ZAGAĐIVANJE VAZDUHA

ZagaĎivanje prirodnim izvorima

staro koliko i planeta

Samoprečišćavanje atmosfere:

oksidacija, taloženje, ispiranje, apsorpcija u vodi,

adsorpcija u poroznom tlu

Sagorevanje najvažniji vid zagaĎenja

koje stvara čovek

Zbog koncentracije na mala geografska područja

često se prevazilazi brzina samoprečišćavanja;

SAD ispuštaju 200 mil. tona otpada

London, 852: Prvi pisani dokument

o velikom zagaĎenju izazvanom

velikim brojem otvorenih ložišta

London, 1661: Prvi predlog kako da se smanji

zagadjenje u Londonu (učitelj John Evelyn)

SAD, 1926: Prva merenja ukupnih taložnih

materija u 7 najvećih gradova;

utvrĎeno 3.600 μg/m3; današnji propis 75 μg/m3

Istorija i epizode zagaĎenja (1)

Istorija i epizode zagaĎenja (2)

London, 1939: 1.300 smrtnih slučajeva tokom 4 dana teškog smoga

Donora (PA, SAD), 1948, 4 dana: 20 mrtvih, 14.000 ljudi zatražilo pomoć lekara

London, 1952, 7 dana: zagaĎenje 7 puta veće od normalnog, uvećanje smrtnosti 3 puta

Bor

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

3 5 7 9

SO2

SO2 (µg/m3)

dani

250

500

750

Smrtnost

Čist vazduh:

78% N, 21% O i 1% plemenitih gasova i CO2

Čist vazduh u prirodi ne postoji -

pogodnije je definisati štetne supstancije

i njihove dozvoljene koncentracije

Koncentracija se izražava u SI sistemu,

ali i u zapreminskim udelima (ppm, ppb)

Definisanje zagaĎenog vazduha

5,24

10*/

33 M

ppmmg

Gasovite zagaĎujuće supstancije

SO2, SO3, H2S

NO, NO2

CO, CO2

O3

CmHn

pare organskih rastvarača

mirisi

Čestične zagaĎujuće supstancije

Prašina (dust): krupne čestice (100 µm),

iz raznih mehaničkih operacija

Dim (fume): čestice oksida metala,

submikronske (0,03 - 0,3 µm),

kondenzacija i sublimacija u raznim procesima

Izmaglica (mist): tečne čestice (0,5 - 3 µm),

nastale kondenzacijom i hemijskim reakcijama

ČaĎavi dim (smoke): čaĎ (0,05 - 1 µm),

nastaje pri nepotpunom sagorevanju ugljenika

Sprej (aerosol): fino raspršivanje tečnosti

Izvori aerozagaĎenja

Prirodni: polen, spore gljiva, slani aerosol,

šumski požari, vulkanske erupcije

Veštački:

stacionarno sagorevanje - SOx, NOx,

leteći pepeo, čaĎ

saobraćaj - CO, NOx, CmHn, čaĎ, olovo

industrijski procesi

deponije otpada - gasovite supstance i

čestice (uglavnom organske)

PROCESNA INDUSTIJA KAO IZVOR EMISIJA

Najčešće zatvoreni i kontrolisani procesi,

zbog ekonomskih a ne ekoloških razloga

PredviĎena je odreĎena emisija

štetnih supstanci

Često moguće povećanje emisija zbog

neodgovarajućih režima i grešaka u radu

Pri havarijama mogu biti ispuštene

vrlo štetne supstance

Crna metalurgija: proizvodnja gvožĎa i čelika,

valjanje čelika i finalizacija

GvožĎe se proizvodi u visokim pećima

iz rude, koksa, kreča i vrućeg vazduha

Topionički gas sadrži CO i prašinu (35-50% Fe, 4-14%C, 8-13%SiO, okside Al, Mn, Ca, ..)

Čelik se proizvodi u pećima ili konvertorima

Proizvodnja gvožĎa i čelika

Proces

Topionička peć

Aglomeracija

Proizvodnja čelika,

otvorene peći

Bazična oksidacija

Sa električnim lukom

875,0

875,0

-

69,5

9,0

-

-

0,050

-

0,005

-

-

0,015

0,100

0,120

Čestice

kg/t

CO

kg/t

CmHn

kg/t

Ostalo

kg/t

55,0

75,0

4,1

25,5

4,6

Proizvodi se iz koncentrata bakarne rude:

prženjem Cu-sulfida, topljenjem i rafinacijom

Uz prašinu i okside sumpora, emituju se

ugljovodonici i NOx

Proizvodnja bakra

Deo procesa

Prženje

Topljenje

Rafinacija

490,0

14,0

-

Čestice

kg/t

Oksidi S

kg/t

42,5

20,0

5,0

Katalitička reakcija H (iz prir. gasa i vodene pare)

i N na visokim temperaturama

Sadržaj gasa: N, H, tragovi CH4, CO, Ar, NH3 ;

gas se vraća u proizvodnju ali ima i curenja

Gubici NH3 pri transpotu i skladištenju

Ukupna emisija i do nekoliko kilograma

na tonu proizvedenog NH3

Proizvodnja amonijaka

Nitriranje toluena ili celuloze

najčešće mešavinom azotne i sumporne kiseline;

zatim operacije mehaničkog odvajanja

Emituju se NOx, kapljice kiselina, čestice,

organska nitrojedinjenja

Ukupna emisija i preko 10 kg na tonu proizvoda,

veoma zavisi od primenjene tehnologije

Proizvodnja eksploziva

Veštačka fosfatna Ďubriva

Konverzija prirodnih fosfata

fosfatnom kiselinom ili termičkim putem

Emituju se: silcijumtetrafluorid, SOx, čestice,

nekada amonijak

Ukupna emisija nekoliko kg po toni

Veštačka azotna Ďubriva

Amonijum nitratna Ďubriva se dobijaju reakcijom

amonijaka sa azotnom kiselinom u 4 faze

(neutralizacija, koncentracija,

prevoĎenje u čvrsto stanje, finalizacija)

Emituju se: NOx, NH3, čestice krečnjaka i

čvrstog amonijum nitrata

Ukupna emisija: nekoliko kg čvrstih čestica i

oko 15 kg gasova po toni prozvoda

Iz boksita se dobija Al-oksid (glinica),

hidroluženjem ili sinterovanjem,

a iz glinice elektrolitičkom redukcijom Al

Dejstvom NaOH na boksit dobijaju se NaAlO2

(iz njega Al(OH)3 pa Al2O3)

i crveni mulj (smeša oksida Fe, Si, Ti)

Glinica se redukuje u ćelijama (pećima) sa ugljenim

elektrodama, rastopljena u kriolitu (NaF•AlF3)

Emisije :

pri proizvodnji glinice čestice i fluoridi

pri redukciji fluoridi, ugljovodonici, čestice (Al-oksid, C, Al-fluorid,

Ca-fluorid, Fe-oksid)

Proizvodnja aluminijuma

Deo procesa

Drobljenje boksita

Kalcinacija

Anodne peći za prženje

Redukciona ćelija

Horizontalna Sederberg ćelija

Vertikalna Sederberg ćelija

Manipulacija materijalom

3,0

100,0

1,5

40,6

49,2

39,2

5,0

-

-

0,4

12,4

13,3

15,0

-

-

-

0,4

12,4

13,3

15,0

-

Čestice,

kg/t

Gasoviti

fluoridi

Čvrsti

fluoridi

Termička obrada uglja 18-20 h na 1100-1150C;

organska jedinjenja se razlažu na koksni gas,

tečne produkte i koks

Proizvodnja koksa

Deo procesa

Punjenje baterije

Koksovanje

Pražnjenje baterije

Gašenje koksa

0,30

0,30

0,04

-

1,25

0,75

0,10

-

0,04

0,04

0,05

-

Čestice

kg/t

CO

kg/t

CmHn

kg/t

Ostalo

kg/t

0,75

0,05

0,35

0,45

Rafinerije su izuzetno kompleksni sistemi

Osnovne faze: separacija, destilacija,

tretiranje i prerada frakcija

Emisija je moguća kod kondenzacije,

vakuum destilacije i krekinga;

zavisi od ulazne sirovine, tehnologije i proizvoda

OslobaĎa se H2S, koji se prevodi u

elementarni S Klausovim postupkom

Rafinacija nafte

Proces

Katalitički kreking

(fluid. jedinica)

Katalitički kreking

(pokretni ureĎaj)

Tornjevi za hlaĎenje

39,2

10,8

-

0,63

0,25

0,72

0,36

0,03

-

Čestice

kg/103l CO

CmHn

NOx,

NH3

0,70

0,05

-

1,41

0,17

-

SOx

0,05

0,03

-

Alde-

hidi

Drvna pulpa se dobija ekstrakcijom celuloze

iz drveta rastvaranjem lignina,

kuvanjem drveta u prisustvu Na2S i NaOH,

ispiranjem, presovanjem i sušenjem

Iako se ostatak sagoreva, u procesu se troši

dosta energije

Emisija čvrstih čestica i toksičnih gasova

Proizvodnja celuloze

Proces

Kuvanje drveta

Ispirači

Isparivači

Rezervoari za

otapanje soli

Krečne peći

Čestice

kg/t CO

kg/t H2S

kg/t

Merkaptani

kg/t

-

-

-

2,5

22,5

SO2

kg/t

0,01

0,01

-

0,05

0,15

-

-

-

-

5,0

0,05

0,01

0,05

0,02

0,25

0,75

0,10

0,20

0,20

0,12