KÖZLEKEDÉS
földi | vizi
| 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.)
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
VÍZI KÖZLEKEDÉS
Kérjük
szíves türelmüket,
a tiszta.levego.hu ezen fejezete hamarosan
elkészül!
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-ek 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 0,2 oC-al 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%-t 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