KÖZLEKEDÉS
földi |
légi
A Közlekedés okozta légszennyezés
Az
1960-as évek végéig az ipari termelés volt a légszennyezés
legjelentősebb forrása a városokban. Napjainkban viszont
az ipari és fűtési technológiák korszerűsítése valamint
a nagyüzemek városokból történő kitelepítése következtében
a közúti gépjárművek okozta légszennyezés a döntő. A hatvanas
évektől kezdtek a környezetvédelmi előírások a gépjárműmotorok
fejlesztésében is szemponttá válni. Kaliforniában azonosították
először a légkörben a fotokémiai füstködöt (szmogot), melynek
létrejöttében a gépjárművek kipufogógáz-alkotói játsszák
a meghatározó szerepet. A további vizsgálatok feltárták
a kipufogógáz emberi szervezetre káros alkotóit; ezek sorában
olyanokat is találtak, melyekről addig tudomásunk sem volt.
Ez késztette arra a környezetvédelmi törvényalkotókat, hogy
a belsőégésű motorokkal szemben támasztott követelményrendszer
első elemévé tegyék a környezetvédelmi előírásokat.
A közúti gépjárművek alapvetően két csoportba sorolhatók
a felhasznált tüzelőanyag szerint: benzinnel és dízelolajjal
üzemeltetett járművek. A benzin és a levegő keverékének
tökéletes égésekor széndioxid (CO2) és víz keletkezik. Az
üzemanyag tökéletes égéséhez szükséges optimális levegő-üzemanyag
tömegarány 14,5. Az ettől való eltérés tökéletlen égést
eredményez, amely levegőszennyező gázok: szénmonoxid (CO),
szénhidrogének (CH), nitrogénoxidok (NOx), poliaromás szénhidrogének
(PAH-ok), illékony szerves vegyületek (VOC-k), valamint
és aeroszolok (szálló por) kibocsátását eredményezi.
A városi levegőben az antropogén NOx 47%-át, a CO 65-80%-át,
a szénhidrogének 50%-át emitálják a gépjárművek. Ezen túl
egy átlagos gépjármű több, mint 1,000 egyéb szennyezőt,
közöttük kormot, Zn-t, Ni-t, Cr-t, benzolt és aldehideket
bocsát ki. A levegő-üzemanyag arányon kívül a szennyező
anyagok mennyiségét befolyásolja még a motor felépítése,
műszaki állapota, továbbá meghatározó, hogy a jármű gyorsul,
egyenletes halad, fékez, vagy éppen üresjáratban van. A
benzinhez különféle céllal adalékanyagokat adnak. Az egyik
legfontosabb adalékanyag az ólom (volt), melyet kopogásgátlóként
és kenőanyagként alkalmaztak. Az ólom égéstérből történő
eltávozásának elősegítése céljából az üzemanyaghoz brómot
adagoltak. A levegőbe került ólom káros és jól dokumentált
egészségügyi hatása miatt az ólmozott benzint világszerte
fokozatosan vonják ki a forgalomból. Magyarországon 1999.
április 1.-n történt meg az ólmozott benzin kereskedelmi
forgalomból való teljes kivonása, ami jelentősen javította
nagyvárosaink levegőminőségét. Budapest belvárosában például
az ólom és a bróm légköri koncentrációja a harmadára-negyedére
csökkent, míg a Várhegyi alagútban e koncentrációcsökkenés
egy nagyságrend volt már néhány hónap után.
A dízelüzemű gépjárművek nagyon híg keverékkel üzemelnek,
ami miatt a CO emisszió kismértékű. A részecske-kibocsátásuk,
melynek legnagyobb része korom, jelentős, egy nagyságrenddel
meghaladja a benzin-motorokét. A koromrészecskék jelentős
felületük révén hordozóanyagként viselkednek, megkötik az
el nem égett szénhidrogéneket. További jelentős szennyező
az aeroszol formátumú szulfát, melyért a gázolaj kéntartalma
a felelős.
(Összefoglalva: A benzinüzemű motorokból elsősorban gáznemű
légszennyezők, míg a dízelüzemű motorokból főképpen szilárd
részecskék (aeroszol) és NOx-ek kerülnek a levegőbe.)
FÖLDI KÖZLEKEDÉS
A katalizátor sem megoldás?
A gépjárművek által okozott levegőszennyezési
problémákat a katalizátorok is csak részben tudják megoldani.
Egyre növekszik az üvegházhatást okozó szén-dioxid kibocsátása,
valamint az autók és az utak kopása következtében a levegőbe
kerülő súlyosan egészségkárosító anyagok mennyisége. Az
újabb kutatások pedig arra irányítják a figyelmet, hogy
a katalizátorokból olyan anyagok kerülhetnek a környezetbe,
amelyek feltehetően komolyan károsíthatják mindannyiunk
egészségét.
Az iparilag fejlett országok környezetvédelmi
programjaiban az elsők között szerepel a gépjármű-közlekedés
okozta levegőszennyezettség csökkentése. Ezért is van szükség
a kipufogógázok utókezelésére: a keletkezett levegőszennyezők
nem szennyező (vagy legalább is az emberek egészségét közvetlenül
nem károsító) vegyületekké való átalakítására. A leginkább
elterjedt és legkorszerűbb emissziócsökkentő módszernek
a katalitikus konverter és az elektronikus üzemanyag-befecskendezés
közös bevezetése bizonyult. 1992 óta az Európai Unióban
minden új, Ottó-típusú motorral felszerelt gépjárművet katalizátorral
kell felszerelni. A kipufogógáz katalizátora a szén-monoxidot
(CO) és a szénhidrogéneket (CH) platina (Pt) és palládium
(Pd) segítségével széndioxiddá (CO2) és vízzé oxidálja,
míg a nitrogénoxidok (NOx) nitrogénné való redukcióját a
ródium (Rh) katalizálja. A katalízis hatásfoka a 80-90%-ot
is elérheti. A katalizátor hordozója általában korderit
(2MgO.2Al2O3.5SiO2), mely egy térhálós kerámia. Ennek a
felületére viszik fel a katalizátoranyagokat. A katalizátorok
platinatartalma 0,9–2,5 gramm között van, a nemesfémek aránya
megközelítőleg a következő: Pt/Pd/Rh = 1:14:1-1:28:1.
A katalizátorok bevezetésével egyidejűleg az ólmozott benzin
használatát is kerülni kell, mert az ólom katalizátorméregként
hat, azaz csökkenti a katalizátor hatásfokát, vagy akár
teljesen tönkre is teheti azt.
A katalizátorok bevezetése és az ólmozott benzin forgalmazásának
megszüntetése nagyságrendekkel csökkentette a gépjárművek
eddig ismert szennyezőanyag-kibocsátását. A sikerek ellenére
azonban egy újabb probléma merült fel: a katalizátorral
felszerelt gépjárművek platinát, palládiumot és ródiumot
tartalmazó kipufogógázt bocsátanak ki. A katalizátor felületéről
a fizikai és kémiai elhasználódás, a kopás hatására kerülnek
a környezetbe a Pt-csoport elemei (platina group elements,
PGE). Ezen erősen mérgező fémek koncentrációja növekszik
a környezetünkben, amit valószínűsíthetően a gépjárművek
kibocsátása okoz. Tekintettel arra, hogy ezen anyagok természetes
légköri koncentrációja rendkívül kicsi (10-12 g/m3 nagyságrendű),
a kibocsátott mennyiség viszonylag nagy változást okoz.
Ezen fémek légköri viselkedésére vonatkozó ismereteink szinte
teljesen hiányoznak Magyarországon. A platina és más platinafémek
citotoxikus (sejtméreg) és allergizáló hatása viszont egyre
ismertebb.
Az Egyesült Államokban és néhány nyugat-európai országban
megindult a környezetbe került platinafémek tudományos vizsgálata.
Az autópályák és forgalmas városi utak körüli porban kimutatták
a koncentráció növekedését, és az is kiderült, hogy a légőrbe
került platinának 30%-a vízoldható formában van, tehát az
utakat övező növényzetben is kimutatható. A platinafémek
koncentrációjának meghatározása a különböző országokban
igen eltérő eredményeket hozott. Platinából például az utak
mentén vizsgált pormintákban 12-től 72 mikrogrammig találtak
kilónként.
Nemrégiben az Európai Unió is elindított egy ilyen irányú
kutatási programot. Magyarországon az ELTE Kémiai Technológiai
és Környezetkémiai Tanszékén tanulmányozzák nemzetközi együttműködés
keretében a légköri platinafémek viselkedését, koncentrációját,
és egy átfogó aeroszol kutatás részeként valamint vizsgálják
az emberi szervezetbe való beépülésüket is.
Simon Gergely
A cikket Szeredi Ágnes az ELTE Kémiai
Technológiai és Környezetkémiai Tanszékén készülőben lévő
szakdolgozatának felhasználásával állítottuk össze. Témavezető:
Dr. Salma Imre
LÉGI KÖZLEKEDÉS
A légi közlekedés hatása a légszennyezésre
A közúti közlekedés környezetre gyakorolt
hatásait kémiai szempontból már több cikkben boncolgattam.
A pogányi repülőtér tervezett bővítése kapcsán azt vizsgáltam,
hogy egy repülőtér bővítése és az ezzel együtt járó megnövekedett
légi és utas forgalom miként hathat a környezetre.
A légi közlekedés környezet terhelését
3 részre szokták osztana. Beszélünk egyrészt arról a jelentős
zajterhelésről, amivel a repülés jár, másrészt azokról a
káros anyagokról, melyek a repülőgépek hajtóműveiből áramlanak
ki. Ezen kívül nem szabad megfeledkezni a repülőterekhez
és a gépekhez kapcsolódó infrastruktúra környezetpusztításáról
sem.
Zajszennyezés
A zajhatás több tényezőből adódik. Ezek
közül a kiemelném a hajtómű és egyéb készülékek, motorok
működéséből adódó zajokat, a repülőgép levegővel való érintkezéséből
adódó hanghatást, illetve a repülőgép eleminek terheléséből
keletkező zajok. A zajszennyezés mindig több forrásból,
különböző frekvenciákból, intenzitásokból összetevődő zajok
összessége. A zaj mértéke több tényezőtől is erősen függ,
ilyen lehet az időjárás, de például nem mindegy, hogy a
repülőgép fel vagy le száll. Természetesen a modernebb repülőgépek
zajterhelése már lényegesen alacsonyabb, mint az elavultabbaké,
de ennek ellenére manapság is nagyon zavarhatja a repülőtér
és a légi közlekedés zaja, a repülőtér közelében lakókat,
sőt hosszú távú, nagymértékű zajterhelés idegrendszeri zavarokat
is okozhat.
Légszennyezés
A zajterhelés mellett kézelfoghatóbb probléma
a repülőgép hajtóművek légszennyező anyag kibocsátása. A
repülőgép, is mint minden fosszilis tüzelőanyagot felhasználó
gép a természetes CO2 és víz mellett egyéb káros melléktermékeket
bocsát ki. Ez a kibocsátás különösen repülőterek környezetében
lesz jelentős, ugyanis ott koncentráltan jelenik meg. Tény,
hogy miközben a légi közlekedés utas számban az összes közlekedés
csupán 1%-t teszi ki, addig az összes közlekedésre fordított
üzemanyag 10-15%-t használja fel. Magyarán a légi közlekedés
energiafelhasználása igen pazarló.
Ha gázonkét vizsgáljuk 1 kg-ra vetítve a káros anyag emissziót,
megállapíthatjuk, hogy hasonló más közlekedési eszközöknél.
A SO2 kibocsátás alacsonyabb, viszont a motor magas égési
hőmérséklete miatt a NOx kibocsátás jelentő, ugyanis magas
hőmérsékleten a levegő nitrogénje és oxigénje egyesül (Lásd:
1. Ábra). A repülőgépekre jellemző még az illékony, el nem
égett szénhidrogének kibocsátása, a szilárd részecskék kibocsátása
illetve enyhe CO emisszió.
A NOx-ekről tudnunk kell, hogy belélegezve
izgatják a légutak nyálkahártyáját, gátolják azok felszínén
lévő csillósejtek működését ezzel a légutak öntisztulását.
Rongálják az immunrendszert, növelik az esélyét, elősegítik
akut gyulladás, tüdővizenyő kialakulását. Gyerekkorban légzőszervi
károsodást, asztmát, krónikus hörghurutot okozhatnak. Dohányosok
különösen veszélyeztetett helyzetben vannak. Ezen kívül
a levegőbe került NOx-ok a légkör víztartalmával salétromossavat,
salétromsavat képeznek, így akár közvetlenül, akár savas
esők formájában fejthetik ki káros hatásukat.
A tüzelőanyag tökéletlen égésekor keletkező
CO belélegezve gátolja a hemoglobin oxigénszállítását, ugyanis
a CO erősebben tapad hozzá, mint az oxigén. Az illékony
szénhidrogének nincsen általános jellemzője sokféleségük
miatt, az irritáló hatáson túl, vannak köztük, melyek karcinogének,
azaz rákkeltők, vannak melyek a májat mérgezik, károsíthatják
a vérképzést, a központi idegrendszerre hathatnak. Szilárd
szennyezők esetén lényeges azok mérete, ugyanis, ha túl
nagy a méretük, akkor nem jutnak be a légzőszervekbe, míg,
ha túl kicsik, akkor meg ahogy belélegezzük, úgy ki is fújjuk
őket. Káros egészségügyi hatásuk igen változatos, az összetételüktől
függ.
Összességében a repülőtér környéki légszennyezés
egy forgalmas útéhoz lehet hasonlítani, hisz a szennyezők
anyaga azonos, csak itt koncentráltan egy pontból jön a
szennyezés, nem egy vonal mellett van.
A szennyezőanyag kibocsátás mértéke persze sok egyéb tényezőtől
is függ. Ilyen tényező a környezeti levegő hőmérséklete,
páratartalma, nyomása, a felhasznált kerozin minősége, a
repülőgép állapota, és természetesen lényeges, hogy a repülő
milyen tevékenységet végez, azaz felszáll, emelkedik, siklik,
leszáll, vagy csak taxizik, azaz gurul. A 2. Ábrán megfigyelhető,
hogy a NOx kibocsátás igazán siklás közben nő meg illetve
felszálláskor nagyobb, míg leszálláskor és taxizáskor minimális,
míg a szénhidrogén (CH) és a CO kibocsátás, pont taxizáskor
igen magas, és ez a kibocsátás érintheti közvetlenül a lakosságot
is.
A különböző szennyező anyagok terjedése
a levegőben igen sok szemponttól, elsősorban az időjárási
viszonyoktól, és a szennyező milyenségétől függ. Általánosságban
azért érvényes, hogy annál magasabb a koncentráció, minél
közelebb vagyunk a forráshoz.
A repülőgépek a lokális szennyezésen túl
a globális környezetszennyezésből is kiveszik természetesen
a részüket. A globális felmelegedést egyrészről a magas
CO2 kibocsátásukkal segítik, másrészt 1 kg kerozin elégésekor
1,25 kg víz keletkezik, ami a magas légkörben, 9000 m felett,
ahol a levegő már nem keveredik a földfelszínivel, megfagy
és a kifagyott jégréteg, mint egy üvegház viselkedik. Ebben
a magasságban a repülőgépek éves szinten mintegy 100-150
millió tonna vizet bocsátanak ki. Ennek az úgynevezett ciruszfelhőzetnek
az 1%-os növekedése számítások szerint 0,2ºC-kal növeli
a Föld hőmérsékletét.
Az ózonlyuk növekedését, azáltal segítik, a repülőgépek,
hogy az ózonpajzs magasságához közel haladva, évente mintegy
1 millió tonna NOx-et bocsátanak ki, ami különböző reakciók
révén bontja az ózont.
A repülőterek és infrastruktúrájuk
környezetszennyezése
A repülőtér, mint már említettem megnöveli
a környezete zajterhelését, ezen kívül az üzemanyagokból
és az olajokból elkerülhetetlenül is kerül a talajba, szennyezve
ezáltal környezete talajvizét, közvetve mezőgazdasági és
ivóvizét. Hulladék illetve nagy mennyiségű szennyezőanyag
keletkezik a karbantartási, javítási munkálatokból is. Mindezen
túl egy új repülőtér magával vonzza a csatlakozó közlekedési
rendszert, ami olyan nagy levegő és zajszennyezést eredményez,
hogy kiteheti akár repülőtéri környezetterhelés 65-80%-ot
is. További probléma, a nagyszámú utas ellátása, ami üzemek
létrehozását követeli, és hatalmas mennyiségű szemetet eredményez.
A szemét összetételét a 3. ábrán láthatják. Végezetül meg
kell említeni, hogy a leszállópályák mentén folyamatosan
kaszálni kell a füvet a megfelelő vízelvezetés érdekében,
illetve ki kell irtani a gyomokat. A gyomirtó szerek rendszeres
alkalmazása is talajvíz károsodásához vezet.
Összefoglalásul elmondhatjuk, hogy a légi
közlekedés a közlekedés egy igen szennyező formája, bár
kétségkívül még mindig kevésbé káros egy tömött repülőgépen
ülni, mint egyedül ülni egy kocsiban, és úgy közlekedni,
de ha már 4-en, 5-en ülünk a kocsiban, kevésbé pusztítjuk
a környezetet. Természetesen a vonatközlekedés káros anyag
kibocsátása elhanyagolható a légi közlekedés mellett.
Felhasználva: Dr. Rohács József: A légi közlekedés hatása
a környezetre, OMIKK, 1994/20, Budapest
1. ábra: NOx kibocsátás különböző közlekedési
eszközöknél
2. ábra: A kibocsátások változása a le
és felszállási ciklus üzemmódok függvényében
3. ábra: A repülőtéri szemét összetétele
átlagosan
