Seminarski iz predmeta

Ekologija u saobraćaju

Zagađivanje i zaštita vazduha

Asistent: Mr Nataša Đalić Studenti: Dajana Simikić 577/13

Bojana Prešić 743/13

Doboj, decembar 2015.

Zagađivanje i zaštita vazduha

Sadržaj:

I UVOD……………………………………………………………………………….……………………………………3

II Zagađivanje vazduha…………………………………………………………………………………………………..4

2.1 Smog…………………………………………………………………………………………………………………..5

2.2 Problemi nastali naglim razvojem automobilske industrije…………………………………6

2.3 Glavni zagadjivači vazduha iz saobraćaja……………………………………………………………..7

2.4 Kontrola emisije izduvnih gasova…………………………………………………………………………8

III Načini regulacije izduvnih gasova……………………………………………………………………………9,10

3.1 Sredstvo za smanjenje emisije izduvnih gasova ………………………………………………..10

3.2 Ostala sredstva za smanjenje emisije izduvnih gasova…………………………………………11

IV Mjere zaštite vazduha od zagadjenja………………………………………………………………………..12

4.1 Korišćenje i zaštita vazduha………………………………………………………………………………….13

V Zaključak……………………………………………………………………………………………………………………14

VI Literatura………………………………………………………………………………………………………………….15

2

Zagađivanje i zaštita vazduha

I UVOD

Vazduh je smješa gasova : azota 78%, kiseonika 21%, ugljen-dioksida 0,03% i malih količina drugih gasova (neona, argona...), vodene pare, prašine i bakterija. Najznačajniji sastojak vazduha, neophodan za disanje i opstanak svih živih bića je kiseonik.

U supstance koje zagađuju vazduh svrstavaju se najpre one koje se ne nalaze u nezagađenom vazduhu. U zagađujuće supstance svrstavaju se i sva ona hemijska jedinjenja koja prirodno postoje u vazduhu ako je njihova koncentracija veća od one koja odgovara nezagađenom vazduhu. Veoma je malo hemijskih jedinjenja ili elemenata koji nisu zagađivači

Motorna vozila utiču na okolinu tokom čitavog njihovog životnog ciklusa – od početnog dizajna i načina proizvodnje, do upotrebe i eventualnog odlaganja kada postanu neupotrebljiva.

Drumski saobraćaj je najveći emiter dima i čestica čadji. U urbanim sredinama oko 60% od ukupne količine svih zagadjujućih supstanci vazduha, potiče od motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Miješanjem goriva sa vazduhom oksiduju se mnogi ugljovodonici dajući ugljendioksid CO2 i vodenu paru H2O. Zbog smanjenja zagadjenosti vazduha saobraćajem, danas se koristi biogorivo.

3

Zagađivanje i zaštita vazduha

II Zagađivanje vazduha

„Saobraćaj i industrija su osnovni izvori zagađenja. Tokom sagorevanja različitih oblika goriva u motorima ili fabrikama, osim oslobađanja energije ispušta se i velika količina štetnih materija, kao što su: ugljen-monoksid, ugljen-dioksid, sumpor-dioksid, oksidi azota, pepeo i čađ. Ljudi zagađuju vazduh na mnogo načina: paljenjem šuma radi dobijanja poljoprivrednog zemljišta, vožnjom automobila, aviona, radom u fabrikama, sagorijevanjem ogreva u domaćinstvima.“1

„Primarne zagađujuće supstane su one koje nastaju kao proizvod nekog hemijskog ili drugog procesa u izvoru zagađenja (automobilski motor, ložište, visoka peć itd.). „

„Sekundarne zagađujuće supstance su one koje nastaju u vazduhu kao produkat hemijske reakcije ili fizičko-hemijskog procesa koji se odvija u vazduhu između primarnih zagađujućih supstanci i drugih jedinjenja.“2

Izvor: Prezentacija,Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

1 Šubara N., (2006) Ekologija u saobraćaju, Beograd2 Prezentacija, Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

4

Zagađivanje i zaštita vazduha

2.1 Smog

Vazduh sa zagađujućim supstancama naziva se smog. Razlikuju se dve vrste smoga.

„Zimski smog ,sadrži SO2, okside azota i kiseline koje iz njih nastaju, uz čađ, kao glavne zagađujuće supstance. On može da sadrži i maglu. „

2Ljetnji smog, koji se naziva i fitohemijski smog, sadrži ozon i oksidanse (H2O2 i organske perokside) kao glavne zagađujuće supstance, uz prisustvo oksida azota i drugih jedinjenja. Obe vrste smoga mogu da sadrže i druge supstance u zavisnosti od toga šta u vazduh dospeva iz fabričkih dimnjaka i drugih izvora zagađiv.“3

Izvor: Prezentacija,Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

3 Prezentacija, Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

5

Zagađivanje i zaštita vazduha

2.2 Problemi nastali naglim razvojem automobilske industrije

„Razvoj automobilske industrije doveo je do činjenice da je svijet danas preplavljen automobilima. Dok se ljudska populacija udvostručila od 1950. godine, broj automobila se povećao za gotovo deset puta. Drumski saobraćaj u svijetu sve vise naglo raste sto se uveliko odražava na:

- zauzimanje prostora,

- povećanje buke i vibracija,

- neracionalnu potrošnju energije,

- zagadjivanje vode i tla,

- negativno djelovanje na životnu sredinu.“4

Dok su mnogi stručnjaci pokušavali na razne načine pronaći riješenja, već negdje oko 1960. uvidja se da predložena riješenja nisu dala očekivane rezultate nego se istovremeno situacija pogoršala i štetan uticaj saobraćaja na okolinu povećao.

Drumski saobraćaj je zbog upotrebe fosilnih goriva odgovoran za 25% globalnih emisija CO2. Prosječan automobil godišnje ispušta toliko CO2 emisija koliko je i sam težak. Za jedan sat vožnje brzinom oko 130 km/h potroši se isto toliko kisika koliko jedan čovjek potroši u deset dana za disanje. Izgaranje fosilnih goriva proizvodi tvari koje se mogu prenijeti na velike udaljenosti i time škoditi ljudskom zdravlju, biljkama, životinjama i uopšte životnoj sredini.

Tri osnovna problema koja donosi drumski saobracaj su:

- zagadjivanje okoline kroz emisiju stetnih tvari,

- zagadjivanje kroz proizvodnju otpada,

- buka.

4 Promet i okoliš,Prof Dr Jasna Golubić,Zagreb

6

Zagađivanje i zaštita vazduha

2.3 Glavni zagadjivači vazduha iz saobraćaja

U pogledu materija koje se ispuštaju iz motora sa unutrašnjim sagorjevanjem, najprisutniji su:

- ugljen monoksid

- benzin

- azot dioksid

- formaldehid,

- toksični metali, npr. olovo

- policiklični aromatični ugljovodonici

Evropski gradovi su značajno smanjili prisustvo sumpor dioksida (SiO2), uopšte nemaju čađ, smanjili su olovo. Ali, imaju problem prizemnog ozona koji se javlja od smješe izduvnih gasova (ugljovodonici) pod uticajem sunčevog zračenja.

U poslednjih desetak godina, u Evropi posebno prate količinu mikročestica (od 2,5 mikrona i manje) za koje smatraju da se dobrim dijelom izdvajaju iz dizel goriva. Bez obzira što su u visokorazvijenim zemljama uspjeli da uklone olovo iz benzina i da industrije dovedu do tehnološki čistih procesa, i dalje se bilježi visok stepen respiratornog morbiditeta (bolesti respiratornog trakta, astme) i sve procjene sve jasnije ukazuju da je jedan od glavnih uzročnika - saobraćaj.

7

Zagađivanje i zaštita vazduha

2.4 Kontrola emisije izduvnih gasova

„Sagorijevanjem benzina i dizela dobija se ugljen dioksid (CO2) i vodena para (H2O). CO2 nije toliko škodljiv u direktnom kontaktu s njim ali ipak ima negativnu ulogu u očuvanju životne sredine.“

„Zbog nepotpunog sagorevanja javljaju se štetni gasovi kao sto su ugljen monoksid (CO) i nesagoreo ugljenovodonik (HC). Ovi gasovi oksidiraju sa azotom koji se nalazi u usisnom vazduhu i dobijaju se azotni oksidi (NOx). „

„Osim ovih druge regulisane ili neregulisane emisije koje će biti prisutne su:

• Emisija čestica materije particulate matter (PM) je poprilično mala za benzinse motore,kada se posmatra ukupna masa (PM).Zbog težeg usitnjavanja dizel čestica i zbog nehomogene raspodele u dizel gorivu, dizel motori su uvek proizvodili više štetnih materija (dima).

• Do nedavno, takodje sadržaj sunpora u benzinu je bio dosta manji nego u dizelu.Sa narednim zakonom, sadrzaj sumpora u dizelu i benzinu je smanjen na odgovarajući nivo.

• U proslosti, lead (Pb) je takodje bio prisutan u izduvnim gasovima, zbog upotrebe neeksplozivnih proizvoda (ili oktansko poboljšanje) koji zadrze olovo u benzinu.

• Fosfor, hlor, brom i boron koji mogu biti prisutni u gorivu ili ulju za podmazivanje, takodje se mogu naći i u izduvnim gasovima kao dioxins.“5

Automobilske emisije se mogu kontrolisati na tri nacina:

- težnja ka potpunom sagorijevanju,

- povratak viška ugljovodonika nazad u motor gde ce se izvršiti sagorevanje, obezbjedjivanje dodatnog prostora za oksidaciju, koji se naziva katalitički konvertor.

5 Šubara N., (2006) Ekologija u saobraćaju, Beograd

8

Zagađivanje i zaštita vazduha

III Načini regulacije izduvnih gasova

Najveći uticaj automobila na životnu sredinu odnosi se na emisiju izduvnih gasova. Sa druge strane, nivo emisije izduvnih gasova povezan je sa potrošnjom goriva, kvalitetom goriva, načinom sagorevanja i naknadnom obradom izduvnih gasova.

Naknadna obrada izduvnih gasova

U poređenju sa drugim motorima, dizelski motori u automobilima efikasni up o pitanju energije. Tokom sagorevanja, nivo temperature je visok i prisutan je višak vazduha. Sagorevanje je skoro potpuno. Nivo ugljovodonika i ugljenmonoksida u izduvnim gasovima nizak je u poređenju sa benzinskim (OTO-) motorima. Sa druge strane, dizelski motor proizvodi veću količinu azotovih oksida i čestica od OTO-motora. Praćenjem procesa sagorevanja, moguća je regulacija ravnoteže između količine ugljovodonika/ugljenmonoksida i azotovih oksida.

* Kvalitet goriva

Dizelsko gorivo ima veću energetsku vrednost od benzina, ali sadrži veće količine sumpora i aromatičnih ugljovodonika. Trenutno, gorivo sa malim procentom sumpora može da se nađe npr. U Švedskoj, Finskoj i Ujedinjenom Kraljevstvu.

* Nacini preciscavanja

Danas postoji nekoliko postupaka naknadne obrade izduvnih gasova ili prečišćavanja dizelskih motora.

Jedan način je da se koriste filteri ili ulošci za čestice koji smanjuju količinu oslobođenih čestica.

Drugi način je da se koristi katalizator u kojem se vrši sagorevanje izduvnih gasova u kontrolisanim uslovima.

9

Zagađivanje i zaštita vazduha

Izvor: Vikipedija,slobodna enciklopedija,Katalizator

3.1 Sredstvo za smanjenje emisije izduvnih gasova

CYCLO Smoke treatment - Sredstvo za smanjenje izduvnih gasova

Sredstvo za smanjenje izduvnih gasova ojacava ulje u motoru povecavajuci mu otpornost cime se povecava debljina uljnog filma - ovime se smanjuje medusobni kontakt metalnih površina i gubitak ulja što posredno utice na smanjenje potrošnje ulja i stišavanje rada podizaca i ventila.

Izvor: Prezentacija,Ekologija u saobraćaju.

10

Zagađivanje i zaštita vazduha

3.2 Ostala sredstva za smanjenje emisije izduvnih gasova

EGR ventil / EGR senzor

Senzori motora projektovani su tako da omogućavaju da vozilo ostane u dozvoljenim granicama izbacivanja štetnih gasova u atmosferu, ali i da se poboljsavaju performance vozila. Lambda sonda je grejni senzor ( HEGO ), koja služi kao povratna informacija ka ECM (kompjuter vozila) koji konstantno podešava odnos vazduh-gorivo.Grejanjem senzora postiže sa da senzor brzo dostigne svoju radnu temperaturu.

EGR – (Exhaust Gas Recirculation)

EGR ventil ( Ventil recirkulacije izduvnih gasova ) je veoma važan senzor u vozilu, jer on smanjuje emisiju NOx gasova, čime se postiže da temperatura sagorevanja ne prelazi optimalnih 1800 C (ovo je temperatura pri kojoj nastaje NOx). Takođe pomaže da se zadrži optimalna temperatura, tako što se dio izduvnih gasova vraca u cilindar.

Kako bi se postigle dobre performanse EGR ne funkcioniše kada je mator hladan.

Kada ventil regeneracije izduvnih gasova ( EGR ventil ) ispravno radi procenjuje se da je emisija štetnih NOx gasova smanjena za 30%.

PCV – (Ventil Positive Crankcase Ventilation)

PCV – ventil je jedan ad prvih tehnika za smanjenje štetnih VOC emisija iz benzinskih vozila.To je bilo jedno od prvih osnova i zakonika o California vozilima iz 1961. Budući da su gasovi u komori za sagorevanje pod velikim pritiskom, a sagorevanje se odvija , mali deo prolazi izmedju klipa i cilindricnog zida i završava u kućištu radilice, odnosno karteru. Oni su mešavina nesagorelog goriva, vazduha i drugih oksidacionih elemenata. Usled akumulacije gasova, stvara se pritisak u karteru koji bi trebalo izbeći. PCV sistemi se sastoje iz cevi i ventila i služe za kontrolu kompresovanog gasa u karteru, oni naime taj gas vraćaju iz kartra u usisnu granu motora gde ce u cilindru biti spaljen.

11

Zagađivanje i zaštita vazduha

IV Mjere zaštite vazduha od zagadjenja

„Jedan od načina smanjivanja koncentracije zagađujućih materija u neposrednom području izvora zagađivanja predstavlja mogućnost razblaživanja tih koncenrtacija (podizanjem visokih dimnjaka radi raspršivanja otpadnih gasova na veće visine). Jedan od načina smanjenja zagađivanja predstavlja i pogodan izbor goriva i sirovina koji su manje štetni po okolnu životnu sredinu (zamena uglja i nafte zemnim gasom, na primer).“

„Zagađujuće materije se mogu ukloniti i postupcima apsorpcije i adsorpcije.

Postupak apsorpcije se sastoji u uklanjanju štetnih gasova u rastvorima ili na čvrstim apsorberima.

Postupci prečišćavanja otpadnih gasova adsorpcijom zasnivaju se na korišćenju čvrstih adsorbera (aktivni ugalj, silikagel i dr.).“

„Da bi se zaštitio vazduh od zagađivanja, mogu se usavršavati postojeće tehnologije. Jedna od racionalnih načina smanjivanja aerozagađenja su i biološke mjere zaštite vazduha. One se sastoje u povećanju zelenih površina jer biljke imaju sposobnost da zadržavaju i filtriraju štetne materije, a istovremeno proizvode i kiseonik.“6

6 Prezentacija, Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

12

Zagađivanje i zaštita vazduha

4.1 Korišćenje i zaštita vazduha

„Vrijeme zadržavanja aerozagađenja u atmosferi je različito, pa se na osnovu toga zagađivači mogu podeliti na:

Kratkotrajne zagađivače atmosfere, koji imaju lokalni karakter i značaj (miniranje na površinskim kopovima), i

Dugotrajne zagađivače atmosfere, koji imaju šire rasprostranjenje zagađenja sa dugim zadržavanjem u atmosferi. „

„U stratosferi se zagađenje duže zadržava nego u troposferi, a u površinskom sloju je potpuno nestabilno i zavisi od: klime okoline a naročito od pravca i brzine vetra, reljefa terena i emisije, odnosno specifičnog prinosa prašine ili gasova u jedinici vremena. Rudarski pogoni uglavnom zagađuju prizemni sloj vazduha.“7

Izvor : Prezentacija, Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

7 Prezentacija, Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

13

Zagađivanje i zaštita vazduha

V Zaključak

U urbanim sredinama oko 60 % od ukupne količine svih zagadjujućih supstanci vazduha potiče od motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Tokom vožnje automobili emituju izduvne gasove u vazduh, utičući na hemijski sastav atmosfere koju udišemo i indirektno utiče na klimatske promjene sirom zemaljske kugle.

Drumski saobraćaj u svijetu sve vise naglo raste sto se uveliko odražava na zauzimanje prostora, povećanje buke, zagadjivanje vode i tla, negativno djelovanje na životnu sredinu i druge probleme.

Svaki gradjanin bi trebao da posjeduje ekološku svijest, u tom pogledu da redovno kontroliše svoj automobil, da ga ne koristi kada to nije neophodno, da koristi sredstva za smanjenje emisije izduvnih gasova i sve to u cilju smanjenja zagadjenja životne sredine sto je posebno opasno za čovjekovo zdravlje.

14

Zagađivanje i zaštita vazduha

VI Literatura

- Promet i okoliš,Prof Dr Jasna Golubić,Zagreb

- Šubara N., (2006) Ekologija u saobraćaju, Beograd

- Prezentacija, Inženjerstvo zaštite životne sredine,Beograd

15