Globális környezeti problémák és fenntartható fejlıdés modul Környezeti elemek védelme I. Levegıtisztaság védelme KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI AGRÁRMÉRNÖKI MSC TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSC
A porszennyezés és hatásai 15. elıadás 43.-45. lecke
A por fogalma és fajtái. Néhány fontosabb por fizikai tulajdonság. A porrobbanás 43. lecke
• A por elnevezést gyakrabban használjuk a levegıvédelemben, mint az aeroszolt, bár mindkettı ugyanazt jelenti. A továbbiakban a port használjuk. • Korábban a porok sokféleségét a származási helyük megjelölésével vették figyelembe; pl. szénpor, cementpor stb. A számtalan variációja napjainkig is megmaradt, de bıvült egy új definícióval. A por két vagy három fázisú, lebegı vagy laza halmazállapotú anyagokból álló diszperz rendszer, melynek (1 bar nyomáson és 20°C-os légh ımérsékleten) süllyedési sebessége < 3 m/s, s vetületi mérete 2000 µm-nél kisebb.
• Kétfázisúnak tekinthetı a por, ha pl. hiányzik belıle a cseppfolyós halmazállapotú komponens. Fıbb kategóriái a szemcsék mérete alapján: - Poros anyag- durvább szemcsézetnél jelentkezik - Kolloid poroknak a legapróbb mérető szemcsézettel rendelkezı anyagokat nevezzük, melyek rendkívül labilis képzıdmények. A kolloid poroknál a hordozó tulajdonságai dominálhatnak - Lebegı porok részecskéinek mérete általában < 1 µm. Ezen anyagoknál számos technikai probléma szokott fellépni.
• A méret szerinti csoportosításban létezik egy egészen új kelető lehetıség: - PM 10 - PM 2,5 - PM 0,1 A mértékegység mindhárom esetben a mikron. Az egyes kategóriák az adott határérték alatti részecskék arányát jelenítik meg; a PM 10 ezek szerint azt a pormennyiséget jelenti az összes porból, ahol a részecskék vetületi mérete 10 µm alatti. Az emberi hajszál átmérıje mintegy 60 µm.
110. ábra A légköri porok mérettartományai
www.atomki.hu/PhD/these/Kertész%20Zsófia/chap2. doc
A por szemcsézete • A por méretének ismerete az egyik legmeghatározóbb porfizikai tulajdonság. Gyakori mutatója a por szemcsézete, mely nem más, mint egy adott méret kategóriába tartozó por-arány. A por kezelésében, leválasztásában alapvetı fontosságú az ismerete. • Amennyiben ábrázoljuk a különbözı osztályközökben található tömeg %-os arányt, ún. hisztogramot kapunk, amelybıl rátekintésre megállapítható az adott mérettartományban található frakció mennyisége. Kialakulására nagy hatással a két eltérı irányú erı(k) meghatározottsága van: az adhézió és a diszperzió aránya.
Származás (eredet) szerinti csoportosítás • Természetes porok kétfélék lehetnek - kozmikus és földi porok. A földi porok sokfélék, pl. talaj erózió, vulkán-tevékenység, szerves eredető porok, erdıtüzek porai stb. • Az ipari porok – minden ipari tevékenység porral jár. A sokféleség itt is tetten érhetı; gyakorlatilag szinte annyiféle por van, ahány technológiával terméket állítunk elı. Levegıvédelmi csoportosítás: Lebegı (szálló) és ülepedı porok
Emberközelben leggyakrabban várható porszennyezések: - Közlekedésbıl, a kipufogógázokban lévı anyagokból kémiai átalakulással képzıdve - Kevesen ismerik, hogy a dohányzás a környezetünk egyik nagy porforrása. A finom aeroszol nemcsak annak az egészségét veszélyezteti, aki szívja a cigarettát! - Gyakorlatilag minden ipari és mezıgazdasági tevékenység porforrásnak számít. Csupán a keletkezı por mennyisége az, ami eltérı lehet. - Az ipari tevékenységhez hasonlóan a háztartásban végzett néhány munka is lehet porforrás, kezdve akár a fızéssel és takarítással.
Porrobbanás • Ott, ahol a részecskék mérete kisebb mint 100µm, a porrobbanás veszélye fokozott. Robbanás csak akkor következik be, ha annak mindhárom feltétele egyszerre van jelen a rendszerben: - Éghetı anyag - Oxigén - Gyulladási hımérséklet, gyújtási energia Porrobanás a két gyúlási határ közötti helyzetben következhet be. - Alsó gyúlási határ azon a porkoncentráción van, mely alatt nem gyullad meg a por.(kevés éghetı anyag)
- Felsı gyúlási határ- e felett az oxigén (levegı)
hiánya miatt nem gyullad meg a por. Az egyéb tényezık, mint pl. - a víz jelenléte - a hımérséklet - a nyomásviszonyok Egyenként és együttesen is mind befolyásolják a porrobbanás folyamatát. A robbanás = detonáció.
Az öngyulladás megelızésére két dolgot tehetünk; vagy alacsonyan tartjuk a porkoncentrációt, vagy ugyanezt tesszük az oxigénkoncentrációval. Elkerülhetetlen esetekben magunk szabályozzuk a robbanás bekövetkezésének helyét és idejét robbanófelületek kiképzésével. Porleválasztó felületek nagysága a berendezés térfogatának ill. felületének %-ában adható meg. Értéke általában 4-5%.
Példa a porrobbanásra. Porszennyezési helyzetkép. A por hatása a környezetre I. (ember) 44. lecke
111. ábra Porrobbanás kára kukorica szárítóban
somogy.katasztrofavedelem.hu/hireink/archiv20...
• Kaposfüreden 2006. okt. 24.-én egy szárító üzemben kb. 60 tonna kukoricát tartalmazó siló porrobbanás következtében rádılt a mellette álló vezérlı épületre. A robbanás következtében kiömlı kukorica betemette a vezérlı épületet és maga alá temette a bent tartózkodó két személyt is. A kimentett személyeket átadták a mentısöknek, azonban életüket már nem sikerült megmenteni. • A porrobbanás nem ritkán követel áldozato(ka)t! • A 111. ábra a káresemény helyszínén készült az összedılt épületrıl. Az anyagi kár meghaladta az 5 MFtot.
112. ábra A porszennyezés mértéke
levego.hu/lelegzetnyi/0907.htm
• A 112. ábrát a Levegı munkacsoport tette közzé némi kiegészítı magyarázattal. • A Levegı munkacsoport tagjainak közleménye szerint a súlyosan egészségkárosító részecskeszennyezettség miatti halálozás Magyarországon a legmagasabb a 38 vizsgált európai ország között. Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség tanulmánya szerint fıleg a közlekedésbıl, a főtésbıl és az ipari tevékenységekbıl származó porszennyezés miatt nálunk évente körülbelül 16 000 ember hal meg. Ezek az emberek átlagosan csaknem 10 évet veszítenek az életükbıl.
19. táblázat A hazai porszennyezés (1000 t-ban) és annak ágazati eredete
• Forrás: KSH évkönyv
113. ábra Budapest porszennyezettsége, amikor a szmog riadót már be kell jelenteni
http://criticalmass.hu/files/szmog07dec19.p ng
A por hatása az emberre • A por mérete és az emberi szervezetbe történı bejutása szoros kapcsolatban van egymással. A 10 µm-nél nagyobb részecskék csaknem teljes egészében, az ennél valamivel kisebb 5 µm körüliek 60-80 %-a benn marad az orrban, esetleg a garatig juthat el. Az 1 µm-nál kisebb részecskék mélyebben behatolhatnak a légzı szervrendszerbe, s eljuthatnak akár a tüdıig is. • Megfigyelések szerint a növekvı porkoncentráció hatással volt a légzıszervrendszeri, érrendszeri és rákos halálesetek, valamint a tüdıgyulladás, asztma és más légzıszervi megbetegedések számára.
114. ábra A por mérete és behatolása a légzıszervrendszerbe
A szilikózis Legsúlyosabb hatású a porok közül az ásványi kovasavat tartalmazó por, mely a közismert szilikózist okozza. 1. A bejutó kvarc kristály apró, s lejut a tüdıig, ahol a szövetnedvben feloldódik 2. A feloldódott anyag irritálja a tüdı kötıszövetét, s kötıszöveti szaporulatot hoz létre. Az irritált felszín miatt rendellenes keringés lesz, az alveolus fala kitágul, aminek hatására az aktív tüdıfelület csökken. 3. A csökkent lélegzı felület O2 hiányos állapotot okoz, mely elıbb-utóbb súlyos szívbántalomhoz vezet. 4. Szívbántalmak következménye lehet a korai halál
115. ábra Beteg (szilikózisos) és egészséges tüdı
www.teara.govt.nz/en/gold-and-gold-mining/4/6/1
A por hatása a környezetre II. (szilikózis, növények, állatok) 45. lecke
A szilikózis napjainkban a foglalkozási betegségek 25%-át teszi ki. Mindenhol megjelenhet. Egyéb por-tünetek • Nyálkahártya ingerlı (szem, felsı légutak). Orrfolyás • Köhögés, fulladás érzet, nehéz légzés. Légzıszervi problémákkal küzdık állapotát tovább rontja. A bronchitis és az asztma megjelenése fokozódik • A tüdı ellenálló-képessége csökken • Toxikus anyagok (nehézfémek) és kórokozók hordozója is lehet a por (sajátos tünetek)
• Továbbá: - Ekcéma - a bır felszínes gyulladása - hólyagosodás - bırpír - duzzanat - nedvedzés - pörkképzıdés - hámlás - rendszerint viszketés stb.
Veszélyeztetett munkások • • • • • • • • • •
Építıipari dolgozók bányászat Robbantási folyamatokban dolgozók kımővesek kézmővesek Üvegiparban dolgozók Kerámia iparban dolgozók Útépítés-javítás, karbantartás dolgozói Festékiparban dolgozók Vízvezeték, csıvezeték szerelık
116. ábra Szilikózis veszély
http://www.hossleyembry.com/images/sandblast2.jpg
Növényeken jelentkezı hatások Növényeken közvetlenül legtöbbször alig jelent károsítást – azért vannak kirívó esetek is -, hanem inkább a késıbbi felhasználónál, pl. állat takarmányában fejti ki negatív hatását. A növények felületére rakódva rontja a termék piaci értékét (gyümölcs minısége). A por a növény felületére tapadva csökkenti a sugárzás hasznosulását, a fotoszintézis intenzitását. A növények növekedése visszaesik, fejlıdése felgyorsul; kényszerérés következhet be. Terméscsökkenés is várható a minıségi problémák mellett.
• Az erdı nemcsak a talaj és a víz védelmében játszik szerepet, hanem a legjobb természetes porfogónak is számít. A légtisztító hatása fıleg lakott területeken, azok közelében és az iparosodottabb vidékeken fontos. Az egyes fajok tőrıképessége változó. • Jól bírja a magas porterhelést az óriás nyárfa, a vadgesztenye és a platán. • Kevésbé tőrıképes a tölgy, a bükk és a fenyıfa. • Az örökzöldek, többféle tuja tőrıképessége meglehetısen változó. • A porfogók ültetésénél alapvetı választási szempont, hogy önmaga ne termeljen allergén virágport!
117. ábra A korom, mint a közlekedés egyik leggyakoribb porforrása
Image credit: D.M. Smith, University of Denver www.earthinstitute.columbia.edu/news/2003/sto ...
Állatokon jelentkezı hatások • Leggyakoribb probléma a porral együtt érkezı nehézfém megjelenés, mely az állatoknál súlyosabb tüneteket okoz, mint a növényeknél. Leggyakrabban az alábbi nehézfémek megjelenése várható a takarmányokban: Pb; Zn; F; As; Cd;Cr; V; Hg; Cu és Fe.Tünetek: - étvágytalanság, hasmenés, emésztési zavar, fogyás - ivari ciklus zavarai, vetélés, gyenge utódok - bırszárazság, törékeny- vagy borzas szırzet, bırgyulladás, ekcéma - vitamin anyagcsere zavarai, paralízis - fogékonyság más betegségre (immunrendszeri problémák) stb.
Üzemi porszennyezés csökkentés elvei (kültéri porszennyezés csökkentés) • Üzem telepítésekor megfelelı helyszín megválasztása. A poros üzem legyen kellı távolságra a lakott területektıl. • Az uralkodó szélirány ismeretében tervezendı a nyilászárók tájolása. Az ajtók, ablakok mindig az uralkodó szélirányba nézzenek a megfelelı szellızés biztosításához. • Nagyon poros termelésnél zárt rendszerek alkalmazása szükséges. • Megfelelı padló-burkolatot válasszunk. • A jó rácsozat sokat segíthet a pormennyiség csökkentésében.
• Ahol a technológia része egy erısen porkeltı momentum, ott a nem porkeltıvel együtt alkalmazva „tisztább” eredmény érhetı el. • Nagyon poros munkahelyen a kézi munka helyett gépesíteni szükséges • Az elkülönített kezelés, külön terem alkalmazása is célravezetı lehet. • Az üzem területén a tisztaság folyamatos fenntartása sokat segíthet a környezet terhelésének csökkentésében. A takarítást minden nap szükséges végezni még akkor is, ha tudjuk, hogy másnap ugyanolyan poros lesz minden.
Köszönöm figyelmüket!
