varstvo okolja i

Varstvo okolja I

Mitja Kožuh

Uvod• Namen je spoznati in dojeti povezanost okolja in

človekove dejavnosti

• Zgraditi odgovoren odnos do narave, človekovega okolja ter naravnih danosti in virov

• Poglobiti in utrditi zavest o ranljivosti okolja

• Spoznati, da proizvodnja tudi načenja okolje

Uvod

• Ohranjanje naravnih virov, varovanje okolja ter oblikovanje okolju primernega in varnega proizvoda so temeljni pogoji za preživetje podjetja

• Varovanje okolja je neločljivo povezano z upravljanjem tveganja oziroma varnosti

Varstvo okolja in naša družba

• Vlada RS je 10.decembra 1998 sprejela Nacionalni program varstva okolja, ki ima štiri prednostne naloge in cilje:– čiščenje voda in sonaravno gospodarjenje z

vodami– celovito ravnanje z odpadki– varovanje biotske raznolikosti– usposobitev ustanov in dejavnosti, ki bodo te

naloge uresničevale

Okoljska politika

• Je tisti del gospodarske, raziskovalne, kulturne zdravstvene in razvojne politike, ki z naravnih in družbenih vidikov usklajuje odnose med človekovimi dejavnostmi in okoljem. Cilj te politike je varovati naravo kot vir življenja in nacionalno bogastvo, zaščititi pa tudi prebivalstvo, ki živi tako po naravnih kakor po družbenih zakonitostvih razvoja

Okoljska politika

• Ločimo med prvotno, v nekaj zadnjih stoletjih bistveno zmanjšano in resno degradirano naravo, ter človeškim okoljem tj. Spremenjeno naravo, v katero so vsajeni tudi številni umetni objekti

• Kot je očitna krhkost spremenjene narave, sta spoznani tudi ogroženost in ranljivost zdravja ljudi

Okoljska politika

• Varovanje zdravja je prvo pravilo sonaravnega ravnanja, ker pa so številne bolezni nastale v onesnaženem ali ogroženem okolju, je tudi varovanje narave del zdravstvene politike

• Temeljno načelo varovanja okolja je usklajevanje vseh dejavnosti na sonaravnih in prihodnost obrnjenih osnovah

Okoljska politika

• Gospodariti je treba po načelih okoljske varnosti in ekonomske učinkovitosti

• Okoljska politika poleg kazalcev fizičnih omejitev za pojave uporablja tudi ekonomske instrumente, ki delujejo spodbujevalno za sonaravne dejavnosti in jih usmerjajo k razvojnim ciljem

Mednarodne razsežnosti varstva okolja

• Naravni pojavi se širijo po naravnih zakonitostih in značilnosti pokrajine ter ne poznajo občinskih, regijskih ter državnih meja

• Razumljivo je zato, da prihaja do mednarodnega sodelovanja in skupnih ukrepov za varovanje okolja

• Slovenija prevzema pravni red Eu na področju varstva okolja


•Evropska okoljska agencija je 1995 pripravila poročilo o stanju okolja v Evropi z naslovom:

EUROPE’S ENVIRONMENT

The Dobříš Assessment,

ki obravnava vse vidike stanja okolja v Evropi in opozarja na nevarnosti, ki ogrožajo to okolje


• Na konferenci v Arhusu na Danskem je bilo izdano dopolnilo k prejšnjem poročilu, ki je postreglo s še novejšimi podatki– Obravnava gre na sledeč način:

• Kakšno je stanje okolja v Evropi

• Kaj povzroča, da je stanje takšno

• Kaj so vzroki / izvori teh pritiskov

• Kateri glavni evropski okoljski problemi se lahko identificirajo in kaj se dela, da bi se jih obvladalo

Človek in geološki čas4600 miljonov let v enem letu

• 25. februar najstarejše kamenine

• 29.oktober prvi večcelični organizmi

• začetek novembra rasti začnejo prve rastline

• 30. november sedanja sestava atmosfere je skoraj dosežena

• Sredina decembra se pojavijo prvi sesalci

• 29. decembra se pojavijo prvi primati

• 31. decembra ob 18 uri se pojavi prvi človek

• ena in polminute do polnoči so bile poslikane jame v Lescauxu

• industrijska revolucija je stara le dve sekundi

Definicije in pojmi

• Ekologija je veda, ki proučuje odnos med živim svetom in okoljem

• Varstvo okolja razumemo kot postopke, metode in tehnike za ohranitev vrednot okolja– to je tehnično področje, ki temelji na:

• znanju

• predpisih

• ekonomiki

Pojmi in definicije

• Glavni sektorji, ki jih zadeva varstvo okolja so– proizvodnja– energetika– transport– kmetijstvo, gozdarstvo in ribištvo– urbanizacija idr.

Pojmi in definicije

• Higiena okolja

• Varstvo narave

• Biotop

• Biocenoza

• Biosistem

• Biomasa

• Biosfera

Pojmi in definicije

• Ekološka niša

• Ekosistem

• Okoljska etika

• Okolje

• Habitat

• Narava

• Naravne prvine

Pojmi in definicije

• Naravni dejavniki

• Naravne dobrine

• Naravno javno dobro

• Naravni viri

• Naravne vrednote

• Poseg v okolje

• Nedopusten poseg

Pojmi in definicije

• Obremenitve okolja

• Dopustna obremenitev

• Čezmerna obremenitev

• Celotna obremenitev

• Opozorilna vrednost

• Kritična obremenitev

• Onesnaženje okolja

Pojmi in definicije

• Tveganje za okolje

• Nevarnost za okolje

• Poškodba okolja

• Povzročitelj obremenitve

• Zloraba okolja

• Zavarovano bogastvo

• Odpadek

Pojmi in definicije

• Nevarni odpadki

• Komunalni odpadki

Značilnosti nekaterih ekosistemov

• Naravni ekosistem med 103 do 104 MJ/m2leto• Umetni ekosistem okrog 104 MJ/m2leto• Urbani ekosistem okrog 105 MJ/m2leto• Industrijski ekosistem do 108 MJ/m2leto

Obstoj temelji na treh tokovih:• dotoku energije od zunaj• energetskem toku za rast biomase in življenjske procese• snovnem (prehranjevalnem) toku in spremembah snovi za

prenos energije

Antropogeni vplivi na okolje

• Odkar so ljudje začeli sistematično izkoriščati njihovo okolje je bilo prizadeto naravno ravnovesje kontinetalnih ekosistemov (to se je začelo že v praskupnosti, ko so plemena redno zapuščala svoja taborišča zaradi kopičenja odpadkov v okolici)

• Že Platon je pred 2400 leti ugotovil, da je okolje degradirano, da to kar ostane je kot skelet bolnega moža, vsa dobra zemlja je odnešena in ostal je le zemeljski skelet

Antropogeni vplivi na okolje

• Človeške aktivnosti vplivajo na glavne zemeljske cikle– Ogljikov cikel – Dušikov cikel – Fosforjev cikel– Žveplov cikel

Trajnostni razvoj pogoj za obstanek

• Nosilna sposobnost

• “najštevilčnejša populacija, ki lahko obstane neskončno časa v danem habitatu ne da bi poškodovala produktivnost ekosistema od karterega je ta populacija odvisna”

• Medsebojni vpliv potreb in zagotovitev naravnih virov po vseh svetovnih regijah je prav tako pomembna za analizo trajnosti človeških aktivnosti.

Koncepti varstva okolja

• Trajnostni razvoj, ki zadovolji potrebe sedanjosti ne da bi preprečil naslednjim generacijam, da bi tudi zadovoljile svoje potrebe

• Princip previdnosti: ki v najširšem smislu zahteva, da če aktivnost ali substanca nosi pomembno tveganje za okolje se ne sme izvajati ali uporabljati ali se lahko uporablja na najmanjši možni meri in ob uporabi največjega možnega šetvila varnostnih ukrepov

Koncepti varstva okolja• Princip da mora onesnaževalec plačati: ki pravi, da

morajo onesnaževalci nositi polne stroške za ukrepe za znižanje onesnaženja za katere so se odločili javni organi, da bi zagotovili, da ostane okolje v sprejemljivem stanju

• Princip deljene odgovornosti: ta princip vključuje ne toliko akcije na določeni administrativni ravni z izklučitvijo ostalih, ampak združevanje akterjev in instrumentov na različnih nivojih, dejavnostih in na koncu tudi javnosti


• Ocenjevanje vpliva na okolje (Environmental Impact Assessment): potrebna predhodna praksa ocenjevanja tveganj, ki jih predstavlja določen projekt za okolje preden se odobri njegova realizacija

• Najboljša možna tehnologija (Best Available Technology): označuje najnovejše tehnologije pri razvoju aktivnosti, ki minimizirajo izpuste v okolje.


• Okoljski standard kvalitete (Environmental Quality Standard): postavlja zahteve, ki morajo biti izpolnjene v določenem času v okolju ali njegovem delu kot to zahteva zakonodaja

• Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC): da zagotovi ukrepe in navodila za preprečitev ali minimiziranje emisij iz industrijskih instalacij, da bi zagotovili visoko stopnjo varovanja okolja kot celote.

Populacija, produkcija in potrošnja

• Rast prebivalstva– Svet – Evropa

• Migracije• Urbanizacija• Rodnost• Pričakovana življenjska doba• Bivalni standardi

Rast populacij

• Faza linearne rasti– N=No+kt

• Faza eksponencialne rasti– N=No.e.t t 1/2=ln2/

• Faza kapacitete rasti– N=K(1-e-(/K).t)

Produkcija in poraba

• Vzorci

• Procesi in tehnologije

• Okoljski vplivi– Analiza življenskega cikla– Strateška okoljska analiza

Zahteve po prehranjevanju ljudi

• Poljedelstvo• osončenje, temperatura, kakovost zemljišč, vlaga

• Živinoreja• Potrebuje visoko hranilno hrano, nevarnost

epidemij, antibiotiki, hormoni

• Monokulture• şo občutljive, nega s kemičnimi sredstvi

• Zatiranje škodljivcev

Zahteve po prehranjevanju ljudi

• Zatiranje škodljivcev– Pesticidi - fito farmacevtska sredstva

• herbicidi za zatiranje plevelov

• fungicidi proti plesnim

• insekticidi proti insektom

• nemacidi proti strunam

• akaricidi proti pajkom

• moluskicidi proti polžem

• rodenticidi proti glodalcem

Povezava: proizvodnja in okolje

• Vložek v proizvodnjo• energija

• surovina

• pridobivanje energije in surovin

• porabe vode

• delovne sile

• pomožnih sredstev

• znanj itd.


• Primernost dejavnosti za delavca, zdravje in okolje• delovno okolje

• emisije v zrak

• emisije v vodo

• trdni, tekoči in pastozni ostanki

• nevarni in škodljivi ostanki

• hrup


• Vpliv transporta proizvoda do potrošnika• poraba energije

• poraba prostora

• obremenitev infrastrukture

• delo


• Vpliv in prijaznost proizvoda med uporabo• energija

• sredstva za vzdrževanje

• znanje

• emisije (zrak, voda, hrup)

• poškodbe in škode zaradi dejavnosti


• Končana raba proizvoda• odpadek

– navadni ali posebni

• sekundarna surovina

Upravljanje z varstvom

• Upravljanje z varnostjo pri delu

• Upravljanje z varstvom okolja

Temeljna načela varstva okolja

• Načelo celovitosti

• Načelo sodelovanja

• Načelo preventive

• Načelo odgovornosti povzročitelja obremenitve

• Načelo plačila za obremenjevanje

• Načelo obveznega zavarovanja

Temeljna načela varstva okolja

• Načelo obveznega subsidiarnega ukrepanja

• Načelo spodbujanja

• Načelo javnosti

• Načelo varstva pravic

Cilji varstva okolja

• Temeljni cilji• trajno ohranjanje vitalnosti narave

• ohranjanje raznovrstnosti in kakovosti naravnih dobrin

• ohranjanje in obnavljanje pestrosti krajine in naravnih vrednot

• zmanjševanje porabe naravnih virov, snovi in energije


• Operativni cilji • postopen prehod na uporabo obnovljiviih virov

• preprečevanje nevarnosti ter zmanjšanje obremenitev za okolje

• oodprava poškodb okolja ter ponovna zagotovitev njegovih regeneracijskih sposobnosti


• Posebni cilji • spremembe v proizvodnji in vzorcih porabe, ki

pripomorejo k minimizaciji porabe naravnih virov in ustvarjanja odpadkov

• razvoj in uporaba takih tehnologij, ki zmanjšujejo in odpravljajo obremenjevanje okolja

• uporaba neškodljivih in razgradljivih kemikalij ter snovi, ki se ne kopičijo v živih organizmih

Vrste posegov v okolje

• Vrste posegov v okolje, za katere je presoja vplivov na okolje vedno obvezna

• Vrste posegov v okolje, za katere je presoja vplivov na okolje obvezna, kadar dosegajo ali presegajo določen obseg posega


• Vrste posegov v prostor, za katere je presoja vplivov na okolje obvezna , če se nameravajo izvesti na območju narodnega parka ali naravnega rezervata ali na območju, zavarovanem po predpisih o varstvu okolja ali varstvu naravnih virov


• Vrste posegov v prostor na območju nad gozdno mejo, za katere je presoja vplivov na okolje obvezna

• Obveznost presoje vplivov na okolje v drugih primerih

• Dograditev, rekostrukcija ali razširitev objekta

• Diskrecijska pravica za določitev obveznosti presojeo vplivih na okolje v drugih primerih

Poročilo o vplivih na okolje• Celovito poročilo o vplivih na okolje

• Opis dejanskega stanja• Opis značilnosti nameravanega posega• Opis in ocena pričakovanih vplivov na okolje• Vrednotenje vplivov posega na okolje in sprejemljivosti obremenitev in

sprememb okolja • Ovrednotenje morebitnega tveganja ekološke nesreče • Presoja vplivov na sosednje države• Opis območja in navedba oseb ob posebnih ukrepih in odškodnini za

nevarnost ali razvrednotenje okolja• Sklepni del poročila• Sklepna ocena sprejemljivosti

Opis dejanskega stanja

• Vsebuje podatke o značilnosti lokacije posega

• Vsebuje podatke o stanju in obremenjenosti okolja in njegovih sestavin pred posegom, skupaj z rezultati meritev

Opis značilnosti nameravanega posega

• Namembnost posega, njegovi velikosti, obsegu ali zmogljivosti

• Načinu uporabe ali obratovanja in predvidenem trajanju oziroma obstoju posega

• O njegovih gradbenih in prostorskih, tehničnih in tehnoloških, okoljskih ter drugih značilnostih, ki so pomembne za določitev vplivov na okolje

Opis in ocena pričakovanih vplivov na okolje

• Obravnavati je potrebno vplive posega na okolje kot celoto in na njegove posamezne sestavine

• Vplive je potrebno obravnavati v času pripravljalnih del, v času uporabe, v času odstranitve in po njej

• Oceniti je potrebno potrebo po morebitnih posebnih ukrepih po prenehanju uporabe

Vrednotenje vplivov posega na okolje in

sprejemljivosti obremenitev in sprememb okolja

• Vpliv se vrednoti s pomočjo vrednostne lestvice– 0 ni vpliva– 1 vpliv je neznaten– 2 vpliv je zmeren– 3 vpliv je hud– 4 vpliv je zelo hud – 5 vpliv je nedopusten

Ovrednotenje morebitnega tveganja ekološke nesreče

• V poročilu je potrebno opisati:• vrste, količine in lastnosti nevarnih snovi in predvideno

ravnanje oziroma okoljevarstvene ukrepe med njihovo proizvodnjo, uporabo, skladiščenjem prevozom ali odstranitvijo,

• možne in predvidene ukrepe za zmanjšanje tveganja ekološke nesreče,

• scenarij ekološke nesreče, ki bi se zgodila, skupaj z navedbo verjetnosti, površino prizadetega območja in posledic za ljudi in okolje

• potrebne intervencijske ukrepe za zmanjšanje ali preprečitev posledic ekološke nesreče

Opis območja in navedba oseb ob posebnih ukrepih in odškodnini za nevarnost ali

razvrednotenje okolja• Potrebno je definirati območje na katerem je

potrebno dajati prebivalstvu posebna navodila, opozorila in priporočila ali druge posebne ukrepe

• Opis območja zajema elemente, ki so pomembni z vidika zmanjšane uporabne vrednosti nepremičnin, zmanjšane kakovosti bivalnega okolja ali zmanjšane vrednosti nepremičnin

Sklepni del poročila• Navedejo se viri podatkov in informacij, ki so bila

uporabljena v poročilu, in oceni njihova razpoložljivost, kakovost, časovna ažurnost in popolnost

• Opozoriti je potrebno na morebitne pomanjkljivosti poročila

• Če izdelovalec meni, da značilnosti posega niso celovito določene glede na pričakovane vplive na okolje, mora toi v sklepnem delu poročila navesti

Sklepna ocena sprejemljivosti

• Sklepna ocena vsebuje• Oceno učinkovitosti načrtovanih okoljevarstvenih ukrepov

• Oceno njihove izbire glede na znane preizkušene ter dostopne alternativne možnosti

• Vsklepnem delu se navedejo tudi dodatni predlogi ali zahteve za zmanjšanje ali omilitev negativnih vplivov posega ter predlogi za spremljanje stanja po uresničitvi posega

Pooblaščenci za izdelavo poročila o vplivih na okolje

• So bili izbrani na javnem razpisu Ministrstva za okolje in prostor

Literatura

• Zakon o varstvu okolja

• Varstvo okolja in upravni postopki

Energetski in snovni tokovi kot pogoj za življenje

• Energijsko je Zemlja odprt sistem

• Masno pa je zaključen sistem

• Rastline lahko neposredno koristijo sončno energijo s fotosintezo in “uskladiščijo” kot energijsko zalogo v nastali organski snovi

Proces tvorbe organske snovi

6 CO2 + 6 H2O + h = C6H12O6 +6O2

Za 1 mol glukoze (180 g) je potrebno 2880 kJ

tvorbene energije, ki se pri razgradnji spet sprosti.

Organizmi• Producenti proizvajajo organsko snov s pomočjo

sončne energije. Energijski izkoristek je slab okoli 0.06 %. Pri dani solarni konstanti zahteva proizvodnja hrane določeno površino.

• Konzumenti - herbivori in karnivori

• Destruenti ali saprofiti predelajo nazaj v anorganske sestavine in tako biomaso mineralizirajo.

• Tako je zaključen tok snovi. Pravimo, da gre za prehrambeno verigo

Izkoristek energije za tvorbo biomase

Vsak naslednik v prehrambeni verigi lahko izkoristi le 1/10 biomase predhodnika

Iz 8t žita se vzredi 800 kg kokoši in enega človeka z 80 kg.

Ali

iz 8 t žita 10 ljudi s po 80 kg

Prehrambene verige so zaradi slabega izkoristka kratke

Zmožnost prilagajanja• Združba producentov s sodelovanjem destruentov

je zmožna na določenem področju za samostojen razvoj, ki trajno ohranja biotop v ravnotežju

• Če se okolje spremeni se je biotop sposoben, zaradi pestrosti vrst in genskega bogastva, optimalno prilagoditi in ustvariti novo ravnotežje, če spremembe niso prevelike

• Če je sprememba prevelika govorimo o neobrnljivi, katastrofalni spremembi

Človekove potrebe po energiji

• Za življenje kot hrano• Za gospodarsko rast ter vzdrževanje in večanje

udobja (standarda)• Objektivni problemi, ki jih povzroča

nespremenljiva danost pri rabi in izkoriščanju energentov na zemlji so:– omejenost prostora za proizvodnjo

– omejenost zalog fosilnih goriv

– neenakomerna porazdelitev zalog energentov

Primerjava energentovVrsta goriva Enot SKE

1 t črnega premoga 1.014

1 t rjavega premoga 0.281

1 t nafte 1.452

1 m3 zemeljskega plina 1.032

1 kg naravnega urana 20

•SKE je enota energije črnega premoga ustreza 8130 kWh

Svetovne zaloge neobnovljivih virov

Energent Zaloga* 109 SKE

Nafta 140

Zemeljski plin 120

Premog 545

Uran 170

Skupaj 975

Energija kot pogoj preživetja

• Največji regulator dejavnosti človeštva je pohlep zaradi katerega izkorišča najbolj cenene čeprav neobnovljive vire energije

• Pomanjkanje vodi k višjim cenam surovin, zato je pogoj in možnost preživetja gospodarstev:

Varčevanje kot najučinkovitejši vir, tudi energije, kot tudi vseh drugih naravnih dobrin

Viri energije• Varčevanje

• Klasični viri (fosilna in obnovljiva goriva, tekoče vode)

• Alternativni viri (veter, sončni kolektorji, fotovoltaika, geotermalna energija, bibavica itd.)Brez spremembe mišljenja in odnosa do energije je varstvo okolja le kozmetični popravek !

Sprememba miselnosti glede rabe energije

• Varčevanje je najbolj žlahten vir energije

• Uporaba novih manj energetsko požrešnih tehnologij

• Nekdaj so razvitost merili s porabo in rastjo porabe energije, danes pa gledamo porabo energije na enoto proizvoda in na enoto družbenega proizvoda

Možnosti za znižanje porabe energije v gospodinjstvu

Porabnik Prihranek(%)

Pralni stroj 15

Pomivalni stroj 27

Kuhalnik 14

Hladilnik 24

Avto 21

Energija in prehranjevanje

• Pri modernem poljedelstvu so potrebni naslednji dodatni viri energije

– gorivo in maziva za poljedelske stroje

– elektrika za hlajenje in pogon strojev

– ogrevanje prostorov na olje

– pridobivanje in uporaba umetnih gnojil

– pridobivanje in uporaba fito farmacevtskih sredstev (FFS)

– energija za transport proizvodov na tržišče

– množična reja živali

– vzdrževanje monokultur


Zastopanostenergije %

1880 1935 1980

Ročno delo,živali

90 80 5

Hrana 5 5

Mineralnagnojila

1.3 1.5}40

Olje elektrika - - 50

Povečanje pridelka od pionirskih časov je za okoli štirikrat: od 2t/ha na > 5t/ha


• Na kravo je potrebno okoli 600 kWh/leto energije

• Za trisobno stanovanje pa je potrebno okoli 1200 kWh/leto


Vrsta gnojila Povečanje porabe od1880 za mnogokratnik

Dušična gnojila 180 - krat

Kalijeva gnojila 120 - krat

Fosforna gnojila 40 - krat

Primerjave porabe energije

• Za 1 kg mesa je potrebno investirati energijo 14 t črnega premoga

• v 1 list solate je investirana 10 krat večja energija, kot jo dobimo iz tega lista

• v razvitem svetu zahteva 1 J na krožniku 10 J primarne energije

• na Kitajskem za 1 vložen J dobijo v rižu 20-40 J

Stanje v EU

• Je življensko odvisna od uvoza krmil in energije

• zaradi socialnega miru in blagostanja vlaga velika sredstva za subvencioniranje hiperprodukcije agrarij in mleka ob ogromni porabi energije in na račun davkoplačevalcev

Posledice množične in nepravilne uporabe gnojil

• Nitrifikacija vode

• evtrofičnost površinskih vod

• pospešeno rast plevela zaradi gnojenja, kar zahteva večjo uporabo FFS

• škodljivost FFS (kancerogenost, vplivi na dednost itd.)

• širjenje novih vrst, ki so odporne na FFS

Koncentriranje pesticidov v prehranjevalni verigi

(ppb)• Materino mleko 10 - 104

• govedo, mlečna maščoba 1 - 103

• živinska krma 10 - 102

• okolje 10-2 - 10-4

Gospodarjenje s primarnimi viri energije

• Električna energija

• Promet

• Fosilna goriva

• Jedrska energija

• Obnovljivi viri energije

Sestava in lastnosti ozračja

• Sestava atmosfere (vrsta in koncentracija plinov)

• fizikalne lastnosti atmosfere (temperatura, vlažnost, tlak, gostota, prosojnost itd.)

• dogajanja v ozračju (transportni pojavi in mešanje - turbulenca)

• množina zraka (masa, višina atmosfere itd.)

Lastnosti atmosfere

• Normalni tlak na morski gladini je 1,0131 hPa

• Gostota pri normalnih pogojih je pri tleh je 1,225 kg/m3 (15oC, 1013,25 hPa)

• Molska masa je 28,96 kg/kmol

• Temperatura pada in sicer 8 oC na 1000 m višje nastanejo značilnio obrati poteka temperature

• Višine za katere so ti obrati značilni imenujemo “pavze”

Značilnosti atmosfere

• V troposferi je okrog 2/3 celotne mase ozračja in se dogajajo praktično vse vremenske spremembe

• Planetarna plast poteka na meji oblakov

Zgodovinski razvoj atmosfere• Najprej atmosfera iz CO2 in žveplovi plini

• Pred tremi miljardami let se pojavijo alge v morjih, ki sintetizirajo s pomočjo sončne svetlobe vode in CO2 organske snovi in kisik, ki se veže z železom v železove okside

• Pred dvema miljardama nastanejo sedimentni skladi, ki nastanejo iz železovih oksidov in kalcijevim karbonatom. Vse železo v morjih je oksidiralo do pred 1,8 miljarde

Zgodovinski razvoj atmosfere

• V višjih plasteh nastaja ozon zaradi UV žarkov

• Maso zraka izračunamo iz enačbe:

p=m.g/S

Velikost površine zemlje S=4r2

m=5,2.1018 kg

Emisije• Emisija je prehajanje škodljive snovi

(polutanta) iz vira onesnaževanja v atmosfero

• Je pojem za onesnaževanje zraka

• Merimo jo kot maso škodljive snovi m v časovni enoti, ki vstopa iz vira onesnaževanja v ozračje

• Merimo jo navadno v enoti kg/h

Imisija

• Imisija je mera za onesnaženost zraka

• Ena od mer za imisijo je koncentracija škodljive snovi

• Pri plinih in parah uporabljamo volumsko koncentracijo (ml/m3 ali ppm)

• Za trdne snovi masno koncentracijo (mg/m3 ali g/m3)

Predpisane koncentracije

• Uredba o mejnih, opozorilnih in kritičnih imisijskih vrednostih snovi v zraku

Ur. l. RS Št.73/94– Mejna imisijska vrednost– Opozorilna imisijska vrednost– Kritična imisijska vrednost

Mejna imisijska vrednost

• Je koncentracija posamezne snovi v zraku, pri kateri so, po dosedanjih spoznanjih, učinki vplivov na zdravje ali počutje ljudi ter vplivov na okolje določeni kot sprejemljivo tveganje.

Opozorilna imisijska vrednost

• Je koncentracija snovi v zraku, pri kateri se prične s priporočili ter z opozarjanjem prebivalstva in povzročitelja obremenitve preventivno varovati zdravje ljudi pred škodljivimi vplivi onesnaženega zraka

Kritična imisijska vrednost

• Je koncentracija snovi v zraku, ki po dosedanjih spoznanjih že vpliva škodljivo na zdravje ali počutje ljudi, zato se ob njenem doseganju izvajajo izredni ukrepi

Škodljive snovi, ki jih v ozračje prispeva človek

• SO2, NOx, (CH)x, HCH, CFC

• CO, CO2

• O3

• Pb

• Prah

• Dim

• Organske škodljive snovi

SO2

• Povzroča kisli dež

• Draži dihala

• Poškoduje ciliarni sistem v bronhialni sluznici in s tem zmanjša zmožnost gornjih dihal za varovanje pred vnosom prahu v pluča

• Pod njegovim vplivom otečejo sluznice dihal in glasilke (Kruppov sindrom)

• Letno emisijo ocenjujejo na 400 MIO ton

NOx

• NO in NO2 agresivno delujeta na dihala

• Povzročajo pljučni edem (nabiranje vode v pljučih

• Prispevajo k tvorbi ozona pri tleh

• Sodelujejo pri nastanku poletnega smoga

• Nastajajo pri gorenju pri visokih temperaturah nad 900 oC, motorji z notranjim izgorevanjem

• Letno emisijo ocenjujejo na 160 MIO ton

(CH)x Ogljikovodiki

• Nekateri dražijo nos, dihala, oči in tvorijo ob prisotnosti dušikovih oksidov in ozona poletni smog

• Izhajajo kot neizgorele sestavine pri gorenju naftnih derivatov, iz motorjev z notranjim izgorevanjem, pri izhlapevanju topil, čistil in bencina

• Značilna koncentracija v urbanem okolju je 2 ml/m3

CO

• Je strupen in ima tristokrat večjo afiniteto za vezavo s hemoglobinom kot kisik

• Koncentracija 0.3 vol % povzroči smrt človeka v pol ure

• Pri večjih koncentracijah je eksploziven

• Letna emisija je ocenjena na 3400 MIO ton in značilna koncentracija je 4 ml/m3

CO2

• Je dušljivec, ni strupen ampak znižuje za življenje potrebno koncentracijo kisika

• Pri fotosintezi z vodo sodeluje pri tvorbi organskih ogljikovodikov

• Z vodo tvori šibko ogljikovo kislino H2CO3

• Je eden od najpomembnejših toplogrednih plinov

• Letna emisija je 840 milijard ton in koncentracija okrog 0.032 vol.%

O3 ozon

• Draži dihalne poti in je zelo strupen

• Po rakotvornosti uvrščen v razred IIIB: snovi z utemeljenim sumom na rakotvornost

• Če ga zavohamo je že prekoračena MDK (MDK= 0.2 mg/m3)

• V stratosferi varuje zemljo pred UV sevanjem

• V stratosferi nastaja z oksidacijo O2 pod vplivom UV žarkov

CO2 taksa

• Taksa se plačuje zaradi uporabe goriv in organskih snovi

• Izračunana je na emisiji 1 kg CO2

• Enota obremenitve (EO) je 1 kg CO2

• Takse ni na biomaso in bioplin

• Pogoj: uporaba goriva, sežig goriva in izpust CO2 v zrak

Oprostitev CO2 takse

• Raba goriv v industriji

• Proizvodnja elektrike

• Ukrepi racionalne rabe

• Osnova za oprostitev je referenčno leto izbrano med leti 1986 in 1999

Spreminjanje tlaka z višino

dp= - gdz

iz plinske enačbe je =pM/RT

damo v zgornjo enačbo

dp= - (gM/RT)pdz

p=po.e -(gM/RT)Z=po e-kz

kjer je k pri normalnih pogojih 1, 17 .10-4m-1

Kroženje ogljika v naravi• Polovica ogljika v obtoku se veže v biomasi• 6.1010 kg se veže v sedimentih • V zemlji vezano 70.1018 • Na leto se raztopi in zopet vstopi v atmosfero 200 .1012

• Atmosfera ima okoli 0.035 vol % ali 0.052 ut % CO2 2.8 1015 kg CO2 ali 7.5 1014 kg C

• letno sproščanje 2.2 1014 kg• Življenjska doba t ogljika v atmosferi je t =7.5 /2.2=3.4 let

Problem tople grede• Energijski tok sonca na Zemljo je 1.378 kW/m2 to je

solarna konstanta

• Od tega energijskega toka se ga 70 % absorbira na Zemlji 30 % pa reflektira nazaj v vesolje

• Od reflektirane svetlobe se jo 6 % siplje v atmosferi 20 % reflektirajo oblaki in 4 % zemeljska površina

• S tem sevanjem je vzpostavljeno toplotno ravnotežje

Problem tople grede

•Wienov zakon -

temperatura zemeljskega površja je okrog 15 oC (288 K)

izračunamo pri kateri valovni dolžini je intenziteta sevanja največja

max=2.898.10-3 Km/285K= 1.02.10-5=10.2m

Posamezni viri onesnaževanja• Promet• Izgoravnje motornega bencina, ki je zmes

različnih ogljikovodikov• Utežno razmerje med ogljiokom in vodikom

je okoli 85 ut % ogljika in 15 ut % vodika • Ustrezno molsko razmerje je

15 ut % / 1kg/kmol/85 ut % /12 kg/kmol=2.12

zato rečemo da je “brutto” formula CnH 2,12n

Izgorevanje bencina

2nCH 2,12+ 3,06 nO2= 2nCO2 + 2,12nH20

za gorenje dveh molov bencina porabimo 3.06 mola bencina ali za 28,2 kg bencina porabimo 97,9 kg kisika ali 3,47 krat več

Z gorenjem 1 kg bencina nastane 3,14 kg CO2

Avtomobilski katalizator

• Katalizator zmanjša emisijo nevarnih snovi za 90 % za desetkrat

• Delovati mora v ozkem področju razmerja med kisikom in gorivom “ozko okno “

je molsko razmerje med zrakom in gorivom pri idealnem stehiometričnem razmerju je = 1

Dinamični procesi v atmosferi

• Inverzija

• horizontalni transport

• kemijski in fotokemijski procesi

• procesi v stratosferi (ozonska plast)

Inverzijska meja in transport škodljivih snovi v atmosferi

• Navadno temperatura z višino pada

• Včasih začne temperatura z višino rasti

• Nastane temperaturna inverzija, ki jo pogosto spremlja megla

• Ponoči je inverzijska plast nižja kot podnevi, nastaja pa zaradi izmenjave toplote med površino Zemlje in zrakom nad njo

Kemijske spremembe v atmosferi

• Iz organskih snovi nastajajo aldehidi, nitrati in peroksi spojine

• iz anorganskih snovi nastaja iz kisika ozon, iz žveplovega oksida žveplasta in žveplena kislina, iz dušika in dušikovih spojih dušikovi oksidi, iz dušikovih oksidov dušikova kislina idr. Radikali kot so OH-, NO3

- idr.

Smog

•Zimski (londonski smog)

nastane pozimi zaradi povečane koncentracije žveplovega dioksida ob prisotnosti vlage in dima kot katalizatorja. Gre predvsem za katalitično oksidacijo žveplovega oksida v žvepleno kislino

Smog•Poletni (los angeleški smog)

zaradi onesnaženja z izpušnimi plini iz avtomobilov pod vplivom sončne svetlobe. Najprej nastaja ozon, ta nadalje oksidira dušikov dioksid ob prisotnosti vlage v dušikovo kislino. Nadalje se tvorijo z ozonom iz ogljikovodikov kemijsko reaktivni radikali organskih spojin ter nastajajo spojine kot so peroksiacetilnitrat (PAN) in polimerizati

Izločanje škodljivih snovi iz zraka

• Prah se izloča z usedanjem• Plini in pare pa se izločajo iz zraka na več načinov

– z usedanjem plinov in par, ki se adsorbirajo na površini prahu in usedajo kot usedline skupaj s prahom

– z izpiranjem iz zraka z dežjem– z adsorbcijo na različnih površinah– kemijskimi spremembami v drugo snov

Transport škodljivih snovi v atmosferi

• Raznašanje škodljivih snovi od mesta nastanka (emisije) do mesta opazovanja (imisije), ki je odvisno od meteoroloških prilik, zlasti stabilnosti atmosfere (mešanja oz. Turbulentnosti) in od hitrosti vetra

• Različni modeli širjenja– Gaussov model

– model za tople vire

– model za hladne vire

Gaussov model širjenja

ez

hoz

z

hoz

y

y

hzyxc eem

zy

22

)( 2

22

)(22.

2.

3600),,(

22.6

10

• C(x,y,z) iskana koncentracija na mestu x,y,z izražena v mg

• x,y,z so koordinate mesta iskane koncentracije v m x je v smeri vetra

• m emisijski tok škodljive snovi v [kg/h]

• ho je efektivna višina izstopa škodljive snovi v m

je hitrost vetra na efektivni višini [m/s]

yz sta horizontalni in vertikalni parameter širjenja

Model za tople vire

• c(z=O)[mg/m3]=6.38.106 m/h(159d+H)

• m emisija škodljive snovi (kg/s)

• h efektivna višina dimnika (m) hitrost vetra na efektivni višini (m/s)

• d premer dimnika (m)

• H emisija toplote relativno na temperaturo zraka (kJ/s)

Model za hladne vire

• C (z=O)[mg/m3]= 2,35.105 m/ h2

Ozonska plast

O2 +UV-----> 2O

O2 +O ------->O3

Freoni uničujejo ozonsko plast

En mol klora razgradi deset tisoč molov ozona

Metode in tehnike za zmanjševanje emisij škodljivih snovi v zrak

• Odstranjevanje trdnih delcev– težnost (usedanje)– vztrajnost delcev prahu (cikloni, filtri)– izpiranje iz zraka– elektrostatska sila

Metode in tehnike za zmanjševanje emisij škodljivih snovi v zrak

• Težnost - cev preko katere teče odpadni zrak se razširi v široko usedalno komoro

• Vztrajnost - ciklon je naprava v katero vstopa onesnaženi zrak tangencialno na obodu pokončnega valja

• Filtriranje

• Pri dimnih plinih uporabljajo elektro filtre

Izločanje plinov in par

• Kondenzacija

• Absorpcija

• Kemijske spremembe

• Adsorpcija

• Oksidacija

Kondenzacija

• Uporabna pri vročem onesnaženem zraku

• kondenzacija vodne pare ali za primesi z visokim vreliščem

Absorpcija

• Lahko je fizikalna – absorbent se v absorberju ne spremeni

absorbcija metanola v vodi

• Kemijska– absorbent se pri absorbciji v absorberju

kemijsko spremeni - v vodni raztopini vodikovega peroksida tvori absorbirani žveplov dioksid žveplovo kislino

• Absorpcija je praviloma eksotermna

Adsorpcija

• Adsorpcija je pojav, pri katerem se snov (plinska ali tekoča faza) adsorbira na površini adsorberja

• Najpagostejši adsorberji so• aktivno oglje

• aktivni koks

• aktivna zemlja

• zeoliti

Oksidacija

• Nekatere snovi se z oksidacijo spremenijo v manj škodljive

• preostale ogljikovodike v odpadnih plinih pri predelavi nafte sežigajo v znanih baklah

• Oksidacija škodljivih snovi lahko poteka katalitično pri nižjih temperaturah v avtomobilskem katalizatorju

Meritve emisij

Merijo se naslednje snovi v zrakuSO2, PAH

NO2, Cd

fini prah - črnina As

prah - sediment Ni

Pb Hg

O3

benzen

CO

EmisijaNormiranje in polurne povprečne vrednosti

Emisija vira onesnaževanja se nanaša na odpadne pline, ki niso razredčeni bolj kot je to tehnično in obratovalno neizogibno. Izmerjene koncentracije se običajno preračunajo po enačbi:

IMM

NIN E

O

OE ,

2

2, 21

21

ENI Koncentracija pri predpisani računski vsebnosti kisika mg/m3

EMI Izmerjena koncentracija snovi pri normnih pogojih v (suhih) odpadnih plinih

O2N Računska vsebnost kisika v vol. %

O2M Izmerjena vsebnost kisika v (suhih) odpadnih plinih v vol. %

Preračuni emisijPrimeri izračuna koncentracij: 1 mg/m3 = 1 ppm * CO [mg/m3]=CO [ppm] *1,250

NO [mg/m3]=NO [ppm]* 1,340

NO2 [mg/m3]=NO2 [ppm]* 2,054

NOx [mg/m3]= NO[ppm] + NO2 [ppm]

Kakovostni razredi vode

I. razred Naravna ali po dezinfekciji je voda pitna, primerna je zagojitev plemenitih vrst rib ter za industrijo

II. razred Voda je primerna za kopanje, rekreacijo, za gojitev manjkakovostnih rib, po predhodni obdelavi (filtriranje,koagulacija, dezinfekcija) je primerna za pitje

III. razred Voda je uporabna za namakanje, po predhodni obdelavi zaindustrijo, razen v živilstvu

IV. razred Vode ni moč uporabljati ali mrtve vode (Ljubljanica,Rižana, Sotla)

Trdota vode• Kalcijeva trdota

• Magnezijeva trdota

• Celotna trdota je vsota kalcijeve in magnezijeve trdote

• Karbonatna ali temporarna trdota

• Nekarbonatna ali permanentna trdota

• Merimo v stopinjah - 1 stopinja je 10 mg CaO v 1 l vode

Trdota vode

1 Mehka < 1,3 mmol/l CaO

2 Srednja 1,3 - 2,5

3 Trda 2,5 - 3,8

4 Zelo trda > 3,8

Priprava pitne vode

• Mineralno onesnaženje– usedanje– kosmičenje– filtriranje– prezračevanje

Priprava pitne vode

• Organsko onesnaženje– filtri z aktivnim ogljem

– zemeljski filtri

– biološka razgradnja

• Kužne snovi– vpihovanje klora

– dodajanje klorovega apna ali natrijevega hipoklorita

– vpihovanje ozona

– obsevanje z ultravijoličnimi žarki

Priprava industrijske vode

• Mehčanje vode– z dodatki

• pri trdih vodah Na2CO3

• pri mehkejših vodah Na3PO4

– demineralizacija• ionski izmenjevalci - se regenerirajo s kislino ali

lugom

Samočistilna zmožnost voda v naravi

• Nebiološko– fizikalno– kemično

• Biološko

Popolno ali nepopolno

Odpadne vode

• Onesnažene s hranljivimi snovmi

• Škodljivimi snovmi

• Neraztopljenimi snovmi

• Razkrojni produkti

• Toploto

• Komunalne čistilne naprave

• Industrijske čistilne naprave

Tehnike čiščenja voda

• Fizikalno• grobo čiščenje - grablje

• fino čiščenje - usedalni bazeni in lovilniki maščob

• sredstva za kosmičenje flokulacijo

• Kemično• dodajanje sredstev za kosmičenje

• nevtralizacija vode

• obarjanje

• pretvorba škodljivih snovi v manj škodljive

Tehnike čiščenja voda

• Biološko– aerobno

• za malo ali srednje onesnažene vode

– anaerobno• za močno z organskimi snovmi obremenjene

vode

Zvok in hrup

• Zvok

Longitudinalno valovanje v elastičnem sredstvu - tisti del valovanj, ki so slišna in se širijo v zraku. Včasih je pomemben tisti zvok, ki se širi po konstrukciji zgradbe ali po delih naprave - to je strukturni zvok

• Dojemanje zvoka je fizikalno-fiziološko-psihološki pojav

Zvok in hrup

• Zanimajo nas:– mere– viri– glasnost– širjenje– načini zmanjševanja

• Človek zaznava zvok med 16 Hz in 16 kHz

Zvok in hrup

• Pojem zvok so razširili še na frekvenčno področje, ki ga človek ne zazna in sicer na ultrazvok nad 16 - 20 kHz in infrazvok frekvence pod 16 Hz

• Včasih ločijo in posebno imenujejo območje med 16 in 20 kHz kot bližnje ali prehodno ultrazvočno področje

Zvok in hrup

• Zvok je eksaktno merljiv fizikalni pojav

• Zvok je definiran, če poznamo frekvenco (ali valovno dolžino), hitrost širjenja valovanja in jakost (intenziteto)

• Frekvenco merimo v Hz

• Valovno dolžino merimo v m

• Hitrost širjenja valovanja c pa merimo v m/s

Zvok in hrup

• Hitrost širjenja zvoka (fazna hitrost)

•Hitrost širjenja zvoka pri dvoatomnem plinu

M

RTc

je gostota sredstva

je adiabatna stisljivost sredstva

je razmerje med cp/cv in

je pri dvoatomnem plinu 1,4

Zvok in hrup• Hitrost zvoka v zraku pri 0oC je 331 m/s

• V jeklu je 6100 m/s

• v steklu je 3700-5660 m/s

• v vodi je 1497 m/s

• v vodiku 1284 m/s

• v vodni pari 494 m/s

Zvok in hrup

• Hitrost zvoka se spreminja s temperaturo in je pri višji temperaturi večja

273/1 Tcc o Če poznamo hitrost širjenja zvoka in frekvenco lahko izračunamo valovno dolžino

c

Zvok in hrup• Jakost zvoka

cpj ef ./2 [W/m2]

pef je efektivna vrednost tlačne razlike motnje, ki se v sredstvu prenaša kot zvok

c je zvočna impedanca sredstva

na meji dveh sredstev se del zvočnega valovanja odbije in to tem večji delež, čim bolj sta si impedanci različni

Zvok in hrup

• Zvok kaže značilnosti valovanj– lom - proti sredstvu z večjo gostoto– uklon na oviri, ki je večja ali enaka vlovni

dolžini valovanja– interferenco pri zvoku s čistimi toni pri odboju

od trdih pregrad nastaja ob pregradi interfenca in s tem stojno valovanje. Nastanejo hrbti z veliko jakostjo in vozli z majhno jakostjo

Zvok in hrup

• Fecher-Webrovo pravilo pravi, da je sprememba občutka sorazmerna relativni spremembi dražljaja

• Skala za raven zvoka v decibelih, ki je definirana:

)(log20log10 dBp

p

j

jL

oo

Zvok in hrup• j je jakost zvoka na opazovanem mestu

• jo je ugotovljena meja občutljivosti človeškega ušesa

• jo =1.10-12 W/m2

• po=20 Pa

• Definicija ravni s pomočjo jakosti je najbolj primerna in nazorna za računanje pričakovanih ravni

Zvok in hrup• Človek ne sliši vseh frekvenc (tonov) enako

glasno njegovo uho ni enako občutljivo za vse frekvence.

• Najbolj je občutljivo za frekvence med 1 do 3 kHz manj je občutljivo za nižje in višje frekvence

• Instrumenti, ki merijo slišnost zvoka imajo vgrajen poseben filter (A), kar se pri rezultatu označi z dBA

Zvok in hrup• Razliko zvoka ravni 2-3 dBA komaj ločimo• Raliko ravni za 5 dBA jasno ločimo• Pri razliki ravni za 10 dBA imamo vtis, da se

je glasnost še enkrat povečala torej “podvojila”• Pri zaznavi tonov pride v poštev Fecher-

Webrovo pravilo: ton zaznamo kot še enkrat višji, če se frekvenca podvoji, torej če se ton poveča za oktavo

Zvok in hrup

• Ton je zvok z eno samo frekvenco

• zven je periodični pojav, ki ga tvori istočasno več tonov

• šum je nepravilna neperiodična zmes različnih zvočnih dogodkov različnih tonov in jakosti

Hrup• Hrup v naravnem in življenskem okolju je

definiran kot: vsak zvok, ki v naravnem in življenskem okolju povzroča nemir, moti človeka in škoduje njegovemu zdravju in počutju ali škodljivo vpliva na okolje

• Enaka raven hrupa nekoga moti, drugega pa ne. Enaka raven je lahko za določenega človeka zaželen zvok, za drugega pa motnja in torej hrup

Hrup

• Hrup merimo z ravnjo praviloma s filtrom A in tudi normativi so podani v enotah dBA

• Ravni se s časom spreminjajo posebno je nadležen zvok z izrazitimi toni ali velikimi kratkimi konicami

• še bolj korektna mera za škodljive učinke je energija s katero je obremenjeno uho

• potrebno je poznati energijski odmerek

Hrup

• Energijski odmerek je trajanje krat jakost zvoka

10/10L

oj

j

Povprečna jakost

dtttj

jt

t

tL

oo o

1

10/)(

1

101

Hrup

• Ekvivalentna raven hrupa se nanaša na časovni interval

log(10eqL

)101

log(.101

10/)(

1

dttt

Lt

t

tL

oeq

o

Čepav ekvivalentna raven hrupa ni najboljša mera za ocenjevanje motenj jo predpisi uporabljajo

Emisija zvoka

• Emisijska raven zvoka je mera za zvočno moč vira

)log(10)log(10ooo

w P

P

Sj

jSL

Po je primerjalna moč Po je 10-12 W

Upadanje intenzitete zvočne imisije• Kadar izvor emitira zvok v celotni

prostorski kot 4

dBrLrj

PL w

o

11)log(20)4

log(102

•Kadar emitira zvok v polovico prostorkega kota 2

dBrLrj

PL w

o

8)log(20)2

log(102

Upadanje intenzitete zvočne imisije

• Kadar emitira zvok v prostorski kot

dBrLrj

PL w

o

5)log(20)log(102


• V splošnem primeru dodamo pri usmerjenemu viru dodamo koeficient usmerjenosti Q

QdBrLrj

PL w

o

log1011)log(20)4

log(102

10/)(10 ww LLQ

Lw je emisijska raven v smeri ,

L-w je povprečna emisijska raven v celotni prostorski kot


• Na odprtem na večje razdalje (nad 100 m) raven zvoka bolj pada zaradi absorpcije zvoka v zraku in dušenja tal

• Absorbpcija zvoka v zraku je odvisna od relativne vlažnosti in od frekvence. Za manjše frekvence je manjša. Na daljavo slišimo bolj zamolklo

Neusmerjen točkast izvor zvoka

22

21

21

22

1

2

/

4/

r

r

rP

rP

j

j

dBLLL 62log20 11

Pri podvojeni razdalji od točkastega izvora brez absorpcije

Linearni izvor zvoka

1

2

1

2

1

2

)/2/()/(

)/2/()/(

r

r

lrlP

lrlP

j

j

In velja

dBLr

rL

r

r

j

j

rj

rj

j

jL 3log10log10log10log10log10 1

1

21

1

2

0

1

20

11

0

22

varstvo okolja i

Documents