SVEUČILIŠTE U ZAGREBU METALURŠKI FAKULTET

SISAK

Alenka Rastovčan- Mioč

ZAŠTITA OKOLIŠA

predavanja

Sisak, listopad 2009.

Studenti diplomskog sveučilišnog studija metalurgije na Metalurškom fakultetu u Sisku, Sveučilišta u Zagrebu, slušaju u III. semestru 2 sata tjedno predavanja iz obveznog kolegija

Zaštita okoliša.

S A D R Ž A J 1. U V O D 1 2. ZAŠTITA OKOLIŠA 3 2.1 Izabrani pojmovi iz zaštite okoliša 3 2.2 Važniji zakoni iz područja zaštite okoliša 6 2.3 Meñunarodne konferencije za zaštitu okoliša 10 3. TLO 14 3.1 Onečišćenje tla 15 4. ZRAK 18 4.1 Onečišćenje zraka 19 4.2 Praćenje onečišćenja zraka u Republici Hrvatskoj 22 4.3 Pročišćavanje plinova 27 4.3.1 Uklanjanje suspendiranih čvrstih čestica i sitnih kapljica iz plinske smjese 27 4.3.2 Uklanjanje plinovitih primjesa iz plinske smjese 32 4.4 Strategija zaštite zraka 34 5. VODA 37 5.1 Onečišćenje voda 37 5.1.1 Pokazatelji onečišćenja voda 37 5.1.2 Otpadne vode 38 5.1.3 Vrste voda 41 5.2 Pročišćavanje otpadnih voda 46 5.2.1 Mehanički postupci pročišćavanja 46 5.2.2 Fizikalno-kemijski postupci pročišćavanja 47 5.2.3 Biološki postupci pročišćavanja 51 5.2.4 Mulj 52 5.3 Strategija zaštite voda u Republici Hrvatskoj 54 6. OTPAD 55 6.1 Vrste otpada 55 6.2 Postupanje s otpadom 56

7. UPRAVLJANJE OTPADOM CRNE METALURGIJE 59 7.1 Čelični otpad 62 7.2 Troska 64 7.3 Prašina 64 7.4 Istrošeni ljevarski pijesak 70 8. ČISTIJA PROIZVODNJA 71 9. LITERATURA 74

Svatko ima pravo na zdrav život. Država osigurava uvjete za zdrav okoliš.

Svatko je dužan, u sklopu svojih ovlasti i djelatnosti, osobitu skrb posvećivati zaštiti zdravlja ljudi, prirode i ljudskog okoliša.

(Ustav RH, čl. 69)

1

1. U V O D Estonski biolog Jakob von Uexküll 1909. godine u svojoj knjizi „Okolni i unutarnji svijet životinja“ prvi je dao definiciju okoliša: „Okoliš je cjelina koju čovjek vidi kroz svoje specifično, antropogeno stajalište i koju čine okružujući mediji (atmosfera, voda, zemlja, geografsko mjesto, klima itd.) kao i svi drugi živi organizmi (biljni i životinjski).“ Okoliš je prirodno okruženje čovjeka: zrak, tlo, voda i more, klima, biljni i životinjski svijet u ukupnosti uzajamnog djelovanja i kulturna baština kao dio okruženja kojeg je stvorio čovjek. Zabrinutost za stanje okoliša pojavila se kada više nije bilo moguće zanemarivati posljedice nekontroliranog industrijskog razvoja. Premda je davno prestala vrijediti izreka:

„Promjene na Zemlji tako su spore u usporedbi s kratkim razdobljem našeg života da se ne primjećuju.“

(Aristotel) tek u novije doba ljudi postaju svjesni da zagañenje zraka, vode i tla, klimatske promjene, nedostatak pitke vode, širenje bolesti, izumiranje brojnih biljnih i životinjskih vrsta, utječu na našu sadašnjost i čine budućnost neizvjesnom. Zaštitom okoliša osigurava se cjelovito očuvanje kakvoće okoliša, očuvanje prirodnih zajednica, racionalna uporaba prirodnih izvora i energije na najpovoljniji način za okoliš, kao osnovni uvjet zdravog i održivog razvoja. Za uspješno provoñenje zaštite okoliša i smanjenje nepotrebnih rizika, šteta i troškova te za zdrav i održiv razvoj gospodarstva potrebno je objektivno utvrditi stanje okoliša, pogotovo u gospodarskim subjektima, uočiti pogreške i nedostatke, donijeti mjere za sanaciju postojećih oštećenja okoliša, predvidjeti preventivne mjere zaštite okoliša za budućnost, osigurati sredstva, obrazovati stručnjake i odrediti rokove realizacije zacrtanih programa i planova. Najvažnije je da se sve aktivnosti provode u skladu sa zakonskom regulativom i da se na umu ima Nacionalna strategija zaštite okoliša Republike Hrvatske, u kojoj piše: „Okoliš se nikada ne smije zaboraviti, okoliš se ne smije ni zbog čega zanemariti.“ Autori knjige „Povijest europskog okoliša“ R. Delort i F. Walter navode da se krajem 19. i početkom 20. stoljeća počelo olako prihvaćati ideje o uništenju okoliša kao cijeni koju treba platiti kako bi se pripremila blistava budućnost. Izgleda da ni u 21. stoljeću nije posve nestao takav način razmišljanja, posebno kada su interesi kapitala u pitanju, pa se T. Flannery s pravom pita: „Je li doista preskupo spasiti svijet?“. Današnje tvrtke imaju zadatak biti društveno odgovorne. Društvena odgovornost tvrtke podrazumijeva donošenje odluke uprave tvrtke da će u svojoj poslovnoj politici

2

poštivati zakonske propise, uvažavati pravne, tržne i općedruštvene zahtjeve šire zajednice, odnosno etičke vrijednosti, kojima se uvažavaju prava pojedinca, zajednice i okoliša. To je kompleksan pojam, sačinjen od unutarnjih elemenata (upravljanje ljudskim resursima, zdravi i sigurni radni uvjeti, prilagodljivost na promjene, nadzor utjecaja na okoliš i prirodne izvore) i vanjskih elemenata (lokalna zajednica, poslovni suradnici, područje ljudskih prava i globalni problemi okoliša). Zaštitom okoliša u Republici Hrvatskoj bave se različita ministarstva i državna upravna tijela: - Ministarstvo zaštite okoliša, prostornog ureñenja i graditeljstva, - Ministarstvo zdravstva i socijalne skrbi, - Ministarstvo unutarnjih poslova, - Ministarstvo poljoprivrede, ribarstva i ruralnog razvoja, - Ministarstvo mora, prometa i infrastrukture, - Ministarstvo regionalnog razvoja, šumarstva i vodnog gospodarstva, - Ministarstvo gospodarstva, rada i poduzetništva, - Ministarstvo financija, - Državni hidrometeorološki zavod, - Državni hidrografski institut i dr.

3

2. ZAŠTITA OKOLIŠA U ovom poglavlju dan je prikaz izabranih pojmova iz zaštite okoliša, popis važnijih zakona koji reguliraju to pitanje u Republici Hrvatskoj te popis značajnih datuma i sporazuma iz zaštite okoliša. 2.1 Izabrani pojmovi iz zaštite okoliša acquis communautaire Europske unije– termin kojim se opisuju sva načela, ciljevi, zakoni, meñunarodni ugovori i drugi sporazumi koje je dogovorila Europska unija aerosol– disperzija čvrstih i tekućih čestica u zraku, koje zbog vrlo male veličine (ispod 10 µm) lebde Agenda 21– Program za 21. stoljeće dovršen 1992. godine u Rio de Janeiru, na konferenciji za okoliš i razvoj Ujedinjenih naroda; dokument koji predstavlja temelj politike trajno održivog razvoja i gospodarstva aktivni mulj– masa mikroorganizama raspršenih u bioaeracijskom spremniku koji u aerobnim uvjetima razgrañuju organsku tvar aromatski ugljikovodici– skupina spojeva čija je molekulna osnova benzenski prsten; neki od tih spojeva su jako kancerogeni BAT– (eng. Best Available Technique), načelo primjene najboljih raspoloživih tehnologija BPK5– biokemijska potrošnja kisika u pet dana, mjerilo organske onečišćenosti vode (potrošnja kisika od strane mikroorganizama koji žive u vodi i razgrañuju organsku tvar) CFC– klorfluorugljikovodici, relativno malo toksični, stabilni i nezapaljivi spojevi koji uništavaju ozonski sloj dim– heterogena mješavina plinova (CO2, NOx, CO i dr.), čestica (prašina, pepeo, čaña i dr.) i para (vodena para) koje nastaju kao produkt izgaranja, a dispergirane su u obliku aerosola u zraku dušikovi oksidi– (NOx), skupina spojeva dušika i kisika kao što su NO, NO2, nastaju spajanjem navedenih elemenata pri visokim temperaturama, npr. izgaranjem fosilnih goriva, svrstani su u primarne aeropolutante, jedan su od uzročnika kiselih kiša EMAS– (eng. Eco Management and Audit Sheme), sustav ekološkog označavanja i ocjenjivanja emisija– ispuštanje ili istjecanje tvari u tekućem, plinovitom ili čvrstom stanju, odašiljanje energije (buka, vibracije, radijacija, toplina) te mikrobiološko onečišćenje iz odreñenog izvora u okoliš

4

emitent– izvor emisije EMS– (eng. Eco Management System), instrument provoñenja sustava EMAS halogenirani ugljikovodici– spojevi ugljikovodika koji sadrže halogene elemente (Br, I, Cl, F), stabilni, perzistentni, bioakumulativni, kancerogeni spojevi koji hranidbenim lancima dospijevaju u organizam čovjeka imisija– koncentracija tvari ispuštena u odreñenom vremenu i na odreñenom mjestu u okoliš ionizacijsko zračenje– bilo koje elektromagnetsko ili čestično zračenje koje uzrokuje proces stvaranja iona u mediju u kojem se zračenje apsorbira ispušni plinovi– plinoviti nusprodukti izgaranja fosilnih goriva u industriji i prometu kakvoća okoliša– stanje okoliša izraženo fizikalnim, kemijskim, biološkim, estetskim i raznim drugim pokazateljima KEO– katastar emisija u okoliš, skup podataka o vrsti, količini, načinu i mjestu otpuštanja i unošenja štetnih tvari u okoliš, iz izvora emisije kisela kiša– kiša čiji je pH manji od 5,65 koliko iznosi pH prirodnih kiša kompost– vrsta gnojiva koja se priprema od različitih organskih ostataka i otpadaka u poljoprivrednim gospodarstvima i kućanstvima, uz dodatak vapna, treseta ili zemlje (postoje i šumski te industrijski kompost) komunalni otpad– otpad iz kućanstva, otpad koji nastaje čišćenjem javnih površina i otpad sličan otpadu iz kućanstva koji nastaje u gospodarstvu, ustanovama i uslužnim djelatnostima kontaminacija– onečišćenje MDK– maksimalno dopuštena koncentracija štetnih tvari u vodi ili zraku koja prema sadašnjim znanjima ne šteti zdravlju i koja se ne smije prekoračiti monitoring– sustavno praćenje stanja okoliša obnovljiva energija– energija iz izvora koja se ne iscrpljuju procesom njezina dobivanja odlagališta otpada– objekti na odreñenoj lokaciji namijenjeni za organizirano i trajno odlaganje otpada, uz primjenu moderne tehnike okoliš– prirodno okruženje; zrak, tlo, voda, čovjek i živa bića u ukupnosti uzajamnog djelovanja, uz dodatak kulturne baštine kao dio okruženja koji je stvorio čovjek onečišćenje okoliša– promjena stanja okoliša koja je posljedica štetnog djelovanja ili izostanka potrebnog djelovanja, ispuštanja, unošenja ili odlaganja

5

štetnih tvari, ispuštanja energije i utjecaja drugih zahvata i pojava nepovoljnih za okoliš onečišćivač– onaj koji onečišćuje okoliš opasni otpad– otpad koji sadržava tvari koje imaju jedno ili više sljedećih svojstava: eksplozivnost, reaktivnost, zapaljivost, nagrizanje, podražljivost, štetnost, toksičnost, infektivnost, kancerogenost, mutagenost, teratogenost, ekotoksičnost i svojstvo otpuštanja otrovnih plinova kemijskom reakcijom ili biološkom razgradnjom opasnost po okoliš– prekomjerni rizik koji zbog visokog stupnja vjerojatnosti nastanka dogañaja ili opsega moguće štete, zahtijeva mjere koje su posebno propisane otpad– odbačene tvari i predmeti ozon– alotrop kisika s tri atoma (O3), nastaje iz kisika (O2) djelovanjem ultraljubičastih (UV) zraka u Zemljinoj atmosferi ozonska rupa– stanje ozonskog sloja u stratosferi zbog učinka klora iz freona i halona ozračenje– izlaganje tijela ionizirajućem zračenju PCB– poliklorirani bifenili, otrovni aromatski sintetski spojevi, koji se prirodno ne nalaze u okolišu polutant– onečišćivač POP– postojan organski polutant, teško razgradivi, toksični organski spojevi koji onečišćuju okoliš (npr. neki pesticidi, PCB-spojevi, dioksini, furani i sl.) procjena utjecaja na okoliš– postupak ocjenjivanja prihvatljivosti nekog zahvata s obzirom na okoliš i odreñivanje potrebnih mjera zaštite okoliša rizik za okoliš– vjerojatnost da će neki zahvat posredno ili neposredno proizvesti štetu u okolišu ili ugroziti zdravlje i život ljudi smog– mješavina plinova u atmosferi koji nastaju izgaranjem fosilnih goriva i magle staklenički plinovi– skupina plinova koji uzrokuju učinak staklenika (CO2, NOx, SO2 i dr.) šteta u okolišu– oštećenje ili gubitak prirodne funkcije sastavnih dijelova okoliša trajno održivi razvoj– pristup uporabi raspoloživih resursa i gospodarenja njima tako da se zadovolje današnje potrebe, bez onemogućavanja budućih generacija u zadovoljavanju njihovih potreba

6

učinak staklenika– zadržavanje topline u atmosferi zbog porasta koncentracije stakleničkih plinova (naročito CO2) koji upijaju dugovalno Sunčevo zračenje ugroženi okoliš– stanje nastalo onečišćavanjem većih razmjera okoliša na odreñenom području za koje se temeljem zakona propisuju posebne mjere radi uspostavljanja prijašnjeg stanja ili novog stanja odreñenog dijela okoliša, oporavka prirodne zajednice ili obnove zbog poboljšanja kakvoće življenja UNEP– (eng. UN Environment Programme), UN program za okoliš UNEPA– (eng. UN Environment Protective Agency), Agencija UN za zaštitu okoliša zagañenje okoliša– onečišćenje okoliša biološkim supstratom zahvat u okoliš– svako trajno ili privremeno djelovanje čovjeka koje može narušiti ekološku stabilnost ili biološku raznolikost okoliša ili na bilo koji način nepovoljno utjecati na okoliš zaštita okoliša– strukovno područje kojemu je zadaća očuvanje zdravog životnog okruženja. Odreñuje granice raznih vrsta opterećenja, predlaže zakonske propise, uvodi preventivne i reparativne mjere (tehničke) za održavanje potrebne kakvoće zraka, vode, tla i prehrambenih proizvoda, utvrñuje pravila u ophodnji s raznim čimbenicima životne sredine. Donosi mjere za smanjenje buke, kontrolu pitke vode, potiče smanjenje štetnih ispušnih plinova iz industrijskih postrojenja i prometa, zabranjuje proizvodnju spojeva koji uništavaju ozonski sloj (razgrañuju ga) te spojeva koji kontaminiraju ekosustav, osmišljava prostorno ureñenje, nadzire zbrinjavanje otpada, potiče primjenu štedljivih tehnologija i uporabu obnovljenih izvora energije, provodi mjere za ostvarenje trajno održivog razvitka (Agenda 21) i dr. 2.2 Važniji zakoni iz područja zaštite okoliša Pravo okoliša danas zadire u gotovo sve tradicionalne grane prava, ali ni jednu od njih ne pokriva u cijelosti. Devedesetih godina 20. stoljeća u Republici Hrvatskoj dolazi do spoznaje o potrebi stvaranja i oblikovanja prava okoliša kao posve nove grane prava. Pravna regulativa o okolišu ima osnovne ciljeve:

- zaštitu čovjekovog okoliša u cilju očuvanja zdravog života i razvoja, kako za sadašnje, tako i za buduće generacije,

- zaštitu i očuvanje postojećih ekosustava planete Zemlje, - zaštitu i očuvanje svih biljnih i životinjskih vrsta, prvenstveno ugroženih, - provoñenje svih preventivnih radnji vezanih uz prirodne resurse i njihova razumna

uporaba, - primjenu uputa, savjeta, smjernica, normi kao i svih vrsta kazni kod povrede zakona o

očuvanju okoliša, - prikupljanje sredstava potrebnih za očuvanje ekosustava i okoliša u cjelini, - otklanjanje posljedica kod dogañaja koji su štetni po životne zajednice i okoliš, - uvoñenje obveze javnih komunikacija i informacija kada je okoliš u pitanju, - podršku filozofiji i praksi održivog razvoja.

7

U svemu ovome posebno se izdvajaju dvije vrste pravnih normi: - Norme zaštite okoliša, koje su usmjerene na zakone o zaštiti ekosustava, biljnih i

životinjskih vrsta, biosfere, atmosfere, litosfere i hidrosfere, - Norme sprječavanja zlouporabe okoliša (trovanje, emisije, zagañenja bilo koje vrste,

stvaranje potencijalne opasnosti po zdravlje čovjeka i prirodu itd.). Zakonska osnova zaštite okoliša temelji se na filozofiji i politici okoliša, što se može prikazati pomoću tzv. Stormovog modela trija ili trijada (slika 1).

Trijada (trio) objekata

Slika 1: Stormov model trijada primijenjen na zakonsku osnovu zaštite okoliša [7]

Slika 1: Stormov model trijada primijenjen na zakonsku osnovu zaštite okoliša (N. Injac, 2004.)

Osiguranje takvog okoliša koje je jamstvo

zdravlja i opstanka čovjeka

Zaštita atmosfere, hidrosfere, litosfere i

svih oblika života

Otklanjanje i zabrana svih negativnih

djelovanja čovjeka na prirodu

Ureñaji, pogoni, transport, reciklaža

Materijali, emisije, zračenja

Odlagališta, površine, otpad, smeće

Principi zbrinjavanja

Principi kooperacije

Principi uzročnosti

Savjetodavne mjere: preporuke, smjernice

Mjere obveza: odnose se na ljude,

njihovo ponašanje i rad

Kaznene mjere: prekršajne, krivične

Trijada (trio) ciljeva

Trijada (trio) objekata

Trijada (trio) principa

Trijada (trio) mjera

8

Podjela prava okoliša prikazana je dijagramom na slici 2.

Slika 2: Podjela prava okoliša

(N. Injac, 2004.)

Ovdje je važno spomenuti Svjetsko pravo naroda o okolišu, jer ono predstavlja osnove za regionalne, državne i ostale zakone o očuvanju prirode, okoliša i zaštitu svih postojećih ekosustava. Svjetsko pravo naroda o okolišu ili meñunarodno pravo o okolišu ima tri pravna izvora: - običajno pravo meñunarodnog ponašanja vezano uz okoliš, - bilateralne (dvojne) i multilateralne (višestrane) dogovore država ili grupa država kada je okoliš u pitanju,

Opće pravo o okolišu

Materijalno pravo o okolišu

Formalno pravo o okolišu

Temeljno pravo o okolišu

Usmjereno pravo o okolišu

Opće značenje Usmjereno na područje Kauzalno usmjereno prema područjima

Organizacija, procedure, procesi

- Meñunarodno pravo - Regionalno pravo - Ustavno pravo - Pravni principi - Pravo informiranja - Privatno pravo - Javno pravo

- Zaštita prirode - Zaštita atmosfere - Zaštita litosfere - Zaštita hidrosfere - Zaštita radne okoline - Zaštita životnog prostora

- Pravo o otpadu - Pravo o smeću - Pravo o reciklaži - Pravo o gen-tehnici - Pravo o opasnim tvarima - Pravo o emisijama - Pravo o energiji

- Organizacija pravnog sustava - Procedure - Voñenje procesa - Pravo informiranja - Financije i okoliš - Porezna politika i okoliš

9

- zakone prihvaćene od većine zemalja svijeta kao opće odredbe meñunarodne zajednice o okolišu. Osnovna namjena Svjetskog prava o okolišu uvijek obuhvaća velike ekosustave kao što su atmosfera, hidrosfera, litosfera ili je usmjerena na najkritičnija područja zaštite i upravljanja čovjekovim okolišem kao što su zaštita vrsta, očuvanje zaliha pitke vode ili opasnosti od velikih ekoloških katastrofa (bioloških, kemijskih, nuklearnih itd.). U Republici Hrvatskoj usvojeni su i doneseni brojni zakoni i podzakonski akti, pravilnici i propisi koji reguliraju problematiku zaštite okoliša. Navedeni su neki od najvažnijih: Deklaracija o zaštiti okoliša (NN, 34/1992) Zakon o zaštiti okoliša (NN, 110/2007) Nacionalna strategija zaštite okoliša (NN, 46/2002) Strategija održivog razvitka Republike Hrvatske (NN, 30/2009) Pravilnik o registru onečišćavanja okoliša (NN, 35/2008) Zakon o vodama (NN, 107/1995, 150/2005) Zakon o zaštiti zraka (NN, 178/2004, 60/2008) Pravilnik o praćenju kakvoće zraka (NN, 155/2005) Uredba o tvarima koje oštećuju ozonski sloj (NN, 120/2005) Uredba o graničnim vrijednostima onečišćujućih tvari u zraku (NN, 133/2005) Uredba o kritičnim razinama onečišćujućih tvari u zraku (NN, 133/2005) Zakon o šumama (NN, 140/2005, 82/2006, 129/2008) Zakon o otpadu (NN, 178/2004, 111/2006, 60/2008, 87/2009) Strategija gospodarenja otpadom Republike Hrvatske (NN, 130/2005) Zakon o Fondu za zaštitu okoliša i energetsku učinkovitost (NN, 107/2003) Uredba o procjeni utjecaja zahvata na okoliš (NN, 64/2008, 67/2009). U primjeni je i serija meñunarodnih normi ISO 14000ff (eng. full family- kompletna obitelj normi) koje pomažu boljem upravljanju okolišem. Više o toj temi studenti mogu pročitati u radu „Razumijevanje i tumačenje sustava upravljanja okolišem- Norma ISO 14001:2004“.

10

Važna je i IPPC direktiva (eng. Integrated Pollution Prevention Control)- direktiva o cjelovitom sprječavanju i nadzoru onečišćenja, koja obvezuje industrijska postrojenja, ovisno o vrsti i obujmu proizvodnje, na ishoñenje ekoloških dozvola za razvijanje procesa proizvodnje, uporabom najboljih raspoloživih tehnika. Republika Hrvatska ratificirala je brojne meñunarodne zakonske akte u cilju provoñenja zaštite okoliša na isti način kao i u mnogim državama svijeta. Meñu ratificiranim aktima su i: - Konvencija o zaštiti Sredozemnog mora od onečišćenja (Barcelona, 1976.), - Konvencija o prekograničnom onečišćenju zraka na velikim udaljenostima (Geneva, 1979.), - Bečka konvencija o zaštiti ozonskog sloja (Beč, 1985.), - Konvencija o prekograničnim učincima industrijskih akcidenata (Helsinki, 1992.), - Konvencija o nadzoru prekograničnog prometa opasnog otpada i njegovu odlaganju (Basel, 1992.), - Konvencija o pristupu informacijama, sudjelovanju javnosti u odlučivanju i pristupu pravosuñu u okolišu (Aarhus, 1998.), - Konvencija o postojanim organskim onečišćivačima (Stockholm, 2001.) i dr. 2.3 Meñunarodne konferencije za zaštitu okoliša Konferencije za zaštitu okoliša održavaju se s ciljem spoznaje stanja okoliša i donošenja smjernica za zaštitu okoliša na globalnoj, svjetskoj razini. Početak ovakvog načina rada bila je Prva konferencija o stanju okoliša, održana od 5. do 16. lipnja 1972. godine u Stockholmu („Konferencija Ujedinjenih naroda o ljudskom okolišu“). Kao rezultat te konferencije nastao je dokument pod nazivom „Stockolmska deklaracija“, u kojoj se nalazi i Akcijski plan djelovanja UN sa 109 preporuka podijeljenih u 6 područja: - ljudska naselja, - upravljanje prirodnim resursima, - devastacija meñunarodnih znamenitosti, - edukacija i društveni aspekti okoliša, - razvoj i okoliš, - meñunarodne organizacije. Nakon toga osnovane su dvije institucije: GEMS (eng. Global Environment Monitoring System, Sustav globalnog okoliša ili skraćeno Earthwatch, Promatranje Zemlje) i UNEP (vidi točku 2.1). Iste 1972. godine publicirana je deklaracija „Limits to Growth“ (Granice rasta) tzv. „Rimskog kluba“. Grupa od 50 znanstvenika iz raznih zemalja razmatrala je budućnost razvoja i civilizacije, pa iako srećom, do predviñenog globalnog raspada 2000. godine nije

11

došlo, danas se u opisanom katastrofičnom stanju s aspekta tehnologije, populacije, prehrane, prirodnih resursa i razvoja, nalazi više od 80% čovječanstva. U sljedećih 20 godina održalo se još mnogo konferencija i doneseno je mnogo protokola. Izdvajaju se: - Meñunarodni sastanak radi zaštite Sredozemlja (Barcelona, 1975.), - Konferencija UN-a u vezi sa širenjem pustinje (Nairobi, 1977.), - Prva svjetska konferencija o klimi (Geneva, 1979.), - Svjetska industrijska konferencija o upravljanju okolišem (1984.), - Konvencija o zaštiti ozonskog sloja (Beč, 1985.), - Meñunarodna konferencija o ocjeni utjecaja ugljikovog dioksida i drugih plinova na stvaranje učinka staklenika (Villach, 1985.), - Protokol o zaustavljanju proizvodnje CFC-a (Montreal, 1987.), - Rezolucija UN-a u kojoj se klimatske promjene označavaju brigom cijelog čovječanstva (1988.), - Konferencija s preporukom za smanjenje emisije CO2 za 20% do 2005. godine (Toronto, 1988.), - Druga svjetska konferencija o klimi (Geneva, 1990.), - Osnutak Globalnog fonda za okoliš za pomoć nerazvijenim zemljama za provedbu mjera u zaštiti okoliša (1991.), - Konferencija UN-a o okolišu i razvoju (Rio de Janeiro, 1992.)

Druga konferencija o stanju okoliša (Rio de Janeiro, 1992.) imala je znatno veći broj učesnika, a dramatična promjena u stavu političara i cijelog svijeta posljedica je mnogih pojava:

- novi globalni učinci ugrožavanja ekosustava (ozonske rupe, kisele kiše, klimatske promjene) koji do tada nisu bili poznati, - velik porast broja stanovnika planete, - učestale klimatske promjene i vremenske katastrofe, - ubrzano uništavanje svih prirodnih resursa, - ugrožavanje svih ekosustava planete, - ugrožavanje i nestanak niza biljnih i životinjskih vrsta, - širenje ionako dubokog jaza izmeñu bogatih i siromašnih, - porast svijesti svjetske javnosti o općoj ugroženosti opstanka, - svijest o potrebi poduzimanja opsežnijih i radikalnijih mjera, - sve veći pritisak nacionalnih i meñunarodnih organizacija za zaštitu okoliša i očuvanje prirode, - politički pritisak niza stranaka koje su u svoj program, u većoj ili manjoj mjeri, ugradile borbu za očuvanje okoliša. Na konferenciji u Rio de Janeiru usvojeno je 5 temeljnih dokumenata: - Deklaracija o okolišu i razvoju, - Agenda 21, - Deklaracija o šumama, - Konvencija o zaštiti klime, - Konvencija o zaštiti bioloških različitosti.

12

- Osnivanje komisije za trajno održivi razvoj (New York, 1992.) - Konferencija o promjeni klime (Kyoto, 1997.)- Treća svjetska konferencija o klimi Glavna tema konferencije u Kyotu (1997.) bila je smanjenje emisija stakleničkih plinova zbog globalnog porasta temperature. Ideja je bila da se reduciraju najopasnije i najveće emisije plinova u atmosferu. Željelo se emisije CO2, CO i NO2 svesti na stanje iz 1990. godine ili niže (ovisno o razvijenosti gospodarstva pojedine zemlje), a ostale plinove zadržati na razini emisija iz 1997. godine (rok: do 2012. godine). Protokol je objavljen 1998. godine u New Yorku. Konferencije s istom tematikom, ali i sa sve lošijim rezultatima i željom da se ionako manjkavi rezultati Kyotskog protokola još više razvodne održale su se u Buenos Airesu (1998.), Bonnu (1999.) i Haagu (2000.). - Konferencija o održivom razvoju (Johannesburg, 2002.) Taj svjetski samit o održivom razvoju bavio se istim temama kao i prije deset godina u Rio de Janeiru (problemima od pitke vode i priobalnog pojasa do učinka staklenika i stanja ekosustava). Zaključci konferencije u Johannesburgu bili su: - Loše strane globalizacije trebaju biti odstranjene, osobito kada se radi o subvencioniranju proizvodnje štetne po okoliš. To se u prvom redu odnosi na uporabu fosilnih goriva, prvenstveno kamenog ugljena. Kada je bila riječ o poljoprivredi, ništa nije usuglašeno. Usvojeno je „kako se ulaganja u okoliš ne bi trebala odvijati pod diktatom i pravilima svjetske trgovačke organizacije i svjetske banke“. - Preporučuje se državama, koje nisu potpisale protokol iz Kyota, da to učine. - Izumiranje biljnih i životinjskih vrsta bi do 2010. godine trebalo „uočljivo reducirati“. - Udjel alternativnih energija trebao bi se povećati. - Ribarenje bi moralo omogućiti devastiranim i opustošenim područjima mora i oceana „da se oporave“ a ne da se i dalje „prekomjerno eksploatiraju“. - Pitka voda i sanitarni ureñaji trebali bi do 2015. godine biti dostupni za 50% više ljudi nego u vrijeme konferencije. - Negativno djelovanje kemikalija na čovjeka i prirodu mora biti minimizirano do 2020. godine. - Gubitak prirodnih resursa mora biti „što je moguće ranije“ zaustavljen. - UN-ov skup o klimatskim promjenama (New York, 2007.) - UN-ov skup o klimatskim promjenama (New York, 2009.)

13

Obilježavanje značajnijih datuma vezanih uz zaštitu okoliša: 2. veljače Dan zaštite močvara i vlažnih staništa 5. ožujka Dan očuvanja energije 21. ožujka Dan zaštite šuma 22. ožujka Svjetski dan zaštite voda 7. travnja Svjetski dan zdravlja 22. travnja Dan planeta Zemlje 26. travnja Dan poticanja uporabe obnovljivih izvora energije 28. travnja Dan zaštite zdravlja na radu 30. travnja Dan zaštite od buke 20. svibnja Dan zdravih gradova 22. svibnja Svjetski dan biološke raznolikosti i Dan zaštite prirode u RH 31. svibnja Svjetski dan nepušenja 5. lipnja Dan zaštite okoliša 8. lipnja Svjetski dan oceana 17. lipnja Dan suzbijanja nestašice vode i suša 18. kolovoza Dan drveta 16. rujna Meñunarodni dan ozona (Dan zaštite ozonskog sloja) 22. rujna Europski dan bez automobila 4. listopada Dan zaštite životinja 12. listopada Dan stanovnika Zemlje 15. listopada Dan pješačenja 16. listopada Dan hrane (Dan kruha) 11. prosinca Svjetski dan planina

14

3. TLO Tlo je, uz zrak i vodu, jedan od temelja života na Zemlji, ograničeno i neobnovljivo prirodno dobro. Tlo je rastresiti površinski sloj Zemljine kore ili litosfere. Predstavlja stanište (biotop) za organizme koji žive u njemu i na njemu, temelj je za proizvodnju hrane, središte okolišnih, gospodarskih, socijalnih i kulturnih dogañanja. Tlo djeluje kao filtar, pufer, obnavlja i čisti podzemnu pitku vodu. Tlo je nastalo i nastaje od mineralnih i organskih tvari zajedničkim djelovanjem stijena, klime, vode te biljnog i životinjskog svijeta. Proces formiranja tla vrlo je spor; za nastajanje jednog centimetra tla potrebno je i do 100 godina. Svojstva tla mogu se podijeliti na fizikalna, kemijska i biotska svojstva. Fizikalna svojstva tla su: tekstura, struktura, poroznost, kapacitet tla za vodu i zrak te temperatura tla. Tekstura tla odreñena je kvantitativnim odnosom veličinskih klasa čestica tla (skelet tla čine čestice veće od 2 mm, a sitno tlo čine čestice manje od 2 mm). Prema teksturi, osnovne kategorije tla su gline, ilovače i pjeskulje. Struktura tla ovisi o sposobnosti mehaničkih elemenata tla (čestica) da se vežu u strukturne agregate (nakupine slijepljenih čestica). Izmeñu čestica i strukturnih agregata postoje prostori koji se zovu pore. U porama se može nalaziti zrak, voda, različiti biljni dijelovi i životinje. Grube pore su veće od 50 µm, srednje pore su od 10 do 50 µm, a sitne pore su manje od 10 µm. Kapacitet tla za vodu ovisi o strukturi i teksturi tla. Maksimalni kapacitet je ona količina vode koja se u tlu nalazi kada su sve pore ispunjene vodom. Retencijski kapacitet (kapacitet zadržavanja) je ona količina vode koja se nalazi u tlu kada su sve kapilarne pore ispunjene vodom, a nekapilarne zrakom. Ekološki kapacitet je najveća količina vode koju tlo sadržava i pristupačan je za biljke. Kapacitet tla za zrak takoñer ovisi o strukturi i teksturi tla. On čini razliku izmeñu poroznosti tla i retencijskog kapaciteta. Zrak u tlu važan je za život podzemnih organa većine biljaka te mikroflore i faune u tlu. O temperaturi tla ovise svi životni procesi u tlu i fiziološki procesi u podzemnim i nadzemnim biljnim organima. Tlo upija energiju Sunčeva zračenja. Toplina iz površinskih slojeva širi se prema dubljim slojevima, a zagrijavanje ovisi o toplinskim svojstvima tla (toplinski kapacitet, specifična toplina i temperaturna provodljivost). Kemijska svojstva tla su: količina humusa, aciditet tla i adsorpcijska sposobnost tla. Humus je mrtva organska tvar u tlu koja je nastala nepotpunom razgradnjom biljnih i životinjskih ostataka te mikroorganizama. Humus je spremište hrane za biljke i može vezati za sebe znatne količine vode.

15

Aciditet tla ovisi o odnosu koncentracije vodikovih iona (H+) i hiroksilnih iona (OH-). Tla u Republici Hrvatskoj imaju pH vrijednost od 3 do 8. Adsorpcijska sposobnost tla ovisi o teksturi tla. To se svojstvo sastoji u sposobnosti tla da na čestice veže i zadrži tvari s kojima doñe u doticaj. Za ekološka svojstva tla najveće značenje ima fizikalno vezanje vode i plinova u tlu kao i fizikalno-kemijsko vezanje biogenih iona. Neki biotički odnosi imaju veliko značenje za ukupnu biološku aktivnost tla. To su mikoriza i fiksiranje dušika. Mikoriza je pojava da mnoga stabla, grmlja i orhideje stvaraju simbiotske odnose izmeñu korijenja i odreñenih vrsta gljiva u tlu. U tlu žive bakterije koje mogu vezati atmosferski dušik. Osim bakterija, neki aktinomiceti stvaraju simbiozu s odreñenim vrstama drveća, vezujući pri tome približno 60 kg N2/ha godišnje. Vezanje atmosferskog dušika kvantitativno je najvažniji način na koji dušik ulazi u hranidbeni ciklus. 3.1 Onečišćenje tla Glavni izvori onečišćenja tla mogu biti prirodnog i antropogenog podrijetla. Od prirodnih izvora važna je uloga vulkana, koji tijekom erupcije izbacuju goleme količine pepela, koji mijenjaju sastav tla. Brojni plinovi osloboñeni tijekom erupcije u atmosferu mijenjaju sastav zraka; plinovi otopljeni u vodi zakiseljavaju oborine te tako mijenjaju sastav i reakciju tla. Kompoziciju tla mijenjaju požari, poplave, dugotrajne obilne kiše i suše. Antropogeni utjecaj na onečišćenje tla intenzivnije počinje već u mlañe kameno doba, kada se čovjek počeo baviti poljoprivredom. U današnje vrijeme, primjena puno različitih pesticida i melioracija u poljoprivredi, industrija s nečistim tehnologijama, kućanstva i promet glavni su antropogeni izvori onečišćenja tala. Naročiti problem predstavlja nekontrolirano odlaganje otpada. Shematski prikaz mogućih izvora onečišćenja tla uzrokovanih čovjekovom djelatnošću i prikaz povezanosti tla s drugim dijelovima ekosustava dan je na slici 3. OTPAD PESTICIDI UMJ.GNOJIVO PROMET OSTALO

Slika 3: Antropogeni utjecaj na onečišćenje tla (M. Matas, 2001.)

ČOVJEK

ŽIVOTINJA

BILJKA

DJELATNOST ČOVJEKA

VODA ZRAK

T L O

16

U vrijeme industrijske revolucije uvodi se mehanizacija u obradbu tla i tlo se obogaćuje mineralnim gnojivom. Razvila se ekstenzivna poljoprivreda, rastu prosječni prinosi žitarica, a udjel poljoprivrednog stanovništva se smanjuje. Izmeñu 1930. i 1950. godine intenzivno se rabe herbicidi i dolazi do uporabe fungicida i insekticida, intenzivira se poljoprivredna proizvodnja, nestaju ili se bitno smanjuju mnoga staništa i vrste. Nakon 1960. godine potiče se specijaliziranost proizvodnje, raste potrošnja goriva i sredstava za zaštitu bilja. Pašnjaci se pretvaraju u polja za uzgoj krmnog bilja, a masovni uzgoj stoke uzrokuje dodatno onečišćenje tla. Uvoñenje mehanizacije u poljoprivrednu proizvodnju uzrokovalo je zbijanje tla do dubine od 60 cm. Zbijanjem tla smanjuje se njegova poroznost, stabilnost i prozračivanje. Primjena hranidbenih i zaštitnih sredstava predstavlja unos stranih tvari u tlo. Biljke rabe tek polovicu primijenjene količine mineralnih gnojiva, ostatak se ispire u podzemne vode (naročito nitrati koji se slabo ili nikako vežu na čestice tla). Neka fosfatna gnojiva sadrže i znatne količine kadmija. Organska gnojiva (stajski gnoj) mogu sadržavati veće količine bakra. Mulj iz pročistača voda često sadržava velike količine teških metala (npr. olovo). Pesticidi i fungicidi takoñer štetno djeluju bilo da se adsorbiraju na čestice tla, ulaze u organizme u tlu, kemijski ili biološki se razgrañuju ili ispiru u podzemne vode. Područja koja su zbog prekomjerne vlažnosti nepogodna za poljoprivredu podvrgavaju se melioraciji, što dovodi do snižavanja razine podzemnih voda, isušivanja mnogih vlažnih staništa i nestajanja zajednica i vrsta vezanih za ta staništa. Erozijom tla (površinsko odnošenje čestica tla) gubi se prosječno 13-15 t/ha na godinu, što premašuje 50 do 100 puta prirodno stvaranje tla. Primjerice, pod šumom ili pašnjakom erozijom se gubi 0,8 t/ha na godinu, a u vinogradu bez podkulture 68 t/ha na godinu. Izgradnjom naselja često se gubi vrijedno tlo pogodno za druge namjene. Izgradnju naselja prate izgradnja prometnica i autocesta, čime se dodatno uzrokuje gubitak tla, a uporaba soli zimi dovodi do ispiranja hranjivih iona kalcija, magnezija i kalija iz tla. Ispušni plinovi motornih vozila onečišćuju okolno tlo, čime ono postaje nepogodno za proizvodnju hrane. Povećanjem broja gradskog stanovništva raste broj i veličina velikih gradova, čime raste utjecaj na tlo. I područja izvan velikih gradova ugrožena su izgradnjom različitih sadržaja (primjer skijališta- vučnice, žičare, staze, umjetni snijeg, ostala infrastruktura). Industrija i rudarstvo vrlo negativno djeluju na tlo. Na površinskim kopovima uklanja se tlo i takva područja se više ne mogu rabiti. Dolazi do preseljenja ljudi, onečišćenja područja prašinom i bukom a postoji i opasnost od lokalnih potresa. U područjima s podzemnim kopovima znatno se snižava razina podzemnih voda. Mnoge industrijske grane uzrokuju onečišćenja okoliša. Iz onečišćene atmosfere oborinama onečišćenja dospijevaju u tla. Najveća onečišćenja potječu iz kemijske industrije, prerade nafte, željezara i čeličana, pogona galvanizacije, proizvodnje baterija, prerade kamena, industrije papira i celuloze, elektrana na ugljen i mazut, industrije koksa i cementa. Najčešći onečišćivači tla su kiseline, osobito spojevi sumpora (SO3

2- i SO42-) koji nastaju iz sumporovog dioksida (SO2). Ti spojevi

zakiseljuju tlo, što za posljedicu ima promjenu pH vrijednosti, ispiranje hranjivih tvari i smetnje u rastu biljaka zbog oslobañanja toksičnih spojeva aluminija i nekih teških metala. U tlo se unose i teški metali, ne samo iz lokalnih izvora, nego i s udaljenih mjesta (primjer onečišćenja tla Gorskog Kotara teškim metalima daljinskim prijenosom iz sjeverne Italije). Kućanstva i industrija rabe tlo za deponiranje golemih količina otpada. „Divlja“ odlagališta, kao i ona otvorenog tipa, posve su neprihvatljiva. U obzir mogu doći samo

17

sanitarna odlagališta, na što manjoj površini. Onečišćenje tla uzrokuje mnoge probleme u ekosustavu i izravno utječe na ljudsko zdravlje. Mjere za zaštitu tla su: - smanjenje uporabe zemljišta visoke kakvoće za nepoljoprivredne svrhe, - povećanje obradive površine raznim agrotehničkim postupcima, - povećanje kontrole uporabe agrotehničkih sredstava, - uvoñenje ekološke poljoprivrede, - zaštita tla od erozije i saniranje oštećenja nastalih erozijom, - pojačanje mjera zaštite u području šumarstva, vodoprivrede i energetike, - saniranje površinskih kopova, - smanjivanje nekontroliranih emisija iz industrije u okoliš, - primjena tehnologija u industriji koje oslobañaju manje štetnih tvari i koje zahtijevaju manje energije.

18

4. ZRAK Zrak je plinovita smjesa koja okružuje Zemlju. Zrak čini atmosferu koja nas odvaja od hladnoće svemira i zrakopraznog prostora, štiti od pogubne hladnoće i smrtonosnih Sunčevih zračenja. Bez zraka ne bi bilo razvijenog života na našem planetu. Tijekom evolucije planeta i nastankom života na njemu, uspostavljena je prirodna ravnoteža nastanka i obnavljanja plinovitih sastojaka zraka. Čisti zrak neophodan je većini živih bića, kao i za ljudski okoliš i prirodu. O kakvoći zraka ovisi zdravlje svih bića koja ga udišu. Sastav zraka na Zemljinoj površini prikazan je u tablici 1. Tablica 1: Sastav zraka na Zemljinoj površini (M. Matas, 2001.)

Sastojci Sastav Udjel, vol. % N2 78,08 O2 20,95 Ar 0,93 CO2 0,034 Ne 0,0018 He 0,0005 CH4 0,00016 Kr 0,00011 H2 0,00005 N2O 0,00003 CO 0,00002

Glavni sastojci

Xe 0,000009 O3 30-50 ugljikovodici 10-100 NO i NO2 0,01-5

Tvari u tragovima reda veličine ppb (parts per billion = 10-9)

SO2 0-2 CS2 30 COS 500 CCl4 100-200 CF2Cl2 230-300 CFCl3 160 Cl3SCH3 20-150

Tvari u tragovima reda veličine ppt (parts per trillion = 10-12)

SF6 0,5 OHֿ 0,04

Slobodni radikali (ppt) HO2ֿ 4

Aerosoli sulfati, nitrati, kloridi, amonijeve soli 2050 µg m

-3

19

4.1 Onečišćenje zraka Onečišćeni zrak je dio atmosfere u kojem se nalaze tvari strane prirodnom kemijskom sastavu zraka. O onečišćenju zraka može se govoriti ukoliko zrak sadrži tvari u koncentracijama koje izazivaju štetne posljedice po zdravlje živih organizama te nanose štete okolišu i gospodarstvu. Onečišćenje je posljedica djelovanja primarnih i sekundarnih onečišćenja. Primarna onečišćenja zraka mogu se svrstati u pet skupina: - ugljikov monoksid (CO) i ugljikov dioksid (CO2), - ugljikovodici (HC) ili hlapljivi organski ugljikovodici, - dušikov monoksid (NO) i dušikov dioksid (NO2), - sumporov dioksid (SO2) i sumporov trioksid (SO3), - krute čestice ili kapljice, dovoljno sitne da bi ostale u zraku (čaña, dim, prašina, azbestna vlakna, pesticidi i dr.). Sekundarna onečišćenja formiraju se tijekom kemijskih reakcija izmeñu primarnih onečišćenja i drugih atmosferskih tvari, kao što je vodena para. Reakcije se javljaju zbog Sunčeve svjetlosti, tj. pojavljuje se vrlo opasan fotokemijski smog. Fotokemijski smog značajan je za urbana središta i ovisno o kemijskim reakcijama, ugrožava živu i neživu tvar. S obzirom na brzine strujanja zračnih masa, većina onečišćenja može dospjeti na vrlo velike udaljenosti prije nego što se pretvore u neki drugi oblik. Reakcije u kojima nastaje transformacija primarnog onečišćenja u najčešće manje štetan oblik, zajedno s fizikalnim procesima, osiguravaju djelovanje mehanizma samopročišćavanja atmosfere. Ljudsko djelovanje može u značajnoj mjeri narušiti taj mehanizam samopročišćavanja. Glavni izvori onečišćenja zraka mogu biti prirodnog i antropogenog podrijetla. Od prirodnih izvora značajnu ulogu imaju vulkani, kojih na Zemlji ima približno 700 aktivnih. Tijekom erupcija vulkani izbacuju znatne količine različitih plinova i vulkanske prašine. Najčešći plinovi koje oslobañaju vulkani su: CO2, CO, SO2, H2S, CH4, NH3, klor, vodik i vodena para. Požari velikih razmjera prouzročeni prirodnim putem takoñer predstavljaju veliku opasnost za čistoću zraka. Antropogeni izvori onečišćenja zraka su: kemijska industrija, prerañivačka industrija, proizvodnja energije, promet i dr. Problemi onečišćenja zraka nisu novi. Još je 1306. godine kralj Edward III, zbog uočenih problema koje izaziva onečišćeni zrak, zabranio uporabu ugljena u Londonu, a kazna za neposluh bila je smrt. Potkraj srednjeg vijeka, kuće su većinom imale dimnjake, ali su oni bili grañeni isključivo na način da odvode plinove i osiguraju dovod zraka za proces izgaranja, ali ne i da smanjuju onečišćenje okoliša. Do 18. stoljeća dim je bio sredstvo borbe protiv zaraznih bolesti, premda je već od 13. stoljeća poznato da dim od izgaranja ugljena oštećuje grañevine, pokućstvo, tkanine, zagañuje vodu, a lebdeći pepeo onemogućava

20

normalan život. Arheološki nalazi pronašli su veliki broj pojava rahitisa na kosturima, uslijed nedostatka D vitamina, uzrokovanog manjkom ultraljubičastog zračenja. Industrijskom revolucijom i nekontroliranim ljudskim djelovanjem kakvoća zraka drastično se promijenila. Javnost još više postaje zabrinuta zbog emisije dima u 19. stoljeću, stoljeću velike industrijalizacije. U Velikoj Britaniji donesen je 1853. godine prvi zakon protiv štetnog djelovanja dima. U Parizu je 1898. godine donesen zakon koji zabranjuje emisiju gustog crnog dima nad gradom. Slijedi niz zakona koji su sadržavali članke o škodljivosti dima, ali je svejedno 1952. godine u Londonu usred dana zbog smoga nekoliko minuta zavladao potpuni mrak. Posljedica je bila gotovo 4 000 smrtno stradalih ljudi. Postalo je očito da je prirodna ravnoteža procesa u atmosferi narušena toliko da se to već značajno odražava na klimatske promjene: porast globalne temperature zbog učinka staklenika, oštećenje ozonskog sloja, povećanje površina na planetu koje se pretvaraju u pustinje itd. Onečišćenje zraka neposredan je uzrok problema zakiseljavanja (kisele kiše), prizemnog ozona i utjecaja otrovnih tvari na sve biološke sustave. U tablici 2 prikazano je vrijeme transformacije nekih onečišćenja u zraku, pri normalnim uvjetima. Tablica 2: Vrijeme transformacije nekih onečišćenja (normalni uvjeti, srednja koncentracija

OH-radikala 106 čestica/cm3) (M. Matas, 2001.)

Onečišćenje Vrijeme raspada sumporov dioksid, SO2 11 dana ugljikov monoksid, CO 40 dana metan, CH4 3,5 godine etan, C2H6 38 dana propan, C3H6 11 sati benzen, C6H6 9,6 dana formaldehid, HCHO 1,2 dan metanol, CH3OH 11,6 dana sumporovodik, H2S 3,8 dana amonijak, NH3 72 dana urea, (CH3)2NH 4 sata

Potaknuta sve značajnijim posljedicama promjene kakvoće zraka na globalnoj razini, meñunarodna je zajednica pokrenula niz akcija i mjera kojima se kroz organizaciju UN, meñudržavnim sporazumima, Konvencijama i Protokolima nastoji zaustaviti trend onečišćenja zraka, staviti pod nadzor ispuštanje u zrak štetnih tvari i zagañivača, a zadržati pritom razinu održivog razvoja država članica UN. Znanstvena zajednica prepoznala je odreñene pokazatelje, indikatore, koji su odgovorni za promjene u kakvoći zraka, kao i za klimatske promjene, učinak staklenika, oštećenje ozonskog sloja, prizemni ozon i zakiseljavanje.

21

Indikator je reprezentativna vrijednost nekog promatranog slučaja. U procjeni stanja okoliša indikatori okoliša su vrlo važni pokazatelji. Dobivaju se iz odreñenog uzorka koji opisuje: stanje okoliša, njegov utjecaj na ljudska bića, ekosustav, pritisak tog uzorka na okoliš, osnovne pokretačke mehanizme negativnih utjecaja (npr. u poljoprivredi, upravljanju vodama itd.), kao i odgovore društva na negativne utjecaje toga uzorka. Svaki indikator okoliša prolazi kroz stručni i znanstveni odabir prije nego se uporabi u nadzoru negativnih utjecaja na okoliš. Uvjeti za odabir indikatora okoliša su različiti i mnogobrojni, npr.: koliko je značajan odreñeni problem u smislu štete za okoliš, kakav je odnos društva prema problemu, te je li moguće sakupljanje ili mjerenje odreñenog indikatora. Stoga indikatori moraju biti reprezentativni, bitni, uvjerljivi, transparentni i točni kako bi zadovoljili postavljene uvjete. Indikatori onečišćenja zraka obuhvaćaju ne samo probleme kakvoće zraka, nego i probleme zakiseljavanja, prizemnog ozona, promjene klime, utjecaja otrovnih tvari i oštećenja ozonskog sloja. U tablici 3 prikazani su indikatori za zrak. Tablica 3: Indikatori za zrak (www.azo.hr)

Red.br. Ime indikatora područje – ONEČIŠĆENJE ZRAKA

1. emisije dušikovih oksida - NOx 2. emisije hlapivih organskih spojeva bez metana - NMVOC 3. emisije sumporovog dioksida – SO2 4. emisije čestica 5. emisije amonijaka – NH3 6. emisije ugljikovog monoksida - CO područje – PROMJENA KLIME

1. emisije ugljikovog dioksida – CO2 2. emisije metana – CH4 3. emisije didušikovog oksida – N2O 4. emisije dušikovih oksida - NOx 5. emisije sumporovih oksida – SOx 6. emisije ugljikovog monoksida - CO 7. emisije klorfluorugljika - CFC 8. emisije klorfluorugljikovodika - HCFC 9. uklanjanje ugljikovog dioksida – CO2

10. emisije hlapivih organskih spojeva bez metana - NMVOC područje – DISPERZIJA OTROVNIH TVARI

1. emisije postojanih organskih onečišćivača - POO 2. indeks emisije teških metala u zrak područje – OŠTEĆENJE OZONSKOG SLOJA

1. emisije klorfluorugljika - CFC 2. emisije halona 3. emisije klorfluorugljikovodika - HCFC 4. emisije dušikovih oksida - NOx 5. emisije metilbromida – CH3Br 6. emisije ugljikovog dioksida – CO2 7. emisije kloriranih ugljikovodika – kloroform i tetraklorugljik 8. emisije metana – CH4 9. emisije didušikovog oksida – N2O

22

Iz tablice 3 uočljivo je da se odreñeni indikatori javljaju više puta u različitim područjima. Postoje preklapanja u tematskim područjima u kojima se neki indikator odreñuje. Naročit primjer su spojevi NOx. On je jedan od uzročnika nastanka prizemnog ozona, takoñer djeluje kao „kiseli“ plin, neposredno djeluje u procesu eutrofikacije, sudjeluje u klimatskim promjenama kao indirektni staklenički plin, i „krivac“ je loše kakvoće zraka u gradovima, zbog nastanka smoga i sumaglice. Američka Agencija za zaštitu okoliša, EPA (eng. Environmental Protection Agency) razvila je nacionalne standarde kakvoće vanjskog zraka, što je bilo polazište za još neke zemlje. Kao pokazatelji onečišćenja zraka u obzir se uzimaju čestice prašine ispod 10 µm (PM 10), čestice prašine ispod 2,5 µm (PM 2,5), sumporov dioksid, ugljikov dioksid, dušikov oksid, ozon i olovo. 4.2 Praćenje onečišćenja zraka u Republici Hrvatskoj Upravljanje zaštitom zraka u Republici Hrvatskoj regulirano je Zakonom o zaštiti zraka te podzakonskim propisima kojima je detaljnije ureñena zaštita i poboljšanje kakvoće zraka. Osim propisa navedenih u poglavlju 2.2, u primjeni su još: - Uredba o utvrñivanju lokacija postaja u državnoj mreži za trajno praćenje kakvoće zraka (NN, 4/2002), - Program mjerenja kakvoće zraka u državnoj mreži za trajno praćenje kakvoće zraka (NN, 43/2002), - Uredba o ozonu u zraku (NN, 133/2005), - Pravilnik o izdavanju dozvole ili suglasnosti za obavljanje djelatnosti praćenja kakvoće zraka i praćenja emisija u zrak iz stacionarnih izvora (NN, 79/2006), - Pravilnik o razmjeni informacija o podacima iz mreža za trajno praćenje kakvoće zraka (NN, 135/2006), - Plan zaštite i poboljšanja kakvoće zraka u Republici Hrvatskoj za razdoblje od 2008. do 2011. godine (NN, 61/2008), - Uredba o odreñivanju područja i naseljenih područja prema kategorijama kakvoće zraka (NN, 68/2008) i dr. Prema razinama onečišćenosti, s obzirom na propisane granične vrijednosti i tolerantne vrijednosti, utvrñuju se sljedeće kategorije kakvoće zraka: I. kategorija- čisti ili neznatno onečišćen zrak; nisu prekoračene granične vrijednosti kakvoće zraka (GV) niti za jednu onečišćujuću tvar. II. kategorija- umjereno onečišćen zrak; prekoračene su granične vrijednosti za jednu ili više onečišćujućih tvari, ali nisu prekoračene tolerantne vrijednosti (TV) za jednu ili više onečišćujućih tvari. III. kategorija- prekomjerno onečišćen zrak; prekoračene su tolerantne vrijednosti za jednu ili više onečišćujućih tvari. Granična vrijednost je granična razina ispod koje, na temelju znanstvenih spoznaja, ne postoji ili je najmanji mogući rizik štetnih učinaka na ljudsko zdravlje i/ili okoliš u cjelini i jednom kada je postignuta ne smije se prekoračiti.

23

Tolerantna vrijednost je granična vrijednost uvećana za granicu tolerancije. Sukladno Uredbi o utvrñivanju lokacija postaja u državnoj mreži za trajno praćenje kakvoće zraka (NN, 4/2002) na teritoriju države trebalo bi uspostaviti mrežu od ukupno 22 postaje za trajno praćenje kakvoće zraka, od kojih:

• 10 postaja u naseljima i industrijskim područjima • 5 postaja u nacionalnim parkovima, parkovima prirode i/ili zaštićenim područjima • 7 postaja za potrebe mjerenja pozadinskog ili prekograničnog daljinskog onečišćenja

zraka. U praćenju kakvoće zraka osim mjernih postaja državne mreže za trajno praćenje kakvoće zraka pomažu i lokalne mjerne postaje. Lokacije mjernih postaja državne mreže za trajno praćenje kakvoće zraka odreñene su Uredbom o utvrñivanju lokacija postaja u državnoj mreži za trajno praćenje kakvoće zraka (NN, 4/2002). Programom mjerenja kakvoće zraka u državnoj mreži za trajno praćenje kakvoće zraka (NN, 43/2002) utvrñeno je koje se onečišćujuće tvari u zraku mjere na pojedinim postajama pomoću automatskih analizatora ili pomoću uzorkivača. Lokacije postaja lokalne mreže odreñuje Predstavničko tijelo jedinice lokalne i područne (regionalne) samouprave te donosi program mjerenja razine onečišćenosti i osigurava uvjete njegove provedbe. Do sada je uspostavljeno 8 postaja državne mreže za praćenje kakvoće zraka u naseljima i industrijskim područjima:

• Zagreb-1, u Zagrebu, križanje Ulice grada Vukovara i Miramarske ceste • Sisak-1, u Sisku, Ulica M. Cvetkovića • Kutina-1, u Kutini, Ulica P. Preradovića • Osijek-1, u Osijeku, križanje Ulice kneza Trpimira i Europske avenije • Zagreb-2, u Zagrebu, križanje Maksimirske i Mandlove • Zagreb-3, u Zagrebu, Križanje Sarajevske i Kauzlarićevog prilaza • Rijeka-1, u Rijeci, Stari grad, Ulica žrtava fašizma • Rijeka-2, u Rijeci, Sušak, Ulica Franje Belulovića.

Prvenstvena namjena postaja je praćenje razine onečišćenja koje je posljedica prometa, ali to ne isključuje praćenje iz ostalih izvora onečišćenja. Mjerna postaja Sisak ima prvenstvenu namjenu za praćenje razine onečišćenosti zraka u naseljima i industrijskim područjima. Na mjernoj postaji Sisak-1 mjeri se koncentracija sljedećih onečišćujućih tvari: ugljkov monoksid- CO, dušikov dioksid- NO2, sumporov dioksid- SO2, lebdeće čestice- PM 10, sumporovodik- H2S, BTX (benzen, toluen, etilbenzen, o-p-m ksilen) te meteorološki parametri (temperatura, relativna vlažnost, brzina vjetra, smjer vjetra). U tablici 4 prikazan je primjer pregleda satnih proračuna s mjerne postaje Sisak 1.

24

Tablica 4: Mjerna postaja Sisak 1- pregled satnih proračuna (www.mzopu.hr) Početni datum: 05.09.2009 00:00. Završni datum: 05.09.2009 23:01.

Vrijeme NO2

µg/m3 CO

mg/m3 H2S

µg/m3 SO2

µg/m3 C6H6 µg/m3

PM10 µg/m3

5.9.2009 0:00 2,4 < 0,5 11,7 2,7 12,3 5.9.2009 1:00 3,1 < 0,5 8,5 0,5 < 5 5.9.2009 2:00 < 2 < 0,5 7,9 0,4 < 5 5.9.2009 3:00 2,3 < 0,5 7,3 0,3 < 5 5.9.2009 4:00 < 2 0,8 7,1 1,2 < 5 5.9.2009 5:00 < 2 1,2 7,3 1,3 < 5 5.9.2009 6:00 7,4 1,8 14,2 5,3 9,2 5.9.2009 7:00 8,6 2 25,1 11,8 15,2 5.9.2009 8:00 9,8 1,5 22,7 13,1 5.9.2009 9:00 17,1 0,7 12,8 13,8

5.9.2009 10:00 10,7 0,5 26,2 4,2 28 5.9.2009 11:00 11,7 < 0,5 19,1 1,2 14,9 5.9.2009 12:00 13,7 < 0,5 16,3 1,3 12,7 5.9.2009 13:00 13,3 < 0,5 52,6 1,2 9,4 5.9.2009 14:00 7,4 < 0,5 17,4 0,6 < 5 5.9.2009 15:00 8,3 < 0,5 46,6 0,8 5,6 5.9.2009 16:00 7 < 0,5 32 2,1 9,4 5.9.2009 17:00 8,1 0,8 27,5 1,3 14,6 5.9.2009 18:00 18 0,7 79,4 2,9 7,6 5.9.2009 19:00 2 1,6 52,3 3,6 15,2 5.9.2009 20:00 26 2,5 17,5 12,5 24 5.9.2009 21:00 22,9 2,6 13,3 5,4 15,9 5.9.2009 22:00 23,9 3,3 18 16,5 18,9 5.9.2009 23:00 6 1,3 18,7 12,9 14,2

Na slikama 4-8 prikazane su prosječne dnevne koncentracije navedenih parametara.

25

Slika 4: Mjerna postaja Sisak 1- prosječne dnevne koncentracije NO2, µg/m

3 (kolovoz 2009.) (www.mzopu.hr)

Slika 5: Mjerna postaja Sisak 1- prosječne dnevne koncentracije CO, mg/m3 (kolovoz 2009.) (www.mzopu.hr)

26

Slika 6: Mjerna postaja Sisak 1- prosječne dnevne koncentracije H2S, µg/m

3 (kolovoz 2009.) (www.mzopu.hr)

Slika 7: Mjerna postaja Sisak 1- prosječne dnevne koncentracije SO2, µg/m

3 (kolovoz 2009.) (www.mzopu.hr)

27

Slika 8: Mjerna postaja Sisak 1- prosječne dnevne koncentracije PM 10, µg/m3 (kolovoz 2009.) (www.mzopu.hr) Onečišćenje atmosfere naselja ima izrazito štetan utjecaj na ljudsko zdravlje. Za benzen (C6H6) navode se prosječne godišnje koncentracije, premda se radi o jako otrovnom spoju, koji vrlo ozbiljno ugrožava okoliš i zdravlje ljudi. Benzen ima veliki utjecaj na razvoj kroničnih respiratornih bolesti, bolesti srca i krvnih žila, karcinoma, itd. 4.3 Pročišćavanje plinova Pročišćavanje plinova obuhvaća skup metoda kojima se iz plinova uklanjaju nepoželjne plinovite, tekuće ili čvrste primjese. Osim dobivanja čistog plina, moguće je pojedine čvrste ili tekuće tvari, koje su bile suspendirane u plinu, uporabiti kao vrijedan materijal. 4.3.1 Uklanjanje suspendiranih čvrstih čestica i sitnih kapljica iz plinske smjese Za suspendirane čvrste čestice i sitne kapljice rabi se jedinstveni naziv prah, a za postupak uklanjanja praha iz plinske smjese naziv otprašivanje. Pri izboru ureñaja koji će svojom izvedbom omogućiti učinkovito otprašivanje treba voditi računa o mnogim parametrima, kao što su veličina i prosječna veličina čestica te granulometrijski sastav. Osnovna podjela ureñaja za čišćenje plinova je na suhe i mokre. Kod suhih ureñaja čestice praha skupljaju se na suhim, čvrstim plohama ili vlaknima, dok se kod mokrih ureñaja čestice praha skupljaju na kapima tekućine, površinama tekućih slojeva ili ovlaženim vlaknima.

28

Na slici 9 prikazana je podjela ureñaja za čišćenje plinova, obzirom na način odvajanja čestica od struje plina.

Ureñaji za čišćenje plinova (obzirom na način odvajanja čestica od struje plina)

gravitacijski otprašivači

inercijski otprašivači

elektrostatički precipitatori

ultrazvučni precipitatori 0,02-10 µm

termički precipitatori 10-2-5 µm

otprašivači s kombiniranim djelovanjem

prašna komora 50-104 µm

elektrofiltri 10-2-5 µm

filtri punjene kolone skruberi 0,2-102 µm

ciklon 3-103 µm udarni otprašivači 5-3.103 µm mehanički centrifugalni otprašivači 0,05-60 µm

Slika 9: Ureñaji za čišćenje plinova

Prašna komora je najstariji i najjednostavniji ureñaj za otprašivanje plinova. Radi se o praznoj horizontalnoj komori pravokutnog presjeka. Čestice se odvajaju od plina tako da padaju na dno komore, što se postiže usporavanjem strujanja plina. Komponenta brzine čestica u smjeru sile teže postaje znatno veća od komponente u smjeru strujanja plina. Ukupni stupanj otprašivanja ovisi i o granulometrijskom sastavu praha. Presjek komore mora biti takav da uz zadani protok brzina strujanja ne uzvitla istaloženi prah. Visina komore može se slobodno birati, pa je u visoku komoru moguće umetnuti horizontalne pregrade. Prednost takve komore je što na istoj površini može biti smješteno više paralelno spojenih komora, a nedostatak se ogleda u težem čišćenju pregrada i mogućoj deformaciji na visokim temperaturama. Prašne komore su jednostavne konstrukcije, mogu se izrañivati, ovisno o vrsti plina i temperaturi, od različitih materijala. U inercijske otprašivače ubrajaju se udarni otprašivači, ciklon i mehanički centrifugalni otprašivač. Kod udarnih otprašivača struja plina onečišćenog prahom sukobljava se s deflektorima (površine koje priječe put). Struja plina skreće s puta, a čestice praha uslijed inercije skupljaju se na deflektoru. Prah sam otpada s deflektora ili se oni protresaju, tj. ispiru vodom. Postoji i otprašivač sa žaluzijama koje skreću glavnu struju plina, očišćenu od praha, tako da izlazi izmeñu njih u okolinu, a približno 10% struje koja sadrži prah nastavlja put i izvlači se u sekundarni odjeljivač praha ili izbacuje negdje dalje od ulaza plina u otprašivač. Taj se otprašivač primjenjuje za čišćenje plinova kada je onečišćenje preveliko za običnu filtraciju. Postiže se stupanj otprašivanja iznad 90% za čestice od 10 µm, uz pad tlaka od 50 Pa.

29

Ciklon je najčešće primijenjeni ureñaj za čišćenje plinova od praha i razdvajanje faza u plinskim disperzijama. Odvajanje praha od plina provodi se pomoću centrifugalne sile koja nastaje kada se onečišćeni plin tjera kroz ulazni nastavak pravokutnog presjeka u cilindričnu komoru na koju se nastavlja konični dio ureñaja. U nastalom dvostrukom vrtlogu plin se prvo kreće na periferiji aparata spiralno, odozgo prema dolje, a zatim kroz sredinu komore odozdo prema gore i na kraju van kroz središnju cijev koja je uvučena odozgo u komoru do ispod razine ulaza plina. Uslijed djelovanja centrifugalne sile čestice se kreću radijalno prema zidu komore gdje se skupljaju. Skupljeni prah se spušta po zidu i izuzima sa dna ciklona. Premda strujanje plina nije u potpunosti objašnjeno, može se smatrati da čestice plina prolaze odozgo prema dolje kroz ciklon po prostornoj krivulji kakvu opisuje točka koja se kreće sve većom brzinom s periferije prema centru po spirali, u ravnini koja se istovremeno jednolikom brzinom kreće odozgo prema dolje u pravcu okomitom na tu ravninu. Za pogon ciklona potreban je izvjestan pad tlaka. Teorijski, pad tlaka se povećava uslijed viskoznosti plina i vanjskih otpora strujanju. Na česticu praha u ciklonu djeluje centrifugalna sila, Fc i otpor zraka, Fo. Centrifugalna sila tjera česticu praha radijalno prema zidu ciklona, a otpor zraka se suprotstavlja radijalnom kretanju čestica. Stupanj otprašivanja plina za odreñeni ureñaj, plin i prah ovisi samo o veličini čestica. Cikloni mogu imati različiti promjer, od desetak centimetara do nekoliko metara i različitu izvedbu, ovisno o vrsti plina, protoku plina, vrsti praha, veličini njegovih čestica te prema potrebnom stupnju otprašivanja i raspoloživom padu tlaka, uz optimalne investicijsko-pogonske troškove. Postoje i multicikloni u kojima je paralelno spojen veći broj ciklona manjeg promjera (do 25 cm) čime se postiže veća centrifugalna sila i veći stupanj odvajanja praha. U ciklone se ubrajaju i centrifugalni otprašivači u kojima struja plina ne mijenja smjer. Prah se ne odvaja u potpunosti, nego struja plina koja izlazi iz otprašivača sadrži prah u većoj koncentraciji. Zbog toga je potrebno struju plina odvesti u sekundarne otprašivače. Elektrofiltri su ureñaji u kojima se čestice praha ili sitne kapljice uklanjaju iz plina u kojem su raspršene. Čestice praha djelovanjem jedne elektrode električki se nabiju i bivaju privučene drugom elektrodom na kojoj se talože. Prva se elektroda naziva ionizacijska, a druga kolektorska. Električno nabijanje čestica praha odvija se prilikom prolaza plina izmeñu obje elektrode čime se on umjetno ionizira, pa nastali ioni plina električki nabiju čestice. Za ionizaciju plina važna je pojava korone. Ta je pojava praćena emisijom svjetla u blizini elektrode i karakterističnim siktavim zvukom. Javlja se kada je gradijent jačine električnog polja oko elektrode prešao odreñenju graničnu vrijednost. Korona ovisi o visini napona, obliku i razmaku elektroda te o karakteristikama plina (gustoća, vlaga, vodljivost, tlak i temperatura). Pojava korone je jača što su električne silnice zbijenije. Stoga ionizacijska elektroda treba imati što manji presjek (u obliku odreñeno profilirane žile s oštrim bridovima), a kolektorska, na kojoj je korona nepoželjna, što veći presjek (u obliku ploče ili cijevi). Da bi se korona javila samo na jednoj elektrodi polje mora imati veću jakost u okolini ionizacijske nego u okolini kolektorske elektrode. Premda se korona može pojaviti na elektrodi bez obzira na pozitivan ili negativan visoki napon, elektrode za ionizaciju u elektrofiltrima redovito se priključuju na negativan napon. Negativna korona je stabilnija, ali se stvara više ozona i dušikovih oksida. Uslijed pojave korone ionizira se struja plina izmeñu elektroda. Djelovanjem jakog električnog polja pozitivni ioni kreću se ka negativnoj elektrodi, a negativni ioni prema pozitivnoj. Ioni udaraju na ionizacijsku elektrodu i izbijaju iz njene površine elektrone koji udaraju u molekule plina što dovodi do ionizacije. Ioni plina koji se

30

kreću prema kolektorskoj elektrodi nabijaju čestice praha sudarima kojima se prenosi električni naboj ili prianjanjem iona uz čestice. Elektrofiltri se projektiraju za stupanj odvajanja praha izmeñu 90 i 99%. Elektrofiltarski ureñaji sastoje se od izvora istosmjerne električne struje visokog napona, ionizacijske ćelije i kolektora praha. Ukoliko su ionizacijska ćelija i kolektor praha spojeni u jednu cjelinu radi se o jednostupanjskom elektrofiltru, tzv. Cottrelovom precipitatoru, a ako se plin ionizira u jednom dijelu, a taloži u drugom, radi se o dvostupanjskom ureñaju. Prvi ima uglavnom industrijsku primjenu, a drugi se primjenjuju za čišćenje zraka u prostorijama. Ukoliko je potreban visok stupanj čistoće plina, primjenjuju se dva elektrofiltra u seriji, tako da pročišćeni plin iz prvog ureñaja prolazi i kroz drugi. Jednostupanjski elektrofiltri sastoje se od izvora električne struje visokog napona s regulacijom i precipitatora u kome se odvija ionizacija plina i kolekcija praha. Jednostupanjski precipitatori mogu biti cijevni i pločasti. Cijevni elektrofiltri primjenjuju se za uklanjanje suspendiranih kapljica iz plina ili čvrstih čestica u malim koncentracijama. Skupljeni prah s kolektorske elektrode ispire se vodom. Pločasti elektrofiltri primjenjuju se za čišćenje velikih količina plina u kome je suspendirani suhi prah u većim količinama. Skupljeni prah s kolektorske elektrode uklanja se protresivanjem. Ponekad se i ionizacijske elektrode protresaju da bi se uklonile fine čestice čije naslage mogu onemogućiti nastanak korone. Izbor materijala za elektrofiltre ovisi o kemijskim i električnim svojstvima plina koji se čisti i suspendiranog praha. Najčešće se izrañuju od mekog čelika, tj. čelika otpornog protiv korozije i legura nikla. Kolektorske elektrode mogu biti i od ugljena. Ionizacijske elektrode dvostupanjskih elektrofiltra izrañuju se od volframove žice malog promjera. Za plinove u kojima postoji sklonost preskakanju iskre kod niskih napona kolektorska elektroda može biti od cementa armiranog vodljivim šipkama. Kada se suspendirane kapljice talože u obliku vodljivog filma, kolektorske elektrode mogu imati površinu od izolatora kao što su staklo, keramika, drvo itd. Kod ultrazvučnih precipitatora zvučne vibracije velikog intenziteta dovode do sudara čestica u dimovima i maglama čime se one spajaju u veće čestice koje se mogu nekim drugim postupkom čišćenja plina lakše od tog plina odvojiti. Ultrazvuk se može proizvesti visokofrekvencijskim sirenama koje se pokreću elektromotorom ili turbinom na komprimirani zrak. Intenzivni zvučni valovi mogu nastati i u električnim iskrištima te u električnom luku proizvedenom istosmjernom strujom. Frekvencijom ultrazvuka izmeñu 0,5 i 22 kHz i snagom 250-300 W može se očistiti 2000-3000 m3/h plina, a frekvencijom do 200 kHz i snagom iznad 10 kW i do 40000 m3/h. Termički precipitatori služe za uzimanje uzorka praha iz onečišćenog plina. Ako se zaprašeni plin vodi malom brzinom preko zagrijane mreže ili kroz nju, sudari molekula plina s česticama praha uzrokuju odbijanje čestica praha od zagrijane površine, čime se plin može očistiti od praha. Filtri za plinove su ureñaji kojima se plinovi čiste od suspendiranih čestica na način da plin prolazi kroz porozan materijal koji zadržava suspendirane čestice, a čisti plin propušta.

31

Filtri zadržavaju i čestice koje su znatno manje od otvora ili pora, jer se na filtarskoj površini formira sloj taloga koji i sam djeluje kao filtar. Filtri koji se rabe u tehnici nisu konstruirani za odvajanje čestica svih veličina, već se za pojedina područja veličine čestica primjenjuju grupe ureñaja u kojima prevladava difuzija (za čestice 1-3 µm), inercija (15-100 µm) ili djeluju oba mehanizma (srednja veličina čestica). U industrijskim filtrima čiste se plinovi koji sadrže i do nekoliko stotina g/m3 praha. Kao filtarsko sredstvo rabi se tkanina ili pust u obliku vreća, cijelih ili uokvirenih ploča. Tkanine se izrañuju od pamuka, vune, stakla ili sintetičkih materijala, ovisno o vrsti i temperaturi plina te veličini čestica i koncentraciji praha. Pamuk je moguće uporabiti do 95oC, staklo do 290 oC, a sintetička vlakna do 230 oC. Poroznost filtarskog sredstva odreñuje se njegovom propusnošću za plin. To se izražava kao volumen čistog zraka odreñenog tlaka i temperature što ga propušta jedinica površine filtarskog sloja, uz odreñeni pad tlaka. Brzina strujanja plina kroz filtarsku tkaninu ograničava se na ~6m/s. U protivnom moguće je otpadanje praha s površine tkanine koja djeluje kao filtar. Veće brzine strujanja primjenjuju se kod pustenih filtra, jer sloj zadržanog praha nema toliku ulogu pri filtraciji. Osim po obliku, filtarski se elementi razlikuju po tome da li plin prolazeći kroz filtarsko sredstvo izlazi iz njih (prah se taloži na unutarnjoj strani filtarskog materijala) ili u njih ulazi (prah se taloži na vanjskoj strani). Elementi prve spomenute vrste spojeni su svojom otvorenom stranom na zajednički dovod zaprašenog plina; plin prolazi očišćen kroz porozne zidove elementa u zajedničku prostoriju u kojoj su elementi smješteni i iz nje se odvodi. Elementi druge vrste spojeni su svojim otvorima na zajednički odvod očišćenog plina, a zaprašeni plin prodire kroz njihovu vanjsku površinu u unutrašnjost iz zajedničke prostorije u kojoj se elementi nalaze. Prah se s filtarske površine skida protresanjem filtarskih elemenata, okretanjem smjera plinske struje i olabavljanjem filtarskog elementa, što ovisi o prirodi filtarskog sredstva. Filtarski elementi su cijevi napravljene od pamučne ili sintetske tkanine ovalnog ili kružnog presjeka, promjera 10-20 cm, duljine 2,5-5 m, dolje otvorene i spojene sa zajedničkim dovodom zaprašenog plina (zbirnik praha), gore zatvorene i obješene tako da se mogu povremeno protresati. Više takvih sekcija sa 100-200 m2 filtarske površine zajedno se spoji. Po potrebi, svaka se sekcija može isključiti iz struje plina i protresati radi skupljanja praha. U filtrima za zrak čisti se plin koji sadrži manje od 10 mg/m3 praha, često i ispod 1 mg/m3, na temperaturi ispod 60 oC. Filtri za uklanjanje praha iz zraka mogu biti mokri i suhi. U mokrim filtrima kao filtarsko sredstvo rabi se metalna mreža, profilirani ili rupičasti lim, metalna vuna, metalne strugotine, staklena vuna drvene strugotine itd. U suhim filtrima rabi se runo od dugih elastičnih vlakana, kao što su sitno nabrana staklena vuna, sintetička ili prirodna tekstilna vuna. Kod nekih filtara mogu se filtarska sredstva zasićena prahom baciti i zamijeniti novim, a drugi se ručnim ili automatskim upravljanjem čiste i ponovno rabe. Prema veličini čestica koje se uklanjaju razlikujemo: grube filtre (za prah >10 µm); fine filtre (za prah od 1 do 10 µm) i najfinije ili bakterijske filtre (za prah

32

Skruberi su otprašivači u kojima se čestice praha uklanjaju iz plina tako da pod djelovanjem inercijskih sila difuzije ili punih pogodaka udaraju na površinu tekućine i na njoj se zadržavaju. Tekućina može imati kompaktnu površinu (djeluje kao deflektor u suhim inercijskim otprašivačima → direktno prima i uklanja prah) ili se prah hvata na kapljice raspršene tekućine i s njima tvori disperziju s česticama većim i težim od čestica praha (odvaja se npr. gravitacijom). Potrebno je struju zaprašenog plina dovesti u što prisniji kontakt s površinama i kapljicama tekućine. Stoga su skruberi analogne grañe kao aparati za apsorpciju plinova. Kao skruberi rabe se prazni tornjevi u kojima voda odozgo pada ususret ulaznoj struji plina, kolone punjene prokapnim tijelima ili drvenim rešetkama, kolone sa sapnicama za raspršivanje tekućine (primjerice centrifugalnom silom) itd. Ponekad se plin u jakom mlazu upravlja na površinu tekućine, pa čestice inercijom prodiru u nju (na stvoreni zastor sitnih kapljica nad slobodnom površinom tekućine prianjaju najfinije čestice praha), a ponekad se plin i provodi kroz tekućinu. Kao skruberi mogu poslužiti udarni otprašivači, kojima se udarne površine vlaže tekućinom te mehanički otprašivači u koje se osim plina uvodi i tekućina koja vlaži sve unutarnje površine i s njih skida prah. Dezintegratori su ureñaji u kojima se voda razdjeljuje pomoću dijelova ureñaja koji se brzo okreću. Voda se miješa s plinom i u tankim mlazovima centrifugalnom silom baca na niz pregrada na kojima se zadržava prah. Svaki ureñaj za mokro čišćenje plina pomoću raspršene tekućine ima dio u kojem plin dolazi u kontakt s tekućinom i dio gdje se kapljice tekućine koje sadrže prah odvajaju od plina. To mogu biti odvojeno postavljeni cikloni, elektrofiltri, udarni odjeljivači i sl. Ureñaji mogu biti spojeni sa skruberom u jednu cjelinu. Prilikom čišćenja vrućih vlažnih plinova ispred skrubera postoji komora u kojoj se plin hladi na temperaturu ispod rosišta, tako da se voda kondenzira u kapljicama na česticama praha čime se postiže njihovo bolje uklanjanje iz plina. 4.3.2 Uklanjanje plinovitih primjesa iz plinske smjese

Primjenom adsorpcije i apsorpcije moguće je ukloniti plinovite primjese iz plinske smjese. Adsorpcija

Adsorpcija je pojava da se na graničnoj površini izmeñu dviju faza nakuplja neka tvar u koncentraciji većoj nego što je u unutrašnjosti susjednih faza. Ukoliko umjesto nakupljanja tvari na graničnoj površini dolazi do smanjenja radi se o negativnoj adsorpciji. U tehnici se adsorpcija primjenjuje za uklanjanje ili izdvajanje komponenata malih koncentracija iz plinovitih i tekućih smjesa kada se ne mogu primijeniti druge metode.

Prilikom tehničke provedbe adsorpcije iz plinovite faze, plinska smjesa pušta se kroz sloj adsorbensa (čvrsta tvar na čijoj se površini odvija adsorpcija) koji miruje u ureñaju ili se kreće ususret plinu (metoda perkolacije). Najvažniji tehnički adsorbensi su: 1) Aktivni ugljen

Ugljen za adsorpciju para i plinova primjenjuje se u granuliranom obliku kod: rekuperacije hlapljivih otapala, dobivanja benzina, dobivanja benzola, čišćenja ugljikovog dioksida namijenjenog proizvodnji soda-vode, uklanjanja mirisa iz zraka i otpadnih plinova, razdvajanja ugljikovodika. Kontaktni ugljeni koji služe kao katalizatori za kemijske reakcije u

33

plinovitoj fazi rabe se za uklanjanje sumporovodika iz generatorskog i vodenog plina oksidacijom na elementni sumpor. 2) Silika-gel

Primjenjuje se za adsorbiranje vodene pare. Održava nisku relativnu vlažnost u zatvorenim prostorima i suši struje zraka ili industrijskih plinova. Nalazi se u plinskim maskama, respiratorima, ureñajima za klimatizaciju i sušenje visokopećnog plina. U manjoj mjeri rabi se za adsorpciju drugih plinova i para (za rekuperaciju otapala itd.).

3) Aktivirani aluminijev oksid i aktivirani boksit

Kao aktivni adsorbens služi dehidrirani aluminijev hidroksid (u aktiviranom aluminijevom oksidu čist, a u aktiviranom boksitu onečišćen primjesama koje se prirodno nalaze u boksitu). Ti materijali adsorbiraju različite plinove i pare iz njihovih smjesa. Glavno svojstvo im je adsorpcija vode, odnosno vodene pare; stoga se primjenjuju za intenzivno sušenje plinova (održavanje niskog stupnja vlažnosti u zatvorenim prostorima, ureñajima za klimatizaciju i sl.). Budući da sposobnost adsorpcije raste s padom temperature, aktivirani aluminijev oksid u adsorbensima hladi se vodom koja prolazi cijevima uloženim u adsorbens. Reaktivira se grijanjem na 230-250 °C. 4) Molekulna sita To su sintetički kristalizirani zeoliti. U kristalnoj rešetki tetraedarske grupe AlO4

5- i SiO4

4- tako su rasporeñene da u stabilnoj prostornoj mreži tvore velike šupljine, meñusobno spojene kružnim otvorima manjeg promjera. U šupljinama su smještene molekule vode i izmjenjivi kationi (Na+, Ca2+). Povišenjem temperature voda se istjera i ostaju šupljine u kojima se može nakupljati adsorptiv (tvar koja se adsorbira), a ioni, smješteni na otvorima, svojom veličinom odreñuju veličinu otvora. Pogodnom zamjenom jednih iona za druge ta se veličina može po volji regulirati u širokim granicama. Sušenje plina s aluminijevim oksidom često je nemoguće kada se u plinskoj smjesi nalaze i druge tvari koje se jako adsorbiraju (npr. ugljikovodici). Primjenom molekularnih sita s otvorom takve veličine da kroz njih mogu proći samo molekule vode postiže se učinkovito sušenje plinske smjese. Osim toga, adsorpcija molekularnim sitima može ukloniti komponente iz plinske smjese koje se u smjesi nalaze u koncentraciji i do 50%. Kod industrijske adsorpcije važna su tri koraka:

1) dovoñenje adsorbensa kroz dovoljno dugo vrijeme u dodir s fluidom iz kojeg se treba ukloniti adsorptiv;

2) odvajanje fluida od adsorbensa; 3) zamjena zasićenog adsorbensa novim adsorbensom ili regeneriranje zasićenog

adsorbensa uklanjanjem adsorptiva s njegove površine. Adsorpcija iz plinovite faze provodi se postupkom perkolacije. Protjerivanjem toplog inertnog plina kroz sloj adsorbata postiže se odvajanje obrañenog plina od adsorbensa i desorpcija adsorptiva (regeneracija adsorbensa) te njegova rekuperacija. Ukoliko se pri perkolaciji rabi samo jedna posuda s adsorbensom (adsorber), proces je diskontinuiran, jer se adsorpcija mora prekinuti dok se adsorbens regenerira. Spajanjem najmanje dva adsorbera

34

postupak se može učiniti pseudo-kontinuiranim. Ručnom ili automatskom regulacijom isključuju se adsorberi u kojima sloj adsorbensa više dovoljno ne zadržava adsorptiv, a uključuju se adsorberi sa svježim ili u meñuvremenu regeneriranim adsorbensom. Apsorpcija Metodom apsorpcije iz plinske smjese odvajaju se pojedine primjese na osnovi njihove topljivosti u tekućinama. Plinska smjesa vodi se prema struji tekućine (otapala, apsorbensa) tako da se meñu njima ostvari što prisniji kontakt. Izmeñu faza mora postojati dovoljna razlika u koncentraciji topljive primjese, čime je osiguran stalan prijelaz te primjese iz plinovite u tekuću fazu. Za projektiranje i proračun postrojenja za apsorpciju potrebni su:

1) podaci o ravnoteži izmeñu plina i otopine koji sadržavaju apsorbiranu primjesu (omogućava izbor najpogodnijeg apsorbensa i proračun količine otapala potrebne za apsorbiranje odreñene količine plina);

2) podaci o brzini prijelaza mase iz jedne faze u drugu kada one nisu u ravnoteži (omogućava proračun dimenzija ureñaja);

3) podaci o otporu strujanju fluida u postrojenju (omogućava proračun potrebne snage za pokretanje fluida kroz ureñaj);

4) tehnički podaci o apsorbiranoj tvari, apsorbensu i otopini jedne u drugom (omogućava proračun količine otopine potrebne za regenreaciju apsorbensa).

Prilikom apsorpcije plinova i para razlikuju se fizičko otapanje plina u tekućini i otapanje uz kemijsku reakciju. Fizička otopina je idealna kada izmeñu molekula otapala i molekula otopljenog plina djeluju samo čiste fizikalne sile (van der Waalsove). U ne idealnoj fizičkoj otopini meñu molekulama djeluju slabe kemijske sile. Kod otapanja uz kemijsku reakciju izmeñu molekula apsorbensa i apsorbirane tvari djeluju kemijske sile. Za apsorpciju plinova primjenjuju se ureñaji u kojima se izmeñu tekuće i plinovite faze stvara velika razdjelna površina. To se postiže disperzijom jedne faze u drugoj. Ovisno o tome koja je od faza dispergirana u onoj drugoj razlikuju se ureñaji s plinovitom i ureñaji s tekućom dispergiranom (unutarnjom) fazom. Od ureñaja s plinovitom unutarnjom fazom najvažnije su kaskadne kolone. Od ureñaja s tekućom unutarnjom fazom najvažnije su kolone punjene prokapnim tijelima, tzv. punjene kolone. 4.4 Strategija zaštite zraka Problem onečišćenja zraka je globalnih razmjera. Istraživanja su pokazala da je zrakom doneseno 92% zagañenja u atmosferu Norveške, 90% u Švicarskoj, 82% u Švedskoj, 77% u Nizozemskoj i 64% u Danskoj. Glavni izvori onečišćenja su industrijska područja u Ruhru, središnjoj Engleskoj, u jugozapadnoj Poljskoj i na sjeveru Češke. Kod prevladavajućih zapadnih strujanja, u Hrvatsku dolaze zrakom onečišćenja iz zapadne Europe, osobito iz sjeverne Italije. Smatra se da na područje Primorsko-goranske županije preko 60% onečišćenja atmosfere ima podrijetlo izvan njenog teritorija.

35

Postoje četiri različita scenarija za stabilizaciju globalnih emisija CO2: 1. U scenariju „Stabilizacija globalnih emisija“ pretpostavlja se da će zemlje OECD-a (eng.

Organisation for Economic Cooperation and Development) i bivšeg SSSR-a do 2010. godine smanjiti svoje emisije za 20% u odnosu na razinu iz 1991. godine i zadržati ih na toj razini sve do 2100. godine. Ostatak svijeta mogao je povećati emisije do 2000. godine za najviše 50% u odnosu na razine iz 1994. godine. Ta alokacija emisijskih prava dovodi globalne emisije 2010. godine na razinu 1990. godine.

2. U scenariju „Smanjenje globalne emisije“ zemlje OECD-a i bivšeg SSSR-a će do 2050. godine smanjiti svoje emisije za 50% u odnosu na razine iz 1990. godine, a ostatak svijeta je ograničen na porast ne veći od 50% u odnosu na 1990. godinu. To na kraju vodi smanjenju globalnih emisija ugljika za 15%.

3. U scenariju „Sporiji rast globalnih emisija“ razvijene zemlje ograničavaju svoje emisije do 2000. godine na razinu iz 1990. godine, a zemlje u razvoju su ograničene na rast od najviše 50% u odnosu na razinu današnjih emisija. To dovodi do 18% rasta globalnih emisija u odnosu na 1990. godinu.

4. Posljednji scenarij „Postupno uvoñenje poreza“ uključuje porez na ugljik od 15 USD/toni u svim zemljama koje su ostvarile rast ugljika iz 1990. godine za 5% godišnje. Do 2040. godine sva četiri scenarija bi dovela do prosječnog pada BDP od gotovo 2% godišnje, a do 2100. godine oni bi smanjili globalni BDP za približno 4% godišnje.

Da bi se smanjila opasnost od onečišćenja uopće i prekograničnog onečišćenja meñu europskim zemljama postignut je dogovor o smanjivanju emisija SO2 („klub -30%“). U razvijenim industrijskim zemljama uvedene su mjere smanjenja koncentracija prizemnog ozona, posrednim putem- uvoñenjem mjera za smanjenje reaktanata iz kojih on nastaje. Smanjuje se i potrošnja tvari koje oštećuju ozonski sloj. Da bi se smanjile štete od onečišćenja zraka, poduzimaju se razne mjere i aktivnosti u sklopu politike zaštite okoliša na svjetskom i nacionalnom planu. Mjere za zaštitu zraka od onečišćenja mogu se podijeliti u dvije osnovne skupine: 1. mjere za sprečavanje onečišćenja, 2. mjere za sanaciji onečišćenja. Prvoj skupini mjera ponajprije pripadaju one koje se trebaju provoditi u sustavu planiranja: 1. odabiranjem pogodnih lokacija za izgradnju pogona koji onečišćuje zrak, s obzirom na

značenje pogona, 2. odreñivanjem udaljenosti od pogona do ostalih sadržaja, prije svega stambenih naselja,

dječjih ustanova i bolnica, 3. ispravnim planiranjem prometnica i regulacijom prometa u naseljima i sl. Toj skupini pripadaju i mjere kojima se pri izgradnji novih pogona osigurava odabir tehnologije koja će minimalno onečišćavati zrak. Druga skupina su mjere sanacije koje se mogu podijeliti u dvije podskupine: 1. mjere kojima se rješava problem koji uzrokuje neki odreñeni onečišćivač (ako je taj

onečišćivač jedini izvor onečišćenja), 2. mjere kojima se rješava stanje onečišćenja kao posljedica više različitih izvora.

36

Prije poduzimanja zaštitnih mjera, potrebno je: izraditi katastar izvora onečišćenja zraka, izraditi katastar stanja onečišćenja zraka, utvrditi meteorološke uvjete za proračun širenja emisije, izraditi planove sanacije područja s ugroženom kakvoćom zraka, i izraditi tehnološko-ekonomski modul za prognoziranje emisija. Mjere za zaštitu zraka od onečišćenja mogu se podijeliti na kratkoročne i dugoročne. Takoñer se mogu podijeliti na: Tehničke mjere- primjenom različitih tehnološko-tehničkih zahvata u postojećim pogonima ili u projektiranju budućih smanjuju se emisije štetnih tvari u zraku. Kontrolne mjere- na temelju njih se propisuje i stalno prati vanjska i unutarnja emisija štetnih tvari, kao i prekoračenje dopuštenih standarda. Upravne mjere- pomoću njih javne vlasti propisuju i nadziru provedbu zakona iz područja zaštite okoliša i standarde. Ekonomsko-financijske su one mjere i aktivnosti kojima se javne vlasti služe u ekonomskoj i fiskalnoj politici radi smanjivanja onečišćenja zraka.

37

5. VODA Voda je osnovni uvjet održavanja života. Tri četvrtine površine Zemlje pokrivene su vodom, a ukupna procjena količine vode na Zemlji iznosi 1,36.1018 m3. U oceanima je sadržano 97,2% vode, 2% vode je u obliku leda na Arktiku i Antarktiku, dok 0,8% predstavljaju površinske i podzemne vode (površinske vode- 0,19%; podzemne vode- 0,61%). U površinske vode ubrajaju se mora, oceani, slatkovodna jezera, rijeke i vlaga u tlu i atmosferi. Približno 70% svjetskog stanovništva nema sigurnu opskrbu vodom. Od ukupno raspoložive pitke vode na svijetu u SAD se troši 33%, a u Africi samo 12%. Kada se zna da maseni udjel vode u ljudskom tijelu iznosi 70%, a gubitak 20% vode iz organizma dovodi do smrti, važnost vode postaje još jasnija. Gotovo sve potrebe stanovnika Zemlje za vodom pokrivaju se iz riječnih voda, koje čine samo desettisućiti dio hidrosfere. Prosječno se 70% ukupne potrošnje vode odnosi na poljoprivredu i stočarstvo, 22% na utrošak u industriji, a 8% na kućanstva. No, neke razvijene zemlje u industriji troše i 70% vode. Više od dvije trećine stanovnika Zemlje troši manje od 50 litara vode dnevno, a 4% stanovnika za isto vrijeme troši 300 do 400 litara. 5.1 Onečišćenje voda Onečišćenje voda je svako kvalitativno i kvantitativno odstupanje od normalnog i prirodnog kemijskog, fizičkog i biološkog sastava i kakvoće koje ima neželjene posljedice po zdravlje živih organizama, ekosustav i gospodarstvo. Vode mogu biti onečišćene sanitarnim otpadnim vodama, tehnološkim otpadnim vodama i oborinskim otpadnim vodama. Poseban problem predstavlja nekontrolirano odlaganje otpada i promet. 5.1.1 Pokazatelji onečišćenja voda Pokazatelji onečišćenja voda svrstani su u tri grupe: 1. Fizikalni pokazatelji: promjena boje, mirisa, okusa, mutnoće, temperature,

radioaktivnosti, sadržaja krutih čestica i dr. 2. Kemijski pokazatelji: promjena pH, osmotske vrijednosti, mineralnog sastava, količine

otopljenog kisika, sadržaja organskih tvari, anorganskih pokazatelja i dr. 3. Biološki pokazatelji: prisustvo patogenih bakterija, virusa, gljivica, ličinka, parazita,

životinjskih bjelančevina, ugljikohidrata i dr. Sva onečišćenja mogu se svrstati u skupine:

1. Površinska onečišćenja: krupni otpaci (papir, krpe, plastika...), ulja i masti. 2. Krutine organskog podrijetla: - nalaze se u otpadnim vodama u otopljenom, koloidnom i suspendiranom stanju, - dolazi do promjene boje i mirisa.

3. Temperatura

38

- toplija voda sadrži manju količinu otopljenog kisika, ubrzava metabolizam živih organizama te se kisik brže troši, što uzrokuje još veći manjak kisika.

4. Hranjive soli - sadržaj dušika, nitrata, nitrita, fosfora. 5. Postojane tvari: organske ili sintetske biološki nerazgradljive ili teško razgradljive

tvari: - dok se razgrañuju nepovoljno djeluju na žive organizme, a mogu se i gomilati u

njima, - nafta i derivati, pesticidi, nerazgradljivi deterdženti, plastične tvari, površinski

ak