselih ki a Ekolo ki aspekti nastajanja kisele ki e su proces iski njavanja i proces ispiranja. U procesu iski njavanja estice polutanata slu e kao kondenzacione jezgre u fazi nastajanja oblaka. One moraju imati odre enu veli inu (10-4 m) i kristalografsku strukturu (heksagonska), naj e e su to estice sulfatnog ili nitratnog aerosola. U fazi nastanka oblaka to mo e biti i teku a faza (sulfat) do koje dolazimo iz SO2 koji je apsorbiran kapljicama vode. U procesu ispiranja oborine prolaze kroz atmosferu (od baze oblaka do tla) i tu otapaju plinovite polutante (anhidridi sulfatne i nitratne kiseline) i to su procesi koji dodatno mogu mijenjati pH oborine. Koliko se mijenja pH ovisi o vrsti oborine (ki a, snijeg), o veli ini estice (kiseli plinovi nejednako se ve u), o duljini suhog perioda izme u oborina, o tome je li pljusak ili sitne kapljice... Sun evo zra enje, atmosferska i zemljina radijacija u kontekstu reakcija u atmosferi i zaga enosti zraka Dio toplinske energije sunca dolazi do zemljine povr ine, a dio se akumulira u atmosferi (difuznom refleksijom i slektivnom apsorpcijom). Intenzitet difuznog zra enja raste s visinom sunca, porastom obla nosti i pove anjem nadmorske visine. Zbog direktnog i difuznog zra enja atmosfere to dolazi na zemljinu povr inu, oni daju globalno sun evo zra enje insolaciju. Intenzitet insolacije na nekom mjestu raste s porastom visine sunca i nadmorske visine, a opada s pove anjem koli ine vodene pare u zraku. Uz porast insolacije u atmosferi dolazi do fotokem. reakc. (npr. fotoliza vode nastaje slobodni hidroksilni radikal OH koji pove ava broj reakc. u atmosferi). Primarni polutanti emitirane iz graf. procesa uz odre ene uvjete (meteorolo ke: insolacija) u atmosferi mogu prije i u sekundarne polutante. Intenzitet koncentracije polutanata raste u podne kad je insolacija najve a nastajanje ljetnog smoga. Prirodni i antropogeni izvori sumpora. prirodni izvori: vulkanska aktivnost, oceani (morska maglica), mikrobiolo ka ragradnja organske tvari (truljenje org. tvari koja sadr i aminokiseline koje sadr e sumpor) antropogeni izvori: izgaranje goriva koje sadr i sumpor (ugljen, nafta) Sulfatni proces proizvodnje celuloze kao izvor one i enja zraka

U sulfatnom procesu dolazi do emisije spojeva sumpora reduciraju ih karakteristika (H2S, RHS, CH3SH, CH3SSCH3). To su spojevi karakteristi nog mirisa, a miris se osje a u koncentraciji od 5 ppb i jedan je od ravnopravnih problema koji utje e na ekologiju. H2S u proizvodnji nastaje hidrolizom iz bijelog luga, metil-merkaptan nastaje reakc. metoksilnih skupina lignina s natrijhidrogen-sulfidom. U procesu proizvodnje nastaju i organski spojevi bez sumpora, a rezultat su ekstrakcije iz drveta i derivati su kolofonija. To su naj e e ugljikovodici koji mogu sudjelovati u fotokem. reakc. i org. spojevi iz grupe teprena (karakteristi ni mirisi vo a i cvije a u prirodi). Tako er nastaju i organski spojevi bez mirisa te krute estice. Ekolo ki povoljniji proces proizvodnje sulfatne celuloze je proces kontinuiranog kuhanja, a diskontinuirani proces radi svoje isprekidanosti ima vi e emisija. Ekolo ki najnepovoljnija mjesta (osloba anje mirisa) kod kontinuiranog kuhanja nastaju pri: ventilu, terpentinu, smrdljivom kondenzatu, pari, slabom lugu, celuloznoj suspenziji i lugu. Emisija iz kuha a je na 3. mjestu u odnosu na cijeli proces proizvodnje. Na 1. mjestu je spaljivanje, a na 2. je uparavanje crnog luga.

Uparavanje crnog luga jedan od glavnih izvora emisije spojeva neugodnog mirisa. Postoje dva postupka: direktno kontaktno uparavanje i vi efazno uparavanje. H2S i metil-merkaptan su prevladavaju i spojevi. Koli ina i sastav zaga ivala ovisit e o koncentraciji sulfida i o pH vrijednosti crnog luga, a va no je i koja je vrsta drveta (bjelogorica povoljnija zbog toga to u crnogorici ima vi e smole). Ventil je glavni izvor spojeva s mirisom (nekondenzirana para koju propu tamo kroz sustav da bi se napravila izmjena topline) Ekolo ki aspekt energenata Ako govorimo o energentima kao zaga ivalima, potrebno je spomenuti procese koji zaga uju okoli , a sadr e sumpor. Takvi procesi su obrada ruda koje sadr e sumpor, rafinerije, odnosno proizvodnja nafte... Kada govorimo o ugljenu on je izvor dimnih plinova (oksidi du ika, sumpora), odnosno plinovitih polutanata, ali i krutog ostatka sagorijevanja ( ljaka). U ljaki mogu biti radionukleidi i ako usporedimo, ljaka ima ve e zaga enje nego nuklearka u radnom stanju. Radionukleidi dolaze digestijom do ivotinja, ivotinjskim proizvodima ide dalje te se koncentrira na vrhu hranidbenog lanca (kod ovjeka se akumulira u kosti). Ugljen ima oko 5% sumpora, a nafta oko 2.5% (Libija, Nigerija). Ono to nas vodi prema odr ivom ravoju su energenti koji su obnovljivi i to ide u smjeru istih tehnologija.Kod nafte se radi odsumporavanje (Klaus-postupak) to ima vi estruki ekolo ki efekt jer kad takav postupak radimo na jednom mjestu, mo emo koristiti bolje i jeftinije mjere za tite.Ako govorimo o nuklearkama i novijim tehnologijama, nema ve eg zaga enja, no izvori zaga enja su radioaktivni otpad i termalna polucija (zagrijavanje povr inskih voda). Npr. Sava kod Zagreba e pove ati temp. za 3C, a to e utjecati na akvati ne organizme (osobito na oligosaprobne = organizmi koji ne podnose promjene temp.), pove anje broja dana s maglom, na vrijeme i klimu. Najve i problem je odlaganje nuklearnog otpada. Naime, on se odla e u napu tene rudnike, na dnu oceana, ali potrebno je kontrolirano odlaganje: izvan trusnog podru ja (izvan podru ja seizmi ke aktivnosti), daleko od prometnica i naselja. Alternativni izvori energije i ekologija Alternativni izvori energije su sun eva energija, energija vjetra, plime i oseke, valova, hidroenergija (dosta mijenja krajobraz i ima dosta negativnog utjecaja jer mo e do i do reme enja vodnog sustava, su enja ve eg dijela vegetacije i promjene stani ta tog eko-sustava), bioenergija. Na primjeru grafi ke tehnologije prika ite hijerarhiju mjera za za titu okoli a. Hijerarhija mjera za tite: modifikacija procesa prema istim tehnologijama sve postavke koje uklju uju odr ii razvoj; ne postoji devastaacija okoli a ni sada, ni za sljede u generaciju; ne daju otpad koji nije dalje iskoristiv kao sirovina (npr. digitalni tisak, CtP), kori tenje eko. pogodnih materijala sirovine obnovljivog podrijetla (biljna ulja i esteri), zatvaranje krugotoka i reciklacija unutar procesa da bi se u tedilo i koristilo to manje vode pro i avanje otpadnih voda nanofiltracijom (proizvodnja celuloze i papira, kru enje i pro i avanje otopine za vla enje u procesu tiska), adekvatne mjere pro i avanja. Antropogeni izvori oksida du ika. Antropogeni izvori oksida du ika su: promet (zemljani i zra ni), industrija (proizvodnja grafi kih materijala, proizvodnja plastomera, kemijska i farmaceutska industrija), sagorijevanje fosilnih goriva.

Reakcije u troposferi u kojima sudjeluju du ikovi oksidi. nastajanje troposferskog ozona NO2 + h ( 0,1%, ne smije sadr avati zdravstveno rizi ne tvari, ne smije imati jodni broj ve i od 20. S ekolo kog aspekta povoljnije je kada je ure aj za pranje integrirani dio stroja, a prednost ure aja za automatsko pranje jest precizno doziranje sredstva uz zadovoljavaju i efekt i enja