Upload
phungkien
View
265
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,
Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR
ÇEV 3016: Hava Kirliliği ve Kontrolu:
Giriş, hava kirletici kaynaklar
Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM
Hava Kirliliği ve Kontrolu konusunda çalışanlar
Prof.Dr.Abdurrahman Bayram
Prof.Dr.Mustafa Odabaşı
Prof.Dr.Tolga Elbir
Araş.Gör.Dr.Yetkin Dumanoğlu
Araş.Gör.Dr.Melik Kara
Araş.Gör.Gizem Tuna
Uzman Hasan Altıok
Proje çalışanları
ÇEV-3016 Hava Kirliliği ve Kontrolu
HAFTA TARİH KONU
1 15.2.2016 Giriş, Hava kirletici kaynaklar; Sınıflandırma;
2 22.2.2016 Endüstriyel kaynaklar Yanma ve Hava Kirliliği
3 29.2.2016 Yanma ve Hava Kirliliği
4 7.3.2016 Uygulama
5 14.3.2016 Kirletici dağılım modelleri: Türleri ve uygulamaları
6 21.3.2016 Kirletici dağılım uygulaması (Dönem ödevi verileri dağıtıldı)
7 28.3.2016 Hava Kirliliği Ölçümleri (Emisyon/Hava Kalitesi)
8 4.4.2016 Hava kalitesi yönetimi
9 11.4.2016 Hava kirliliği mevzuatı
10 18.4.2016 ARA SINAV
11 25.4.2016 Hava kirliliği kontrolu: Genel prensipler, partikül maddeler
12 2.5.2016 Hava kirliliği kontrolu: Gaz kirleticilerin kontrolu
13 9.5.2016 Bina içi hava kirliliği
14 16.5.2016 Teknik Gezi
Derste kullanılacak kaynaklar
Derste kullanılabilecek kaynak kitaplar ve temin
edilebilecek yerler:
Hava kirliliği ve kontrolunun esasları,
Aysen Müezzinoğlu, Kitap satış ve Kütüphane.
Handbook of air pollution technology, S.Calvert, H.M.Englung, Kütüphane.
Air pollution and its control,
K.Wark, Kütüphane
Vize notları yıl içinde yapılacak ara sınavlar ile ödev
ortalamasına göre verilecektir.
Hava kirliliği-Tanım
Hava kirliliği modern yaşamın meydana getirdiği
bir olgu olup; ürettiğimiz mallardan, seyahat ve
taşınmadan, ısıtma ve aydınlatma için enerji
üretiminden kalan bir atıktır.
Hava kirliliği çok genel bir ifadeyle, havanın
doğal bileşiminin bozulması, bu bileşim içinde
yeni bileşiklerin yeralması olarak
tanımlanabilir.
Madde % ppm
Azot 78.084+0.004 780900
Oksijen 20.946+0.002 209400
Argon 0.934+0.001 9300
CO2 0.033+0.001 315
Neon 18
Helyum 5.2
Metan 1.2
Kripton 0.5
Hidrojen 0.5
Ksenon 0.08
NO2 0.02
Ozon 0.01-0.04
Kuru havanın doğal bileşimi
Hava kirliliği
* Enerji üretiminde kömürün kullanılması endüstri
devriminde büyük bir faktördür. Endüstri devrimi,
mevcut teknolojik yaşamımızın temelini oluşturmuştur.
Fakat kömür ve diğer fosil yakıtların kullanımı,
teknolojik yaşamımızdaki faydaları ile birlikte çevremizi
kirletmeye ve bozmaya başlamıştır.
* Bu insanların neden olduğu bir hava kirliliğidir.
Evlerimizdeki soba ve kaloriferler, taşıtlar, madenler,
termik santrallar, çimento, demir çelik, boya ve kimya
sanayi v.b. üretim sanayi “antropojenik kaynaklar”a
örnek olarak sayılabilir.
Hava kirliliği
Orman yangınları, bitki örtüsünün bozulması, toz fırtınaları ve volkanik patlamalar da havanın kirlenmesine neden olmaktadır. “Doğal kaynak” olarak tanımlanan bukaynaklardan havaya verilen kirleticilerin miktarı, bazı türler için insan kaynaklı kirleticilerden fazladır.
Doğal kaynaklı kirleticilerin atmosferdeki dağılımı ve kirleticilerin taşınması, bu kirleticilerin atmosferde çok daha düşük konsantrasyonlarda bulunması ile sonuçlanır.
Yağış, oksidasyon, toprakta ve denizlerde absorbsiyon ile doğa kendi kendini temizleme yeteneğine sahiptir.
Fakat insan kaynaklı kirleticiler genellikle küçük coğrafi bölgelerde yoğunlaştığı için doğanın kendi temizleme yeteneği bunların tamamını temizlemeye yetmemektedir.
Bu nedenle canlıların etkilendiği hava kirliliğinin büyük çoğunluğu insan kaynaklı kirlenmedir.
Atmosferde CO2 kons. değişimi
Hava Kirliliği problemlerinin ölçekleri
Problem
Ölçek
Organizasyon Alansal Dikey Süre
Küresel Küre Atmosfer Onyıllar Uluslararası
Kıtalararası Kıta Stratosfer Yıllar Uluslararası
Ülkesel Ülke
Troposfer
Aylar Ulusal
Endüstri
Bölgeleri
Büyük bölge Haftalar
Bölgesel
(Yerel)
Küçük alan
500-1000 m
Günler Şehir Şehir
Yerel Kaynak çevresi Baca yüksekliği Saatler
Hava kirletici:
Havanın doğal bileşimini değiştiren her türlü madde
Emisyon:
Kirletici kaynaklardan (evler, sanayi, araçlar) çevreye
verilen gaz veya toz haldeki kirleticiler
Hava kalitesi:
Hava kirliliğinin derecesi
Emisyon faktörü
Kirletici kaynaklarda birim ürün, hammadde veya yakıt
başına oluşan kirletici miktarı
Terimler
Birimler
Parametre Emisyon Hava kalitesi
Kütlesel kons. mg/m3;mg/Nm3 mg/m3; µg/m3
Hacim kons. cm3/m3; ppmv ppb; ppt
Kütlesel debi kg/saat; g/s -
Birikim - mg/m2/gün
Emisyon faktörü kg/t; kg/GJ; g/km -
Etki dozu µg/kg
Birimler
- ppm (milyonda bir kısım) cm3/m3
- mg/m3 = ppm x yoğunluk
- yoğunluk= molarkütle/molarhacim
- mg/m3 = ppm (molarkütle/(R x T / P ))
- T, sıcaklık (°K)
- P, basınç (atm)
- R, 0,08207 (lt x atm/°K x gmol)
0°C ve 1 atm koşullarında
1 ppm SO2 = 2,86 mg/Nm3
(= 1 x 64 /(0,08207 x 273 / 1)
1 ppm NOx = 2,053 mg/Nm3 (NO2 olarak)
(= 1 x 46 /(0,08207 x 273 / 1)
1 ppm CO = 1,25 mg/Nm3
(= 1 x 28 /(0,08207 x 273 / 1)
Hava kirleticiler
Sınıf
Kükürtlü bileşikler
Azotlu bileşikler
Organik bileşikler
Karbon oksitler
Halojenler
Partikül maddeler
Radyoaktif maddeler
Birincil İkincil
SO2, SO3, H2S SO3 , H2SO4, MSO4,
NO, NH3 NO2 , MNO3,
CxHy,C1 - C5 bileşikler Aldehitler, ketonlar,
asitler
CO (CO2) Yok
HCl, HF Yok
İzmir’de doğal gaz kullanımı öncesi dönemde
hava kirletici emisyonlar (ton/gün)
Sektör PM SOx NOx VOC CO
Evsel
Isınma 136 66 14 11 5
Trafik 6 7 82 54 311
Sanayi 31 227 40 3 4
Toplam 173 300 136 68 320
Not: Bu veriler güncelliğini kaybetmiştir!
İzmir’de doğal gaz kullanımı öncesi dönemde
Evsel Isınma kaynaklı kirleticiler
PM SOx Nox VOC CO
Linyit 1.5A 15S 2.9 2.51 1
Fuel oil 0.3 17.24S 2.2 0.299 0.6
PM SOx NOx VOC CO
135.74 66.02 13.40 10.66 4.42
Evsel ısınma kökenli emisyonlar, ton/gün
Evsel ısınma emisyonlarının belirlenmesinde kullanılan emisyon faktörleri
Not: Bu veriler güncelliğini kaybetmiştir!
İzmir’de trafik kaynaklı kirleticiler
Trafik Sektörü PM SOx NOx VOC CO
Şehirdışı 3.7 5.1 53.2 14.1 142.3
Şehiriçi 2.0 1.8 28.2 40.1 168.8
TOPLAM 5.7 6.9 81.4 54.2 311.1
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
PM SOx NOx VOC CO
ton
/gü
n
Şehirdışı
Şehiriçi
Not: Bu veriler güncelliğini kaybetmiştir!
Aliağa’da Sanayi kaynaklı emisyonlar (bacalar)
Tesis Adı Yakıt türü Baca Sayısı
Toplam Emisyon(kg/saat)
PM SO2 NOX CO
Akdemir Çelik San. ve Tic. A.Ş. Doğalgaz 1 0,200 0,050 5,620 0,61
Astaş Madencilik San. Tic. A.Ş. LPG 1 0,007 0,000 0,227 0
Çebitaş Demir Çelik Endüstrisi Doğalgaz 2 12,27 45,43 12,06 124,92
Dört Yıldız Demir Çelik Ltd.Şti. Doğalgaz 1 0,760 0,000 7,740 0,62
Ege Çelik End. San. ve Tic. A.Ş. Doğalgaz 2 9,25 25,70 41,87 267,41
Ege Gübre Sanayii A.Ş. Doğalgaz 1 0,010 0,001 0,120 0
ENKA İzmir Elektrik Üretim Ltd. Doğalgaz 4 10,80 0,000 156,23 0,00
Güven Metal (İmsan) Doğalgaz 1 0,144 0,144 3,42 0
Habaş Sınai ve Tıbbi Gazlar Doğalgaz 12 324 871 190 7529
İzmir Demir Çelik Sanayi A.Ş. Doğalgaz 3 11,52 44,57 21,60 154,0
KarDemir Had. San. Tic. Ltd. Şti. Doğalgaz 1 0,030 0,000 1,330 0,06
Kocaer Haddecilik San. ve Tic. Doğalgaz 2 0,372 0,000 2,155 0,617
Özkan Demir Çelik Sanayi A.Ş. Doğalgaz 1 0,402 6,020 0,062 0
Petkim Petrokimya Holding A.Ş. DG-Sıvı yakıt 28 61,95 234,14 423,15 60,47
Sider Demir Çelik San. Tic Doğalgaz 2 4,248 72,61 53,85 171
Sözer Demir Çelik San. ve Tic. Doğalgaz 1 0,041 0,410 0,534 0
Tüpraş DG-Sıvı yakıt 30 65,60 1351 499 31,91
Urla Makina San.Tic. A.Ş. Linyit 2 3,740 1,000 0,226 0,000
Viking Kağıt ve Selüloz A.Ş. Doğalgaz 1 0,042 0,003 0,600 0
Toplam Emisyon Kg/saat 505 2653 1420 8341
Toplam Emisyon ton/yıl 4000 21013 11244 66060
SIRA NO PETKİM Proses Bacaları PM SO2 NOX CO
1 Arom Ortak(101-201-202-203-204) Foil Oil 24 0,550 12,700 7,970 0,840
2 Arom 401 Foil Gaz 24 0,010 0,410 1,520 0,040
3 Aromatik 501 A Foil Oil 24 5,360 5,180 23,020 1,250
4 Arom 502 Foil Oil 24 19,810 202,700 41,460 3,050
5 Aromatik 701 Foil Oil 24 2,060 13,150 9,020 0,610
6 VCM F401 bacası Foil Gaz 24 0,010 0,000 0,340 0,250
7 Etilen Fab. F-101 A Foil Gaz 24 0,060 0,000 14,140 1,740
8 Etilen Fab. F-101 B Foil Gaz 24 0,070 0,000 12,830 0,510
9 Etilen Fab. F-101 C Foil Gaz 24 0,080 0,000 0,700 5,240
10 Etilen Fab. F-101 D Foil Gaz 24 0,070 0,000 12,780 0,660
11 Etilen Fab. F-101 E Foil Gaz 24 0,090 0,000 13,400 2,280
12 Etilen Fab. F-101 F Foil Gaz 24 0,060 0,000 14,200 0,610
13 Etilen Fab. F-101 G Foil Gaz 24 0,080 0,000 10,830 0,790
14 Etilen Fab. F-101 H Foil Gaz 24 0,160 0,000 20,290 2,240
15 Etilen Fab. F 102 Foil Gaz 24 0,050 0,000 13,280 1,310
16 Etilen Fab. F 103 Foil Gaz 24 0,000 0,000 0,15 0,05
17 PA Bacası Foil Gaz 24 23,440 0,000 0,370 0,050
18 PP Bacası Foil Gaz 24 0,000 0,000 0,350 0,080
19 Atık Yakma İnsineratörü (KATI-SIVI ATIK YAKMA) - 24 0,220 0,000 3,560 0,000
20 3 Nolu Santral Bacası Dogal gaz 24 0,73 0 61,75 4,68
21 4 Nolu Santral Bacası Dogal gaz 24 0,82 0 49,42 8,25
22 Aromatik 501 B Foil Oil 24 6,930 0,000 29,800 1,850
23 1 Nolu Santral Bacası Dogal gaz 24 0,74 0 63,04 12,79
24 2 Nolu Santral Bacası Dogal gaz 24 0,55 0 18,93 11,30
SIRA NO TÜPRAŞ BACALAR PM SO2 NOX CO 1 H-101 1,340 15,220 15,200 0,000 2 H-102 0,990 15,770 11,780 0,000 3 H-103 1,160 19,890 19,630 0,000 4 H-104 0,250 2,040 2,920 0,000 5 HC-101 3,750 56,090 46,870 0,000 6 H-201 0,040 3,890 6,430 0,400 7 H-202 0,020 0,000 3,250 0,130 8 H-203 0,060 0,000 18,700 0,770 9 H-301 0,010 0,100 1,980 0,120
10 H-302 0,010 0,080 0,970 0,050 11 H-401 0,010 0,030 1,520 0,160 12 H-402 0,010 0,000 1,970 0,000 13 H-7201.7202, H-7203, H7301 9,400 240,020 77,980 2,010 14 H-1101-1201 3,730 54,870 31,510 0,000 15 H-1301-1302 2,170 30,150 19,280 0,390 16 H-1302-Y 0,190 7,800 2,780 0,000 17 H-1401-1501 1,970 47,170 10,720 0,860 18 H-8101 ve H-8501 6,570 156,670 65,200 0,960 19 H-8201-8301 0,370 1,420 11,860 0,000 20 H-8401. H-8402 0,140 0,140 21,590 0,000 21 H-9101.9102.H-9201. ....H9205 0,190 0,000 26,070 0,000 22 H-9501. H-9502 0,010 0,780 1,730 0,000 23 H-9901 0,080 4,790 11,520 0,000 24 K-1. K-2 6,110 84,160 48,490 5,640 25 K-3. K-4 4,840 68,920 54,160 0,740
26 K- 5. K-6. K-7. K-8. K-9 12,050 276,870 243,900 6,780 27 K-CO 10,070 136,930 69,040 0,000 28 H-8702 0,016 45,340 1,280 6,420 29 H-8801 0,027 32,190 0,400 3,110 30 H-9702 0,018 50,000 1,970 4,330
Yollar ve araçlar
Yollardan Kaynaklanan
Emisyonlar (kg/saat)
Araçlardan Kaynaklanan
Emisyonlar (kg/saat)
PM10 CO NOX PM10 SO2
1113,02 63,11 37,07 1,30 1,30
Evsel ısınma (kış sezonu-ton)
Yerleşim Adı Nüfus SO2 NOX PM10 CO VOC
Aliağa Kent Merkezi 47810 104,89 15,25 47,11 537,64 56,89
Köyler 8375 30,89 3,78 13,89 157,93 16,64
TOPLAM 56185 135,77 19,01 60,97 695,56 73,50
Kalıcı Organik Kirleticiler (POP) Emisyonları PAH'lar PCB'ler
Ölçülen
Konsantrasyon Sınır Değera
Emisyon
Debisic
Sınır
Değera
Ölçülen
Konsantrasyon
Sınır
Değerb
(mg Nm-3) (mg Nm-3) (g saat-1) (g saat-1) (ng Nm-3) (ng Nm-3)
Tesis 1 0.04 0.10 28 0.5 1017 0.01
Tesis 2 0.08 0.10 60 0.5 476 0.01
Tesis 3 0.98 0.10 629 0.5 692 0.01
Tesis 4 0.11 0.10 102 0.5 262 0.01
Tesis 5 1.23 0.10 1470 0.5 13517 0.01
• Diğer PAH, PCB Kaynakları: Gemi söküm, Petkim ve Rafineri, Kömür kurutma
• PCDD/PCDF emisyon kaynakları: Demir çelik, Petkim
• Gemi söküm kaynaklı önemli bir kirletici: Asbest
a Endüstri tesislerinden kaynaklanan hava kirliliğinin kontrolu yönetmeliği, Ek 7, Tablo 7.3.2 b Endüstri tesislerinden kaynaklanan hava kirliliğinin kontrolu yönetmeliği, Ek 1
c Bazı tesilerin iki ocağından bir tanesinde ölçüm yapılmış ve emisyon debisi tek ocak için hesaplanmıştır
İzmir’de doğal gaz kullanımı öncesi dönemde
Emisyonlarda sektörel paylar
İzmir’de sanayi tesislerinin doğal gaza
geçmesi ile yukarıda verilen emisyonların
payları değişti. Evsel ısınmada da doğal gazın
yaygınlaşması ile SO2 emisyonları daha da
azalıyor.
İzmir’de hava kalitesi seviyeleri
İstasyon Tarih ve Saat PM10 SO2 NO NO2 NOX O3 CO
µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³
Alsancak 21.02.2016 18:00 16 5 0 0 0
Bayrakli 21.02.2016 17:00 18 14
Bornova 21.02.2016 18:00 13 2 -301 -105 -406 628
Çigli 21.02.2016 18:00 16 -28
Gaziemir 21.02.2016 18:00 27 6
Güzelyalı 21.02.2016 17:00 13 7 1 2 3 128
Karşıyaka 21.02.2016 17:00 12 6 0 1 0 7
Sirinyer 21.02.2016 18:00 34 8
Ege Bölgesi’nde hava kalitesi seviyeleri
İstasyon Tarih ve Saat PM10 SO2 NO NO2 NOX O3 CO
µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³
Afyon 21.02.2016 18:00 35 12
Aydın 21.02.2016 18:00 25 15
Denizli - Bayramyeri 21.02.2016 18:00 65 13
Denizli - Merkezefendi 21.02.2016 18:00 27 2
Kütahya 12.02.2016 08:00 5
Manisa 21.02.2016 18:00 71 7
Manisa - Soma 21.02.2016 18:00 93 82 19 59 78 8 1384
Muğla – Merkez 21.02.2016 18:00 59 16
Muğla - Yatağan 21.02.2016 18:00 33 8
Uşak 21.02.2016 18:00 35 1
Hava Kalitesi Sınır Değerleri
Kirletici Saatlik
(µg/m3)
Günlük (µg/m3)
Yıllık (µg/m3)
Hedeflenen tarih
SO2 350 (24) 125 (3) 20 Saatlik ve günlük için 1.1.2019; yıllık için 1.1.2014
PM-10 50 40 1.1.2019
PM-10 Arsenik * 6 (ng/m3) 1.1.2020
PM-10 Kadmiyum * 5 (ng/m3) 1.1.2020
PM-10 Nikel * 20 (ng/m3) 1.1.2020
PM-10 Benzo(a)piren) *
1 (ng/m3) 1.1.2020
NO2 200 40 1.1.2014
NOx 30 1.1.2014
O3 120
CO 10 000** 1.1.2017
Ni(ng/m3) 20
Pb 0.5 1.1.2019
Benzen 5 1.1.2021
(24): Bir yılda aşılmaması gereken saat sayısı (*) : Arsenik, kadmiyum, nikel ve Benzo(a)piren PM10 fraksiyonundaki içeriktir. (**): Maksimum günlük sekiz saatlik ortalama