Környezetgazdálkodás 1.

• A transzmisszió, mint összetett légköri folyamat

• Kémiai átalakulások a légkörben

• A fotokémiai szmog keletkezésének feltételei, kártétele

• Kikerülés a légkörből: száraz és nedves ülepedés

• Hazai értékek S és N esetén

ELŐADÁS ÁTTEKINTÉSE

Kémiai átalakulások a légkörben

• 1. Fotokémiai reakció: energia forrása a sugárzás. Első lépés az Abszorpció: A + hυ →A*; melyet követhet

a) Disszociáció: A*→ D1 + D2+… vagy ab) Direkt reakció: A*+ B → D3 + D4

• 2. Termikus reakció: (Brown mozgás – energia!)D3 + D4 → X + Y

d D3 = d X = k [D3] [X] k: seb. állandó dt dt

Fogyás ≈ növekedés!!!

Elsődleges szennyezők: CH4; CO; SO2; NO; szénhidrogének + O3

• O3 + hυ → O2 és O* fotolízis

• O* + H2O → 2 OH-

• CH4 + OH- → CH3-+ H2O

• CO + OH- → CO2 + H

• SO2 + OH- + O2 → SO3- + HO2

-

• NO + HO2-→ NO2 + OH-

A fotokémiai szmog

A nitorgén-dioxid forrása – gépkocsik kipufogógázaiból származó alapanyagok és levegő nitrogénjéből kémiai átalakulással:

NO2 + hυ → NO + O*

majd O* + O2 → O3

Az ózon önmagában is károsító, de nem egyedüli veszélyforrás a fotokémiai szmognál.

A fotokémiai szmog kialakulása

Háttérszennyezettség (O3)

Expozíciók 30 perces: 75 ppb; hosszabb távon: 50 ppb.

50-100 alkalom / év (nyaranta)

Hazai ózon-határértéket átlépő napok száma övezetenként (OMSZ adatai)

Az O3 napi és évi változásai hazánkban

• Maximum: május-augusztus

• Minimum: november-február

• A többi: átmeneti időszakok

Napi változás: szinuszgörbe szerint

(hajnali min. és délutáni max.)

SUGÁRZÁS

SZENNYEZÉS

Ózon növényi hatásai

Apró fekete pöttyök

(„bors” foltosodás) formájában

főleg az alsó leveleken jelentkezik

Határérték: 80 ppb/4-5 óra, vagy 70 ppb/2 nap

Hatásai:

•sárgulás

•alsó levelek leszáradása

•fejlődés felgyorsulása-korai öregedés

•gyors érés

•növény-pusztulás

Emberekre gyakorolt O3 hatások

Akut hatás:

2-10 mg/m3 > 10 mg/m3

Kötőhártya gyulladás Szem-orr-torok irritációFokozott könnyezés Légzési zavarokHörgő hámszöveti Ödéma károsodás CianózisCsökkent vitalitás Csökk. fizikai kapacitás

Krónikus hatás:

0,5-1 mg/m3 > 1 mg/m3

Bronchitis Csökkent csillómozgásTüdőtágulás Fertőzés iráni fogékonyságHörgőkárosodás (Pneumónia!) növekedés

Savasodás (másodlagos a szmognál)

• NO2 + OH- + M → HNO3 + M

SO3 + H2O → H2SO4

• Regeneráció O3-ra

NO2 + hυ → NO + O*

NO + O3 → NO2 + O2 Melyből a regeneráció mértéke:

d [NO2]- K1b [NO2]

_______ = k [NO] [O3] → [O3] _________

dt K2[NO]

Meghatározó az arány! Magas termeli, alacsony fogyasztja az ózont.

Száraz és nedves ülepedés

www.images.google.cowww.images.google.comm

Kikerülés a légkörből: száraz és nedves ülepedés

1. Száraz ülepedéssel (Stokes törvény – esési sebesség)

r: sugár; g:gravitáció; ρ:sűrűség; µ:viszkozitás

r=10 µm-nál (1 cm/s) szedimentáció r=1 µm-nál (0,01 cm/s) turbulens diffúzió

Ebből v esési= száraz ülepedés (fluxus) / c; ahol c: koncentráció

Száraz ülepedés [r< 1 µm] = vesési c

Az ülepedési sebesség és a méret kapcsolata

Mészáros, 1993Mészáros, 1993

Hazai háttér szennyezettség értékek száraz ülepedésre

SO2-S és NO3-N: 1-1 g m-2 év-1

CA: háttér koncentráció; vd: üleped. sebesség.; Dd: száraz ülepedés Mészáros 1993Mészáros 1993

Nedves ülepedés

Első lépés2.1 a) Kondenzáció– kritikus túltelítettség Felhő: +0,5% (r méret → oldhatóság) r ~ 0,01-0,05µm. Nagy méretűek vízben oldható anyagok kikerülése2.1 b) Termikus koaguláció : r kisebb 0,01-0,05 µ m.

Fogyás ≈ koncentrációk; idővel expon.Második lépés2.2 Méret növekedés r = 10 µm kicsi a kihulláshoz.a) Átpárolgás – TELÍTÉSI PÁRANYOMÁSb) Gravitációs koaguláció

NEDVES ÜLEPEDÉS (Dw) = Csapadék x Koncentráció, Cl [g m-2 év-1]

SO2-S: 1 g m1 g m-2 -2 évév-1-1

NO3-N: 0,3 g m0,3 g m-2 -2 évév-1-1

Felhasznált források

• Szakirodalom: Mészáros, E. (1994) Légkörtan Egyetemi jegyzet, Veszprémi Egyetem, 120.

• Egyéb források: www.google.com/images• További ismeretszerzést szolgáló források:

www.http://zeus.szif.hu/ejegyzet/levved/levego

Buday-Sántha, A. (2006) Környezetgazdálkodás Dialóg Campus Kiadó, Budapest-Pécs. 245.